[发明专利]化学机械研磨方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，特别涉及一种化学机械研磨方法。

背景技术

目前，随着电子设备的广泛应用，半导体的制造工艺得到了飞速的发展，在半导体的制造流程中，涉及化学机械研磨(CMP)工艺。CMP的主要原理是利用研磨液的化学作用和机械作用使晶圆表面达到平坦化，下面以对金属铜的研磨为例来对研磨液的化学作用和机械作用进行说明。研磨液的化学作用体现在研磨液的成分包括氧化剂、络合剂和抑制剂，在氧化剂的作用下，金属铜被氧化为铜的氧化物例如氧化铜，然后铜的氧化物与络合剂发生化学反应生成可溶解的物质，而抑制剂是一种有机物质，可在金属铜的表面生成有机膜，在一定程度上避免金属铜被过度氧化。研磨液的机械作用体现在研磨液的成分包括研磨粒子，研磨粒子是一种固体颗粒，随着研磨粒子在金属铜表面发生摩擦，可将不需要的金属铜去除。

在金属铜的CMP工艺中，首先要进行研磨液的配制，具体的配制方法为：首先从厂家购买原液，原液的主要成分为研磨粒子、络合剂和抑制剂，然后使用去离子水(DIW)对原液进行稀释，在现有技术中，当对金属铜进行研磨时，将原液的稀释比例控制在0∶1至9∶1之间，也就是说，DIW与原液的质量之比在0∶1至9∶1之间，其次，向稀释后的原液中加入浓度为0.96％至1.04％的双氧水(H₂O₂)作为氧化剂，这样，就完成了研磨液的配制，最后，采用所配制的研磨液对金属铜进行研磨。

然而，在现有技术中，一方面，由于原液的稀释比例过小而导致研磨粒子在研磨液中的浓度过大，另一方面，如果向原液中加入的H₂O₂的浓度过大，就会使金属铜发生钝化，从而在金属铜的表面生成钝化膜，由于钝化膜会阻碍金属铜与H₂O₂发生氧化反应，则操作人员只能通过增长研磨时间或增大研磨粒子与金属铜之间的研磨力来去除金属铜，基于这两方面的原因，都会使研磨液的机械作用显著提高，从而使金属铜的表面出现划痕。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种化学机械研磨方法，以避免金属铜的表面出现划痕。

为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：

一种化学机械研磨方法，该方法包括：向原液中加入浓度为0.5％至0.9％的双氧水H₂O₂；采用加入H₂O₂后的原液对金属铜进行研磨。

该方法进一步包括：向原液中加入浓度为0.5％至0.9％的H₂O₂之前，采用去离子水DIW对原液进行稀释，且原液的稀释比例为16∶1至20∶1。

由上述的技术方案可见，向原液中加入浓度为0.5％至0.9％的H₂O₂，采用加入H₂O₂后的原液对金属铜进行研磨，这样，减小了H₂O₂的浓度，避免金属铜发生钝化，使金属铜较易与H₂O₂发生氧化反应，从而可降低研磨液的机械作用，避免金属铜的表面出现划痕。

附图说明

图1为本发明所提供的一种化学机械研磨方法的实施例的流程图。

图2为当原液的稀释比例为16∶1至20∶1时金属铜的移除率与H₂O₂浓度的关系示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案、及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。

本发明的核心思想为：一方面，增大原液的稀释比例，减小研磨粒子在研磨液中的浓度，另一方面，减小H₂O₂的浓度，避免金属铜发生钝化，使金属铜较易与H₂O₂发生氧化反应，从而可降低研磨液的机械作用，避免金属铜的表面出现划痕。

图1为本发明所提供的一种化学机械研磨方法的实施例的流程图。如图1所示，该方法包括以下步骤：

步骤101，采用DIW对原液进行稀释，且原液的稀释比例为16∶1至20∶1。