[发明专利]铜化学机械研磨方法和设备

权利要求书

1.一种铜化学机械研磨方法，其特征在于，在对晶圆上的铜层进行化学机械研磨之前或之后，进行研磨垫清洗工艺以去除所述研磨垫上积累的研磨副产物，所述研磨垫清洗工艺包括：

步骤11、进行正甲基比喀酮和去离子水的混合并形成混合液，所述去离子水用于增加所述混合液的流动性；

步骤12、将所述混合液流入到所述研磨垫，所述混合液中的正甲基比喀酮和所述研磨副产物反应使所述研磨副产物脱离所述研磨垫从而实现所述研磨副产物去除。

2.如权利要求1所述铜化学机械研磨方法，其特征在于：所述研磨垫清洗工艺还包括：

步骤13、采用研磨头对所述研磨垫进行研磨，以增加所述研磨副产物的去除速率。

3.如权利要求1所述铜化学机械研磨方法，其特征在于，所述研磨副产物包括铜的氧化物。

4.如权利要求1所述铜化学机械研磨方法，其特征在于：铜化学机械研磨方法包括如下步骤：

步骤一、进行所述研磨垫清洗工艺；

步骤二、对所述研磨垫进行第一次水冲洗；

步骤三、将所述晶圆传送到所述研磨垫上，对所述铜层进行化学机械研磨；之后将所述晶圆从所述研磨垫上传出；

步骤四、对所述研磨垫进行第二次水冲洗。

5.如权利要求4所述铜化学机械研磨方法，其特征在于：所述晶圆由半导体衬底组成；所述半导体衬底包括硅衬底。

6.如权利要求5所述铜化学机械研磨方法，其特征在于：在所述半导体衬底上形成有层间膜，所述层间膜上形成有凹槽，所述铜层填充于所述凹槽中并延伸到所述凹槽外的所述层间膜表面。

7.如权利要求6所述铜化学机械研磨方法，其特征在于：步骤三中，对所述铜层完成化学机械研磨后，所述铜层的顶部表面和所述层间膜的顶部表面相平。

8.如权利要求1所述铜化学机械研磨方法，其特征在于：步骤11中，在混合单元中进行正甲基比喀酮和去离子水的混合。

9.如权利要求8所述铜化学机械研磨方法，其特征在于：所述混合单元和研磨液供应管相连，步骤12中，所述混合液从所述混合单元进入到所述研磨液供应管中并从所述研磨液供应管中流入到所述研磨垫。

10.一种铜化学机械研磨设备，其特征在于，包括如下研磨垫清洗装置：

混合单元，用于实现正甲基比喀酮和去离子水的混合并形成具有流动性的混合液；

研磨液供应管，所述研磨液供应管和所述混合单元相连并用于将所述混合液到所述研磨垫上；

工艺控制单元，所述工艺控制单元实现对研磨垫清洗工艺的步骤进行控制，所述研磨垫清洗工艺包括：

步骤11、进行正甲基比喀酮和去离子水的混合并形成混合液，所述去离子水用于增加所述混合液的流动性；

步骤12、将所述混合液流入到所述研磨垫，所述混合液中的正甲基比喀酮和所述研磨副产物反应使所述研磨副产物脱离所述研磨垫从而实现所述研磨副产物去除。

11.如权利要求10所述铜化学机械研磨设备，其特征在于：所述研磨垫清洗工艺还包括：

步骤13、采用研磨头对所述研磨垫进行研磨，以增加所述研磨副产物的去除速率。

12.如权利要求10所述铜化学机械研磨设备，其特征在于，所述研磨副产物包括铜的氧化物。

13.如权利要求10所述铜化学机械研磨设备，其特征在于，所述工艺控制单元具有工艺菜单，通过所述工艺菜单对所述研磨垫清洗工艺的步骤进行设定，所述研磨垫清洗工艺在对晶圆上的铜层进行化学机械研磨之前或之后进行。

14.如权利要求14所述铜化学机械研磨设备，其特征在于，所述研磨液供应管包括一段螺纹管。