[發明專利]化學機械研磨過程中穩定銅研磨速率的方法

在審

• 申請號: 201911173870.8
• 申請日: 2019-11-26
• 公開（公告）號: CN110815047A
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發明（設計）人: 王凱;孫延松;嚴鈞華;王春偉
• 申請（專利權）人: 上海華力微電子有限公司
• 主分類號: B24B53/017
• 分類號: B24B53/017;B24B37/04;B24B37/005
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 欒美潔

本發明公開了一種化學機械研磨過程中穩定銅研磨速率的方法，包括：利用電化學鍍銅清洗液對研磨墊進行沖洗；對研磨墊進行整理和超純水沖洗；對晶圓進行銅研磨；晶圓研磨結束后，利用電化學鍍銅清洗液對研磨墊進行沖洗，對研磨墊進行整理和超純水沖洗。本發明在銅研磨之前使用電化學鍍銅清洗液對研磨墊進行預沖洗，而且在銅研磨完成后再次使用電化學鍍銅清洗液對研磨墊進行沖洗，這樣可以提高研磨墊上研磨副產物的去除率，有效地保證研磨墊的持續清潔度，有效地降低銅研磨速率發生異常波動的幾率，使銅研磨制程的工藝能力指數穩定度顯著提高。

技術領域

本發明涉及微電子及半導體集成電路的制程控制技術，具體屬于一種在化學機械研磨過程中穩定銅研磨速率的方法。

背景技術

隨著元件尺寸持續縮減，光刻曝光分辨率相對增加，伴隨著曝光景深的縮減，對于晶片表面的高低起伏輪廓的容忍要求更為嚴苛?；瘜W機械研磨方法是目前能提供超大規模集成電路工藝全域性平坦化的技術，它獨特的各向異性磨除性質除了用于晶片表面輪廓的平坦化之外，亦可經由金屬研磨方式應用于垂直及水平金屬導線連接的制作、前段工藝中元件淺溝槽隔離制作及先進元件的制作、微機電系統平坦化和平面顯示器制作等。

一般化學機械研磨設備基本上是由一個用來進行芯片研磨的研磨臺(PolishingTable)，及一個用來承載被研磨芯片的研磨頭(Carrier)所組成。其中研磨頭將固定住芯片的背面，然后把芯片的正面壓在鋪有一層研磨墊(Polishing Pad)的研磨臺上。當進行化學機械研磨時，研磨臺將順著一固定方向旋轉，且研磨頭的運動方向例如是線性移動或是與研磨臺一樣順著一固定方向旋轉且角速度相同，此外，進行研磨期間還包括加入研磨液(Slurry)，以進行芯片表面研磨。

而目前在超大規模集成電路發展到小于0.13μm的時代，為提高芯片的執行速度，需有效地克服阻抗等所造成的的時間延遲，因此大多采取低介電常數的材料以及使用金屬銅作為內連線結構。

傳統方法通過研磨墊整理器(Dresser)整理和超純水(DIW)對研磨墊進行沖洗，但是在這個清洗過程中，化學機械研磨產生的副產物去除率不穩定，容易造成機臺自身的監控項目(Offline)及對工程片或產品的監控項目(Inline)的銅研磨速率發生突變，銅研磨制程的安全性及穩定性不夠。因此，亟需加強去除銅研磨副產物的手段，從而持續保證研磨墊的清潔度，穩定化學機械研磨機臺的銅研磨速率。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種化學機械研磨過程中穩定銅研磨速率的方法，可以解決現有化學機械研磨工藝的清洗過程中副產物去除率不穩定而導致銅研磨速率發生突變的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供的化學機械研磨過程中穩定銅研磨速率的方法，包括如下步驟：

步驟1，利用電化學鍍銅清洗液對研磨墊進行沖洗；

步驟2，對晶圓進行銅研磨；

步驟3，晶圓研磨結束后，利用電化學鍍銅清洗液對研磨墊進行沖洗。

較佳地，在步驟1和步驟2之間，對研磨墊進行整理和超純水沖洗。

較佳地，在步驟3后，對研磨墊進行整理和超純水沖洗。

較佳地，在步驟1中，利用流量為80mL/min～100mL/min的電化學鍍銅清洗液進行沖洗。

優選地，利用流量為90mL/min的電化學鍍銅清洗液進行沖洗。

進一步地，沖洗時間為5s～25s。

優選地，沖洗時間為8s。

優選地，在步驟3中，利用流量為200mL/min的電化學鍍銅清洗液進行沖洗。

進一步地，在步驟3中，沖洗時間為5s～25s。