[发明专利]化学机械研磨方法和半导体晶片清洗方法

说明书

技术领域：

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种化学机械研磨方法及半导体晶片清洗方法。 

背景技术：

在集成电路制造过程中，为了将底层的CMOS等半导体器件与上层的金属互连层连接，一般需要在第一层金属互连层与CMOS层之间的金属前介质层中刻蚀通孔，然后在所述通孔中形成导电结构，例如由金属钨构成的插塞结构。通常上述插塞结构经过以下过程形成：首先，采用化学气相淀积技术(Chemical Vapor Deposition，CVD)在所述通孔中淀积钨膜层，而后进行退火处理以降低钨膜层的电阻，最后采用化学机械研磨技术(Chemical Mechanical Planarization，CMP)将表面平坦化并去除多余的金属钨，形成插塞结构。 

通常钨的CMP工艺过程包括两个阶段：研磨阶段和清洗阶段，其中研磨阶段是主要的去除被研磨材料的步骤，清洗阶段主要用于去除研磨阶段带来的所有沾污物，包括：磨料颗粒、被研磨材料产生的颗粒以及磨料中的化学沾污物。 

然而，实际生产中经常发现在金属的CMP工艺之后，或半导体晶片喷水清洗工艺之后，金属插塞会被损坏，造成金属导线局部的断开，形成断路，直接影响了器件的良率。以钨的CMP工艺为例，经研究发现，在钨的CMP工艺之后，正常的钨插塞的表面比较平整，而损坏的钨插塞表面具有明显的凸起，如图1所示，为正常的钨插塞，其表面101区域平整，如图2所示，为损坏的钨插塞，其表面201区域存在着明显的凸起。因此损坏的钨插塞顶部会被凸起挤压断裂，造成了钨导线局部的断开，形成了断路，直接影响了半导体器件的良率。 

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种化学机械研磨方法及半导体晶片清洗方法，以解决现有技术中存在的金属插塞会被损坏，造成金属导线局部的断开，形成断路，直接影响半导体器件的良率的问题。 

为解决上述问题，本发明实施例提供了如下技术方案： 

一种化学机械研磨方法，用于在介质层的通孔中淀积金属层后，研磨去除多余的金属，形成金属插塞，包括： 

研磨淀积金属层后的半导体晶片表面； 

向半导体晶片表面喷水，控制喷水参数以实现减小介质层对金属插塞形成的侧应力； 

清洗半导体晶片表面。 

优选的，所述控制喷水参数，包括： 

控制喷水的高度或控制喷水的压力。 

优选的，所述控制喷水的高度为2厘米至5厘米。 

优选的，所述金属层为铜层或钨层。 

优选的，所述介质层为氧化硅，所述金属插塞为钨插塞。 

优选的，所述向半导体晶片表面喷水，包括： 

向半导体晶片表面喷洒去离子水。 

本实施例还提供了一种半导体晶片清洗方法，用于在介质层中形成金属插塞之后，清洗半导体晶片，包括： 

向半导体晶片表面喷水，控制喷水参数以实现减小介质层对金属插塞形成的侧应力。 

优选的，所述控制喷水参数，包括： 

控制喷水的高度或控制喷水的压力。 

优选的，所述控制喷水的高度为2厘米至5厘米。 

优选的，所述向半导体晶片表面喷水，包括： 

向半导体晶片表面喷洒去离子水。 

与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点： 

本发明实施例所提供的技术方案，在向半导体晶片表面喷水过程中，通过控制喷水的参数，可以控制水对材质较软的介质层产生的压力，进而可以减小介质层对金属插塞的侧应力，能够避免因侧应力挤压金属插塞导致的金属插塞顶部较薄弱的部分被挤压断裂、形成凸起的缺陷，进而能够避免金属导线局部的断开，避免形成断路，能够提高半导体器件的良率。 

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 

图1为背景技术部分所述的正常的钨插塞结构示意图； 

图2为背景技术部分所述的损坏的钨插塞结构示意图； 

图3为本发明实施例一提供的化学机械研磨方法流程示意图。 

具体实施方式