[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

KR102531512B1 - Cmp 후 세정 조성물 - Google Patents

Cmp 후 세정 조성물 Download PDF

Info

Publication number
KR102531512B1
KR102531512B1 KR1020217013525A KR20217013525A KR102531512B1 KR 102531512 B1 KR102531512 B1 KR 102531512B1 KR 1020217013525 A KR1020217013525 A KR 1020217013525A KR 20217013525 A KR20217013525 A KR 20217013525A KR 102531512 B1 KR102531512 B1 KR 102531512B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
ether
glycol
composition
propanol
acid
Prior art date
Application number
KR1020217013525A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20210056440A (ko
Inventor
다니엘라 화이트
마이클 화이트
준 리우
엘리자베스 토마스
Original Assignee
엔테그리스, 아이엔씨.
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 엔테그리스, 아이엔씨. filed Critical 엔테그리스, 아이엔씨.
Publication of KR20210056440A publication Critical patent/KR20210056440A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102531512B1 publication Critical patent/KR102531512B1/ko

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
    • H01L21/02041—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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B3/00—Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
    • B08B3/04—Cleaning involving contact with liquid
    • B08B3/08—Cleaning involving contact with liquid the liquid having chemical or dissolving effect
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09G—POLISHING COMPOSITIONS; SKI WAXES
    • C09G1/00—Polishing compositions
    • C09G1/04—Aqueous dispersions
    • 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
    • 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
    • C11D1/00—Detergent compositions based essentially on surface-active compounds; Use of these compounds as a detergent
    • C11D1/38—Cationic compounds
    • C11D1/58—Heterocyclic compounds
    • 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
    • C11D1/00—Detergent compositions based essentially on surface-active compounds; Use of these compounds as a detergent
    • C11D1/38—Cationic compounds
    • C11D1/62—Quaternary ammonium compounds
    • 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
    • C11D1/00—Detergent compositions based essentially on surface-active compounds; Use of these compounds as a detergent
    • C11D1/88—Ampholytes; Electroneutral compounds
    • C11D1/90—Betaines
    • C11D11/0047—
    • 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
    • C11D3/00—Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
    • C11D3/0005—Other compounding ingredients characterised by their effect
    • C11D3/0047—Other compounding ingredients characterised by their effect pH regulated compositions
    • 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
    • C11D3/00—Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
    • C11D3/0005—Other compounding ingredients characterised by their effect
    • C11D3/0073—Anticorrosion compositions
    • 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
    • C11D3/00—Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
    • C11D3/16—Organic compounds
    • C11D3/20—Organic compounds containing oxygen
    • C11D3/2003—Alcohols; Phenols
    • 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
    • C11D3/00—Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
    • C11D3/16—Organic compounds
    • C11D3/20—Organic compounds containing oxygen
    • C11D3/2068—Ethers
    • 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
    • C11D3/00—Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
    • C11D3/16—Organic compounds
    • C11D3/20—Organic compounds containing oxygen
    • C11D3/2075—Carboxylic acids-salts thereof
    • 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
    • C11D3/00—Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
    • C11D3/16—Organic compounds
    • C11D3/20—Organic compounds containing oxygen
    • C11D3/2093—Esters; Carbonates
    • 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
    • C11D3/00—Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
    • C11D3/16—Organic compounds
    • C11D3/24—Organic compounds containing halogen
    • 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
    • C11D3/00—Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
    • C11D3/16—Organic compounds
    • C11D3/26—Organic compounds containing nitrogen
    • C11D3/28—Heterocyclic compounds containing nitrogen in the ring
    • 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
    • C11D3/00—Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
    • C11D3/16—Organic compounds
    • C11D3/26—Organic compounds containing nitrogen
    • C11D3/30—Amines; Substituted amines ; Quaternized amines
    • 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
    • C11D3/00—Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
    • C11D3/16—Organic compounds
    • C11D3/26—Organic compounds containing nitrogen
    • C11D3/32—Amides; Substituted amides
    • 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
    • C11D3/00—Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
    • C11D3/16—Organic compounds
    • C11D3/34—Organic compounds containing sulfur
    • C11D3/3445—Organic compounds containing sulfur containing sulfino groups, e.g. dimethyl sulfoxide
    • 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
    • C11D3/00—Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
    • C11D3/16—Organic compounds
    • C11D3/34—Organic compounds containing sulfur
    • C11D3/3454—Organic compounds containing sulfur containing sulfone groups, e.g. vinyl sulfones
    • 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
    • C11D3/00—Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
    • C11D3/16—Organic compounds
    • C11D3/37—Polymers
    • 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
    • C11D3/00—Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
    • C11D3/16—Organic compounds
    • C11D3/37—Polymers
    • C11D3/3703—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C11D3/3707—Polyethers, e.g. polyalkyleneoxides
    • 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
    • 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
    • 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)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Emergency Medicine (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
  • Detergent Compositions (AREA)

Abstract

본 개시내용은 일반적으로, 상부에 잔류물 및 오염물을 갖는 마이크로전자 장치로부터 상기 잔류물 및/또는 오염물을 세정하기 위한 조성물 및 방법에 관한 것이다. 잔류물은 CMP 후 잔류물, 에치 후 잔류물 및/또는 애시 후 잔류물을 포함할 수 있다. 상기 조성물 및 방법은 구리, 저-k 유전 물질, 및 탄탈럼-함유 물질, 코발트-함유 물질, 탄탈럼-함유 물질, 텅스텐-함유 물질 및 루테늄-함유 물질 중 적어도 1종을 포함하는 장벽 물질을 포함하는 마이크로전자 장치 표면을 세정할 때 특히 유리하다.

Description

CMP 후 세정 조성물
본 발명은 일반적으로, 상부에 잔류물 및/또는 오염물을 갖는 마이크로전자 장치로부터 상기 잔류물 및/또는 오염물을 세정하기 위한 조성물에 관한 것이다.
마이크로전자 장치 웨이퍼는 집적 회로를 형성하는 데 사용된다. 마이크로전자 장치 웨이퍼는 절연성, 전도성 또는 반전도성 특성을 갖는 상이한 물질들의 침착을 위해 영역이 패턴화되어 있는, 규소 등의 기판을 포함한다.
정확한 패터닝을 얻기 위해서는, 기판 상에 층을 형성하는 데 사용된 과잉 물질이 제거되어야 한다. 또한, 기능적이고 신뢰성 있는 회로부를 제작하기 위해서는, 후속 공정 전에, 편평하거나 평면인 마이크로전자 웨이퍼 표면을 준비하는 것이 종종 중요하다. 따라서, 마이크로전자 장치 웨이퍼의 특정 표면을 평탄화하고/거나 연마하는 것이 필요하다.
화학 기계적 연마 또는 평탄화 ("CMP")는 마모 등의 물리적 공정을 산화 또는 킬레이트화 등의 화학적 공정과 결합시킴으로써, 마이크로전자 장치 웨이퍼의 표면으로부터 물질을 제거하고 표면을 평탄화하고 연마하는 공정이다. 그의 가장 기본적인 형태에서, CMP는 마이크로전자 장치 웨이퍼의 표면을 문지르는 연마 패드에 슬러리, 예를 들어 연마제 및 활성 화학물질의 용액을 적용하여 제거, 평탄화, 및 연마 공정을 달성하는 것을 포함한다. 제거 또는 연마 공정이 순전히 물리적이거나 또는 순전히 화학적인 작용으로 이루어지는 것은 전형적으로 바람직하지 않으며, 신속하고 균일한 제거를 달성하기 위해서는 둘 다의 상승작용적 조합이 바람직하다. 집적 회로의 제작에서, CMP 슬러리는 후속 포토리소그래피, 또는 패터닝, 에칭 및 박막 공정을 위해 고도의 평면 표면이 제조될 수 있도록 금속 및 기타 물질의 복합 층을 포함하는 필름을 또한 우선적으로 제거할 수 있어야 한다.
마이크로전자 장치 제조에서 회로망의 금속피복에 통상적으로 사용되는 구리 다마신(damascene) 공정에서, 제거되고 평탄화되어야 하는 층은 약 1 내지 1.5 μm의 두께를 갖는 구리 층 및 약 0.05 내지 0.15 μm의 두께를 갖는 구리 시드 층을 포함한다. 이들 구리 층은 일반적으로 약 50 내지 300 Å 두께의 장벽 물질 층에 의해 유전 물질 표면으로부터 분리되는데, 이는 구리의 옥시드 유전 물질로의 확산을 방지한다. 연마 후 웨이퍼 표면에 걸쳐 우수한 균일성을 얻기 위한 한 가지 핵심은 각 물질에 대해 정확한 제거 선택성을 갖는 CMP 슬러리를 사용하는 것이다.
유전 층을 통해 확산하는 구리로 인한 장치 오염을 방지하는 장벽 층 물질로서 현재 탄탈럼 및 질화탄탈럼이 사용되고 있다. 그러나, 탄탈럼의 높은 저항률로 인해 구리를 장벽 층에 효과적으로, 특히 높은 종횡비 피처(feature)로 침착시키기는 것이 곤란하다. 따라서, 구리 시드 층은 초기에 장벽 층에 침착되어야 한다. 회로의 피처 크기가 65 nm, 45 nm 및 32 nm 규모로 감소됨에 따라, 특히 32 nm 기술 노드 및 그 이상의 경우, 시드 층의 정밀한 두께를 제어하여 트렌치 상부에서의 오버행(overhang) 및 보이드 형성을 방지하는 것이 극히 어려워진다.
웨이퍼 기판 표면 제조, 침착, 도금, 에칭 및 화학 기계적 연마를 비롯한 상기 가공 작업들은, 제품의 기능에 유해한 영향을 주거나 또는 심지어 그의 의도된 기능을 무용하게 하는 잔류물 및 오염물이 마이크로전자 장치 제품에 없도록 하기 위해 세정 작업을 다양하게 요구한다. 흔히, 이들 오염물 입자는 0.3 μm보다 작다. CMP 가공 후, 이러한 잔류물 및 오염물은 CMP 슬러리 성분, 제거된 층으로부터의 입자, 및 벤조트리아졸 (BTA) 등의 부식 억제제 화합물을 포함한다. 이러한 잔류물은, 제거되지 않으면, 구리 라인의 손상을 유발하거나 또는 구리 금속피복을 심하게 조면화할 뿐만 아니라 장치 기판 상에의 CMP 후 적용되는 층의 부착 불량을 유발할 수 있다. 과도하게 조면화된 구리는 마이크로전자 장치 제품의 전기적 성능 불량을 유발할 수 있기 때문에 구리 금속피복의 심한 조면화는 특히 문제가 된다.
탄탈럼 및 질화탄탈럼뿐만 아니라, 또는 그 이외의 장벽 물질을 포함하는 기판 등의 기판으로부터 잔류물 및 오염물을 효과적으로 제거하는 조성물 및 방법을 제공하는 것에 대한 지속적인 요구가 산업계에 존재한다. 조성물 및 방법은 구리 또는 코발트 상의 입자 및 기타 오염물을 제거할 뿐만 아니라, 구리 또는 코발트를 부식시키거나 또는 달리 손상시키지 않아야 한다.
본 발명은 일반적으로, 상부에 잔류물 및 오염물을 갖는 마이크로전자 장치로부터 상기 잔류물 및 오염물을 세정하기 위한 조성물 및 방법에 관한 것이다. 잔류물은 CMP 후 잔류물, 에치 후 잔류물 및/또는 애시 후 잔류물을 포함할 수 있다. 조성물 및 방법은 구리 또는 코발트, 저-k 유전 물질, 및 탄탈럼-함유 물질, 코발트-함유 물질, 티타늄-함유 물질, 텅스텐-함유 물질 및 루테늄-함유 물질 중 적어도 1종을 포함하는 장벽 물질을 포함하는 마이크로전자 장치 표면을 세정할 때 특히 유리하다.
한 측면에서, 하기를 포함하는 세정 조성물이 제공되며:
(i) 아민 및 착물화제로부터 선택되는 적어도 1종의 에천트 물질,
(ii) 에틸렌 옥시드/프로필렌 옥시드 블록 공중합체, 도데실 트리메틸 암모늄 히드록시드, 코카미도프로필 베타인, 폴리글리콜 에테르 및 지방 아민 4급 암모늄 염, 및 그의 조합으로부터 선택되는 적어도 1종의 세정 첨가제,
(iii) 적어도 1종의 유기 첨가제,
(iv) 적어도 1종의 부식 억제제,
(v) 적어도 1종의 pH 조정제, 및 임의로
(vi) 적어도 1종의 수용성 중합체,
여기서 상기 조성물은 약 8 초과의 pH를 갖는다.
또 다른 측면에서, 본 발명은 상부에 잔류물 및 오염물을 갖는 마이크로전자 장치로부터 상기 잔류물 및 오염물을 제거하는 방법을 제공하며, 상기 방법은 마이크로전자 장치로부터 잔류물 및 오염물을 적어도 부분적으로 세정하기에 충분한 시간 동안 마이크로전자 장치를 본 발명의 세정 조성물과 접촉시키는 것을 포함한다. 본 발명의 조성물은 구리, 저-k 유전 물질 및 장벽 물질과 유리하게 상용성이며, 여기서 장벽 물질은 탄탈럼-함유 물질, 코발트-함유 물질 또는 루테늄-함유 물질 중 적어도 1종을 포함한다.
도 1 및 2는 본 발명의 다양한 세정 조성물에 대한 시간 (초) 대비 NTU (네펠로법 탁도 단위)의 플롯이다.
본 발명은 일반적으로, 상부에 잔류물 및 오염물을 갖는 마이크로전자 장치로부터 이러한 물질(들)을 제거하는 데 유용한 조성물에 관한 것이다. 조성물은 특히 CMP 후 잔류물, 에치 후 잔류물 또는 애시 후 잔류물의 제거에 유용하다.
용이하게 참조할 수 있도록, "마이크로전자 장치"는 마이크로전자, 집적 회로 또는 컴퓨터 칩 어플리케이션에 사용하기 위해 제조된 반도체 기판, 평면 패널 디스플레이, 상 변화 기억 장치, 태양 전지판, 및 태양 전지 기판, 광전지 및 마이크로전자 기계 시스템 (MEMS)을 포함한 기타 제품에 상응한다. 태양 전지 기판은 규소, 무정형 규소, 다결정 규소, 단결정 규소, CdTe, 구리 인듐 셀레니드, 구리 인듐 술피드 및 갈륨 상의 갈륨 아르세니드를 포함하지만, 이에 제한되지는 않는다. 태양 전지 기판은 도핑되거나 도핑되지 않을 수 있다. 용어 "마이크로전자 장치"는 어떠한 식으로든 제한하려는 의도는 아니며, 최종적으로 마이크로전자 장치 또는 마이크로전자 조립체가 될 임의의 기판을 포함한다는 것을 이해해야 한다.
본원에 사용된 "잔류물"은 플라즈마 에칭, 애싱, 화학 기계적 연마, 습식 에칭 및 그의 조합을 포함하나 이에 제한되지 않는 마이크로전자 장치의 제조 중에 발생되는 입자에 상응한다.
본원에 사용된 "오염물"은 CMP 슬러리에 존재하는 화학물질, 연마 슬러리의 반응 부산물, 습식 에칭 조성물에 존재하는 화학물질, 습식 에칭 조성물의 반응 부산물, 및 CMP 공정, 습식 에칭, 플라즈마 에칭 또는 플라즈마 애싱 공정의 부산물인 임의의 기타 물질에 상응한다. 통상의 오염물은 CMP 슬러리에 흔히 존재하는 벤조트리아졸을 포함한다.
본원에 사용된 "CMP 후 잔류물"은 연마 슬러리로부터의 입자 (예를 들어, 실리카-함유 입자), 슬러리에 존재하는 화학물질, 연마 슬러리의 반응 부산물, 탄소-풍부 입자, 연마 패드 입자, 브러시에서 떨어져 나온 입자, 기자재의 구성 입자, 금속, 금속 산화물, 유기 잔류물, 장벽 층 잔류물, 및 CMP 공정의 부산물인 임의의 기타 물질에 상응한다. 본원에 정의된 통상적으로 연마되는 "금속"은 일반적으로 구리, 코발트, 알루미늄, 루테늄, 철, 티타늄, 및 텅스텐을 포함한다.
본원에 정의된 "저-k 유전 물질"은 층상 마이크로전자 장치에서 유전 물질로서 사용되는 임의의 물질에 상응하며, 이러한 물질은 약 3.5 미만의 유전 상수를 갖는다. 바람직하게는, 저-k 유전 물질은 규소 함유 유기 중합체, 규소-함유 하이브리드 유기/무기 물질, 오르가노실리케이트 유리 (OSG), TEOS, 플루오린화 실리케이트 유리 (FSG), 이산화규소 및 탄소-도핑된 산화물 (CDO) 유리 등의 저 극성 물질을 포함한다. 저-k 유전 물질은 다양한 밀도 및 다양한 공극률을 가질 수 있다는 것을 이해해야 한다.
본원에 정의된 "장벽 물질"은 관련 기술분야에서 금속 라인, 예를 들어, 구리 상호접속부를 밀봉하여 상기 금속, 예를 들어, 구리의 유전 물질 내로의 확산을 최소화하는 데 사용되는 임의의 물질에 상응한다. 바람직한 장벽 층 물질은 탄탈럼, 티타늄, 루테늄, 하프늄, 텅스텐, 코발트, 및 임의의 상기 금속의 질화물, 탄화물 및 규화물을 포함한다.
본원에 정의된 "에치 후 잔류물"은 기체상 플라즈마 에칭 공정 (예를 들어, BEOL 듀얼 다마신 공정) 또는 습식 에칭 공정 후 잔류하는 물질에 상응한다. 에치 후 잔류물은 성질상 유기, 유기금속, 유기규소 또는 무기 물질, 예를 들어 규소-함유 물질, 탄소-기재 유기 물질, 및 산소 및 불소 등의 에칭 기체 잔류물일 수 있다.
본원에 정의된 "애시 후 잔류물"은 경화된 포토레지스트 및/또는 하부 반사 방지 코팅 (BARC) 물질을 제거하는 산화성 또는 환원성 플라즈마 애시 후 잔류하는 물질에 상응한다. 애시 후 잔류물은 성질상 유기, 유기금속, 유기규소 또는 무기 물질일 수 있다.
"실질적으로 없는"은 본원에서 2 중량% 미만, 바람직하게는 1 중량% 미만, 더욱 바람직하게는 0.5 중량% 미만, 가장 바람직하게는 0.1 중량% 미만으로서 정의된다. 한 실시양태에서, "실질적으로 없는"은 0%에 상응한다.
본원에 정의된 "루테늄-함유 물질" 및 "루테늄 종"은 순수한 루테늄, 질화루테늄 (Si, Ta 또는 Li 등의 추가의 원소를 포함하는 질화루테늄 포함), 산화루테늄 (수산화물을 포함하는 산화루테늄 포함) 및 루테늄 합금을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 다양한 산화루테늄 및 질화루테늄의 경우 화학식이 루테늄 이온의 산화 상태에 기초하여 달라질 수 있음을 관련 기술분야의 통상의 기술자는 이해해야 하며, 루테늄의 통상의 산화 상태는 0, +2, +3, +4, +6, +7, +8 또는 -2이다.
본원에 정의된 "탄탈럼-함유 물질" 및 "탄탈럼 종"은 순수한 탄탈럼, 질화탄탈럼 (Si 등의 추가의 원소를 포함하는 질화탄탈럼 포함), 산화탄탈럼 (수산화물을 포함하는 산화탄탈럼 포함), 탄탈럼 알루미나이드 및 탄탈럼 합금을 포함한다. 다양한 산화탄탈럼 및 질화탄탈럼의 경우 화학식이 탄탈럼 이온의 산화 상태에 기초하여 달라질 수 있음을 관련 기술분야의 통상의 기술자는 이해해야 하며, 탄탈럼의 통상의 산화 상태는 -1, -3, +1, +2, +3, +4 및 +5이다.
본원에 정의된 "코발트-함유 물질" 및 "코발트 종"은 순수한 코발트, 산화코발트, 수산화코발트, (Ta 또는 Ti 등의 추가의 원소를 포함하는 질화코발트 포함), 산화탄탈럼, CoW, CoP, CoSi, 및 규화코발트를 포함한다. 다양한 산화코발트 및 질화코발트의 경우 화학식이 코발트 이온의 산화 상태에 기초하여 달라질 수 있음을 관련 기술분야의 통상의 기술자는 이해해야 하며, 코발트의 통상의 산화 상태는 -3, -1, +1, +2, +3, +4, 및 +5이다.
본원에 정의된 "루테늄-함유 물질" 및 "루테늄 종"은 순수한 루테늄, 질화루테늄 (Si, Ta 또는 Li 등의 추가의 원소를 포함하는 질화루테늄 포함), 산화루테늄 (수산화물을 포함하는 산화루테늄 포함) 및 루테늄 합금을 포함한다. 다양한 산화루테늄 및 질화루테늄의 경우 화학식이 루테늄 이온의 산화 상태에 기초하여 달라질 수 있음을 관련 기술분야의 통상의 기술자는 이해해야 하며, 루테늄의 통상의 산화 상태는 0, +2, +3, +4, +6, +7, +8 또는 -2이다.
본원에 사용된 "약"은 언급된 값의 ± 5%에 상응하는 것으로 의도된다.
본원에 정의된 "반응 또는 분해 생성물"은 표면에서의 촉매반응, 산화, 환원, 조성 성분과의 반응의 결과로서 형성되거나 또는 달리 중합되는 생성물(들) 또는 부산물(들); 물질 또는 재료 (예를 들어, 분자, 화합물 등)가 다른 물질 또는 재료와 조합되거나, 다른 물질 또는 재료와 성분을 교환하거나, 분해되거나, 재배열되거나 또는 달리 화학적으로 및/또는 물리적으로 변경되는 변화(들) 또는 변형(들)의 결과로서 형성되는 생성물(들) 또는 부산물(들), 예컨대 이들 중 어느 하나의 중간 생성물(들) 또는 부산물(들), 또는 상기 반응(들), 변화(들) 및/또는 변형(들)의 임의의 조합의 중간 생성물(들) 또는 부산물(들)을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 반응 또는 분해 생성물은 원래의 반응물보다 더 크거나 더 작은 몰 질량을 가질 수 있음을 이해해야 한다.
에천트 공급원은 에치 후 잔류물 종을 분해하고, 가용화하는 것을 도와서, 중합체 측벽 잔류물 제거에 도움을 준다. 본원에서 고려되는 에천트 공급원은 특정 아민 및 착물화제를 포함하나, 이에 제한되지는 않는다.
본원에 사용된 용어 "착물화제"는 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 착물화제, 킬레이트화제 및/또는 격리제인 것으로 이해되는 화합물을 포함한다. 착물화제는 본원에 기재된 조성물을 사용하여 제거되는 금속 원자 및/또는 금속 이온과 화학적으로 결합 또는 배위되거나 또는 물리적으로 고정될 것이다. 착물화제는 화학식 NR1R2R3을 갖는 종을 포함하며, 여기서 R1, R2 및 R3은 서로 동일하거나 상이할 수 있고, 수소, 직쇄 또는 분지형 C1-C6 알킬 (예를 들어, 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 및 헥실) 기, 직쇄 또는 분지형 C1-C6 히드록시알킬 (예를 들어, 히드록시메틸, 히드록시에틸, 히드록시프로필, 히드록시부틸, 히드록시펜틸, 및 히드록시헥실) 기, 및 상기 정의된 바와 같은 직쇄 또는 분지형 C1-C6 히드록시알킬 기의 C1-C6 알킬 에테르로부터 선택된다. 특정 실시양태에서, R1, R2 및 R3 중 적어도 하나는 직쇄 또는 분지형 C1-C6 히드록시알킬 기이다. 예는 알칸올아민 예컨대 아미노에틸에탄올아민, N-메틸아미노에탄올, 아미노에톡시에탄올, 디메틸아미노에톡시에탄올, 디에탄올아민, N-메틸디에탄올아민, 모노에탄올아민 (MEA), 디에탄올아민, 트리에탄올아민 (TEA), 1-아미노-2-프로판올, 2-아미노-1-부탄올, 이소부탄올아민, 트리에틸렌테트라민, 에틸렌디아민, 테트라에틸렌펜타민, 디메틸에탄올아민, N-메틸프로판올아민, 디이소프로판올아민, 디글리콜아민, 디에틸렌글리콜히드록시에틸아민 에틸렌 트리에틸렌디아민, 다른 C1-C8 알칸올아민 및 그의 조합을 포함하지만, 이에 제한되지는 않는다. 아민이 알킬에테르 성분을 포함하는 경우, 아민은 알콕시아민, 예를 들어 1-메톡시-2-아미노에탄으로 간주될 수 있다. 대안적으로, 또는 NR1R2R3 아민 이외에, 착물화제는 4-(2-히드록시에틸)모르폴린 (HEM), 1,2-시클로헥산디아민-N,N,N',N'-테트라아세트산 (CDTA), 에틸렌디아민테트라아세트산 (EDTA), (히드록시에틸)에틸렌디아민-트리아세트산 (HEDTA), m-크실렌디아민 (MXDA), 이미노디아세트산 (IDA), 2-(히드록시에틸)이미노디아세트산 (HIDA), 니트릴로트리아세트산, 티오우레아, 1,1,3,3-테트라메틸우레아, 우레아, 우레아 유도체, 요산, 알라닌, 아르기닌, 아스파라긴, 아스파르트산, 시스테인, 글루탐산, 글루타민, 히스티딘, 이소류신, 류신, 리신, 메티오닌, 페닐알라닌, 프롤린, 세린, 트레오닌, 트립토판, 티로신, 발린, 및 그의 조합을 포함하나 이에 제한되지는 않는 다관능성 아민일 수 있다. 대안적으로, 또는 상기 언급된 착물화제 이외에, 추가의 착물화제는 포스포네이트 (예를 들어, 1-히드록시에틸리덴-1,1-디포스폰산 (HEDP), 1,5,9-트리아자시클로도데칸-N,N',N''-트리스(메틸렌포스폰산) (DOTRP), 1,4,7,10-테트라아자시클로도데칸-N,N',N'',N'''-테트라키스(메틸렌포스폰산) (DOTP), 니트릴로트리스(메틸렌)트리포스폰산, 디에틸렌트리아민펜타키스(메틸렌포스폰산) (DETAP), 아미노트리(메틸렌포스폰산), 비스(헥사메틸렌)트리아민 펜타메틸렌 포스폰산, 1,4,7-트리아자시클로노난-N,N',N''-트리스(메틸렌포스폰산) (NOTP), 히드록시에틸디포스포네이트, 니트릴로트리스(메틸렌)포스폰산, 2-포스포노-부탄-1,2,3,4-테트라카르복실산, 카르복시 에틸 포스폰산, 아미노에틸 포스폰산, 글리포세이트, 에틸렌 디아민 테트라(메틸렌포스폰산) 페닐포스폰산, 그의 염, 및 그의 유도체) 및/또는 카르복실산 (예를 들어, 옥살산, 숙신산, 말레산, 말산, 말론산, 아디프산, 프탈산, 시트르산, 시트르산나트륨, 시트르산칼륨, 시트르산암모늄, 트리카르발릴산, 트리메틸올프로피온산, 타르타르산, 글루쿠론산, 2-카르복시피리딘) 및/또는 술폰산 예컨대 트리온 (4,5-디히드록시-1,3-벤젠디술폰산 이나트륨 염)을 포함할 수 있다. 특정 실시양태에서, 적어도 1종의 착물화제는 모노에탄올아민, 트리에탄올아민, 황산, 시트르산 및 그의 조합으로부터 선택된 종을 포함한다. 한 실시양태에서, 제거 조성물 중의 착물화제(들)의 양은 조성물의 총 중량을 기준으로 약 0.01 중량% 내지 약 20 중량%의 범위이다.
에천트 공급원으로서 적합한 아민은 화학식 NR4R5R6을 갖는 종 (여기서 R4, R5 및 R6은 서로 동일하거나 상이할 수 있고, 수소, 직쇄 또는 분지형 C1-C6 알킬 (예를 들어, 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 및 헥실), 직쇄 또는 분지형 C1-C6 알콜 (예를 들어, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 펜탄올, 및 헥산올)로 이루어진 군으로부터 선택됨), 및 화학식 R7-O-R8을 갖는 직쇄 또는 분지형 에테르 (여기서 R7 및 R8은 서로 동일하거나 상이할 수 있고 상기 정의된 바와 같은 C1-C6 알킬로 이루어진 군으로부터 선택됨)을 포함한다. 아민이 에테르 성분을 포함하는 경우, 아민은 알콕시아민인 것으로 간주될 수 있다. 고려되는 다른 유기 아민은 디시안아미드 (C2N3-), 뿐만 아니라 그의 염 및 유사체를 포함한다. 다른 실시양태에서, R4, R5 및 R6 중 적어도 1개는 직쇄 또는 분지형 C1-C6 알콜 기이다. 예는 알칸올아민 예컨대 알칸올아민 예컨대 아미노에틸에탄올아민, N-메틸아미노에탄올, 아미노에톡시에탄올, 아미노에톡시에톡시에탄올, 부톡시프로필아민, 메톡시프로필아민, 부톡시이소프로필아민, 2-에틸헥실이소프로폭시아민, 에탄올프로필아민, 에틸에탄올아민, n-히드록시에틸모르폴린, 아미노프로필디에탄올아민, 디메틸아미노에톡시에탄올, 디메탄올아민, 디에탄올아민, N-메틸디에탄올아민, 모노에탄올아민, 트리에탄올아민, 피페라진, 히드록시에틸피페라진, 디히드록시에틸피페라진, 디이소프로판올아민, 트리스(아미노에틸)아민, 1-아미노-2-프로판올, 3-아미노-1-프로판올, 디이소프로필아민, 아미노메틸프로판디올, N,N-디메틸아미노메틸프로판디올, 아미노에틸프로판디올, N,N-디메틸아미노에틸프로판디올, 이소프로필아민, 2-아미노-1-부탄올, 아미노메틸프로판올, 아미노디메틸프로판올, N,N-디메틸아미노메틸프로판올, 이소부탄올아민, 디이소프로판올아민, 3-아미노,4-히드록시옥탄, 2-아미노부틸아놀, 트리스(히드록시메틸)아미노메탄 (TRIS), N,N-디메틸트리스(히드록시메틸)아미노메탄, 히드록시프로필아민, 벤질아민, 히드록시에틸 아민, 트리스(히드록시에틸)아미노메탄, 다른 C1 - C8 알칸올아민, 및 그의 조합; 아민 예컨대 트리에틸렌디아민, 에틸렌디아민, 헥사메틸렌디아민, 테트라에틸렌펜타민 (TEPA), 트리에틸렌테트라아민, 디에틸렌트리아민, 트리에틸아민, 트리메틸아민, 및 그의 조합; 디글리콜아민; 모르폴린; 및 아민 및 알칸올아민의 조합을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 한 실시양태에서, 유기 아민은 모노에탄올아민을 포함한다.
본원에 사용된 용어 "유기 첨가제"는 수성 세정 조성물 및 유기 잔류물의 성분의 가용화를 보조하고/거나, 마이크로전자 장치 구조의 표면을 습윤시켜 잔류물 제거를 용이하게 하고/거나, 잔류물 재침착을 방지하고/거나, 아래에 놓인 물질, 예를 들어 ULK를 부동태화하는 유기 용매를 지칭한다. 본원에서 고려되는 이러한 유기 용매는 알콜, 에테르, 피롤리디논, 글리콜, 및 글리콜 에테르, 예컨대, 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 부탄올, 및 고급 알콜 (예컨대 C2-C4 디올 및 C2-C4 트리올), 테트라히드로푸르푸릴 알콜 (THFA), 할로겐화 알콜 (예컨대 3-클로로-1,2-프로판디올, 3-클로로-1-프로판티올, 1-클로로-2-프로판올, 2-클로로-1-프로판올, 3-클로로-1-프로판올, 3-브로모-1,2-프로판디올, 1-브로모-2-프로판올, 3-브로모-1-프로판올, 3-아이오도-1-프로판올, 4-클로로-1-부탄올, 2-클로로에탄올, 디클로로메탄, 클로로포름, 아세트산, 프로피온산, 트리플루오로아세트산, 테트라히드로푸란, N-메틸피롤리디논 (NMP), 시클로헥실피롤리디논, N-옥틸피롤리디논, N-페닐피롤리디논, 메틸디에탄올아민, 메틸 포르메이트, 디메틸 포름아미드 (DMF), 디메틸술폭시드 (DMSO), 테트라메틸렌 술폰 (술폴란), 디에틸 에테르, 페녹시-2-프로판올 (PPh), 프로피오페논, 에틸 락테이트, 에틸 아세테이트, 에틸 벤조에이트, 아세토니트릴, 아세톤, 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜 (PG), 1,3-프로판디올, 디옥산, 부티릴 락톤, 부틸렌 카르보네이트, 에틸렌 카르보네이트, 프로필렌 카르보네이트, 디프로필렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르, 트리에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르, 트리에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노프로필 에테르, 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르 (즉, 부틸 카르비톨), 트리에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노헥실 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노헥실 에테르, 에틸렌 글리콜 페닐 에테르, 프로필렌 글리콜 메틸 에테르, 디프로필렌 글리콜 메틸 에테르 (DPGME), 트리프로필렌 글리콜 메틸 에테르 (TPGME), 디프로필렌 글리콜 디메틸 에테르, 디프로필렌 글리콜 에틸 에테르, 프로필렌 글리콜 n-프로필 에테르, 디프로필렌 글리콜 n-프로필 에테르 (DPGPE), 트리프로필렌 글리콜 n-프로필 에테르, 프로필렌 글리콜 n-부틸 에테르, 디프로필렌 글리콜 n-부틸 에테르, 트리프로필렌 글리콜 n-부틸 에테르, 프로필렌 글리콜 페닐 에테르, 디프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트, 테트라에틸렌 글리콜 디메틸 에테르 (TEGDE), 에틸렌 글리콜 모노페닐 에테르, 프로필렌 글리콜 모노페닐에틸 에테르, 디에틸렌글리콜 모노페닐 에테르, 트리에틸렌글리콜 모노페닐 에테르, 이염기성 에스테르, 글리세린 카르보네이트, N-포르밀 모르폴린, 트리에틸 포스페이트, 및 그의 조합을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 또한, 유기 용매는 다른 양친매성 종, 즉 계면활성제와 유사하게 친수성 잔기 및 소수성 잔기를 모두 함유하는 종을 포함할 수 있다. 소수성 특성은 일반적으로 탄화수소 또는 플루오로카본 기로 이루어진 분자 기를 포함함으로써 부여될 수 있고, 친수성 특성은 일반적으로 이온성 관능기 또는 하전되지 않은 극성 관능기를 포함함으로서 부여될 수 있다. 한 실시양태에서, 유기 용매는 트리프로필렌 글리콜 메틸 에테르 (TPGME), 디프로필렌 글리콜 메틸 에테르 (DPGME), 프로필렌 글리콜, 및 그의 조합을 포함한다. 특정 실시양태에서, 조성물은 조성물의 총 중량을 기준으로 약 0.01 wt% 내지 약 20 wt%, 또는 5 wt% 내지 20 wt%의 유기 용매를 포함한다.
본원에 사용된 용어 "계면활성제"는 예컨대 에틸렌 옥시드/프로필렌 옥시드 블록 공중합체 예컨대 플루로닉(Pluronic)® P84 (바스프(BASF)), CAS 번호 9003-11-6; 도데실 트리메틸 암모늄 히드록시드, 코카미도프로필 베타인, CAS 번호 61789-40-0 (또한 {[3-(도데카노일아미노)프로필](디메틸)암모니오}아세테이트); 폴리글리콜 에테르 예컨대 세르바민(Servamine)® KW100 (엘레멘티스(Elementis)), 폴리글리콜 에테르 (15 EO) 코코암모늄 메토술페이트; 및 지방 아민 4급 암모늄 염 예컨대 시르라솔(Cirrasol)TM G265 (크로다(Croda)); 및 그의 조합을 지칭한다.
본 발명의 문맥에서 적합한 부식 억제제는 금속의 부식률을 감소시키며; 부식 억제제의 부류는 하기를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다: 1. 금속 표면에/과 결합하거나, 흡착되거나, 코팅되거나 또는 반응하며, 금속 표면으로의 산소 또는 물의 수송에 대한 장벽을 제공하거나, 표면 밖으로의 산화된 금속 양이온의 전달을 방지하는 분자; 2. 금속의 전기화학적 표면 전위를 변화시켜 그를 보다 내부식성(noble) 상태로 만드는 분자; 및 3. 부식률을 증가시키는 산소 또는 산을 희생적으로 스캐빈징하는 분자. 예시적인 부식 억제제는 트리아졸 및 그의 유도체, 벤조트리아졸 및 그의 유도체, 톨릴트리아졸, 티아졸 및 그의 유도체, 테트라졸 및 그의 유도체, 이미다졸 및 그의 유도체, 및 아진 및 그의 유도체 등의 화합물을 포함한다.
예시적인 부식 억제제는 5-아미노테트라졸, 5-페닐-벤조트리아졸, 1H-테트라졸-5-아세트산, 1-페닐-2-테트라졸린-5-티온, 벤즈이미다졸, 메틸테트라졸, 비스무티올 I, 시토신, 구아닌, 티민, 피라졸, 이미노디아세트산 (IDA), 프로판티올, 벤조히드록삼산, 시트르산, 아스코르브산, 5-아미노-1,3,4-티아디아졸-2-티올 (ATDT), 벤조트리아졸 (BTA), 1,2,4-트리아졸 (TAZ), 톨릴트리아졸, 5-메틸-벤조트리아졸 (mBTA), 5-페닐-벤조트리아졸, 5-니트로-벤조트리아졸, 벤조트리아졸 카르복실산, 아미노트리아졸, 3-아미노-5-메르캅토-1,2,4-트리아졸, 1-아미노-1,2,4-트리아졸, 히드록시벤조트리아졸, 2-(5-아미노-펜틸)-벤조트리아졸, 1-아미노-1,2,3-트리아졸, 1-아미노-5-메틸-1,2,3-트리아졸, 3-아미노-1,2,4-트리아졸 (3-ATA), 3-메르캅토-1,2,4-트리아졸, 3-이소프로필-1,2,4-트리아졸, 5-페닐티올-벤조트리아졸, 할로-벤조트리아졸 (할로=F, Cl, Br 또는 I), 나프토트리아졸, 2-메르캅토벤즈이미다졸 (MBI), 2-메르캅토벤조티아졸, 4-메틸-2-페닐이미다졸, 2-메트캅토티아졸린, 5-아미노-1,2,4-트리아졸 (5-ATA), 소듐 도데실 술페이트 (SDS), ATA-SDS, 3-아미노-5-메르캅토-1,2,4-트리아졸, 펜틸렌테트라졸, 5-페닐-1H-테트라졸, 5-벤질-1H-테트라졸, 알부민 O, 2-벤질피리딘, 숙신이미드, 2,4-디아미노-6-메틸-1,3,5-트리아진, 티아졸, 트리아진, 메틸테트라졸, 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논, 1,5-펜타메틸렌테트라졸, 1-페닐-5-메르캅토테트라졸, 디아미노메틸트리아진, 이미다졸린 티온, 4-메틸-4H-1,2,4-트리아졸-3-티올, 4-아미노-4H-1,2,4-트리아졸, 3-아미노-5-메틸티오-1H-1,2,4-트리아졸, 벤조티아졸, 이미다졸, 인디아졸, 아데닌, 숙신이미드, 아데노신, 카르바졸, 사카린, 요산, 벤조인옥심, 양이온성 4급 염 (예를 들어, 벤즈알코늄 클로라이드, 벤질디메틸도데실암모늄 클로라이드, 미리스틸트리메틸암모늄 브로마이드, 도데실트리메틸암모늄 브로마이드, 헥사데실피리디늄 클로라이드, 앨리쿼트(Aliquot) 336 (코그니스(Cognis)), 벤질디메틸페닐암모늄 클로라이드, 크로다쿼트(Crodaquat) TES (크로다. 인크.(Croda. Inc.)), 레보쿼트(Rewoquat) CPEM (위트코(Witco)), 헥사데실트리메틸암모늄 p-톨루엔술포네이트, 헥사데실트리메틸암모늄 히드록시드, 1-메틸-1'-테트라데실-4,4'-비피리듐 디클로라이드, 알킬트리메틸암모늄 브로마이드, 암프롤륨 히드로클로라이드, 벤제토늄 히드록시드, 벤제토늄 클로라이드, 벤질디메틸헥사데실암모늄 클로라이드, 벤질디메틸테트라데실암모늄 클로라이드, 벤질도데실디메틸암모늄 브로마이드, 벤질도데실디메틸암모늄 클로라이드, 세틸피리디늄 클로라이드, 콜린 p-톨루엔술포네이트 염, 디메틸디옥타데실암모늄 브로마이드, 도데실에틸디메틸암모늄 브로마이드, 도데실트리메틸암모늄 클로라이드, 에틸헥사데실디메틸암모늄 브로마이드, 지라드(Girard) 시약, 헥사데실(2-히드록시에틸)디메틸암모늄 디히드로겐 포스페이트, 덱사데실피리디늄 브로마이드, 헥사데실트리메틸암모늄 브로마이드, 헥사데실트리메틸암모늄 클로라이드, 메틸벤제토늄 클로라이드, 히아민(Hyamine)® 1622, 루비쿼트(Luviquat)TM, N,N',N'-폴리옥시에틸렌 (10)-N-탈로우-1,3-디아미노프로판 액체, 옥시페노늄 브로마이드, 테트라헵틸암모늄 브로마이드, 테트라키스(데실)암모늄 브로마이드, 톤조늄 브로마이드, 트리도데실암모늄 클로라이드, 트리메틸옥타데실암모늄 브로마이드, 1-메틸-3-n-옥틸이미다졸륨 테트라플루오로보레이트, 1-데실-3-메틸이미다졸륨 테트라플루오로보레이트, 1-데실-3-메틸이미다졸륨 클로라이드, 트리도데실메틸암모늄 브로마이드, 디메틸디스테아릴암모늄 클로라이드, 세틸트리메틸암모늄 브로마이드, 미리스틸트리메틸암모늄 브로마이드, 및 헥사메토늄 클로라이드), 음이온성 계면활성제 (예를 들어, 도데실벤젠술폰산, 소듐 도데실벤젠술포네이트, 도데실포스폰산 (DDPA), 및 그의 조합), 스테로일 사르코신, 라우릴사르코신, 서피놀(Surfynol)® 104 (테트라메틸 데신디올, 에보닉(Evonik)), 프로파르길 알콜, 디시안디아미드, 디메틸프로파르길 알콜, 디에틸프로파르길 알콜, 사카린, 디에틸히드록실아민, 히드록실아민, 디에틸히드록실아민, 2-메르캅토-2-티아졸린, 메르캅티아디아졸, 아미노메르캅토티아디아졸, 디메르캅토티아디아졸, 3-메틸피라졸린-5-온 및 그의 조합을 포함한다.
본원에서 사용된, 상부에 잔류물 및 오염물을 갖는 마이크로전자 장치로부터 상기 잔류물 및 오염물을 세정하는 데 있어서의 "적합성"은 마이크로전자 장치로부터의 상기 잔류물/오염물의 적어도 부분적인 제거에 상응한다. 세정 효능은 마이크로전자 장치 상의 대상물의 감소에 의해 등급화된다. 예를 들어, 세정 전 및 세정 후 분석은 원자력 현미경을 사용하여 수행될 수 있다. 샘플 상의 입자는 픽셀 범위로 기록될 수 있다. 히스토그램 (예를 들어, 시그마 스캔 프로(Sigma Scan Pro))을 적용하여 특정 강도, 예를 들어, 231 내지 235의 픽셀을 필터링할 수 있고, 입자의 수를 계수한다. 입자 감소는 하기 식을 사용하여 계산할 수 있다:
Figure 112021051890044-pct00001
명백히, 세정 효능의 결정 방법은 단지 예로서 제공된 것으로, 이에 제한되는 것이 아니다. 대안적으로, 세정 효능은 미립자 물질에 의해 덮힌 총 표면의 백분율로서 간주될 수 있다. 예를 들어, AFM은 z-면 스캔을 수행하여 특정 임계 높이를 초과하는 관심 지형 영역을 식별하고, 이어서 상기 관심 영역에 포함되는 총 표면의 면적을 계산하도록 프로그래밍될 수 있다. 관련 기술분야의 통상의 기술자는 세정 후 상기 관심 영역에 의해 덮히는 면적이 작을수록, 세정 조성물이 더 효과적이라는 것을 용이하게 이해할 것이다. 한 실시양태에서, 잔류물/오염물의 적어도 75%가 본원에 기재된 조성물을 사용하여 마이크로전자 장치로부터 제거되고, 다른 실시양태에서, 잔류물/오염물의 적어도 90%, 적어도 95%, 또는 적어도 99%가 제거된다.
본원에 기재된 조성물은 이하에 더욱 상세히 기재되는 바와 같이, 매우 다양한 특정 제제로 구현될 수 있다.
이러한 모든 조성물에서, 조성물의 특정 성분들이 0의 하한을 포함하는 중량% 범위를 참조하여 논의되는 경우, 이러한 성분은 조성물의 다양한 구체적 실시양태에서 존재하거나 또는 부재할 수 있고, 이러한 성분이 존재하는 예의 경우에, 이들은 이러한 성분이 사용된 조성물의 총 중량을 기준으로 0.001 중량% 정도의 낮은 농도로 존재할 수 있음을 이해할 것이다. 본원에 사용된 "실질적으로 없는"은 2 중량% 미만, 1 중량% 미만, 0.5 중량% 미만, 또는 0.1 중량% 미만을 의미한다. 한 실시양태에서, "실질적으로 없는"은 0%에 상응한다. 본 발명의 세정 조성물에는 적어도 1종의 산화제; 플루오라이드-함유 공급원; 및 연마 물질이 없거나 또는 실질적으로 없을 수 있다.
중합체는, 존재하는 경우에, 메타크릴산 단독중합체 및 예를 들어 아크릴아미도메틸프로판 술폰산 및 말레산과의 공중합체; 말레산/비닐 에테르 공중합체; 폴리(비닐피롤리돈)/비닐 아세테이트; 단독중합체 예컨대 포스폰화 폴리에틸렌글리콜 올리고머, 폴리(아크릴산) (PAA), 폴리(아크릴아미드), 폴리(비닐 아세테이트), 폴리(에틸렌 글리콜) (PEG), 폴리(프로필렌 글리콜) (PPG), 폴리(스티렌 술폰산), 폴리(비닐 술폰산), 폴리(비닐 포스폰산), 폴리(비닐 인산), 폴리(에틸렌이민), 폴리(프로필렌이민), 폴리알릴아민, 폴리에틸렌 옥시드 (PEO), 폴리비닐 피롤리돈 (PVP), PPG-PEG-PPG 블록 공중합체, PEG-PPG-PEG 블록 공중합체, 폴리(비닐 알콜), 폴리(히드록시에틸)아크릴레이트, 폴리(히드록시에틸)메타크릴레이트, 히드록시에틸 셀룰로스, 메틸히드록시에틸 셀룰로스, 히드록시프로필 셀룰로스, 메틸히드록시프로필 셀룰로스, 크산탄 검, 알긴산칼륨, 알긴산칼슘, 펙틴, 카르복시메틸셀룰로스, 칼륨 카르복시메틸셀룰로스, 글루코사민, 폴리(디알릴디메틸암모늄) 클로라이드, PEG화 (즉, 폴리에틸렌글리콜화) 메타크릴레이트/아크릴레이트 공중합체, 폴리 MADQuat 및 그의 공중합체, 디메틸아미노메타크릴레이트 중합체 및 그의 공중합체, 트리메틸암모늄 메틸메타크릴레이트 중합체 및 그의 공중합체, 및 그의 조합을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 상기 공중합체는 랜덤 또는 블록 공중합체일 수 있다. 존재하는 경우, 조성물 중의 중합체(들)의 양은 조성물의 총 중량을 기준으로 약 0.0001 중량% 내지 약 5 중량%의 범위이다.
특정 실시양태에서, 조성물의 pH는 8 초과, 9 초과, 10 초과 또는 11 초과, 14 미만, 13 미만, 12 미만, 또는 11 미만이다. 특정 실시양태에서, pH는 약 8 내지 11.5이고; 희석 후에, 특정 실시양태에서 pH는 7 초과, 8 초과, 9 초과 또는 10 초과, 13 미만, 12 미만, 또는 11 미만이다. 특정 실시양태에서, 희석된 조성물의 pH는 약 8 내지 12이다.
조성물은 각각의 성분을 단순히 첨가하고 균질한 상태로 혼합함으로써 용이하게 제제화된다. 또한, 조성물은 단일 패키지 제제로서, 또는 사용 시점에서 또는 사용 시점 전에 혼합되는 다중-부분 제제로서 용이하게 제제화될 수 있으며, 예를 들어 다중-부분 제제의 개별 부분은 도구에서 또는 도구 상류의 저장 탱크에서 혼합될 수 있다. 각각의 성분의 농도는 특정 배량의 조성으로 광범위하게 변화될 수 있으며, 즉 보다 희석되거나 또는 보다 농축될 수 있고, 본원에 기재된 조성물은 다양하게 및 대안적으로 본원의 개시내용과 일치하는 임의의 성분 조합을 포함하거나, 그로 이루어지거나 또는 그로 본질적으로 이루어질 수 있다는 것이 인지될 것이다.
본원에 언급된 바와 같이, 조성물은 8 초과의 pH를 갖는다. pH 조정제는 pH를 목적하는 수준으로 상승시키는 데 사용된다. 적합한 pH 조정제는 알칼리 금속 수산화물 (예를 들어, LiOH, KOH, RbOH, CsOH), 알칼리 토금속 수산화물 (예를 들어, Be(OH)2, Mg(OH)2, Ca(OH)2, Sr(OH)2, Ba(OH)2) 및 화학식 NR9R10R11R12OH를 갖는 화합물을 포함하고, 여기서 R9, R10, R11 및 R12는 서로 동일하거나 상이할 수 있고, 수소, 직쇄형 또는 분지형 C2-C6 알킬 (예를 들어, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 및 헥실), C1-C6 알콕시 (예를 들어, 메톡시, 에톡시, 프로폭시, 부톡시, 펜톡시, 헥속시), 및 치환 또는 비치환된 C6-C10 아릴, 예를 들어, 벤질로부터 선택되며, 여기서 R9, R10, R11 및 R12가 모두 메틸 기는 아니다. 사용될 수 있는 상업적으로 입수가능한 테트라알킬암모늄 히드록시드는 테트라에틸암모늄 히드록시드 (TEAH), 테트라프로필암모늄 히드록시드 (TPAH), 테트라부틸암모늄 히드록시드 (TBAH), 트리부틸메틸암모늄 히드록시드 (TBMAH), 벤질트리메틸암모늄 히드록시드 (BTMAH), 콜린 히드록시드, 에틸트리메틸암모늄 히드록시드, 트리스(2-히드록시에틸)메틸 암모늄 히드록시드, 디에틸디메틸암모늄 히드록시드, 트리에틸메틸암모늄 히드록시드, 트리스히드록시에틸메틸 암모늄 히드록시드 및 그의 조합을 포함한다. 대안적으로 또는 추가로, 적어도 pH 조정제는 화학식 (PR13R14R15R16)OH의 화합물일 수 있으며, 여기서 R13, R14, R13, 및 R16은 서로 동일하거나 상이할 수 있고, 수소, 직쇄형 C1-C6 알킬 (예를 들어, 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실), 분지형 C1-C6 알킬, C1-C6 알콕시 (예를 들어, 메톡시, 에톡시, 프로폭시, 부톡시, 펜톡시, 헥속시), 치환된 C6-C10 아릴, 비치환된 C6-C10 아릴 (예를 들어, 벤질) 및 그의 임의의 조합으로부터 선택되고, 예컨대 테트라부틸포스포늄 히드록시드 (TBPH), 테트라메틸포스포늄 히드록시드, 테트라에틸포스포늄 히드록시드, 테트라프로필포스포늄 히드록시드, 벤질트리페닐포스포늄 히드록시드, 메틸 트리페닐포스포늄 히드록시드, 에틸 트리페닐포스포늄 히드록시드, N-프로필 트리페닐포스포늄 히드록시드를 포함한다. 한 실시양태에서, pH 조정제는 KOH를 포함한다. 또 다른 실시양태에서, pH 조정제는 콜린 히드록시드를 포함한다. 또 다른 실시양태에서, pH 조정제는 적어도 1종의 알칼리 금속 수산화물 및 본원에 열거된 적어도 1종의 추가의 수산화물을 포함한다. 또 다른 실시양태에서, pH 조정제는 KOH 및 본원에 열거된 적어도 1종의 추가의 수산화물을 포함한다. 또 다른 실시양태에서, pH 조정제는 KOH 및 콜린 히드록시드를 포함한다.
특정 실시양태에서, 본 발명의 조성물은 하기 열거된 비율 (중량 기준)의 하기 성분으로 구성된다:
(i) 아민 및 착물화제로부터 선택된, 0.01 내지 20% 농도의 적어도 1종의 에천트 물질,
(ii) 특정 계면활성제로부터 선택되는 적어도 1종의 세정 첨가제,
(iii) 0.01 내지 20% 농도의 적어도 1종의 유기 첨가제 물질,
(iv) 0.01 내지 20% 농도의 적어도 1종의 부식 억제제 물질,
(v) 적어도 1종의 pH 조정제, 및 임의로
(vi) 0.001 내지 10% 농도의 적어도 1종의 수용성 중합체 물질.
성분의 중량% 비의 범위는 제1 측면의 조성물의 가능한 모든 농축되거나 또는 희석된 실시양태를 포괄할 것이다. 이를 위해, 한 실시양태에서는, 세정 용액으로서 사용되도록 희석될 수 있는 농축된 세정 조성물이 제공된다. 농축된 세정 조성물, 또는 "농축물"은 유리하게는 사용자, 예를 들어 CMP 공정 엔지니어가 사용 시점에 농축물을 원하는 농도 및 pH로 희석할 수 있도록 한다. 농축된 세정 조성물의 희석은 약 1:1 내지 약 2500:1, 약 10:1 내지 약 200:1, 또는 약 30:1 내지 약 150:1의 범위일 수 있으며, 세정 조성물은 도구에서 또는 도구 직전에 용매, 예를 들어 탈이온수로 희석된다. 관련 기술분야의 통상의 기술자는, 본원에 개시된 성분의 중량% 비의 범위가 희석 후에도 변하지 않은 상태로 유지되어야 한다는 것을 인지할 것이다.
본원에 기재된 세정 조성물은 각 성분을 단순히 첨가하고 균일한 조건으로 혼합함으로써 용이하게 제제화될 수 있다. 또한, 조성물은 단일 패키지 제제로서, 또는 사용 시점에서 또는 사용 시점 전에 혼합되는 다중-부분 제제로서 용이하게 제제화될 수 있으며, 예를 들어 다중-부분 제제의 개별 부분은 도구에서 또는 도구 상류의 저장 탱크에서 혼합될 수 있다. 각 성분의 농도는 특정한 복수의 조성으로 광범위하게 다양할 수 있으며, 즉 더 희석되거나 또는 더 농축될 수 있고, 본원에 기재된 조성물은 다양하게 및 대안적으로 본원의 개시내용과 일치하는 임의의 성분의 조합을 포함하거나, 그로 이루어지거나 또는 그 본질적으로 이루어질 수 있다.
따라서, 본 발명의 또 다른 측면은 본원에 기재된 조성물을 형성하도록 적합화된 1종 이상의 성분을 1개 이상의 용기에 포함하는 키트에 관한 것이다. 키트는, 1개 이상의 용기 내에, 구리, 저-k 유전 물질, 및 탄탈럼-함유 물질, 코발트-함유 물질 및 루테늄-함유 물질 중 적어도 1종을 포함하는 장벽 물질을 포함하는 마이크로전자 장치 표면을 세정하기에 적합한 성분을 내부에 갖는 1개 이상의 용기를 포함하는 키트를 포함할 수 있고, 여기서 상기 키트의 1개 이상의 용기는 하기를 함유한다.
상부에 CMP 오염물 및 잔류물을 갖는 마이크로전자 장치로부터의 화학 기계적 연마 (CMP) 오염물 및 잔류물의 제거에 적합한 성분을 내부에 갖는 1개 이상의 용기를 포함하는 키트
를 함유하며, 여기서 상기 키트의 1개 이상의 용기는
(i) 아민 및 착물화제로부터 선택되는 적어도 1종의 에천트 물질,
(ii) 에틸렌 옥시드/프로필렌 옥시드 블록 공중합체, 도데실 트리메틸 암모늄 히드록시드, 코카미도프로필 베타인, 폴리글리콜 에테르 및 지방 아민 4급 암모늄 염, 및 그의 조합으로부터 선택되는 적어도 1종의 세정 첨가제,
(iii) 적어도 1종의 유기 첨가제,
(iv) 적어도 1종의 부식 억제제,
(v) 적어도 1종의 pH 조정제, 및 임의로
(vi) 적어도 1종의 수용성 중합체;
및 제작 시 또는 사용 시점에 물 및/또는 추가의 용매와 배합하기 위한 물을 함유한다. 키트의 용기는 조성물의 저장 및 운송에 적합해야 하며, 예를 들어, 나우팍(NOWPak)® 용기 (엔테그리스, 인크.(Entegris, Inc.), 미국 매사추세츠주 빌레리카)일 수 있다.
한 실시양태에서, 수성 제거 조성물의 성분을 함유하는 하나 이상의 용기는 블렌딩 및 분배를 위해 상기 하나 이상의 용기에 있는 성분들을 유체 연통시키는 수단을 포함한다. 예를 들어, 나우팩® 용기와 관련하여, 가스 압력이 상기 하나 이상의 용기에 있는 라이너의 외부에 적용되어 라이너의 내용물 중 적어도 일부가 방출되도록 하여 블렌딩 및 분배를 위한 유체 연통을 가능하게 할 수 있다. 대안적으로, 가스 압력이 종래의 가압가능한 용기의 헤드 공간에 적용될 수 있거나, 또는 펌프가 사용되어 유체 연통을 가능하게 할 수 있다. 또한, 특정 실시양태에서, 시스템은 블렌딩된 제거 조성물을 공정 도구에 분배하기 위한 분배 포트를 포함한다.
마이크로전자 제조 작업에 적용된 바와 같이, 본원에 기재된 조성물은 마이크로전자 장치의 표면으로부터 세리아 입자 및/또는 CMP 오염물 (예를 들어, CMP 후 잔류물 및 오염물)을 세정하는 데 유용하게 사용된다. 특정 실시양태에서, 수성 제거 조성물은 입자 제거 전에 장치에 존재하는 세리아 입자의 적어도 85%, 적어도 90%, 적어도 95%, 또는 적어도 99%를 제거한다.
CMP 후 입자 및 오염물 제거 적용에서, 본원에 기재된 수성 제거 조성물은 매우 다양한 통상적인 세정 도구, 예컨대 베르테크(Verteq) 단일 웨이퍼 메가소닉 골드핑거(Goldfinger), 온트랙(OnTrak) 시스템 DDS (양면 스크러버), SEZ 또는 다른 단일 웨이퍼 스프레이 린스, 어플라이드 머티어리얼스(Applied Materials) 미라-메사(Mirra-Mesa)™/리플렉션(Reflexion)™/리플렉션 LK™, 및 메가소닉 배치 습식 벤치 시스템을 포함하나 이에 제한되지 않는 메가소닉 및 브러시 스크러빙과 함께 사용될 수 있다.
본원에 제공된 조성물의 사용에서, 수성 제거 조성물을 전형적으로 약 5초 내지 약 10분, 약 1초 내지 20분, 또는 약 15초 내지 약 5분의 시간 동안 약 20℃ 내지 약 90℃, 또는 약 20℃ 내지 약 50℃ 범위의 온도에서 장치와 접촉시킨다. 이러한 접촉 시간 및 온도는 예시적인 것이며, 방법의 광범위한 실행 내에서, 장치로부터 세리아 입자 및 CMP 오염물을 적어도 부분적으로 제거하기에 효과적인 임의의 다른 적합한 시간 및 온도 조건이 사용될 수 있다. "적어도 부분적으로 세정하는" 및 "실질적 제거"는 둘 다 특정 실시양태에서 입자 제거 전에 장치에 존재한 실리카, 알루미나, 세리아, 티타니아 또는 지르코니아 입자의 적어도 85%, 적어도 90%, 적어도 95%, 또는 적어도 99%를 제거할 때에 상응한다.
목적하는 실리카, 알루미나, 세리아, 티타니아 또는 지르코니아 입자 제거 작용의 달성 이후에, 수성 제거 조성물은, 본원에 기재된 조성물의 주어진 최종 용도 적용에서 원하고 효과적일 수 있는 바와 같이, 이전에 적용된 장치로부터 용이하게 제거될 수 있다. 한 실시양태에서, 헹굼 용액은 탈이온수를 포함한다. 이후, 장치는 질소 또는 스핀-건조 사이클을 사용하여 건조될 수 있다.
또 다른 측면은 본원에 기재된 방법에 따라 제조된 개선된 마이크로전자 장치 및 이러한 마이크로전자 장치를 함유하는 제품에 관한 것이다.
또 다른 측면은 재활용 수성 제거 조성물에 관한 것이며, 여기서 제거 조성물은 입자 및/또는 오염물 로딩이 수성 제거 조성물이 수용할 수 있는 최대 양에 도달할 때까지 (이는 관련 기술분야의 통상의 기술자에 의해 용이하게 결정됨) 재활용될 수 있다.
또 다른 추가 측면은 본원에 기재된 제거 조성물을 사용하여, 마이크로전자 장치를 포함하는 물품을 제조하는 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 상부에 실리카, 알루미나, 세리아, 티타니아 또는 지르코니아 입자 및 기타 CMP 오염물을 갖는 마이크로전자 장치로부터 상기 입자 및 오염물을 제거하기에 충분한 시간 동안 마이크로전자 장치를 수성 제거 조성물과 접촉시키고, 상기 마이크로전자 장치를 상기 물품에 혼입시키는 것을 포함한다.
또 다른 측면에서, 상부에 실리카, 알루미나, 세리아, 티타니아 또는 지르코니아 입자 및 기타 CMP 오염물을 갖는 마이크로전자 장치로부터 상기 입자 및 오염물을 제거하는 방법이 제공된다. 따라서, 또 다른 측면에서, 본 발명은, 하기 단계를 포함하는, 상부에 세리아 입자 및 화학 기계적 연마 오염물을 갖는 마이크로전자 장치로부터 상기 입자 및 오염물을 제거하는 방법을 제공한다:
(i) 마이크로전자 장치를 본 발명의 조성물과 접촉시키는 단계; 및
(ii) 본 발명의 조성물을 포함하는 수용액을 사용하여 상기 마이크로전자 장치로부터 상기 입자 및 오염물을 적어도 부분적으로 제거하는 단계.
본 발명은 그의 바람직한 실시양태의 하기 실시예에 의해 추가로 설명될 수 있지만, 이러한 실시예는 단지 예시의 목적으로 포함되는 것이고, 달리 명확하게 지시되지 않는 한 본 발명의 범주를 한정하도록 의도되지 않는다는 것이 이해될 것이다.
실험 섹션
DI수 중 금속 입자의 용액을 최대 10분 롤링한 후, 이를 pCMP 세정 화학물질에 원하는 희석 비로 도입시켰다. 이어서, 금속 입자와 혼합된 세정 화학물질을 보유하는 바이알을 1분 동안 철저히 진탕시켰다. 30초마다 최대 5분 동안 탁도 측정을 수행하여 pCMP 세정 화학물질에서의 금속 입자의 분산능을 검출하였다. 탁도 값이 높을수록, 금속 입자 분산능이 우수한 것이다. 도 1에 제시된 바와 같이, 첨가제 4 내지 14는, 제제 A에 첨가된 경우 코발트 입자 분산을 개선시켰다. 첨가제 1, 2, 4, 7, 8, 9, 및 14는 도 2에 제시된 바와 같이 루테늄 입자 분산을 증진시켰다.
제제 A는 하기로 이루어졌다:
테트라에틸암모늄 히드록시드 (pH를 13.5로 조정),
9% 에탄올아민 (착물화제),
0.1% 벤조트리아졸 (부식 억제제).
첨가제 1은 플루로닉(Pluronic) L31이고,
첨가제 2는 플루로닉 P84이고,
첨가제 3은 플루로닉 F127이고,
첨가제 4는 이소스테아릴 에틸이미다졸리늄 에토술페이트이고,
첨가제 5는 코카미도프로필 베타인이고,
첨가제 6은 세르바민(Servamine) KW100이고,
첨가제 7은 스팬(SPAN) 80이고,
첨가제 8은 트윈(TWEEN) 40이고,
첨가제 9는 트윈 80이고,
첨가제 10은 트리톤(TRITON) X100이고,
첨가제 11은 트리톤 X114이고,
첨가제 12는 폴리비닐피롤리돈이고,
첨가제 13은 폴리(비닐 알콜)이고,
첨가제 14는 알긴산칼륨이다.

Claims (19)

  1. (i) 아민 및 착물화제로부터 선택되는 적어도 1종의 에천트 물질,
    (ii) 에틸렌 옥시드/프로필렌 옥시드 블록 공중합체, 도데실 트리메틸 암모늄 히드록시드, 코카미도프로필 베타인, 폴리글리콜 에테르 및 지방 아민 4급 암모늄 염, 및 그의 조합으로부터 선택되는 적어도 1종의 세정 첨가제,
    (iii) 적어도 1종의 유기 첨가제,
    (iv) 적어도 1종의 부식 억제제,
    (v) 적어도 1종의 pH 조정제, 및 임의로
    (vi) 적어도 1종의 수용성 중합체
    를 포함하며,
    8 초과의 pH를 갖는
    조성물.
  2. 제1항에 있어서, 에천트 물질이 모노에탄올아민, 디글리콜아민 및 디메탄올아민으로부터 선택되는 것인 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 에천트 물질이 화학식 NR1R2R3의 화합물로부터 선택되며, 여기서 R1, R2 및 R3은 서로 동일하거나 상이할 수 있고, 수소, 직쇄 또는 분지형 C1-C6 알킬 기, 직쇄 또는 분지형 C1-C6 히드록시알킬 기, 및 직쇄 또는 분지형 C1-C6 히드록시알킬 기의 C1-C6 알킬 에테르로부터 선택되는 것인 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 에천트 물질이 아미노에틸에탄올아민, N-메틸아미노에탄올, 아미노에톡시에탄올, 디메틸아미노에톡시에탄올, 디에탄올아민, 디글리콜아민, N-메틸디에탄올아민, 모노에탄올아민 (MEA), 트리에탄올아민 (TEA), 1-아미노-2-프로판올, 2-아미노-1-부탄올, 이소부탄올아민, 트리에틸렌디아민, 1-메톡시-2-아미노에탄, 및 그의 조합으로부터 선택되는 것인 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 유기 첨가제가 알콜, 에테르, 피롤리디논, 글리콜, 아민 및 글리콜 에테르로부터 선택되는 것인 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 유기 첨가제가 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 부탄올, C2-C4 디올, C2-C4 트리올, 테트라히드로푸르푸릴 알콜 (THFA), 3-클로로-1,2-프로판디올, 3-클로로-1-프로판티올, 1-클로로-2-프로판올, 2-클로로-1-프로판올, 3-클로로-1-프로판올, 3-브로모-1,2-프로판디올, 1-브로모-2-프로판올, 3-브로모-1-프로판올, 3-아이오도-1-프로판올, 4-클로로-1-부탄올, 2-클로로에탄올, 디클로로메탄, 클로로포름, 아세트산, 프로피온산, 트리플루오로아세트산, 테트라히드로푸란 N-메틸피롤리디논 (NMP), 시클로헥실피롤리디논, N-옥틸피롤리디논, N-페닐피롤리디논, 메틸디에탄올아민, 메틸 포르메이트, 디메틸 포름아미드 (DMF), 디메틸술폭시드 (DMSO), 테트라메틸렌 술폰 (술폴란), 디에틸 에테르, 페녹시-2-프로판올 (PPh), 에틸렌 글리콜 모노페닐 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노페닐 에테르, 프로피오페논, 에틸 락테이트, 에틸 아세테이트, 에틸 벤조에이트, 아세토니트릴, 아세톤, 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜 (PG), 1,3-프로판디올, 디옥산, 부티릴 락톤, 부틸렌 카르보네이트, 에틸렌 카르보네이트, 프로필렌 카르보네이트, 디프로필렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르, 트리에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르, 트리에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노프로필 에테르, 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 트리에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노헥실 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노헥실 에테르, 에틸렌 글리콜 페닐 에테르, 프로필렌 글리콜 메틸 에테르, 디프로필렌 글리콜 메틸 에테르 (DPGME), 트리프로필렌 글리콜 메틸 에테르 (TPGME), 디프로필렌 글리콜 디메틸 에테르, 디프로필렌 글리콜 에틸 에테르, 프로필렌 글리콜 n-프로필 에테르, 디프로필렌 글리콜 n-프로필 에테르 (DPGPE), 트리프로필렌 글리콜 n-프로필 에테르, 프로필렌 글리콜 n-부틸 에테르, 디프로필렌 글리콜 n-부틸 에테르, 트리프로필렌 글리콜 n-부틸 에테르, 프로필렌 글리콜 페닐 에테르, 디프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트, 테트라에틸렌 글리콜 디메틸 에테르 (TEGDE), 이염기성 에스테르, 글리세린 카르보네이트, N-포르밀 모르폴린, 트리에틸 포스페이트, 및 그의 조합으로부터 선택되는 것인 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 유기 첨가제가 트리프로필렌 글리콜 메틸 에테르 (TPGME), 디프로필렌 글리콜 메틸 에테르 (DPGME), 프로필렌 글리콜, 및 그의 조합으로부터 선택되는 것인 조성물.
  8. 제1항에 있어서, 부식 억제제가 아미노트리아졸, 트리아졸, 사카린, 스테로일 사르코신, 라우릴사르코신, 디시안디아미드, 시스테인, 아데노신, 아데닌, 및 디에틸프로파르길 알콜로부터 선택되는 것인 조성물.
  9. (i) 모노에탄올아민을 포함하는 적어도 1종의 에천트 물질,
    (ii) 에틸렌 옥시드/프로필렌 옥시드 블록 공중합체, 도데실 트리메틸 암모늄 히드록시드, 코카미도프로필 베타인, 폴리글리콜 에테르 및 지방 아민 4급 암모늄 염, 및 그의 조합으로부터 선택되는 적어도 1종의 세정 첨가제,
    (iii) 트리에틸렌글리콜 모노부틸 에테르, 디에틸렌글리콜 모노부틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 프로필렌 글리콜 모노부틸 에테르, 프로필렌 글리콜 모노페닐에틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노페닐 에테르, 에틸렌 글리콜 모노페닐 에테르, 및 디메틸술폭시드로부터 선택되는 적어도 1종의 유기 첨가제,
    (iv) 벤조트리아졸,
    (v) 적어도 1종의 pH 조정제, 및 임의로
    (vi) 적어도 1종의 수용성 중합체
    를 포함하며,
    8 초과의 pH를 갖는
    조성물.
  10. 상부에 세리아 입자 및 화학 기계적 연마 오염물을 갖는 마이크로전자 장치로부터 상기 입자 및 오염물을 제거하는 방법이며,
    (i) 마이크로전자 장치를 제1항의 조성물과 접촉시키는 단계; 및
    (ii) 본 발명의 조성물을 포함하는 수용액을 사용하여 상기 마이크로전자 장치로부터 상기 입자 및 오염물을 적어도 부분적으로 제거하는 단계
    를 포함하는 방법.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
KR1020217013525A 2018-11-08 2019-10-21 Cmp 후 세정 조성물 KR102531512B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201862757364P 2018-11-08 2018-11-08
US62/757,364 2018-11-08
PCT/US2019/057280 WO2020096760A1 (en) 2018-11-08 2019-10-21 Post cmp cleaning composition

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210056440A KR20210056440A (ko) 2021-05-18
KR102531512B1 true KR102531512B1 (ko) 2023-05-12

Family

ID=70550986

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020217013525A KR102531512B1 (ko) 2018-11-08 2019-10-21 Cmp 후 세정 조성물

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11124746B2 (ko)
KR (1) KR102531512B1 (ko)
CN (1) CN112996893A (ko)
TW (1) TWI718742B (ko)
WO (1) WO2020096760A1 (ko)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11905491B2 (en) 2020-10-05 2024-02-20 Entegris, Inc. Post CMP cleaning compositions
CN113416959A (zh) * 2021-06-30 2021-09-21 铁岭市龙首精细化工有限公司 一种高效的换热器用快速除油清洗剂
WO2023014565A1 (en) * 2021-08-05 2023-02-09 Fujifilm Electronic Materials U.S.A., Inc. Compositions and methods of use thereof
TW202411417A (zh) * 2022-06-08 2024-03-16 美商恩特葛瑞斯股份有限公司 含有鉬蝕刻抑制劑的清潔組合物
CN115537277A (zh) * 2022-09-29 2022-12-30 南通群安电子材料有限公司 一种用于电路板的环保清洗液

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180291309A1 (en) * 2017-04-11 2018-10-11 Entegris, Inc. Post chemical mechanical polishing formulations and method of use

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080125342A1 (en) * 2006-11-07 2008-05-29 Advanced Technology Materials, Inc. Formulations for cleaning memory device structures
US20100112728A1 (en) * 2007-03-31 2010-05-06 Advanced Technology Materials, Inc. Methods for stripping material for wafer reclamation
JP5428200B2 (ja) * 2007-05-18 2014-02-26 三菱化学株式会社 半導体デバイス用基板洗浄液、半導体デバイス用基板の洗浄方法及び半導体デバイス用基板の製造方法
CN102197124B (zh) * 2008-10-21 2013-12-18 高级技术材料公司 铜清洁及保护调配物
CN103003923A (zh) * 2010-07-16 2013-03-27 高级技术材料公司 用于移除蚀刻后残余物的水性清洁剂
KR20150013830A (ko) * 2012-05-18 2015-02-05 어드밴스드 테크놀러지 머티리얼즈, 인코포레이티드 유기 잔류물 제거 개선을 위한 낮은 구리 에칭 속도를 가진 수성 세정 용액
KR20150143676A (ko) * 2013-04-22 2015-12-23 어드밴스드 테크놀러지 머티리얼즈, 인코포레이티드 구리 세정 및 보호 제형
WO2015116818A1 (en) * 2014-01-29 2015-08-06 Advanced Technology Materials, Inc. Post chemical mechanical polishing formulations and method of use
WO2016003729A1 (en) * 2014-06-30 2016-01-07 Entegris, Inc. Aqueous and semi-aqueous cleaners for the removal of post-etch residues with tungsten and cobalt compatibility
WO2016111990A1 (en) * 2015-01-05 2016-07-14 Entegris, Inc. Post chemical mechanical polishing formulations and method of use
WO2017156304A1 (en) * 2016-03-09 2017-09-14 Entegris, Inc. Tungsten post-cmp cleaning compositions
KR20210090294A (ko) * 2017-01-18 2021-07-19 엔테그리스, 아이엔씨. 표면으로부터 세리아 입자를 제거하기 위한 조성물 및 방법
JP7176089B2 (ja) * 2018-07-20 2022-11-21 インテグリス・インコーポレーテッド 腐食防止剤を含む洗浄組成物
US11085011B2 (en) * 2018-08-28 2021-08-10 Entegris, Inc. Post CMP cleaning compositions for ceria particles

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180291309A1 (en) * 2017-04-11 2018-10-11 Entegris, Inc. Post chemical mechanical polishing formulations and method of use

Also Published As

Publication number Publication date
TW202024308A (zh) 2020-07-01
US20200148979A1 (en) 2020-05-14
KR20210056440A (ko) 2021-05-18
US11124746B2 (en) 2021-09-21
TWI718742B (zh) 2021-02-11
CN112996893A (zh) 2021-06-18
WO2020096760A1 (en) 2020-05-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7212764B2 (ja) セリア粒子向けのｃｍｐ後洗浄用組成物
KR102531512B1 (ko) Cmp 후 세정 조성물
TWI703210B (zh) 化學機械研磨後調配物及使用方法
JP7443300B2 (ja) セリア粒子を表面から除去するための組成物及び方法
KR102545630B1 (ko) 화학 기계적 연마 후 세정 조성물
KR20130088847A (ko) 에칭 후 잔류물을 제거하기 위한 수성 세정제
US11124741B2 (en) Ceria removal compositions
CN117295811A (zh) 清洁组合物
TW202340442A (zh) 微電子裝置清潔組合物
KR20240163673A (ko) 마이크로전자 장치 세정 조성물
KR20240103045A (ko) 마이크로전자 장치 세정 조성물

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant