[发明专利]在化学机械抛光中使用组分可调冲洗液冲洗晶片

说明书

技术领域

本发明通常涉及集成电路制造工艺，尤其涉及用于化学机械抛光的设 备及方法。

背景技术

化学机械抛光(CMP)是集成电路形成工艺中的一般处理手段。通常， CMP用来半导体晶片的平坦化。CMP具有用来抛光晶片的物理力与化学力 协作效果的优点。CMP是在晶片被搁置在抛光垫上的同时，通过向晶片的 背部施加负荷力来执行。在包含研磨剂和反应化学品的研磨液(slurry)从 下面通过的同时，抛光垫与晶片逆时针旋转。CMP是一种在整个晶片上获 得真正全面平坦化的有效方法。

CMP工艺通常包括各种冲洗步骤。通常，利用去离子(DI)水冲洗抛 光垫与晶片。去离子水的优点是不希望的颗粒将不会保留在晶片或抛光垫 上。但是，传统使用去离子水的冲洗方法也存在缺陷。首先，去离子水不 能够彻底地除去CMP的副产品，因而在冲洗之后会发现晶片上留有相当数 量的残渣。尤其，有机残渣很难除去，即使使用额外的清洁溶液。

其次，去离子水由于其缺少离子的特性，因此具有低导电率，并因而 不能够释放抛光和清洗步骤中产生的静电荷。通过电荷移动，这导致了严 重的金属线电化腐蚀。尤其在铜线及其他金属器件中可以发现显著的电化 腐蚀。

第三，由于大量颗粒保留在抛光垫上，因此抛光垫的寿命缩短，导致 CMP成本的增加。此外，不同抛光垫之间寿命变化显著，导致难以监控抛 光垫。因此，现有技术需要一种能够更彻底清洁晶片和抛光垫的新型冲洗 方法。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种制造晶片上集成电路的方法，所 述方法包括以下步骤：抛光所述晶片；以及使用包含碳酸的酸性溶液冲洗 所述晶片。

根据本发明的另一个方面，提供了一种制造晶片上集成电路的方法包 括以下步骤：将晶片结合到抛光头上，其中抛光头放置在抛光垫上方；向 抛光垫上喷洒研磨液；抛光所述晶片；在抛光所述晶片的步骤之后，利用 PH值不等于7的组分可调冲洗液(CTRW)对所述晶片进行冲洗；从所述 抛光头上取下所述晶片；以及后抛光清洗所述晶片。

根据本发明的又一个方面，一种制造晶片上集成电路的方法包括以下 步骤：将晶片结合到抛光头上；向抛光垫上喷洒研磨液；使用抛光垫抛光 所述晶片；将从基本由二氧化碳和一氧化碳及其组合构成的组中选择的碳 的氧化气体溶解到去离子水中，以产生溶液，其中所述溶液的导电率约大 于1μS/cm；在抛光所述晶片的步骤之后，利用所述溶液对所述晶片进行冲 洗；从所述抛光头上取下所述晶片；以及后抛光清洗所述晶片。

根据本发明的再一个方面，提供了一种制造晶片上集成电路的设备， 所述设备包括抛光垫；位于所述抛光垫上方的可移动冲洗臂；以及后抛光 清洗器。所述后抛光清洗器包括用于刷动所述晶片的刷子；以及对准所述 晶片的喷嘴。所述设备还包括用来混合添加物与去离子水的混合器；以及 将所述混合器连接到所述冲洗臂和所述喷嘴至少一个的管道。

根据本发明的另一个方面，提供了一种制造晶片上集成电路的设备， 所述设备包括抛光垫；位于所述抛光垫上方的冲洗臂；连接到所述冲洗臂 上的管道；以及用于混合碳的氧化气体与去离子水的混合器。所述混合器 包括气体入口；液体入口；以及连接到所述管道的输出。所述设备还包括 至少一个和所述管道连接的电导计及PH测量计。

根据本发明的再一个方面，根据本发明的另一个方面，提供了一种制 造晶片上集成电路的设备，所述设备包括抛光垫和后抛光清洗器。所述后 抛光清洗器包括用于刷动所述晶片的刷子；以及对准所述晶片的喷嘴。所 述设备还包括连接到所述喷嘴的管道；以及用来混合二氧化碳气体和去离 子水的混合器。所述混合器包括气体入口；液体入口；以及连接到所述管 道的输出。所述设备还包括至少一个和所述管道连接的电导计及PH测量 计。

本发明的有益特征包括更有效的冲洗，以及减少发生在对应铜线上的 电化腐蚀。

附图说明

为了更完全地理解本发明及其优点，现在将结合附图对发明实施例说 明如下，其中：

图1显示了一种化学机械抛光(CMP)系统，该系统包括用来提供组 分可调冲洗液的混合器；

图2显示了CMP系统中的后抛光清洗器，其中后抛光清洗器包括用来 提供组分可调冲洗液的混合器；以及

图3显示了在CMP处理后从晶片样本上测得的表面电压。