化学机械抛光后清洁及设备制造技术

本发明专利技术提供一种化学机械抛光后清洁及设备，其包含使用第一刷子对晶片执行第一化学机械抛光CMP后清洁。所述第一刷子旋转以清洁所述晶片。本发明专利技术的方法进一步包含使用第二刷子对所述晶片执行第二CMP后清洁。所述第二刷子旋转以清洁所述晶片。所述第一CMP后清洁与所述第二CMP后清洁是同时执行。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术大体上涉及半导体领域，更具体地，涉及化学机械抛光后清洁及设备。
技术介绍
化学机械抛光(CMP)工艺广泛用于制造集成电路。当集成电路是在半导体晶片的表面上逐层建立而成时，使用CMP工艺来使最高层平坦化以提供平坦表面以用于后续制造步骤。CMP工艺是通过抵靠抛光垫对晶片表面抛光来执行。将含有研磨粒子及反应性化学制品两者的研磨浆施加到抛光垫。与研磨浆中的反应性化学制品耦合的抛光垫及晶片表面的相对移动允许CMP工艺借助于物理力及化学力两者使晶片表面平坦化。CMP工艺可用于制造集成电路的各种组件。举例来说，CMP工艺可用以使层级间介电层及金属间介电层平坦化。CMP工艺通常也用于形成互连集成电路的组件的铜线。在CMP工艺之后，清洁执行CMP工艺所在的晶片的表面以去除残留物。残留物可包含有机物质及粒子。在最近的几代集成电路中，集成电路装置的大小已减小到极小尺度。与较老的几代集成电路相比较，此情形对CMP后清洁提出苛刻要求。举例来说，在CMP后清洁之后保留的金属粒子的大小不可以超过晶片上的晶体管的临界尺寸(栅极长度)的二分之一。显然，在减小集成电路装置的大小的情况下，此类要求加严。在常规CMP后清洁中，使用刷子来去除晶片上的残留物。
技术实现思路
根据本专利技术一实施例的方法，其包括：使用第一刷子对晶片执行第一化学机械抛光CMP后清洁，其中第一刷子旋转以清洁晶片；及使用第二刷子对晶片执行第二CMP后清洁，其中第二刷子旋转以清洁晶片，且第一CMP后清洁与第二CMP后清洁是同时执行。根据本专利技术的另一实施例的方法，其中第一刷子位于晶片的中心的第一侧上，且第二刷子位于晶片的中心的第二侧上，其中第二侧与第一侧对置；其中第一刷子的第一纵向方向及第二刷子的第二纵向方向均与晶片的直径对准；其中在第一CMP后清洁的全部期间，第一刷子具有与晶片的中心对准的第一末端，且晶片的全部与晶片的中心隔开；当第一刷子旋转以清洁晶片时，摆动第一刷子；其中当第一刷子处于摆动的摆动范围的末端时，第一刷子的末端与晶片的中心重叠；其中在摆动期间，第一刷子的全部保持在晶片的同一侧上；其中第一刷子在垂直于第一刷子的纵向方向的方向上摆动。根据本专利技术的又一实施例的方法，其包括：使用第一刷子对晶片执行第一化学机械抛光CMP后清洁，其中第一刷子旋转以清洁晶片，且第一刷子的旋转轴线平行于晶片的表面；及当第一刷子旋转时，摆动第一刷子。本专利技术的又一实施例还提供用于对晶片执行清洁的设备，其包括：夹盘，其经配置以固持晶片及使晶片旋转；第一刷子，其具有平行于晶片的表面的第一轴线；第一驱动机构，其用于使第一刷子旋转；第二刷子，其具有平行于晶片的表面的第二轴线；及第二驱动机构，其用于使第二刷子旋转。附图说明当结合附图阅读时，从以下实施方式最好地理解本专利技术的各方面。应注意，根据业界中的标准惯例，各种特征未按比例绘制。事实上，为了论述清楚起见，可能任意增加或减小各种特征的尺寸。图1说明根据一些实施例的化学机械抛光(CMP)工艺。图2A说明根据一些实施例的CMP后清洁工艺及CMP后清洁设备的一部分的俯视图，其中使用四个刷子。图2B说明根据一些实施例的CMP后清洁工艺及CMP后清洁设备的一部分的俯视图，其中刷子中的一者的一末端与晶片的中心对准。图3说明根据一些实施例的CMP后清洁工艺及CMP后清洁设备的一部分的横截面图。图4说明根据一些实施例的CMP后清洁工艺及CMP后清洁设备的一部分的俯视图，其中两个刷子垂直于另外两个刷子。图5说明根据一些实施例的CMP后清洁工艺及CMP后清洁设备的一部分的俯视图，其中使用两个刷子。图6说明根据一些实施例的CMP后清洁工艺及CMP后清洁设备的一部分的俯视图，其中使用单个刷子。图7说明根据一些实施例的CMP后清洁工艺及CMP后清洁设备的一部分的俯视图，其中长刷子在清洁期间摆动。图8说明根据一些实施例的CMP后清洁工艺及CMP后清洁设备的一部分的俯视图，其中使用铅笔型刷子。图9说明刷子及晶片的俯视图，其中刷子与晶片之间的接触区域具有接触宽度。具体实施方式以下揭示内容提供用于实施本专利技术的不同特征的许多不同实施例或实例。下文描述组件及布置的特定实例以简化本专利技术。当然，这些组件以及布置仅为实例且并不意欲为限制性的。举例来说，在以下描述中，第一特征在第二特征之上或上的形成可包含第一特征与第二特征直接接触地形成的实施例，并且还可包含额外特征可形成于第一特征与第二特征之间从而使得第一特征与第二特征可以不直接接触的实施例。另外，本专利技术可在各种实例中重复参考标号及/或字母。此重复是出于简化和清楚的目的且本身并不指示所论述的各种实施例及/或配置之间的关系。另外，本文中为易于描述可能使用例如“之下”、“下方”、“下部”、“上覆”、“上部”及其类似者等空间上相对术语来描述如各图中所说明的一个元件或特征与另一元件或特征(其它元件或特征)的关系。除各图中所描绘的定向之外，空间上相对术语意欲涵盖装置在使用或操作中的不同定向。设备可以其它方式定向(旋转90度或处于其它定向)，且本文中所使用的空间上相对描述词同样可相应地进行解释。根据各种示范性实施例提供用于执行化学机械抛光(CMP)后清洁的设备及CMP后清洁工艺。论述一些实施例的一些变化。贯穿各视图及说明性实施例，相似参考标号用以指明相似元件。图1示意性地说明根据本专利技术的一些实施例的晶片的CMP。CMP系统10包含抛光压板12、在抛光压板12之上的抛光垫14，及在抛光垫14之上的抛光头16。研磨浆施配器20在抛光垫14正上方具有出口以便将研磨浆施配到抛光垫14上。在CMP期间，通过研磨浆施配器20将研磨浆22施配到抛光垫14上。研磨浆22包含与晶片18的表面层起反应的反应性化学制品。此外，研磨浆22包含用于将晶片18机械抛光的研磨粒子。抛光垫14由足够硬从而允许研磨浆中的研磨粒子将在抛光头16下的晶片机械抛光的材料形成。另一方面，抛光垫14也足够软从而使得其实质上不会擦伤晶片。在CMP工艺期间，通过机构(未图示)使抛光压板12旋转，且因此固定于抛光压板上的抛光垫14也连同抛光压板12一起旋转。用于使抛光垫14旋转的机构(例如，电动机及/或齿轮)并未加以说明。在CMP工艺期间，使抛光头16也旋转，且因此致使固定到抛光头16上的晶片18旋转。根据本专利技术的一些实施例，抛光头16与抛光垫14在相同方向上(顺时针或逆时针)旋转。根据替代实施例，如图1中所展示，抛光头16与抛光垫14在相反方向上旋转。用于使抛光头16旋转的机构并未加以说明。随着抛光垫14及抛光头16旋转，研磨浆22在晶片18与抛光垫14之间流动。通过研磨浆中的反应性化学制品与晶片18的表面层之间的化学反应，且进一步通过机械抛光，使得晶片18的表面层平坦化。在CMP之后，通过CMP后清洁步骤清洁晶片18。CMP后清洁步骤可包含多个步骤，包含(且不限于)：使用酸性化学溶液清洁、使用碱性化学溶液清洁、使用中性化学溶液清洁，及用去离子水(DI水)冲洗。CMP后清洁也可包含多个循环，每一循环包含化学溶液清洁步骤及冲洗步骤。图2说明根据一些实施例的CMP后清洁中的阶段及相应清洁设备30的俯视图。已进行CMP工艺的晶片18在晶片18的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，其包括：使用第一刷子对晶片执行第一化学机械抛光CMP后清洁，其中所述第一刷子旋转以清洁所述晶片；及使用第二刷子对所述晶片执行第二CMP后清洁，其中所述第二刷子旋转以清洁所述晶片，且所述第一CMP后清洁与所述第二CMP后清洁是同时执行。

【技术特征摘要】
2015.09.30 US 14/870,9461.一种方法，其包括：使用第一刷子对晶片执行第一化学机械抛光CMP后清洁，其中所述第一刷子旋转以清洁所述晶片；及使用第二刷子对所述晶片执行第二CMP后清洁，其中所述第二刷子旋转以清洁所述晶片，且所述第一CMP后清洁与所述第二CMP后清洁是同时执行。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一刷子位于所述晶片的中心的第一侧上，且所述第二刷子位于所述晶片的所述中心的第二侧上，其中所述第二侧与所述第一侧对置。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述第一刷子的第一纵向方向及所述第二刷子的第二纵向方向均与所述晶片的直径对准。4.根据权利要求1所述的方法，其中在所述第一CMP后清洁的全部期间，所述第一刷子具有与所述晶片的中心对准的第一末端，且所述晶片的全部与所述晶片的所述中心隔开。5.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括，当所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄富明，陈亮光，张庭魁，林均洁，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71