化学机械抛光方法和化学机械抛光设备技术

本发明专利技术公开了一种化学机械抛光方法和化学机械抛光设备。在抛光台旁边设置了喷射装置。在抛光台上进行化学机械抛光之前、之后或者在两次化学机械抛光之间，通过将清洗液喷射至晶片的表面，来对所述晶片的表面进行喷淋清洗。根据本发明专利技术的实施例，由于将清洗液喷射在晶片上，清洗力度增大，所以能够明显提高对晶片的清洗效率，有效去除晶片表面的残留物。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制造技术，特别涉及化学机械抛光方法和化学机械抛光设备。
技术介绍
化学机械抛光技术是机械研磨和化学腐蚀的组合技术，通过浆料的研磨作用和化学腐蚀作用在晶片的表面形成光洁平坦的表面。化学机械抛光技术现已成为对半导体器件进行全局平整化的主流技术之一。举例来说，典型的逻辑器件制造工艺包括七道层间电介质化学机械抛光工序、七道金属化学机械抛光工序和一道浅沟槽隔离化学机械抛光工艺。一个完整的化学机械抛光工艺主要由抛光、清洗和计量测量等操作完成。但是，抛光操作后会在晶片表面形成浆料颗粒、有机物、金属离子等污染物，这些污染物会对半导体器件产生致命影响。因此，在化学机械抛光后对半导体器件的清洗变得十分重要。清洗的目的是要把化学机械抛光工艺中的残留颗粒和污染减少到可接受的水平。图1A IC示出了对形成有氮化物和氧化物的晶片进行化学机械抛光的过程。 参见图1A，在衬底11上形成有伪栅12，其上依次沉积了氮化硅层13和两层氧化硅层14和15。参见图1B，首先采用碱性浆料研磨氧化硅层14和15。其中，为了减少氧化硅的蝶形缺陷，一般采用固定颗粒研磨工艺研磨氮化硅层13之上的氧化硅。然后，采用酸性浆料去除伪栅12上的氮化硅层13，如图1C所示。两次化学机械抛光会在晶片表面形成污染物。这些污染物会对晶片产生致命影响，必须从晶片表面除去以保证半导体器件的可靠性和生产线的清洁度。图2具体示出了在进行固定颗粒研磨之后的清洗过程。如图2所示，为了避免抛光垫22上的固定颗粒在清洗过程中对晶片21的表面造成刮伤，一般由晶片吸头24吸附晶片21，使得晶片21的表面与抛光垫22保持一定距离(大约2厘米)。然后，通过输送装置23向抛光垫22的表面输送清洗液25，从而对晶片21的表面和抛光垫22进行浸泡清洗(rinse)。美国专利US6，287，172提供了一种化学机械抛光方法。该方法包括采用钨浆料对晶片表面进行三次化学机械抛光。在第二次抛光完成后和第三次抛光开始前，分别进行去离子水的浸泡清洗。本专利技术的专利技术人对以上的化学机械抛光方法进行了深入研究，发现该方法对晶片表面的清洗效率较低。这是由于晶片与抛光垫保持一定距离，清洗液与晶片的表面只是轻柔接触，清洗力度较小。而如果清洗之后在晶片表面仍留有较多的残留物，例如浆料的残余颗粒以及两次浆料的反应产物等，那么这些残留物可能会造成如下不良后果1、残留物会增加晶片表面的缺陷；2、当两次抛光所用的浆料的酸碱性相反时，第一次抛光的残留物中所包含的浆料会与第二次抛光所用的浆料发生化学反应进而影响第二次的抛光效果；3、残留在晶片表面的颗粒会在后续的抛光过程中对晶片表面造成刮伤。
技术实现思路
本专利技术的专利技术人发现上述现有技术中存在对晶片表面的清洗效率较低的问题，并因此针对所述问题提出了一种新的技术方案。本专利技术的一个目的是提供一种化学机械抛光方法和化学机械抛光设备，其能够提高对晶片表面的清洗效率。根据本专利技术的第一方面，提供了一种化学机械抛光方法，包括通过将清洗液喷射至晶片的表面，来对晶片的表面进行喷淋清洗。可选地，在所述喷淋清洗之后，对所述晶片进行化学机械抛光。可选地，在所述喷淋清洗之前，采用第一浆料对所述晶片进行化学机械抛光。可选地，在上述喷淋清洗之后，采用第二浆料对所述晶片进行化学机械抛光。可选地，所述第一浆料和所述第二浆料的酸碱性相反。可选地，所述第一浆料的PH值为10 11。可选地，所述第一浆料用于去除氧化物。可选地，所述第二浆料的PH值为4 5。`可选地，所述第二浆料用于去除氮化物。可选地，所述清洗液为去离子水。可选地，所述去离子水的喷射压力为20 IOOpsi。可选地，所述去离子水的喷射时间为I 200秒。可选地，在所述喷淋清洗过程中，所述晶片绕其中心轴作面内旋转，转速为10 IlOrpm0可选地，在所述喷淋清洗之前，采用清洗液对所述晶片的表面进行浸泡清洗。根据本专利技术的第二方面，提供了一种化学机械抛光设备，包括喷射装置，用于将清洗液喷射至晶片的表面，以对所述晶片的表面进行喷淋清洗。可选地，所述喷射装置是喷射条。可选地，所述喷射条设置在抛光台的旁边，在对所述晶片的表面进行化学机械抛光之前或之后将清洗液喷射至晶片的表面。可选地，化学机械抛光设备还包括至少两个抛光台，所述喷射条设置在两个抛光台之间。可选地，所述两个抛光台分别使用酸碱性相反的浆料。可选地，包括至少两个喷射条，所述至少两个喷射条彼此相交。可选地，还包括用于保持晶片的吸头，所述吸头被设置为使晶片的表面与所述喷射装置相距5 15cm。可选地，在所述喷淋清洗的过程中，所述吸头被设置为带动晶片绕晶片中心轴作面内旋转，转速为10 llOrpm。可选地，所述清洗液为去离子水。可选地，所述去离子水的喷射压力为20 lOOpsi。可选地，所述去离子水的喷射时间为I 200秒。本专利技术的一个优点在于，由于喷射至晶片表面的清洗液具有更大的能量，采用喷淋清洗的方式能够清洗掉更多的残留颗粒，明显提高对晶片的清洗效率。这会带来如下优点1、减少晶片表面的缺陷；2、当两次抛光所用的浆料的酸碱性相反时，避免前次抛光的浆料颗粒残留物影响后次抛光的效果；3、减少残留物在后续抛光过程中对晶片表面造成刮伤，从而有效提闻广品优良率。通过以下参照附图对本专利技术的示例性实施例的详细描述，本专利技术的其它特征及其优点将会变得清楚。附图说明构成说明书的一部分的附图描述了本专利技术的实施例，并且连同说明书一起用于解释本专利技术的原理。参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本专利技术，其中图1A IC是示出对形成有氮化物和氧化物的晶片进行化学机械抛光的过程的示意图。图2是示出对采用固定磨料研磨工艺进行化学机械抛光后的晶片进行浸泡清洗的示意图。图3是根据本专利技术一个实施方式的化学机械抛光方法的流程图。图4是根据本专利技术另一个实施方式的化学机械抛光方法的流程图。图5是根据本专利技术又一个实施方式的化学机械抛光方法的的流程图。图6是根据本专利技术再一个实施方式的化学机械抛光方法的流程图。图7是示意性地示出根据本专利技术的化学机械抛光设备的喷淋清洗原理图。图8是根据本专利技术一个实施方式的化学机械抛光设备的结构示意图。图9是根据本专利技术另一个实施方式的化学机械抛光设备的结构示意图。图10是根据本专利技术又一个实施方式的化学机械抛光设备的结构示意图。图11是根据本专利技术再一个实施方式的化学机械抛光设备的结构示意图。图12是根据本专利技术再一个实施方式的化学机械抛光设备的结构示意图。具体实施例方式现在将参照附图来详细描述本专利技术的各种示例性实施例。应注意到除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本专利技术的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本专利技术及其应用或使用的任何限制。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。 在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种化学机械抛光方法，包括：通过将清洗液喷射至晶片的表面，来对晶片的表面进行喷淋清洗。

【技术特征摘要】
1.一种化学机械抛光方法，包括通过将清洗液喷射至晶片的表面，来对晶片的表面进行喷淋清洗。2.如权利要求1所述的化学机械抛光方法，还包括在所述喷淋清洗之后，对所述晶片进行化学机械抛光。3.如权利要求1所述的化学机械抛光方法，还包括在所述喷淋清洗之前，采用第一浆料对所述晶片进行化学机械抛光。4.如权利要求3所述的化学机械抛光方法，还包括在所述喷淋清洗之后，采用第二浆料对所述晶片进行化学机械抛光。5.如权利要求4所述的化学机械抛光方法，其中所述第一浆料和所述第二浆料的酸碱性相反。6.如权利要求5所述的化学机械抛光方法，其中所述第一浆料的PH值为10 11。7.如权利要求6所述的化学机械抛光方法，其中所述第一浆料用于去除氧化物。8.如权利要求5所述的化学机械抛光方法，其中所述第二浆料的PH值为4 5。9.如权利要求8所述的化学机械抛光方法，其中所述第二浆料用于去除氮化物。10.如权利要求1所述的化学机械抛光方法，其中所述清洗液为去离子水。11.如权利要求10所述的化学机械抛光方法，其中所述去离子水的喷射压力为20 IOOpsi012.如权利要求10所述的化学机械抛光方法，其中所述去离子水的喷射时间为I 200 秒。13.如权利要求10所述的化学机械抛光方法，其中在所述喷淋清洗过程中，所述晶片绕其中心轴作面内旋转，转速为10 llOrpm。14.如权利要求1所述的化学机械抛光方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵群，王庆玲，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造北京有限公司，
类型：发明
国别省市：