[發明專利]化學機械研磨方法、設備及清洗液

有效

• 申請號: 201710675432.6
• 申請日: 2017-08-09
• 公開（公告）號: CN107243783B
• 公開（公告）日: 2018-08-28
• 發明（設計）人: 蔡長益
• 申請（專利權）人: 睿力集成電路有限公司
• 主分類號: B24B1/00
• 分類號: B24B1/00;B24B37/00;C09G1/02
• 代理公司: 北京市鑄成律師事務所 11313
• 代理人: 張臻賢;由元

本發明公開一種化學機械研磨方法，包括：進行研磨步驟，先導入酸性研磨液在一晶圓表面上，酸性研磨液包含固含量(solid content)小于2.5wt％的研磨顆粒，在化學機械研磨過程中，晶圓表面帶有負電荷，酸性研磨液在特定酸堿值范圍內，使研磨顆粒具有正電荷，而形成相互吸引；及進行第一清洗步驟，利用陰離子表面活性劑對晶圓表面進行清洗，以將殘留在晶圓表面上研磨顆粒的外圍電荷改變為負電荷，并且晶圓表面維持負電荷，其中，特定酸堿值范圍為pH值小于6，包括端點值。有效去除殘留的研磨顆粒，同時減小晶圓表面的刮痕率，提高產品良率。本發明還公開了一種化學機械研磨設備，以及一種使用于化學機械研磨方法的清洗液，具有上述效果。

技術領域

本發明屬于化學機械研磨技術領域，具體的涉及一種化學機械研磨方法，及一種化學機械研磨設備和一種使用于化學機械研磨方法的清洗液。

背景技術

目前，CMP(Chemical Mechanical Polishing，化學機械研磨)應用于晶圓的拋光，是以化學機械拋光機為主體，集在線檢測、終點檢測、清洗、甩干等技術于一體的化學機械平坦化技術，隨著半導體器件加工尺寸的不斷微細化，以及金屬互連的金屬層間介質的增加，必然導致晶圓表面嚴重的不平整，因此，CMP工藝的重要性日益突出。

化學機械研磨中，研磨拋光液簡稱研磨液，是CMP的關鍵要素之一，其性能直接影響拋光后表面的質量。研磨液一般由超細固體粒子研磨顆粒(如納米級的SiO₂、Al₂O₃粒子等)、表面活性劑、穩定劑、氧化劑等組成，研磨顆粒提供研磨作用，化學氧化劑提供腐蝕溶解作用。

通常使用9<PH<11的堿性研磨液，堿性研磨液容易清洗，為了提高研磨率，堿性研磨液的固含量大約為13％～16％，由于高的固含量，在研磨后導致晶圓表面產生刮痕，表面平坦化效果較差。

因此，如何減小晶圓化學機械研磨后晶圓表面的刮痕率，同時有效清理殘留在晶圓表面的研磨液是本領域技術人員急需要解決的技術問題。

在背景技術中公開的上述信息僅用于加強對本發明的背景的理解，因此其可能包含沒有形成為本領域普通技術人員所知曉的現有技術的信息。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例希望提供一種化學機械研磨方法，以至少解決現有技術中存在的問題。

本發明實施例的技術方案是這樣實現的，根據本發明的一個實施例，一種化學機械研磨方法，包括：

進行研磨步驟，先導入酸性研磨液在一晶圓表面上，所述酸性研磨液包含固含量(solid content)小于2.5wt％的研磨顆粒，在化學機械研磨過程中，所述晶圓表面帶有負電荷，所述酸性研磨液在特定酸堿值范圍內，使所述研磨顆粒具有正電荷，而形成相互吸引；及

進行第一清洗步驟，利用陰離子表面活性劑對所述晶圓表面進行清洗，以將殘留在所述晶圓表面上所述研磨顆粒的外圍電荷改變為負電荷，并且所述晶圓表面維持負電荷；

其中，所述特定酸堿值范圍為pH值小于6，包括端點值。

優選的，在上述化學機械研磨方法中，還包括：進行第二清洗步驟，利用氫氟酸溶液對所述陰離子表面活性劑清洗后的所述晶圓表面再次清洗。

優選的，在上述化學機械研磨方法中，所述陰離子表面活性劑的質量分數范圍為2wt％～10wt％，包括端點值；利用所述陰離子表面活性劑對所述晶圓表面進行清洗的流速范圍為400～600ml/min，包括端點值；利用所述陰離子表面活性劑對所述晶圓表面進行清洗的清洗時間范圍為40～80s，包括端點值。