Brevet FR2815359A1 — publié le 20020419

DESCRIPTION La présente invention concerne le domaine des circuits intégrés associant le cuivre et un diélectrique, et a plus particulièrement pour objet le nettoyage après gravure par plasma de diélectriques. Généralement, lorsque la couche diélectrique est gravée par plasma, ce dernier peut interagir avec diverses couches du circuit intégré, notamment : - le masque dur (constitué par exemple de SiC), - la couche diélectrique elle-même, - le couche barrière au métal (constituée par exemple de SiC ou de SiN), et - la couche métallique. L'interaction au niveau atomique de ces couches avec le plasma crée, en quantités plus ou moins importantes, de nouvelles espèces chimiques, notamment polymériques ("side wall polymers"), constituant les résidus de gravure qu'il faut totalement éliminer. Afin d'accroître la miniaturisation des circuits intégrés, les fabricants développent actuellement une nouvelle technologie de fabrication dans laquelle, en raison de son meilleur pouvoir conducteur, le cuivre remplace l'aluminium. Cependant, les compositions de nettoyage habituellement utilisées pour éliminer les résidus de gravure du diélectrique associé à l'aluminium ne conviennent pas ou mal dans le cas du cuivre car les résidus formés lors de la gravure sont différents et elles sont parfois incompatibles avec le cuivre. De plus, afin d'éviter au maximum les interférences dues à la miniaturisation et à leur très faible épaisseur, on s'oriente actuellement vers des couches de diélectrique de plus en plus isolantes en faisant appel à des matériaux de faible constante diélectrique (k Lorsque ces matériaux à faible constante diélectrique sont associés au cuivre, le problème du nettoyage après gravure est encore plus difficile à résoudre. Il a maintenant été trouvé un procédé de nettoyage particulièrement efficace pour éliminer les résidus de gravure d'un diélectrique associé au cuivre. Ce procédé convient également très bien lorsque le diélectrique a une constante k inférieure à 4,5. Le procédé selon l'invention consiste à utiliser comme agent de nettoyage une composition constituée, en poids, de 35 à 85 % de diméthylsulfoxyde (DMSO) ou de N-méthylpyrrolidone (NMP), de 11 à 49 % de 3-méthoxypropylamine (MOPA), de 0 à 8 % d'eau, et de 0 à 10 % d'au moins un inhibiteur de corrosion du cuivre. De préférence, on utilise une composition constituée de 50 à 70 % de DMSO ou de NMP, 24 à 36 % de MOPA, 3 à 7 % d'eau, et 3 à 7 % d'inhibiteur de corrosion. Une composition plus particulièrement préférée contient, en poids, 60 % de DMSO, 30 % de MOPA, 5 % d'eau, et 5 % d'inhibiteur de corrosion. L'inhibiteur de corrosion du cuivre peut être choisi parmi tous les composés bien connus dans le domaine pour présenter cet effet. Conviennent notamment des hydroxybenzènes tels que, par exemple, le catéchol et des triazoles comme, par exemple, le benzotriazol. Dans le cadre de la présente invention, on préfère utiliser le catéchol comme inhibiteur de corrosion du cuivre. Le procédé de nettoyage selon l'invention peut être mis en oeuvre à une température comprise entre la température ambiante et 60oC, de préférence entre 30 et 50oC. La composition de nettoyage peut être appliquée par tout moyen connu de l'homme du métier, mais il est avantageux de l'appliquer par pulvérisation. La durée de l'opération de nettoyage peut varier dans de larges limites, en fonction de la composition utilisée, de la température choisie et du mode d'application mis en oeuvre. Elle est généralement comprise entre 10 et 40 minutes, de préférence entre 15 et 25 minutes. L'exemple suivant illustre l'invention sans la limiter. EXEMPLE Un circuit intégré comprenant un masque dur, une couche de diélectrique low-k, une couche barrière et une couche de cuivre a été gravé par divers plasmas dont l'un est un plasma fluoré. L'examen au microscope électronique à balayage de la tranchée gravée montrait la présence de résidus aussi bien au fond de la tranchée que sur ses parois. Le circuit a alors été nettoyé par pulvérisation pendant 20 minutes à 35 C au moyen d'une composition contenant, en poids, 60 % de DMSO, 30 % de MOPA, 5 % d'eau et 5 % de catéchol. Après cette opération de nettoyage, un nouvel examen au microscope électronique à balayage montrait la disparition complète des résidus. L'analyse ESCA ("Electron Spectroscopy for Chemical Analysis") du circuit avant et après nettoyage a montré qu'on est passé d'une teneur en fluor de 22 % (% atomique) à 0 %, ce qui confirme l'élimination de tous les résidus polymériques fluorés. REVENDICATIONS 1. Procédé de nettoyage après gravure d'un diélectrique associé au cuivre, caractérisé en ce que l'agent de nettoyage est une composition constituée, en poids, de 35 à 85 % de diméthylsulfoxyde (DMSO) ou de N-méthylpyrrolidone (NMP), de 11 à 49 % de 3-méthoxypropylamine (MOPA), de 0 à 8 % d'eau, et de 0 à 10 % d'au moins un inhibiteur de corrosion du cuivre. 2. Procédé selon la revendication 1 dans lequel la composition de nettoyage est constituée de 50 à 70 % de DMSO ou de NMP, 24 à 36 % de MOPA, 3 à 7 % d'eau, et 3 à 7 % d'au moins un inhibiteur de corrosion du cuivre. 3. Procédé selon la revendication 1 dans lequel la composition de nettoyage est constituée de 60 % de DMSO, 30 % de MOPA, 5 % d'eau, et 5 % d'au moins un inhibiteur de corrosion du cuivre. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3 dans lequel l'inhibiteur de corrosion du cuivre est le catéchol. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4 dans lequel le diélectrique est un diélectrique à faible constante k, de préférence inférieure à 4,5. 6. Procédé selon la revendication 5 dans lequel le diélectrique est une silice nanoporeuse. 7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6 dans lequel la couche diélectrique a été gravée par voie sèche (plasma). 8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7 dans lequel le nettoyage est effectué à une température comprise entre la température ambiante et 60oC, de préférence entre 30 et 50OC. 9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8 dans lequel la durée du nettoyage est comprise entre 10 et 40 minutes, de préférence entre 15 et 25 minutes. 10. Procédé selon l'une des revendications 1 à 9 dans lequel la composition de nettoyage est appliquée par pulvérisation.