銅配線用基板清洗劑及銅配線半導體基板的清洗方法技術

本發明專利技術的目的在于提供一種銅配線用基板清洗劑、以及特征在于使用了該銅配線用基板清洗劑的銅配線半導體基板的清洗方法，在半導體基板的制造工藝中，對化學機械拋光(CMP)工序后的半導體基板進行清洗時，所述銅配線用基板清洗劑可以充分地抑制金屬銅的溶出、且可以除去在化學機械拋光(CMP)工序中產生的氫氧化銅(II)、氧化銅(II)等雜質或顆粒。本發明專利技術涉及銅配線用基板清洗劑、以及特征在于使用了該銅配線用基板清洗劑的銅配線半導體基板的清洗方法，所述銅配線用基板清洗劑由含有[I]以下述通式[1]表示的氨基酸和[II]烷基羥胺的水溶液構成，(式中，R1表示氫原子、羧甲基或羧乙基；R2和R3各自獨立地表示氫原子、或具有或不具有羥基的碳原子數為1～4的烷基，其中，R1～R3均為氫原子的情況除外)。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及銅配線用基板清洗劑、以及特征在于使用了該清洗劑的銅配線半導體基板的清洗方法。更詳細而言，本專利技術涉及在硅晶片等半導體基板上形成半導體元件的工序中，在相對于具有銅配線或銅合金配線的半導體基板而除去進行化學機械拋光(CMP)后的殘渣的工序中所使用的銅配線用基板清洗劑、以及特征在于使用了該銅配線用基板清洗劑的銅配線半導體基板的清洗方法。
技術介紹
近年來，在半導體制造工藝中，IC (集成電路)和LSI (大規模集成電路)的高速化和高集成化正在不斷發展，伴隨與此，所使用的配線也從以往的鋁向具有高傳導率的銅(Cu)轉變。進一步，在制造鋪設多層銅配線等配線的具有多層結構的半導體基板時，需要進行化學機械拋光(CMP)，其中，對半導體基板進行物理性拋光而使其平坦化。化學機械拋光(CMP)為下述方法:使用含有二氧化硅、氧化鋁等磨粒(拋光劑)的漿料使作為拋光對象的鋪設有硅氧化膜或銅配線等金屬配線的半導體基板平坦化。這樣的化學機械拋光(CMP)工序后的半導體基板會因在該工序中所使用的磨粒(拋光劑)其本身或漿料中所含有的金屬、來源于作為拋光對象的金屬配線的金屬雜質、以及各種顆粒而被污染。若半導體基板因金屬雜質或顆粒而受到污染，則會對半導體其本身的電學特性造成不良影響，使器件的可靠性下降，因此需要在化學機械拋光(CMP)工序后對半導體基板進行清洗從而將金屬雜質或顆粒從基板表面除去。另一方面，用于半導體制造工藝的銅配線或銅合金配線除了具有如上所述的高傳導率以外，其金屬活性較高，因此容易因來自外部的氧化作用而被氧化(腐蝕)，由此導致其具有如下問題點:配線電阻增大、或在某些情況下會引起斷線等。另外，進行化學機械拋光(CMP)工序時，有時也會因產生作為拋光對象的銅配線或銅合金配線的銅(銅合金)殘留、刮痕或凹曲等而使配 線電阻增大、或引起斷線。因此，在化學機械拋光(CMP)工序時例如進行如下操作:添加苯并三唑類(下文中有時也將苯并三唑簡稱為BTA)、咪唑類、喹哪啶酸類(下文中有時也將喹哪啶酸簡稱為QCA)、喹啉酸類等金屬防腐蝕劑而在銅配線的表面形成含有BTA、QCA等金屬防腐蝕劑的被膜(保護膜)，由此抑制銅(銅合金)殘留、刮痕、凹曲等的產生，同時防止銅配線的腐蝕。這種金屬防腐蝕劑例如形成銅(I)-苯并三唑被膜(Cu(I)-BTA被膜)等與銅配線或銅合金配線中的I價銅的絡合物、或者形成銅(II)-喹哪啶酸被膜(Cu(II)-QCA被膜)等與銅配線或銅合金配線中的2價銅的絡合物等。據認為，與銅本身相比，這樣的絡合物易進行加工，因此可以抑制銅(銅合金)殘留，保護銅配線或銅合金配線的表面，由此抑制刮痕或凹曲的產生，防止腐蝕。近來，隨著IC和LSI的高速化及高集成化，要求銅配線或銅合金配線的超微細化。因此，對于半導體制造工藝的清洗工序也要求進行進一步的改良。即，利用以往以來在化學機械拋光(CMP)工序后的清洗工序中所使用的清洗劑(例如專利文獻I等)難以制造所要求的聞品質的半導體基板。例如將專利文獻1、2、3中所述的清洗劑直接單純地用作具有形成了由I價的銅和苯并三唑或其衍生物形成的Cu(I)-BTA被膜等I價的銅與金屬防腐蝕劑的被膜(金屬防腐蝕膜層)的銅配線或銅合金配線的半導體基板在化學機械拋光(CMP)工序后的清洗劑的情況下，存在如下問題點=Cu(I)-BTA被膜等被膜會剝落，無法充分抑制金屬銅的溶出，選擇性除去Cu(II)的作用并不充分。另外，利用專利文獻4所述的清洗劑時，在充分形成Cu(I)-BTA被膜等銅和金屬防腐蝕劑的被膜(金屬防腐蝕膜層)的情況下無特別問題，但在未充分形成的情況下，有時也會導致位于下層的銅配線或銅合金配線的腐蝕。另外，例如將專利文獻5所述的清洗劑直接單純地用作具有形成了由2價的銅和喹哪啶酸或其衍生物形成的Cu(II)-QCA被膜等2價的銅與金屬防腐蝕劑的被膜的銅配線或銅合金配線的半導體基板在化學機械拋光(CMP)工序后的清洗劑的情況下，存在如下問題點:難以完全除去Cu(II)-QCA被膜等銅與金屬防腐蝕劑的被膜、無法有效地除去金屬雜質或顆粒、無法充分抑制金屬銅的溶出；等等。現有技術文獻專利文獻專利文獻1:日本特開2005-217114號公報專利文獻2:日本特開2006-63201號公報 專利文獻3:日本特表2001-517863號公報專利文獻4:W02005/040325號再公表公報專利文獻5:日本特開2002-359223號公報
技術實現思路
專利技術所要解決的課題本專利技術是鑒于上述情況而完成的，本專利技術的目的在于提供一種銅配線用基板清洗齊U、以及特征在于使用了該銅配線用基板清洗劑的銅配線半導體基板的清洗方法，例如在半導體基板的制造工藝中，對化學機械拋光(CMP)工序后的半導體基板進行清洗時，所述銅配線用基板清洗劑不會使Cu (I)-BTA被膜等由I價的銅絡合物構成的銅與金屬防腐蝕劑的被膜(金屬防腐蝕膜層)溶解，另外，還可以有效地溶解并除去Cu(II)-QCA被膜等由2價的銅絡合物構成的銅與金屬防腐蝕劑的被膜(金屬防腐蝕膜層)，進一步，即使在金屬防腐蝕膜層的形成不充分的情況下，仍可以充分地抑制金屬銅的溶出，且可以除去在化學機械拋光(CMP)工序中產生的氫氧化銅(II)、氧化銅(II)等雜質或顆粒。解決課題的手段本專利技術是一種銅配線用基板清洗劑，其由含有下述通式所表示的氨基酸和烷基羥胺的水溶液構成。 R2 ,A丫 COOH HlRr(式中，R1表示氫原子、羧甲基或羧乙基；R2和R3各自獨立地表示氫原子、或具有或不具有羥基的碳原子數為I 4的烷基。其中，R1 R3均為氫原子的情況除外。)另外，本專利技術是一種銅配線半導體基板的清洗方法，其特征在于，使用了由含有上述通式所表示的氨基酸和烷基羥胺的水溶液構成的銅配線用基板清洗劑。專利技術的效果本專利技術的銅配線用基板清洗劑可以用于例如化學機械拋光(CMP)工序后的形成有銅配線或銅合金配線的基板表面的清洗工序等，所述銅配線用基板清洗劑不會溶解Cu(I)-BTA被膜等由I價的銅絡合物構成的銅與金屬防腐蝕劑的被膜(金屬防腐蝕膜層)，另外，可以有效地溶解并除去Cu(II)-QCA被膜等由2價的銅絡合物構成的銅與金屬防腐蝕劑的被膜(金屬防腐蝕膜層)，進一步，即使在金屬防腐蝕膜層的形成不充分的情況下仍可以充分地抑制金屬銅的溶出，且可以除去在化學機械拋光(CMP)工序產生的氫氧化銅(II)、氧化銅(II)等雜質或顆粒。只要使用本專利技術的銅配線用基板清洗劑就可以得到除去了在化學機械拋光(CMP)工序后附著、殘留在基板表面的氫氧化銅(II)和/或氧化銅(II)的基板。另外，本專利技術的銅配線半導體基板的清洗方法是一種對鋪設有銅配線或銅合金配線的例如化學機械拋光(CMP)工序后的半導體基板等的清洗有效的方法，通過使用本專利技術的銅配線用基板清洗劑，可以有效地對半導體基板進行清潔凈化。即，為了達成上述目的，本專利技術人進行了深入研究，結果發現:在各種氨基酸中只有由上述通式表示的特定的氨基酸不會溶解Cu(I)-BTA被膜等I價的金屬防腐蝕膜層，并且可以有效地溶解并除去Cu(II)-QCA被膜等2價的金屬防腐蝕膜層，進一步，即使在金屬防腐蝕膜層的形成不充分的情況下，仍可以在不腐蝕金屬銅的情況下除去氫氧化銅(II)和/本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：川田博美，白旗里志，水田浩德，柿沢政彥，白木一夫，
申請(專利權)人：和光純藥工業株式會社，
類型：
國別省市：