TWI528426B - 具有覆蓋層之基板的沈積後清理方法及配方 - Google Patents

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Description

具有覆蓋層之基板的沈積後清理方法及配方
本發明係關於如積體電路之電子裝置的製造，更具體地說，本發明係關於用以清洗具有金屬上覆蓋層與介電鑲嵌金屬結構之基板的方法與配方，該覆蓋層包括化學元素鈷及鎳中至少一者。
 【交叉參考之相關申請案】
本申請案主張享有西元2007年12月21日由Artur KOLICS、Shijian LI、Tana ARUNAGIRI，與William THIE申請，名為『具有覆蓋層之基板的沈積後清理方法及配方(POST-DEPOSITION CLEANING METHODS AND FORMULATIONS FOR SUBSTRATES WITH CAP LAYERS)』的美國專利申請案第61/016427號(代理人案號為XCR-009)之利益。西元2007年12月21日申請之美國專利申請案第61/016427號的內容併入於本文以供參考。
清洗具有非均質組成(heterogeneous composition)的表面富有挑戰性。在如易受腐蝕的表面與具有非均質組成之不同腐蝕率的表面之情況中格外真實。針對具有如用於製造電子裝置之薄膜層的表面問題更大。關於電子裝置製造，需要清洗具有約20nm之膜厚的表面，而避免表面品質與膜層厚度的劣化。
在具體的情況中，金屬覆蓋層塗覆於於銅質互連線上，該銅質互連線嵌入介電結構中以形成鑲嵌金屬層。為提供良好的電氣性能(如具有高良率的低漏電流、高崩潰電壓與時間相依的介質崩潰)，最好清洗此金屬覆蓋層的表面與此介電區的表面以移除污染物與缺陷。於此處理期間，此金屬覆蓋層不應遭受嚴重的金屬損失，或經歷孔蝕或其它形式的局部性腐蝕。此金屬覆蓋層之材料的例子係如鈷、鈷合金、鈷-鎳合金、鎳，與鎳合金的材料。此外，應自整塊基板中移除如粒子與殘留物的缺陷。
有需要可用以製造電子裝置之基板的清洗溶液與方法。更具體地說，有需要可符合如此裝置之需求的改善溶液與方法。
本發明係關於電子裝置的製造。本發明的一實施例係製造積體電路的方法。此方法包括提供具有金屬與介電鑲嵌金屬層的基板，及實質在金屬上沈積覆蓋層。在沈積此覆蓋層後，以含胺類的溶液清洗此基板，此胺類提供該清洗溶液7至約13的酸鹼值(pH)。本發明的另一實施例係清洗基板的方法。本發明還有一實施例係清洗溶液的配方。
應了解到，本發明不限於下文描述所闡明與圖示中所說明之其對於結構之細節與成份之配置的應用。本發明能夠以各種方法實踐與實現其它實施例。此外，應了解到，本文所運用的措詞與術語係為描述之目的，不應視為限制性。
因此，熟悉本技藝者將理解可輕易地利用基於本揭露的觀念作為設計用以實現本發明的實施態樣之其它結構、方法，與系統的基礎。因此，重要的是在不離本發明的精神與範圍下，將專利請求項視為包括在此範圍內的等效結構。
本發明係關於如積體電路之電子裝置的互連金屬化作用，其使用具有覆蓋層的電傳導性金屬與形成鑲嵌金屬結構的介電質。更具體地說，本發明關於電子裝置的互連金屬化層，其包括介電質與具有覆蓋層的金屬(如銅)，此覆蓋層包括化學元素鈷與鎳其中一者。
下文將討論本發明之實施例的操作，主要係關於處理用於製造積體電路之半導體晶圓(如矽晶圓)的內容。此積體電路的金屬化層包括形成於鑲嵌或雙鑲嵌介電結構中的銅金屬線，其帶有無電沈積的覆蓋層，此覆蓋層包括化學元素鈷與鎳或其合金其中一者。或者，此介電質係低介電係數(low k)介電材料，如摻碳的氧化矽(SiOC:H)。然而，應了解到依據本發明的實施例可用於其它半導體裝置、非銅的金屬，與非半導體晶圓的晶圓。
現在參照圖1，其顯示用以依照本發明之一實施例製造電子裝置的處理流程20。處理流程20包括步驟25，其提供具有金屬與介電鑲嵌金屬的基板。處理流程20也包括步驟35，其使用無電沈積在金屬上沈積覆蓋層，此覆蓋層包括化學元素鈷與鎳中至少一者。在步驟35之後，處理流程20包括步驟40，其以含胺類的的清洗溶液清洗基板，此胺類提供該清洗溶液7至13的酸鹼值。更具體地說，此胺類能夠使該清洗溶液的酸鹼度提高到7至13範圍內的值與其中所包含的所有值與子範圍。作為一個選項，此清洗溶液可包含二或多種胺類，且此二或多種胺類中至少一種能夠使該清洗溶液的酸鹼度提高到7至13範圍內的值與其中所包含的所有值與子範圍。依據本發明的較佳實施例，此清洗溶液的酸鹼度係在約8至約11.5範圍內的值。
很多化合物係適合用作本發明之實施例中的胺類。本發明之實施例之胺類的合適化合物名單包括伯烷基胺(primary alkylamine)、仲烷基胺(secondary alkylamine)、叔烷基胺(tertiary alkylamine)、季烷基胺(quaternary alkylamine)、伯芳胺(primary arylamine)、仲芳胺(secondary arylamine)、叔芳胺(tertiary arylamine)、季芳胺(quaternary arylamine)、氨(ammonia)、伯烷醇胺(primary alkanolamine)、仲烷醇胺(secondary alkanolamine)、如乙醇胺(ethanolamine)、二乙醇胺(diethanolamine)、三乙醇胺(triethanolamine)，與膽鹼(choline)的叔烷醇胺(tertiary alkanolamine)、帶有混合烷基與烷醇之官能性的胺類、四甲基胍(tetramethylguanidine)、羥胺(hydroxylamine)，與上述之組合，但不限於此。胺類分子常具有通式R3-x NHx ，其中R係碳氫化合物且。本發明的若干實施例包括存在於清洗溶液中的一或多種胺類，其量的範圍從每升約1克(g/L)至每升約100克不等。本發明的較佳實施例包括清洗溶液中的去離子水。
針對本揭露的目的，清洗基板包括移除污染物、移除缺陷，或移除污染物且移除缺陷。所選的清洗溶液之組成俾便於自基板的表面(更具體地是覆蓋層的表面與介電質的表面)移除缺陷與/或污染物。更為理想的是，所選的清洗溶液之組成俾在覆蓋層厚度的減少可忽略或實質不減少蓋層厚度的情況下清洗覆蓋層的表面與介電質的表面。此覆蓋層因清洗而減少的厚度最好少於15%，更為理想的是，此覆蓋層因清洗而減少的厚度少於10%。依據本發明的一實施例，此覆蓋層的減少厚度係少於1.5nm。
如圖1所呈現之本發明的實施例可包括使用含一或多種額外添加劑的清洗溶液。作為本發明之若干實施例的選項，此清洗溶液更包括一或多種複離子形成劑(complexing agent)，且此一或多種複離子形成劑中至少一者為非胺類。針對本揭露，此非胺類的複離子形成劑係稱為非胺複離子形成劑。胺類複離子形成劑於本文中係定義為在形成錯合物之化合物中的官能基僅具有通式NRR'R"的化學化合物，其中N係氮原子，而R、R'，與R"可為氫、烷基或芳香基族。
很多化合物係適合用作本發明之實施例中的複離子形成劑。本發明之實施例的複離子形成劑名單包括羧酸(carboxylic acid)、羥基羧酸(hydroxycarboxylic acid)、胺基酸(amino acid)、膦酸(phosphonic acid)、植物酸(phytic acid)、CoL之1g K>2(複合CoL之穩定常數K的對數值大於2，其中L係配位基)的有機酸(organic acid)，與其上述之組合，但不限於此。本發明的若干實施例包括此清洗溶液中所存在的一或多種複離子形成劑，其量的範圍從每升約0.5克至每升約50克不等。
作為一個選項，如圖1所呈現之本發明的若干實施例可包括使用含一或多種腐蝕抑制劑的清洗溶液，以實質保護覆蓋層或延遲此覆蓋層溶解於清洗溶液中。如上文所表明，本發明的較佳實施例能夠在可忽略覆蓋層厚度中的減少或實質不減少蓋層厚度的情況下清洗基板。在本發明的實施例中可為此目的包括一或多種多種腐蝕抑制劑化合物。
很多化合物係適合用作本發明之實施例中的腐蝕抑制劑。本發明之實施例的腐蝕抑制劑名單包括三唑(triazole)及其如苯並三唑(benzotriazole)、甲基苯並三唑(methyl-benzotriazole)、羧基苯並三唑(carboxy-benzotriazole)與羥基苯並三唑(hydroxybenzotriazole)的衍生物、噻唑(thiazole)及其如硫醇苯噻唑(mercaptobenzothiazole)的衍生物、聚乙烯吡咯烷酮(polyvinylpyrrolidone)、聚乙烯醇(polyvinylalcohol)及其衍生物、聚烷基亞胺(polyalkylimine)、聚乙烯亞胺(polyethylenimine)、長鏈烷基胺、四唑(tetrazole)、正磷酸鹽(orthophosphate)、偏磷酸鹽(metaphosphate)、亞磷酸鹽(phosphite)、膦酸酯(phosphonate)、矽酸鹽(silicate)、烷基膦酸鹽(alkylphosphonate)、烷氧矽烷(alkoxysilane)、亞硝酸鹽(nitrite)、二環己基亞硝酸銨(dicyclohexylammonium nitrite)，與其上述之組合，但不限於此。本發明的若干實施例包括此清洗溶液中所存在的一或多種腐蝕抑制劑，其量的範圍從每升約0.01克至每升約20克不等。
作為一個選項，如圖1所呈現之本發明的若干實施例可包括使用也含一或多種去氧劑化合物的清洗溶液，以自此清洗溶液中移除溶解的氧。更具體地說，此去氧劑提供清洗溶液中較低濃度的溶氧。溶氧量最好保持最小值，俾實質防止覆蓋層因溶氧而氧化。
很多化合物係適合用作本發明之實施例中溶氧的去氧劑。本發明之實施例的去氧劑名單包括羥胺(hydroxylamine)及如二乙羥胺(diethylhydroxylamine)的衍生物、甲基乙基酮圬(methyl-ethylketoxime)、碳醯肼(carbohydrazide)、L-抗壞血酸(L-ascorbic acid)、D-抗壞血酸(D-ascorbic acid)、抗壞血酸的衍生物、漂木酸(chlorogenic acid)、腁(hydrazine)、肼鹽(hydrazine salt)、胼的衍生物、咖啡酸(caffeic acid)、植物酸(phytic acid)、葉黃酮(luteolin)、亞硫酸鹽(sulfite)，與其上述之組合，但不限於此。本發明的若干實施例包括此清洗溶液中所存在的一或多種去氧劑，其量的範圍從每升約0.05克至每升約10克不等。本發明的較佳實施例使清洗溶液中溶氧的濃度維持低於百萬分之一(ppm)。針對本發明的若干實施例，提供足量的一或多種去氧劑而獲得溶氧的低準位。
作為一個選項，如圖1所呈現之本發明的若干實施例可包括使用也含一或多種還原劑的清洗溶液。所選的還原劑係俾實質無法清除溶氧。更具體地說，所選的還原劑俾能提供除了清除清洗溶液中溶氧以外的作用。此還原劑的主要作用係使覆蓋層之不必要的陽極溶解減至最少。此舉係通過清洗溶液中引進還原劑而達成。取決於還原劑的種類，這些化合物的氧化作用將比覆蓋層的氧化作用與溶解更積極有利。
很多化合物係適合用作本發明之實施例中的還原劑。本發明之實施例的還原劑名單包括含還原劑的硼、次亞燐酸鹽(hypophosphite)、硫代硫酸鹽(thiosulfate)、醛類(aldehyde)，與其上述之組合，但不限於此。本發明的若干實施例包括此清洗溶液中所存在的一或多種還原劑，其量的範圍從每升約0.1克至每升約10克不等。
作為一個選項，如圖1所呈現之本發明的若干實施例可包括使用也含一或多種界面活性劑(surface active agent)的清洗溶液。所包括的界面活性劑俾於清洗期間提供基板的充分濕潤。最好藉由清洗溶液使基板的整個表面充分濕潤，俾使基板的介電區濕潤與基板的覆蓋區濕潤。
很多化合物係適合用作本發明之實施例中的界面活性劑。本發明之實施例的界面活性劑名單包括陰離子性(anionic)界面活性劑、陽離子(cationic)性界面活性劑、非離子性(nonionic)界面活性劑、酸鹼兩性(amphoteric)界面活性劑，與其上述之組合，但不限於此。本發明的若干實施例包括此清洗溶液中所存在的一或多種界面活性劑，其量的範圍從每升約0.02克至每升約2克不等。假設有二或多種界面活性劑，每一種界面活性劑在清洗溶液中所存在之量的範圍最好從每升約0.02克至每升約2克不等。
作為一個選項，如圖1所呈現之本發明的若干實施例可包括使用也含一或多種水溶性溶劑(water-soluble solvent)的清洗溶液。所包括的水溶性溶劑能執行如自基板表面幫助移除有機污染物的工作。所包括的水溶性溶劑也可執行如幫助清洗溶液中所含一或多種添加劑溶解的工作，這些添加劑在水中具有低或不足的溶解性。
很多化合物係適合用作本發明之實施例中的水溶性溶劑。本發明之實施例的水溶性溶劑名單包括伯醇(primary alcohol)、仲醇(secondary alcohol)、叔醇(tertiary alcohol)、聚醇(polyol)、乙烯二醇(ethylene glycol)、二甲亞碸(dimethyl sulfoxide)、丙烯碳酸鹽(propylene carbonate)，與其上述之組合，但不限於此。本發明的若干實施例包括此清洗溶液中所存在的一或多種水溶性溶劑，其量的範圍從每升約10克至每升約100克不等。
作為如圖1所呈現之本發明之若干實施例的選項，可使用刷子將清洗溶液塗敷於基板上而執行以清洗溶液清洗基板(步驟40)。可執行本發明的其它實施例，其包括不用刷子將清洗溶液塗敷於基板上；更具體地說，可以如將基板浸漬於清洗溶液中、噴敷清洗溶液於基板上，與使用接近頭(proximity head)塗敷溶液的方式塗敷此清洗溶液。
依據如圖1所呈現之本發明的較佳實施例，執行步驟40(以清洗溶液清洗基板)的溫度最好係於約5℃至約90℃的範圍內。最好能控制清洗溶液的溫度。可將基板的溫度控制為一個選項。
如圖1所呈現之本發明的較佳實施例使用也含一或多種添劑的清洗溶液，這些添加劑係實質如上述的非胺複離子形成劑、腐蝕抑制劑、界面活性劑、去氧劑、還原劑，與水溶性溶劑。其意味可以圖1所示之處理流程的清洗溶液中所提供的這些添加劑的組合描述本發明的額外實施例。更具體地說，此添加劑與其組合產生具有不同組成的清洗溶液，其定義圖1呈現之發明的不相似實施例。如圖1呈現之本發明的較佳實施例的清洗溶液之額外較佳組成名單包括下述清洗溶液，但不限於此：
1.圖1所呈現的清洗溶液包括一定量的複離子形成劑與一定量的腐蝕抑制劑。
2.圖1所呈現的清洗溶液包括一定量的複離子形成劑與一定量的去氧劑。
3.圖1所呈現的清洗溶液包括一定量的複離子形成劑與一定量的還原劑。
4.圖1所呈現的清洗溶液包括一定量的複離子形成劑、一定量的腐蝕抑制劑，與一定量的去氧劑。
5.圖1所呈現的清洗溶液包括一定量的複離子形成劑、一定量的腐蝕抑制劑，與一定量的還原劑。
6.圖1所呈現的清洗溶液包括一定量的複離子形成劑、一定量的去氧劑，與一定量的還原劑。
7.圖1所呈現的清洗溶液包括一定量的複離子形成劑、一定量的去氧劑、一定量的還原劑，與一定量的腐蝕抑制劑
8.圖1所呈現的清洗溶液包括一定量的複離子形成劑、一定量的腐蝕抑制劑，與一定量的界面活性劑。
9.圖1所呈現的清洗溶液包括一定量的複離子形成劑、一定量的去氧劑，與一定量的界面活性劑。
10.圖1所呈現的清洗溶液包括一定量的複離子形成劑、一定量的還原劑，與一定量的界面活性劑。
11.圖1所呈現的清洗溶液包括一定量的複離子形成劑、一定量的腐蝕抑制劑、一定量的去氧劑，與一定量的界面活性劑。
12.圖1所呈現的清洗溶液包括一定量的複離子形成劑、一定量的腐蝕抑制劑、一定量的還原劑，與一定量的界面活性劑。
13.圖1所呈現的清洗溶液包括一定量的複離子形成劑、一定量的去氧劑、一定量的還原劑，與一定量的界面活性劑。
14.圖1所呈現的清洗溶液包括一定量的複離子形成劑、一定量的去氧劑、一定量的還原劑、一定量的腐蝕抑制劑，與一定量的界面活性劑。
15.圖1所呈現的清洗溶液包括一定量的複離子形成劑、一定量的腐蝕抑制劑，與一定量的水溶性溶劑。
16.圖1所呈現的清洗溶液包括一定量的複離子形成劑、一定量的去氧劑，與一定量的水溶性溶劑。
17.圖1所呈現的清洗溶液包括一定量的複離子形成劑、一定量的還原劑，與一定量的水溶性溶劑。
18.圖1所呈現的清洗溶液包括一定量的複離子形成劑、一定量的腐蝕抑制劑、一定量的去氧劑，與一定量的水溶性溶劑。
19.圖1所呈現的清洗溶液包括一定量的複離子形成劑、一定量的腐蝕抑制劑、一定量的還原劑，與一定量的水溶性溶劑。
20.圖1所呈現的清洗溶液包括一定量的複離子形成劑、一定量的去氧劑、一定量的還原劑，與一定量的水溶性溶劑。
21.圖1所呈現的清洗溶液包括一定量的複離子形成劑、一定量的去氧劑、一定量的還原劑、一定量的腐蝕抑制劑，與一定量的水溶性溶劑。
22.圖1所呈現的清洗溶液包括一定量的複離子形成劑、一定量的腐蝕抑制劑、一定量的界面活性劑，與一定量的水溶性溶劑。
23.圖1所呈現的清洗溶液包括一定量的複離子形成劑、一定量的去氧劑、一定量的界面活性劑，與一定量的水溶性溶劑。
24.圖1所呈現的清洗溶液包括一定量的複離子形成劑、一定量的還原劑、一定量的界面活性劑，與一定量的水溶性溶劑。
25.圖1所呈現的清洗溶液包括一定量的複離子形成劑、一定量的腐蝕抑制劑、一定量的去氧劑、一定量的界面活性劑，與一定量的水溶性溶劑。
26.圖1所呈現的清洗溶液包括一定量的複離子形成劑、一定量的腐蝕抑制劑、一定量的還原劑、一定量的界面活性劑，與一定量的水溶性溶劑。
27.圖1所呈現的清洗溶液包括一定量的複離子形成劑、一定量的去氧劑、一定量的還原劑、一定量的界面活性劑，與一定量的水溶性溶劑。
28.圖1所呈現的清洗溶液包括一定量的複離子形成劑、一定量的去氧劑、一定量的還原劑、一定量的腐蝕抑制劑、一定量的界面活性劑，與一定量的水溶性溶劑。
29.圖1所呈現的清洗溶液包括濃度介於約0.01g/L至約10g/L之間的腐蝕抑制劑與濃度介於約0.05g/L至約10g/L之間的去氧劑。
30.圖1所呈現的清洗溶液包括一定量的複離子形成劑、濃度介於約0.01g/L至約20g/L之間的腐蝕抑制劑，與濃度介於約0.1g/L至約10g/L之間的還原劑。
31.圖1所呈現的清洗溶液包括一定量的複離子形成劑、濃度介於約0.05g/L至約10g/L之間的去氧劑，與濃度介於約0.1g/L至約I0g/L之間的還原劑。
32.圖1所呈現的清洗溶液包括一定量的複離子形成劑、濃度介於約0.01g/L至約20g/L之間的腐蝕抑制劑、濃度介於約0.05g/L至約10g/L之間的去氧劑，與濃度介於約0.1g/L至約10g/L之間的還原劑。
33.圖1所呈現的清洗溶液包括一定量的非胺複離子形成劑、一定量的腐蝕抑制劑、一定量的介面活性劑、一定量的去氧劑、一定量的還原劑，與一定量的水溶性溶劑。
34.圖1所呈現的清洗溶液具有濃度自約1g/L至約100g/L的胺類且此清洗溶液也包括下述中至少一者：一定量的非胺複離子形成劑、一定量的腐蝕抑制劑、一定量的介面活性劑、一定量的去氧劑、一定量的還原劑，與一定量的水溶性溶劑。
35.圖1所呈現的清洗溶液具有濃度自約1g/L至約100g/L的胺類且此清洗溶液也包括一定量的非胺複離子形成劑、一定量的腐蝕抑制劑、一定量的介面活性劑、一定量的去氧劑、一定量的還原劑，與一定量的水溶性溶劑。
36.圖1所呈現的清洗溶液具有濃度自約1g/L至約100g/L的胺類且此清洗溶液也包括下述中至少一者：濃度自約0.5g/L至約50g/L的非胺複離子形成劑、濃度自約0.01g/L至約20g/L的腐蝕抑制劑、濃度自約0.02g/L至約2g/L的介面活性劑、濃度自約0.05g/L至約10g/L的去氧劑、濃度自約0.1g/L至約10g/L的還原劑，與濃度自約10g/L至約100g/L的水溶性溶劑。
37.圖1所呈現的清洗溶液具有濃度自約1g/L至約100g/L的胺類且此清洗溶液也包括濃度自約0.5g/L至約50g/L的非胺複離子形成劑、濃度自約0.01g/L至約20g/L的腐蝕抑制劑、濃度自約0.02g/L至約2g/L的介面活性劑、濃度自約0.05g/L至約10g/L的去氧劑、濃度自約0.1g/L至約10g/L的還原劑，與濃度自約10g/L至約100g/L的水溶性溶劑。
38.圖1所呈現的清洗溶液具有濃度自約1g/L至約100g/L的胺類且此胺類係選自由下述所組成的群體：伯烷基胺、仲烷基胺、叔烷基胺、季烷基胺、伯芳胺、仲芳胺、叔芳胺、季芳胺、氨、伯烷醇胺、仲烷醇胺、叔烷醇胺、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、膽鹼、帶有混合烷基與烷醇之官能性的胺類、四甲基胍、與羥胺，且此清洗溶液也包括下述中至少一者：濃度自約0.5g/L至約50g/L的複離子形成劑，其選自由下述所組成的群體：羧酸、羥基羧酸、胺基酸、膦酸、植酸，與CoL之1gK>2的有機酸；濃度自約0.01g/L至約20g/L的腐蝕抑制劑，其選自由下述所組成的群體：三唑、苯並三唑、甲基苯並三唑、羧基苯並三唑、羥基苯並三唑、噻唑、硫醇苯噻唑、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚烷基亞胺、聚乙烯亞胺、長鏈烷基胺、四唑、正磷酸鹽、偏磷酸鹽、亞磷酸鹽、膦酸酯、矽酸鹽、烷基膦酸鹽、烷氧矽烷、亞硝酸鹽、二環己基亞硝酸銨；濃度0.02g/L至2g/L的介面活性劑，其選自由下述所組成的群體：陰離子性界面活性劑、陽離子性界面活性劑、非離子性界面活性劑、酸鹼兩性界面活性劑，與其組合；濃度自約0.05g/L至約10g/L的去氧劑，其選自由下述所組成的群體：羥胺、二乙羥胺、甲基乙基酮圬、碳醯肼、L-抗壞血酸、D-抗壞血酸、抗壞血酸的衍生物、漂木酸、胼、肼鹽、胼的衍生物、咖啡酸、植物酸、葉黃酮，與亞硫酸鹽；濃度自約0.1g/L至約10g/L的還原劑，其選自由下述所組成的群體：含還原劑的硼、次亞燐酸鹽、硫代硫酸鹽，與醛類；及濃度自約10g/L至約100g/L的水溶性溶劑，其選自由下述所組成的群體：伯醇、仲醇、叔醇、聚醇、乙烯二醇、二甲亞碸、丙烯碳酸鹽，與其混合物。
作為如圖1所呈現之本發明之若干實施例的選項，可使用刷子將任何的清潔溶液組成(如上文所呈現的清潔溶液組成)塗敷於基板上。另外，可以非使用刷子的方式將任何的清潔溶液組成(如上文所呈現的清潔溶液組成)塗敷於基板上。作為如圖1所呈現之本發明之若干實施例的選項，可於自約5℃至約90℃範圍內的溫度使用任何的清潔溶液組成(如上文所呈現的清潔溶液組成)清洗基板。
如上文所呈現，很多清潔溶液組成適用於本發明的實施例。依據本發明的較佳實施例，使用上文所述的清潔溶液執行步驟40(清洗基板)，且此清洗溶液中溶氧的濃度係維持低於百萬分之一。此意味著對於本發明之實施例之任一所選的清潔溶液，在清洗基板時清洗溶液中的溶氧濃度最好維持低於百萬分之一。
本發明的另一實施例包括清洗電子裝置之基板的方法。更具體地說，其為清洗具有銅質與介電鑲嵌金屬之基板的方法。此銅質的表面具有覆蓋層，其包括鈷、鈷合金、鎳、鎳合金，或鈷鎳合金。此方法包括將清潔溶液塗敷於基板上，以在覆蓋層的溶解可忽略的情況下移除缺陷與/或污染物，此溶液包括一或多種胺類，此一或多種胺類中至少一者提供此清洗溶液7至13的酸鹼值。依據本發明的較佳實施例，此清洗溶液的酸鹼度為約8至約11.5的值。
針對本揭露的目的，清洗基板包括移除污染物、移除缺陷，或移除污染物且移除缺陷。所選的清洗溶液之組成俾便於自基板的表面(更具體地是覆蓋層的表面與介電質的表面)移除缺陷與/或污染物。更為理想的是，所選的清洗溶液之組成在可忽略覆蓋層厚度中的減少或實質不減少覆蓋層厚度的情況下清洗覆蓋層的表面與介電質的表面。此覆蓋層因清洗而減少的厚度最好少於15%，更為理想的是，此覆蓋層因清洗而減少的厚度少於10%。依據本發明的一實施例，此覆蓋層的減少厚度係少於1.5nm。
清洗基板之方法的較佳實施例使用也含一或多種添加劑的清洗溶液，這些添加劑係實質如上述的複離子形成劑、腐蝕抑制劑、界面活性劑、去氧劑、還原劑，與水溶性溶劑。其意味可以清洗溶液中所提供的這些添加劑之組合描述本發明的額外實施例。更具體地說，此添加劑與其組合產生具有不同組成的清洗溶液，其定義清洗基板之方法的不相似實施例。所選之添加劑的組合與添加劑的量俾使清潔溶液有效地清洗基板而實質不減少覆蓋層的厚度。清洗基板的方法之較佳實施例的額外較佳組成名單包括上文所述之處理流程20的實施例的清洗溶液，但不限於此。
本發明的另一實施例係積體電路基板的清洗溶液。此清洗溶液包括濃度自約1g/L至約100g/L的胺類，其提供該清洗溶液7至13的酸鹼值與其中所包含的所有值及子範圍。更具體地說，此胺類能夠使該清洗溶液的酸鹼度提升至高於7且低於13的值。依據本發明的較佳實施，此清洗溶液的酸鹼度為約8至約11.5的值。此溶液也包括選自下述所組成之群體中至少一種添加劑：濃度自約0.5g/L至約50g/L的非胺複離子形成劑；濃度自約0.01g/L至約20g/L的腐蝕抑止劑；濃度0.02g/L至2g/L的介面活性劑；濃度自約0.05g/L至約10g/L的去氧劑；濃度自約0.1g/L至約10g/L的還原劑，此還原劑實質不具有去氧特性；及濃度自約10g/L至約100g/L的水溶性溶劑。
作為一種替代辦法，此清洗溶液也包括選自下述所組成之群體中至少二種添加劑：濃度自約0.5g/L至約50g/L的非胺複離子形成劑；濃度自約0.01g/L至約20g/L的腐蝕抑止劑；濃度0.02g/L至2g/L的介面活性劑；濃度自約0.05g/L至約10g/L的去氧劑；濃度自約0.1g/L至約10g/L的還原劑，此還原劑實質不具有去氧特性；及濃度自約10g/L至約100g/L的水溶性溶劑。
作為一種替代辦法，此清洗溶液也包括選自下述所組成之群體中至少三種添加劑：濃度自約0.5g/L至約50g/L的非胺複離子形成劑；濃度自約0.01g/L至約20g/L的腐蝕抑止劑；濃度0.02g/L至2g/L的介面活性劑；濃度自約0.05g/L至約10g/L的去氧劑；濃度自約0.1g/L至約10g/L的還原劑，此還原劑實質不具有去氧特性；及濃度自約10g/L至約100g/L的水溶性溶劑。
還有另一種方法為，此清洗溶液也包括選自下述所組成之群體中至少四種添加劑：濃度自約0.5g/L至約50g/L的非胺複離子形成劑；濃度自約0.01g/L至約20g/L的腐蝕抑止劑；濃度0.02g/L至2g/L的介面活性劑；濃度自約0.05g/L至約10g/L的去氧劑；濃度自約0.1g/L至約10g/L的還原劑，此還原劑實質不具有去氧特性；及濃度自約10g/L至約100g/L的水溶性溶劑。
本發明的另一個實施例係積體電路基板的清洗溶液。此清洗溶液包括胺類(提供該清洗溶液7至13的酸鹼值與其中所包含的所有值及子範圍)、複離子形成劑、腐蝕抑止劑、介面活性劑、去氧劑、還原劑，與水溶性溶劑。所包括的溶液之每一組成與此每一組成的量俾使該清洗溶液有效地清洗積體電路基板。上文呈現本發明之實施例之溶液組成的特性與化合物之額外描述。
現在參照表1，其顯示本發明之實施例的溶液組成彙總與使用該溶液組成的七個實驗結果。此溶液係用以清洗具有覆蓋層的基板表面，該覆蓋層包括鈷鎢磷複合物。可於約室溫下執行此清洗步驟。介面活性劑Triton X-100係聯合碳化物公司(Union Carbide)的註冊商標，且具有化學式C14 H22 O(C2 H4 O)n 。此覆蓋層的蝕刻率低且符合製造操作的需求。
在先前的具體說明中，已參照具體實施例描述本發明。然而，具有本技藝之通常知識者能理解在不離本發明的範圍(如隨附之權利請求項中所闡明的)內當可做各式修改與變化。因此，此具體說明與圖示應被視為舉例性而非限制性者，且所有如此的修正旨在歸入本發明的範圍內。
上文已參照具體實施例描述效益、其它優點，與問題的解法。然而，不該將此效益、其它優點、問題的解法，與任何可使效益、優點，或解法發生或變成更顯著的元素理解為任一或所有權利請求項之關鍵性的、所要求的，或必要的特徵。
如本文所用『包括』、『包含』、『具有』、『至少一者』，或任何其變化等詞旨在涵蓋非排他的包含(non-exclusive inclusion)。例如，包括一列元素的處理、方法、物件，或設備不必僅限於那些元素，而可包括未特地列出或存於如此處理、方法、物件，或設備的其它元素。再者，除特地陳述相對意思之外，『或』還意指『包含或』且非『互斥或』。例如，狀況『A或B』滿足以下述之任一者：A為真(或存在)且B為非真(或不存在)、A為非真(或不存在)且B為真(或存在)，與A及B皆為真(或存在)。
20．．．處理流程
25．．．步驟
35．．．步驟
40．．．步驟
圖1係本發明之實施例的處理流程圖。
20．．．處理流程
25．．．步驟
35．．．步驟
40．．．步驟

Claims (38)

  1. 一種清洗具有銅質與介電鑲嵌金屬之一基板的方法，該銅質的表面具有鈷、鈷合金、鎳、鎳合金，或鈷鎳合金膜的一覆蓋層，該方法包括：將一清洗溶液塗敷於該基板上，以移除缺陷與污染物中至少一者，其中，該清洗溶液包括：一胺類，該胺類的濃度係自約1g/L至約100g/L以提供該清洗溶液自7至13的一酸鹼值與其中所包含的所有值及子範圍；一非胺複離子形成劑，該非胺複離子形成劑的濃度係自約0.5g/L至約50g/L；一腐蝕抑制劑，該腐蝕抑制劑的濃度係自約0.01g/L至約20g/L；一介面活性劑，該介面活性劑中的濃度係0.02g/L至2g/L；一去氧劑，該去氧劑的濃度係自約0.05g/L至約10g/L，該去氧劑包括：羥胺(hydroxylamine)、二乙羥胺(diethylhydroxylamine)、甲基乙基酮圬(methyl-ethylketoxime)、碳醯肼(carbohydrazide)、漂木酸(chlorogenic acid)、胼(hydrazine)、肼鹽(hydrazine salt)、胼的衍生物、咖啡酸(caffeic acid)、植物酸(phytic acid)、葉黃酮(luteolin)，及/或亞硫酸鹽(sulfite)；一還原劑，該還原劑的濃度係自約0.1g/L至約10g/L，該還原劑包括含硼還原劑、次亞燐酸鹽(hypophosphite)、及/或硫代硫酸鹽(thiosulfate)；及一水溶性溶劑，該水溶性溶劑的濃度自約10g/L至約100g/L。
  2. 一種一積體電路基板表面的清洗溶液，該積體電路基板表面具有覆蓋層區域及介電區域，該清洗溶液包括：一第一胺類；一第二胺類，提供該清洗溶液7至13的酸鹼值；至少一樣複離子形成劑；至少一樣腐蝕抑制劑；至少一樣介面活性劑；至少一樣去氧劑，使該清洗溶液中溶氧濃度降低至低於1 ppm；至少一樣還原劑，選自由下述所組成的群體：含硼還原劑、次亞燐酸鹽、及硫代硫酸鹽；及至少一樣水溶性溶劑。
  3. 如申請專利範圍第2項的一積體電路基板表面的清洗溶液，其中該酸鹼值係自約8至約11.5。
  4. 如申請專利範圍第2項的一積體電路基板表面的清洗溶液，其中該至少一樣複離子形成劑為非胺類。
  5. 如申請專利範圍第2項的一積體電路基板表面的清洗溶液，其中該第一胺類及該第二胺類的濃度係自約1g/L至約100g/L。
  6. 如申請專利範圍第2項的一積體電路基板表面的清洗溶液，其中該第一胺類及該第二胺類的濃度係自約1g/L至約100g/L，且該第一胺類及該第二胺類係選自由下述所組成的群體：伯烷基胺、仲烷基胺、叔烷基胺、季烷基胺、伯芳胺、仲芳胺、叔芳胺、季芳胺、氨、伯烷醇胺、仲烷醇胺、叔烷醇胺、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、膽鹼、帶有混合烷基與烷醇之官能性的胺類、四甲基胍，與羥胺。
  7. 如申請專利範圍第2項的一積體電路基板表面的清洗溶液，其中該至少一樣複離子形成劑的濃度係自約0.5g/L至約50g/L。
  8. 如申請專利範圍第2項的一積體電路基板表面的清洗溶液，其中該至少一樣複離子形成劑的濃度係自約0.5g/L至約50g/L，且該至少一樣複離子形成劑係選自由下述所組成的群體：羧酸、羥基羧酸、胺基酸、植物酸，與CoL之lg K>2的有機酸。
  9. 如申請專利範圍第2項的一積體電路基板表面的清洗溶液，其中該至少一樣腐蝕抑制劑的濃度係介於約0.01g/L與約20g/L之間。
  10. 如申請專利範圍第2項的一積體電路基板表面的清洗溶液，其中該至少一樣腐蝕抑制劑係選自由下述所組成的群體：聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚烷基亞胺、聚乙烯亞胺、正磷 酸鹽、偏磷酸鹽、亞磷酸鹽、膦酸酯、矽酸鹽、烷基膦酸鹽、烷氧矽烷、亞硝酸鹽、二環己基亞硝酸銨。
  11. 如申請專利範圍第2項的一積體電路基板表面的清洗溶液，其中該至少一樣去氧劑的濃度係介於0.05g/L與10g/L之間。
  12. 如申請專利範圍第2項的一積體電路基板表面的清洗溶液，其中該至少一樣去氧劑係選自由下述所組成的群體：羥胺、二乙羥胺、甲基乙基酮圬、碳醯肼、漂木酸、胼、肼鹽、胼的衍生物、咖啡酸、植物酸、葉黃酮，與亞硫酸鹽。
  13. 如申請專利範圍第2項的一積體電路基板表面的清洗溶液，其中該至少一樣還原劑的濃度係介於0.1g/L與10g/L之間。
  14. 如申請專利範圍第2項的一積體電路基板表面的清洗溶液，其中該至少一樣腐蝕抑制劑的濃度係介於約0.01g/L與約10g/L之間，且該至少一樣去氧劑的濃度係介於約0.05g/L與約10g/L之間。
  15. 如申請專利範圍第2項的一積體電路基板表面的清洗溶液，其中該至少一樣腐蝕抑制劑的濃度係介於約0.01g/L與約20g/L之間，且該至少一樣還原劑的濃度係介於約0.1g/L與約10g/L之間。
  16. 如申請專利範圍第2項的一積體電路基板表面的清洗溶液，其中該至少一樣去氧劑的濃度係介於約0.05g/L與約10g/L之間，且該至少一樣還原劑的濃度係介於約0.1g/L與約10g/L之間。
  17. 如申請專利範圍第2項的一積體電路基板表面的清洗溶液，其中該至少一樣腐蝕抑制劑的濃度係介於約0.01g/L與約20g/L之間，該至少一樣去氧劑的濃度係介於約0.05g/L與約10g/L之間，與該至少一樣還原劑的濃度係介於約0.1g/L與約10g/L之間。
  18. 如申請專利範圍第2項的一積體電路基板表面的清洗溶液，其中該至少一樣介面活性劑中每一樣濃度係約0.02g/L至2g/L。
  19. 如申請專利範圍第2項的一積體電路基板表面的清洗溶液，其中該至少一樣介面活性劑係陰離子性界面活性劑、陽離子性界面活性劑、非離子性界面活性劑、酸鹼兩性界面活性劑，或其組合。
  20. 如申請專利範圍第2項的一積體電路基板表面的清洗溶液，其中該至少一樣水溶性溶劑的濃度係自約10g/L至約100g/L。
  21. 如申請專利範圍第2項的一積體電路基板表面的清洗溶液，其中該至少一樣水溶性溶劑包括伯醇、仲醇、叔醇、聚醇、乙烯二醇、二甲亞碸，或丙烯碳酸鹽。
  22. 如申請專利範圍第2項的一積體電路基板表面的清洗溶液，其中該清洗溶液中溶氧的濃度低於1ppm。
  23. 一種一積體電路基板的清洗溶液，包括：一胺類，濃度自約1g/L至約100g/L，提供該清洗溶液7至13的酸鹼值與其中所包含的所有值及子範圍；一非胺複離子形成劑，濃度自約0.5g/L至約50g/L；一腐蝕抑制劑，濃度自約0.01g/L至約20g/L；一介面活性劑，濃度自0.02g/L至2g/L；一去氧劑，濃度自約0.05g/L至約10g/L，該去氧劑包括羥胺、二乙羥胺、甲基乙基酮圬、碳醯肼、漂木酸、胼、肼鹽、胼的衍生物、咖啡酸、植物酸、葉黃酮、及/或亞硫酸鹽；一還原劑，濃度自約0.1g/L至約10g/L，該還原劑包括含硼還原劑、次亞燐酸鹽、及/或硫代亞硫酸鹽；及一水溶性溶劑，濃度自約10g/L至約100g/L。
  24. 一種處理一積體電路的方法，該方法包括：提供具有一金屬與介電鑲嵌金屬層的一基板；使用無電沈積在該金屬上沈積包括化學元素鈷與鎳中至少一者的一覆蓋層；在沈積該覆蓋層之後，以一清洗溶液清洗該基板，該清洗溶液包括：一第一胺類；一第二胺類，該第二胺類提供該 清洗溶液7至13的酸鹼值與其中所包含的所有值及子範圍；一或多樣複離子形成劑；一或多樣腐蝕抑制劑；一或多樣介面活性劑；至少一樣去氧劑，俾降低該清洗溶液中溶氧的濃度至低於1ppm；至少一樣還原劑，該至少一樣還原劑係選自由下述所組成的群體：含硼還原劑、次亞燐酸鹽、及硫代硫酸鹽；及至少一樣水溶性溶劑。
  25. 如申請專利範圍第24項的處理一積體電路的方法，其中該一或多樣複離子形成劑中至少一樣為非胺類。
  26. 如申請專利範圍第24項的處理一積體電路的方法，其中該一或多樣腐蝕抑制劑保護該覆蓋層或阻止該覆蓋層溶解於該清洗溶液中。
  27. 如申請專利範圍第24項的處理一積體電路的方法，其中該一或多樣介面活性劑提供該基板的充分濕潤。
  28. 如申請專利範圍第24項的處理一積體電路的方法，其中該第二胺類的濃度係自約1g/L至約100g/L。
  29. 如申請專利範圍第24項的處理一積體電路的方法，其中該第二胺類係選自由下述所組成的群體：伯烷基胺、仲烷基胺、叔烷基胺、季烷基胺、伯芳胺、伯烷醇胺、仲烷醇胺、叔烷醇胺、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、膽鹼、帶有混合烷基與烷醇之官能性的胺類、四甲基胍，與羥胺。
  30. 如申請專利範圍第24項的處理一積體電路的方法，其中該一或多樣複離子形成劑濃度係自約0.5g/L至約50g/L。
  31. 如申請專利範圍第24項的處理一積體電路的方法，其中該一或多樣複離子形成劑濃度係自約0.5g/L至約50g/L的值，且該一或多樣複離子形成劑係選自由下述所組成的群體：羧酸、羥基羧酸、胺基酸、膦酸、植物酸，與CoL之lg K>2的有機酸。
  32. 如申請專利範圍第24項的處理一積體電路的方法，其中該一或多樣腐蝕抑制劑的濃度係介於0.01g/L與20g/L之間。
  33. 如申請專利範圍第24項的處理一積體電路的方法，其中該一 或多樣腐蝕抑制劑係選自由下述所組成的群體：三唑、苯並三唑、甲基苯並三唑、羧基苯並三唑、羥基苯並三唑、噻唑、硫醇苯噻唑、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚烷基亞胺、聚乙烯亞胺、長鏈烷基胺、四唑、正磷酸鹽、偏磷酸鹽、亞磷酸鹽、膦酸酯、矽酸鹽、烷基膦酸鹽、烷氧矽烷、亞硝酸鹽、二環己基亞硝酸銨。
  34. 如申請專利範圍第24項的處理一積體電路的方法，其中該至少一樣去氧劑的濃度係介於0.05g/L與10g/L之間。
  35. 如申請專利範圍第24項的處理一積體電路的方法，其中該至少一樣去氧劑係選自由下述所組成的群體：羥胺、二乙羥胺、甲基乙基酮圬、碳醯肼、L-抗壞血酸、D-抗壞血酸、抗壞血酸的衍生物、漂木酸、胼、肼鹽、胼的衍生物、咖啡酸、植物酸、葉黃酮，與亞硫酸鹽。
  36. 如申請專利範圍第24項的處理一積體電路的方法，其中該至少一樣還原劑的濃度係介於0.1g/L與10g/L之間。
  37. 如申請專利範圍第24項的處理一積體電路的方法，其中該清洗溶液更包括濃度介於約0.01g/L至約10g/L之間的一腐蝕抑制劑，與濃度介於約0.05g/L至約10g/L之間的一去氧劑。
  38. 如申請專利範圍第24項的處理一積體電路的方法，其中該一或多樣腐蝕抑制劑濃度係介於約0.01g/L至約20g/L之間，且該至少一樣還原劑濃度係介於約0.1g/L至約10g/L之間。
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