CN1304439A - 抛光铜膜后清洁处理半导体衬底的方法和设备 - Google Patents

抛光铜膜后清洁处理半导体衬底的方法和设备 Download PDF

Info

Publication number
CN1304439A
CN1304439A CN99801686A CN99801686A CN1304439A CN 1304439 A CN1304439 A CN 1304439A CN 99801686 A CN99801686 A CN 99801686A CN 99801686 A CN99801686 A CN 99801686A CN 1304439 A CN1304439 A CN 1304439A
Authority
CN
China
Prior art keywords
acid
deionized water
amount
clean solution
organic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN99801686A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1250675C (zh
Inventor
李煦
赵岳星
戴安娜·J·海默斯
约翰·M·德·拉瑞奥斯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LEMM RESEARCH CORP
Original Assignee
LEMM RESEARCH CORP
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LEMM RESEARCH CORP filed Critical LEMM RESEARCH CORP
Publication of CN1304439A publication Critical patent/CN1304439A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1250675C publication Critical patent/CN1250675C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041—Cleaning
    • H01L21/02057—Cleaning during device manufacture
    • H01L21/02068—Cleaning during device manufacture during, before or after processing of conductive layers, e.g. polysilicon or amorphous silicon layers
    • H01L21/02074—Cleaning during device manufacture during, before or after processing of conductive layers, e.g. polysilicon or amorphous silicon layers the processing being a planarization of conductive layers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K13/00—Etching, surface-brightening or pickling compositions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K13/00—Etching, surface-brightening or pickling compositions
    • C09K13/04—Etching, surface-brightening or pickling compositions containing an inorganic acid
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D7/00—Compositions of detergents based essentially on non-surface-active compounds
    • C11D7/02—Inorganic compounds
    • C11D7/04—Water-soluble compounds
    • C11D7/08—Acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D7/00—Compositions of detergents based essentially on non-surface-active compounds
    • C11D7/22—Organic compounds
    • C11D7/26—Organic compounds containing oxygen
    • C11D7/265—Carboxylic acids or salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23G—CLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
    • C23G1/00—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts
    • C23G1/02—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts with acid solutions
    • C23G1/10—Other heavy metals
    • C23G1/103—Other heavy metals copper or alloys of copper
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D2111/00—Cleaning compositions characterised by the objects to be cleaned; Cleaning compositions characterised by non-standard cleaning or washing processes
    • C11D2111/10—Objects to be cleaned
    • C11D2111/14—Hard surfaces
    • C11D2111/22—Electronic devices, e.g. PCBs or semiconductors

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Emergency Medicine (AREA)
  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Detergent Compositions (AREA)

Abstract

本发明叙述了用于清洁处理经过化学机械抛光后的半导体衬底的溶液,方法和设备。本发明包括了一种清洁溶液,为去离子水、有机化合物以及铵化合物的混合,产生酸性pH条件,用于清洁处理经过抛光铜层的半导体衬底表面。所述的清洁处理经过铜化学机械抛光后的半导体衬底的方法,缓解了有关刷子载物及表面和表面下污染的问题。

Description

抛光铜膜后清洁处理半导体衬底的方法和设备
本申请为美国专利申请“抛光铜膜后清洁处理半导体衬底的方法和设备”(申请号为08/955,39.3，申请日为1997年10月21日)的部分继续申请。
本发明涉及清洁处理半导体衬底的方法和设备，特别涉及抛光铜膜后清洁处理半导体衬底的方法和设备。
在制造先进半导体器件过程中，开始用铜(Cu)代替铝(Al)作为金属化材料的。相对铝而言，由于铜具有较低的电阻率并能显著地提高电迁移的寿命，所以铜成为所希望的材料。
一种Cu金属化工艺利用双金属镶嵌方法。如图1a所示，电介质层110淀积在衬底100上。电介质层120可能由诸如二氧化硅材料构成。然后如图1b所示，沟路和/或沟槽120形成在电介质层110中。例如利用干腐蚀技术可能形成沟路/沟槽120。接着，如图1c所示，淀积由例如，钽(Ta)，钛(Ti)，或氮化钛(TiN)阻挡材料构成的薄层(阻挡层)130。如图1d所示，淀积阻挡层130后，利用铜(Cu)层140填充沟路和/或沟槽120。利用众所周知的淀积技术，例如，化学汽相淀积(CVD)，物理汽相淀积(PVD)，或电镀，淀积铜(Cu)层140。如图1e所示，为了隔离铜的互连，必须除掉多余的铜(Cu)层140和阻挡层130。
除掉多余的铜(Cu)层140和阻挡层130的一种方法是例如，利用化学机械抛光(CMP)来抛光衬底的表面。在CMP工艺中，利用包含诸如氧化铝微粒的磨料微粒和诸如过氧化氢的氧化剂的稀浆，抛光半导体衬底。在CMP工艺中，在铜层150上，电介质表面160上，和电介质表面下165中引入了包括微粒和/或金属污染的污染物。
不管如何进行CPM工艺，必须清洁处理半导体衬底表面的污染物。如果不除掉污染物，则这些污染物可能影响器件特性，可能比通常情况较快速地引起器件失效。在化学机械抛光铜层后，清洁处理半导体衬底可能是必须的，以便从铜层和电介质层除掉上述的污染物。抛光铜层后清洁处半导体衬底的一种方法是刷洗。刷洗，无论单面或双面刷洗，都是工业上用以清洁处理利用氧化物和钨CMP处理的衬底的标准技术。但是，把刷洗用于粘接铜CMP清洁处理，有几个问题。
上述问题之一是刷子载物。在CMP处理期间，可能使铜层表面氧化，形成氧化铜，例如氧化铜(Cu2O或CuO)或氢氧化铜(Cu(OH)2)。在碱性或中性PH清洁处理条件下，氧化铜或氢氧化铜不溶解，可能转移到刷子上，这样使刷子载物。然后污染(或载物)的刷子在清洁处理期间可能把氧化铜或氢氧化铜污染物转移到后续处理的衬底上。
在应用钨和其它氧化物时，通过加入稀释的氢氧化铵(NH4OH)，可能减少刷子的载物。在存在NH4OH的情况下，氧化铜部分可能形成Cu(NH3)2+复合物并且可能分解；但是由于高PH值情况，发现稀释的氢氧化铵不能够防止刷子加载氧化铜。此外，发现用氢氧化铵清洗液引起铜层腐蚀，并且可能引起严重的表面粗糙。
当把铝微粒用于铜CMP工艺中时，也可能产生刷子载物。在中性或无机酸(例如HCL)清洁处理条件下，在铝微粒和氧化硅表面之间有静电吸引力，所以难于从电介质材料表面除掉氧化铝微粒。因为有静电吸引力，所以可能把铝微粒粘附到刷子上，引起另一个刷子载物的问题，同样产生如上所述的后果。
CMP工艺引起的另一个问题是，在抛光期间，来自铜层和阻挡层的金属以及来自稀浆的其它污染物，可能污染电介质层的表面和表面下区域。在进行CMP工艺期间，污染，特别是金属污染，可能渗入到电介质层进入表面大约100埃。而这些污染可能影响器件性能并可能使器件失效。
下面叙述了对经过化学机械抛光铜膜的半导体衬底进行清洁处理的溶液、方法和设备。在本发明的一个实施例中，使用了一种将去离子水、有机化合物和铵化合物混合以产生一种酸性PH条件的清洁处理溶液，用于清洁处理抛光铜层后的半导体衬底。
通过下面详述的说明书，附图和权利要求，则本发明的附加特征和优点将显而易见。
通过以下所给出的详尽的描述以及各种实施例的附图，可以对本发明有更充分的理解，然而，该等实施例仅用以说明并帮助理解本发明而并非对发明本身构成任何限制。其中：
图1a表示在其上沉积有电介质层的半导体衬底；
图1b表示在图1a所示的半导体衬底的电介质层中形成沟路和/或沟
槽；
图1c表示在图1b所示的半导体衬底上淀积薄阻挡层。
图1d表示在图1c所示的半导体衬底上淀积铜材料层；
图1e表示图1d所示的半导体衬底经过化学机械抛光多余铜层和阻挡
层；
图2表示清洗系统的一个实施例。
图3表示本发明工艺一个实施例的流程图。
下面叙述抛光铜膜后清洁处理半导体衬底的方法和设备。在以下的说明书中对许多特殊细节进行了描述，例如具体的材料，工艺，参数和尺寸等，以便彻底了解本发明。但是，显而易见，本领域的技术人员不需利用这些特殊细节就能够实现本发明。在其它的例子中，没有详细地叙述公知的材料和方法，以便避免不必要地使本发明不清楚。
下面的说明叙述了清洁处理半导体衬底的溶液，方法和设备。在一个实施例中，半导体晶片的清洗发生在形成了铜互连并对铜互连进行了化学机械抛光(CMP)/平整后。半导体器件制造过程中铜互连的形成过程为本领域(技术人员)所周知，因此这里不再详叙。
还应该注意，虽然本公开文件和权利要求全部利用术语“半导体衬底”以指在其上形成或将要形成器件层的硅半导体衬底或它的部分，例如，砷化镓。还应该注意术语衬底包括但是不限于：在其上具有半导体材料的完全处理的，半处理的或没有处理的衬底。
此外，应当注意，虽然结合刷洗半导体衬底或晶片一起叙述本发明，但是应该了解，利用本发明的方法和设备可能处理任何类似形状的，也就是通常为平坦的衬底。还有，应该了解，涉及半导体衬底或晶片可能包括：裸露的或纯的半导体衬底；具有外延层的掺杂或没有掺杂的半导体衬底；在处理的任何阶段和一个或多个器件层结合成一个整体的半导体衬底；和一个或多个半导体层结合在一起的其它类型的半导体衬底，例如，在其上有绝缘体上半导体器件(SOI)的半导体衬底或用于加工其它装置和器件的半导体衬底，例如，平板显示器，多片组件等的衬底。
在一个实施例中，用以清洗半导体衬底的清洁溶液是由去离子水、有机化合物、无机化合物混合而成，产生一种酸性PH值环境以清洗半导体衬底的表面。同样地，这种清洗可以发生在铜膜抛光之后。运用酸性PH值环境有助于铜的氧化物的溶解以及缓解一些如在发明背景中论述过的刷子载物的问题。较优的选择是将酸性环境的PH值约保持在1-6之间。在一个实施例中，酸性环境的PH值约为2-4。
使用有机化合物(例如，一种有机酸)有助于形成金属化合物，从而有助于将金属污染物从介电质层的表面以及刷子的表面去除。可以使用的有机酸的例子包括：柠檬酸、苹果酸、丙二酸、琥珀酸以及其它任何该类酸的组合。
在一个实施例中，溶解于去离子水(DIW)的有机酸的浓度范围按照重量比约为100ppm-2％。在另一替代实施例中，较优的浓度范围按照重量比约为200ppm-0.1％。在一个实施例中，当所使用的有机化合物为柠檬酸时，溶解于去离子水中的柠檬酸的浓度按照重量比约为0.2％。
利用无机化合物有助于改变微粒和刷子表面和衬底之间的静电吸引力，以便使它们相互排斥。这样，微粒排斥刷子和衬底且刷子和衬底排斥微粒，为清除微粒提供了优良的条件。在一个实施例中，利用的无机化合物可能是氢氧化铵(NH4OH)，无机酸的铵盐(例如氯化铵(NH4CL)氟化铵(NH4F))，或阴离子表面活化剂。
所希望的溶解于去离子水(DIW)中的无机化合物的浓度范围按照重量比约为100ppm-2％。在一个实施例中，所用的无机化合物为铵化合物，溶解于去离子水中的铵化合物的浓度范围按照重量比约为200ppm-0.1％。在一个实施例中，(用于清洁溶液的)溶解于去离子水中的氢氧化铵的浓度按照重量比约为0.02％。
可以组成清洁溶液的许多配方中的一个是：重量比为0.02％的NH4OH和重量比为0.2％的柠檬酸混合于去离子水中，在该例中，溶液的PH值约为4。
如果使用了铵盐，例如氯化铵或氟化铵，溶解于去离子水中的铵盐的浓度范围按照重量比约为0.05％-0.1％。同样地，如果使用了阴离子表面活化剂，溶解于去离子水中的阴离子表面活化剂的浓度按照重量比约为50ppm-0.2％。
在一个实施例中，一种包括去离子水、铵盐和氯化物的清洁溶液被用来清洗半导体衬底。在一个实施例中，溶液的PH值约为2-4。所用的铵盐可以选自以上所讨论过的铵盐。在一个实施例中，溶解于去离子水中的铵盐的较优的浓度范围按照重量比约为200ppm-0.2％。在一个实施例中，溶解于去离子水中的铵盐的浓度按照重量比约为0.1％。所用的氯化物可以包括：氢氯酸(HCL)，氯化铵，或者两者的组合。在一个实施例中，溶解于去离子水中的氯化物的较优浓度范围按照重量比约为0.1％-1％。在一个实施例中，溶解于去离子水中的氯化物的浓度按照重量比约为0.1％。
本发明的清洁处理溶液是在去离子水中化学制品的混合物，处于酸性状态，包括：有机酸、无机酸铵盐或阴离子表面活化剂。在这种情况下，所使用的有机酸可以是上述的这些有机酸之一，当溶解于去离子水中时，其浓度按照重量比约为0.2％或其浓度范围按照重量比约为0.1％-1％。当使用了阴离子表面活化剂的情况下，溶解于去离子水中的阴离子表面活化剂的较优的浓度范围按照重量比约为50ppm-0.2％，在一个实施例中，按照重量比其浓度约为0.2％。
在一个实施例中，在相同的清洁处理溶液中预先混合本发明的化学制品，由此利用刷洗器进行铜CMP后的清洁处理所带来的一些问题能够同时得以解决。利用这种简单的方法，可以充分地减少甚或防止从衬底到衬底或同一衬底的交叉污染。盐酸(HCL)同样可以被加入到清洁溶液中来调整PH值并帮助溶解氧化铜。
本发明涵盖了各种配方的清洁溶液，并且该溶液中的各种组分都可以被具有相似特性的化学物质所替代。正如在本发明的背景中所描述的那样，半导体上的铜连接被采用化学机械方法进行平整之后，有必要对半导体衬底进行清洗并去除半导体衬底表面以及表面以下的污染。去除半导体衬底上的污染物的一种技术即是对半导体衬底(衬底)进行刷洗。
作为一个例子，而不是限制，结合刷洗工艺叙述本发明，特别是，同时刷洗晶片两面的刷洗工艺。刷洗器包括许多装置。每个装置表示衬底清洁处理工艺的一个或多个步骤。在系统的一端装入污染的衬底，从系统的另一端取出清洁处理和干燥的衬底。例如，这种类型的系统是DSS-200TM刷洗器和从OnTrak Systems,Inc.of Milpitas,Califormia买来的SynergyTM刷洗器。
图2所示为SynergyTM结构(清洁处理系统)的横截面图。通常，在化学机械抛光(CMP)后把污染衬底从湿台架或从其它引起污染的处理工艺中传送到清洁处理系统中。在清洁处理工艺开始，把污染衬底装入载片盒280(盒)中，再把载片盒280装入湿的分格传送装置210中，当载片盒280装入到了湿的分格传送装置210中后，自动地从盒280取出衬底，一次一片地放入外侧刷洗装置220。
在外侧刷洗装置220中，对衬底进行第1次刷洗处理。在第1次刷洗过程中，可用几种不同的方法把清洁处理溶液加入到衬底上。例如，在一个实施例中，把清洁处理溶液喷溅在衬底上。在另一个实施例中，利用刷子221把清洁处理溶液刷到衬底上。在又一个实施例中，通过把清洁处理溶液滴到衬底上来施加溶液。
然后自动地从外侧刷洗装置220移走刷洗的衬底，放入内侧刷洗装置230中。在内侧刷洗装置230中，对衬底进行第2次刷洗处理。在内侧刷洗装置230中，可用类似外侧刷洗装置220的方法把清洁处理溶液加到衬底上。
从内侧刷洗装置230自动地移走第2次刷洗的衬底后，把它放入清洗，旋转和干燥的装置240中。清洗，旋转和干燥的装置240清洗，旋转和干燥衬底。此时完成晶片的清洗。
一旦完成清洗、旋转和干燥步骤就把衬底从清洗、旋转和干燥的装置240传送到输出装置250，在那里把衬底放入盒281。通常利用自动装置的机械臂进行移动，它靠近清洗、旋转和干燥的装置240，抓住衬底的边缘，提高衬底并将其放入盒281中。然后把盒转移到贮藏室或另一个清洁处理或处理系统。
本领域普通技术人员应当清楚，上述的清洁系统某些步骤，根据要清洁的衬底或衬底层的情况，可能以另一次序进行和/或使用不同的溶液。例如，在一个刷洗装置中可能利用不同的溶液，例如，水，柠檬酸，氢氧化铵，柠檬酸铵，和氢氟酸溶液(或多种溶液的混合物)。同样，其它系统可能包括一种或两种以上的刷洗装置。还有，其它系统可能省略一种以上的上述的装置/步骤，并且可能包括诸如CMP装置的附加处理装置。
应当注意，虽然上述的说明描述了一种可以同时刷洗衬底的两侧的清洁系统，但是本发明可能用于其它清洁处理系统和各工艺。例如，只刷洗衬底单面的清洁处理系统或化学喷溅方式清洗衬底的清洁处理系统。
图3表示本发明工艺的一个实施例。在步骤310，利用化学机械抛光来抛光铜层。应当注意，还可以使用其它技术来平整铜层，并可能希望在上述的平整之后利用本发明的方法清洁处理半导体衬底，以从衬底表面和/或表面下除掉可能的污染。
在步骤320，把抛光的半导体衬底放入刷洗器中。在步骤330刷洗衬底，除掉由于抛光工艺而引起的污染物。在刷洗期间把如上所述的清洁处理溶液加到衬底上，以便帮助和/或完成除掉污染物(步骤340)。本清洁处理溶液可能用于图2所示刷洗器的外侧刷洗装置220，或内侧刷洗装置230，或者在需要时，同时用于两个刷洗装置。
由此，本发明的实施例包括了用以清洁处理衬底，例如经过铜CMP工艺的衬底，的清洁环境以及方法，缓解了刷子载物的问题而未对铜层和电介质层的质量造成影响。此外，这些实施例，当用以清洗经过化学机械抛光处理后的半导体衬底时，能够去除铜层和电介质层表面以及表面下的污染。
至此就已将抛光铜膜后清洁处理半导体衬底的方法和设备叙述清楚了。虽然叙述了包括特殊设备，参数，方法，材料的特殊实施例，但是显而易见，对于本领域普通技术人员，阅读本公开(文件)后能够对于公开的各种实施例进行修改。因此应当理解，所述的实施例仅仅是说明的发明的宽泛性，而不是限制更为宽泛的发明，并且本发明不限于所示和叙述的特殊实施例。

Claims (45)

1．清洁处理半导体衬底的清洁处理溶液，其包括：第1种适量的去离子水；第2种适量的有机酸；第3种适量的铵化合物；其中，混合所述的去离子水，所述的有机酸和所述的铵化合物，产生酸性PH条件。
2．按照权利要求1所述的清洁处理溶液，其中所述的酸性PH条件是缓冲酸性PH条件。
3．按照权利要求1所述的清洁处理溶液，其中所述的酸性PH条件的PH值约为1-6。
4．按照权利要求1所述的清洁处理溶液，其中，在所述的第1种适量的去离子水中溶解所述的第2种适量的有机酸，使第2种适量的有机酸具有按照重量比约为100ppm-2％的浓度范围。
5．按照权利要求1所述的清洁处理溶液，其中，在所述的第1种适量的去离子水中溶解所述的第2种适量的有机酸，使第2种适量的有机酸具有按照重量比约为200ppm到0.1％的浓度范围。
6．按照权利要求1所述的清洁处理溶液，其中，在所述的第1种适量的去离子水中溶解所述的第3种适量的铵化合物，使所述的第3种适量的铵化合物具有按照重量比约为100ppm到0.1％的浓度范围。
7．按照权利要求1所述的清洁处理溶液，其中所述的第2种适量的有机酸可以选自柠檬酸、苹果酸、丙二酸、琥珀酸及其任意组合。
8．按照权利要求1所述的清洁处理溶液，其中所述的第3种适量的铵化合物可以选自氢氧化铵(NH4OH)、氯化铵(NH4CL)、氟化铵(NH4F)及其任意组合。
9．清洁处理半导体衬底的清洁处理溶液，其包括：
第1种适量的去离子水；
第2种适量的有机铵盐；
第3种适量的氯化物；
其中，混合所述的去离子水、所述的有机铵盐以及所述的氯化物，产生酸性PH条件。
10．按照权利要求9所述的清洁处理溶液，其中所述的酸性PH条件是缓冲酸性PH条件。
11．按照权利要求9所述的清洁处理溶液，其中所述的酸性PH条件的PH值约为2-4。
12．按照权利要求9所述的清洁处理溶液，其中，在所述的第1种适量的去离子水中溶解所述的第2种适量的有机铵盐，使所述的第2种适量的有机铵盐具有按照重量比约为200ppm到0.2％的浓度范围。
13．按照权利要求9所述的清洁处理溶液，其中，在所述的第1种适量的去离子水中溶解所述的第3种适量的氯化物，使所述的第3种适量的氯化物具有按照重量比约为0.1％到1％的浓度范围。
14．按照权利要求9所述的清洁处理溶液，其中所述的第三种适量的氯化物可以选自氯化氢、氯化铵及其任意组合。
15．清洁处理半导体衬底的清洁处理溶液，其包括：第1种适量的去离子水；第2种适量的阴离子表面活化剂；第3种适量的有机酸；其中，混合所述的去离子水、所述的阴离子表面活化剂和所述的有机酸，产生酸性PH条件。
16．按照权利要求15所述的清洁处理溶液，其中所述的酸性PH条件是缓冲酸性PH条件。
17．按照权利要求15所述的清洁处理溶液，其中所述的酸性PH条件的PH值范围约为2-4。
18．按照权利要求15所述的清洁处理溶液，其中，在所述的第1种适量的去离子水中溶解所述的第2种适量的阴离子表面活化剂，使所述的第2种适量的阴离子表面活化剂具有按照重量比约为50ppm到0.2％的浓度范围。
19．按照权利要求15所述的清洁处理溶液，其中，在所述的第1种适量的去离子水中溶解所述的第3种适量的有机化合物，使所述的第3种适量的有机化合物具有按照重量比约为0.1％到1％的浓度范围。
20．按照权利要求15所述的清洁处理溶液，其中所述的第3种有机化合物可以选自柠檬酸、苹果酸、丙二酸、琥珀酸及其任意组合。
21．半导体衬底污染物的清除方法，其包括：把具有经过抛光的铜层的半导体衬底放入刷洗装置；在包含有去离子水、有机酸以及铵化合物的酸性清洁处理溶液中刷洗所述的半导体衬底。
22．按照权利要求21所述的方法，其中所述的酸性清洁处理溶液是缓冲酸性清洁处理溶液。
23．按照权利要求21所述的方法，其中所述的酸性清洁处理溶液的PH值范围约为1-6。
24．按照权利要求21所述的方法，其中所述的酸性清洁处理溶液的PH值范围约为2-4。
25．按照权利要求21所述的方法，其中，在所述的去离子水中溶解所述的有机酸，使所述的有机酸具有按照重量比约为100ppm到2％的浓度范围。
26．按照权利要求21所述的方法，其中，在所述的去离子水中溶解所述的有机酸，使所述的有机酸具有按照重量比约为200ppm到0.2％的浓度范围。
27．按照权利要求21所述的方法，其中，在所述的去离子水中溶解所述的铵化合物，使所述的铵化合物具有按照重量比约为50ppm到0.5％的浓度范围。
28．按照权利要求21所述的方法，其中，在所述的去离子水中溶解所述的铵化合物，使所述的铵化合物具有按照重量比约为100ppm到0.1％的浓度范围。
29．按照权利要求22所述的方法，其中，所述的有机酸可以选自柠檬酸、苹果酸、丙二酸、琥珀酸及其任意组合。
30．按照权利要求22所述的方法，其中，所述的铵化合物可以选自氢氧化铵(NH4OH)、氯化铵(NH4CL)、氟化铵(NH4F)及其任意组合。
31．半导体衬底污染物的清除方法，其包括：把具有经过抛光的铜层的半导体衬底放入刷洗装置；在包含有去离子水、有机铵盐以及氯化物的酸性清洁处理溶液中刷洗所述的半导体衬底。
32．按照权利要求31所述的方法，其中所述的酸性条件是缓冲酸性条件。
33．按照权利要求31所述的方法，其中所述的酸性PH条件的PH值范围约为2-4。
34．按照权利要求31所述的方法，其中，在所述的去离子水中溶解所述的有机铵盐，使所述的有机铵盐具有按照重量比约为200ppm到0.2％的浓度范围。
35．按照权利要求31所述的方法，其中，在所述的去离子水中溶解所述的氯化物，使所述的氯化物具有按照重量比约为0.1％到1％的浓度范围。
36．按照权利要求31所述的方法，其中，所述的氯化物可以选自氯化氢、氯化铵及其任意组合。
37．半导体衬底污染物的清除方法，其包括：把具有经过抛光的铜层的半导体衬底放入刷洗装置；在包含有去离子水、阴离子表面活化剂以及有机化合物的酸性清洁处理溶液中刷洗所述的半导体衬底。
38．按照权利要求37所述的方法，其中所述的酸性条件是缓冲酸性条件。
39．按照权利要求37所述的方法，其中所述的酸性PH条件的PH值范围约为2-4。
40．按照权利要求37所述的方法，其中，在所述的去离子水中溶解所述的阴离子表面活化剂，使所述的阴离子表面活化剂具有按照重量比约为50ppm到0.2％的浓度范围。
41．按照权利要求37所述的方法，其中，在所述的去离子水中溶解所述的有机化合物，使所述的有机化合物具有按照重量比约为0.1％到1％的浓度范围。
42．按照权利要求37所述的方法，其所述清洁处理溶液中的有机化合物可以选自柠檬酸、苹果酸、丙二酸、琥珀酸及其任意组合。
43．处理半导体衬底的清洗器，其包括：接收具有抛光铜层的半导体衬底的输入部件；装配在所述输入部件上的刷子；输送包括去离子水、有机酸和铵化合物的清洁处理溶液的清洁处理溶液输送系统，将预先混合好以产生酸性PH条件的所述清洁处理溶液输送到具有抛光铜层的所述半导体衬底上。
44．处理半导体衬底的清洗器，其包括：接收具有抛光铜层的半导体衬底的输入部件；装配在所述输入部件上的刷子；输送包括去离子水、有机铵盐和氯化物的清洁处理溶液的清洁处理溶液输送系统，将预先混合好以产生酸性PH条件的所述清洁处理溶液输送到具有抛光铜层的所述半导体衬底上。
45．处理半导体衬底的清洗器，其包括：接收具有抛光铜层的半导体衬底的输入部件；装配在所述输入部件的刷子；输送包括去离子水，阴离子表面活化剂和有机化合物的清洁处理溶液的清洁处理溶液输送系统，将预先混合好以产生酸性PH条件的所述清洁处理溶液输送到具有抛光铜层的所述半导体衬底上。
CNB998016861A 1998-03-09 1999-02-18 抛光铜膜后清洁处理半导体衬底的方法和设备 Expired - Fee Related CN1250675C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/037,586 US6593282B1 (en) 1997-10-21 1998-03-09 Cleaning solutions for semiconductor substrates after polishing of copper film
US09/037,586 1998-03-09

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1304439A true CN1304439A (zh) 2001-07-18
CN1250675C CN1250675C (zh) 2006-04-12

Family

ID=21895143

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB998016861A Expired - Fee Related CN1250675C (zh) 1998-03-09 1999-02-18 抛光铜膜后清洁处理半导体衬底的方法和设备

Country Status (11)

Country Link
US (1) US6593282B1 (zh)
EP (1) EP1086191B1 (zh)
JP (1) JP4270750B2 (zh)
KR (1) KR100574607B1 (zh)
CN (1) CN1250675C (zh)
AT (1) ATE397055T1 (zh)
AU (1) AU2687799A (zh)
CA (1) CA2309583A1 (zh)
DE (1) DE69938832D1 (zh)
IL (1) IL136287A (zh)
WO (1) WO1999046353A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104637798A (zh) * 2013-11-13 2015-05-20 中芯国际集成电路制造(北京)有限公司 金属栅极cmp工艺及半导体器件的制造方法
CN106180110A (zh) * 2016-08-24 2016-12-07 赣州帝晶光电科技有限公司 一种研磨后液晶玻璃基板表面清洗方法

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6165956A (en) * 1997-10-21 2000-12-26 Lam Research Corporation Methods and apparatus for cleaning semiconductor substrates after polishing of copper film
US6572453B1 (en) 1998-09-29 2003-06-03 Applied Materials, Inc. Multi-fluid polishing process
US6436302B1 (en) 1999-08-23 2002-08-20 Applied Materials, Inc. Post CU CMP polishing for reduced defects
US6656842B2 (en) * 1999-09-22 2003-12-02 Applied Materials, Inc. Barrier layer buffing after Cu CMP
US6537381B1 (en) * 1999-09-29 2003-03-25 Lam Research Corporation Method for cleaning and treating a semiconductor wafer after chemical mechanical polishing
US6423200B1 (en) * 1999-09-30 2002-07-23 Lam Research Corporation Copper interconnect seed layer treatment methods and apparatuses for treating the same
US6432826B1 (en) 1999-11-29 2002-08-13 Applied Materials, Inc. Planarized Cu cleaning for reduced defects
US20030036570A1 (en) * 2000-03-17 2003-02-20 Tatsuo Abe Water for storing silicon wafers and storing method
US6436832B1 (en) 2000-05-23 2002-08-20 Applied Materials, Inc Method to reduce polish initiation time in a polish process
KR100363092B1 (ko) * 2000-06-27 2002-12-05 삼성전자 주식회사 강유전체막의 손상층을 제거하기 위한 세정액 및 이를이용한 세정방법
US7220322B1 (en) 2000-08-24 2007-05-22 Applied Materials, Inc. Cu CMP polishing pad cleaning
US6783432B2 (en) 2001-06-04 2004-08-31 Applied Materials Inc. Additives for pressure sensitive polishing compositions
CN1207773C (zh) 2001-12-27 2005-06-22 松下电器产业株式会社 布线结构的形成方法
CN1198331C (zh) 2001-12-27 2005-04-20 松下电器产业株式会社 布线结构的形成方法
CN1220259C (zh) 2001-12-27 2005-09-21 松下电器产业株式会社 布线结构的形成方法
JP4221191B2 (ja) * 2002-05-16 2009-02-12 関東化学株式会社 Ｃｍｐ後洗浄液組成物
KR20040036754A (ko) * 2002-10-24 2004-05-03 주식회사 하이닉스반도체 화학적기계연마 공정에서의 세정 단계
US20050112292A1 (en) * 2003-11-25 2005-05-26 Parker Russell A. Methods for treating at least one member of a microarray structure and methods of using the same
US7210988B2 (en) * 2004-08-24 2007-05-01 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for reduced wear polishing pad conditioning
WO2007045267A1 (en) * 2005-10-19 2007-04-26 Freescale Semiconductor, Inc. A system and method for cleaning a conditioning device
TW200720493A (en) * 2005-10-31 2007-06-01 Applied Materials Inc Electrochemical method for ecmp polishing pad conditioning
US7883393B2 (en) * 2005-11-08 2011-02-08 Freescale Semiconductor, Inc. System and method for removing particles from a polishing pad
US20070225186A1 (en) * 2006-03-27 2007-09-27 Matthew Fisher Alkaline solutions for post CMP cleaning processes
US20070232511A1 (en) * 2006-03-28 2007-10-04 Matthew Fisher Cleaning solutions including preservative compounds for post CMP cleaning processes
US20070227902A1 (en) * 2006-03-29 2007-10-04 Applied Materials, Inc. Removal profile tuning by adjusting conditioning sweep profile on a conductive pad
US7947637B2 (en) * 2006-06-30 2011-05-24 Fujifilm Electronic Materials, U.S.A., Inc. Cleaning formulation for removing residues on surfaces
US9028620B2 (en) * 2010-03-05 2015-05-12 AWBSCQEMGK, Inc. Substrate clean solution for copper contamination removal
US8662963B2 (en) * 2011-05-12 2014-03-04 Nanya Technology Corp. Chemical mechanical polishing system

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4939736B1 (zh) 1969-03-20 1974-10-28
JPS5328579A (en) 1976-08-30 1978-03-16 Koei Chemical Co Removing agents of scale
US4376673A (en) 1981-02-19 1983-03-15 Pennwalt Corporation Method for etching dental porcelain
US4370173A (en) 1981-05-15 1983-01-25 Amchem Products, Inc. Composition and method for acid cleaning of aluminum surfaces
JPS6056797B2 (ja) 1982-09-10 1985-12-11 三菱マテリアル株式会社 ＺｒおよびＨｆ並びにその合金の表面酸化被膜除去方法
JPS62260083A (ja) 1986-05-06 1987-11-12 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ステンレス鋼表面の化学洗浄法
US4871422A (en) 1987-01-27 1989-10-03 Olin Corporation Etching solutions containing ammonium fluoride and anionic sulfate esters of alkylphenol polyglycidol ethers and method of etching
SU1633021A1 (ru) 1988-05-23 1991-03-07 Стерлитамакское Производственное Объединение "Каустик" Способ удалени активного покрыти с оксидных рутениево-титановых анодов
DE3939661A1 (de) 1989-11-30 1991-06-13 Wacker Chemitronic Verfahren zur steuerung des einbaues von kupfer in siliciumscheiben beim chemomechanischen polieren
US5200024A (en) * 1990-02-28 1993-04-06 At&T Bell Laboratories Wet chemical etching technique for optical fibers
US5286300A (en) 1991-02-13 1994-02-15 Man-Gill Chemical Company Rinse aid and lubricant
FI97920C (fi) 1991-02-27 1997-03-10 Okmetic Oy Tapa puhdistaa puolijohdevalmiste
TW263531B (zh) * 1992-03-11 1995-11-21 Mitsubishi Gas Chemical Co
US5354712A (en) 1992-11-12 1994-10-11 Northern Telecom Limited Method for forming interconnect structures for integrated circuits
WO1994027314A1 (en) 1993-05-13 1994-11-24 Interuniversitair Microelektronica Centrum Method for semiconductor processing using mixtures of hf and carboxylic acid
JP3074634B2 (ja) * 1994-03-28 2000-08-07 三菱瓦斯化学株式会社 フォトレジスト用剥離液及び配線パターンの形成方法
DE19525521B4 (de) 1994-07-15 2007-04-26 Lam Research Corp.(N.D.Ges.D.Staates Delaware), Fremont Verfahren zum Reinigen von Substraten
US5478436A (en) 1994-12-27 1995-12-26 Motorola, Inc. Selective cleaning process for fabricating a semiconductor device
JPH08195369A (ja) 1995-01-13 1996-07-30 Daikin Ind Ltd 基板の洗浄方法
US5662769A (en) 1995-02-21 1997-09-02 Advanced Micro Devices, Inc. Chemical solutions for removing metal-compound contaminants from wafers after CMP and the method of wafer cleaning
US5601695A (en) * 1995-06-07 1997-02-11 Atotech U.S.A., Inc. Etchant for aluminum alloys
US5714203A (en) * 1995-08-23 1998-02-03 Ictop Entwicklungs Gmbh Procedure for the drying of silicon
DE69631258T2 (de) * 1995-10-13 2004-11-18 Lam Research Corp., Fremont Verfahren zum Entfernen von Verunreinigungen durch Bürsten
JP3972133B2 (ja) 1995-11-15 2007-09-05 ダイキン工業株式会社 ウエハ処理液及びその製造方法
US5700383A (en) 1995-12-21 1997-12-23 Intel Corporation Slurries and methods for chemical mechanical polish of aluminum and titanium aluminide
US5810938A (en) 1996-05-24 1998-09-22 Henkel Corporation Metal brightening composition and process that do not damage glass
TW416987B (en) 1996-06-05 2001-01-01 Wako Pure Chem Ind Ltd A composition for cleaning the semiconductor substrate surface
JPH1055993A (ja) * 1996-08-09 1998-02-24 Hitachi Ltd 半導体素子製造用洗浄液及びそれを用いた半導体素子の製造方法
US5794299A (en) 1996-08-29 1998-08-18 Ontrak Systems, Inc. Containment apparatus
US6296714B1 (en) 1997-01-16 2001-10-02 Mitsubishi Materials Silicon Corporation Washing solution of semiconductor substrate and washing method using the same
US6048789A (en) * 1997-02-27 2000-04-11 Vlsi Technology, Inc. IC interconnect formation with chemical-mechanical polishing and silica etching with solution of nitric and hydrofluoric acids
US5824601A (en) 1997-06-30 1998-10-20 Motorola, Inc. Carboxylic acid etching solution and method

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104637798A (zh) * 2013-11-13 2015-05-20 中芯国际集成电路制造(北京)有限公司 金属栅极cmp工艺及半导体器件的制造方法
CN104637798B (zh) * 2013-11-13 2018-07-24 中芯国际集成电路制造(北京)有限公司 金属栅极cmp工艺及半导体器件的制造方法
CN106180110A (zh) * 2016-08-24 2016-12-07 赣州帝晶光电科技有限公司 一种研磨后液晶玻璃基板表面清洗方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP4270750B2 (ja) 2009-06-03
WO1999046353A1 (en) 1999-09-16
KR100574607B1 (ko) 2006-04-28
EP1086191A4 (en) 2004-11-10
AU2687799A (en) 1999-09-27
JP2002506295A (ja) 2002-02-26
EP1086191A1 (en) 2001-03-28
EP1086191B1 (en) 2008-05-28
ATE397055T1 (de) 2008-06-15
IL136287A (en) 2006-10-05
IL136287A0 (en) 2001-05-20
DE69938832D1 (de) 2008-07-10
CA2309583A1 (en) 1999-09-16
US6593282B1 (en) 2003-07-15
KR20010032349A (ko) 2001-04-16
CN1250675C (zh) 2006-04-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1250675C (zh) 抛光铜膜后清洁处理半导体衬底的方法和设备
CN1133204C (zh) 抛光铜膜后清洁处理半导体基材的方法和设备
US6303551B1 (en) Cleaning solution and method for cleaning semiconductor substrates after polishing of cooper film
JP2010109384A (ja) スクラバ中の金属を除去する方法
CN1458256A (zh) 化学机械研磨后洗涤液组合物
US6294027B1 (en) Methods and apparatus for cleaning semiconductor substrates after polishing of copper film
CN1203531C (zh) 晶圆的清洗液成分及其清洗方法
TWI673357B (zh) 自化學機械平坦化基板移除殘留物之組合物及方法
CN1253376A (zh) 制造半导体器件的方法
US20050239289A1 (en) Method for reducing integrated circuit defects
US6479443B1 (en) Cleaning solution and method for cleaning semiconductor substrates after polishing of copper film
CN1608311A (zh) Coral膜片上蚀刻及剥离后残留物的脱除方法
US20040074518A1 (en) Surfactants for post-chemical mechanical polishing storage and cleaning
CN1227403A (zh) 半导体器件的制造方法
KR20230010680A (ko) 배리어 메탈 프리 금속 배선 구조의 제조 방법 및 배리어 메탈 프리 금속 배선 구조
KR980012026A (ko) 연마공정 후처리용 세정장치 및 이를 이용한 세정방법
TW200644108A (en) Method and composition for preparing a semiconductor surface for deposition of a barrier material
Basak et al. Copper post-CMP cleaning process on a dry-in/dry-out tool

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20060412

Termination date: 20160218