[發明專利]化學機械研磨的方法

在審

• 申請號: 201610996811.0
• 申請日: 2016-11-11
• 公開（公告）號: CN106625203A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 桂輝輝;周小紅;李大鵬;周小云;萬先進
• 申請（專利權）人: 武漢新芯集成電路制造有限公司
• 主分類號: B24B37/04
• 分類號: B24B37/04;H01L21/3105;H01L21/321;H01L21/02
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙)31237
• 代理人: 屈蘅,李時云

技術領域

本發明涉及半導體制造領域，特別涉及一種化學機械研磨的方法。

背景技術

隨著半導體技術的發展、器件尺寸的縮小，對半導體器件金屬互連層表面的平坦化程度要求越來越高。化學機械研磨(CMP)是一種能滿足多層布線要求的平坦化技術，化學機械研磨是化學與機械效應的組合，在待研磨的材料層表面，因為發生化學反應而生成特定層，接著以機械方式將此特定層移除。

現有的化學機械研磨裝置一般包括三個化學機械研磨子裝置，例如子裝置1、子裝置2與子裝置3，所述三個子裝置同時對不同的晶圓進行機械研磨，并且每個晶圓都需要經過三個子裝置進行三次化學機械研磨。例如，形成有層間介質層以及銅互聯層的半導體襯底，所述子裝置1進行第一次化學機械研磨，去除大部分的銅互聯層，此過程研磨速率比較快，是一種粗研磨方式，然后使用子裝置2進行第二次化學機械研磨，去除所述層間介質層表面上的銅，然后使用子裝置3對所述層間介質層進行第三次化學機械研磨。

所述子裝置1完成一個晶圓研磨之后，該晶圓移動至所述子裝置2進行研磨，同時子裝置1進行下一個晶圓的研磨，之后子裝置3進行該晶圓的研磨，子裝置2進行下一個晶圓的研磨，子裝置1進行再下一個晶圓的研磨，三個子裝置同時對不同的晶圓進行研磨，但是子裝置1與子裝置2的總的研磨時間大于子裝置3總的研磨時間，因此，在子裝置3中，在主研磨之前需要有一段等待時間，并且由于子裝置2的研磨，在等待中暴露出的銅金屬容易被氧化，會導致最終形成的半導體形成樹突缺陷(Dendrites Defect)。

因此，如何減少第三次化學機械研磨的等待時間，降低樹突缺陷的產生是本領域技術人員亟需解決的技術問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種化學機械研磨的方法，減少第三次化學機械研磨中晶圓的等待時間，降低樹突缺陷的產生。

本發明的技術方案是一種化學機械研磨的方法，包括以下步驟：

提供待研磨晶圓，所述晶圓包括半導體襯底、形成在所述半導體襯底上的層間介質層、形成在所述層間介質層內的凹槽、以及形成在所述層間介質層上及所述凹槽內的金屬互連層；

對所述金屬互聯層進行第一化學機械研磨，去除部分所述金屬互聯層；

對所述金屬互聯層進行第二化學機械研磨，完全去除所述層間介質層上的所述金屬互連層；

對所述層間介質層進行第三化學機械研磨；

所述第三化學機械研磨包括一沖洗步驟：采用緩蝕劑對所述晶圓進行沖洗。

進一步的，所述第三化學機械研磨包括預研磨、主研磨以及晶圓清洗。

進一步的，在所述主研磨之前進行所述沖洗步驟。

進一步的，所述沖洗步驟與所述預研磨、主研磨在同一研磨墊上進行。

進一步的，所述金屬互連層為銅互聯層，所述緩蝕劑為銅緩蝕劑。

進一步的，所述緩蝕劑為苯并三氮唑。

進一步的，所述沖洗步驟進行沖洗的時間為30s～70s。

進一步的，所述第一學機械研磨、第二化學機械研磨以及第三化學機械研磨的總時間相當。

進一步的，所述第一化學機械研磨、第二化學機械研磨以及第三化學機械研磨采用同一化學機械研磨裝置的不同子裝置進行。

進一步的，所述第一化學機械研磨、第二化學機械研磨與第三化學機械研磨同時進行，分別研磨不同的晶圓。

與現有技術相比，本發明提供的化學機械研磨的方法，對層間介質層進行第三次化學機械研磨，該研磨包括一沖洗步驟，采用緩蝕劑對金屬互連層進行沖洗，防止在等待時間內暴露出的金屬被氧化，從而降低了發生樹突缺陷的風險，提高了半導體器件的性能；同時減少了晶圓在第三次化學機械研磨過程中的等待時間。

附圖說明

圖1為本發明一實施例所提供的化學機械研磨的方法的流程示意圖。

圖2～圖5為本發明一實施例所提供的化學機械研磨的方法的各步驟結構示意圖。

具體實施方式

為使本發明的內容更加清楚易懂，以下結合說明書附圖，對本發明的內容做進一步說明。當然本發明并不局限于該具體實施例，本領域的技術人員所熟知的一般替換也涵蓋在本發明的保護范圍內。

其次，本發明利用示意圖進行了詳細的表述，在詳述本發明實例時，為了便于說明，示意圖不依照一般比例局部放大，不應對此作為本發明的限定。