[發明專利]化學機械研磨后殘留物的去除方法

有效

• 申請號: 200610119134.0
• 申請日: 2006-12-05
• 公開（公告）號: CN101197268A
• 公開（公告）日: 2008-06-11
• 發明（設計）人: 張斐堯;李福洪;杜應提;薛景星
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: H01L21/302
• 分類號: H01L21/302;H01L21/306;H01L21/321;H01L21/3213;C09G1/02
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 逯長明

技術領域

本發明涉及半導體制造技術領域，特別涉及一種鎢的化學機械研磨后殘留物的去除方法。

背景技術

隨著半導體器件日益減小，由于多層互連或填充深寬比較大的沉積過程導致了晶片表面過大的起伏，引起光刻工藝聚焦的困難，使得對線寬控制能力減弱，降低了整個晶片上的線寬的一致性，業界引入化學機械研磨(chemicalmechanical?planarization，CMP)來平坦化晶片表面。其步驟為，將硅片放置于一研磨頭上，并使所述硅片表面向下與一拋光墊接觸，然后通過硅片表面和拋光墊之間的相對運動將所述硅片表面平坦化。在CMP過程中，在硅片表面和拋光墊之間供給有研磨液(Slurry)，所述研磨液一般包含有化學腐蝕劑和研磨顆粒，通過化學腐蝕劑和所述待研磨表面的化學反應生成較軟的容易被去除的材料，通過研磨顆粒的機械作用將所述較軟的材料去除。研磨后，研磨液中的化學腐蝕劑和晶片表面反應生成的反應物以及研磨顆粒易附著在晶片表面形成污染物殘留，該污染物殘留對器件的電性及工藝制造均會造成影響，特別是后端銅互連和鎢插塞制造工藝對所述污染物殘留更加敏感，因而需要盡可能的減少或去除該污染物殘留。專利號為US?7125802?B2的美國專利公開了一種鎢或銅化學機械研磨的方法，在其公開的方法中，用含有疏水性物質TMAH(Tetra-methyl-ammonium-hydropxide)和TBAH(Tetra-butyl-ammonium-hydropxide)的研磨液對含有鎢或銅的表面進行研磨，所述疏水性物質可排斥研磨顆粒和污染物在表面的粘附；完成研磨后用去離子水進行沖洗以達到減少或消除研磨液殘留和顆粒污染的效果。然而，所述公開的專利中疏水性物質可導致待研磨表面呈疏水性，疏水性的晶片表面使得清洗液也很難附著于晶片表面，影響了清洗的效果，反而不易使晶片表面的殘留物去除。

現有技術中對化學機械研磨后的清洗方法中，也有在去離子水中加入堿性物質例如氫氧化氨并輔助于超聲波清洗和毛刷擦洗，其主要步驟如下：

首先，將完成化學機械研磨的表面含有金屬鎢的晶片放入第一清洗槽，用超聲波和氫氧化銨清洗液進行清洗；接著，將所述晶片放入第二清洗槽用毛刷進行刷洗并同時用氫氧化銨溶液清洗；然后用去離子水進行沖洗。最后甩干。該方法清洗后的晶片表面仍然有污染物殘留，所述殘留物一方面附著于光刻工藝中套刻的對準標記上，影響光刻中對套刻的量測，從而無法判斷曝光機對準精度；另一方面，所述殘留物附著于鎢表面可對鎢造成腐蝕進而影響互連，對器件的可靠性能產生影響。

發明內容

因此，本發明的目的在于提供一種化學機械研磨后殘留物的去除方法，以解決現有對含有鎢的晶片表面研磨后有污染物殘留的問題。

為達到上述目的，本發明提供的一種化學機械研磨后殘留物的去除方法，包括：提供一半導體晶片；用含有氧化劑和研磨劑的研磨液對所述半導體晶片表面進行化學機械研磨；用酸性溶液對所述半導體晶片表面進行清洗。

所述氧化劑為硝酸鐵、氰亞鐵酸鹽、硫酸鹽、高錳酸鹽中的一種或其組合。

所述研磨劑為CMP3200、CR90中的一種或其組合。

所述酸性溶液為草酸、檸檬酸、醋酸、氫氟酸中的一種。

所述草酸溶液的PH值為4至5。

所述草酸溶液的濃度為0.2％至1.5％。

所述用酸性溶液對所述半導體晶片表面進行清洗的時間為5至300秒。

用酸性溶液對所述半導體晶片表面進行的清洗同時進行超聲波清洗。

該方法還包括用毛刷對所述半導體晶片表面進行擦洗的步驟。

該方法還包括用去離子水對所述半導體晶片表面進行清洗并甩干的步驟。

相應的，本發明還提供一種化學機械研磨后殘留物的去除方法，包括：提供一表面經過化學機械研磨的半導體晶片；用草酸溶液對所述半導體晶片表面進行清洗。

本發明還提供一種半導體晶片表面殘留物的去除方法，包括：提供一表面有殘留物的半導體晶片；用草酸溶液對所述半導體晶片表面進行清洗。

所述殘留物為含鐵的鹽、金屬鎢的氧化物、研磨劑顆粒中的一種或組合。

與現有技術相比，本發明具有以下優點：

本發明方法中通過用草酸對完成研磨的含有金屬鎢的半導體晶片表面進行清洗，可有效的去除在研磨時殘留于所述半導體晶片表面的含鐵的鹽類、鎢的氧化物以及研磨劑顆粒等污染物殘留。減少或消除了由于殘留帶來的光刻工藝中套刻量測的誤差以及殘留物對金屬鎢的腐蝕，提高了器件的可靠性及穩定性。