改善研磨颗粒残留的方法技术

本发明专利技术提出一种改善研磨颗粒残留的方法，包括：研磨接触孔密度低的第一晶圆至形成钨插塞，．．．．．．研磨接触孔密度低的第ｎ－１晶圆至形成钨插塞；研磨带有金属钨层的控片；研磨接触孔密度高的第ｎ晶圆至形成钨插塞，．．．．．．研磨接触孔密度高的第ｍ－１晶圆至形成钨插塞；以此类推直至整批的晶圆全部研磨完成；在晶圆表面用化学试剂浸泡，进行研磨清洗。本发明专利技术提高了钨插塞的电性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体器件的清洗方法，尤其涉及。
技术介绍
目前半导体集成电路的技术发展趋势，是往较小的线宽方向进行，因此对工艺装 置洁净度的要求愈趋严格。在半导体的设备里，如薄膜沉积、干蚀刻、离子植入及微影等主 要工艺设备皆需要在一个维持适当洁净度的环境下操作。而且，集成电路制作流程非常的 复杂，需经过数十甚至数百个不同的步骤才能完成，因此晶圆在所经过的每一制造步骤都 有被杂质例如是金属或微粒子污染的可能，所以避免这些污染的产生是很重要的。 现有在研磨形成钨插塞的过程中，研磨液在研磨时会产生三氧化二铝(A1203)的 研磨颗粒，由于A1203很容易与钨吸附，会在钨插塞表面残留A1203颗粒10 (如图1所示)， 造成后续形成的钨插塞电性能降低。尤其是在钨插塞密集的晶圆，钨对八1203的吸附率非常 集中。另外，在研磨工艺线上通常一个批次需要研磨20片以上的晶圆，在研磨至一定数量 的低密度导电插塞的晶圆时，由于钨插塞数量少，A1A残留物更容易附着于研磨刷上，这些 残留物累积到一定量后，达到研磨刷难以负荷的程度，不但降低化学机械研磨刷的清洁能 力，当后续研磨钨导电插塞密度高的晶圆时，会导致这些晶圆表面膜层状况恶化，钨表面会 吸附研磨刷上的八1203残留物，进而引起晶圆良率下降。同时，现有技术在研磨后通常采用 去离子水清洗研磨刷和晶圆表面的膜层，去离子水不能与A1203发生反应，因此无法将其去 除，钨插塞的电性能低，半导体器件性能及良率下降。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提供一种，防止半导体器件性能及 良率下降。 本专利技术提供一种，包括研磨接触孔密度低的第一晶圆至形成钨插塞，......研磨接触孔密度低的第n-l晶圆至形成钨插塞；研磨带有金属钨层的控片；研磨接触孔密度高的第n晶圆至形成钨插塞，......研磨接触孔密度高的第m-l晶圆至形成钨插塞；以此类推直至整批的晶圆全部研磨完成；在晶圆表面用化学试剂浸 泡，进行研磨清洗。 可选的，研磨晶圆的速率为4500埃/分 5000埃/分，时间为30秒 50秒。 可选的，研磨带有金属钨层的控片的速率为4500埃/分 5000埃/分，时间为8秒 12秒。 可选的，所述化学试剂为氨水和水，比例为1 : 3。 可选的，清洗晶圆的时间为25秒 40秒。 可选的，在清洗完晶圆后还包括对整批晶圆进行逐片甩干。所述单片晶圆甩干时 间为50秒 60秒。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点在对工艺线上的成批晶圆研磨时，在研磨3了几片接触孔密度低的晶圆后，在对接触孔密度高的晶圆进行研磨之前，先用研磨刷去研 磨带有金属钨层的控片，使研磨刷上粘附的研磨液中的八1203颗粒吸附至控片的金属钨层 上，去除研磨刷上的A1203颗粒，使后续接触孔密度高的晶圆在研磨后，不会在其钨插塞上 吸附过多八1203颗粒，提高钨插塞的电性能。同时使整批晶圆的钨插塞电性能接近一致。 研磨后，将晶圆放于化学清洗槽内进行清洗，使化学溶液与研磨颗粒进行反应，以 进一步去除钨插塞上的A1203颗粒，促进半导体器件电性能的提高以及晶圆良率的提高。附图说明 图1是现有研磨工艺中钨插塞表面残留A1203颗粒的示意图； 图2是本专利技术改善研磨颗粒残留的具体实施例流程图； 图3是本专利技术化学试剂ra值发生变化时A1203、 Si02与W的电势变化示意图； 图4是本专利技术化学试剂HI值发生变化时A1203、 Si02与研磨刷(PVA)上的电势变 化示意图。具体实施例方式本专利技术在对工艺线上的成批晶圆研磨时，在研磨了几片接触孔密度低的晶圆后， 在对接触孔密度高的晶圆进行研磨之前，先用研磨刷去研磨带有金属钨层的控片，使研磨 刷上粘附的研磨液中的八1203颗粒吸附至控片的金属钨层上，去除研磨刷上的八1203颗粒，使 后续接触孔密度高的晶圆在研磨后，不会在其钨插塞上吸附过多八1203颗粒，提高钨插塞的 电性能。同时使整批晶圆的钨插塞电性能接近一致。另外，研磨后，将晶圆放于化学清洗槽 内进行清洗，使化学溶液与研磨颗粒进行反应，以进一步去除钨插塞上的A1203颗粒，促进 半导体器件电性能的提高以及晶圆良率的提高。 下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。 图2是本专利技术改善研磨颗粒残留的具体实施例流程图。如图2所示，执行步骤S1，研磨接触孔密度低的第一晶圆至形成钨插塞，......研磨接触孔密度低的第n-l晶圆至形成钨插塞； 在第一晶圆的绝缘介质层上形成金属钨层，并将金属钨层填充满接触孔中，所述 第一晶圆上的接触孔密度低；用研磨刷在研磨液中研磨第一晶圆上的金属钨层至露出绝缘 介质层，形成钨插塞；然后，用相同的方法研磨后续的接触孔密度低的晶圆。 本实施方式中，研磨晶圆的速率为4500埃/分 5000埃/分，时间为30秒 50 秒；其中，一个优选的实施例，当研磨晶圆的速率为4800埃/分时，研磨时间为40秒。 在研磨至一定数量的低密度导电插塞的晶圆时，由于这些晶圆上的钨插塞数量 少^1203残留物更容易附着于研磨刷上，这些残留物会不断累积。 执行步骤S2，研磨带有金属钨层的控片； 研磨带有金属钨层的控片的速率为4500埃/分 5000埃/分，时间为8秒 12秒。 由于研磨液中含有八1203，而八1203容易与金属钨吸附，尤其是在钨插塞密集的晶圆 上，钨表面吸附的八1203颗粒会更多，对于钨插塞的电性能影响也就更大。因此，当对工艺 线上钨插塞密度低的晶圆上进行研磨后，在对钨插塞密度高的晶圆进行研磨之前，需要在加上一片带有金属钨层的控片，用研磨刷去研磨，使研磨刷上的八1203颗粒与金属钨发生粘 附，用以清除研磨刷上的A1203颗粒。 本实施方式中，研磨带有金属钨层的控片的速率为4500埃/分 5000埃/分，研 磨控片使研磨刷上八1203颗粒清除干净所需时间为8秒 12秒。其中，一个优选实施例，研 磨带有金属钨层的控片的速率为4800埃/分，研磨刷的转速为110转/分，晶圆的转速为 108转/分，研磨控片使研磨刷上A1203颗粒清除干净所需时间为10秒。 执行步骤S3，研磨接触孔密度高的第n晶圆至形成钨插塞，......研磨接触孔密度高的第m-l晶圆至形成钨插塞； 将研磨刷上的八1203颗粒清除后，再研磨后续的接触孔密度高的晶圆上的金属钨 层至露出绝缘介质层，形成钨插塞。由于研磨刷上的八1203颗粒已经被清除，在对接触孔密 度高的晶圆上的金属钨进行研磨时，不会产生大量的八1203颗粒残留，使接触孔密度高的晶 圆和接触孔密度低的晶圆上的钨插塞八1203颗粒残留量接近，进行使整批的晶圆的电性能 相差较大。 执行步骤S4，以此类推直至整批的晶圆全部研磨完成； 采用步骤S1 S3的方法，将整批晶圆全部研磨完后，使整批晶圆上的钨插塞表面 的A1203颗粒数相差不多，且每片晶圆上的A1203颗粒的量不会导致钨插塞电性能下降太多。 执行步骤S5，在晶圆表面用化学试剂浸泡，进行研磨清洗。 具体工艺为将晶圆表面及研磨刷上用化学试剂进行浸泡5秒 7秒，使晶圆表 面与研磨刷完全被化学试剂浸润。然后，再用研磨刷研磨去除晶圆的钨插塞表面的八1203颗 粒。由于化学试剂能与A1203颗粒发生反应，因此能将钨插塞上吸附的A1203颗粒进一步去 除，进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改善研磨颗粒残留的方法，其特征在于，包括：研磨接触孔密度低的第一晶圆至形成钨插塞，．．．．．．研磨接触孔密度低的第ｎ－１晶圆至形成钨插塞；研磨带有金属钨层的控片；研磨接触孔密度高的第ｎ晶圆至形成钨插塞，．．．．．．研磨接触孔密度高的第ｍ－１晶圆至形成钨插塞；以此类推直至整批的晶圆全部研磨完成；在晶圆表面用化学试剂浸泡，进行研磨清洗。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：潘继岗，王亦磊，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]