[发明专利]化学机械研磨的方法和金属互连层的形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种化学机械研磨的方法和金属互连层的形成方法。

背景技术

随着对超大规模集成电路高集成度和高性能的需求逐渐增加，半导体技术向着65nm甚至更小特征尺寸的技术节点发展，而芯片的运算速度明显受到金属导线所造成的电阻电容延迟(Resistance Capacitance Delay Time，RC Delay Time)的影响。因此在目前的半导体制造技术中，采用具有更低电阻率的铜金属互连，来代替传统的铝金属互连，以改善RC延迟的现象。

由于铜具有低电阻率的特性，以铜为互连线的器件可承受更密集的电路排列，降低生产成本，更可提升芯片的运算速度。此外，铜还具有优良的抗电迁移能力，使器件的寿命更长及稳定性更佳等优点。

在先进的半导体制造工艺中，铜金属互连层采用双镶嵌工艺制作，例如，专利号为200610116880.4的中国发明专利公开了一种双镶嵌结构的形成方法，包括：提供一表面至少具有一导电区域的晶片；在所述晶片上形成一刻蚀停止层；在所述晶片上形成一层间介电层；利用光刻胶对所述层间介电层进行通孔的图形化处理及刻蚀处理，形成通孔；在所述通孔内填充光刻胶牺牲层；进行加热处理；去除所述光刻胶牺牲层；利用光刻胶对所述层间介电层进行沟槽的图形化处理，并刻蚀形成沟槽，且所述沟槽下方至少有一个所述通孔；在所述沟槽和所述通孔中填充导电材料；对所述导电材料进行研磨处理，形成双镶嵌结构。

上述金属互连层的形成方法中，对沟槽和通孔中填充的导电材料进行研磨处理通常采用化学机械研磨(Chemical Mechanical Polishing，CMP)工艺，以将晶片表面磨平，去除沟槽和通孔外多余的导电材料(例如铜金属)。

然而问题在于，在实际的生产过程中，上述化学机械研磨工艺之后，在晶片表面常会出现凹坑或斑点等缺陷，如图1所示，晶片1表面上这些凹坑或斑点缺陷2将可能引起金属互连层短路等一系列问题，从而影响集成电路的可靠性。

发明内容

本发明解决的问题是如何消除或减少化学机械研磨工艺之后的晶片表面的缺陷。

为解决上述问题，本发明提供一种化学机械研磨的方法，包括：

提供晶片，所述晶片表面具有金属层；

减少去离子水喷雾与所述晶片表面发生的反应；

对所述晶片表面进行研磨，以去除所述金属层的多余部分。

可选的，所述减少去离子水喷雾与晶片表面发生的反应，具体包括：

将所述晶片置入CMP设备的准备平台内；

将去离子水喷雾设为关闭状态；

吸附所述晶片背面并将晶片转移至研磨平台。

可选的，所述减少去离子水喷雾与晶片表面发生的反应，具体包括：

将所述晶片置入CMP设备的准备平台内；

采用掺有抗反应剂的去离子水对所述晶片背面进行喷雾处理；

吸附所述晶片背面并将晶片转移至研磨平台。

所述喷雾处理采用较小的压力。

所述减少去离子水喷雾与晶片表面发生的反应，具体包括：

将所述晶片置入CMP设备的准备平台内；

采用去离子水对所述晶片背面进行减小压力的喷雾处理；

吸附所述晶片背面并将晶片转移至研磨平台。

所述抗反应剂包括铜缓蚀剂。

相应的，还提供一种金属互连层的形成方法，包括以下步骤：

提供晶片，所述晶片表面内具有介质层和所述介质层中的开口，

在所述开口内填充金属层，所述金属层将晶片表面覆盖，

对所述晶片表面进行化学机械研磨，以去除所述开口外的金属层；其中，

所述化学机械研磨之前，还包括减少去离子水喷雾与所述晶片表面发生的反应。

所述开口包括沟槽、通孔或双镶嵌开口中的一种或至少两种的组合。

可选的，所述减少去离子水喷雾与晶片表面发生的反应，具体包括：

将所述晶片置入CMP设备的准备平台内；

将去离子水喷雾设为关闭状态；

吸附所述晶片背面并将晶片转移至研磨平台。

可选的，所述减少去离子水喷雾与晶片表面发生的反应，具体包括：

将所述晶片置入CMP设备的准备平台内；

采用掺有抗反应剂的去离子水对所述晶片背面进行喷雾处理；

吸附所述晶片背面并将晶片转移至研磨平台。

与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点：