(57)【要約】  【課題】  自身上に化学機械研磨（ＣＭＰ）後の残渣及び汚染物質を有するマイクロ電子デバイスから前記残渣及び汚染物質を洗浄するアミン不含組成物及びプロセスを提供する。  【解決手段】  アミン不含組成物は少なくとも１つの酸化剤、少なくとも１つの錯化剤、少なくとも１つの塩基性化合物、及び水を含み、約２．５〜約１１．５の範囲のｐＨを有することが好ましい。組成物は、低ｋ誘電体材料又は銅相互接続材料を損なわずに、マイクロ電子デバイスの表面からＣＭＰ後の残渣及び汚染物質材料を非常に効率的に洗浄することを達成する。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面から残渣及び汚染物質を洗浄する組成物であって、前記組成物が少なくとも１つの酸化剤、少なくとも１つの錯化剤、少なくとも１つの塩基性化合物、少なくとも１つの緩衝剤、及び水を含み、
前記組成物が、化学機械研磨プロセスに通常使用されるアミン、第四塩基、フッ素含有供給源、及び研磨剤を実質的に有しない組成物。
【請求項２】
ｐＨが７〜約１２の範囲である、請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
前記少なくとも１つの塩基性化合物が、ＫＯＨ、ＣｓＯＨ、水酸化アンモニウム、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される種を含む、請求項１又は２に記載の組成物。
【請求項４】
前記少なくとも１つの塩基性化合物がＫＯＨを含む、請求項１又は２に記載の組成物。
【請求項５】
前記少なくとも１つの錯化剤が乳酸、マレイン酸、アスコルビン酸、リンゴ酸、クエン酸、安息香酸、フマル酸、コハク酸、シュウ酸、マロン酸、マンデル酸、無水マレイン酸、フタル酸、アスパラギン酸、グルタミン酸、グルタル酸、グリコール酸、グリオキシル酸、フェニル酢酸、キナ酸、ピロメリト酸、酒石酸、テレフタル酸、トリメリト酸、トリメシン酸、グルコン酸、グリセリン酸、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、アクリル酸、アジピン酸、イタコン酸、グルクロン酸、グリシン、リシン、β−アラニン、ヒスチジン、フェニルアラニン、システイン、ロイシン、セリン、８−ヒドロキシキノリン、２，４−ペンタンジオン、ベンゼテトラカルボン酸、ピルビン酸、タンニン酸、スルファニル酸、２−ヒドロキシホスホノカルボン酸（ＨＰＡＡ）、ピロカテコール、ピロガロール、没食子酸、タンニン酸、エチレンジアミンテトラ酢酸（ＥＤＴＡ）、ジエチレントリアミンペンタ酢酸（ＤＴＰＡ）、（１，２−シクロヘキシレンジニトリロ）四酢酸（ＣＤＴＡ）、イミノ二酢酸、２−ホスホノブタン−１，２，４−トリカルボン酸（ＰＢＴＣＡ）、ホスホン酸、ヒドロキシエチリデンジホスホン酸（ＨＥＤＰ）、１−ヒドロキシエタン−１，１−ジホスホン酸、ニトリロ−トリス（メチレンホスホン酸）、サリチル酸、ｐ−トルエンスルホン酸、スルホサリチル酸及びその誘導体、及びその任意の組み合わせからなる群から選択される種を含む、請求項１〜４のいずれかに記載の組成物。
【請求項６】
前記少なくとも１つの錯化剤がクエン酸、ホスホン酸誘導体、スルホサリチル酸又はその誘導体、及びその任意の組み合わせを含む、請求項１〜５のいずれかに記載の組成物。
【請求項７】
前記少なくとも１つの酸化剤がオゾン、硝酸、気泡、シクロヘキシルアミンスルホン酸、過酸化水素、ＦｅＣｌ３、オキソン（２ＫＨＳＯ５・ＫＨＳＯ４・Ｋ２ＳＯ４）、ペルオキソ一硫酸アンモニウム、亜塩素酸アンモニウム、塩素酸アンモニウム、ヨウ素三アンモニウム、過ホウ酸アンモニウム、過塩素酸アンモニウム、過ヨウ素酸アンモニウム、過硫酸アンモニウム、次亜塩素酸アンモニウム、過ホウ素酸ナトリウム、過硫酸ナトリウム、次亜塩素酸ナトリウム、ヨウ素酸カリウム、過マンガン酸カリウム、過硫酸カリウム、過硫酸カリウム、次亜塩素酸カリウム、亜塩素酸テトラメチルアンモニウム、塩酸テトラメチルアンモニウム、ヨウ素酸テトラメチルアンモニウム、過ホウ酸テトラメチルアンモニウム、過塩素酸テトラメチルアンモニウム、過ヨウ素酸テトラメチルアンモニウム、過硫酸テトラメチルアンモニウム、ペルオキソ一硫酸テトラブチルアンモニウム、ペルオキソ一硫酸、硝酸第二鉄、Ｎ−メチルモルフォリン−Ｎ−オキシド、トリメチルアミン−Ｎ−オキシド、トリエチルアミン−Ｎ−オキシド、ピリジン−Ｎ−オキシド、Ｎ−エチルモルフォリン−Ｎ−オキシド、Ｎ−メチルピロリジン−Ｎ−オキシド、Ｎ−エチルピロリジン−Ｎ−オキシド、尿素過酸化水素、過酢酸、過ヨウ素酸、重クロム酸カリウム、塩素酸カリウム、２−ニトロフェノール、１，４−ベンゾキノン、ペルオキシ安息香酸、ペルオキシフタル酸塩、酸化バナジウム、メタバナジウム酸アンモニウム、タングステン酸アンモニウム、硝酸ナトリウム、硝酸カリウム、硝酸アンモニウム、硝酸ストロンチウム、硫酸、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される種を含む、請求項１〜６のいずれかに記載の組成物。
【請求項８】
前記少なくとも１つの酸化剤が、過酸化水素、ＮＭＭＯ、尿素過酸化水素、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される種を含む、請求項１〜７のいずれかに記載の組成物。
【請求項９】
前記少なくとも１つの緩衝剤がリン酸二カリウム、炭酸カリウム、ホウ酸、リシン、プロリン、β−アラニン、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、ジエチレントリアミン五酢酸（ＤＴＰＡ）、ジメチルグリオキシム、第二リン酸塩（Ｋ２ＨＰＯ４）、第三リン酸塩（Ｋ３ＰＯ４）、第二及び第三リン酸塩の混合物、第二及び第三炭酸塩の混合物、ヒドロキシエチリデンジホスホン酸、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される種を含む、請求項１〜８のいずれかに記載の組成物。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの緩衝剤が、第二リン酸塩（Ｋ２ＨＰＯ４）第三リン酸塩（Ｋ３ＰＯ４）、第二及び第三リン酸塩の混合物、ＨＥＤＰ、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される種を含む、請求項１〜９のいずれかに記載の組成物。
【請求項１１】
前記組成物の総重量に基づき、少なくとも１つの酸化剤の量が約０．１ｗｔ％〜約１ｗｔ％であり、少なくとも１つの錯化剤が約１ｗｔ％〜約２５ｗｔ％、少なくとも１つの塩基性化合物が約０．０１ｗｔ％〜約５ｗｔ％、少なくとも１つの緩衝剤が約０．１ｗｔ％〜約５ｗｔ％、及び水が約６６．５ｗｔ％〜約９５ｗｔ％である、請求項１〜１０のいずれかに記載の組成物。
【請求項１２】
２−ピロリジノン、１−（２−ヒドロキシエチル）−２−ピロリジノン、グリセロール、１，４−ブタンジオール、テトラメチレンスルホン（スルホラン）、ジメチルスルホン、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、エチレングリコールフェニルエーテル、プロピレングリコールメチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテル（ＤＰＧＭＥ）、トリプロピレングリコールメチルエーテル（ＴＰＧＭＥ）、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールエチルエーテル、プロピレングリコールｎ−プロピルエーテル、ジプロピレングリコールｎ−プロピルエーテル（ＤＰＧＰＥ）、トリプロピレングリコールｎ−プロピルエーテル、プロピレングリコールｎ−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールｎ−ブチルエーテル、トリプロピレングリコールｎ−ブチルエーテル、プロピレングリコールフェニルエーテル、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される種を含む少なくとも１つの溶媒和物をさらに含む、請求項１〜１１のいずれかに記載の組成物。
【請求項１３】
スルホラン、１−（２−ヒドロキシエチル）−２−ヒロリジノン、及びそれらの組み合わせを含む少なくとも１つの溶媒和物をさらに含む、請求項１〜１２のいずれかに記載の組成物。
【請求項１４】
前記組成物の総重量に基づき、少なくとも１つの溶媒和物の量が約５ｗｔ％〜約２０ｗｔ％である、請求項１２又は１３に記載の組成物。
【請求項１５】
ドデシルベンゼンスルホン酸（ＤＤＢＳＡ）、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレン又はポリプロピレングリコールエーテル、酸化エチレン及び酸化プロピレン系のブロック共重合体、ポリオキシエチレン（４０）ノニルフェニルエーテル（分岐状）、ジノニルフェニルポリオキシエチレン、ノニルフェノールアルコキシレート、ポリエチレングリコールソルビタンモノオレエート、ソルビタンモノオレエート、エトキシ化フッ化界面活性剤、ポリオキシエチレン（１６）タローエチルモニウムエトスルフェート、ポリアクリル酸アンモニウム、フッ化界面活性剤、ポリアクリル酸、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つの界面活性剤をさらに含む、請求項１〜１４のいずれかに記載の組成物。
【請求項１６】
前記組成物の総重量に基づき、前記少なくとも１つの界面活性剤の量が約０．００１ｗｔ％〜約１ｗｔ％である、請求項１５に記載の組成物。
【請求項１７】
前記組成物が尿素過酸化水素、ＫＯＨ、ＫＨ２ＰＯ４、ＨＥＤＰ、少なくとも１つの溶媒和物、及び水を含み、前記ｐＨが約７〜約１２の範囲である、請求項１〜１６のいずれかに記載の組成物。
【請求項１８】
前記組成物が尿素過酸化水素、ＫＯＨ、ＫＨ２ＰＯ４、５−スルホサリチル酸、少なくとも１つの溶媒和物、及び水を含み、前記ｐＨが約７〜約１２の範囲である、請求項１〜１７のいずれかに記載の組成物。
【請求項１９】
前記残渣及び汚染物質が、ＣＭＰ研磨スラリーからの粒子、前記ＣＭＰ研磨スラリーに存在する化学物質、前記ＣＰＭ研磨スラリーの反応副産物、炭素が豊富な粒子、研磨パッド粒子、銅、及び酸化銅からなる群から選択されるＣＭＰ後の残渣及び汚染物質を含む、請求項１〜１８のいずれかに記載の組成物。
【請求項２０】
ＣＭＰ後の残渣及び汚染物質をさらに含む、請求項１〜１９のいずれかに記載の組成物。
【請求項２１】
自身上に残渣及び汚染物質を有するマイクロ電子デバイスから前記残渣及び汚染物質を洗浄する方法であって、前記残渣及び汚染物質を前記マイクロ電子デバイスから少なくとも部分的に洗浄するのに十分な時間、前記マイクロ電子デバイスを請求項１〜２０のいずれかに記載の前記組成物に接触させることを含む方法。
【請求項２２】
前記残渣及び汚染物質がＣＭＰ後の残渣及び汚染物質を含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記接触することが、約１５秒〜約５分間の時間、約２０℃〜約５０℃の範囲の温度、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される条件を含む、請求項２１又は２２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
[0001]  本出願は、Jun Liu、jeffrey Barners、Emanuel I. Cooper、Laisheng Sun、Steven Medd、Jieh-Hwa Shyu、Luch Dai及びZachary Wanの、「Improved Post-Chemical Mechanical Polishing Formulations and Methods of Using Same」と題した２０１２年２月１５日出願の米国仮特許出願第６１／５９９，１６２号、Jun Liu、Jeffrey A. Barnes、Laisheng Sun及びElizabeth Thomasの、「Low pH Post-CMP Residue Removal Composition and Method of Use」と題した２０１２年５月２４日出願の米国仮特許出願第６１／６５１，２８７号、Jun Liu、Jeffrey A. Barnes、Laisheng Sun及びElizabeth Thomasの、「Low pH Post-CMP Residue Removal Composition and Method of Use」と題した２０１２年６月７日出願の米国仮特許出願第６１／６５６，９９２号、及びJun Liu、Jeffrey A. Barnes、Emanuel I. Cooper、Laisheng Sun、Elizabeth Thomas及びJason Changの、「Post-CMP Removal Using Compositions Comprising Surfactant」と題した２０１２年６月１８日出願の米国仮特許出願第６１／６６１，１６０号に対する優先権を主張し、上記各出願は参照により全体が本明細書に組み込まれる。
【０００２】
[0002]  本発明は、自身上に残渣及び／又は汚染物質を有するマイクロ電子デバイスからそれらを実質的かつ効率的に洗浄するアミン不含組成物に関する。
【背景技術】
【０００３】
[0003]  銅の方が伝導性が高く、それは相互接続性能の大幅な改善につながるので、集積回路（ＩＣ）製造業者が先進のマイクロ電子機器用途にはアルミニウム及びアルミニウム合金を銅に代替していることは周知である。また、銅をベースとした相互接続部はアルミニウムより耐エレクトロマイグレーション性に優れ、それにより相互接続の信頼性が改善される。それはそれとして、銅を導入するには、特定の難問に直面する。例えば、二酸化珪素（ＳｉＯ２）及び他の誘電体材料に対する銅（Ｃｕ）の接着性は、一般に不良である。接着不良の結果、製造プロセス中にＣｕが隣接する膜から層間剥離してしまう。また、Ｃｕイオンは電気的バイアスでＳｉＯ２中に拡散し、誘電体中のＣｕ濃度が非常に低くても、Ｃｕ線間の誘電体漏電が増加する。また、能動デバイスが位置する下地のシリコン中に銅が拡散すると、デバイスの性能が低下することがある。
【０００４】
[0002]  二酸化珪素（ＳｉＯ２）及び他の金属間誘電体（ＩＭＤ）／レベル間誘電体（ＩＬＤ）中の銅の高い拡散性という問題は、大きな懸念のままである。この問題に対応するために、銅を封入し、銅原子の拡散を阻止する適切なバリア層で、集積回路基板を被覆しなければならない。導電性材料と非導電性材料の両方を含むバリア層は通常、パターン化された誘電体層上に、銅を付着させる前に形成される。バリア層の通常の材料にはタンタル（Ｔａ）、窒化タンタル（ＴａＮｘ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、ルテニウム（Ｒｕ）、コバルト（Ｃｏ）、モリブデン（Ｍｏ）、レニウム（Ｒｈ）、及びその合金が含まれる。
【０００５】
[0003]  ディープサブミクロンの半導体を製造する際に、銅のダマシンプロセスを使用して、低ｋ誘電体層中に導電性の銅線及びバイアを形成する。ダマシンプロセスの１つの重要なステップは、誘電体層表面上の余分な銅を除去する銅の化学機械研磨（ＣＭＰ）である。ＣＭＰプロセスは、ＣＭＰスラリーが存在する状態で制御された圧力及び温度の下、湿潤研磨パッドに対して半導体デバイスの薄く平坦な基板を保持し、回転することを含む。スラリーは、特定のＣＭＰプロセス及び要件に対して適宜、研磨材料及び化学添加剤を含有する。ＣＭＰプロセスの後、研磨スラリー、スラリーに添加された化学物質、及び研磨スラリーの反応副産物からの粒子で構成された汚染物質が、ウェーハ表面上に残る。汚染物質はすべて、マイクロ電子デバイスの製造プロセスの別のステップの前に、デバイス信頼性の低下及びデバイスへの欠陥の導入を回避するために除去しなければならない。これらの汚染物質の粒子は０．３μｍより小さいことが多い。
【０００６】
[0004]  これに関する１つの特定の問題は、ＣＭＰ処理後にマイクロ電子デバイス基板上に残される残渣である。このような残渣には、ＣＭＰ材料及びベンゾトリアゾール（ＢＴＡ）などの腐食防止剤化合物がある。除去しない場合、これらの残渣は銅線に損傷を引き起こすか、又は銅の金属被覆を大幅に粗くし、さらにＣＭＰ後にデバイス基板上に適用される層の接着不良を引き起こすことがある。銅の金属被覆が極度に粗くなることが特に問題になる。何故なら、過度に粗い銅は、製品のマイクロ電子デバイスの電気的性能を不良にすることがあるからである。そのために、ＣＭＰ後の残渣及び汚染物質を除去するＣＭＰ後除去用組成物が開発されている。
【０００７】
[0005]  従来の洗浄技術は、汚染物質を除去するために、メガソニックス、ジェッティング又はブラシ掛けと組み合わせて、ウェーハ表面上で水酸化アンモニウム系のアルカリ性溶液などの洗浄溶液の流体流を使用する。上記洗浄溶液は、ウェーハ表面を攻撃するか、又はウェーハから剥がれた汚染物質を除去する前に汚染物質と反応することによって汚染物質を除去する。不都合なことに、汚染物質には、洗浄溶液中の化学成分に化学的に不活性なものもある。さらに、当技術分野で知られているアミン含有洗浄溶液は臭いがして、工場内にアミン蒸気を放出し、これがフォトレジストの作用を阻害することがある。
【０００８】
[0006]  マイクロ電子デバイスをＣＭＰ後に洗浄し、ＣＭＰ残渣及び汚染物質を上記デバイスの表面から実質的に欠陥がなく実質的に引っ掻き傷がない状態で除去するために、改良されたアミン不含組成物を提供すると、当技術分野で大きな前進となる。水性組成物は、露出した低ｋ誘電体材料及び相互接続部及びバイア材料、例えば、銅及び／又はアルミニウム含有材料を損傷せずに、デバイスの表面からの残渣及び汚染物質の実質的な除去を実現する。
【発明の概要】
【０００９】
[0007]  本発明は、一般的に、自身上に残渣及び汚染物質を有するマイクロ電子デバイスから上記残渣及び／又は汚染物質を洗浄するアミン不含組成物及びプロセスに関する。一態様では、本明細書に記載する組成物は、少なくとも１つの酸化剤、少なくとも１つの錯化剤、少なくとも１つの塩基性化合物、少なくとも１つの緩衝剤、及び水を含むか、それらで構成されるか、又は基本的にそれらで構成され、組成物は化学機械研磨プロセスに通常使用されるアミン、第四塩基、フッ化物含有供給源、研磨材を実質的に有しない。任意選択で、洗浄用組成物はさらに少なくとも１つの溶媒和物、少なくとも１つの界面活性剤、又はその両方を含むことができる。残渣はＣＭＰ後の残渣を含むことがある。
【００１０】
[0008]  別の態様では、本発明は、１つ又は複数の容器内に以下のアミン不含組成物を形成する試薬のうち１つ又は複数を含むキットに関し、該１つ又は複数の試薬は、少なくとも１つの酸化剤、少なくとも１つの錯化剤、少なくとも１つの塩基性化合物、少なくとも１つの緩衝剤、及び水からなる群から選択され、組成物は化学機械研磨プロセスに通常使用されるアミン、第四塩基、フッ化物含有供給源、及び研磨材を実質的に有せず、キットは、自身上にＣＭＰ後の残渣及び汚染物質を有するマイクロ電子デバイスから上記残渣及び汚染物質を洗浄するのに適切なアミン不含組成物を形成するようになっている。少なくとも１つの酸化剤は、洗浄装置にて、又はその上流でアミン不含組成物に添加することができる。
【００１１】
[0009]  さらに別の態様では、本発明は、自身上に残渣及び汚染物質を有するマイクロ電子デバイスから上記残渣及び汚染物質を洗浄する方法に関し、該方法は、上記残渣及び汚染物質をマイクロ電子デバイスから少なくとも部分的に洗浄するのに十分な時間だけ、マイクロ電子デバイスをアミン不含組成物に接触させることを含み、アミン不含組成物は少なくとも１つの酸化剤、少なくとも１つの錯化剤、少なくとも１つの塩基性化合物、少なくとも１つの緩衝剤、及び水を含み、組成物は化学機械研磨プロセスに通常使用されるアミン、第四塩基、フッ化物含有供給源、及び研磨材を実質的に有しない。残渣はＣＭＰ後の残渣を含むことがある。
【００１２】
[0010]  別の態様では、本発明は、ＣＭＰ後の残渣及び汚染物質を有するマイクロ電子デバイスからそれらを除去する方法に関し、該方法は、
マイクロ電子デバイスをＣＭＰスラリーで研磨するステップと、
少なくとも１つの酸化剤、少なくとも１つの錯化剤、少なくとも１つの塩基性化合物、少なくとも１つの緩衝剤、及び水を含むアミン不含組成物にマイクロ電子デバイスを接触させるステップとを含み、組成物は、マイクロ電子デバイスからＣＭＰ後の残渣及び汚染物質を実質的に除去するのに十分な時間だけ、化学機械研磨プロセスに通常使用されるアミン、第四塩基、フッ化物含有供給源、及び研磨材を実質的に有しない。
【００１３】
[0011]  さらに別の態様では、本発明は、自身上に残渣及び汚染物質を有するマイクロ電子デバイスを洗浄する方法に関し、該方法は、自身上に残渣及び汚染物質を有するマイクロ電子デバイスからそれらを除去するのに十分な時間、マイクロ電子デバイスをアミン不含組成物に接触させるステップを含み、上記組成物は少なくとも１つの酸化剤、少なくとも１つの錯化剤、少なくとも１つの塩基性化合物、少なくとも１つの緩衝剤、及び水を含み、組成物は、化学機械研磨プロセスで通常使用されるアミン、第四塩基、フッ化物含有供給源、及び研磨材を実質的に有しない。
【００１４】
[0012]  さらに別の態様では、本発明は自身上にＣＭＰ後の残渣及び汚染物質を有するマイクロ電子デバイスを洗浄方法に関し、該方法は、自身上にＣＭＰ後の残渣及び汚染物質を有するマイクロ電子デバイスからそれらを除去するのに十分な時間、マイクロ電子デバイスをアミン不含組成物に接触させるステップを含み、上記組成物は少なくとも１つの酸化剤、少なくとも１つの錯化剤、少なくとも１つの塩基性化合物、少なくとも１つの緩衝剤、及び水を含み、組成物は化学機械研磨プロセスで通常使用されるアミン、第四塩基、フッ化物含有供給源、及び研磨材を実質的に有しない。
【００１５】
[0013]  別の態様では、本発明は、マイクロ電子デバイスの製造方法に関し、該方法は、自身上にＣＭＰ後の残渣及び汚染物質を有するマイクロ電子デバイスから上記残渣及び汚染物質を少なくとも部分的に洗浄するのに十分な時間、マイクロ電子デバイスを本明細書に記載するアミン不含洗浄用組成物に接触させるステップを含む。
【００１６】
[0014]  本発明のさらに別の態様は、本明細書で述べた方法及び／又は組成物を使用して、自身上にＣＭＰ後の残渣及び汚染物質を有するマイクロ電子デバイスから上記残渣及び汚染物質を洗浄するステップを含む本発明の方法を使用して作成された改良型のマイクロ電子デバイス、及びそれを組み込んだ製品、及び任意選択でマイクロ電子デバイスを製品に組み込むことに関する。
【００１７】
[0015]  本発明の別の態様は、アミン不含洗浄用組成物、マイクロ電子デバイスウェーハ、及びＣＭＰ後の残渣及び汚染物質を含む製造物に関し、アミン不含洗浄用組成物は、少なくとも１つの酸化剤、少なくとも１つの錯化剤、少なくとも１つの塩基性化合物、少なくとも１つの緩衝剤、及び水を含み、組成物は、化学機械研磨プロセスに通常使用されるアミン、第四塩基、フッ化物含有供給源、及び研磨剤を実質的に有しない。
【００１８】
[0016]  本発明の他の態様、特徴及び利点は、以降の開示及び特許請求の範囲からさらに十分に明らかになる。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
[0017]  本発明は、一般的に、自身上にＣＭＰ後の残渣及び汚染物質を有するマイクロ電子デバイスから上記残渣及び汚染物質を洗浄するアミン不含組成物に関する。洗浄用組成物は露出した材料と相溶性である一方、マイクロ電子デバイスの表面からＣＭＰ後の残渣及び汚染物質を実質的に除去する。
【００２０】
[0018]  参照を容易にするために、「マイクロ電子デバイス」は、マイクロ電子機器、集積回路、又はコンピュータチップ用途に使用するように製造された半導体基板、フラットパネルディスプレイ、相転移メモリデバイス、ソーラーパネル及び他の製品、例えば、ソーラー基板、光電装置、及び微小電子機械システム（ＭＥＭＳ）に対応する。「マイクロ電子デバイス」という用語は、いかなる意味でも限定するものではなく、最終的にマイクロ電子デバイス又はマイクロ電子アセンブリになる任意の基板を含むことを理解されたい。
【００２１】
[0019]  本明細書で使用する「残渣」は、マイクロ電子デバイスの製造中に発生する粒子に対応し、これはプラズマエッチング、アッシング、化学機械研磨、ウェットエッチング、及びそれらの組み合わせを含むが、これらに限定されない。
【００２２】
[0020]  本明細書で使用する「汚染物質」は、例えばベンゾトリアゾール（ＢＴＡ）などのＣＭＰスラリー中に存在する化学物質、研磨スラリーの反応副産物、ウェットエッチング組成物中に存在する化学物質、ウェットエッチング組成物の反応副産物、及びＣＭＰプロセス、ウェットエッチング、プラズマエッチング又はプラズマアッシングプロセスの副産物である任意の他の物質に対応する。
【００２３】
[0021]  本明細書で使用する「ＣＭＰ後の残渣」は、研磨スラリーからの粒子、例えば、シリカ含有粒子、スラリー中に存在する化学物質、研磨スラリーの反応副産物、炭素が豊富な粒子、研磨パッドの粒子、ブラシで分離した粒子、構成粒子の機器材料、銅、酸化銅、有機残渣、及びＣＭＰプロセスの副産物である任意の他の物質に対応する。
【００２４】
[0022]  本明細書に定義するように、「低ｋ誘電体材料」は、層状マイクロ電子デバイスの誘電体材料として使用される任意の材料に対応し、材料は約３．５未満の比誘電率を有する。低ｋ誘電体材料は極性が低い材料を含むことが好ましく、例えば、シリコン含有有機ポリマー、シリコン含有ハイブリッド有機／無機材料、有機珪酸塩ガラス（ＯＳＧ）、ＴＥＯＳ、フッ化珪酸塩ガラス（ＦＳＧ）、二酸化珪素、炭素ドープ酸化物（ＣＤＯ）ガラス、Novellus Systems, Inc.のＣＯＲＡＬ（商標）、Applied Materials, Inc.のＢＬＡＣＫ  ＤＩＡＭＯＮＤ（商標）、Dow Corning, Inc.のＳｉＬＫ（商標）、及びNanopore, Inc.のＮＡＮＯＧＬＡＳＳ（商標）などである。低ｋ誘電体材料は密度及び多孔率が変動してもよいことを理解されたい。
【００２５】
[0023]  本明細書に定義するように、「クリーンなアミン不含組成物」は、自身上にＣＭＰ後及び／又は汚染物質を有するマイクロ電子デバイスと接触する直前のアミン不含組成物に対応する。
【００２６】
[0024]  本明細書に定義するように、「錯化剤」という用語は、当業者が、錯化剤、キレート剤及び／又は金属イオン封鎖剤であると理解する化合物を含む。錯化剤は、本発明の組成物を使用して除去される金属原子及び／又は金属イオンと化学的に結合するか、又はそれを物理的に保持する。
【００２７】
[0025]  本明細書に定義するように、「バリア材料」という用語は、例えば銅の相互接続部などの金属線を封止して、誘電体材料への例えば銅などの上記金属の拡散を最小化するために当技術分野で使用される任意の材料に対応する。従来のバリア層材料はタンタル又はチタン、その窒化物及び珪化物、及びその合金を含む。直接めっき可能な拡散バリアとして働くことができる候補材料には、ルテニウム（Ｒｕ）、コバルト（Ｃｏ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、レニウム（Ｒｈ）、及びその合金が含まれる。
【００２８】
[0026]  本明細書で使用するように、「約」という用語は、表示された値の±５％に対応するものとする。
【００２９】
[0027]  「実質的に有しない」とは、本明細書では、２ｗｔ％未満、好ましくは１ｗｔ％未満、より好ましくは０．５ｗｔ％未満、より好ましくは０．１ｗｔ％未満、最も好ましくは０ｗｔ％であると定義される。
【００３０】
[0028]  本明細書に定義するように、「エッチング後の残渣」という用語は、気相プラズマエッチングプロセス、例えばＢＥＯＬデュアルダマシンプロセスの後に残る物質に対応する。エッチング後の残渣は、有機質、有機金属、有機珪質、又は無機質の性質であってもよく、例えば、シリコン含有物質、炭素系有機物質、及び酸素及びフッ素を含むエッチングガスの残渣であってよいが、これらに限定されない。本明細書で使用する「アッシュ後の残渣」という用語は、硬化したフォトレジスト及び／又は底部反射防止コーティング（ＢＡＲＣ）材料を除去するための酸化又は還元プラズマアッシング後に残る物質に対応する。アッシュ後の残渣は有機質、有機金属、有機珪質、又は無機質の性質でよい。
【００３１】
[0029]  組成物が水性である場合、水酸化アンモニウム（ＮＨ４ＯＨ）をアンモニア（ＮＨ３）と区別なく使用できることが、当業者には理解される。
【００３２】
[0030]  本発明では、「アミン」という用語は少なくとも１つの第一、第二、又は第三アミンと定義されるが、但し、（ｉ）アミド基、（ｉｉ）カルボン酸基及びアミン基（例えばアミノ酸）を含む種、（ｉｉｉ）アンモニア、（ｉｖ）アミン基を含む界面活性剤、及び（ｖ）アミン−Ｎ−酸化物は、本発明による「アミン」とは見なされない。アミンの式はＮＲ１Ｒ２Ｒ３で表すことができ、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は相互に同じであっても、又は異なっていてもよく、水素、直鎖状又は分岐状Ｃ１−Ｃ６アルキル（例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル）、Ｃ６−Ｃ１０アリル（例えばベンジル）、直鎖状又は分岐状Ｃ１−Ｃ６アルカノール（例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール）、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される。
【００３３】
[0031]  自身上に上記残渣及び汚染物質を有するマイクロ電子デバイスから上記残渣及び汚染物質を洗浄する場合、本明細書で使用する「適合性」とは、マイクロ電子デバイスから上記残渣／汚染物質を少なくとも部分的に除去することに相当する。洗浄効率は、マイクロ電子デバイス上の対象物の減少によって等級付けられる。例えば、原子間力顕微鏡を使用して洗浄前及び洗浄後分析を実施することができる。サンプル上の粒子は、ある範囲のピクセルとして登録することができる。ヒストグラム（例えばＳｉｇｍａ  Ｓｃａｎ  Ｐｒｏ）を適用して、特定の強度、例えば２３１〜２３５のピクセルをフィルタリングし、粒子の数をカウントすることができる。粒子の減少は下式を使用して計算することができる。
洗浄効率＝｛（洗浄前の対象物の数−洗浄後の対象物の数）／洗浄前の対象物の数｝×１００
洗浄効率を判定する方法は、例示のためにのみ提供され、これに限定されるものではないことに留意されたい。あるいは、洗浄効率は粒子状物質によって覆われた総表面のパーセンテージと見なすことができる。例えば、ｚ面の走査を実行して、特定の高さ閾値より上の該当するトポグラフィ区域を識別し、次に上記該当区域に覆われた表面全体の面積を計算するように、ＡＦＭをプログラムすることができる。洗浄後に上記該当区域によって覆われる区域が小さいほど、洗浄用組成物が効果的であることが当業者には容易に理解されよう。本明細書に記載する組成物を使用して、マイクロ電子デバイスから少なくとも７５％の残渣／汚染物質が除去されることが好ましく、より好ましくは少なくとも９０％、より好ましくは少なくとも９５％、最も好ましくは少なくとも９９％の残渣／汚染物質が除去されることが好ましい。
【００３４】
[0032]  本発明の組成物は、以降でさらに詳細に述べるように、多種多様な個別の配合で実現することができる。
【００３５】
[0033]  このような組成物ではすべて、組成物の個々の成分をゼロの下限を含む重量百分率の範囲に関して検討されるが、このような成分は組成物の様々な個々の実施形態で存在するか存在しないことがあり、このような成分が存在する場合、このような成分を使用する組成物の総重量に基づき、わずか０．００１重量パーセントの濃度で存在し得ることが理解されよう。
【００３６】
[0034]  第１の態様では、本発明は、ＣＭＰ後の残渣及び汚染物質を洗浄するアミン不含組成物に関し、上記第１の組成物は少なくとも１つの酸化剤、少なくとも１つの錯化剤、少なくとも１つの塩基性化合物、少なくとも１つの緩衝剤、及び水を含む。任意選択で、第１の組成物はさらに少なくとも１つの溶媒和物、少なくとも１つの界面活性剤、又はそれらの組み合わせを含むことができる。第１の組成物の成分は、組成物の総重量に基づき、以下の範囲の重量パーセントで存在する。
【表１】
2015512971.tif 000002
希釈後、当業者には容易に理解されるように、濃縮された第１の組成物中の成分の重量パーセント値は希釈因数のファクタとして変化する。
【００３７】
[0035]  一実施形態では、第１の組成物は少なくとも１つの酸化剤、少なくとも１つの錯化剤、少なくとも１つの塩基性化合物、少なくとも１つの緩衝剤、及び水を含むか、それらで構成されるか、又は基本的にそれらで構成される。別の実施形態では、第１の組成物は少なくとも１つの酸化剤、少なくとも１つの錯化剤、少なくとも１つの塩基性化合物、少なくとも１つの緩衝剤、少なくとも１つの溶媒和物、及び水を含むか、それらで構成されるか、又は基本的にそれらで構成される。さらに別の実施形態では、第１の組成物は少なくとも１つの酸化剤、少なくとも１つの錯化剤、少なくとも１つの塩基性化合物、少なくとも１つの界面活性剤、少なくとも１つの緩衝剤、及び水を含むか、それらで構成されるか、又は基本的にそれらで構成される。さらに別の実施形態では、第１の組成物は少なくとも１つの酸化剤、少なくとも１つの錯化剤、少なくとも１つの塩基性化合物、少なくとも１つの界面活性剤、少なくとも１つの溶媒和物、少なくとも１つの緩衝剤、及び水を含むか、それらで構成されるか、又は基本的にそれらで構成される。水はイオン除去することが好ましい。少なくとも１つの酸化剤を洗浄装置のすぐ上流に、又は洗浄装置に添加できることを理解されたい。
【００３８】
[0036]  本発明の広範囲の実施において、第１の組成物のｐＨ範囲は約２．５〜約１２の範囲である。洗浄される表面の性質に応じて、例えば約２．５〜７の範囲にあるわずかに酸性の第１の組成物が好ましいこともあり、例えば７〜約１２の範囲にあるわずかに塩基性の第１の組成物が好ましいこともある。
【００３９】
[0037]  本明細書に記載する組成物は、エッチング後の残渣除去、アッシュ後の残渣除去、表面の準備、めっき後洗浄、ＣＭＰ後の残渣除去、銅シードのエッチング／洗浄、シリコンバイア貫通（ＴＳＶ）洗浄、ＭＥＭＳ洗浄、及びコバルト及びコバルト合金の表面洗浄を含むが、これらに限定されない用途に有用性を有することがある。
【００４０】
[0038]  想定される塩基性化合物にはアルカリ金属水酸化物、水酸化アンモニウム、及びそれらの組み合わせが含まれ、アルカリ金属水酸化物にはＫＯＨ、ＣｓＯＨ、及びそれらの組み合わせが含まれる。第１の組成物の塩基性化合物はＫＯＨを含むことが好ましい。
【００４１】
[0039]  本明細書で想定される錯化剤には、その塩の少なくとも１つのＣＯＯＨ基又はカルボキシレート基を含む有機酸が含まれ、それには乳酸、マレイン酸、アスコルビン酸、リンゴ酸、クエン酸、安息香酸、フマル酸、コハク酸、シュウ酸、マロン酸、マンデル酸、無水マレイン酸、フタル酸、アスパラギン酸、グルタミン酸、グルタル酸、グリコール酸、グリオキシル酸、フェニル酢酸、キナ酸、ピロメリト酸、酒石酸、テレフタル酸、トリメリト酸、トリメシン酸、グルコン酸、グリセリン酸、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、アクリル酸、アジピン酸、イタコン酸、グルクロン酸、グリシン、リシン、β−アラニン、ヒスチジン、フェニルアラニン、システイン、ロイシン、セリン、８−ヒドロキシキノリン、２，４−ペンタンジオン、ベンゼテトラカルボン酸、ピルビン酸、タンニン酸、スルファニル酸、２−ヒドロキシホスホノカルボン酸（ＨＰＡＡ）、ピロカテコール、ピロガロール、没食子酸、タンニン酸、エチレンジアミンテトラ酢酸（ＥＤＴＡ）、ジエチレントリアミンペンタ酢酸（ＤＴＰＡ）、（１，２−シクロヘキシレンジニトリロ）四酢酸（ＣＤＴＡ）、イミノ二酢酸、２−ホスホノブタン−１，２，４−トリカルボン酸（ＰＢＴＣＡ）、他の脂肪族及び芳香族カルボン酸、その塩、さらに以上の酸の組み合わせが含まれるが、これらに限定されない。代替物又は追加物として、想定される他の錯化剤にはホスホン酸及びその誘導体（例えばヒドロキシエチリデンジホスホン酸（ＨＥＤＰ）、１−ヒドロキシエタン−１，１−ジホスホン酸、ニトリロ−トリス（メチレンホスホン酸）、サリチル酸、ｐ−トルエンスルホン酸、スルホサリチル酸及びその誘導体、及びその任意の組み合わせが含まれる。第１の組成物の錯化剤は、クエン酸、ＨＥＤＰ、スルホサリチル酸、及びその任意の組み合わせを含むことが好ましい。
【００４２】
[0040]  想定される酸化剤にはオゾン、硝酸、気泡、シクロヘキシルアミノスルホン酸、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）、ＦｅＣｌ３（水和物及び非水和物の両方）、オキソン（２ＫＨＳＯ５・ＫＨＳＯ４・Ｋ２ＳＯ４）、アンモニウム多原子塩（例えばペルオキソ一硫酸アンモニウム、亜塩素酸アンモニウム（ＮＨ４ＣｌＯ２）、塩素酸アンモニウム（ＮＨ４ＣｌＯ３）、ヨウ素酸アンモニウム（ＮＨ４ＩＯ３）、過ホウ酸アンモニウム（ＮＨ４ＢＯ３）、過塩素酸アンモニウム（ＮＨ４ＣｌＯ４）、過ヨウ素酸アンモニウム（ＮＨ４ＩＯ３）、過硫酸アンモニウム（（ＮＨ４）２Ｓ２Ｏ８）、次亜塩素酸アンモニウム（ＮＨ４ＣｌＯ））、過ホウ酸ナトリウム（ＮａＢＯ３）、ナトリウム多原子塩（例えば過硫酸ナトリウム（Ｎａ２Ｓ２Ｏ８）、次亜塩素酸ナトリウム（ＮａＣｌＯ））、カリウム多原子塩（例えばヨウ素酸カリウム（ＫＩＯ３）、過マンガン酸カリウム（ＫＭｎＯ４）、過硫酸カリウム、過硫酸カリウム（Ｋ２Ｓ２Ｏ８）、次亜塩素酸カリウム（ＫＣｌＯ））、テトラメチルアンモニウム多原子塩（例えば塩化テトラメチルアンモニウム（（Ｎ（ＣＨ３）４）ＣｌＯ２）、塩化テトラメチルアンモニウム（（Ｎ（ＣＨ３）４）ＣｌＯ３）、ヨウ素酸テトラメチルアンモニウム（（Ｎ（ＣＨ３）４）ＩＯ３）、過ホウ酸テトラメチルアンモニウム（（Ｎ（ＣＨ３）４）ＢＯ３）、過塩素酸テトラメチルアンモニウム（（Ｎ（ＣＨ３）４）ＣｌＯ４）、過ヨウ素酸テトラメチルアンモニウム（（Ｎ（ＣＨ３）４）ＩＯ４）、過硫酸テトラメチルアンモニウム（（Ｎ（ＣＨ３）４）Ｓ２Ｏ８））、テトラブチルアンモニウム多原子塩（例えばペルオキソ一硫酸テトラブチルアンモニウム）、ペルオキソ硫酸、硝酸第二鉄（Ｆｅ（ＮＯ３）３）、アミン−Ｎ−オキシド（例えばＮ−メチルモルフォリン−Ｎ−オキシド（ＮＭＭＯ））；トリメチルアミン−Ｎ−オキシド：トリエチルアミン−Ｎ−オキシド；ピリジン−Ｎ−オキシド；Ｎ−エチルモルフォリン−Ｎ−オキシド；Ｎ−メチルピロリジン−Ｎ−オキシド；Ｎ−エチルピロリジン−Ｎ−オキシド）過酸化尿素（（ＣＯ（ＮＨ２）２）Ｈ２Ｏ２）、過酢酸（ＣＨ３（ＣＯ）ＯＯＨ）、過ヨウ素酸、重クロム酸カリウム、塩素酸カリウム、２−ニトロフェノール、１，４−ベンゾキノン、ペルオキシ安息香酸、ペルオキシフタル酸塩、酸化バナジウム（例えばＶＯ２、Ｖ６Ｏ１３）、メタバナジウム酸アンモニウム、タングステン酸アンモニウム、硝酸ナトリウム、硝酸カリウム、硝酸アンモニウム、硝酸ストロンチウム、硫酸、及びそれらの組み合わせが含まれる。第１の組成物の酸化剤は過酸化水素、ＮＭＭＯ、尿素過酸化水素、及びそれらの組み合わせを含むことが好ましい。
【００４３】
[0041]  緩衝剤は、希釈及び製造中に第１の組成物を安定させ、さらに当業者に容易に判定されるように、適切な組成物のｐＨを達成するために添加される。想定される緩衝剤にはリン酸二カリウム、炭酸カリウム、ホウ酸、リシン、プロリン、β−アラニン、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、ジエチレントリアミン五酢酸（ＤＴＰＡ）、ジメチルグリオキシム、第二リン酸塩（例えば（ＮＨ４）Ｈ２ＰＯ４、Ｋ２ＨＰＯ４）、第三リン酸塩（例えば（ＮＨ４）３ＰＯ４、Ｋ３ＰＯ４）、第二及び第三リン酸塩の混合物（例えばＫ２ＨＰＯ４／Ｋ３ＰＯ４）、第二及び第三炭酸塩の混合物（例えばＫ２ＣＯ３／ＫＨＣＯ３）、ヒドロキシエチリデンジホスホン酸（ＨＥＤＰ）、及びそれらの組み合わせが含まれるが、これらに限定されない。好ましい緩衝剤には第二リン酸塩（例えば（ＮＨ４）Ｈ２ＰＯ４、Ｋ２ＨＰＯ４）、第三リン酸塩（例えば（ＮＨ４）３ＰＯ４、Ｋ３ＰＯ４）、第二及び第三リン酸塩の混合物（例えばＫ２ＨＰＯ４／Ｋ３ＰＯ４）、ＨＥＤＰ、及びそれらの組み合わせが含まれる。
【００４４】
[0042]  存在する場合、想定される溶媒和物には２−ピロリジノン、１−（２−ヒドロキシエチル）−２−ピロリジノン、グリセロール、１，４−ブタンジオール、テトラメチレンスルホン（スルホラン）、ジメチルスルホン、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル（すなわち、ブチルカルビトール）、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、エチレングリコールフェニルエーテル、プロピレングリコール、メチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテル（ＤＰＧＭＥ）、トリプロピレングリコールメチルエーテル（ＴＰＧＭＥ）、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールエチルエーテル、プロピレングリコールｎ−プロピルエーテル、ジプロピレングリコールｎ−プロピルエーテル（ＤＰＧＰＥ）、トリプロピレングリコールｎ−プロピルエーテル、プロピレングリコールｎ−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールｎ−ブチルエーテル、トリプロピレングリコールｎ−ブチルエーテル、プロピレングリコールフェニルエーテル、及びそれらの組み合わせが含まれるが、これらに限定されない。存在する場合、第１の組成物の溶媒和物はスルホラン（テトラメチレンスルホン）、１−（２−ヒドロキシエチル）−２−ピロリジノン、及びそれらの組み合わせを含むことが好ましい。
【００４５】
[0043]  存在する場合、本明細書に記載する組成物に使用する界面活性剤には両性塩、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、両性イオン系界面活性剤、ノンイオン系界面活性剤、及びそれらの組み合わせが含まれるが、これらに限定されず、これには、デシルホスホン酸、ドデシルホスホン酸（ＤＤＰＡ）、テトラデシルホスホン酸、ヘキサデシルホスホン酸、ビス（２−エチルヘキシル）リン酸、オクタデシルホスホン酸、過フルオロヘプタン酸、プレフルオロデカン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、ホスホノ酢酸、ドデシルベンゼンスルホン酸（ＤＤＢＳＡ）、他のＲ１ベンゼンスルホン酸又はそれらの塩（Ｒ１が直鎖状又は分岐状Ｃ８−Ｃ１８アルキル基の場合）、ドデセニルコハク酸、ジオクタデシルリン酸水素塩、オクタデシルリン酸二水素塩、ドデシルアミン、ドデセニルコハク酸モノジエタノールアミド、ラウリン酸、パルミチン酸、オレイン酸、ビャクシン酸、１２ヒドロキシステアリン酸、オクタデシルホスホン酸（ＯＤＰＡ）、ドデシル燐酸塩が含まれるが、これらに限定されない。想定されるノンイオン系界面活性剤には、ポリオキシエチレンラウリルエーテル（Ｅｍａｌｍｉｎ  ＮＬ−１００（Ｓａｎｙｏ）、Ｂｒｉｊ  ３０、Ｂｒｉｊ  ９８、Ｂｒｉｊ  ３５）、ドデセニルコハク酸モノジエタノールアミド（ＤＳＤＡ、Ｓａｎｙｏ）、エチレンジアミンテトラキス（エトキシレート−ブロック−プロポキシレート）テトロール（Ｔｅｔｒｏｎｉｃ  ９０Ｒ４）、ポリエチレングリコール（例えばＰＥＧ４００）、ポリプロピレングリコール、ポリエチレン又はポリプロピレングリコールエーテル、酸化エチレン及び酸化プロピレン系のブロック共重合体（Ｎｅｗｐｏｌｅ  ＰＥ−６８（Ｓａｎｙｏ）、Ｐｌｕｒｏｎｉｃ  Ｌ３１、Ｐｌｕｒｏｎｉｃ  ３１Ｒ１、Ｐｌｕｒｏｎｉｃ  Ｌ６１、Ｐｌｕｒｏｎｉｃ  Ｆ−１２７）、ポリオキシプロピレンスクロースエーテル（ＳＮ００８Ｓ、Ｓａｎｙｏ）、ｔ−オクチルフェノキシポリエトキシエタノール（Ｔｒｉｔｏｎ  Ｘ１００）、１０−エトキシ−９，９−ジメチルデカン−１−アミン（ＴＲＩＴＯＮ（登録商標）ＣＦ−３２）、ポリオキシエチレン（９）ノニルフェニルエーテル、分岐状、ポリオキシエチレン（４０）、ノニルフェニルエーテル、分岐状、（例えば、ＩＧＥＰＡＬ  Ｃｏ  ８９０）、ジノニルフェニルポリオキシエチレン、ノニルフェノールアルコキシレート（例えば、ＳＵＲＦＯＮＩＣ  ＬＦ−４１）、ポリオキシエチレンソルビトールヘキサオレエート、ポリオキシエチレンソルビトールテトラオレエート、ポリエチレングリコールソルビタンモノオレエート（Ｔｗｅｅｎ  ８０）、ソルビタンモノオレエート（Ｓｐａｎ  ８０）、Ｔｗｅｅｎ  ８０とＳｐａｎ  ８０の組み合わせ、アルコールアルコキシレート（例えば、Ｐｌｕｒａｆａｃ  ＲＡ−２０）、アルキル−ポリグルコシド、エチルパーフルオロブチレート、１，１，３，３，５，５−ヘキサメチル−１，５−ビス［２−（５−ノルボルナン−２−イル）エチル］トリシロキサン、ＳＩＳ６９５２．０（Ｓｉｌｉｃｌａｄ、Ｇｅｌｅｓｔ）などの単量体オクタデシルシラン誘導体、ＰＰＩ−ＳＧ１０  Ｓｉｌｉｃｌａｄ  Ｇｌｉｄｅ  １０（Ｇｅｌｅｓｔ）などのシロ��サン変性ポリシラザン、シリコン−ポリエーテル共重合体、例えば、Ｓｉｌｗｅｔ  Ｌ−７７（Ｓｅｔｒｅ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ）、Ｓｉｌｗｅｔ  ＥＣＯ  Ｓｐｒｅａｄｅｒ（Ｍｏｍｅｎｔｉｖｅ）、及びエトキシ化フッ化界面活性剤（ＺＯＮＹＬ（登録商標）ＦＳＯ、ＺＯＮＹＬ（登録商標）ＦＳＮ−１００）が含まれるが、これらに限定されない。想定されるアニオン系界面活性剤には、臭化セチルトリメチルアンモニウム（ＣＴＡＢ）、スルホン酸ヘプタデカンフルオロオクタン、テトラエチルアンモニウム、塩化ステアリルトリメチルアンモニウム（Ｅｃｏｎｏｌ  ＴＭＳ−２８、Ｓａｎｙｏ）、４−（４−ジエチルアミノフェニルアゾ）−１−（４−ニトロベンジル）臭化ピリジウム、塩化セチルピリジニウム一水和物、塩化ベンズアルコニウム、塩化ベンゼトニウム、塩化ベンジルジメチルドデシルアンモニウム、塩化ベンジルジメチルヘキサデシルアンモニウム、臭化ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、塩化ジメチルジオクタデシルアンモニウム、塩化ドデシルトリメチルアンモニウム、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムｐ−スルホン酸トルエン、臭化ヂドデシルジメチルアンモニウム、塩化ジ（水素化タロー）ジメチルアンモニウム、臭化テトラヘプチルアンモニウム、臭化テトラキス（デシル）アンモニウム、Ａｌｉｑｕａｔ（登録商標）３３６及び臭化オキシフェノニウム、塩酸グアニジン（Ｃ（ＮＨ２）３Ｃｌ）又はトリフレート塩、例えばテトラブチルアンモニウムトリフルオロメタンスルフォネート、塩化ジメチルジオクタデシルアンモニウム、臭化ジメチルジヘキサデシルアンモニウム、塩化ジ（水素化タロー）ジメチルアンモニウム（例えば、Ａｒｑｕａｄ  ２ＨＴ−７５、Ａｋｚｏ  Ｎｏｂｅｌ）、及びポリオキシエチレン（１６）タローエチルモニウムエトスルフェート（例えば、ＣＲＯＤＡＱＵＡＴ  ＴＥＳ）が含まれるが、これらに限定されない。想定されるカチオン系界面活性剤には、ポリ（アクリル酸ナトリウム塩）、ポリアクリル酸アンモニウム（例えば、ＤＡＲＶＡＮ  ８２１Ａ）、ナトリウムポリオキシエチレンラウリルエーテル、ナトリウム、スルホコハク酸ジヘキシル、ドデシル硫酸ナトリウム、スルホコハク酸ジオクチル塩、２−スルホコハク酸塩、２，３−ジメルカプト−１−プロパンスルホン酸塩、スルホコハク酸ジシクロヘキシルナトリウム塩、ナトリウム７−エチル−２−メチル−４−硫酸ウンデシル（Ｔｅｒｇｉｔｏｌ  ４）、ＳＯＤＯＳＩＬ  ＲＭ０２、リン酸フッ化界面活性剤、例えば、Ｚｏｎｙｌ  ＦＳＪ及びＺＯＮＹＬ（登録商標）ＵＲ、フッ化界面活性剤、例えばＮＯＶＥＣ  ４３００、及びポリアクリレート、例えばＳＯＫＡＬＡＮ  ＣＰ１０Ｓが含まれるが、これらに限定されない。両性イオン界面活性剤にはアセチレンジオール又は変性アセチレンジオール（例えば、ＳＵＲＦＯＮＹＬ（登録商標）５０４）、エチレンオキシドアルキルアミン（ＡＯＡ−８、Ｓａｎｙｏ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルドデシルアミンＮ−オキシド、ナトリウムコカミンプロピネート（ＬｅｂｏｎＡｐｌ−Ｄ、Ｓａｎｙｏ）、３−（Ｎ，Ｎ−ジメチルミリスチルアンモニオ）プロパンスルホン酸、及び（３−（４−ヘプチル）フェニル−３−ヒドロキシプ��ピル）ジメチルアンモニオプロパンスルフォネートが含まれるが、これらに限定されない。第１の態様の組成物の少なくとも１つの界面活性剤はスルホン酸ドデシルベンゼン、ＰＥＧ４００、ＺＯＮＹＬ  ＦＳＯ、Ｔｗｅｅｎ  ８０、ＳＵＲＦＯＮＩＣ  ＬＦ−４１、ＩＧＥＰＡＬ  Ｃｏ  ８９０、ＤＡＲＶＡＮ  ８２１Ａ、ＮＯＶＥＣ  ４３００、ＣＲＯＤＡＱＵＡＴ  ＴＥＳ、ＰＬＵＲＯＮＩＣ  Ｆ−１２７、ＳＯＫＡＬＡＮ  ＣＰ１０Ｓ、及びそれらの組み合わせを含むことが好ましい。
【００４６】
[0044]  本明細書に記載する第１の組成物は、化学機械研磨プロセスで（洗浄開始前に）通常使用される研磨剤、フッ素含有供給源、アミン、第四アンモニウム塩基、及びその任意の組み合わせを実質的に有しないことが好ましい。第四アンモニウム塩基には式ＮＲ１Ｒ２Ｒ３Ｒ４ＯＨを有する化合物が含まれ、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は相互に同じ、又は異なってよく、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３又はＲ４のうち少なくとも１つが水素以外の成分でなければならないという条件で、水素、直鎖状又は分岐状Ｃ１−Ｃ６アルキル（例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、及びヘキシル）、及び置換又は非置換Ｃ６−Ｃ１０アリル、例えばベンジルからなる群から選択される。
【００４７】
[0045]  第１の組成物はさらに、高分子電解質（例えば、ポリアクリル酸、ポリ（アクリル−コ−マレイン酸）、１，２，４−トリアゾール及びその誘導体）、銅イオン供給源、及びそれらの組み合わせなどの洗浄添加剤を含むことができる。
【００４８】
[0046]  好ましい実施形態では、第１の組成物は、尿素過酸化水素、クエン酸、ＫＯＨ、少なくとも１つの界面活性剤、少なくとも１つの緩衝剤、及び水を含むか、それらで構成されるか、又は基本的にそれらで構成される。さらに別の好ましい実施形態では、第１の組成物は尿素過酸化水素、クエン酸、ＫＯＨ、少なくとも１つの界面活性剤、少なくとも１つの緩衝剤、スルホラン、及び水を含むか、それらで構成されるか、又は基本的にそれらで構成される。別の好ましい実施形態では、第１の組成物は、（ｉ）過酸化水素、尿素過酸化水素、ＮＭＭＯ、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される種を含む少なくとも１つの酸化剤、（ｉｉ）ＫＯＨを含む少なくとも１つの塩基性化合物、（ｉｉｉ）スルホラン、１−（２−ヒドロキシエチル）−２−ピロリジノン、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つの溶媒和物、（ｉｖ）第二リン酸塩を含む少なくとも１つの緩衝剤、（ｖ）５−スルホサリチル酸及びその誘導体、ＨＥＤＰ、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される種を含む少なくとも１つの錯化剤、（ｉｖ）及び水を含むか、それらで構成されるか、又は基本的にそれらで構成され、組成物は化学機械研磨プロセスに通常使用されるアミン、第四塩基、フッ素含有供給源、及び研磨剤を実質的に有せず、ｐＨは約７〜約１２の範囲である。第１の組成物は、５Åｍｉｎ−１未満の銅エッチング速度、及び２０％を超える、より好ましくは３０％を超える、最も好ましくは４０％を超えるＢＴＡ除去効率を有することが好ましい。
【００４９】
[0047]  第１の態様の一実施形態では、洗浄溶液として使用するために希釈することができる濃縮された第１の組成物が提供される。濃縮された組成物、すなわち、「濃縮物」によって、使用者、例えばＣＭＰプロセスエンジニアは、使用時点で濃縮物を所望の濃度及び酸性度まで希釈できるので有利である。濃縮された第１の組成物の希釈は、約１：１〜約２５００：１の範囲でよく、第１の組成物はツールにて、又はその直前で溶媒、例えば脱イオン水で希釈される。
【００５０】
[0048]  本明細書に記載する第１の組成物の重要な特徴は、組成物中に少量の非水性成分（水以外の成分）が存在することであり、これは重量で約２０％未満であることが多い。これは経済的利点である。何故なら、効果的な第１の組成物をさらに経済的に配合することができるからであり、これはＣＭＰ後の第１の組成物が大量に使用されるので重要なことである。さらに、第１の組成物は水性であるので、本明細書に記載する第１の組成物はさらに容易に処分される。第１の組成物の寿命が粒子の使用量にのみ依存し、したがって第１の組成物がリサイクル可能であることに留意されたい。
【００５１】
[0049]  さらに別の好ましい実施形態では、本明細書に記載する第１の組成物は少なくとも１つの酸化剤、少なくとも１つの錯化剤、少なくとも１つの塩基性化合物、少なくとも１つの緩衝剤、任意選択で少なくとも１つの界面活性剤、任意選択で少なくとも１つの溶媒和物、水、残渣及び／又は汚染物質を含むか、それらで構成されるか、又は基本的にそれらで構成される。重要なことは、本明細書に記載する第１の組成物中に残渣及び汚染物質を溶解及び／又は懸濁できることである。残渣はＣＭＰ後の残渣を含むことが好ましい。
【００５２】
[0050]  本明細書に記載する第１の組成物は、単純に個別の成分を添加し、均質な状態まで混合することによって容易に配合される。さらに、第１の組成物は、単一パッケージの配合、又は使用時点で、又はその前に混合される多成分配合として容易に配合することができ、例えば多成分配合の個々の部分をツールにて、又はツールの上流の保存タンク内で混合することができる。個々の成分の濃度は、本発明の広範囲の実施において、第１の組成物の固有の倍数で広範に変動させる、すなわち、さらに希釈するか、さらに濃縮することができ、第１の組成物は様々に、及び代替的に本明細書の開示と矛盾しない成分の任意の組み合わせを含むか、それらで構成されるか、又は基本的にそれらで構成できることが理解される。
【００５３】
[0051]  したがって、別の態様は、本発明の第１の態様の組成物を形成するように適合した１つ又は複数の成分を１つ又は複数の容器内に含むキットに関する。キットは、工場又は使用時点で追加の水、少なくとも１つの酸化剤、又はその両方と組み合わせるために、少なくとも１つの錯化剤、少なくとも１つの塩基性化合物、少なくとも１つの緩衝剤、任意選択で少なくとも１つの界面活性剤、任意選択で少なくとも１つの溶媒和物、及び水を１つ又は複数の容器内に含むことが好ましい。キットの容器は上記第１の組成物の保存及び輸送に適していなければならず、例えばＮＯＷＰａｋ（登録商標）容器（Advanced Technology Materials, Inc.、米国コネチカット州ダンベリ）である。
【００５４】
[0052]  第２の態様では、本発明はＣＭＰ後の残渣及び汚染物質を洗浄するアミン不含酸性組成物に関し、上記第２の組成物は、少なくとも１つの錯化剤、少なくとも１つのスルホン酸含有炭化水素、少なくとも１つの塩基性化合物、及び水を含む。任意選択で、第２の組成物はさらに少なくとも１つの分散剤、少なくとも１つの界面活性剤、少なくとも１つの酸化剤、又はその任意の組み合わせを含むことができる。第２の組成物の成分は、組成物の総重量に基づき、以下の重量パーセントの範囲で存在する。
【表２】
2015512971.tif 000003
希釈後、当業者には容易に理解されるように、濃縮された第２の組成物中の成分の重量パーセント値は希釈因数のファクタとして変化する。
【００５５】
[0053]  一実施形態では、第２の組成物は、少なくとも１つの錯化剤、少なくとも１つのスルホン酸含有炭化水素、少なくとも１つの塩基性化合物、及び水を含むか、それらで構成されるか、又は基本的にそれらで構成される。別の実施形態では、第２の組成物は少なくとも１つの錯化剤、少なくとも１つのスルホン酸含有炭化水素、少なくとも１つの分散剤、少なくとも１つの塩基性化合物、及び水を含むか、それらで構成されるか、又は基本的にそれらで構成される。さらに別の実施形態では、第２の組成物は少なくとも１つの錯化剤、少なくとも１つのスルホン酸含有炭化水素、少なくとも１つの塩基性化合物、少なくとも１つの界面活性剤、及び水を含むか、それらで構成されるか、又は基本的にそれらで構成される。さらに別の実施形態では、第２の組成物は少なくとも１つの錯化剤、少なくとも１つのスルホン酸含有炭化水素、少なくとも１つの塩基性化合物、少なくとも１つの界面活性剤、少なくとも１つの分散剤、及び水を含むか、それらで構成されるか、又は基本的にそれらで構成される。別の実施形態では、第２の組成物は少なくとも１つの錯化剤、少なくとも１つのスルホン酸含有炭化水素、少なくとも１つの分散剤、少なくとも１つの塩基性化合物、少なくとも１つの酸化剤、及び水を含むか、それらで構成されるか、又は基本的にそれらで構成される。水はイオン除去することが好ましい。塩基性化合物としてＫＯＨを使用することが好ましい。
【００５６】
[0054]  本発明の広範囲の実施において、第２の組成物のｐＨ範囲は約７．０未満、より好ましくは４．５未満、より好ましくは約１〜約４の範囲、最も好ましくは約２〜約３の範囲である。
【００５７】
[0055]  本明細書に記載する第２の組成物は、エッチング後の残渣除去、アッシュ後の残渣除去、表面の準備、めっき後洗浄、ＣＭＰ後の残渣除去、銅シードのエッチング／洗浄、シリコンバイア貫通（ＴＳＶ）洗浄、ＭＥＭＳ洗浄、及びコバルト及びコバルト合金の表面洗浄を含むが、これらに限定されない用途に有用性を有することがある。
【００５８】
[0056]  本明細書に記載する組成物に使用する例示的界面活性剤には、第１の組成物に関して本明細書で紹介したように、両性塩、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、両性イオン系界面活性剤、ノンイオン系界面活性剤、及びそれらの組み合わせが含まれるが、これらに限定されない。第２の組成物の少なくとも１つの界面活性剤はドデシルベンゼンスルホン酸、ドデシルホスホン酸、及びドデシルリン酸塩を含むことが好ましい。
【００５９】
[0057]  想定される塩基性化合物には、アルカリ金属水酸化物、水酸化アンモニウム、及びそれらの組み合わせが含まれ、アルカリ金属酸化物にはＫＯＨ、ＣｓＯＨ、及びそれらの組み合わせが含まれる。第２の組成物の塩基性化合物はＫＯＨを含むことが好ましい。
【００６０】
[0058]  本明細書に記載する第２の組成物に使用する分散剤は、マイクロ電子デバイスウェーハの表面で除去された残渣及び汚染物質の分散を増大させ、再付着を最小化するために含まれる。本明細書で想定される分散剤には、１５，０００未満の平均分子量を有するアクリル酸又はその塩を含有する有機ポリマーが含まれ、以降はこれを低分子量アクリル酸含有ポリマーと呼ぶ。低分子量アクリル酸含有ポリマーは、１５，０００未満、好ましくは約３，０００〜約１０，０００の平均分子量を有する。低分子量アクリル酸含有ポリマーは、基本的なアクリル酸又はアクリル酸塩モノマー単位を含むホモ重合体又は共重合体とすることができる。共重合体は基本的に任意の適切な他のモノマー単位を含むことができ、それには変性アクリル酸、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸、アコニット酸、メサコン酸、シトラコン酸、及びメチレンマロン酸又はその塩、無水マレイン酸、アルキレン、ビニルメチルエーテル、スチレン及びその任意の混合物が含まれる。市販の低分子量アクリル酸含有ホモ重合体などのポリ（アクリル）酸を含む好ましい分散剤には、商標名Ａｃｕｓｏｌ  ４４５（Ｒｏｈｍ  ａｎｄ  Ｈａａｓ、米国ペンシルバニア州フィラデルフィア）又はＳｏｋａｌｏｎで販売されているものが含まれる。
【００６１】
[0059]  本明細書で想定されるスルホン酸含有炭化水素には、直鎖状及び分岐状Ｃ１−Ｃ６アルカン、例えば、メタン、エタン、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、スルホン酸、直鎖状及び分岐状Ｃ２−Ｃ６アルケン、例えば、エタン、プロペン、ブタン、ペンテン、ヘキサン、スルホン酸、及び置換又は非置換Ｃ６−Ｃ１４アリルスルホン酸、及びそれらの塩、例えば、ナトリウム、カリウムなどが含まれる。スルホン酸含有炭化水素には、メタンスルホン酸（ＭＳＡ）、エタンスルホン酸、プロパンスルホン酸、ブタンスルホン酸、ペンタンスルホン酸、ヘキサンスルホン酸、エタンスルホン酸、トルエンスルホン酸、及びそれらの組み合わせが含まれる。スルホン酸含有炭化水素はＭＳＡを含むことが最も好ましい。
【００６２】
[0060]  本明細書で想定される錯化剤には、第１の組成物に関して以上で紹介した種が含まれる。第２の組成物の錯化剤はクエン酸を含むことが好ましい。
【００６３】
[0061]  本明細書で想定される酸化剤には、第１の組成物に関して以上で紹介した種が含まれる。酸化剤は過酸化水素又は尿素過酸化水素を含むことが好ましい。
【００６４】
[0062]  本発明の第２の組成物は、化学機械研磨プロセスで（洗浄を開始する前に）通常使用される研磨剤、フッ素含有供給源、アミン、第四アンモニア塩基、及びそれらの任意の組み合わせを実質的に有しないことが好ましい。第四アンモニア塩基は式ＮＲ１Ｒ２Ｒ３Ｒ４ＯＨを有する化合物を含み、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は相互に同じ、又は異なってよく、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３又はＲ４のうち少なくとも１つが水素以外の成分でなければならないという条件で、水素、直鎖状又は分岐状Ｃ１−Ｃ６アルキル（例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、及びヘキシル）、及び置換又は非置換Ｃ６−Ｃ１０アリル、例えばベンジルからなる群から選択される。
【００６５】
[0063]  第２の組成物はさらに、高分子電解質（例えば、ポリアクリル酸、ポリ（アクリル−コ−マレイン酸）、１，２，４−トリアゾール及びそれらの誘導体）、緩衝剤、溶媒和物、銅イオン供給源、及びそれらの組み合わせなどの洗浄添加剤を含むことができる。
【００６６】
[0064]  好ましい実施形態では、第２の組成物は、メタンスルホン酸、クエン酸、ＫＯＨ及び水を含むか、それらで構成されるか、又は基本的にそれらで構成される。さらに別の好ましい実施形態では、第２の組成物は、メタンスルホン酸、クエン酸、ＫＯＨ、過酸化水素、及び水を含むか、それらで構成されるか、又は基本的にそれらで構成される。
【００６７】
[0065]  第２の組成物は以下の配合で配合することができ、配合の活性成分は、組成物の総重量に基づき、以下の重量パーセントであり、残余は水である。
【表３】
2015512971.tif 000004
【００６８】
[0066]  一実施形態では、洗浄溶液として使用するために希釈することができる濃縮された第２の組成物が提供される。濃縮された第２の組成物、すなわち、「濃縮物」によって、使用者、例えばＣＭＰプロセスエンジニアは、使用時点で濃縮物を所望の濃度及び酸性度まで希釈できるので有利である。濃縮された第２の組成物の希釈は、約１：１〜約２５００：１の範囲でよく、第２の組成物はツールにて、又はその直前で溶媒、例えば脱イオン水で希釈される。希釈後に、本明細書で開示する組成物の重量パーセント比の範囲は不変のままであることを理解されたい。
【００６９】
[0067]  本明細書に記載する第２の組成物の重要な特徴は、組成物中に少量の非水性成分（水以外の成分）が存在することであり、これは重量で約１０％未満であることが多い。これは経済的利点である。何故なら、効果的な第２の組成物をさらに経済的に配合することができるからであり、これはＣＭＰ後の第２の組成物が大量に使用されるので重要なことである。さらに、第２の組成物は水性であるので、本明細書に記載する第２の組成物はさらに容易に処分される。第２の組成物の寿命が粒子の使用量にのみ依存し、したがって第２の組成物がリサイクル可能であることに留意されたい。
【００７０】
[0068]  さらに別の好ましい実施形態では、本明細書に記載する第２の組成物は、少なくとも１つの錯化剤、少なくとも１つのスルホン酸含有炭化水素、少なくとも１つの塩基性化合物、水、残渣及び／又は汚染物質、任意選択で少なくとも１つの分散剤、任意選択で少なくとも１つの界面活性剤、及び任意選択で少なくとも１つの酸化剤を含むか、それらで構成されるか、又は基本的にそれらで構成される。重要なことは、本明細書に記載する第２の組成物中に残渣及び汚染物質を溶解及び／又は懸濁できることである。残渣はＣＭＰ後の残渣を含むことが好ましい。
【００７１】
[0069]  メルクインデックスによると、メタンスルホン酸は銅に対して腐食性である（Ｍｅｒｃｋ  Ｉｎｄｅｘ、第１１版、１９８９、９３８ページ）。驚くことに、本明細書で述べ、メタンスルホン酸を含む第２の組成物は、曝露した銅、アルミニウム及び／又はタングステン相互接続材料を容易に腐食しない。さらに、マイクロ電子デバイス上のＴＥＯＳ、ＢＬＡＣＫ  ＤＩＡＭＯＮＤ（商標）などの低ｋ誘電体材料、及び他の超低ｋ誘電体材料などの誘電体材料は、本発明の第２の組成物によって損なわれない。また、塩基性化合物を第２の組成物に組み込んで、約１〜約４の範囲、より好ましくは約２〜約３の範囲のｐＨを有する組成物を生成した結果、ＢＴＡ除去効率が上昇し、銅のエッチング速度が低下した組成物になったことは予想外であった。
【００７２】
[0070]  本明細書に記載する第２の組成物は、単純に個別の成分を添加し、均質な状態まで混合することによって容易に配合される。さらに、第２の組成物は、単一パッケージの配合、又は使用時点で、又はその前に混合される多成分配合として容易に配合することができ、例えば多成分配合の個々の部分をツールにて、又はツールの上流の保存タンク内で混合することができる。個々の成分の濃度は、本発明の広範囲の実施において、第２の組成物の固有の倍数で広範に変動させる、すなわち、さらに希釈するか、さらに濃縮することができ、第２の組成物は様々に、及び代替的に本明細書の開示と矛盾しない成分の任意の組み合わせを含むか、それらで構成されるか、又は基本的にそれらで構成できることが理解されよう。
【００７３】
[0071]  したがって、別の態様は、本発明の組成物を形成するように適合した１つ又は複数の成分を１つ又は複数の容器内に含むキットに関する。キットは、工場又は使用時点で追加の水及び／又は少なくとも１つの酸化剤（存在する場合）と組み合わせるために、少なくとも１つの錯化剤、少なくとも１つのスルホン酸含有炭化水素、少なくとも１つの塩基性化合物、水、任意選択で少なくとも１つの分散剤、及び任意選択で少なくとも１つの界面活性剤を１つ又は複数の容器内に含むことが好ましい。キットの容器は上記第２の組成物の保存及び輸送に適していなければならず、例えばＮＯＷＰａｋ（登録商標）容器（Advanced Technology Materials, Inc.、米国コネチカット州ダンベリ）である。
【００７４】
[0072]  第３の態様では、マイクロ電子デバイスの表面からＣＭＰ後の残渣及び汚染物質を洗浄するために、第１及び第２のアミン不含組成物を有用に使用する。重要なことは、第１及び第２のアミン不含組成物が低ｋ誘電体材料を損傷せず、デバイス表面の金属相互接続部、例えば銅を実質的に腐食しないことである。第１及び第２のアミン不含組成物は、残渣除去前にデバイス上に存在する残渣の少なくとも８５％、より好ましくは少なくとも９０％、より好ましくは少なくとも９５％、最も好ましくは少なくとも９９％を除去することが好ましい。
【００７５】
[0073]  ＣＭＰ後の残渣及び汚染物質洗浄用途で、第１又は第２のアミン不含組成物は、メガソニックス及びブラシ洗浄などの多種多様な従来の洗浄ツールとともに使用することができ、それにはＶｅｒｔｅｑの単ウェーハメガソニックＧｏｌｄｆｉｎｇｅｒ、ＯｎＴｒａｋシステムＤＤＳ（両面スクラバ）、ＳＥＺ単ウェーハ噴霧リンス、Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｍｉｒｒａ−Ｍｅｓａ（商標）／Ｒｅｆｌｅｘｉｏｎ（商標）／Ｒｅｆｌｅｘｉｏｎ  ＬＫ（商標）、及びＭｅｇａｓｏｎｉｃバッチウェットベンチシステムが含まれるが、これらに限定されない。
【００７６】
[0074]  自身上にＣＭＰ後の残渣及び汚染物質を有するマイクロ電子デバイスから上記残渣及び汚染物質を洗浄するために第１又は第２のアミン不含組成物を使用する際に、第１又は第２のアミン不含組成物は通常、約５秒〜約１０分間、好ましくは約１５秒〜５分間の時間、約２０℃〜約５０℃の範囲の温度でデバイスと接触する。このような接触時間及び温度は例証であり、デバイスからＣＭＰ後の残渣／汚染物質を少なくとも部分的に洗浄するのに効率的である任意の他の適切な時間及び温度状態を使用することができる。「少なくとも部分的に洗浄する」及び「実質的に除去する」とは両方とも、残渣除去の前にデバイス上に存在する残渣の少なくとも８５％、より好ましくは少なくとも９０％、より好ましくは少なくとも９５％、最も好ましくは少なくとも９９％除去することに対応する。
【００７７】
[0075]  所望の洗浄作用を達成した後、本発明の組成物の所要の最終用途で望ましく、効率的であるように、第１又は第２のアミン不含組成物は、以前に適用されているデバイスから容易に除去することができる。すすぎ溶液は脱イオン水を含むことが好ましい。その後、窒素又は脱水サイクルを使用して、デバイスを乾燥することができる。
【００７８】
[0076]  さらに別の態様は、本明細書に記載する方法により作成した改良型のマイクロ電子デバイスに、及びこのようなマイクロ電子デバイスを含む製品に関する。
【００７９】
[0077]  別の態様はリサイクルされる第１又は第２の組成物に関する。第１又は第２の組成物は、当業者に容易に判断されるように、残渣及び／又は汚染物質の負荷が、個々の組成物によって対応できる最大量に到達するまで再使用することができる。
【００８０】
[0078]  さらに別の態様は、マイクロ電子デバイスを備える物品を製造する方法に関し、上記方法は、自身上にＣＭＰ後の残渣及び汚染物質を有するマイクロ電子デバイスから上記残渣及び汚染物質を洗浄するのに十分な時間、マイクロ電子デバイスを第１又は第２の組成物に接触させるステップと、上記マイクロ電子デバイスを上記物品に組み込むステップとを含む。
【００８１】
実施例１
[0079]  デバイス表面からＢＴＡを除去する配合Ａ−１の効率、さらに銅のエッチング速度及び粗さを評価した。各配合は脱イオン水で３０：１に希釈した。デバイスは、クエン酸で５分間前処理して、天然の酸化物を除去した銅のクーポンであった。その後、銅を１ｗｔ％のＢＴＡ溶液に５分間浸漬し、脱イオン水ですすいだ。ウェーハを室温にて４００ｒｐｍで攪拌した個々の各配合に浸漬し、その後に脱イオン水ですすぎ、Ｎ２で乾燥した。前及び後かすめ角ＦＴＩＲを使用して計測を実施した。
【００８２】
[0080]  実験結果を表１に示す。
表１：ＢＴＡ除去効率、銅のエッチング速度及び銅の表面粗さ
【表４】
2015512971.tif 000005
【００８３】
[0081]  クエン酸、ＭＳＡ及びＫＯＨを含む配合が、ＢＴＡを効率的に除去し、非常に低い銅エッチング速度を示すことが判明した。
【００８４】
実施例２
[0082]  以下の範囲を有する組成物を調製し、ＢＴＡ除去の効率、さらに銅のエッチング速度及び銅の粗さを判定した。
配合ＡＡ：３．５ｗｔ％のＫＨ２ＰＯ４、１９．３６ｗｔ％のＮ−（２−ヒドロキシエチル）−２−ピロリドン、４ｗｔ％のＨＥＤＰ（６０％）、ｐＨを１０．５にするＫＯＨ、残余は水。
配合ＢＢ：０．２〜０．９ｗｔ％の尿素Ｈ２Ｏ２、１〜５ｗｔ％のＫＨ２ＰＯ４、１５〜３５ｗｔ％のＮ−（２−ヒドロキシエチル）−２−ピロリドン、２〜１５ｗｔ％のＨＥＤＰ（６０％）、ｐＨを１０．５〜１１．５にするＫＯＨ、残余は水。
配合ＣＣ：０．２〜０．９ｗｔ％の尿素Ｈ２Ｏ２、０．０１〜０．１ｗｔ％のＮＭＭＯ（４７％）、１〜５ｗｔ％のＫＨ２ＰＯ４、１５〜３５ｗｔ％のＮ−（２−ヒドロキシエチル）−２−ピロリドン、２〜１５ｗｔ％のＨＥＤＰ（６０％）、ｐＨを１０．５〜１１．５にするＫＯＨ、残余は水。
配合ＤＤ：０．２〜０．９ｗｔ％の尿素Ｈ２Ｏ２、１〜５ｗｔ％のＫＨ２ＰＯ４、１５〜３５ｗｔ％のＮ−（２−ヒドロキシエチル）−２−ピロリドン、２〜１５ｗｔ％のＨＥＤＰ（６０％）、ｐＨを１０．５〜１１．５にするＫＯＨ、残余は水。
配合ＥＥ：０．２〜０．９ｗｔ％の尿素Ｈ２Ｏ２、０．０１〜０．１ｗｔ％のＮＭＭＯ（４７％）、１〜５ｗｔ％のＫＨ２ＰＯ４、１５〜３５ｗｔ％のＮ−（２−ヒドロキシエチル）−２−ピロリドン、２〜１５ｗｔ％のＨＥＤＰ（６０％）、ｐＨを１０．５〜１１．５にするＫＯＨ、残余は水。
配合ＦＦ：０．２〜０．９ｗｔ％の尿素Ｈ２Ｏ２、０．０１〜０．１ｗｔ％のＮＭＭＯ（４７％）、１〜５ｗｔ％のＫＨ２ＰＯ４、１０〜２０ｗｔ％のスルホラン、２〜８ｗｔ％の５−スルホサリチル酸、ｐＨを１０．５〜１１．５にするＫＯＨ、残余は水。
配合ＧＧ：０．２〜０．９ｗｔ％の尿素Ｈ２Ｏ２、１〜５ｗｔ％のＫＨ２ＰＯ４、１０〜２０ｗｔ％のスルホラン、２〜８ｗｔ％の５−スルホサリチル酸、ｐＨを１０．５〜１１．５にするＫＯＨ、残余は水。
配合ＨＨ：０．２〜０．９ｗｔ％の尿素Ｈ２Ｏ２、１〜５ｗｔ％のＫＨ２ＰＯ４、１０〜２０ｗｔ％のスルホラン、２〜８ｗｔ％のクエン酸、ｐＨを１０．５〜１１．５にするＫＯＨ、残余は水。
【００８５】
[0083]  配合ＡＡのＢＴＡ除去効率は７．１４％であり、銅のエッチング速度は０．８９Åｍｉｎ−１（ｓｄ：０．１０）及び銅の粗さは０．８１ｎｍ（ｓｄ：０．０３）であった。対照的に、ＢＢ〜ＨＨに開示した範囲を満足する配合は、２０％を超える、場合によっては３０％を超えるＢＴＡ除去効率を有し、銅のエッチング速度は５Åｍｉｎ−１未満であった。配合の多くで、銅の粗さは減少した。
【００８６】
[0084]  例示的実施形態及び特徴に関して、本明細書で本発明を様々に開示してきたが、上記実施形態及び特徴は本発明を限定するものではなく、本明細書の開示に基づいて他の変形、変更及び他の実施形態を思い付くことができることを当業者であれば理解されよう。したがって、本発明はすべてのこのような変形、変更及び代替実施形態を以降で記載する特許請求の範囲の精神及び範囲に含むものと広義に解釈されたい。
【国際調査報告】
2015512971.tif 000006
2015512971.tif 000007
2015512971.tif 000008
2015512971.tif 000009