CN102296006A - 清洗组合物及用其形成半导体图形的方法 - Google Patents

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Abstract

揭露了一种清洁组合物及半导体图形形成方法。所述清洁组合物包括基于所述清洁组合物的总量的10％～70％重量的醚化合物、0.1％～2％重量的含氟化合物作为蚀刻剂、0.1％～3％重量的抗腐蚀剂、及去离子水的残留量。所述方法中，在包括预定结构的基底上形成绝缘层，并且在所述绝缘层中形成大马士革图形。使用所述清洁组合物进行清洁。形成填满所述大马士革图形的金属层，并且使得所述金属层平面化以暴露所述绝缘层的上部，并且形成金属布线。在蚀刻处理之后，可去除蚀刻残留物而不会损伤金属布线，特别是铜布线，并且可减少处理缺陷的生成。

Description

清洗组合物及用其形成半导体图形的方法
相关申请的交叉引用及优先权主张
本申请依照美国法典第35篇第119条主张于2010年6月28日向韩国知识产权局(KIPO)提出的第10-2010-0061120号韩国专利申请，其内容通过整体引用的方式合并在此。
技术领域
本发明的思想涉及清洗溶液，及用其形成半导体图形的方法。具体地，本发明的思想涉及可有效去除金属性和氧化物蚀刻残留物的清洗溶液，及用其形成半导体图形的方法。
技术背景
随着半导体器件的集成程度的增进以减小器件尺寸以及加快运行速度，利用铝之类金属利用常规方法形成的金属布线的线宽已逐渐减小。为了改善由金属布线的线宽减小而使得电阻增大所带来的问题，可逐渐增大金属布线的高度。
由于此类通过增加金属布线的高度来改善电阻增大所引发的问题存在局限，现今使用低电阻的铜布线来代替铝布线。为了通过公知方法形成铝布线，可先使得铝沉积，然后进行干蚀刻。为了形成铜布线，可采用称为大马士革处理(damascene process)的镶嵌处理。
由于铜的蚀刻特性不稳定且易于氧化，因此无法使用常规的金属布线形成处理。当形成具有高台阶部的金属布线时，对于金属布线临界尺寸(CD)的均匀性、线蚀刻及光刻胶的蚀刻选择性等难有令人满意的结果。为了解决上述与铜相关的问题，可使用应用了大马士革处理的金属布线形成方法。
根据大马士革处理，可先在基底上沉积绝缘层然后进行蚀刻，以形成具有所需图形的绝缘层图形并且形成槽及/或用于形成通路的孔。在包括槽及/或通孔的绝缘层图形的上表面部上，可涂覆有作为金属布线的金属势垒层和铜层。可进行化学机械抛光处理，以去除形成在包括槽及/或通孔的绝缘层图形上的金属势垒层和铜层的上部，并且使得上表面部平面化。留在槽及/或通孔上的金属势垒层和铜层可形成金属布线。
此处，在对绝缘层进行了蚀刻处理以形成槽及/或通孔之后，可在执行后续处理之前完全去除剩余的蚀刻残留物。为了执行去除处理，可能需要清洁组合物。具体地，当在绝缘层之下形成用于进行大马士革处理的金属层时，需要对包括金属性蚀刻残留物和氧化物蚀刻残留物的蚀刻残留物进行完全去除。
具体地，当在绝缘层之下形成铜布线以作为金属布线时，在进行了对绝缘层的蚀刻处理之后需要有新颖的清洁组合物，以形成槽和/或通孔以及通过所述槽和/通孔暴露铜布线。现有采用的清洁组合物可用于除去在对具有底铝层的绝缘层进行干蚀刻处理后生成的蚀刻残留物。当在对具有底铜布线的绝缘层进行蚀刻后使用现有的清洁组合物时，会导致铜布线的过度蚀刻，且后续工艺的实施会变得困难。
发明内容
一些实施方式提供了在进行了形成金属布线的蚀刻处理之后应用的清洁组合物，以快速有效去除蚀刻残留物，并且不会对绝缘层和底部金属层造成损伤。
一些实施方式提供了通过利用上述清洁组合物以去除蚀刻处理后的残留物的清洁处理形成半导体图形的方法，所形成的半导体图形具有良好外形和减小的缺陷生成率。
一些实施方式中提供了一种清洁组合物，包括一种清洁组合物，包括：基于所述清洁组合物的总量的10％～70％重量的醚化合物、0.1％～2％重量的含氟化合物作为蚀刻剂、0.1％～3％重量的抗腐蚀剂、及余量去离子水。
一些实施方式中，所述醚化合物为二乙二醇单甲醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇二乙醚、及二乙二醇单丁醚中的至少之一。
一些实施方式中，所述清洁组合物还包括基于所述清洁组合物总含量的10％～49.5％重量的极性溶剂。
一些实施方式中，所述极性溶剂为N-甲基吡咯烷酮(NMP)和N-甲基甲酰胺(NFM)中的至少之一。
一些实施方式中，所述含氟组合物为氟化铵和氟化氢铵中的至少之一。
一些实施方式中，所述抗腐蚀剂为苯甲酸、五倍子酸、苯并三唑及丙二酸中的至少之一。
一些实施方式中，所述清洁组合物的粘度在1cps～5cps的范围内。
根据一些实施方式，一种形成半导体图形的方法中，在包括预定结构的基底上形成绝缘层，并且在所述绝缘层中形成大马士革图形。然后，使用清洁组合物进行清洁处理，所述清洁组合物包括基于所述清洁组合物的总量的10％～70％重量的醚化合物、0.1％～2％重量的含氟化合物作为蚀刻剂、0.1％～3％重量的抗腐蚀剂、及余量去离子水。形成填满所述大马士革图形的金属层，并且使得所述金属层平面化以暴露所述绝缘层的上部且形成金属布线。
一些实施方式中，所述结构包括铜(Cu)、铝(Al)、钽(Ta)、氮化钽(TaN)、钛(Ti)、及氮化钛(TiN)中的至少之一。
一些实施方式中，所述金属层为铜层。
一些实施方式中，所述醚化合物为二乙二醇单甲醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇二乙醚、及二乙二醇单丁醚中的至少之一。
一些实施方式中，所述清洁组合物可包括基于所述清洁组合物总含量的10％～49.35％重量的N-甲基吡咯烷酮(NMP)和N-甲基甲酰胺(NFM)极性溶剂中的至少之一。
一些实施方式中，所述含氟组合物为氟化铵和氟化氢铵中的至少之一。
一些实施方式中，所述抗腐蚀剂为苯甲酸、五倍子酸、苯并三唑及丙二酸中的至少之一。
根据一些实施方式，一种形成半导体图形的方法中，在包括预定结构的基底上形成绝缘层，并且对所述绝缘层进行蚀刻以形成预定的蚀刻图形。然后，使用清洁组合物进行清洁处理，所述清洁组合物包括基于所述清洁组合物的总量的10％～70％重量的醚化合物、0.1％～2％重量的含氟化合物作为蚀刻剂、0.1％～3％重量的抗腐蚀剂、及余量去离子水。
一些实施方式中，所述结构包括铜(Cu)、铝(Al)、钽(Ta)、氮化钽(TaN)、钛(Ti)、及氮化钛(TiN)中的至少之一。
根据一些实施方式，在利用光刻胶作为掩膜进行蚀刻处理之后，清洁组合物可容易地去除蚀刻残留物而不会损伤金属布线，特别是铜布线。因此，可减少诸如空洞生成，因欧姆接触失败、短路等造成的接触电阻增大等处理缺陷的产生。
附图说明
参考附图，通过下文的详细描述可更清楚地理解实施方式。图1～4示出了本文所述的实施方式。
图1A～1H为描述根据一些实施方式的形成半导体图形形成方法中的铜布线形成方法的剖视图；
图2为使用根据一些实施方式的清洁组合物进行清洁处理之后的接触孔的场发射扫描电子显微图；
图3和4为使用根据对照例的清洁组合物进行清洁处理之后的接触孔的场发射扫描电子显微图。
具体实施方式
参见示出实施方式的附图，下文将更详细地描述各种实施方式。然而，本发明的思想可以以许多不同形式实现，并且不应解释为受在此提出之实施方式的限制。相反，提出这些实施方式是为了达成充分及完整公开，并且使本技术领域的技术人员完全了解本发明思想的范围。这些附图中，为清楚起见，可能放大了层及区域的尺寸及相对尺寸。
应理解，当将元件或层称为在另一元件或层“上”，“连接至”或“耦合至”另一元件或层之时，其可为直接在另一元件或层上，直接连接或直接耦合至其它元件或层，或者存在居于其间的元件或层。与此相反，当将元件称为“直接在另一元件或层上”，“直接连接至”或“直接耦合至”另一元件或层之时，并不存在居于其间的元件或层。整份说明书中类似标号是指类似的元件。如本文中所使用的，用语“及/或”包括一或多个相关的所列项目的任何或所有组合。
应理解，尽管本文中使用第一、第二、第三等来描述多个元件、组件、区域、层及/或部分，但这些元件、组件、区域、层及/或部分并不受这些用语的限制。这些用语仅用于使一个元件、组件、区域、层或部分与另一个区域、层或部分区别开来。由此，下文所称之第一元件、组件、区域、层或部分也可称为第二元件、组件、区域、层或部分，而不脱离本发明的教导。
本文中所使用的表述仅用于描述特定的实施方式，并且并不意欲限制本发明。如本文中所述的，单数形式的冠词意欲包括复数形式，除非其上下文明示。还应理解，当本说明书中使用表述“包括”之时，明确说明了存在所描述的部件、整体、步骤、操作、元件及/或组件，但并不排除存在或附加有一个或多个其它部件、整体、步骤、操作、元件、组件及/或它们的组合。
对于本发明的实施方式，本文中是参照本发明的理想化实施方式(以及中间结构)的示意剖视图来描述的。照此，预期会产生例如因制造工艺及/或公差而造成形状上的变化。由此，本发明的实施方式不应解释为将其限制成本文所示的特定区域形状，还应包括例如，因制造而导致的形状偏差。图中所示区域的本质是示意性的，并且其形状并不意欲示出器件区域的实际形状，也不意欲限制本发明思想的范围。
除非另行详细说明，本文所使用的所有术语(包括科技术语)的意思与本技术领域的技术人员所通常理解的一致。还应理解，诸如一般字典中所定义的术语应解释为与相关技术领域中的意思一致，并且不应解释为理想化的或过度刻板的含义，除非在文中另有明确定义。
下文将详细描述清洁组合物及用其形成半导体图形之方法的实施方式。
根据实施方式的清洁组合物包括基于清洁剂组合物总量的10％～70％重量的醚化合物、作为蚀刻剂的0.1％～2％重量的含氟化合物，0.1％～3％重量的抗腐蚀剂、及余量的去离子水。
清洁组合物可包括醚化合物。醚化合物有助于膨胀(swelling)及/或削弱(weakening)聚合物，并且可溶解已膨胀的聚合物。此外醚化合物可防止蚀刻残留物再次吸附到基底上。具体地，醚化合物可包括二乙二醇单甲醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇单丁醚等。这些化合物可单独使用或组合使用。使用两种或两种以上所述化合物可获得更佳的效果。
醚化合物的含量范围为基于清洁组合物总量的10％～70％重量。当醚化合物的含量不足10％重量时，则无法完全溶解光刻胶和蚀刻残留物，或者光刻胶和蚀刻残留物会再次吸附到基底上。当醚化合物的含量超过70％重量时，则醚化合物的增加而带来去除效用变得不明显。此外，可能会不理想地稀释其它组分的浓度。因此，醚化合物的添加量可在上述范围之内。
根据实施方式的清洁组合物可包括含氟化合物。含氟化合物可去除进行蚀刻处理时所产生的聚合物，并且可控制聚合物的去除率。含氟化合物可包括氟化铵、氟化氢铵等。可单独使用或组合使用这些化合物。
含氟化合物的含量范围为基于清洁组合物总量的0.1％～2％重量。当含氟化合物的含量不足0.1％重量时，则无法去除蚀刻残留物，或者使得去除蚀刻残留物所需的时间延长。当含氟化合物的含量超过2％重量，则可能损伤包括基底在内的结构。因此，含氟化合物的添加量可在上述范围之内。
根据实施方式的清洁组合物可包括抗腐蚀剂。抗腐蚀剂可防止在对蚀刻残留物进行清洁处理时对包括铜、铝等的下部金属布线造成腐蚀。抗腐蚀剂可包括苯甲酸、五倍子酸、苯并三唑、丙二酸等。可单独使用或组合使用这些化合物。
抗腐蚀剂的含量范围为基于清洁组合物总量的0.1％～3％重量。当抗腐蚀剂的含量不足0.1％重量时，针对金属布线的抗腐蚀效果则不明显。含抗腐蚀剂的含量超过3％重量，则可能使得无法去除聚合物和使得残留物。因此，抗腐蚀剂的添加量可在上述范围之内。
根据实施方式的清洁组合物还可包括基于清洁组合物总量的10％～49.5％重量的极性溶剂。极性溶剂包括N-甲基吡咯烷酮、N-甲基甲酰胺等。清洁组合物包含极性溶剂可增进蚀刻残留物的去除效用。
根据实施方式的清洁组合物可包括去离子水。去离子水可用作使得构成清洁组合物之组分发生溶解的溶剂。根据去离子水的含量，清洁组合物的粘度和物理特性会变化。可考虑清洁组合物对于聚合物和蚀刻残留物的去除效用来适当地控制清洁组合物中的去离子水的添加量。
根据实施方式的清洁组合物可在低温条件下有效去除蚀刻残留物，并且通过优化清洁组合物的粘度和物理特性而可应用于进行浸液清洁处理的装置和进行喷射处理的装置。
一般地，可通过浸液清洁处理来执行剥离处理。在浸液清洁处理中，可一次将多个待处理的基底装入浸液中。可应用于浸液处理的剥离组合物所需的物理特性不严格。
然而，在喷射清洁处理中，通过施加不同于浸液清洁处理的喷射处理而对半导体基底进行处理。因此，当清洁组合物的粘度较高，清洁组合物则无法均匀地喷在基底上，并且使得清洁组合物与半导体基底接触的表面区域可能不均匀。由此，难以进行有效清洁。为了在喷射处理中获得某种程度的清洁，可降低清洁组合物的粘度。由于迄今为止一般采用的有机清洁组合物的粘度高于水，因此清洁组合物仅用于浸液处理而未用于喷射处理。
根据实施方式的清洁组合物可包括增大量的水和减小量的有机材料，以具有比现有的清洁组合物更高的清洁效用。所述清洁组合物的粘度可小于现有的清洁组合物。根据实施方式的清洁组合物的粘度可为约1～5cps，其比粘度为约10cps的现有清洁组合物降低了1.5～3倍。根据实施方式的组合的更理想的粘度值为约3.5cps。
根据实施方式的清洁组合物可应用于多种类型的装置，包括喷射型清洁装置以及浸液型清洁装置。
包括如前所述成分的清洁组合物可在快速有效地去除形成在通孔侧壁上和接触孔的底部上的铜的氧化材料以及残留在孔侧壁上的蚀刻残留物。此外，可防止在进行去除处理时对TaN、绝缘层等造成损伤。此外，可防止对底部金属层的损伤，并且在利用铜和铝进行图形形成处理时亦可有效去除蚀刻残留物和氧化物层。
下文将描述利用根据本发明实施方式的清洁组合物，应用大马士革处理来形成包括铜布线的半导体器件的方法实施方式。下文的描述中，可利用铜层形成底层，并且施加金属势垒层，然而，应理解，实施方式可包括本发明思想范围内的多种应用。
图1A～1H为说明根据实施方式的铜布线形成方法的剖视图。
参考图1A，在硅晶片基底110上形成第一绝缘层120。第一绝缘层120可形成为使用各种绝缘材料形成的氧化物层，所述绝缘材料诸如但不限于二氧化硅(SiO2)、硼磷硅酸盐玻璃(BPSG)、磷硅酸盐玻璃(PSG)、正硅酸四乙酯(TEOS)、未掺杂硅酸盐玻璃(USG)、旋涂玻璃(SOG)、高密度等离子体(HDP)氧化物、旋涂介电质(SOD)等。
参考图1B，通过常规的光刻对第一绝缘层120进行有选择地蚀刻而形成第一绝缘层图形122。通过第一绝缘层图形122可形成大线宽的下槽124。省略了公知且常用的光刻技术的详细描述。
参考图1C，可在如此形成的第一绝缘层图形122上形成第一金属势垒层130。第一金属势垒层130可防止在后续处理中要形成的铜层的铜原子扩散入硅晶片基底110。可使用物理汽相沉积(PVD)处理、原子层沉积(ALD)处理等形成第一金属势垒层130。第一金属势垒层130可为使用Ta、TaN、TaAlN、TaSiN、TaSi2、Ti、TiN、WN、TiSiN等中的至少一个形成的单层，或者为包括Ta/TaN、Ti/TiN等组合层的多层。
在第一金属势垒层130上，形成有充满第一绝缘层图形122的第一铜层140。可通过PVD处理、化学汽相沉积(CVD)处理、电化学镀法等方法中的一种方法来形成第一铜层140。第一铜层140的厚度可控制为完全填充下槽124，并且可为下槽124的高度的约120％～150％。当通过电化学镀法形成铜层时，可在第一金属势垒层130上形成种子层(未示)。种子层可为形成铜层时的电极。种子层可为包括铜(Cu)、铂(Pt)、金(Au)、银(Ag)及镍(Ni)中的至少一种的金属或合金，并且可使用PVD处理和CVD处理中的一种形成。
参考图1D，可对第一铜层140进行化学机械抛光(CMP)处理，以暴露出第一绝缘层图形122的上表面部，并且形成镶嵌在第一绝缘层图形122中的第一金属势垒层图形132和第一铜布线142。可使用包括氧化剂和抛光剂的抛光液来进行CMP处理。氧化剂可包括氧化乙烯(C2H2O)，并且抛光机包括胶体二氧化硅、气相法二氧化硅等。
参考图1E，可在第一绝缘层图形122形成第二绝缘层150。可使用多种绝缘材料形成为氧化物层，非限制性的绝缘材料诸如二氧化硅、BPSG、PSG、TEOS、USG、SOG、HDP氧化物、SOD等。
参考图1F，可通过对第二绝缘层150进行有选择的蚀刻而形成第二绝缘层图形152。上接触孔154可由第二绝缘层图形152形成。可使用光刻在第二绝缘层150中形成多个上接触孔154。
完成蚀刻处理之后，可利用根据实施方式的清洁组合物进行除灰处理，即，用以去除残留光刻胶层、聚合物、金属材料、金属氧化物等的清洁处理。可通过多种清洁处理(包括非限制性的喷射处理和浸液处理)使用本发明的清洁组合物进行清洁处理。
参考图1G，在完成清洁处理之后，可在第二绝缘层图形152上形成第二金属势垒层160。可使用PVD处理、ALD处理等形成第二金属势垒层160。第二金属势垒层16可为使用Ta、TaN、TaAlN、TaSiN、TaSi2、Ti、TiN、WN、TiSiN等中的至少一种形成的单层，或者为包括Ta/TaN、Ti/TiN等组合层的多层。
可在第二金属势垒层160上形成第二铜层170，以完全填充上接触孔154。可通过PVD处理、CVD处理、电化学镀法等方法中的一种方法来形成第二铜层170。第二铜层170的厚度可控制为完全填充上接触孔154，并且可为上接触孔154的高度的约120％～150％。当通过电化学镀法形成铜层时，可在第二金属势垒层160上形成种子层(未示)。种子层可为形成铜层时的电极。种子层可为包括Cu、Pt、Au、Ag及Ni中的至少一种的金属或合金，并且可使用PVD处理和CVD处理中的一种形成。
参考图1H，可对第二铜层170进行化学机械抛光(CMP)处理，以暴露出第二绝缘层图形152的上表面部，并且形成镶嵌在第二绝缘层图形152中的第二金属势垒层图形162和第二铜布线172。可使用包括氧化剂和抛光剂的抛光液来进行CMP处理。氧化剂可包括氧化乙烯(C2H2O)，并且抛光剂包括胶体二氧化硅、气相法二氧化硅等
下文将描述根据实施方式的清洁组合物的较佳实施例。
实施例1
将基于组合物总量的10％重量的二乙二醇单乙醚、49.35％重量的二乙二醇二甲醚、0.5％重量的氟化铵、0.15％重量的苯甲酸、及40％重量的去离子水进行混合，以制备根据本发明思想的清洁组合物。
实施例2～4
通过进行如实施例1所述方法制备根据本发明思想的清洁组合物，其不同之处在于，成分及其含量改为如表1所示。
实施例5～8
通过进行如实施例1所述方法制备根据本发明思想的清洁组合物，其不同之处在于，成分及其含量改为如表1所示。具体地，实施例5～8中添加极性化合物。
实施例9～14
通过进行如实施例1所述方法制备根据本发明思想的清洁组合物，其不同之处在于，成分及其含量改为如表1所示。实施例9～11中选择五倍子酸、丙二酸、苯并三唑中的一中用作抗腐蚀剂，实施例12～13中中选择使用二乙二醇单甲醚和二乙二醇单丁醚中的一种。实施例14中，氟化氢铵用作含氟化合物。
表1
Figure BSA00000537047700091
表1中，DGDE代表二乙二醇二甲醚，EDG代表二乙二醇单乙醚、BDG代表二乙二醇单丁醚，MDG代表二乙二醇单甲醚，NMF代表甲基甲酰胺，NMP代表N-甲基吡咯烷酮，AH代表氟化铵，AF氟化氢铵，BA代表苯甲酸，GA代表五倍子酸，MA代表丙二酸，BT代表苯并三唑。此外，各组分的含量以基于组合物总量的重量表示。
下文将描述根据对照例的清洁组合物与上述根据实施例的清洁组合物的对比。
对照例1～6
通过进行如实施例1所述方法制备根据对照例的清洁组合物，其不同之处在于，成分及其含量改为如表2所示。
表2
Figure BSA00000537047700101
清洁组合物的清洁效用评估
将所述组合物应用于形成布线的大马士革处理，就蚀刻残留物和聚合物评估实施例1～14和对照例1～6制得的清洁组合物的清洁效用。
为了评估清洁效用，将进行干蚀刻之后的包括聚合物和蚀刻残留物的测试样本在约25℃浸入各清洁溶液10分钟。测试样本包括铝和铜，且包括钛之类金属、氧化物化合物及氮化物化合物中的至少一中。在进行浸入处理约10分钟之后，使用异丙醇(IPA)冲洗测试样本约3分钟并使用去离子水冲洗3分钟。冲洗之后，使用氮气干燥测试样本，并且通过扫描电子显微镜(SEM)评估测试样本是否仍然有聚合物和蚀刻残留物以及金属是否被腐蚀。表3示出了由此获得的聚合物和蚀刻残留物的去除效用。
表3
Figure BSA00000537047700111
表3中，PR代表聚合物去除效用。PR中，◎代表优且意味着完全去除聚合物，○表示良好且意味着留有微量聚合物，而X代表差且意味着无去除效用。
MA代表对金属的抗腐蚀效用。MA中，◎代表优且意味着未产生金属腐蚀，○表示良好且意味着稍许的金属腐蚀，而X代表差且意味着无防金属腐蚀效用。
OA代表防止氧化物层损伤的效用。在OA中，◎代表优且意味着未产生氧化物层损伤，○表示良好且意味着稍许的氧化物层的损伤，而X代表差且意味着对氧化物层造成损伤。
MT3代表在半导体制造处理中暴露铜、铝之类的金属、氮化物、氧化物等的处理，而CT代表在半导体处理中暴露绝缘层的处理，所述绝缘层包括形成在金属布线之间的氧化物材料。对于MT和CT处理，包括聚合物(作为进行干蚀刻时所生成的残留物)的晶片用作测试晶片。
参考表3，当在进行使用铜的大马士革处理时应用根据实施例1～14的清洁组合物，可提高聚合物的去除效用以及防止金属腐蚀的效用。
考虑实施例1和2以及实施例3和4的结果，可发现二乙二醇二甲醚和二乙二醇单乙醚的混合物用作醚混合物时，去除效用优于这两个化合物单独使用的去除效用。参考实施例5～8的结果，当添加极性溶剂时，可确保聚合物的去除效用。
此外，参考实施例9～11的结果，可发现五倍子酸、丙二酸、苯并三唑之类的抗腐蚀剂可提供对金属的抗腐蚀效果。当考虑其它醚化合物时，参考实施例12和13的结果，可发现二乙二醇单丁醚和二乙二醇单甲醚具有聚合物去除效用以及金属的抗腐蚀效用。此外，考虑实施例14的结果，可发现当使用含氟化合物中的氟化氢铵时可获得蚀刻残留物的高效的去除效用。
将根据实施例的用于去除采用铜布线的大马士革处理所形成的蚀刻残留物的清洁组合物的清洁效用与根据对照例1～8的用于去除蚀刻残留物的清洁组合物的清洁效用进行对比。根据对照例1和2的清洁组合物，较之所给定的含量范围，其包括作为醚化合物的二乙二醇二甲醚含量太少，或者包括作为含氟化合物的氟化铵含量太多，所述根据对照例1和2的清洁组合物的聚合物去除效用降低，或者金属的抗腐蚀效用降低。
对照例3的清洁组合物中，含氟化合物的含量太少，并且较难获得聚合物去除效用。对照例4的清洁组合物中，抗腐蚀剂的含量太多，比0.1％～2％重量的给定范围的上限超了约3％重量，因此去除聚合物所需的时间会比参考处理时间多约10分钟。
对照例5和6的清洁组合物中，含有用以溶解蚀刻残留物的极性溶剂NMP来代替醚化合物。残留物的去除效用良好，但金属的抗腐蚀效用较差。
将根据实施例的清洁组合物的清洁效用与根据对照例的清洁组合物的清洁效用做比较。利用双大马士革处理形成Ti/TiN势垒层图形，并且形成绝缘层。使用光刻胶掩膜进行干蚀刻以形成接触孔。附图示出了结果。
图2为利用根据实施例1的清洁组合物进行清洁处理之后的接触孔的场发射扫描电子显微图。
参考图2，铜、光刻胶、经由与进行干蚀刻时产生的绝缘层进行反应而生成的蚀刻残留物被完全去除。此外，接触孔的底部金属层的抗腐蚀效用优良，并且出现金属损伤。
图3和4为利用根据对照例的清洁组合物进行清洁处理之后的接触孔的场发射扫描电子显微图。
图3为利用根据对照例3的清洁组合物进行清洁处理之后的接触孔的场发射扫描电子显微图。
参考图3，由于蚀刻残留物的去除效用较低，接触孔的底部留有蚀刻残留物。具体地，使用椭圆来表示利用干蚀刻处理形成孔时所生成的蚀刻残留物。可确认即使使用清洁组合物进行处理，也仍然有蚀刻残留物。
图4为利用根据对照例5的清洁组合物进行清洁处理之后的接触孔的场发射扫描电子显微图。
参考图4，当使用包括用以溶剂蚀刻残留物的极性溶剂NMP来代替醚化合物时，完全去除蚀刻残留物。然而，金属的抗腐蚀效用并不令人满意，且对底部金属层有损伤。孔的下部形成有撞击，且椭圆表示对下部金属层的蚀刻。然而，即使完全去除了蚀刻残留物，会对铜层造成损伤。这样，后续处理的良率下降较多，并且在半导体制造工艺中难以应用这样的清洁组合物。
如前所述，根据实施例，在形成包括铜(Cu)之类电阻低于铝(Al)的金属的半导体图形的处理中使用清洁组合物时，可容易地去除蚀刻残留物而不损伤金属层。此外，可完全去除留在图形表面部上的在进行蚀刻处理之后形成的诸如有机材料、导电聚合物、氧化物层等蚀刻残留物。
上文仅为实施例的说明，而不应成为其限制。尽管业已描述了若干实施例，但本领域的技术人员可容易地认识到实施例可有多种修改，而不实质地脱离本发明思想的新颖教示和优点。因此，所有这些修改应包含在如权利要求书所界定的本发明思想的范围内。权利要求书中，装置加功能的表述意欲覆盖本文所述执行所列功能的结构，并且不仅包括结构上的等同物还包括等同的结构。因此，应理解，上文仅为实施例的说明，而不应成为具体实施例的限制，并且对所揭露之实施例的修改以及其它实施例也应包括在所附权利要求的范围之内。

Claims (16)

1.一种清洁组合物，包括：基于所述清洁组合物的总量的，
10％～70％重量的醚化合物；
0.1％～2％重量的含氟化合物作为蚀刻剂；
0.1％～3％重量的抗腐蚀剂；及
余量的去离子水。
2.如权利要求1所述的清洁组合物，其中所述醚化合物为二乙二醇单甲醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇二乙醚、及二乙二醇单丁醚中的至少之一。
3.如权利要求1所述的清洁组合物，还包括基于所述清洁组合物总含量10％～49.5％重量的极性溶剂。
4.如权利要求3所述的清洁组合物，其中所述极性溶剂为N-甲基吡咯烷酮(NMP)和N-甲基甲酰胺(NFM)中的至少之一。
5.如权利要求1所述的清洁组合物，其中所述含氟组合物为氟化铵和氟化氢铵中的至少之一。
6.如权利要求1所述的清洁组合物，其中所述抗腐蚀剂为苯甲酸、五倍子酸、苯并三唑及丙二酸中的至少之一。
7.如权利要求1所述的清洁组合物，其中所述清洁组合物的粘度在1cps～5cps的范围内。
8.一种形成半导体图形的方法，包括：
在具有预定结构的基底上形成绝缘层；
在所述绝缘层中形成大马士革图形；
使用清洁组合物进行清洁，所述清洁组合物包括基于所述清洁组合物的总量10％～70％重量的醚化合物、0.1％～2％重量的含氟化合物作为蚀刻剂、0.1％～3％重量的抗腐蚀剂、及余量去离子水；
形成填满所述大马士革图形的金属层；并且
使得所述金属层平面化以暴露所述绝缘层的上部，并且形成金属布线。
9.如权利要求8所述的方法，其中所述结构包括铜(Cu)、铝(Al)、钽(Ta)、氮化钽(TaN)、钛(Ti)、及氮化钛(TiN)中的至少之一。
10.如权利要求8所述的方法，其中所述金属层为铜层。
11.如权利要求8所述的方法，其中所述醚化合物为二乙二醇单甲醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇二乙醚、及二乙二醇单丁醚中的至少之一。
12.如权利要求8所述的方法，还包括基于所述清洁组合物总含量10％～49.35％重量的N-甲基吡咯烷酮(NMP)和N-甲基甲酰胺(NFM)极性溶剂中的至少之一。
13.如权利要求8所述的方法，其中所述含氟组合物为氟化铵和氟化氢铵中的至少之一。
14.如权利要求8所述的方法，其中所述抗腐蚀剂为苯甲酸、五倍子酸、苯并三唑及丙二酸中的至少之一。
15.一种形成半导体图形的方法，包括：
在具有预定结构的基底上形成绝缘层；
对所述绝缘层进行蚀刻以形成预定的蚀刻图形；并且
使用清洁组合物进行清洁，所述清洁组合物包括基于所述清洁组合物的总量10％～70％重量的醚化合物、0.1％～2％重量的含氟化合物作为蚀刻剂、0.1％～3％重量百分比的抗腐蚀剂、及余量去离子水。
16.如权利要求15所述的方法，其中所述结构包括铜(Cu)、铝(Al)、钽(Ta)、氮化钽(TaN)、钛(Ti)、及氮化钛(TiN)中的至少之一。
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