[發(fā)明專利]一種鎢CMP工藝

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611137437.5
• 申請(qǐng)日: 2016-12-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106783728A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 顧祥;吳建偉;洪根深;曹利超
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第五十八研究所
• 主分類號(hào): H01L21/768
• 分類號(hào): H01L21/768
• 代理公司: 總裝工程兵科研一所專利服務(wù)中心32002
• 代理人: 楊立秋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鎢CMP工藝，具體地說(shuō)是一種用于深亞微米體硅CMOS工藝中鎢CMP(化學(xué)機(jī)械研磨)工藝步驟的新方法，屬于集成電路技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

鎢廣泛用于形成栓塞以連接不同金屬層。由于CVD鎢薄膜有很好的間隙填充能力，通過(guò)將大量的鎢移除并只保留接觸孔中的鎢，就能夠形成鎢栓塞。對(duì)于仍然使用鋁銅互連的IC工藝，半導(dǎo)體生產(chǎn)中最常見(jiàn)的金屬化學(xué)機(jī)械研磨是鎢化學(xué)機(jī)械研磨。包含鎢CMP工藝技術(shù)的有非常先進(jìn)的DRAM納米存儲(chǔ)器，以及從0.13μm到0.8μm技術(shù)節(jié)點(diǎn)的CMOS邏輯器件。

傳統(tǒng)鎢CMP工藝完成后經(jīng)常會(huì)有研磨漿slurry殘留，這些殘留會(huì)掉在光刻的對(duì)位標(biāo)記中，并且很難去除，這樣會(huì)導(dǎo)致后面的工藝層次光刻機(jī)對(duì)位異常，具體如圖1所示，圖1中的若干A點(diǎn)即為對(duì)位異常點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述不足之處，提供一種改善傳統(tǒng)鎢CMP工藝，其可以改善slurry殘留所導(dǎo)致的后續(xù)光刻工藝無(wú)法對(duì)位的問(wèn)題。

按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，一種鎢CMP工藝，步驟為：

(1)一次研磨：對(duì)鎢圓片進(jìn)行研磨，采用的研磨漿slurry為氧化鋁，研磨時(shí)間為25-35s；

(2)二次研磨：對(duì)步驟(1)所得圓片進(jìn)行二次研磨，通過(guò)設(shè)備自行判斷介質(zhì)二氧化硅的終點(diǎn)時(shí)間，并且在研磨找到終點(diǎn)時(shí)間后，再加磨10-15s，采用的研磨漿slurry為氧化鋁，總研磨時(shí)間為55-65s；

(3)三次研磨：對(duì)步驟(2)中所得圓片進(jìn)行三次研磨，采用的研磨漿slurry為水，研磨時(shí)間為20-25s。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明將鎢CMP工藝中的部分研磨漿換成水，并將研磨時(shí)間做一定的調(diào)整。本發(fā)明能有效改善slurry殘留問(wèn)題，大幅節(jié)省工藝加工成本，可操作性非常強(qiáng)。

附圖說(shuō)明

圖1是傳統(tǒng)工藝層次光刻機(jī)對(duì)位異常示意圖。

圖2是第一步研磨示意圖。

圖3是第二步研磨示意圖。

圖4是第三步研磨示意圖。

圖5是本發(fā)明光刻對(duì)位標(biāo)記示意圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明：A、對(duì)位異常點(diǎn)；1、鎢；2、氧化鈦/鈦；3、介質(zhì)；B、對(duì)位標(biāo)記。

具體實(shí)施方式

如圖2-4所示：一種鎢CMP工藝，步驟為：

(1)一次研磨：對(duì)鎢圓片進(jìn)行研磨，具體如圖2所示，采用的slurry為氧化鋁，研磨固定時(shí)間為30s；

(2)二次研磨：對(duì)步驟(1)所得圓片進(jìn)行二次研磨；具體如圖3所示，采用的slurry為氧化鋁，通過(guò)找到介質(zhì)二氧化硅的終點(diǎn)時(shí)間進(jìn)行研磨，并且在研磨找到終點(diǎn)時(shí)間后，再加磨10-15s，確保鎢和氮化鈦/鈦磨完，總研磨時(shí)間為65s左右；

(3)三次研磨：對(duì)步驟(2)中所得圓片進(jìn)行三次研磨，具體如圖4所示，無(wú)slurry只有水，研磨時(shí)間為25s；

采用本發(fā)明工藝完成的圓片，基本無(wú)slurry殘留，光刻對(duì)位標(biāo)記B清晰，具體如圖5所示，沒(méi)有如圖1所示的對(duì)位異常點(diǎn)。

本發(fā)明將圖4過(guò)程中的CMP研磨液用水來(lái)替代，原來(lái)的研磨液是用來(lái)過(guò)磨一部分二氧化硅的，但采用原有工藝會(huì)使鎢略微凸出一部分，當(dāng)鋁蓋對(duì)其進(jìn)行覆蓋后，覆蓋處不夠平整。

但當(dāng)研磨液更改為水后，此步驟的CMP依然會(huì)依靠物理的作用略微磨去一些二氧化硅，但研磨量少，同時(shí)還能對(duì)其進(jìn)行清洗；采用本發(fā)明研磨后既沒(méi)有slurry殘留，鎢塞也不會(huì)凸起，覆蓋面相對(duì)平坦。

采用常規(guī)工藝條件和新工藝條件后圓片(wafer)最終經(jīng)過(guò)電性測(cè)試孔電阻完全正常。