[发明专利]化学机械研磨的残留物去除方法

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路制造领域，特别是涉及一种化学机械研磨的残留物去除方法。

背景技术

随着超大规模集成电路的飞速发展，集成电路制造工艺变得越来越复杂和精细，为了提高集成度，降低制造成本，半导体器件的尺寸日益减小，平面布线已难以满足半导体器件高密度分布的要求，只能采用多层布线技术，进一步提高半导体器件的集成密度。由于多层互连或填充深度比较大的沉积过程导致了晶片表面过大的起伏，引起光刻工艺聚焦的困难，使得对线宽的控制能力减弱，降低了整个晶片上线宽的一致性。为此，需要对不规则的晶片表面进行平坦化处理。目前，化学机械研磨(Chemical Mechanical Polishing，CMP)是达成全局平坦化的最佳方法，尤其是在半导体制作工艺进入亚微米领域后，化学机械研磨已成为一项不可或缺的制作工艺技术。

化学机械研磨的过程通常包括如下步骤：首先，将晶片放置于化学机械研磨机台的研磨头上，并使所述晶片的待研磨表面向下与研磨垫(Pad)接触；接着，向所述化学机械研磨机台通入研磨液，并通过晶片表面与研磨垫之间的相对运动将晶片表面平坦化；接着，利用所述化学机械研磨机台的研磨头升起所述晶片；最后，利用去离子水清洗所述晶片和研磨垫。

在铜金属的化学机械研磨过程中，所述研磨液一般包含有化学助剂以及研磨粉体，所述化学助剂通常为pH值缓冲剂、氧化剂或表面活性剂等，所述研磨粉体通常为硅土或铝土等成分，通过所述化学助剂和所述待研磨表面的化学反应生成较软的容易被去除的材料，通过所述研磨粉体的机械作用将所述较软的材料去除。另外，由于铜极易氧化及腐蚀，因此还需在所述研磨液中加入苯并三氮唑(benzotriazole，BTA)，以形成有机的Cu-BTA薄膜来保护金属铜，避免铜被腐蚀和氧化。

但是，在实际生产中发现，由于作为铜腐蚀抑制剂的BTA的水溶性不佳，且其具有较强的粘附性不易被去除，因此即使利用去离子水清洗晶片和研磨垫，所述晶片和研磨垫表面仍然会有残留的BTA，所述晶片上的BTA残留物对半导体器件的电性及工艺制造均会造成影响，特别是后段金属互连工艺对这些残留物更加敏感，严重影响了半导体器件的可靠性，而所述研磨垫上的BTA残留物则会污染后续进行化学机械研磨工艺的晶片。

发明内容

本发明提供一种化学机械研磨的残留物去除方法，以减少化学机械研磨后的晶片和研磨垫表面的残留物，提高半导体器件的可靠性。

为解决上述技术问题，本发明提供一种化学机械研磨的残留物去除方法，包括：将晶片表面与化学机械研磨机台的研磨垫接触；利用研磨液对晶片进行化学机械研磨；升起所述晶片；利用酸性溶液清洗所述晶片和研磨垫；利用去离子水清洗所述晶片和研磨垫。

可选的，利用酸性溶液自下向上的方向清洗所述晶片。

可选的，所述酸性溶液的pH值范围为5～7。

可选的，所述酸性溶液为柠檬酸溶液。

可选的，所述酸性溶液的浓度为20％～30％，所述酸性溶液的温度为30～50摄氏度，利用酸性溶液清洗所述晶片的时间为10～30秒。

可选的，利用去离子水清洗所述晶片的时间为5～20秒。

可选的，利用所述化学机械研磨机台的研磨头将所述晶片升起。

可选的，所述研磨液中包括苯并三氮唑。

从以上技术方案可以得出，与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明在对晶片进行化学机械研磨之后、利用去离子水清洗所述晶片和研磨垫之前，利用酸性溶液清洗所述晶片和研磨垫，所述酸性溶液可降低晶片表面和研磨垫表面的BTA的黏性，可有效去除化学机械研磨后晶片和研磨垫表面的BTA残留物，提高半导体器件的可靠性。

附图说明

图1为本发明实施例提出的化学机械研磨的残留物去除方法的流程图；

图2A和图2B为本发明实施例提出的化学机械研磨机台的示意图；

图3A和图3B分别为采用现有的去除方法与采用本发明实施例提出的去除方法后的残留物分布示意图。

具体实施方式

下面将对本发明进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明，而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。