一种CMP中防止划伤的抛光工艺制造技术

本发明专利技术提出了一种CMP中防止划伤的抛光工艺，涉及化学机械抛光技术领域。一种CMP中防止划伤的抛光工艺，包括如下步骤：将抛光液稀释到20

【技术实现步骤摘要】
一种CMP中防止划伤的抛光工艺


[0001]本专利技术涉及化学机械抛光
，具体而言，涉及一种CMP中防止划伤的抛光工艺。

技术介绍

[0002]随着集成电路技术发展，每片硅片上集成电路的数目以2倍/代的速率提高，这就要求缺陷密度也以0.5倍/代的速度降低以保证良率的稳定；而缺陷数量与缺陷尺寸大致服从负立方分布；因此控制表面缺陷是20
‑
14nm集成电路实现低成本、高产量制造的核心。在极大规模集成电路(GLSI)制备中，化学机械抛光(chemicalmechanicalPolishing，CMP)对器件的性能很关键，因为，它不仅产生自己的缺陷也需要修饰前道工序产生的缺陷。因此，CMP后缺陷的指标通常是整个工艺流程中最严苛的。
[0003]在CMP过程中会在材料表面产生多种缺陷，包括粗糙度残留(有机残留、铜残留)、颗粒吸附、腐蚀和划伤等，它们都会影响器件的可靠性和电能性等性能，更严重的可能会导致器件功能失效。其中，划伤是最常见也是最重要的缺陷之一，它可以在CMP在硅片表面造成不可逆的损伤，这些缺陷不能像沾污一样被清洗掉,它的存在会使布线金属厚度减小、电阻增大、抗电迁移能力变差，例如在导线存在一个划伤，划伤处导线的横截面积就会变小，使导线电阻变大，进而增大了RC延迟。同时，该处电阻值增大，使其两端的电压随之增大，产生的热量增多，久而久之被划伤的导线可能被烧断，造成导线的断路，使的器件失效，严重影响器件的寿命。因此，划伤通常会造成良率和稳定性的较大损失，必须控制在要求的范围之内。
[0004]目前在极大规模集成电路(GLSI)制备中，通过修正抛光垫的技术来减少在抛光过程中产生的碎屑，从而减少碎屑对晶圆产生的划伤。抛光垫与修整器均是化学机械抛光中的耗材，使用寿命较短，经济成本较高。此外，因修整过程通常在抛光头的另一侧，无法真正实现“在线”去掉反应物。并且在修整过程中，还会有新产生的碎屑，新产生的碎屑会二次吸附在晶圆表面，难以被清洗去除，因此，无法有效的控制碎屑，不能完全解决因抛光垫碎屑引起的划伤缺陷。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种CMP中防止划伤的抛光工艺，此抛光工艺具有在抛光过程中能够防止晶圆划伤的优点。
[0006]本专利技术解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
[0007]一方面，本申请实施例提供一种CMP中防止划伤的抛光工艺，包括如下步骤：
[0008]将抛光液加入抛光机中，对晶圆进行抛光。
[0009]相对于现有技术，本专利技术的实施例至少具有如下优点或有益效果：
[0010]本专利技术通过在抛光过程中添加抛光液，本专利技术的抛光液具有强渗透力，能够渗入晶圆表面的缝隙中，通过抛光液将抛光垫碎屑和晶圆表面抛光产生的碎屑吸附，对碎屑进
行包裹，将其带离晶圆表面，加快了晶圆表面凸处的质量传递，同时抛光液的表面柔软，将碎屑包裹住后形成的组合物的表面硬度远低于碎屑表面硬度，从而减小了碎屑与晶圆表面的机械作用，使得晶圆表面的划伤缺陷也随之减小。此外，表面包裹活性剂的碎屑仅以物理吸附的方式存在与晶圆表面，与晶圆表面直接相互作用力更小，容易随着抛光液的流动而被清洗带出晶圆表面，不易二次吸附在晶圆表面，可以有效的控制减少抛光垫碎屑对晶圆产生划伤，实现“在线”除去反应物。划伤缺陷数量的减少，会减少废片的数量，提高芯片良品率，具有较高的经济效益，良好的性价比。
附图说明
[0011]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
[0012]图1为本专利技术实施例的抛光原理图；
[0013]图2为本专利技术实验例3、实验例7、实验例8和对比例1的抛光划伤数量对比图；
[0014]图3是实施例3抛光后的铜表明缺陷SEM图；
[0015]图4为实验例3、实验例7、实验例8和对比例1的抛光液粒径和大颗粒的对比图；
[0016]图5为实施例1和对比例2的抛光划伤数量对比图。
具体实施方式
[0017]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0018]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考具体实施例来详细说明本专利技术。
[0019]本专利技术提供一种CMP中防止划伤的抛光工艺，包括如下步骤：将抛光液加入抛光机中，对晶圆进行抛光。本专利技术通过在抛光过程中添加抛光液，本专利技术的抛光液具有强渗透力，能够渗入晶圆表面的缝隙中，通过抛光液将抛光垫碎屑和晶圆表面抛光产生的碎屑吸附，对碎屑进行包裹，将其带离晶圆表面，加快了晶圆表面凸处的质量传递，同时抛光液的表面柔软，将碎屑包裹住后形成的组合物的表面硬度远低于碎屑表面硬度，从而减小了碎屑与晶圆表面的机械作用，使得晶圆表面的划伤缺陷也随之减小。此外，表面包裹活性剂的碎屑仅以物理吸附的方式存在与晶圆表面，与晶圆表面直接相互作用力更小，容易随着抛光液的流动而被清洗带出晶圆表面，不易二次吸附在晶圆表面，可以有效的控制减少抛光垫碎屑对晶圆产生划伤，实现“在线”除去反应物。划伤缺陷数量的减少，会减少废片的数量，提高芯片良品率，具有较高的经济效益，良好的性价比。
[0020]在本专利技术的一些实施例中，上述抛光液按质量百分比计，包括如下原料：硅溶胶3
‑
10％、络合剂0.02
‑
2％、杀菌剂0.03
‑
2％、表面活性剂3
‑
15％、消泡剂0.01
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0.1％、去离子水余量。在该配比下的抛光液具有较好的碎屑包裹效果，进而使得碎屑不容易刮伤晶圆，此
外，由于表面活性剂的添加量比较高，容易起泡，造成抛光液的流量不稳定，进而使得铜和介质的速率波动，反而可能增加划伤缺陷，在本专利技术人的考虑下，加入消泡剂，减少泡沫产生，从而保证抛光液的流量稳定，使得晶圆抛光效果稳定。
[0021]在本专利技术的一些实施例中，上述络合剂为FA/O1型螯合剂、FA/O2型螯合剂、FA/O3型螯合剂、FA/O4型螯合剂和FA/O5型螯合剂中的一种或多种。
[0022]在本专利技术的一些实施例中，上述硅溶胶的粒径为5
‑
60nm。抛光液中超过0.5微米大颗粒数量与划伤缺陷数线性相关，选用该粒径下的硅溶胶，有助于减少大颗粒的数量，进而减少晶圆划伤缺陷。
[0023]在本专利技术的一些实施例中，上述杀菌剂为甲基异噻唑啉酮、卡松、山梨酸钾、苯甲酸、5
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氯
‑2‑
甲基
‑4‑
异噻唑啉
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种CMP中防止划伤的抛光工艺，其特征在于，包括如下步骤：将抛光液加入抛光机中，对晶圆进行抛光。2.根据权利要求1所述的一种CMP中防止划伤的抛光工艺，其特征在于，所述抛光液按质量百分比计，包括如下原料：硅溶胶3
‑
10％、络合剂0.02
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2％、杀菌剂0.03
‑
2％、表面活性剂3
‑
15％、消泡剂0.01
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0.1％、去离子水余量。3.根据权利要求2所述的一种CMP中防止划伤的抛光工艺，其特征在于，所述络合剂为FA/O1型螯合剂、FA/O2型螯合剂、FA/O3型螯合剂、FA/O4型螯合剂和FA/O5型螯合剂中的一种或多种。4.根据权利要求2所述的一种CMP中防止划伤的抛光工艺，其特征在于，所述硅溶胶的粒径为5
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60nm。5.根据权利要求2所述的一种CMP中防止划伤的抛光工艺，其特征在于，所述杀菌剂为甲基异噻唑啉酮、卡松、山梨酸钾、苯甲酸、5
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氯
‑2‑
甲基
‑4‑
异噻唑啉
‑3‑
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【专利技术属性】
技术研发人员：罗翀，康劲，贾会静，姚宇，刘玉岭，刘启旭，郭峰，张月，
申请(专利权)人：康劲，
类型：发明
国别省市：