專利名稱：清除化學(xué)機(jī)械拋光刷上殘留物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件的清洗方法，尤其涉及清除化學(xué)機(jī)械拋光刷上殘 留物的方法。
背景技術(shù)：
目前半導(dǎo)體集成電路的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，是往較小的線寬方向進(jìn)行，因此 對(duì)工藝裝置潔凈度的要求愈趨嚴(yán)格。在半導(dǎo)體的設(shè)備里，如薄膜沉積、干蝕 刻、離子植入及微影等主要工藝設(shè)備皆需要在一個(gè)維持適當(dāng)潔凈度的環(huán)境下 操作。而且，集成電路制作流程非常的復(fù)雜，需經(jīng)過數(shù)十甚至數(shù)百個(gè)不同的 步驟才能完成，因此晶圓在所經(jīng)過的每一制造步驟都有被雜質(zhì)例如是金屬或 微粒子污染的可能，所以避免這些污染的產(chǎn)生是很重要的。
當(dāng)晶圓上出現(xiàn)化學(xué)物質(zhì)殘留、金屬物質(zhì)雜質(zhì)及微粒子污染時(shí)，如臺(tái)灣專
利TW396443B所公開的技術(shù)方案，將兩個(gè)化學(xué)機(jī)械拋光刷分別放置于晶圓的 基底面和基底相對(duì)面，然后以相同方向旋轉(zhuǎn)兩個(gè)化學(xué)才幾械拋光刷，同時(shí)以與 化學(xué)機(jī)械拋光刷旋轉(zhuǎn)方向相反的方向旋轉(zhuǎn)晶圓，用以清洗晶圓上的化學(xué)物質(zhì) 殘留、金屬物質(zhì)雜質(zhì)及微粒子污染。
在清洗化學(xué)物質(zhì)殘留、金屬物質(zhì)雜質(zhì)及微粒子污染的過程中，會(huì)有殘留 物附著在化學(xué)機(jī)械拋光刷上，這些殘留物累積到一定量后，達(dá)到化學(xué)機(jī)械拋 光刷難以負(fù)荷的程度，不但降低化學(xué)機(jī)械拋光刷的清潔能力，而且會(huì)導(dǎo)致晶 圓表面狀況惡化，進(jìn)而引起晶圓良率下降。因此，在化學(xué)機(jī)械拋光刷在清洗 一定量的晶圓后，需要對(duì)化學(xué)機(jī)械拋光刷上的附著物進(jìn)行清除，用以提高化 學(xué)機(jī)械拋光刷的壽命。
現(xiàn)有清除化學(xué)機(jī)械拋光刷上殘留物的方法，如圖1A所示，在控片100表面 用電化學(xué)鍍膜方法形成厚度為200nm至2000nm的銅膜102,所述電化學(xué)鍍膜方 法所用的溶液為;危酸銅。
如圖1B所示，將包含銅膜102的控片100放置于兩個(gè)化學(xué)機(jī)械拋光刷104 之間，以相同方向旋轉(zhuǎn)兩個(gè)化學(xué)機(jī)械拋光刷104、 105，同時(shí)以與化學(xué)機(jī)械拋 光刷104、 105旋轉(zhuǎn)方向相反的方向旋轉(zhuǎn)控片100,用控片100上的銅膜102同化 學(xué)機(jī)械拋光刷上的附著物反應(yīng)，得以清除化學(xué)機(jī)械拋光刷104上的附著物。
如圖1C所示，控片100翻轉(zhuǎn)，將控片100帶有銅膜102的一面面向未清洗的 化學(xué)機(jī)械拋光刷105 ，用上迷方法清除化學(xué)4幾械拋光刷105上的附著物。
現(xiàn)有技術(shù)由于用包含銅模的控片在降低化學(xué)機(jī)械拋光刷表面時(shí)，又會(huì)產(chǎn)生銅的氧化物附著于化學(xué)機(jī)械拋光刷表面現(xiàn)象，在后續(xù)清洗晶圓 時(shí)影響晶圓的表面狀況，從而導(dǎo)致晶圓成品率下降；同時(shí)由于控片鍍完銅膜 后必須在8至24小時(shí)內(nèi)使用，否則會(huì)失效，保存時(shí)間太短；并且鍍有銅膜的控 片只能使用2至5次，利用率低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的問題是提供一種清除清洗刷上殘留物的方法，防止用包含 銅膜的控片在降低化學(xué)機(jī)械拋光刷表面負(fù)荷的同時(shí)，又會(huì)產(chǎn)生銅的氧化物附 著于化學(xué)機(jī)械拋光刷表面現(xiàn)象，在后續(xù)清洗晶圓時(shí)影響晶圓的表面狀況，從 而導(dǎo)致成品率下降；同時(shí)由于控片鍍完銅膜后必須在8至24小時(shí)內(nèi)使用，否則 會(huì)失效，保存時(shí)間太短；并且鍍有銅膜的控片只能使用2至5次，利用率低。
為解決上述問題，本發(fā)明提供一種清除清洗刷上殘留物的方法，包括下 列步驟在控片上形成氧化硅層；將化學(xué)機(jī)械拋光刷置于控片上；化學(xué)機(jī)械 拋光刷刷洗氧化硅層，清除化學(xué)機(jī)械拋光刷上的附著物。
所述氧化硅層形成于控片的基底面和基底相對(duì)面。
形成氧化硅層的方法為化學(xué)氣相沉積法或氧化法，形成氧化硅層所用的時(shí)間為80s 120s,所述氧化石圭層的厚度大于100nm。
化學(xué)機(jī)械拋光刷有兩個(gè)，分別置于控片兩面。
刷洗的方式為旋轉(zhuǎn)化學(xué)機(jī)械拋光刷的同時(shí)，以與化學(xué)機(jī)械拋光刷相反的 方向旋轉(zhuǎn)控片。
旋轉(zhuǎn)控片的速率為30轉(zhuǎn)/分鐘~70轉(zhuǎn)/分鐘，旋轉(zhuǎn)化學(xué)機(jī)械拋光刷的速率為 400轉(zhuǎn)/分鐘 800轉(zhuǎn)/分鐘。
刷洗時(shí)間為70s 90s。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明使用包含氧化硅膜的控 片清洗化學(xué)機(jī)械拋光刷上的附著物，由于氧化硅膜上的離子帶負(fù)電荷，而附 著物上的離子為正電荷，氧化硅膜與附著物反應(yīng)使氧化硅膜上的負(fù)電荷與附 著物上的正電荷中和，進(jìn)而使附著物容易被機(jī)械離心力甩出；而且包含氧化 硅膜的控片可以隨時(shí)使用，保存時(shí)間長； 一個(gè)包含氧化硅膜的控片可以使用5 至15次，利用率高；同時(shí)氧化硅膜形成于控片的基底面和基底相對(duì)面，使兩 個(gè)化學(xué)機(jī)械拋光刷能同時(shí)刷洗，提高了刷洗效率。


圖1A至圖1C是現(xiàn)有技術(shù)清除化學(xué)機(jī)械拋光刷上殘留物的示意圖2是本發(fā)明清除化學(xué)機(jī)械拋光刷上殘留物的流程圖3A至圖3C是本發(fā)明清除化學(xué)機(jī)械拋光刷上殘留物第一實(shí)施例的示意圖4A至圖4B是本發(fā)明清除化學(xué)機(jī)械拋光刷上殘留物第二實(shí)施例的示意圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)有技術(shù)由于用包含銅膜的控片在降低化學(xué)機(jī)械拋光刷表面負(fù)荷的同 時(shí)，又會(huì)產(chǎn)生銅的氧化物附著于化學(xué)機(jī)械拋光刷表面現(xiàn)象，在后續(xù)清洗晶圓 時(shí)影響晶圓的表面狀況，乂人而導(dǎo)致晶圓成品率下降；同時(shí)由于控片鍍完銅膜 后必須在8至24小時(shí)內(nèi)使用，否則會(huì)失效，保存時(shí)間太短；并且鍍有銅膜的 控片只能使用2至5次，利用率低。本發(fā)明使用包含氧化硅膜的控片清洗化 學(xué)機(jī)械拋光刷上的附著物，由于氧化硅膜上的離子帶負(fù)電荷，而附著物上的 離子為正電荷，氧化硅膜與附著物反應(yīng)使氧化硅膜上的負(fù)電荷與附著物上的 正電荷中和，使附著物容易被機(jī)械離心力甩出，從而能徹底清除化學(xué)機(jī)械拋 光刷上的附著物的同時(shí)不會(huì)產(chǎn)生其它附著物；而且包含氧化硅膜的控片可以 隨時(shí)使用，保存時(shí)間長； 一個(gè)包含氧化硅膜的控片可以使用5至15次，利用 率高；同時(shí)氧化硅膜形成于控片的基底面和基底相對(duì)面，使兩個(gè)化學(xué)機(jī)械拋 光刷能同時(shí)刷洗，提高了刷洗效率。為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能 夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)的說明。
圖2是本發(fā)明清除化學(xué)機(jī)械拋光刷上殘留物的流程圖。如圖2所示，執(zhí)行 步驟S201在控片上形成氧化硅層；S202將化學(xué)機(jī)械拋光刷置于控片上；S203 化學(xué)機(jī)械拋光刷刷洗氧化硅層，清除化學(xué)機(jī)械拋光刷上的附著物。
圖3A至圖3C是本發(fā)明清除化學(xué)機(jī)械拋光刷上殘留物的第 一 實(shí)施例示意 圖。如圖3A所示，在控片200基底相對(duì)面203用化學(xué)氣相沉積法或氧化法形成 厚度大于100nm的氧化硅膜202;然后用機(jī)械拋光法研磨氧化硅膜202，使氧化 硅膜202平坦化。
本實(shí)施例中，化學(xué)氣相沉積法所用的溫度為300℃ 400℃,具體溫度為 300°C、 320'C、 340°C、 360°C、 380。C或400°C。氧化法為在爐管中通入氧氣 氧化控片300，氧化控片所需的溫度為800。C 1000℃，具體溫度例如800℃、 850°C、 900°C、 950。C或1000°C。
本實(shí)施例中，氧化硅膜202的厚度優(yōu)選100nm 500nm，具體例如100nm、 200nm、 300nm、 400nm或500nm。
本實(shí)施例中，形成氧化硅層所用的時(shí)間為80s 120s,具體時(shí)間80s、 90s、 100s、 110s或120s。
如圖3B所示，將包含氧化硅膜202的控片200放置入化學(xué)機(jī)械拋光臺(tái)上， 然后將兩個(gè)化學(xué)機(jī)械拋光刷204 、 205分別放在氧化硅膜202表面和基底面206 上，以相同方向旋轉(zhuǎn)兩個(gè)化學(xué)機(jī)械拋光刷204、 205，同時(shí)以與化學(xué)機(jī)械拋光 刷204、 205旋轉(zhuǎn)方向相反的方向旋轉(zhuǎn)控片200,由于控片200上氧化硅膜202的 離子帶負(fù)電荷，而化學(xué)機(jī)械拋光刷204上附著物的離子為正電荷，氧化硅膜202 與附著物反應(yīng)使氧化硅膜202上的負(fù)電荷與附著物上的正電荷中和，使化學(xué)機(jī) 械拋光刷上204的附著物容易被機(jī)械離心力甩出，從而完全清除化學(xué)機(jī)械拋光 刷204上的附著物。
本實(shí)施例中，刷洗時(shí)間為70s 90s,具體刷洗時(shí)間例如70s、 75s、 80s、 85s或90s。
本實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)控片200的速率為30轉(zhuǎn)/分鐘~70轉(zhuǎn)/分鐘，具體速率為 30轉(zhuǎn)/分鐘、40轉(zhuǎn)/分鐘、50轉(zhuǎn)/分鐘、60轉(zhuǎn)/分鐘或70轉(zhuǎn)/分鐘；旋轉(zhuǎn)化學(xué)機(jī)械 拋光刷204、 205的速率為400轉(zhuǎn)/分鐘~800轉(zhuǎn)/分鐘，具體速率為400轉(zhuǎn)/分鐘、 500轉(zhuǎn)/分鐘、600轉(zhuǎn)/分鐘、700轉(zhuǎn)/分鐘或800轉(zhuǎn)/分鐘。
如圖3C所示，將化學(xué)機(jī)械拋光刷204、 205和控片200停止旋轉(zhuǎn)，然后將控 片200翻轉(zhuǎn)，將帶有氧化硅膜202的一面面向未清洗的化學(xué)機(jī)械拋光刷205,繼 續(xù)按同一方向旋轉(zhuǎn)化學(xué)機(jī)械拋光刷204、 205，按與化學(xué)機(jī)械拋光刷204、 205 的相反方向旋轉(zhuǎn)控片200，由于控片200上氧化硅膜202的離子帶負(fù)電荷，而化 學(xué)機(jī)械拋光刷205上附著物的離子為正電荷，氧化硅膜202與附著物反應(yīng)使氧 化硅膜202上的負(fù)電荷與附著物上的正電荷中和，使化學(xué)機(jī)械拋光刷上205的
附著物容易被機(jī)械離心力甩出，從而完全清除化學(xué)機(jī)械拋光刷205上的附著物。
圖4A至圖4B是本發(fā)明清除化學(xué)機(jī)械拋光刷上殘留物第二實(shí)施例的示意 圖。如圖4A所示，在控片300基底相對(duì)面306用化學(xué)氣相沉積法或氧化法形 成厚度大于100nm的氧化硅膜302,然后再于控片300基底面307用化學(xué)氣 相沉積法或氧化法形成厚度大于100nm的氧化石圭膜303。
本實(shí)施例中，化學(xué)氣相沉積法所用的溫度為300。C 40(TC，具體溫度為 300°C、 320°C、 340°C、 360°C、 380。C或400°C。氧化法為在爐管中通入氧氣 氧化控片300,氧化控片300所需的溫度為800。C 1000。C,具體溫度例如 800°C、 850°C、 900°C、 950。C或1000°C。
本實(shí)施例中，氧化硅膜302、 303的優(yōu)選厚度為100nm 50nm,具體例如 100nm、 200nm、 300nm、 400nm或500nm。
本實(shí)施例中，沉積氧化石圭膜302、 303所用的時(shí)間為80s 120s,具體時(shí)間 80s、 90s、馳、110s或120s。
如圖4B所示，將包含氧化珪膜302、 303的控片300放置入化學(xué)機(jī)械拋光臺(tái) 上，然后將化學(xué)機(jī)械拋光刷304放在氧化硅膜302表面，化學(xué)機(jī)械拋光刷305放 在氧化硅膜303表面，以相同方向旋轉(zhuǎn)兩個(gè)化學(xué)機(jī)械拋光刷304、 305,同時(shí)以 與化學(xué)機(jī)械拋光刷304、 305旋轉(zhuǎn)方向相反的方向旋轉(zhuǎn)控片300,由于控片300 上氧化硅膜302、 303的離子帶負(fù)電荷，而化學(xué)機(jī)械拋光刷304、 305上附著物 的離子為正電荷，氧化硅膜302、 303與附著物反應(yīng)使氧化硅膜302、 303上的 負(fù)電荷與附著物上的正電荷中和，使化學(xué)機(jī)械拋光刷上304、 305的附著物容 易被機(jī)械離心力甩出，從而完全清除化學(xué)機(jī)械拋光刷304、 305上的附著物。
本實(shí)施例中，刷洗時(shí)間為70s 90s，具體刷洗時(shí)間例如70s、 75s、 80s、 85s或90s。
本實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)控片300的速率為30轉(zhuǎn)/分鐘 70轉(zhuǎn)/分鐘，具體速率為 30轉(zhuǎn)/分鐘、40轉(zhuǎn)/分鐘、50轉(zhuǎn)/分鐘、60轉(zhuǎn)/分鐘或70轉(zhuǎn)/分鐘；旋轉(zhuǎn)化學(xué)機(jī)械 拋光刷304、 305的速率為400轉(zhuǎn)/分鐘~800轉(zhuǎn)/分鐘，具體速率為400轉(zhuǎn)/分鐘、 500轉(zhuǎn)/分鐘、600轉(zhuǎn)/分鐘、700轉(zhuǎn)/分鐘或800轉(zhuǎn)/分鐘。
雖然本發(fā)明己以較佳實(shí)施例披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動(dòng)與修改， 因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種清除化學(xué)機(jī)械拋光刷上殘留物的方法，其特征在于，包括下列步驟在控片上形成氧化硅層；將化學(xué)機(jī)械拋光刷置于控片上；化學(xué)機(jī)械拋光刷刷洗氧化硅層，清除化學(xué)機(jī)械拋光刷上的附著物。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的清除化學(xué)機(jī)械拋光刷上殘留物的方法，其特征在于 所述氧化硅層形成于控片的基底面和基底相對(duì)面。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的清除化學(xué)機(jī)械拋光刷上殘留物的方法，其特征在于 形成氧化硅層的方法為化學(xué)氣相沉積法或氧化法。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的清除化學(xué)機(jī)械拋光刷上殘留物的方法，其特征在于 形成氧化硅層所用的時(shí)間為80s 120s。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的清除化學(xué)機(jī)械拋光刷上殘留物的方法，其特征在于 所述氧化硅層的厚度大于1 OOnm 。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的清除化學(xué)機(jī)械拋光刷上殘留物的方法，其特征在于 化學(xué)機(jī)械拋光刷有兩個(gè)，分別置于控片兩面。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的清除化學(xué)機(jī)械拋光刷上殘留物的方法，其特征在于 刷洗的方式為旋轉(zhuǎn)化學(xué)機(jī)械拋光刷的同時(shí)，以與化學(xué)機(jī)械拋光刷相反的方 向旋轉(zhuǎn)控片。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的清除化學(xué)機(jī)械拋光刷上殘留物的方法，其特征在于 旋轉(zhuǎn)控片的速率為30轉(zhuǎn)/分鐘 70轉(zhuǎn)/分鐘，旋轉(zhuǎn)化學(xué)機(jī)械拋光刷的速率為400 轉(zhuǎn)/分鐘~800轉(zhuǎn)/分鐘。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的清除化學(xué)機(jī)械拋光刷上殘留物的方法，其特征在于 刷洗時(shí)間為70s 90s。
全文摘要
一種清除清洗刷上殘留物的方法，包括下列步驟在控片上形成氧化硅層；將化學(xué)機(jī)械拋光刷置于控片上；化學(xué)機(jī)械拋光刷刷洗氧化硅層，清除化學(xué)機(jī)械拋光刷上的附著物。經(jīng)過上述步驟，能徹底清除化學(xué)機(jī)械拋光刷上的附著物的同時(shí)不會(huì)產(chǎn)生其它附著物。
文檔編號(hào)B24B29/02GK101200048SQ200610147319
公開日2008年6月18日 申請(qǐng)日期2006年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月15日
發(fā)明者馬智勇, 魏紅建 申請(qǐng)人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司