用于化学机械平坦化后的含水清洁液组合物 本发明是关于在半导体后续工艺中，用特定化学组成的清洁液组合物，有效地去除经化学机械平坦化后的铜工艺硅晶片表面的污染物，以利于后续薄膜沉积、微影等工艺的进行。
关于半导体元件，现今正朝向更小线宽、更高集成密度的方向发展，当集成电路最小线宽降低至0.25微米以下时，由金属导线本身的电阻及介电层寄生电容所引起的时间延迟(RC delay)，已成为影响元件运算速度的主要关键，因此为了提高元件的运算速度，目前本领域已改为采用低介电系数(lowk dielectric)的铜金属导线来取代传统的铝铜合金导线。
将化学机械平坦化(Chemical mechanical planarization)的技术应用于铜金属导线工艺中，不但可克服因铜金属蚀刻不易而难以定义图案的问题，且研磨后为一全域性平坦化(global planrity)的平面，易于多层导线化工艺的进行。化学机械平坦化地原理是藉研磨液中的研磨颗粒与化学助剂相配合，使对晶片表面产生机械磨耗，藉此得以对表面不平坦的较高处因受压大而产生高移除速率，表面不平坦的较低处因受压小而有较慢移除速率，进而达成全域性平坦化的目的。
在化学机械研磨(Chemical Mechanical Polishing，CMP)的研磨过程中，研磨液内的大量的细微研磨颗粒和化学助剂，以及研磨过程中所剥离的碎屑可能会附着于晶片表面。一般晶片在研磨之后常见的污染物为金属离子、有机化合物或研磨颗粒等，若无有效的清洁程序去除上述污染物，则将影响后续工艺的进行并降低元件的优良率及可靠度，因此CMP研磨后，清洗工艺已成为成功应用CMP于半导体工艺的关键技术。
化学机械平坦化后洗净技术的主要原理为用聚乙烯醇(PVA)刷子刷除晶片表面微尘、蚀刻晶片表面以去除表面层金属污染及藉酸液溶解特定的污染物等。
化学机械平坦化后经常使用RCA洗净方法，它使用一种称为SC-1的清洁液组合物，包括28％氢氧化铵、30％双氧水和去离子水(比例为1∶1∶5)，以去除晶片表面的有机及金属离子污染物，并且移除氧化层蚀刻后残留物等。在SC-1洗净后，继续使用SC-2清洁液组合物，包括30％双氧水、37％盐酸和去离子水(比例为1∶1∶5)，进一步处理以去除其余的金属污染物。
上述方法中的双氧水，其作用在于使晶片表面产生保护性的氧化层，以避免晶片在溶液中被强酸或强碱侵蚀。但是往往在清洗之后尚需要利用氢氟酸溶液或蒸汽才能将该氧化层去除，另外，双氧水容易在溶液中自行分解而造成有效浓度降低，此为RCA洗净方法的缺点。
目前市场上改良的方法有，在清洁液组合物中用非离子型表面活性剂来取代双氧水，并调整pH值为8至10间(如美国专利第5466389号所揭示)。或是在清洁液中添加水性、无金属离子的基质以及两性表面活性剂来替代双氧水(如中国台湾专利第88698所揭示)。上述专利中所揭示的清洁组合物虽然可让晶片经清洁处理后获得一平滑表面，但此类清洁组合物却会产生清洁后表面活性剂被吸附或残留于晶片表面的问题，虽然目前可使用臭氧超纯水来移除有机残留物，但是需要特殊的设备与步骤，徒然增加工艺的复杂性。
为了在半导体后续工艺中，有效地去除经化学机械平坦化后的铜工艺硅晶片表面的污染物，以利于后续工艺的进行，本申请的发明者，经广泛研究，发现具有某些特殊组成的含水清洁液组合物，可实现本发明的目的，并将所得的结果陈述于本发明中。
本发明的主要目的在于提供一种用于化学机械平坦化的含水清洁液组合物。
本发明的另一目的是提供一种可有效清除化学机械研磨后的残留物，且不会腐蚀晶片表面的含水清洁液组合物。
本发明的清洁液组合物，其pH值介于2～6之间，包括有机酸、腐蚀抑制剂、醇胺、多醇类化合物及水。
图1是经污染后晶片的表面扫描电镜(FE-SEM)照片。
图2是经本发明清洁组合物清洗后晶片的表面扫描电镜(FE-SEM)照片。
本发明是关于一种用于化学机械平坦化后的含水清洁液组合物，其pH值介于2～6之间，包括1-10重量％的有机酸、0.01-0.5重量％的腐蚀抑制剂、0.01-2重量％醇胺、0.01-2重量％的多醇类化合物及水。
本发明的含水清洁液组合物，藉由硝酸或氨水来调整pH值，pH值介于2～6之间，较佳为2～3.5。
本发明所使用的有机酸，较佳选自草酸或柠檬酸。其含量为0.5～10重量％，较佳为4～8重量％。
本发明所发明的腐蚀抑制剂，较佳为三唑化合物(triazole compound)，更佳选自苯并三唑(benzotriazole，BTA)或其衍生物，其含量为0.01～0.5重量％。
本发明所使用的醇胺可选自包括乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺及丙醇胺。其用量为0.01～2重量％，较佳为0.1～1重量％。
本发明所使用的多醇类化合物可选自包括乙二醇、1，3-丙二醇及二甘醇，其用量为0.01～2重量％，较佳为0.1～1重量％。
本发明将微量的醇胺及多醇类化合物添加于含有有机酸的溶液中，不仅能藉有机酸的螯合作用清除沉积于晶片上的金属离子，亦可同时清除残留的研磨颗粒和有机化合物等污染物。此外，本发明的清洁液有着良好的洁净效果，只需在常温下对晶片表面加以适当冲洗即可。另外，由于本发明的组合物仅使用极少量的有机溶剂，所以对环境的污染可减至最小。
以下实施例将对本发明作进一步说明，决非用以限制本发明的范围。任何熟悉此项技术的人员可轻易达到的修改及改变，均涵盖于本发明的范围内。实施例
实验步骤
(1)取市售铜工艺研磨液ETERPOL-U6与双氧水按9∶1混合，另加入72ppm的硝酸铜，配制成污染液。
(2)将铜晶片浸于污染液中12分钟后，再浸入去离子水中2-3秒，之后取出并以氮气吹干。
(3)将污染片浸入配制的清洁溶液中30秒，之后取出以氮气吹干。
(4)将清洁后的晶片置于表面扫描电镜(FE-SEM)下观察微粒数量。实施例1
配制不同溶液(如表1所示)，并以硝酸或氨水调整溶液的pH值为2。
使用配制溶液清洗污染的晶片，观察其洁净晶片表面的效果，结果如表1所示：
表1 使用溶液晶片表面薄膜残留微粒去除量去离子水 0％0.5重量％草酸水溶液 0％0.5重量％柠檬酸水溶液 0％0.5重量％二亚乙基三胺水溶液 3％0.5重量％乙二胺水溶液 0％0.5重量％乙二醇水溶液 80％0.5重量％1，3-丙二醇水溶液 70％0.5重量％二甘醇水溶液 80％
由上述结果可知，添加微量的多醇类化合物对晶片具有清洁效果。实施例2～4
配制如表2所示的溶液，并以氨水调整pH值。使用配制溶液清洗污染的晶片，观察其洁净晶片表面的效果，结果如表2所示：
表2 配制溶液晶片表面薄膜残留微粒去除量实施例26重量％柠檬酸、0.05重量％BTA、0.7重量％乙二醇、0.3重量％二乙醇胺、pH＝3.5。 85％实施例34重量％柠檬酸、0.05重量％BTA、0.5重量％二乙醇胺、pH＝3.5。 50％实施例4 5重量％草酸、0.05重量％BTA、pH＝4.5。 20％
由上述结果可知，添加微量的醇胺和多醇类化合物可大幅增进洁净晶片的能力。若仅使用微量的醇胺或仅使用有机酸溶液，则无法有效地清洁晶片表面。
以下申请的专利范围是用以界定本发明的合理保护范围。然而本领域的熟练技术人员基于本发明的揭示所可达到的各种显而易见的改良，亦应归属于本发明合理保护范围之列。