專利名稱：清洗液及其用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種清洗液及其用途，尤其涉及一種清洗集成電路晶片的清洗液。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中典型的清洗液主要是去離子水、過氧化氫溶液和稀氨水等，這些清洗液主要用于清洗前序工藝中的殘留液。該前序工藝比如是1)化學(xué)機(jī)械拋光工藝，經(jīng)過化學(xué)機(jī)械拋光后的金屬表面會(huì)殘留少量的拋光液；2)刻蝕去強(qiáng)光阻工藝，該工藝之后也會(huì)殘留去強(qiáng)光阻液；3)沉積工藝以及其他工藝等等。其中的殘留液被清洗干凈后，但金屬表面的腐蝕仍然存在。金屬表面的腐蝕會(huì)影響金屬表面平坦度，也使缺陷水平居高不下，從而降低產(chǎn)品良率和收益率。
一些清洗液已被公開，如美國(guó)專利US2004/0204329，US2003/0216270，US2004/0082180，US6147002，US6443814，US6719614，US6767409，US6482749等，其都是關(guān)于清洗液或清洗液的使用方法。如專利US6147002中的清洗液是關(guān)于一種酸性水溶液的清洗液，其還包括0.5～5重量％的含氟物質(zhì)，該清洗液適合于清洗銅金屬半導(dǎo)體晶片的集成電路元器件。但上述專利中的清洗液，或是含有毒性物質(zhì)，對(duì)環(huán)境不友善；或是清洗效率不夠高等缺陷；或是清洗使用范圍窄，例如US6443814專利的清洗液只能夠清洗含銅金屬層的晶片。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決上述問題，提供一種清洗液。
一種清洗液，其包括至少一種載體，其還包括一種金屬防腐抑制劑。
其中，所述的金屬防腐抑制劑較佳地為多聚羧酸和/或其鹽。
所述的多聚羧酸和/或其鹽較佳地為聚丙烯酸類化合物和/或其鹽。
所述的多聚羧酸較佳地為聚丙烯酸類化合物，或者為丙烯酸類化合物與苯乙烯的共聚化合物，或者為丙烯酸類化合物與順丁烯二酸酐的共聚化合物，或者為丙烯酸類化合物與丙烯酸酯類的共聚化合物，它們分子量在2,000～1,000,000之間，較佳地在10000～500000之間。
所述的多聚羧酸和/或其鹽優(yōu)選式I化合物 式I其中，R1、R2獨(dú)自地為氫原子或碳原子數(shù)小于3的烷基，R3為H、K、Na或NH4。
所述的聚丙烯酸類化合物和/或其鹽更優(yōu)選聚丙烯酸，其分子量?jī)?yōu)選為10,000～30,000。
本發(fā)明的清洗液還可以包括pH調(diào)節(jié)劑。
本發(fā)明的清洗液還較佳地包括含氮雜環(huán)化合物，以進(jìn)一步提高清洗效果。
所述的含氮雜環(huán)化合物優(yōu)選苯并三唑、吡唑和/或咪唑，更優(yōu)選苯并三唑。
所述的載體較佳地為醇類和/或水，所述的醇類可以是丙三醇。
在本發(fā)明的清洗液中，該金屬防腐抑制劑的質(zhì)量濃度較佳地為0.0001～20％，該載體為余量。
本發(fā)明的另一目的是提供所述的清洗液在金屬襯底中的用途，所述的金屬襯底為鋁、銅、鉭、氮化鉭、鈦、氮化鈦、銀、金，優(yōu)選鋁。
本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于與典型的清洗液相比，本發(fā)明提供的清洗液大大降低了金屬材料的腐蝕程度，從而具有如下優(yōu)點(diǎn)(1)使得金屬表面的缺陷率明顯下降；(2)大大改善金屬表面的平坦度；(3)提高產(chǎn)品質(zhì)量，增加收益率，(4)提高清洗效率。


圖1A為使用去離子水清洗液清洗后的金屬表面的掃描電子顯微鏡(SEM)圖；圖1B為使用本發(fā)明的清洗液清洗后的金屬表面的SEM圖；圖2A為使用去離子水清洗后的金屬表面粗糙度的原子力顯微鏡(AFM)圖；圖2B為使用本發(fā)明的清洗液清洗后的金屬表面粗糙度的原子力顯微鏡圖；圖3A為使用去離子水進(jìn)行刷清洗后的金屬鋁表面的光學(xué)顯微鏡暗場(chǎng)圖，圖中的黑底為金屬鋁，白圓點(diǎn)為腐蝕；圖3B為使用本發(fā)明的清洗液進(jìn)行刷清洗后的金屬鋁表面的光學(xué)顯微鏡暗場(chǎng)圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1將含有800ppm聚丙烯酸(分子量為30,000)和水為余量的清洗液(pH＝5.3)清洗用化學(xué)機(jī)械拋光液拋光后的鋁金屬表面。(1)化學(xué)機(jī)械拋光液拋光鋁金屬的工藝為下壓力1psi、拋光盤的轉(zhuǎn)速100rpm、拋光頭轉(zhuǎn)速105rpm、清洗液流速200ml/min、清洗時(shí)間1min；(2)然后再分別用去離子水及聚乙烯醇(PVA)滾刷和該清冼液及PVA滾刷對(duì)晶片上的鋁金屬表面進(jìn)行刷洗1min，滾刷轉(zhuǎn)速為100rpm；(3)再取出用去離子水及PVA滾刷刷洗1min。清洗結(jié)果見圖1B。
結(jié)果顯示，與使用去離子水清洗液清洗的晶片(如圖1A)相比較，使用本發(fā)明的清洗液清洗后的金屬表面(如圖1B)的缺陷率明顯下降，金屬表面的平坦度得到改善。
實(shí)施例2將含有600ppm聚丙烯酸(分子量為30,000)、500ppm BTA(苯丙三唑)和水為余量的清洗液(pH＝4.3)清洗用化學(xué)機(jī)械拋光液拋光后的鋁金屬表面。(1)化學(xué)機(jī)械拋光液拋光鋁金屬的工藝為下壓力1psi、拋光盤的轉(zhuǎn)速100rpm、拋光頭轉(zhuǎn)速105rpm、清洗液流速200ml/min、清洗時(shí)間1min；(2)然后再分別用去離子水及聚乙烯醇(PVA)滾刷和該清冼液及PVA滾刷對(duì)晶片上的鋁金屬表面進(jìn)行刷洗1min，滾刷轉(zhuǎn)速為100rpm；(3)再取出用去離子水及PVA滾刷刷洗1min。清洗結(jié)果見圖2B。
結(jié)果顯示，用去離子水作清洗液清洗的晶片(如圖2A)表面的粗糙度為3.72A，而使用本發(fā)明的清洗液清洗后的金屬表面(如圖2B)的粗糙度為3.00A，金屬表面點(diǎn)蝕明顯下降，金屬表面的粗糙度得到改善。
實(shí)施例3將含有1200ppm聚丙烯酸(分子量為30,000)，500ppmBTA和水為余量的清洗液(pH＝4.4)清洗用化學(xué)機(jī)械拋光液拋光后的晶片上的鋁金屬表面。(1)化學(xué)機(jī)械拋光液拋光鋁金屬的工藝為下壓力1psi、拋光盤的轉(zhuǎn)速100rpm、拋光頭轉(zhuǎn)速105rpm、清洗液流速200ml/min；(2)然后再分別用去離子水及PVA滾刷和該清冼液及PVA滾刷對(duì)晶片上的鋁金屬表面進(jìn)行刷洗1min，滾刷轉(zhuǎn)速為100rpm；(3)刷洗后靜置于離子水中30min；(4)再取出用去離子水及PVA滾刷刷洗1min。
結(jié)果表明在步驟(2)中使用了本發(fā)明的含有金屬防腐抑制劑的清冼液可以有效的防止金屬鋁的腐蝕(見圖3A)，而使用去離子水清洗的金屬鋁上有大量的腐蝕(見圖3B)。
實(shí)施例4將含有1200ppm聚丙烯酸(分子量為10,000)，500ppm BTA和水為余量的清洗液(pH＝4.6)清洗化學(xué)機(jī)械拋光液拋光后的鋁金屬表面。(1)化學(xué)機(jī)械拋光液拋光鋁金屬的工藝為下壓力1psi、拋光盤的轉(zhuǎn)速100rpm、拋光頭轉(zhuǎn)速105rpm、清洗液流速200ml/min、清洗時(shí)間1min；(2)然后再分別用去離子水及PVA滾刷和該清冼液及PVA滾刷對(duì)晶片上的鋁金屬表面進(jìn)行刷洗1min，滾刷轉(zhuǎn)速為100rpm；(3)再取出用去離子水及PVA滾刷刷洗1min。
實(shí)施例5將含有25ppm聚丙烯酸(分子量為30,000)，500ppmBTA和水為余量的清洗液(pH＝3.0)清洗用化學(xué)機(jī)械拋光液拋光后的鋁金屬表面。(1)化學(xué)機(jī)械拋光液拋光鋁金屬的工藝為下壓力1psi、拋光盤的轉(zhuǎn)速100rpm、拋光頭轉(zhuǎn)速105rpm、清洗液流速200ml/min、清洗時(shí)間1min(2)然后再分別用去離子水及PVA滾刷和該清冼液及PVA滾刷對(duì)晶片上的鋁金屬表面進(jìn)行刷洗1min，滾刷轉(zhuǎn)速為100rpm；(3)再取出用去離子水及PVA滾刷刷洗1min。
實(shí)施例6將含有10ppm聚丙烯酸(分子量為10,000)，500ppm BTA和水為余量的清洗液(pH＝3.0)清洗化學(xué)機(jī)械拋光液拋光后的銅金屬表面。(1)化學(xué)機(jī)械拋光液拋光銅金屬的工藝為下壓力1psi、拋光盤的轉(zhuǎn)速100rpm、拋光頭轉(zhuǎn)速105rpm、清洗液流速200ml/min、清洗時(shí)間1min；(2)然后再分別用去離子水及PVA滾刷和該清冼液及PVA滾刷對(duì)晶片上的銅金屬表面進(jìn)行刷洗1min，滾刷轉(zhuǎn)速為100rpm；(3)再取出用去離子水及PVA滾刷刷洗1min。
實(shí)施例7將含有20％聚丙烯酸(分子量為10,000)，500ppm BTA和水為余量的清洗液(pH＝7.4)清洗化學(xué)機(jī)械拋光液拋光后的銅金屬表面。(1)化學(xué)機(jī)械拋光液拋光銅金屬的工藝為下壓力1psi、拋光盤的轉(zhuǎn)速100rpm、拋光頭轉(zhuǎn)速105rpm、清洗液流速200ml/min、清洗時(shí)間1min；(2)然后再分別用去離子水及PVA滾刷和該清冼液及PVA滾刷對(duì)晶片上的銅金屬表面進(jìn)行刷洗1min，滾刷轉(zhuǎn)速為100rpm；(3)再取出用去離子水及PVA滾刷刷洗1min。
權(quán)利要求
1.一種清洗液，其包括至少一種載體，其特征在于還包括一種金屬防腐抑制劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的清洗液，其特征在于所述的金屬防腐抑制劑為多聚羧酸和/或其鹽。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的清洗液，其特征在于所述的多聚羧酸為聚丙烯酸類化合物，或者為丙烯酸類化合物與苯乙烯的共聚化合物，或者為丙烯酸類化合物與順丁烯二酸酐的共聚化合物，或者為丙烯酸類化合物與丙烯酸酯類的共聚化合物，它們分子量在2,000～3,000,000之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的清洗液，其特征在于所述的多聚羧酸和/或其鹽為式I化合物 式I其中，R1、R2獨(dú)自地為氫原子或碳原子數(shù)小于3的烷基，R3為H、K、Na或NH4。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的清洗液，其特征在于所述的聚丙烯酸類化合物為聚丙烯酸，其分子量為10,000～30,000。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的清洗液，其特征在于還包括pH調(diào)節(jié)劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的清洗液，其特征在于還包括含氮雜環(huán)化合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的清洗液，其特征在于所述的含氮雜環(huán)化合物為苯并三唑、吡唑和/或咪唑。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的清洗液，其特征在于所述的載體為醇類和/或水。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的清洗液，其特征在于該金屬防腐抑制劑的質(zhì)量濃度為0.0001～20％，該載體為余量。
11.如權(quán)利要求1所述的清洗液在金屬襯底中的用途，其特征在于所述的金屬襯底為鋁、銅、鉭、氮化鉭、鈦、氮化鈦、銀或金。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種清洗液，其包括至少一種載體，其中還包括一種金屬防腐抑制劑；本發(fā)明還公開了所述的清洗液在清洗金屬襯底中的用途。與典型的清洗液相比，本發(fā)明提供的清洗液大大降低了金屬材料的腐蝕程度，從而具有如下優(yōu)點(diǎn)(1)使得金屬表面的缺陷率明顯下降；(2)大大改善金屬表面的平坦度；(3)提高產(chǎn)品質(zhì)量，增加收益率，(4)提高清洗效率。
文檔編號(hào)H01L21/302GK1900363SQ200510027989
公開日2007年1月24日 申請(qǐng)日期2005年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月21日
發(fā)明者俞昌, 肖正龍, 楊春曉, 荊建芬, 徐春 申請(qǐng)人:安集微電子(上海)有限公司