專利名稱：超大規模集成電路鋁布線拋光后晶片表面潔凈處理方法
技術領域：
本發明屬于拋光技術，尤其涉及一種超大規模集成電路鋁布線拋光后晶片表面潔 凈處理方法。
背景技術：
目前，應用最多的集成電路仍是90納米以上產品，其布線金屬為鋁。化學機械拋 光(CMP)工藝是超大規模集成電路多層布線工藝中非常重要的一個環節，ULSI多層鋁布 線的化學機械拋光(CMP)后的表面平整度、粗糙度以及表面粘污直接影響到鋁的下一層布 線，影響電路的擊穿特性、界面態和少子壽命，直接關系到IC器件的性能質量和成品率。在 CMP過程中，會引入大量有機物、顆粒，尤其是重金屬離子。由于金屬鋁較活潑，CMP新裸露 的表面很容易被氧化，CMP后晶面殘留的拋光液仍和鋁發生化學反應。由于CMP新裸露的 表面能很高，極易吸附周圍的大顆粒和金屬離子，并且在CMP后很短的時間內和粘污物形 成化學吸附，難以去除，造成污染；由于CMP后晶片表面殘留拋光液分布不均勻，加上表面 吸附大顆粒的阻擋，因此，化學腐蝕在表面不均勻，形成非均勻性蝕坑，氧化也不均勻，形成 非均勻化氧化，降低表面質量而達不到要求。傳統的CMP后處理方法是，在CMP結束后，抬 起拋光盤用去離子水沖洗，由于時間滯后，且僅用去離子水沖洗，處理效果不理想，有機物、 大顆粒和金屬離子沾污嚴重。
發明內容
本發明是為了克服現有技術中的不足，提供一種簡便易行、無污染、潔凈的超大規 模集成電路鋁布線拋光后晶片表面潔凈處理方法，在超大規模集成電路鋁布線晶片拋光結 束后，立即換用中性水拋的方法降低晶片表面能和表面張力，避免非均勻腐蝕及顆粒、金屬 離子吸附和鍵合。本發明為實現上述目的，通過以下技術方案實現，一種超大規模集成電路鋁布線 拋光后晶片表面潔凈處理方法，其特征是具體步驟如下，(1)制備水拋液按重量份數計(份)取去離子水，邊攪拌邊加入表面活性劑0. 5% _5%，FA/0II型螯合劑0. 1-5%,FA/ 0 II型阻蝕(氧)劑0.01-5%，攪拌均勻后制備成中性水拋液；(2)鋁布線化學機械拋光工序中拋光后不抬起拋光盤立即使用上述中性水拋液采 用大流量的方法對工件進行水拋，以使表面潔凈。所述中性水拋液大流量水拋的流量為1000ml/min 5000ml/min，時間為0. 5 2
分鐘，水拋時工件壓力為零或只保留拋光盤自身重量對工件的壓力。有益效果CMP后不停止拋光盤旋轉即換用水拋，選用含表面活性劑、螯合劑、阻 蝕(氧)劑等的中性水溶液，進行大流量水拋來清潔晶片表面，對設備無腐蝕，并可將殘留 于晶片表面分布不均的拋光液以及有機物、大顆粒迅速沖走，可獲得潔凈、完美的拋光表 面；選用表面活性劑可使拋光后晶片表面張力迅速降低，使水溶液在晶片表面均勻鋪展，提高晶片表面潔凈效果；選用的螯合劑可與殘留的金屬離子發生反應形成化學鍵，生成可溶 性的大分子螯合物，有效控制金屬離子在晶片表面吸附，在大流量水溶液作用下脫離晶片 表面；選用的阻蝕(氧)劑可在拋光后晶片表面形成單分子鈍化膜，阻止晶片表面不均勻分 布的拋光液繼續與基體反應而形成不均勻腐蝕和氧化，提高拋光后晶片表面的完美性。
具體實施例方式以下結合較佳實施例，對依據本發明提供的具體實施方式
詳述如下一種超大規模集成電路鋁布線拋光后晶片表面潔凈處理方法，具體步驟如下，(1)制備水拋液按重量份數計(份)取去離子水，邊攪拌邊加入表面活性劑0. 5% _5%，FA/0II型螯合劑0. 1-5%,FA/ 0 II型阻蝕(氧)劑0.01-5%，攪拌均勻后制備成中性水拋液；(2)鋁布線化學機械拋光工序中拋光后不抬起拋光盤立即使用上述中性水拋液采 用大流量的方法對工件進行水拋，以使表面潔凈。所述中性水拋液大流量水拋的流量為1000ml/min 5000ml/min，時間為0. 5 2 分鐘，水拋時工件壓力為零或只保留拋光盤自身重量對工件的壓力。所述的表面活性劑為天津晶嶺微電子材料有限公司市售FA/0 I型表面活性劑、 0π-7( (ClclH2「C6H4-0-CH2CH20) 7-H)、0 -10 ((C10H21-C6H4-O-CH2CH2O) 10-Η)、或 JFC 的一種。所述FA/0 II型螯合劑為天津晶嶺微電子材料有限公司市售商品。所述FA/0 II型阻蝕(氧)劑，濃度在0.01 5%。為天津晶嶺微電子材料有限 公司市售商品。實施例1超大規模集成電路鋁布線拋光后晶片表面潔凈處理的方法取去離子水3000g，邊攪拌邊放入FA/0 I型表面活性劑100g，FA/0 II型螯合劑 50g，然后稱5g阻蝕(氧)劑用200g去離子水稀釋后加入上述液體，快速溶解，攪拌均勻。 在CMP結束后立即換用上述水拋液以lOOOml/min的流量進行水拋1分鐘，觀察表面光潔無 蝕圖和霧狀等缺陷。實施例2超大規模集成電路鋁布線拋光后晶片表面潔凈處理的方法取去離子水3400g，邊攪拌邊放入FA/0 I型表面活性劑100g，FA/0 II型螯合劑 50g，然后稱IOg阻蝕(氧)劑用200g去離子水稀釋后加入上述液體，快速溶解，攪拌均勻。 在CMP結束后立即采用上述水拋液以4000ml/min的流量進行水拋0. 6分鐘，觀察表面光潔 無蝕圖和霧狀等缺陷。采用技術的作用為超大規模集成電路鋁布線拋光后表面能量高、表面張力大、殘留拋光液分布不均、 沾污有機物、大顆粒、金屬離子等現象，當堿性拋光剛剛完成后，在拋光盤停止前立即用本 發明的方法進行水拋，在拋光盤旋轉狀態下可去除大顆粒，采用大流量中性水拋的方法，可 將殘留的拋光液沖走，水溶液中加入表面活性劑、螯合劑、阻蝕(氧)劑等，可迅速降低表面 張力，使金屬離子形成可溶的螯合物，在晶片表面形成單分子鈍化膜防止晶片表面產生非 均勻腐蝕和氧化，從而得到潔凈、完美的拋光表面。
以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，并非對本發明的結構作任何形式上的 限制。凡是依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均 仍屬于本發明的技術方案的范圍內。
權利要求
一種超大規模集成電路鋁布線拋光后晶片表面潔凈處理方法，其特征是具體步驟如下，(1)制備水拋液按重量份數計(份)取去離子水，邊攪拌邊加入表面活性劑0.5％ 5％，FA/OII型螯合劑0.1 5％，FA/O II型阻蝕(氧)劑0.01 5％，攪拌均勻后制備成中性水拋液；(2)鋁布線化學機械拋光工序中拋光后不抬起拋光盤立即使用上述堿性水拋液采用大流量的方法對工件進行水拋，以使表面潔凈。
2.根據權利要求1所述的所述超大規模集成電路鋁布線拋光后晶片表面潔凈處理 方法，其特征是所述中性水拋液大流量水拋的流量為1000ml/min-5000ml/min，時間為 0. 5-2分鐘，水拋時工件壓力為零或只保留拋光盤自身重量對工件的壓力。
全文摘要
本發明涉及一種超大規模集成電路鋁布線拋光后晶片表面潔凈處理方法，其特征是具體步驟如下，制備水拋液按重量份數計(份)取去離子水，邊均勻攪拌邊加入表面活性劑0.5％-5％、FA/O II型螯合劑0.1-5％，FA/O II型阻蝕(氧)劑0.01-5％，攪拌均勻后制備成中性水拋液；鋁布線化學機械拋光后立即使用上述中性水拋液采用大流量的方法對工件進行水拋，以使表面潔凈。有益效果CMP后不停止拋光盤旋轉即換用水拋，進行大流量水拋來清潔晶片表面，對設備無腐蝕，并可將殘留于晶片表面分布不均的拋光液和大顆粒迅速沖走，可獲得潔凈、完美的拋光表面。
文檔編號H01L21/768GK101901783SQ20101023167
公開日2010年12月1日 申請日期2010年7月21日 優先權日2010年7月21日
發明者劉玉嶺, 周建偉, 胡軼 申請人:河北工業大學