專(zhuān)利名稱(chēng)：一種化學(xué)機(jī)械研磨方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體エ藝領(lǐng)域，特別涉及ー種化學(xué)機(jī)械研磨方法。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體エ藝領(lǐng)域，化學(xué)機(jī)械研磨技術(shù)(CMP技術(shù))兼具有機(jī)械式研磨與化學(xué)式研磨兩種作用，可以使整個(gè)晶圓表面達(dá)到平坦化，以便于后續(xù)進(jìn)行薄膜沉積等エ藝。在進(jìn)行CMP的過(guò)程中，通過(guò)研磨頭將待研磨的晶圓壓在研磨墊上并帶動(dòng)晶圓旋轉(zhuǎn)，而研磨墊則以相反的方向旋轉(zhuǎn)。在進(jìn)行研磨時(shí)，通過(guò)研磨漿料輸送裝置將所需的研磨漿料添加到晶圓與研磨墊之間；然后，隨著研磨墊和待研磨晶圓之間的高速方向運(yùn)轉(zhuǎn)，待研磨晶圓表面的反應(yīng)產(chǎn)物被不斷地剝離，反應(yīng)產(chǎn)物隨著研磨衆(zhòng)料被帶走。進(jìn)ー步地，待研磨晶圓的新表面又會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物再被剝離出來(lái)，這樣循環(huán)往復(fù)，在機(jī)械研磨和化學(xué)腐蝕的共同作用下，使晶圓表面平坦化。現(xiàn)有在對(duì)介質(zhì)層進(jìn)行研磨時(shí)，氧化物研磨液中的研磨顆粒將對(duì)晶圓表面產(chǎn)生磨損，從而造成所述晶圓表面出現(xiàn)劃痕，而研磨液中的化學(xué)助劑可能會(huì)產(chǎn)生有機(jī)物殘?jiān)?，而所述有機(jī)物殘?jiān)鼤?huì)附著在晶圓表面，對(duì)最終器件的質(zhì)量和性能產(chǎn)生不良的影響。在現(xiàn)有技術(shù)中，通常是在對(duì)晶圓完成主研磨過(guò)程后，通過(guò)清洗裝置來(lái)去除殘留在晶圓表面上的有機(jī)物殘?jiān)?，例如，最常用的是通過(guò)去離子水裝置來(lái)完成所述清洗過(guò)程。但是，在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，這樣的去除方法效果并不好，經(jīng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，通過(guò)去離子水清洗裝置對(duì)晶圓表面的清洗后，仍舊有相當(dāng)數(shù)量的有機(jī)物殘?jiān)鼩埩粼诰A表面上，從而影響最終器件的性能。在現(xiàn)有技術(shù)中，公開(kāi)了ー種在半導(dǎo)體晶片研磨之后，從所述半導(dǎo)體晶片表面上清除污染物粒子的エ藝。但是，在使用所述清洗方法清洗晶片后，發(fā)現(xiàn)部分顆粒較大的污染物粒子的數(shù)量仍舊很多，而且該方法對(duì)于清除晶圓表面上有機(jī)物殘?jiān)男Ч伙@著，達(dá)不到預(yù)期的清洗效果。因此，針對(duì)上述問(wèn)題，需要提供一種能夠有效地去除晶圓表面的有機(jī)物殘?jiān)姆椒?，但是目前還沒(méi)有較好的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的問(wèn)題是在化學(xué)機(jī)械研磨過(guò)程中，能夠有效地去除晶圓表面上附著的有機(jī)物殘?jiān)?，從而改善最終器件的質(zhì)量和性能。為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了ー種化學(xué)機(jī)械研磨方法，包括如下步驟提供形成有介質(zhì)層的半導(dǎo)體襯底；對(duì)介質(zhì)層進(jìn)行第一次研磨，所述第一次研磨后在介質(zhì)層表面產(chǎn)生有機(jī)物殘留；用堿性試劑對(duì)介質(zhì)層進(jìn)行第二次研磨，去除介質(zhì)層表面的有機(jī)物殘留。優(yōu)選地，所述堿性試劑包括研磨顆粒、清洗剤、螯合劑、防腐蝕化合物以及表面活性劑。優(yōu)選地，所述研磨顆粒占所述堿性試劑的質(zhì)量百分比為1% -15%、所述清洗劑占所述堿性試劑的質(zhì)量百分比為O. 1% -5%、所述螯合劑占所述堿性試劑的質(zhì)量百分比為O. 01% -2%、所述防腐蝕化合 物占所述堿性試劑的質(zhì)量百分比為O. 01% _2%、所述表面活性劑占所述堿性試劑的質(zhì)量百分比為O. 01% -1%。優(yōu)選地，所述研磨顆粒是膠狀ニ氧化硅或碳化硅或氮化硅或氧化鋁或ニ氧化鈰，所述研磨顆粒的直徑為35 90nm。優(yōu)選地，所述清洗劑所含成分為氫氧化銨或氫氧化四烴基銨。優(yōu)選地，所述螯合劑所含成分為檸檬酸銨或草酸銨。優(yōu)選地，所述防腐蝕化合物的成分為こ酰氨基酚或甲氧苯酚。優(yōu)選地，所述表面活性劑所含的成分為聚氧こ烯或聚丙烯。優(yōu)選地，所述堿性試劑的PH值在8-10之間。優(yōu)選地,所述第一次研磨時(shí),研磨頭的壓力在O. 85psi到I. 8psi之間。優(yōu)選地,所述第二次研磨時(shí),研磨頭的壓力在O. 5psi到O. 7psi之間。優(yōu)選地,所述介質(zhì)層是低K介質(zhì)層。優(yōu)選地，所述低K介質(zhì)層的介電常數(shù)K小于3。優(yōu)選地，所述第一次研磨采用的是氧化物研磨液。 優(yōu)選地，所述氧化物研磨液是氫氧化鉀溶液或者氫氧化銨溶液。優(yōu)選地，在用堿性試劑對(duì)殘留介質(zhì)層進(jìn)行第二次研磨的步驟后還包括如下步驟使用去離子水對(duì)研磨墊進(jìn)行清洗；使用去離子水對(duì)所述晶圓進(jìn)行清洗。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)通過(guò)在完成對(duì)所述晶圓的主研磨過(guò)程后以及對(duì)晶圓進(jìn)行清洗之前，使用堿性試劑來(lái)去除介質(zhì)層表面上殘留的有機(jī)物殘?jiān)?。其中，所述使用堿性試劑去除介質(zhì)層表面上的有機(jī)物殘?jiān)峭ㄟ^(guò)研磨的方式來(lái)實(shí)施，這樣有利于堿性試劑與介質(zhì)層表面充分接觸，與現(xiàn)有技術(shù)中在后續(xù)エ藝中通過(guò)清洗裝置來(lái)清洗有機(jī)物殘?jiān)姆椒ㄏ啾?，本發(fā)明提供的方法可以更有效、更徹底地達(dá)到去除有機(jī)物殘?jiān)男Ч?。進(jìn)ー步，堿性試劑中包含研磨顆粒、清洗剤、螯合劑、防腐蝕化合物以及表面活性劑等成分。在對(duì)介質(zhì)層進(jìn)行第二次研磨過(guò)程中，上述各種成分相互配合以達(dá)到去除介質(zhì)層表面上有機(jī)物殘留的效果。再進(jìn)ー步，在使用所述堿性試劑清洗所述介質(zhì)層表面時(shí)，設(shè)定研磨頭對(duì)所述晶圓的壓カ比主研磨エ藝時(shí)更小，這樣可以有效地防止晶圓表面殘留的研磨液顆粒對(duì)晶圓表面的磨損。


圖I是本發(fā)明所述ー種化學(xué)機(jī)械研磨方法的流程圖；圖2至圖5是本發(fā)明形成雙鑲嵌結(jié)構(gòu)過(guò)程中進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨的實(shí)施例的示意圖；圖6是通過(guò)本發(fā)明所述ー種化學(xué)機(jī)械研磨方法去除晶圓表面有機(jī)物殘?jiān)男Ч麑?duì)比圖。
具體實(shí)施例方式發(fā)明人發(fā)現(xiàn)在現(xiàn)有對(duì)介質(zhì)層進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨時(shí)，通常是在后續(xù)エ藝中通過(guò)清洗裝置對(duì)晶圓進(jìn)行清洗，從而去除殘留在晶圓表面上的有機(jī)物殘?jiān)?、微粒等。具體地，在現(xiàn)有技術(shù)中，通常是通過(guò)表面活性劑來(lái)去除有機(jī)物殘?jiān)?。本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，其中所述表面活性劑是ー種具有固定的雙極性(親水性和疏水性)基團(tuán)，在溶液的表面能定向排列，井能使表面張カ顯著下降的物質(zhì)。具體地，由于所述有機(jī)物殘?jiān)怯墒杷圆牧蠘?gòu)成的物質(zhì)，例如，銅緩蝕劑BTA等，大多不溶于水。因此，當(dāng)所述表面活性劑與所述有機(jī)物殘?jiān)佑|吋，因其疏水性基團(tuán)的存在，水分子與表面活性劑分子相互間的排斥力遠(yuǎn)大于吸引力，導(dǎo)致表面活性劑分子自身依賴(lài)范德華カ在所述有機(jī)物殘?jiān)谋砻婢奂?，形成疏水性基團(tuán)向內(nèi)，親水性基團(tuán)向外，在水中穩(wěn)定分散的形態(tài)，使所 述有機(jī)物殘?jiān)撾x晶圓表面，從而達(dá)到去除晶圓表面有機(jī)物殘?jiān)男Ч?。但是，在?shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，通過(guò)這樣的清洗方式，對(duì)于晶圓表面上殘留的有機(jī)物殘?jiān)コ男Ч⒉焕硐?，?jīng)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，在清洗后仍有相當(dāng)數(shù)量的有機(jī)物殘?jiān)街诰A表面。因此，本發(fā)明提供了ー種化學(xué)機(jī)械研磨方法，主要是在現(xiàn)有的化學(xué)機(jī)械研磨流程的基礎(chǔ)上，在完成對(duì)所述晶圓的主研磨エ藝后増加ー個(gè)流程，即通過(guò)使用堿性試劑來(lái)去除晶圓表面殘留的有機(jī)物殘?jiān)?。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的方法更有利于完全去除所述晶圓表面上殘留的有機(jī)物殘?jiān)?。為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂，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(shuō)明。具體地，參考如圖I所示的是本發(fā)明所述ー種化學(xué)機(jī)械研磨方法的流程圖。首先，執(zhí)行步驟SI，提供形成有介質(zhì)層的半導(dǎo)體襯底。然后，執(zhí)行步驟S2，對(duì)介質(zhì)層進(jìn)行第一次研磨，所述第一次研磨后在介質(zhì)層表面產(chǎn)生有機(jī)物殘留。優(yōu)選地，所述第一次研磨所使用的研磨液是氧化物研磨液，例如，氫氧化鉀溶液或者氫氧化銨溶液。本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，所述氧化物研磨液中包括水、化學(xué)助劑、氧化物研磨顆粒等成分。在研磨過(guò)程中，所述化學(xué)助劑會(huì)產(chǎn)生多種有機(jī)化合物，這些有機(jī)化合物很容易附著在晶圓表面形成有機(jī)物殘?jiān)?。接著，?zhí)行步驟S3，用堿性試劑對(duì)介質(zhì)層進(jìn)行第二次研磨，去除介質(zhì)層表面的有機(jī)物殘留。具體地，所述堿性試劑中包括研磨顆粒、清洗剤、螯合劑、防腐蝕化合物以及表面活性剤。其中，所述研磨顆粒占所述堿性試劑的質(zhì)量百分比為1% -15%、所述清洗劑占所述堿性試劑的質(zhì)量百分比為O. 1% _5%、所述螯合劑占所述堿性試劑的質(zhì)量百分比為0.01% _2%、所述防腐蝕化合物占所述堿性試劑的質(zhì)量百分比分別為O. 01% -2%、所述表面活性劑占所述堿性試劑的質(zhì)量百分比分別為O. 01% -1%。進(jìn)ー步地，所述研磨顆粒是膠狀ニ氧化硅或碳化硅或氮化硅或氧化鋁或ニ氧化鈰，所述研磨顆粒的直徑為35 90nm(納米)，所述清洗劑包括氫氧化銨或氫氧化四烴基銨，所述螯合劑包括檸檬酸銨或草酸銨，所述防腐蝕化合物包括こ酰氨基酚或甲氧苯酚，所述表面活性劑所含的成分為聚氧こ烯或聚丙烯。在本實(shí)施例中，所述堿性試劑的PH值在8-10之間。進(jìn)ー步地，其中所述表面活性劑可以起到去除有機(jī)物殘?jiān)淖饔?，其具體實(shí)現(xiàn)原理可以參考表面活性劑的相關(guān)資料，在此不予贅述。綜上所述，經(jīng)過(guò)上述步驟SI和步驟S2已完成對(duì)所述晶圓的主研磨過(guò)程，所述步驟S3是在完成所述CMPエ藝的主研磨步驟后，通過(guò)使用堿性試劑來(lái)去除所述晶圓表面上殘留的有機(jī)物殘?jiān)?。最后，在后續(xù)エ藝中，通過(guò)清洗裝置對(duì)所述晶圓進(jìn)行清洗。優(yōu)選地，其中所述清洗裝置使去離子水裝置。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明是在對(duì)晶圓完成主研磨流程之后以及對(duì)所述晶圓進(jìn)行清洗之前，増加一個(gè)流程(即所述步驟S3)來(lái)去除殘留在晶圓表面上的有機(jī)物殘?jiān)Ｍㄟ^(guò)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明所提供的化學(xué)機(jī)械研磨方法可以更有效地去除所述有機(jī)物殘?jiān)８M(jìn)一歩地，在實(shí)際研磨過(guò)程中，在完成所述步驟S3之后，還包括對(duì)研磨墊和所述晶圓的清洗。具體地，通常所述清洗過(guò)程是通過(guò)去離子水裝置來(lái)完成，其主要是清洗在研磨過(guò)程中附著在所述晶圓上的各種微粒，其中所述去離子水清洗裝置的具體結(jié)構(gòu)以及工作方式可以參考相關(guān)的技術(shù)資料，在此不予贅述。下面結(jié)合附圖以形成雙鑲嵌結(jié)構(gòu)為 例以及圖I所述的流程圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)的說(shuō)明。實(shí)施例一參考圖2至圖4所示的形成雙鑲嵌結(jié)構(gòu)過(guò)程中進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨的示意圖。具體地，參考圖2所示，首先，提供半導(dǎo)體襯底100，所述半導(dǎo)體襯底100內(nèi)含有金屬布線層(圖2中未示出)；在半導(dǎo)體襯底100上形成覆蓋層101，所述覆蓋層101覆蓋金屬布線層；并在覆蓋層101上通過(guò)化學(xué)氣相淀積(CVD)法形成介質(zhì)層102，所述介質(zhì)層102的材料如ニ氧化硅和低K(介電常數(shù))材料等。本實(shí)施例中，所述覆蓋層101可防止半導(dǎo)體襯底100中的金屬布線擴(kuò)散到所述介質(zhì)層102中，亦可防止刻蝕過(guò)程中所述半導(dǎo)體襯底100中的金屬布線被刻蝕。繼續(xù)參考圖2，刻蝕所述介質(zhì)層102形成雙鑲嵌結(jié)構(gòu)104，具體形成エ藝如下首先，在介質(zhì)層102上涂覆第一光刻膠層(未不出)，經(jīng)過(guò)光刻エ藝,在第一光刻膠層上定義出通孔圖形；以第一光刻膠層為掩膜，沿通孔圖形刻蝕介質(zhì)層102至露出金屬布線層，形成通孔104a ;去除第一光刻膠層后，在所述介質(zhì)層102上和通孔104a內(nèi)形成第二光刻膠層(圖2中未示出)，經(jīng)過(guò)曝光顯影，在第二光刻膠層上定義出溝槽圖形；以第二光刻膠層為掩膜，沿溝槽圖形刻蝕介質(zhì)層102，形成與通孔104a連通的溝槽104b，所述通孔104a與溝槽104b構(gòu)成雙鑲嵌結(jié)構(gòu)104。除上述形成エ藝外，還可以在介質(zhì)層中先形成溝槽，再形成與溝槽連通且露出金屬布線層的通孔。再參考圖2，在所述介質(zhì)層102的上、雙鑲嵌結(jié)構(gòu)104的側(cè)壁和底部形成阻擋層103，所述阻擋層103的材料可以是鉭、氧化鉭或者鉭硅氮等材料中的任意ー種，其作用在于防止金屬層105和所述介質(zhì)層102相互擴(kuò)散，影響最終產(chǎn)品的性能。接著，在所述阻擋層103上方淀積金屬層105。在本實(shí)施例中，優(yōu)選地，所述金屬層105是為銅，通過(guò)電化學(xué)淀積(EVD)使所述銅金屬填充滿所述雙鑲嵌結(jié)構(gòu)104內(nèi)。然后，參考圖3所示，對(duì)金屬層105進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨直至露出所述阻擋層103，形成雙鑲嵌導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，其中對(duì)所述金屬層105進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨所使用的研磨液可以是氧化鋁研磨液。在實(shí)際應(yīng)用中，為了使金屬層105平整性及均勻性更好，通常對(duì)所述金屬層105進(jìn)行粗研磨和精研磨兩個(gè)階段，其中關(guān)于所述粗研磨和精研磨的具體實(shí)施方式
可以參考相關(guān)資料，在此不予贅述。如圖4所示，用化學(xué)機(jī)械研磨法對(duì)所述阻擋層103進(jìn)行研磨，直到露出所述介質(zhì)層102，其中對(duì)所述阻擋層103進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨所使用的研磨液可以根據(jù)所述阻擋層103的不同材料來(lái)選擇合適的研磨液，在此不予贅述。由于所述金屬層105和所述阻擋層103的材料不同，在研磨過(guò)程中，研磨液對(duì)所述金屬層105和所述阻擋層103的研磨速率不同，從而造成研磨完所述阻擋層103至露出所述介質(zhì)層102后，通常所述金屬層105低于所述介質(zhì)層102，如圖4所示。因此，還需要對(duì)所述介質(zhì)層102進(jìn)行研磨，使所述介質(zhì)層102和所述金屬層105在同一平面內(nèi)。
如圖5所示，首先對(duì)所述介質(zhì)層102進(jìn)行第一次研磨。在ー個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，可以使用氧化物研磨液對(duì)所述介質(zhì)層102進(jìn)行第一階段研磨。其中所述介質(zhì)層102是低K介質(zhì)層，所述介電常數(shù)K小于3。所述氧化物研磨液通常是氫氧化鉀溶液或者氫氧化銨溶液。所述第一階段研磨的作用是平坦化所述介質(zhì)層102，使所述介質(zhì)層102和所述金屬層105研磨至同一平面內(nèi)。所述研磨過(guò)程主要通過(guò)所述氧化物研磨液中的水與所述介質(zhì)層102中氧化硅反應(yīng)生成氫氧鍵(稱(chēng)為表面水合作用)，氧化硅表面的水合作用降低了氧化硅的硬度、機(jī)械強(qiáng)度，從而形成了含水的軟表層氧化硅。然后，在研磨過(guò)程中，通過(guò)研磨液中研磨顆粒來(lái)去除所述被軟化的氧化硅層，使所述介質(zhì)層102平坦化，其中所述膜層通常是氮化硅等絕緣材料或者銅、鎢等金屬材料。進(jìn)ー步地，在所述第一次研磨后，在所述介質(zhì)層102表面會(huì)產(chǎn)生有機(jī)物殘留，所述有機(jī)物殘留主要來(lái)源于所使用的氧化物研磨液。因此，需要通過(guò)使用堿性試劑對(duì)所述介質(zhì)層102進(jìn)行第二次研磨，去除所述介質(zhì)層102表面上的有機(jī)物殘留。具體地，所述堿性試劑中包括研磨顆粒、清洗劑、螯合剤、防腐蝕化合物以及表面活性剤。其中，所述研磨顆粒占所述堿性試劑的質(zhì)量百分比為1% _15%、所述清洗劑占所述堿性試劑的質(zhì)量百分比為O. 1% _5%、所述螯合劑占所述堿性試劑的質(zhì)量百分比為O. 01% _2%、所述防腐蝕化合物占所述堿性試劑的質(zhì)量百分比為
O.01% _2%、所述表面活性劑占所述堿性試劑的質(zhì)量百分比為O. 01% -I%，所述堿性試劑中還包括溶劑,例如去離子水。其中，所述研磨顆粒是膠狀ニ氧化硅，研磨顆粒的直徑為35 90nm，在其他實(shí)施例中，所述研磨顆粒還可以使用碳化硅、氮化硅、氧化鋁或ニ氧化鈰等；所述清洗劑包括氫氧化銨或氫氧化四烴基銨，呈堿性，所述清洗劑占所述堿性試劑的質(zhì)量百分比能夠用于調(diào)節(jié)所述堿性試劑的PH值，在本實(shí)施例中，所述堿性試劑的PH值在8-10之間；所述螯合劑包括檸檬酸銨或草酸銨；所述防腐蝕化合物包括こ酰氨基酚或甲氧苯酚；所述表面活性劑所含的成分為聚氧こ烯或聚丙烯。另外，當(dāng)該化學(xué)機(jī)械研磨方法是針對(duì)Cu(銅)進(jìn)行研磨時(shí)，上述堿性試劑中還可以包括H2O2 (雙氧水)，所述H2O2占所述堿性試劑的質(zhì)量百分比為O. 3 % I %，H2O2可以作為Cu的去除速度促進(jìn)劑。參考圖6所示的是本發(fā)明所述的化學(xué)機(jī)械研磨方法去除晶圓表面有機(jī)物殘?jiān)男Ч麑?duì)比圖。經(jīng)過(guò)實(shí)踐表明，其中如圖(a)所示是現(xiàn)有技術(shù)中只通過(guò)后續(xù)エ藝中的清洗裝置去除晶圓表面殘留的有機(jī)物殘?jiān)男Ч麍D；如圖(b)所示的是本實(shí)施例中在使用清洗裝置對(duì)所述晶圓表面記性清洗之前先通過(guò)堿性試劑來(lái)去除晶圓表面上殘留的有機(jī)物殘?jiān)男Ч麍D。通過(guò)對(duì)比可以看出，通過(guò)使用堿性試劑可以更有效地去除晶圓表面上殘留的有機(jī)物殘?jiān)?，而剩余的有機(jī)物殘?jiān)那宄梢酝ㄟ^(guò)后續(xù)エ藝中的去離子水裝置來(lái)對(duì)所述晶圓進(jìn)行清洗，與現(xiàn)有技術(shù)相比，可以更有效地去除殘留在晶圓表面上的有機(jī)物殘?jiān)?。進(jìn)ー步地，在所述使用堿性試劑去除介質(zhì)層102表面的有機(jī)物殘?jiān)倪^(guò)程中，設(shè)定研磨頭對(duì)所述晶圓的壓カ比主研磨エ藝時(shí)更小，這樣可以有效地防止晶圓表面殘留的研磨液顆粒對(duì)晶圓表面的磨損。具體地，在所述主研磨エ藝時(shí)，所述研磨頭的壓力通常在O. 85磅/平方英寸(Pounds per square inch, psi)-I. 8磅/平方英寸之間，而在使用所述堿性試劑去除介質(zhì)層表面的有機(jī)物殘?jiān)鼤r(shí)，所 述研磨頭的壓力設(shè)定在O. 5磅/平方英寸-O. 7磅/平方英寸之間。綜上所述，本發(fā)明主要通過(guò)在完成對(duì)所述晶圓的主研磨過(guò)程后，使用堿性試劑來(lái)去除介質(zhì)層表面上殘留的有機(jī)物殘?jiān)?，最后再通過(guò)清洗裝置對(duì)晶圓進(jìn)行清洗。與現(xiàn)有技術(shù)中相比，本發(fā)明提供的方法可以更有效、更徹底地達(dá)到去除有機(jī)物殘?jiān)男Ч?。另ー方面，在使用所述堿性試劑清洗所述介質(zhì)層表面時(shí)，設(shè)定研磨頭對(duì)晶圓的壓力比主研磨エ藝時(shí)更小，這樣可以有效地防止晶圓表面殘留的研磨液顆粒對(duì)晶圓表面的磨損。需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例是以形成雙鑲嵌結(jié)構(gòu)為例來(lái)描述本發(fā)明所述的化學(xué)機(jī)械研磨方法，在實(shí)際應(yīng)用中，本發(fā)明所提供的化學(xué)機(jī)械研磨方法還可以應(yīng)用于半導(dǎo)體エ藝中其他結(jié)構(gòu)的化學(xué)機(jī)械研磨中例如，導(dǎo)電插塞結(jié)構(gòu)，淺槽隔離結(jié)構(gòu)、金屬布線等エ藝，在此不予贅述，凡對(duì)介質(zhì)層的研磨均可采用本實(shí)施例的化學(xué)機(jī)械研磨方法。本發(fā)明雖然已以較佳實(shí)施例公開(kāi)如上，但其并不是用來(lái)限定本發(fā)明，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)，都可以利用上述掲示的方法和技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做出可能的變動(dòng)和修改，因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種化學(xué)機(jī)械研磨方法，包括如下步驟提供形成有介質(zhì)層的半導(dǎo)體襯底；對(duì)介質(zhì)層進(jìn)行第一次研磨，所述第一次研磨后在介質(zhì)層表面產(chǎn)生有機(jī)物殘留；用堿性試劑對(duì)介質(zhì)層進(jìn)行第二次研磨，去除介質(zhì)層表面的有機(jī)物殘留。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的化學(xué)機(jī)械研磨方法，其特征在于，所述堿性試劑包括研磨顆粒、清洗劑、螯合劑、防腐蝕化合物以及表面活性劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的化學(xué)機(jī)械研磨方法，其特征在于，所述研磨顆粒占所述堿性試劑的質(zhì)量百分比為1% _15%、所述清洗劑占所述堿性試劑的質(zhì)量百分比為O. 1% -5%, 所述螯合劑占所述堿性試劑的質(zhì)量百分比為O. 01% -2%、所述防腐蝕化合物占所述堿性試劑的質(zhì)量百分比為O. 01 % _2%、所述表面活性劑占所述堿性試劑的質(zhì)量百分比為 O. 01% -1%。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的化學(xué)機(jī)械研磨方法，其特征在于，所述研磨顆粒是膠狀二氧化硅或碳化硅或氮化硅或氧化鋁或二氧化鈰，所述研磨顆粒的直徑為35 90nm。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的化學(xué)機(jī)械研磨方法，其特征在于，所述清洗劑所含成分為氫氧化銨或氫氧化四烴基銨。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的化學(xué)機(jī)械研磨方法，其特征在于，所述螯合劑所含成分為檸檬酸銨或草酸銨。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的化學(xué)機(jī)械研磨方法，其特征在于，所述防腐蝕化合物的成分為乙酰氨基酚或甲氧苯酚。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的化學(xué)機(jī)械研磨方法，其特征在于，所述表面活性劑所含的成分為聚氧乙烯或聚丙烯。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的化學(xué)機(jī)械研磨方法，其特征在于，所述堿性試劑的PH值在 8-10之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的化學(xué)機(jī)械研磨方法，其特征在于，所述第一次研磨時(shí)，研磨頭的壓力在O. 85psi到I. 8psi之間。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的化學(xué)機(jī)械研磨方法，其特征在于，所述第二次研磨時(shí)，研磨頭的壓力在O. 5psi到O. 7psi之間。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的化學(xué)機(jī)械研磨方法，其特征在于，所述介質(zhì)層是低K介質(zhì)層。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的化學(xué)機(jī)械研磨方法，其特征在于，所述低K介質(zhì)層的介電常數(shù)K小于3。
14.根據(jù)權(quán)利要求I所述的化學(xué)機(jī)械研磨方法，其特征在于，所述第一次研磨采用的是氧化物研磨液。
15.根據(jù)權(quán)利要求I所述的化學(xué)機(jī)械研磨方法，其特征在于，在用堿性試劑介質(zhì)層進(jìn)行第二次研磨的步驟后還包括如下步驟使用去離子水對(duì)研磨墊進(jìn)行清洗；使用去離子水對(duì)所述晶圓進(jìn)行清洗。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種化學(xué)機(jī)械研磨方法，包括如下步驟提供形成有介質(zhì)層的半導(dǎo)體襯底；對(duì)介質(zhì)層進(jìn)行第一次研磨，所述第一次研磨后在介質(zhì)層表面產(chǎn)生有機(jī)物殘留；用堿性試劑對(duì)介質(zhì)層進(jìn)行第二次研磨，去除介質(zhì)層表面的有機(jī)物殘留。本發(fā)明通過(guò)在現(xiàn)有化學(xué)機(jī)械研磨過(guò)程中，在完成對(duì)晶圓的主研磨工藝后以及后續(xù)工藝對(duì)所述晶圓進(jìn)行清洗之前，通過(guò)使用堿性試劑來(lái)去除介質(zhì)層表面上殘留的有機(jī)物殘?jiān)?，與現(xiàn)有技術(shù)相比，所述去除有機(jī)物殘?jiān)男Ч@著，從而提高最終產(chǎn)品的質(zhì)量和性能。
文檔編號(hào)H01L21/3105GK102623327SQ20111021107
公開(kāi)日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2011年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月31日
發(fā)明者鄧武鋒 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司