TW200527519A - Cleaning composition, method for cleaning semiconductor substrate, and process for manufacturing semiconductor device - Google Patents

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Description

200527519 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明有關洗淨用組成物、洗淨方法及半導體裝置之製造 方法。詳言之，本發明有關適用於半導體基板，尤其是適用於 具有金屬配線之半導體基板經化學研磨後之洗淨步驟中之洗 淨用組成物，以及使用該洗淨組成物之洗淨方法，以及包含藉 '由該洗淨方法洗淨經化學機械研磨後之半導體基板之步驟的 半導體裝置之製造方法。 【先前技術】 # 作為板導體裝置製造中之平坦化技術，一般採用化學機械 研磨技術。該化學機械研磨為使研磨墊壓靠被研磨體，於研磨 墊上供給化學機械研磨用分散體由而使被研磨體與研磨墊相 互磨動，而以化學機械地研磨被研磨體之技術。此處，化學機 械研磨用之分，體中除了研磨粒以外，通常含有蝕刻劑、錯化 劑等各種化學藥品。為此，研磨後之被研磨面可能殘存有研磨 粒或研磨屑。又，在被研磨面上存在有由金屬材料所構成之配 線部之情況下’错由化學機械研磨用分散體中之化學藥品作用 自被研磨面化學性移除之金屬離子將再吸附於研磨面上，無法 避免地引起研磨後之被研磨面受污染。 近^來’隨著半導體裝置絲於高度積集化，@極微量的 不純物污染對裝置的性能以及製品之良率大為影響，為此，要 求比過去更嚴格的污染控制。 ' 該等污染控制之一方法曾提出有例如研磨後之被研磨面 - 之洗淨，藉由各種洗淨劑除去被研磨面之污染之方法。 例如，除去化學機械研磨後之絕緣膜之污染提出有使用含 氫氟酸或氨之洗淨劑之洗淨方法（參見“用於 氧化氫溶液”，RCA E_eer，28⑷， 半導體技術之以過氧化氫為主之洗淨溶液”，rca Review pl87(1970))。然而，含有氫氟酸之洗淨劑由於會腐#金屬‘ IP050117/SF-1119f 5 200527519 料’因此不適用於含有金屬配線部之半導體基板。又，含有氨 之洗淨劑由於特別對銅具腐蝕性，因此不適用於近來成為主流 之銅配線基板。 一方面，作為對金屬材料不具腐蝕性之洗淨劑，提出有含 檸檬酸作為主成分之洗淨劑（參見特開平10_72594號公報以 及半導體世界第3期，第92頁（1997)>然而，該等洗淨劑除 去污染的能力尚不足，無法適用於近年來嚴格的污染控制要; 求。 由上述觀點’持續要求有對金屬材料特別是對銅不具腐勉 性而適用於近年來趨嚴格的污染控制要求且具有充分^ 除能力之洗淨劑。 μ 本發明為了解決上述先前技術所伴隨之問題，目的在於提 供一種在具有金屬配線之半導體基板經化學機械 基板表面去除污染之際，對金屬配線不具雜性 存研朗且對金屬離子等之不純物絲能力高的洗淨 係對化學機械研磨後之半導體基板提供有 效率地去除其被研磨面之污染之洗淨方法。進而又一 供無，純5等污染物之高品質半導體裝置的製造方法。’、 【發明内】 決上述問題點而進行廣泛研究的結果，發現 劑之洗淨驗祕可達虹述目的，因岭m面雜 亦P本發月有目種洗淨用組成物’係 為包含具有交聯結構之有機聚合物= 經基具===== 有機聚合齡子⑷之平均分散粒彳__^= IP050117/SF-1119f 6 200527519 ί釦結構之錢聚合錄扣)胁為含基之不 ====粒上ί單一^ 述ΐ關一種半導體基板之洗淨方法，其特徵係使用上 、iin ΐ成物洗淨經化學機械研磨後之半導體基板。上述洗 22^定盤上洗淨、刷除-絲洗細及滾輪洗淨之至 総tfr有關一種半導體基板之製造方法，其特徵為包含使 b學機械研^之麵’及藉由上述方法使該經化 予機械研磨後之半導體基板予以洗淨之步驟。 【實施方式】 [洗淨用組成物] 合物膽卿之有機聚 (A)具有交聯結構之有機聚合物粒子 =衝狀錢聚合她子⑷健有交聯 ίϋ聯有t聚合物粒子⑴」）。藉由使用交聯有機聚合物 ，可獲知可維持習知洗淨劑所具有之不純金屬離子去 除此力甚f更提高且可抑做面缺紐生之洗相組成物。 上述交聯有機聚合物粒子(A)較好具有選自羧基、 胺基、磺酸基及-N+R3(其中R表示氫原子或碳數丨至4之& 所組成組群之至少-㈣能基。齡具有_官能土 聯有機聚合物粒子(A)，得以發揮高的不純金屬離子^ 力。上述官能基中，較好為羧基及羥基，更好為羧基:、b 上述父聯有機聚合物粒子(A)之平均分散粒徑較 至1，000 nm之範圍，更好為120至500随，又更好:H〇 250 run。平均分散粒徑在上述範圍内，可獲得安定性及 去除能力均優異之洗淨用組成物。 ’、 作為該等交聯有機聚合物粒子(A)例如可舉例為含羧基之 IP050117/SF-1119f 7 200527519 =飽和單體(al)與多官能基單體(a2)以及與上述單體⑷）及 $2)以外之不飽和單體(a3)予以共聚合所得之粒子。 (al)含竣基之不飽和單體 述絲之雜和單體(al)為含錢基及聚合性不 ^和^之早體’例如可舉修雜料驗、補 酸、多價羧酸之單[(▼基)丙烯醯氧基焼基]醋等。 、 -缺至於^述*飽和單缓酸’例如可舉例如（甲基)丙烯酸、巴 丑酉夂、α-乳丙埽酸、桂皮酸等。 赫辭至ί上ΐ多價驗，例如可舉例如順丁烯二酸、順丁烯二 甲基反。、依雜、依_、檸舰、檸康酸酐、 ，於上述多價誠之單[(甲基)丙埽酿氧基统基]醋，例如 叫丙觸氧基⑽]、苯二甲酸單 該等含缓基之不飽和單體可使用單獨 不姊賴⑻較料不飽和^ (a2)多官能基單體 上述多官能基單體(a2)為具有2個 ”體。至於該等多官能基單體(a2)，例如 芳香族化合物、多價（甲基）丙烯酸酯等。 土 苯等至於上述二乙縣芳香族化合物例如可舉例如二乙稀基 至於上述多價（甲基）丙稀酸_如 稀酸二乙二醇醋、二(甲基)丙稀酸三如;(一甲仏丙 丙烯酸乙二醇酯、二(甲基)丙烯酸L 3—丁：Π登 丙稀酸1，4-丁二醇醋、二（曱基)丙婦酸j 一曰龜了（甲f审） 基）丙烯酸新戊二醇酯、二（曱基）丙烯酸二士=醇8曰、二（甲 基)丙烯酸丙二醇酯、2’2-雙(4-甲基丙烯醯“二η』:) IP050117/SF-1119f 8 200527519 =，。四&甲基甲燒四丙烯酸醋等之4官能基以上之多價丙婦酸 g施基單體可單獨使用—種或可混合兩種以上使 十述夕官能基單體(a2)中，較好為二乙烯基芳香族化合 (甲基）丙婦酸醋以及三（甲基）丙稀酸醋，又更好為二乙 ^本、二甲基丙烯酸乙二醇醋、三經甲基丙烧三（甲基)丙稀 酉夂酉日以及季戊四醇三丙烯酸酯。 用 物 (a3)上述單體(ai)及(a2)以外之不飽和單體 十述不飽和單體(a3)為上述含羧基之不飽和單體(al)以 及上述多官能基單體(a2)以外之單體且含有至少一個聚合性 不巧和鍵者。至於上述不飽和單體(沾），例如可舉例如芳香族 乙烯基化合物、不飽和羧酸酯、不飽和羧酸胺基烷基酯、不飽 和醯胺、脂肪族共軛二烯等。 至於务香族乙烯基化合物，例如可舉例如苯乙烯、α一甲 基苯乙烯、鄰-乙烯基甲苯、間一乙烯基甲苯、對一乙烯基甲苯、 對-氯苯乙烯、鄰-甲氧基苯乙烯、間一曱氧基苯乙烯、對一甲氧 基苯乙烯、鄰-乙烯基苄基甲基醚、間一乙烯基苄基甲基醚、對 -乙烯基>基甲基醚、鄰-乙浠基节基縮水甘油醚、間-乙烯基 午基縮水甘油鍵、對-乙稀基节基縮水甘油喊等。 至於不飽和緩酸酯，例如可舉例如（曱基）丙稀酸甲酯、（曱 基）丙稀酸乙醋、（甲基）丙烯酸正丙醋、（曱基）丙稀酸異丙醋、 (曱基）丙烯酸正丁酯、（曱基）丙烯酸異丁酯、（甲基）丙烯酸第 二丁酯、（甲基）丙烯酸第三丁酯、（甲基）丙烯酸2-羥基乙酯、 (曱基）丙烯酸2-羥基丙酯、（曱基)丙烯酸3-羥基丙酯、（甲基) 丙烯酸2-羥基丁酯、（甲基）丙烯酸3-羥基丁酯、（甲基）丙烯 酸4-羥基丁酯、（甲基）丙烯酸烯丙酯、（甲基)丙烯酸苄酯、（甲 IP050117/SF-1119f 9 200527519 基）丙烯酸環己酯、（甲基）丙烯酸苯酯、（甲基）丙烯酸2一甲氧 基乙酯、（甲基)丙烯酸2-苯氧基乙醋、（甲基)丙烯酸甲氧基 二乙二醇酯、（甲基）丙烯酸甲氧基三乙二醇酯、（甲基）丙烯酸 甲氧基丙二醇酯、（甲基）丙烯酸甲氧基二丙二醇酯、（甲基） 丙烯酸異冰片酯、（甲基）丙烯酸二環戊二烯酯、（甲基）丙烯酸 • 2—羥基―3-苯氧基丙酯、單（曱基）丙烯酸甘油酯等。 至於不飽和羧酸胺基烷基酯，例如可舉例如（甲基）丙烯酸 2-$乙酯、（甲基）丙烯酸2—二甲胺基乙酯、（甲基 2- 胺基丙酯、（甲基)丙烯酸2—二甲胺基丙醋、（甲基)丙稀酸 3- 胺基丙酯、（甲基）丙稀酸3一二甲胺基丙酯等。 • 至於不飽和酿胺’例如可舉例如（甲基)丙烯醯胺、氯 丙烯醯胺、Ν-2-經基乙基（甲基）丙烯醯胺等。 至於脂肪族共軛二烯例如可舉例如丁二烯、里戊二 烯、氯丁二烯等。 〃 該等不飽和單體可單獨使用丨種或可混合2種以上使用。 上述不飽和單體(a3)中，較好為芳香族乙婦基化合物及不飽和 ，酸醋，更好為苯乙烯、α—甲基苯乙烯、（甲基)丙稀酸甲酯、 (甲基）丙，酸環己酯以及（甲基）丙烯酸笨酯等。 上述父聯有機聚合物粒子(Α)為由上述含羧基之不飽和單 • 與上述多官能基單體(a2)與上述含羧基之不飽和單體 =i)及上述多官能基單體(a2)以外的不飽和單體(a3)之共聚 =斤構成妹子時，其躲合_，較好為含祕之不飽和單 • 體(al)，〇· 5至20質量％，多官能基單體(32)為丨至70質量％， 遍 單體⑽為1()至98· 5質量％，更好為含缓基之不飽和 4 早體(aL)係1至15質量％，多官能基單體U2)為2至60質量％， 單體⑽為25至97質量％，又更好為含羧基之不飽和 (al)係3至15質量％，多官能基單體(a2)為5至50質量％， 不飽和單體(a3)為35至92質量％。 上述共聚物可依據溶液聚合法、乳化聚合法、懸濁聚合法 IP〇50117/SF.lli9f 10 200527519 等過去習知之聚合方法製造。聚合溫度、聚合時間等之聚人 件係隨共聚合之單體種類、分子量等共聚物特性而適當設 (B)界面活性劑 本發明中所用之界面活性劑(B)較好為陰離子性界面活 劑或非離子性界面活性劑。 至於陰離子性界面活性劑，例如可舉例如月桂基硫 ，基硫酸S旨；十二錄苯俩銳絲俩；絲細酸 f乙，月桂基硫酸等之聚氧乙烯垸基㈣之猶醋；萘磁酸縮合 ί酿fH)丙烯酸、丙触'甲基㈣酸共聚物等^^和 木質磺酸等。該等陰離子性界面活性劑亦可以 ^ i離鈉離子、鉀 離子鋪子等。該等之中，較好為鉀離子及録離子。 趟、活例如可舉例如聚氧乙烯月桂基 等聚氧乙馳細；聚氧乙埽辛基苯_、聚 謎等之聚氧乙烯芳細；山半糖乙駐基本基 :酸聚酷氧乙稀山梨糖醇奸單硬;酸酷等聚=== 上述合咖上使用。 院基萘俩爾' 、十：絲料吵、 子(Α)«及U上奴财機聚合物粒 (〇、錯化刪料他‘。mu村含有有機酸 中，較好上魏絲溶解親組成物 IP050117/SF-1119f 200527519 (c)有機酸
中形成可溶性離子性化合物。 ’而可促進於後述之溶劑 該尊右媳4 θ丄_ .
咏守π僻:戰Λ"又可進一步含有羥基及/ 是，鍵結 或胺基。 於該等有機酸(c)，例如可舉例如甲酸、乙酸、丙酸等 _ 乙一酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、 - d、反了稀二酸及苯二？酸等二驗；苯偏三甲酸、 ，馱等之二羧酸；氧基單羧酸(例如羥基丁酸、乳酸、水 缺、^基二羧酸(例如蘋果酸、酒石酸）、氧基三羧酸(例如 宁檬酸^之氧基紐；天門冬胺酸、榖胺酸等之胺基酸。 上述有機酸可單獨使用1種或混合2種以上使用。上述有 众馱(〇_中，較好為二羧酸及氧基羧酸，更好為乙二酸、丙二 酉夂、丁二酸、酒石酸以及檸檬酸。 (D)錯化劑 本發明中所用之錯化劑(D)所扮演之角色，係可與藉由本 # f明有關之洗淨組合物之作用而成可溶化之金屬離子等（尤其 疋銅離子）配位而安定化，而可使得以形成錯合物型態確實移 〇 至於該等錯化劑（D)，例如可舉例如乙二胺四乙酸 [EDTA]、肆-1，2-二胺基環己烷四乙酸[CyDTA]等之胺基聚羧 - 酸’乙二胺四（亞甲基膦酸）[EDTP0]、乙二胺二（亞甲基膦 酸）[EDDP0]、氮川參（亞甲基麟酸）[隱]、卜經基亞乙基 -1，二膦酸[HEDP0]等之膦酸；三聚磷酸、六偏磷酸等之縮 合構酸；乙酿基丙嗣、六氟乙醯基丙酮等之二酮；乙二胺、三 乙醇胺等之胺；硫代氰酸離子、硫代硫酸離子、銨離子等無機 IP050117/SF-1119f 12 200527519 離子等。 乙二酸、物及胺，更好為 酸）、乙二胺及三乙醇胺。甲基膊酸）、氮川參(亞子基膦 (E)溶劑 〈洗淨用組成物〉 $’又更好為讀至。55°^ 更好A r^m Γηϋ 更好為0. 001至1質量％，又 ί 交财财合絲子⑷與界面活 Ο^έτ-圍内’可獲得交聯有機聚合物粒子 驗麟之睛，可充分發揮去除 本發明有關之洗淨用組成物含有有機酸⑹之情況下，立 =有量較好為5質量％以下，更好為〇· 〇〇1至j質量％，又更^ =001至0· 5質量％。有機酸(c)之含有量在上述範圍内，可 充分發揮促進形成可溶性離子化合物之效果。 本發明有關之洗淨用組成物含有錯化劑(D)之情況下，其 3有量較好為5質量％以下，更好為〇· 〇〇1至3質量％，又更好 為〇· 01至3質量％。錯化劑(D)之含有量在上述範圍内，可充 分發揮與可溶化之金屬離子等配位而安定化並可以形成之錯 合物確實地除去之效果。 本發明有關之洗淨用組成物之pH較好在12以下，更好為 2至11 ’又更好為2至6°ρΗ在上述範圍内，不會使金屬配線 腐餘而可充分發揮污染物除去能力。 n>050117/SF-lll9f 13 200527519 在該洗淨用組成物含有有機酸(c)之情況下，洗淨用組成 物之pH，係依據調整其添加量而予以控制者。又，可藉由添 加適當的無機酸或驗性物質加以控制。至於該無機酸，例如可 舉例如鹽酸、硝酸、硫酸等。至於鹼性物質，例如可舉例如氳 ，化鈉、氫氧化鉀、氫氧化铷、氳氧铯等之鹼金屬氫氧化物、 氨等。該等鹼性物質中，較好為氨以及氫氧化鉀。 本發明有關之洗淨用組成物僅需在使用時各成份濃度在 上述範圍即可。亦即，本發明有關之洗淨用組成物可直接調配 各成份在上述較佳濃度範圍内而使用，或調製比上述較佳濃度 範圍更濃縮之狀態之組成物，而在使用前添加溶劑使各成份濃 度稀釋至上述較佳範圍内而使用。 ，縮狀態之組成物係在保持上述較佳濃度範圍之比例之 下’猎由Φξ：南溶劑以外之各成份濃度而調製。該情況下，濃縮 狀態之組成物中所含之交聯有機聚合物粒子(Α)之濃度較好在 30質量％以下，更好為15質量％以下，界面活性劑(Β)之濃度 較好，15質量％以下，更好在10質量％以下。又，本發明有關 之洗淨用組成物含有有機酸(c)之情況下，濃縮狀態之組成物 中所含之有機酸(C)之濃度較好在15質量％以下，更好為質 量％=下。士發明有關之洗淨用組成物含有錯化劑（D)之情況 下’濃縮狀態之組成物中所含之錯化劑(D)之濃度較好在π質 下，更好丨為10質量％以下。濃縮狀態之組成物中，各成 度在上述範圍，本發明有關之洗淨用組成物可以濃縮狀態 文疋地保存，即使在長期保存後稀釋使用之情況下，仍可發揮 所期望之性能。 [半導體基板之洗淨方法及半導體裝置之製造方法] 今發明有關之半導體基板之洗淨方法係使用本發明有關 之洗淨用組成物使經化學機械研磨後之半導體基板洗淨之方 法。又’本發财關之半導體裝置之製造方法係包含使半導體 基板予以化學顧研磨之步_及藉由本拥之洗淨方法洗 EP050117/SF-1119f 14 200527519 淨該經化學賊_叙半導體基板之辣之方法。 配線===，==*),_成 磨絕=:¾㈤= 化欽至:i述5=屬較==厂一、氮 膜 石夕與露在氧化性氣體中，藉由 _ίΪ===:=為原料， (，二 =法法
CVD 喊係利用高密度電裝作為促進條件 羊膜Sl〇C系低介電率膜等。此處，「S0G」膜為「玻璃旋敷 IP050117/SF-1119f 200527519 (-S^in，SS)」膜之略稱’意指在基材上塗佈前驅物，接 者猎由熱處理等而成膜之絕緣膜。 上述有機S0G膜為例如由含有甲基等有機基之發 成者’具體而言’係在基材上塗佈含有四乙氧基魏與甲 f甲氧基魏之混合轉之前赌，接著辭祕理等而得 上述含氫之S0G膜石夕由含树_氫鍵之梦氧化物所構成， 巧而言，係在基材上塗佈含有三乙氧基魏等之前驅物，接 者把以熱處理而得者。 至於上述由有機高分子所成之低介電率膜，例如可 聚伸芳基、聚酿亞胺、聚苯并環丁烯或聚氟乙稀等 ^ 份之低介電率膜。 戋取 系齡f率麟由含魏軒之魏化物所 構成，例如猎由化學氣相蒸鍍法所得之氧化矽膜上 雜)所獲得者。 八修 上述之SiOC系低介電率膜係由含有碳軒之魏化物所 構成，例如以四氯化矽與一氧化碳之混合物作為原料， 學氣相蒸鍍法所製造者。 曰 上述，低介電率絕緣膜中，有機S0G膜、含氫之S0G膜以 及由有機高分子所成之低介電率膜亦可在所形成的膜中具有 微細空孔。 /、 本發明有關之半導體裝置之製造方法中，所用之半導體基 板只要為在被研磨面上具有上述材料(膜）之半導體基 特別限制，但較好融料賴叙紐上料為了形成金^ 配線部之溝槽之絕緣膜以及在該絕緣膜上之障壁金屬膜以及 在該障壁金屬膜上堆積金屬配線材料之半導體基板。該半導體 基板之剖面圖之一例示於第l(a)圖。第1(a)圖中所示之基板 1係由例如梦製之基材11、絕緣膜12、障壁金屬膜13及形成 配線部之金屬膜14所構成。 IP050117/SF-1119f 16 200527519 與嬙之半導體裝置之製造方法中，首先藉由習知化 方法將溝槽部以外之剩餘障壁金屬與:屬 含有賴研磨齡性分散體 酸或錯化劍。太及氧化劑。再者，視需要亦可含有無機 化漸I之研抑有關之洗淨驗成物使縣有無機酸或錯 化雜分舰時，紐果可麟至最大限度。 盔細ϋϊ:練’可舉例為無機氧化物、有機粒子、有機· :機葙二；’較好為氧化石夕、氧化錦、氧化鋁以及有機·
此處’有機·無機複合粒子為有機粒子與無機 粒子错由#電或化學_域―·之粒子。 檸檬 酸等 _至=述有機酸，較好為—分子巾含有2伽上絲之有 機’例如可舉例為乙二酸、丙二酸、顏果酸、丁二酸、 至於上述之氧化劑，例如可舉例為過氧化氫、過硫酸銨等。 至於上述無機酸’可舉例為硝，酸、硫酸等。 昌j於ΐί錯化齡具有至少含—慨原子之5貞雜環或6 、二，之早環化合物；具有由苯環或萘環與至少含一個氮原子 之5貝雜環或6員雜環所構成之縮合環之化合物。 至於上述單環化合物，可舉例為喹啉甲酸、吡啶甲酸等。 至於上述具有縮合環之化合物，例如可舉例為具有選自喹 =構ie、異啥琳構造、苯并三唾構造、苯并咪唾構造、吲哚構 故、異吲哚構造、喹唑琳構造、唓琳構造、喹噁啉構造、酞嗪 構造以及氮丙咬構造之縮合環構造之化合物。該等之中，較好 為具有喹琳構造、苯并三唑構造或苯并咪唑構造之化合物。至 於具有上述縮合環之化合物之具體例，可舉例為啥哪唆酸、喧 啉醇、苯并三唑、苯并咪唑、羥基苯并三唑、羧基苯并三唑等。 本發明所用之錯化劑較好為会林甲酸、啥哪鳴酸、哇嘛醇 以及苯并三唾等。 IP050117/SF-1119f 17 200527519 本發明中，除去剩餘障壁金屬及金屬配線材料之際，不必 要於化學機械研磨製程全部均使用上述研磨用水性分散體，可 在研磨製程之一部分，較好在最終階段中使用上述研磨用水性 分散體。其中’在研磨製程之一部分，較好在最終階段中對於 經研磨之半導體基板使用上述研磨用水性分散體，可充分發揮 本發明之洗淨用組成物之效果。
上述之化學機械研磨製程中，經除去剩餘障壁金屬及金屬 配線材料之半導體機板具有例如第1(b)圖所示之剖面。研磨 後之被研磨面之絕緣膜12上以及形成配線部之金屬膜14上大 多殘存有研磨粒、研磨屑、金屬離子等（圖式中未示出）。本發 導體基板之洗淨方法係使用上述洗淨用組成物將 該等殘留物自半導體基板表面除去之方法。 4本淨方法，除了使用本發明之洗淨用組成物 以二盤上洗淨、刷除—務除洗淨以及滚輪洗淨等 ^ 本發财，上述之洗淨綠可僅進行一 ΐ方，兩次以上洗淨之情況下，可以相 L ίί^姆村組合不同方法進魏淨。又，可組合使 方法例I彳=f成物之本發明洗淨綠錢習知之洗淨 ί的洗淨方法，可洗淨複數次。此情況下， f與胃域料法可贿_序實施。 /由、牛雖可適當設定，但例如在固定盤上洗淨之情況 10 ^ 150 - ? 2研重較好為5至35〇克/cm2 ’更好為10至210 $ /cm ’固定盤轉速較好為10至15〇rpm，更好為2〇至inn 洗淨用組成物供給速度較好二υ 為20至100聊’ 100至300毫升/^m50至400亳升/分鐘，更好為 10至100秒。刷除，心1間較好為5至120秒，更好為 半導體美板技拄iYf除洗淨或滾輪洗淨之情況下，一般為將 予以洗淨之方法，2個 谷了 "又疋為相同，視需要亦可設定為不同 IP050117/SF-1119f 200527519 爾？ί洗淨條件雖隨著洗淨裝置或洗淨單元而獨立 二使用—般洗淨劑進行時之洗淨條件可就此適用於本發 ^ :刷Γ或滾旋轉數較好為10至500 rpm，更好為30 9ΠΠ 〇 二基板旋轉數較好為10至300 rpm，更好為30至 击洗淨用組成物供給速度較好為10至500毫升/分鐘， 更為50至300毫升/分鐘，洗淨時間較好為5至 好為10至100秒。 ~灵 [發明效果]
獲得—種在科㈣配叙轉體基板經 予械研磨後之基板表面除去污染物之際，能以不腐餘金屬 配線、f不^存研磨粒、不殘存研磨屑且對金屬離子等不純物 的去除能力高之洗淨驗絲。又，藉由使驗洗相 洗淨經化學機械研磨後之半導體基板之被研磨面，得以有效率 地去除被研磨面之污染物。再者，可以製造無不純物等之 之高品質半導體裝置。 ^木 [實施例] 以下’本發明藉由實施例加以說明，但本發明並不因該等 實施例而有任何限制。 [Α]洗淨用組成物之調製 (1)含有有機聚合物粒子之水性分散體之調製 [調製例A1] 於燒瓶中，饋入作為單體之甲基丙烯酸5質量份、二乙婦 基苯20質量份以及苯乙烯75質量份、作為聚合起始劑之過氧 硫酸铵2質量份、作為界面活性劑之十二垸基苯續酸〇·ι質量 份以及作為溶劑之離子交換水4〇〇質量份，在氮氣氣體氛圍中 攪拌並升溫至70°C，又在同溫度下攪拌8小時進行聚合反應。 依此’獲得含有有機聚合物粒子(1)(下文稱「交聯有機聚合物 粒子（1)」）之水性分散體，該有機聚合物粒子(丨）具有缓基以 及交聯結構、平均分散粒徑為210 nm。於該水性分散體中添 IP050117/SF-1119f 19 200527519 加離子交換水，調整交聯有機聚合物粒子（1)之含有比例在l〇 質量％。 [調製例A2] 除了使用作為單體之甲基丙烯酸5質量份、三(羥甲基） 丙烷三丙烯酸酯10質量份、苯乙烯35質量份以及甲基丙烯酸 甲酯50質量份以外，如上述調製例A1相同般，獲得含有有機 聚合物粒子(2)(下文稱「交聯有機聚合物粒子(2)」）之水性分 散體，該有機聚合物粒子(2)具有羧基以及交聯結構、平均分 散粒徑為190 nm。於該水性分散體中添加離子交換水，調整 交聯有機聚合物粒子(2)之含有比例在1〇質量％。 [調製例A3] ^ 除了使用作為單體之丙稀酸5質量份、二乙稀基苯1〇質 量份、苯乙烯45質量份以及甲基丙烯酸曱酯4〇質量份以外， 如上述調製例A1相同般，獲得含有有機聚合物粒子(3)(下文 稱「交聯有機聚合物粒子(3)」）之水性分散體，該有機聚合物 粒子(3)具有羧基以及交聯結構、平均分散粒徑為25〇 nm。於 該水性分散體中添加離子交換水，調整交聯有機聚合物粒子⑶ 之含有比例在10質量％。 [調製例A4] 除了使用作為早體之甲基丙稀酸5質量份、苯乙婦質 量份以外，如上述調製例A1相同般，獲得含有有機聚合物粒 子(a)(下文稱「非交聯有機聚合物粒子(a)」）之水性分散體， 該有機聚合物粒子(a)具有羧基但無交聯結構、平均分散粒俨 為200 nm。於該水性分散體中添加離子交換水，調整非交^ 有機聚合物粒子(a)之含有比例在1〇質量％。 調製例A1至A4中所用之單體示於表1。 IP050117/SF-1119f 20 200527519 表1 調製例A1 調製例A2 調製例A3 調製例A4 交聯有機聚 合物粒子(1) 交聯有機聚 合物粒子(2) 交聯有機聚 合物粒子(3) 非交聯有機 聚合物粒子 (a) 單 苯乙烯 75 35 45 95 體 甲基丙烯酸甲酯 - 50 40 甲基丙烯酸 5 5 5 丙烯酸 - 一 5 二乙稀基笨 20 一 10 三（羥甲基）丙烷 三丙烯酸酯 10 — 配合量單位：質量份 -：表示未使用對應之單體。 (2)洗淨用組成物之調製 (2 -1)洗淨用組成物（1)〜(3)之調製 於聚乙烯製之容器中，饋入表2所示之含有交聯有機聚合 物粒子^上述調製例所調製之換算為交聯有機聚合物粒子如 表2所示之量之水性分散體與表2所示種類及量之界面活性 劑，攪拌15分鐘。於該混合物巾，以使全部構成成分之合計 量為100質量份之方式添加離子交換水之後，經孔徑5微米之 過濾器過濾，獲得洗淨用組成物（1)〜(3)。該等組成物之示 於表2。 (2-2)洗淨用組成物(4)〜(6)之調製 於聚乙嫦製之容器中，饋入表2所示之含有交聯有機聚合 物粒子之上述調製例所調製之換算為交聯有機聚合物粒子如 表2所示之量之樣分散體、及表2所轉敝量之界面活性 劑、以及表2所示之種類及量之有機酸，授拌15分鐘。於該 混合物中’以使全部構成成分之合計量為1〇〇質量份之方式添 加離子交換水之後，經孔徑5微米之過濾器過濾，獲得洗淨用 組成物(4)〜(6)。該等組成物之pH示於表2。 n>050117/SF-1119f 21 200527519 (2 - 3)洗淨用組成物（7)〜（ίο)之調製 於聚乙烯製之容器中，饋入表2所示之含有交聯有機聚合 物粒子^上述調製例所調製之換算為交聯有機聚合物粒子二 表2所示之量之水性分散體、及表2所示種類及量之界面活性 劑、及表2所示之種類及量之有機酸、及表2所示種類及量之 錯化劑，攪拌15分鐘。於該混合物中，以使全部構成成分之 合計量為100質量份之方式添加離子交換水之後，經孔徑5微 米之過濾器過濾，獲得洗淨用組成物（7)〜（1〇)。該等組^物之 pH示於表2。 (2 - 4)洗淨用組成物（π)之調製 於聚乙稀製之容器中’饋入作為界面活性劑之十二烧基苯 磺酸0· 02質量份、作為有機酸之檸檬酸〇· 4質量份，擾< 15 =鐘。於該混合物中，以使全部構成成分之合計量為1〇〇質量 份之方式添加離子交換水之後，經孔徑5微米之過濾器過瀘， 獲得洗淨用組成物（11)。該組成物之pH示於表2。 〜 (2 - 5)洗淨用組成物（12)之調製 、 於聚乙烯製之容器中，饋入含有非交聯有機聚合物粒子 之上述調製例A4所補之鮮非交聯有機聚合齡子為〇. 1〇 質^份之水性分散體、作為界面活性劑之十二烷基苯續酸〇. 質1份、作為有機酸之檸檬酸〇· 2質量份，攪拌15分鐘。於 該混合物中，以使全部構成成分之合計量為1⑻質量份之方 添加離子錢水讀，經雜5微米之過絲碱，麟 用組成物（12)。該組成物之pjj示於表2。 IP050117/SF-1119f 22 200527519
τ-Η τ-Η CO CD iri 05 oi (NI CO cz> 呀· t—H CO οα CO τ· 1 CO ID CO cva 寸 τ-Η CO 錯化劑 配合量 1 1 1 1 1 1 οα CD r-H c=> 寸 CD CD oi 1 1 種類 1 1 1 1 1 1 乙二胺四乙酸 s 貧 ®- s 鍩 Μ t0 ϊ 蓠 ®» el X 1 1 有機酸 配合量 1 1 1 r—Η CD CNI 〇 1—Η <ζ> <NI C3 CNI CZ> CNI CD οα CD ο CNI CD ..«Wit 絮i 1 1 1 1酒石酸1 Μ Μ % 1乙二酸1 毽 % 缘 德 Μ 缘 键 缘 潜 綠 盤 Μ % 毽 Μ 缘 界面活性劑 配合i s C5 〇 s c=> s CD r-H ◦ ο <ΝΙ CZ> CD Η CD τ-Η <=> ^-H cz> CD ，__ i ο g ο g cz> κ • Iftt·響 梁i '1 + 原' 七 富 蓑 ο 龄 $4 '1 七 Ί + 盤 七 资 Μ + i4 Ί + 潜 、1 + 十二烷基苯績酸 七 有機聚合物粒子 配合量 CD C=5 0. 05] 〇 t—Η ο 〇 ◦ Τ-Η 〇 <ζ> <=> 〇 1—Η 〇 cz> cz> cz> CD CD CD 1 C T—Η CD m 梁1 /^N Τ-Η 屮 ♦ 奪 赛 r~N 4 ♦ Μ 賽 οϊ V—^ Η" 荽 香 察 荽 m 犛 /^\ 屮 4 # ♦ % 香 /-Ν ♦ m 賽 /^\ ^w/ 齧 荽 鉍 m 賽 屮 Μ m 香 /-N r—H Hr M 荽 奪 赛 /^N 1—Η 屮 荽 奪 i κΑ 1 3 4 # 香 洗淨用 組成物 ^-s τ-Η CO r-N r"N in Q ^-N /^Ν τ-Η s—/ r~N 1 t \-/ r~N 03 1 1 IP050117/SF-1119f 23 200527519 [B]化學機械研磨用之水性分散艚之姻制 (1)含有研磨粒之分散體之調製 5 [調製例B1] (含有膠體氧化矽（1)之水性分散體之調製） 於旋轉型分散裝置中，饋入濃度25質量%之氨水7〇質量 份、離子交換水40質量份、乙醇17〇質量份以及四乙氧基矽 烧20質量份’以180 rpm旋轉攪拌並升溫至6(rc，在6(rc又 攪^半2小時。隨後’冷卻至室溫後，使用旋轉蒸發器藉添加在 80 C之離子父換水移除乙醇之操作數次，獲得含有2〇質量％ 膠體氧辦(1)之水齡散體。該雜分紐情含之膠體氧 化矽⑴之平均-次祕為25 nm，二次平均粒徑為40 nm。 [調製例B2] (含有膠體氧化梦(2)之水性分散體之調製） 除了乙醇使用量自170質量份改為19〇質量份，四乙氧基 魏之使用量自20質量份改為35 f量份以外，如調整例β1 所述般，獲得含有20質量%膠體氧化矽(2)之水性分散體。該 水性分散體中所含之膠體氧化矽（2)之平均一次粒徑為^ nm，二次平均粒徑為75 nm。 [調製例B3] (含有燒製氧化鋁之水性分散體之調製） 於離子交換水6. 7公斤中，饋入2公斤燒製氧化銘粒子 (GegassaAG公司製造，商品名「氧化鋁c」），藉由超音 散機分散後’經孔徑5微米之過濾器過濾，獲得含有燒盤 性分麵。該雜分舰帽含之氧她平肖分m 马 ibU nm 〇 [調製例B4] (含有燒製氧化矽之水性分散體之調製） 於行星式混煉機「Τ·Κ· HIVISDISPERMIX型號3D—20 Γ胜 殊機化工業株式會社製）中，饋入離子交換水6公斤，以^旋 IP050117/SF-1119f 24 200527519 ^自主轉速10 rpm、副轉速30 rpm之旋轉下，以30分鐘連 續添加6公斤燒製氧化梦粒子（曰本Aerosil公司製之商品名 「Aerosil #50」、BET(Brunauer-Emmett-Teller)法測定之比 表面積為52 m2/克）。隨後，該螺旋板以主轉速1〇 rpm、副轉 速30 rpm予以旋轉’並以直徑8〇腿之c〇rres型高速旋轉翼 以主轉速10 rpm、副轉速2, 000 rpm旋轉混煉1小時。 、 接著，於所得混合物中添加20質量％之氫氧化鉀水溶液 〇二3108克，進而以離子交換水稀釋後，以具有孔徑5微米之 深度匣過濾器過濾，獲得含有燒製氧化矽30質量%之水性分散 f。該水性分散體中所含之氧化矽平均分散粒徑為52 nm。 [調製例B5] (含有有機研磨粒（1)之水性分散體之調製） 於燒瓶中饋入作為單體之甲基丙烯酸甲酯85質量份、苯 *丙烯酸5 f量份、及作為聚合起始劑之過 之^交換水柳f量份，於氮氣氛圍下二 等以離子交換水稀釋，獲得含有1Q趟之 粒住150 nm之有機研磨粒〇)之水性分散體。 [調製例B6] (含有有機研磨粒(2)之水性分散體之調製） 量體之Γ基丙稀酸4質量份、苯乙埽91質 1〇 之水性分散體。 ω <男機研磨粒（2) ⑵化學機械研磨用水性分散體⑴〜〇 〇)之調 於：乙烯製之容器中，依序饋入表 IP050117/SF-1119f 25 200527519 該混合物中，以使最終所得之化學研磨二攪拌15 4 表3所示之狀方式，添加表3 散體之ΡΗ如 操占忐公夕么钭蔷盔inn哲甚々X、丄.P $節劑， 之錯化劑、及表3所示種類及量之氧 .一 靴劑，攪拌15分鐘。於 I之pH如 後，經孔徑5微米之過濾器過濾，獲得化風雕于父換水 散體OHIO)。該等研磨用水性分散體之千f械研磨用水性分 又，研磨用水性分散體⑸、⑺及不於表3。 .· 一 +咖久18)係倂用燒製氧化矽 構成成分之合計量為100質量份之方式；^”'即剛’以使全部 後，經孔徑5徽米之過瀘器過渡，猫句，.~ %'添;ί^子交換水 或膠體氧化矽及有機研磨粒者
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LO c=i l 1 LTD CD ^-H C=> r-H t-H LO oi 1—1 LO oi m τ·Η r-H m CZ) ί—Η LO 〇〇 CO vonc 廳im·替 梁1 韜 s 鍥 8 ϊ 顴 8 ϊ 减 鍵 齊 Φ4 ◦ φ| ?3 羧 齊 ♦1 CD Φ) 〇〇 (ΝΪ 韜 s ϊ S 画 姨 φ| CZ) w j3 φ| 4〇 tO m οα CD 1 τ-Η CD CD 卜 CD (N1 CD CNI CD CM CD CNI CD CO CD Ϊ Κ *ivS 梁1 键 Ψ ψ 1 键 t1 t» 涂 i4 誉 ψ Ψ 味 盤 Ψ 毽 w Ψ Μ ¥ Ψ Ψ 味 w Jj ♦1 tO 瓶 to C5 CD τ-Ή LO CD CD 1 '< CD 卜· LO C5 LO CD CO CD S m ^ΚΤΝ 滅 壤 JJ JJ 减 JD 减 JJ 减 窗 奪 麵 m CO <=> in o CQ CD CZ5 τ—Η CO c=> LO CD CO CD LO c=5 LO <〇 C<l c=> m nNTV • Wh.l Ψ Μ 爱 Η 聲 盤 M 裝 Η Μ 缘 Η 綠 < 韉 、1 tO i \ ί [ ί 1 S: —► ί 爱 Η lg 毽 Μ tO Φ4 Φ CD LO Ld CO Ο 呀 〇 LO <=> I 111 LO C=> C=> r«H 〇 LO CD 1—Η c=> LO ◦ τ-Η ◦ LTD ο LO 騷 癜 If»·· w /^\ H 给 aD y^\ οα -D 饀 /^Ν τ-Η 黎 鉍 r~N τ-Η Μ m /^N r-H 给 JJ 5 饀 /^\ 1—Η ύ r—Η ^-/ 4 m /^N i—H 给 鍥 /^\ τ-Η 察 奪 5 鉍 /^s 鍥 /^N 1 < 鍥 * 饀 * CO 鹅 * Q 顴 S 令 s £ 令 S 系 φ 〇〇 £ 令 05 £ φ /^N Ο τ-Η 韜 Φ IP050117/SF-1119f 27 200527519 [c]低介電率絕緣膜之製造 (1)聚矽氧烷溶膠之調製 使甲基三甲氧基石夕烷101· 5克、甲氧基丙酸甲酯276· 8克 以及四異丙氧基鈦/乙醯基乙酸乙酯錯合物9. 7克予以混合， 升溫至60°C後，攪拌下於1小時内滴加丁内酯92.2克與 水20· 1克之混合物。滴加終了後，又於6〇t擾拌1小時，獲 得聚矽氧烷溶谬。 (2)聚苯乙烯粒子之調製
於燒瓶内饋入苯乙婦100質量份、偶氮系聚合起始劑(和 光純藥(株)製，商品名「V60」）2質量份、十二烷基苯續酸鉀 0.5質量份以及離子交換水棚質量份，於氮氣氛圍下攪拌升 溫至70°C，再該溫度聚合6小時。依此獲得平均粒徑150咖 之聚苯乙烯粒子。 (3)低介電率絕緣膜之製造 +上述(3-1)所得之聚矽氧烷溶膠15克與上述(3—2)所得之 聚苯乙烯粒子1克予以混合，所得之混合物藉由旋轉塗佈法塗 佈在直徑8英吋之具有熱氧化膜之矽基板上。隨後在8〇〇c烘 相中加熱5分鐘’接著在200°C加熱5分鐘。隨後，藉由在真 空中，於340°C加熱30分鐘、接著於360°C加熱30 ^鐘，^ 接著於380°C加熱30分鐘，進而在450°C加熱1小時之加熱， 衣^具有居度2000埃之無色透明被膜(低介電率絕緣膜)之某 板。該被膜之斷面藉由掃描式電子顯微鏡觀察，確認形成$ 數之微細空孔。又，該被膜之比介電率為198， 3GPa，空隙率為15〇/〇。 斤丨王午砀 [D]金屬污染基板之製造 將硝酸銅溶解於超純水中，調製含有銅離子 PPb之溶液。8英对之p型石夕晶圓（信越半導體(株)製又)於 ^中在25 C浸潰30分鐘，以旋轉乾燥器乾燥，製造被金屬/污 染之基板。 、’/ IP050117/SF-1119f 28 200527519 、使用Technos(株)製之「TREX610T」藉由全反射螢光χ射 線法’對該基板之金屬污染量予以定量，結果銅原子之附著量 為 2 χ 1〇13 原子/cm2。 [實施例1] (1)絕緣膜之化學機械研磨及洗淨 (1 -1)化學機械研磨 上述[C]中製造之具有低介電率絕緣膜之基板之絕緣膜表 面，使用化學機械研磨裝置γερ〇112」（荏原製作所製），以下 列條件進行化學機械研磨。 (研磨條件）
化學機械研磨用水性分散體：研磨用水性分散體（D 研磨墊：Rodel Nitta 公司製之「IC1000/SUBA400」 旋轉頭旋轉數：70 rpm 旋轉頭荷重：250克/cm2 固定盤旋轉數：70 rpm 研磨用水性分散體供給速度：300毫升/分鐘 研磨時間：60秒 (1 - 2)絕緣膜之洗淨 、、上述（1-1)之化學機械研磨後，使研磨後之基板表面以下 述條件，在固定盤上洗淨，進而以刷除-滌除進行洗淨。後文 該等洗淨稱為「2階段洗淨」。 (固定盤上洗淨） 洗淨劑：洗淨用組成物（1) 旋轉頭旋轉數：70 rpm 旋轉頭荷重：1〇〇克/cm2 固定盤旋轉數：70 rpm 洗淨劑供給量：300毫升/分鐘 洗淨時間·· 30秒 (刷除-滌除洗淨） IP〇5〇117/SF-lll9f 29 200527519 洗淨劑·洗淨用組成物（11) 上部刷子旋轉數：100 rpm 下部刷子旋轉數：100 rpm 基板旋轉數：100 rpm 洗淨劑供給量：300毫升/分鐘 洗淨時間：60秒 (1 -3)研磨速度及表面缺陷評估 對化學機械研磨前之基板以及上述洗淨後之基板上，使用 Ϊ干，測定器「FPT5⑻」⑽TEC公司製)測定絕緣膜之膜 厚’自膜厚差與研磨時間算出研磨速度，為^ 2〇〇埃/分鐘。 洗淨後之絕緣膜表面全體使用晶圓表面異物檢查裝置 缺33，」甘(iU TenC〇r公司製）進行觀察’發現表面 =8個/面。其中’「表面缺陷」包含殘存之研磨粒、水痕 ίΐΐί因雖不明’但為略微圓形狀之變色部位之污點）等。 (2)金屬污染基板之洗淨 j[D]中所製造之受金屬科之基板，使 (綱作所製)，與上述「㈣絕緣= 淨」同樣地進行2階段洗淨。 使用Technos(株)製之「贿61〇τ」藉由全反射螢以射 ίί 淨後1:基板之金杨染量扣定量，絲銅原子之 殘存罝為5 X 1011原子/cm2。 [實施例2至13及比較例1至7] (1)化學機械研磨後之絕緣膜洗淨 (M)化學機械研磨 4所記載之辦顧補脉性分散體替代化 磨肖水性分散體⑴以夕卜，如同實施例1所述般，對 進具祕介料鱗獻紐之麟膜表面 〇 - 2)絕緣膜之洗淨 IP050117/SF.1119f 30 200527519 除了使用表4中所記載之洗淨劑替代洗淨用組成物〇)及 (Π)以外’如同實施例i所述般，在上述之化學機械研 磨後，對研磨後之基板表面進行2階段洗淨。 (1 - 3)研磨速度及表面缺陷評估 、絕緣膜之研磨速度及洗淨後之表面缺陷如實施例丨同樣 地進行評估。結果如表4所示。 (2)金屬污染基板之洗淨 除了使用表4所記載之洗淨劑替代洗淨用組成物（1)及 (一 11 九)以Ϊ ’如同實施例1所述般，對上述[D]中製造之經金屬 >可染之基板進行2階段洗淨。
IP050117/SF-1119f 31 200527519
表4 化學機械研磨用 水性分散體 水性分散體(1) 洗 固定盤上 洗淨用 組成物（1) 淨劑 刷除-滌 除洗淨用 i成物(11) 絕緣膜之石 絕緣膜之 研磨速度 1,200 干磨及洗淨 表面缺陷 污染基反 殘存鋼濃度 厂 5x1 〇ιι 實施例2 水性分散體(2) 組成物(4) 組成物(12) 1,250 15 8x1010 實施例3 水性分散體(3) 超純水 組成物(5) 1,150 18 4Χ1011 一 實施例4 水性分散體(4) 超純水 組成物(7) 420 32 2χ10η 實施例5 水性分散體(5) 組成物(9) 組成物(9) 40 7 3χ10Π 實施例6 水性分散體(6) 超純水 組成物(10) 1,020 9 lxlO11 實施例7 水性分散體(7) 組成物(2) 組成物(11) 1,050 6 7χ10π 實施例8 水性分散體(8) 組成物(3) 組成物（11) 1,080 9 8χ1010 實施例9 水性分散體(8) 組成物(4) 組成物（11) 1,080 8 6χ10η 實施例10 水性分散體(8) 組成物(5) 組成物(5) 1,080 12 6χ1010 實施例11 水性分散體(9) 組成物(6) 組成物(6) 240 9 3χ10π 實施例12 水性分散體(9) 組成物(7) 組成物(7) 240 12 6χ1010 實施例13 水性分散體(10) 組成物(10) 組成物(10) 1,020 7 3χ10π 比較例1 水性分散體(1) 組成物（11) 組成物（11) 1,200 84 7x1010 比較例2 水性分散體⑷ 超純水 組成物(11) 420 320 3χ10η 比較例3 水性分散體(7) 超純水 組成物(11) 1,050 264 2χ1013 比較例4 水性分散體(8) 組成物(11) 組成物（11) 1,080 187 8χ1012 比較例5 水性分散體(10) 超純水 組成物(11) 1,020 251 3χ1010 比較例6 水性分散體(9) 超純水 組成物(11) 240 150 3χ1012 比較例7 水性分散體(1) 組成物(12) 組成物(11) 1,150 420 6χ1010 BP050117/SF-1119f 32 200527519 [實施例14] (1)具有圖案之基板之化學機械研磨及洗淨 (卜1)化學機械研磨 具有銅配線之基板（國際SEMATECH製，型號：854LKD003) 使用化學機械研磨裝置「EP0112」（荏原製作所製），以下列條 進行兩階段化學機械研磨。 (第一階段之化學機械研磨） 化學機械研磨用水性分散體：研磨用水性分散體(5) 研磨藝：Rodel Nitta 公司製之「IC1000/SUBA400」 固定盤旋轉數：70 rpm 故轉頭旋轉數：70 rpm 旋轉頭荷重·· 250克/cm2 研磨用水性分散體供給速度·· 300毫升/分鐘 研磨時間：150秒 (弟一階段之化學機械研磨） 化學機械研磨用水性分散體：研磨用水性分散體(9) 固定盤旋轉數：70 rpm 旋轉頭旋轉數·· 70 rpm 旋轉頭荷重：250克/cm2 • 研磨用水性分散體供給速度·· 300毫升/分鐘 研磨時間：45秒 (1 - 2)洗淨 上述(卜1)之化學機械研磨後，使研磨後之基板表面以下 述條件，在固定盤上洗淨，進而以刷除—滌除進行洗淨。 ^ (固定盤上洗淨） 洗淨劑：洗淨用組成物（7) 旋轉頭旋轉數：70 rpm 旋轉頭荷重：100克/cm2 固定盤旋轉數：70 rpm IP050117/SF-1119f 33 200527519 洗淨劑供給量：300毫升/分鐘 洗淨時間：30秒 (刷除-滌除洗淨） 洗淨劑：洗淨用組成物（7) 上部刷子旋轉數：1〇〇 rpm 下部刷子旋轉數：1〇〇 rpm 基板旋轉數：100 rpm 洗淨劑供給量：300毫升/分鐘 洗淨時間：60秒 (1 - 3)研磨速度及表面缺陷評估 對洗淨後之基板表面全體，使用晶圓表面異物檢查裝置 「Surfscan SP1」（KLA Tencor公司製）進行觀察，發現表面 缺陷為8個/面。又，基板表面上配線寬度100微米部分之凹 陷部使用高解析度段差測定裝置「HRP240」（KLA Tencor公司 製）測定段差為310埃。 [比較例8] 除了使用超純水作為固定盤上洗淨用之洗淨劑、使用洗淨 組成物（11)作為刷除-滌除洗淨用洗淨劑以外，如同實施例 所述般同樣進行，具有銅配線圖案之基板(584LKD003)以兩階 _ 段化學機械研磨後，進行兩階段洗淨。洗淨後之基板表面全體 如同實施例14 一樣進行觀察，發現表面缺陷為162個/面。又， 基板表面上配線寬度100微米部分之凹陷部段差為31〇埃。 由上述實施例1至13以及比較例1至7之結果可知，僅 使用習知洗淨劑予以洗淨（比較例1至7)，雖然基板上不純金 _ 屬離子之去除能力良好，但卻發生多數之表面缺陷，相對地' 使用本發明之洗淨用組成物予以洗淨(實施例1至13)不僅可 保持習知洗淨淨所具有之不純金屬離子移除能力甚或握古，因 時可充分抑制表面缺陷的發生。 Μ 又’由實施例14與比較例8之結果可知，經化學機械研 IP050117/SF-1119f 34 200527519 磨後之具有圖案之基板僅使用習知洗淨劑洗淨觀察到多數之 表面缺陷，但相對地，使用本發明之洗淨用組成物予以洗淨 叶，對金屬配線部無不良影響而可充分抑制表面缺陷發生。 【圖式簡單說明】 第1圖係顯示本發明中所用之半導體基板之一例之剖面 圖。（a)為化學機械研磨前之半導體基板之一例之剖面圖。 為化學機械研磨後之半導體基板之一例之剖面圖。 【主要元件符號說明】 I 半導體基板材料 II 基板(例如梦製） 12 絕緣膜(例如PETE0S製） 13 障壁金屬膜 14 金屬膜 IP050117/SF-1119f 35

Claims (1)

  1. 200527519 十、申請專利範圍： 1·—種用$化學機械研磨後使用之洗淨用組成物，其特徵為含 有具，交聯結構之有機聚合物粒子(A)及界面活性劑(B)。 2·=申請專利範圍第1項之洗淨用組成物，其特徵為具有交聯 結構之有+ 機聚合物粒子(A)係具有選自羧基、羥基、胺基、磺 酸基及-N+R3(其中r表示氫原子或碳數1至4之烷基)所組成 組群之至少一種官能基。 3·=申請專利範圍第丨項之洗淨用組成物，其特徵為具有交聯 結構^有機聚合物粒子(A)之平均分散粒徑為12〇至5〇〇咖。 4·如申請專利範圍第i項之洗淨用組成物，其特徵為具有交聯 ，，之有機聚合物粒子(A)為含有羧基之不飽和單體(al)與 =官能基單體(a2)以及與上述單體(al)及㈣以外之不飽^ 單體(a3)之共聚物所構成的粒子。 5·:種半導體基板之洗淨方法，其特徵係使用如申請專利範圍 第1至4項中任一項之洗淨用組成物洗淨經化學機械研磨後 之半導體基板。 6.如申請專利範圍帛5項之洗淨方法，其特徵為該洗淨係在固 疋盤上洗淨、刷除滌除洗淨以及滾輪洗淨之至少一種洗淨。 7· -種半導體基板之製造方法，丨特徵為包含使+導體基板經 • ，學機械研磨之步驟’以及藉由如巾請專繼圍第5項之洗 淨方法使該經化學機械研磨後之半導體基板予以洗淨之步 驟0 IP050117/SF-1119f 36
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