專利名稱：化學(xué)機(jī)械拋光方法和化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)，特別涉及化學(xué)機(jī)械拋光方法和化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備。
背景技術(shù)：
化學(xué)機(jī)械拋光技術(shù)是機(jī)械研磨和化學(xué)腐蝕的組合技術(shù)，通過漿料的研磨作用和化學(xué)腐蝕作用在晶片的表面形成光潔平坦的表面?；瘜W(xué)機(jī)械拋光技術(shù)現(xiàn)已成為對(duì)半導(dǎo)體器件進(jìn)行全局平整化的主流技術(shù)之一。舉例來(lái)說，典型的邏輯器件制造工藝包括七道層間電介質(zhì)化學(xué)機(jī)械拋光工序、七道金屬化學(xué)機(jī)械拋光工序和一道淺溝槽隔離化學(xué)機(jī)械拋光工藝。一個(gè)完整的化學(xué)機(jī)械拋光工藝主要由拋光、清洗和計(jì)量測(cè)量等操作完成。但是，拋光操作后會(huì)在晶片表面形成漿料顆粒、有機(jī)物、金屬離子等污染物，這些污染物會(huì)對(duì)半導(dǎo)體器件產(chǎn)生致命影響。因此，在化學(xué)機(jī)械拋光后對(duì)半導(dǎo)體器件的清洗變得十分重要。清洗的目的是要把化學(xué)機(jī)械拋光工藝中的殘留顆粒和污染減少到可接受的水平。圖1A IC示出了對(duì)形成有氮化物和氧化物的晶片進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光的過程。 參見圖1A，在襯底11上形成有偽柵12，其上依次沉積了氮化硅層13和兩層氧化硅層14和15。參見圖1B，首先采用堿性漿料研磨氧化硅層14和15。其中，為了減少氧化硅的蝶形缺陷，一般采用固定顆粒研磨工藝研磨氮化硅層13之上的氧化硅。然后，采用酸性漿料去除偽柵12上的氮化硅層13，如圖1C所示。兩次化學(xué)機(jī)械拋光會(huì)在晶片表面形成污染物。這些污染物會(huì)對(duì)晶片產(chǎn)生致命影響，必須從晶片表面除去以保證半導(dǎo)體器件的可靠性和生產(chǎn)線的清潔度。圖2具體示出了在進(jìn)行固定顆粒研磨之后的清洗過程。如圖2所示，為了避免拋光墊22上的固定顆粒在清洗過程中對(duì)晶片21的表面造成刮傷，一般由晶片吸頭24吸附晶片21，使得晶片21的表面與拋光墊22保持一定距離(大約2厘米)。然后，通過輸送裝置23向拋光墊22的表面輸送清洗液25，從而對(duì)晶片21的表面和拋光墊22進(jìn)行浸泡清洗(rinse)。美國(guó)專利US6，287，172提供了一種化學(xué)機(jī)械拋光方法。該方法包括采用鎢漿料對(duì)晶片表面進(jìn)行三次化學(xué)機(jī)械拋光。在第二次拋光完成后和第三次拋光開始前，分別進(jìn)行去離子水的浸泡清洗。本發(fā)明的發(fā)明人對(duì)以上的化學(xué)機(jī)械拋光方法進(jìn)行了深入研究，發(fā)現(xiàn)該方法對(duì)晶片表面的清洗效率較低。這是由于晶片與拋光墊保持一定距離，清洗液與晶片的表面只是輕柔接觸，清洗力度較小。而如果清洗之后在晶片表面仍留有較多的殘留物，例如漿料的殘余顆粒以及兩次漿料的反應(yīng)產(chǎn)物等，那么這些殘留物可能會(huì)造成如下不良后果1、殘留物會(huì)增加晶片表面的缺陷；2、當(dāng)兩次拋光所用的漿料的酸堿性相反時(shí)，第一次拋光的殘留物中所包含的漿料會(huì)與第二次拋光所用的漿料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)進(jìn)而影響第二次的拋光效果；
3、殘留在晶片表面的顆粒會(huì)在后續(xù)的拋光過程中對(duì)晶片表面造成刮傷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在對(duì)晶片表面的清洗效率較低的問題，并因此針對(duì)所述問題提出了一種新的技術(shù)方案。本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種化學(xué)機(jī)械拋光方法和化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備，其能夠提高對(duì)晶片表面的清洗效率。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種化學(xué)機(jī)械拋光方法，包括通過將清洗液噴射至晶片的表面，來(lái)對(duì)晶片的表面進(jìn)行噴淋清洗。可選地，在所述噴淋清洗之后，對(duì)所述晶片進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光?？蛇x地，在所述噴淋清洗之前，采用第一漿料對(duì)所述晶片進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光。可選地，在上述噴淋清洗之后，采用第二漿料對(duì)所述晶片進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光?？蛇x地，所述第一漿料和所述第二漿料的酸堿性相反?？蛇x地，所述第一漿料的PH值為10 11?？蛇x地，所述第一漿料用于去除氧化物?？蛇x地，所述第二漿料的PH值為4 5。
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可選地，所述第二漿料用于去除氮化物?？蛇x地，所述清洗液為去離子水?？蛇x地，所述去離子水的噴射壓力為20 IOOpsi?？蛇x地，所述去離子水的噴射時(shí)間為I 200秒?？蛇x地，在所述噴淋清洗過程中，所述晶片繞其中心軸作面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為10 IlOrpm0可選地，在所述噴淋清洗之前，采用清洗液對(duì)所述晶片的表面進(jìn)行浸泡清洗。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備，包括噴射裝置，用于將清洗液噴射至晶片的表面，以對(duì)所述晶片的表面進(jìn)行噴淋清洗。可選地，所述噴射裝置是噴射條?？蛇x地，所述噴射條設(shè)置在拋光臺(tái)的旁邊，在對(duì)所述晶片的表面進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光之前或之后將清洗液噴射至晶片的表面?？蛇x地，化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備還包括至少兩個(gè)拋光臺(tái)，所述噴射條設(shè)置在兩個(gè)拋光臺(tái)之間?？蛇x地，所述兩個(gè)拋光臺(tái)分別使用酸堿性相反的漿料?？蛇x地，包括至少兩個(gè)噴射條，所述至少兩個(gè)噴射條彼此相交。可選地，還包括用于保持晶片的吸頭，所述吸頭被設(shè)置為使晶片的表面與所述噴射裝置相距5 15cm。可選地，在所述噴淋清洗的過程中，所述吸頭被設(shè)置為帶動(dòng)晶片繞晶片中心軸作面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為10 llOrpm?？蛇x地，所述清洗液為去離子水?？蛇x地，所述去離子水的噴射壓力為20 lOOpsi。可選地，所述去離子水的噴射時(shí)間為I 200秒。
本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，由于噴射至晶片表面的清洗液具有更大的能量，采用噴淋清洗的方式能夠清洗掉更多的殘留顆粒，明顯提高對(duì)晶片的清洗效率。這會(huì)帶來(lái)如下優(yōu)點(diǎn)1、減少晶片表面的缺陷；2、當(dāng)兩次拋光所用的漿料的酸堿性相反時(shí)，避免前次拋光的漿料顆粒殘留物影響后次拋光的效果；3、減少殘留物在后續(xù)拋光過程中對(duì)晶片表面造成刮傷，從而有效提聞廣品優(yōu)良率。通過以下參照附圖對(duì)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征及其優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得清楚。


構(gòu)成說明書的一部分的附圖描述了本發(fā)明的實(shí)施例，并且連同說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。參照附圖，根據(jù)下面的詳細(xì)描述，可以更加清楚地理解本發(fā)明，其中圖1A IC是示出對(duì)形成有氮化物和氧化物的晶片進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光的過程的示意圖。圖2是示出對(duì)采用固定磨料研磨工藝進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光后的晶片進(jìn)行浸泡清洗的示意圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的化學(xué)機(jī)械拋光方法的流程圖。圖4是根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方式的化學(xué)機(jī)械拋光方法的流程圖。圖5是根據(jù)本發(fā)明又一個(gè)實(shí)施方式的化學(xué)機(jī)械拋光方法的的流程圖。圖6是根據(jù)本發(fā)明再一個(gè)實(shí)施方式的化學(xué)機(jī)械拋光方法的流程圖。圖7是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備的噴淋清洗原理圖。圖8是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。圖9是根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方式的化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。圖10是根據(jù)本發(fā)明又一個(gè)實(shí)施方式的化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。圖11是根據(jù)本發(fā)明再一個(gè)實(shí)施方式的化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。圖12是根據(jù)本發(fā)明再一個(gè)實(shí)施方式的化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將參照附圖來(lái)詳細(xì)描述本發(fā)明的各種示例性實(shí)施例。應(yīng)注意到除非另外具體說明，否則在這些實(shí)施例中闡述的部件和步驟的相對(duì)布置、數(shù)字表達(dá)式和數(shù)值不限制本發(fā)明的范圍。同時(shí)，應(yīng)當(dāng)明白，為了便于描述，附圖中所示出的各個(gè)部分的尺寸并不是按照實(shí)際的比例關(guān)系繪制的。以下對(duì)至少一個(gè)示例性實(shí)施例的描述實(shí)際上僅僅是說明性的，決不作為對(duì)本發(fā)明及其應(yīng)用或使用的任何限制。對(duì)于相關(guān)領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的技術(shù)、方法和設(shè)備可能不作詳細(xì)討論，但在適當(dāng)情況下，所述技術(shù)、方法和設(shè)備應(yīng)當(dāng)被視為授權(quán)說明書的一部分。

在這里示出和討論的所有示例中，任何具體值應(yīng)被解釋為僅僅是示例性的，而不是作為限制。因此，示例性實(shí)施例的其它示例可以具有不同的值。
應(yīng)注意到相似的標(biāo)號(hào)和字母在下面的附圖中表示類似項(xiàng)，因此，一旦某一項(xiàng)在一個(gè)附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步討論。
_5] 化學(xué)機(jī)械拋光方法本發(fā)明提供了一種化學(xué)機(jī)械拋光方法，包括通過將清洗液噴射至晶片的表面，來(lái)對(duì)所述晶片的表面進(jìn)行噴淋清洗。其中，清洗液可以包括但不限于去離子水，例如也可以為清洗劑與去離子水的混合物。清洗液(例如去離子水)的噴射壓力可以為20 lOOpsi，噴射時(shí)間可以為I 200 秒。在噴淋清洗的過程中，晶片圍繞其中心軸保持面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速可以為10 IlOrpm0當(dāng)然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，也可根據(jù)實(shí)際需要改變噴射壓力、噴射時(shí)間和晶片轉(zhuǎn)速。在上述實(shí)施例中，對(duì)晶片表面的清洗是將清洗液噴射至晶片的表面，清洗液對(duì)晶片表面的沖刷力度大，清洗效率大為提高。噴射至晶片表面的清洗液具有更大的能量，能夠清洗掉更多的殘留顆粒。這會(huì)帶來(lái)如下優(yōu)點(diǎn)1、降低晶片表面的 缺陷；2、當(dāng)兩次拋光所用的漿料的酸堿性相反時(shí)，避免前次拋光的漿料顆粒影響后次拋光效果；3、減少在后續(xù)的拋光過程中殘留顆粒對(duì)晶片表面造成刮傷。從而，有效提聞廣品優(yōu)良率。作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，在實(shí)施噴淋清洗之前，還可以采用清洗液對(duì)晶片的表面進(jìn)行浸泡清洗。在該實(shí)施例中，首先采用傳統(tǒng)方法在拋光臺(tái)上對(duì)晶片和拋光墊進(jìn)行浸泡清洗，這樣能夠去除大部分殘留物；然后在拋光臺(tái)的旁邊對(duì)晶片進(jìn)行噴淋清洗，利用噴射清洗液去除晶片表面剩余的少量殘留物，能夠滿足對(duì)晶片表面潔凈標(biāo)準(zhǔn)較高的要求。下面參考附圖3-6，描述本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械拋光方法的幾種實(shí)施方式。下文中提到的噴淋清洗均可以與上文提到的噴淋清洗相同。而且本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，下文中提到的噴淋清洗均可以如上所述與浸泡清洗結(jié)合使用。實(shí)施方式I圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式I進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光的方法的流程圖。如圖3所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式I的化學(xué)機(jī)械拋光方法包括S301，將清洗液噴射至晶片的表面，來(lái)對(duì)晶片表面進(jìn)行噴淋清洗。S302，對(duì)晶片進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式I的化學(xué)機(jī)械拋光方法，在進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光之前進(jìn)行噴淋清洗，能夠有效地去除晶片在之前各種工序中所帶來(lái)的污染物，避免將污染物引入化學(xué)機(jī)械拋光過程，并減少污染物對(duì)晶片表面造成刮傷等。實(shí)施方式2圖4為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式2進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光的方法的流程圖。如圖4所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式2的化學(xué)機(jī)械拋光方法包括S401，對(duì)晶片進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光。S402，將清洗液噴射至晶片的表面，來(lái)對(duì)晶片的表面進(jìn)行噴淋清洗。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式2的化學(xué)機(jī)械拋光方法，在進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光之后進(jìn)行噴淋清洗，能夠有效地去除化學(xué)機(jī)械拋光工藝之后殘留在晶片上的殘留物，避免殘留物對(duì)后續(xù)工藝產(chǎn)生影響。實(shí)施方式3圖5為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式3進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光的方法的流程圖。如圖5所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式3的化學(xué)機(jī)械拋光方法包括S501,對(duì)晶片進(jìn)行第一次化學(xué)機(jī)械拋光。S502，將清洗液噴射至晶片的表面，來(lái)對(duì)晶片的表面進(jìn)行噴淋清洗。S503，對(duì)晶片進(jìn)行第二次化學(xué)機(jī)械拋光。第二次化學(xué)機(jī)械拋光所用的漿料與第一次化學(xué)機(jī)械拋光所用的漿料的化學(xué)性質(zhì)，例如酸堿性，可以相同。此時(shí)，例如，第一次化學(xué)機(jī)械拋光和第二次化學(xué)機(jī)械拋光可以用于去除晶片上沉積的相同材料。第一次進(jìn)行粗拋光，第二次進(jìn)行更精細(xì)的拋光。第二次化學(xué)機(jī)械 拋光所用的漿料與第一次化學(xué)機(jī)械拋光所用的漿料的化學(xué)性質(zhì)也可以相反，例如酸堿性相反。此時(shí)，例如第一次化學(xué)機(jī)械拋光和第二次化學(xué)機(jī)械拋光可以用于去除晶片上先后沉積的不同材料，例如，偽柵結(jié)構(gòu)上依次沉積的氮化物和氧化物。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式3的化學(xué)機(jī)械拋光方法，在兩次化學(xué)機(jī)械拋光之間進(jìn)行噴淋清洗，能夠有效地去除前次化學(xué)機(jī)械拋光工藝之后殘留在晶片上的殘留物，不僅能夠避免殘留物在第二次化學(xué)機(jī)械拋光中對(duì)晶片表面造成劃痕，而且在兩次化學(xué)機(jī)械拋光所使用的漿料化學(xué)性質(zhì)相反的情況下，能夠避免該殘留物中包含的漿料與第二次化學(xué)機(jī)械拋光中的漿料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)進(jìn)而影響第二次化學(xué)機(jī)械拋光的拋光效果。實(shí)施方式4圖6為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式4進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光的方法的流程圖。下面參考圖6，詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式4的化學(xué)機(jī)械拋光方法。S601，預(yù)先對(duì)晶片進(jìn)行第一次噴淋清洗。對(duì)于即將進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光的晶片，通過將清洗液，例如去離子水，噴射至晶片的表面，來(lái)對(duì)晶片表面進(jìn)行噴淋清洗。通過噴淋清洗，能夠有效去除晶片在之前各種工序中所帶來(lái)的污染物，避免在化學(xué)機(jī)械拋光過程中引入污染物，減少污染物對(duì)晶片表面造成刮傷。S602，采用第一漿料對(duì)晶片進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光的粗加工。例如，為了去除氮化物層之上的氧化硅層，首先采用第一漿料對(duì)晶片進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光的粗加工。在本步驟中所采用的第一漿料可以是傳統(tǒng)的堿性漿料，PH值例如可以為10 11。S603，對(duì)晶片進(jìn)行第二次噴淋清洗。通過將清洗液，例如去離子水，噴射至晶片表面，能夠清除晶片表面上含有堿性的第一漿料的殘留物。 S604，采用固定磨料對(duì)晶片進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光的細(xì)加工。去除氧化硅層的過程中，為了避免形成蝶形缺陷，在步驟S602的粗加工之后，進(jìn)一步采用設(shè)在拋光墊上的固定磨料對(duì)晶片進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光，使得對(duì)晶片的拋光更為均勻。在此步驟中，所使用的漿料仍然可以是堿性漿料，PH值例如可以為10 11，該漿料可以與前述第一漿料相同。
S605，對(duì)晶片進(jìn)行第三次噴淋清洗。通過將清洗液，例如去離子水，噴射至晶片表面，能夠清除晶片表面的殘留物。這樣不僅能夠避免殘留物在進(jìn)一步的化學(xué)機(jī)械拋光過程中對(duì)晶片表面造成劃痕，而且能夠避免殘留物中所包含的漿料與后續(xù)化學(xué)機(jī)械拋光工藝中采用的漿料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)進(jìn)而影響第二次化學(xué)機(jī)械拋光的效果。S606，采用第二漿料對(duì)晶片進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光。本步驟中，為去除例如沉積在偽柵上的氮化硅，第二漿料可以為傳統(tǒng)的酸性漿料，其PH值可以為4 5。S607，對(duì)晶片進(jìn)行第四次噴淋清洗。通過將清洗液，例如去離子水，噴射至晶片表面，能夠有效地去除化學(xué)機(jī)械拋光工藝之后殘留在晶片上的殘留物，避免殘留物對(duì)后續(xù)工藝廣生影響。在該實(shí)施方式中，一共進(jìn)行了三次化學(xué)機(jī)械拋光，并在每次拋光之前和之后進(jìn)行了總計(jì)四次噴淋清洗。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，可以根據(jù)需要，省去其中的一次或多次噴淋清洗，也可以將其中一次或多次噴淋清洗替換為浸泡清洗，也可以在噴淋清洗之前或之后進(jìn)行浸泡清洗。化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備相應(yīng)地，本發(fā)明提供了一種化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備，包括噴射裝置，用于將清洗液噴射至晶片的表面，以對(duì)所述晶片的表面進(jìn)行噴淋清洗。圖7示意性地示出 了根據(jù)本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備的噴淋清洗原理圖。如圖7所示，根據(jù)本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械設(shè)備具有噴射裝置76和晶片吸頭74。噴射裝置76上設(shè)有若干個(gè)噴射口 78。其中，清洗液通過噴射裝置76上的噴射口 78噴射至晶片71的表面，從而對(duì)晶片71的表面進(jìn)行噴淋清洗，以去除晶片表面的殘留物72。在噴淋清洗過程中，晶片吸頭74可以設(shè)置為使晶片71的表面與噴射裝置相距5 15cm，并且晶片吸頭74可以設(shè)置為使晶片71以10 IlOrpm的速度圍繞中心軸進(jìn)行面內(nèi)旋轉(zhuǎn)。所用的清洗液可以為去離子水，去離子水的噴射壓力可以為20 lOOpsi，去離子水的噴射時(shí)間可以為I 200秒。當(dāng)然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，也可以根據(jù)實(shí)際需要改變噴射壓力、噴射時(shí)間和轉(zhuǎn)速，或者選擇其他種類的清洗液，以達(dá)到更好的清洗效果。在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式5的化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備中，通過將清洗液噴射至晶片的表面對(duì)晶片表面的清洗，清洗液對(duì)晶片表面的沖刷力度大，清洗效率大為提高。噴射至晶片表面的清洗液具有更大的能量，能夠清洗掉更多的殘留顆粒。這會(huì)帶來(lái)如下優(yōu)點(diǎn)1、減少晶片表面的缺陷；2、當(dāng)兩次拋光所用的漿料的酸堿性相反時(shí)，避免前次拋光的漿料顆粒影響后次拋光效果；3、減少在后續(xù)的拋光過程中殘留顆粒對(duì)晶片表面造成刮傷。從而，有效提聞廣品優(yōu)良率。噴射裝置可以以噴射條的形式提供，也可以以任何其它合適的形式提供。作為示例，可以在拋光臺(tái)旁邊設(shè)置噴射條作為噴射裝置。下面參考附圖8-12，以噴射條為例，描述噴射裝置在化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備上的幾種設(shè)置方式。在下文中，以在三個(gè)拋光臺(tái)上對(duì)晶片進(jìn)行共計(jì)三次化學(xué)機(jī)械拋光的工藝流程為例進(jìn)行描述。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，根據(jù)本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備所具有的拋光臺(tái)數(shù)量不限于三個(gè)。當(dāng)某一個(gè)拋光臺(tái)上進(jìn)行的化學(xué)機(jī)械拋光對(duì)傳送到該拋光臺(tái)上的晶片本身表面的清潔度要求較高時(shí)，可以在將晶片傳送到該拋光臺(tái)上之前的位置處設(shè)置噴射裝置。當(dāng)在某一個(gè)拋光臺(tái)上進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光之后需要更高效率的清洗時(shí)，可以在將晶片傳送離開該拋光臺(tái)之后的位置處設(shè)置噴射裝置。也可以在兩個(gè)拋光臺(tái)之間設(shè)置噴射裝置，以消除前一次拋光之后的殘留物對(duì)后一次拋光的影響。另外，在各拋光臺(tái)上，在進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光之前或之后，還可以進(jìn)行浸泡清洗。實(shí)施方式5圖8為本發(fā)明實(shí)施方式5的化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖8所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式5的化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備包括噴射條85、置物臺(tái)84和三個(gè)拋光臺(tái)。噴射條85位于第一拋光臺(tái)81的旁邊。在將晶片從置物臺(tái)84移到第一拋光臺(tái)81的情況下，可以將噴射條85設(shè)置在第一拋光臺(tái)81與置物臺(tái)84之間。在對(duì)晶片進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光之前，噴射條85先對(duì)晶片的表面進(jìn)行噴淋清洗。吸頭可以被設(shè)置為使晶片的表面與噴射條85相距5 15cm，噴射時(shí)間可以為I 200秒，去離子水的噴 射壓力可以為20 lOOpsi。在上述噴淋清洗的過程中，晶片可以繞其中心軸保持面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速可以為10 llOrpm。待噴淋清洗完成后，晶片可以依次在第一拋光臺(tái)81、第二拋光臺(tái)82和第三拋光臺(tái)83進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光。采用本發(fā)明實(shí)施方式5的化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備，對(duì)于即將進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光的晶片，通過將清洗液噴射至晶片的表面，預(yù)先來(lái)對(duì)晶片表面進(jìn)行噴淋清洗，能夠有效去除晶片在之前各種工序中所帶來(lái)的污染物，避免將污染物引入化學(xué)機(jī)械拋光過程，并減少污染物在拋光過程中對(duì)晶片表面造成刮傷。實(shí)施方式6圖9為本發(fā)明實(shí)施方式6的化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖9所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式6的化學(xué)機(jī)械設(shè)備包括噴射條86、置物臺(tái)84和三個(gè)拋光臺(tái)。其中，噴射條86設(shè)在第三拋光臺(tái)83與置物臺(tái)84之間。吸頭帶動(dòng)晶片依次在第一拋光臺(tái)81、第二拋光臺(tái)82和第三拋光臺(tái)83進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光后，晶片移動(dòng)至噴射條86的上方進(jìn)行噴淋清洗。采用本發(fā)明實(shí)施方式6的化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備，對(duì)于經(jīng)過三次化學(xué)機(jī)械拋光的晶片，通過將清洗液噴射至晶片的表面，來(lái)對(duì)晶片表面進(jìn)行噴淋清洗，能夠有效去除化學(xué)機(jī)械拋光工藝之后殘留在晶片上的殘留物。實(shí)施方式7圖10為本發(fā)明實(shí)施方式7的化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖10所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式7的化學(xué)機(jī)械設(shè)備包括噴射條86、置物臺(tái)84和三個(gè)拋光臺(tái)。其中，噴射條86設(shè)在第一拋光臺(tái)81與第二拋光臺(tái)82之間，晶片完成第一次化學(xué)機(jī)械拋光后移動(dòng)至噴射條86的上方進(jìn)行噴淋清洗。然后，由吸頭帶動(dòng)晶片依次在第二拋光臺(tái)82、第三拋光臺(tái)83上進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光。在噴射過程中，吸頭可以帶動(dòng)晶片繞晶片中心軸保持面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速可以為10 llOrpm。吸頭可以設(shè)置為使晶片的表面與噴射條85相距5 15cm,噴射時(shí)間可以為I 200秒,去離子水的噴射壓力可以為20 lOOpsi。米用本發(fā)明實(shí)施方式7的化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備,在第一次化學(xué)機(jī)械拋光之后進(jìn)行噴淋清洗，能夠有效地去除第一次化學(xué)機(jī)械拋光之后殘留在晶片上的殘留物，能夠有效避免殘留物在后續(xù)化學(xué)機(jī)械拋光中對(duì)晶片表面造成劃痕。實(shí)施方式8圖11為本發(fā)明實(shí)施方式8的化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖11所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式8的化學(xué)機(jī)械設(shè)備，包括噴射條85、置物臺(tái)84和三個(gè)拋光臺(tái)。其中，噴射條85設(shè)在第二拋光臺(tái)82與第三拋光臺(tái)83之間。吸頭帶動(dòng)晶片依次在第一拋光臺(tái)81、第二拋光臺(tái)82進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光后，將晶片移動(dòng)至噴射條85的上方進(jìn)行噴淋清洗。之后，將晶片移至第三拋光臺(tái)83進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光。在噴射過程中，吸頭可以帶動(dòng)晶片繞晶片中心軸保持面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速可以為10 llOrpm。吸頭可以設(shè)直為使晶片的表面與噴射條85相距5 1·5cm,噴射時(shí)間可以為I 200秒，去尚子水的噴射壓力可以為20 IOOpsi ο在對(duì)偽柵上依次沉積的氮化物和氧化物進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光時(shí)，往往第一拋光臺(tái)81和第二拋光臺(tái)82用于對(duì)氧化物進(jìn)行拋光，而第三拋光臺(tái)83用于對(duì)氮化物進(jìn)行拋光。對(duì)氧化物的拋光過程和對(duì)氮化物的拋光過程可以采用化學(xué)性質(zhì)相反的漿料。例如對(duì)氧化物的拋光過程中可以采用堿性的漿料，而對(duì)氮化物的拋光過程中可以采用酸性的漿料。采用本發(fā)明實(shí)施方式8的化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備，在第二次化學(xué)機(jī)械拋光之后進(jìn)行噴淋清洗，能夠有效地去除第二次化學(xué)機(jī)械拋光之后殘留在晶片上的殘留物，這不僅能夠避免殘留物在后續(xù)化學(xué)機(jī)械拋光中對(duì)晶片表面造成劃痕，而且避免該殘留物中包含的漿料與后續(xù)化學(xué)機(jī)械拋光中采用的漿料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)進(jìn)而影響第二次化學(xué)機(jī)械拋光的效果。實(shí)施方式9圖12為本發(fā)明實(shí)施方式9的化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖12所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式9的化學(xué)機(jī)械設(shè)備，包括第一噴射條95、第二噴射條96、置物臺(tái)84和三個(gè)拋光臺(tái)。其中，第一噴射條95與第二噴射條96彼此垂直相交，并且將置物臺(tái)84和三個(gè)拋光臺(tái)分隔開來(lái)。晶片由吸頭吸附依次移動(dòng)至第一拋光臺(tái)81、第二拋光臺(tái)82、第三拋光臺(tái)83進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光，并在兩條噴射條上方經(jīng)受噴淋清洗。具體過程如下。吸頭帶動(dòng)位于置物臺(tái)84上的晶片，以例如經(jīng)過第一噴射條95和第二噴射條96的交點(diǎn)的法線為軸，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)45°，到達(dá)置物臺(tái)84與第一拋光臺(tái)81之間并位于第一噴射條95的上方，第一噴射條95將清洗液，例如去離子水，噴射至晶片表面，從而對(duì)晶片表面進(jìn)行清洗。通過噴淋清洗，能夠有效去除晶片在之前各種工序中所帶來(lái)的污染物，避免在化學(xué)機(jī)械拋光過程中引入污染物，減少污染物對(duì)晶片表面造成刮傷。第一次噴淋清洗完成后，吸頭帶動(dòng)晶片繼續(xù)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)45°，到達(dá)第一拋光臺(tái)81。晶片在第一拋光臺(tái)81進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光的粗加工。為了去除氮化物層之上的氧化物，例如去除氮化硅層之上的氧化硅，第一拋光臺(tái)81所用的漿料為堿性物質(zhì)，PH值可以為10 11。第一次化學(xué)機(jī)械拋光完成后，吸頭帶動(dòng)晶片繼續(xù)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)45°，到達(dá)第一拋光臺(tái)81與第二拋光臺(tái)82之間并位于第二噴射條96的上方。第二噴射條96向晶片表面噴射清洗液，例如去離子水，用以對(duì)晶片表面進(jìn)行噴淋清洗。這樣能夠有效清除晶片表面含有堿性漿料的殘留物。 第二次清洗完成后，吸頭帶動(dòng)晶片繼續(xù)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)45°，到達(dá)第二拋光臺(tái)82進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光的細(xì)加工。為了避免在第一層間介質(zhì)研磨過程中由于研磨不均勻所形成的蝶形缺陷，第二拋光臺(tái)82采用固定磨料研磨工藝，即將磨料固定在拋光墊上。第二拋光臺(tái)82所用的漿料仍然可以是堿性漿料，PH值例如可以為10 11，該漿料可以與第一拋光臺(tái)81所用的漿料相同。第二次化學(xué)機(jī)械拋光完成后，吸頭吸附晶片逆時(shí)針繼續(xù)旋轉(zhuǎn)45°，到達(dá)第二拋光臺(tái)82與第三拋光臺(tái)83之間并位于第一噴射條95的上方。第一噴射條95將清洗液，例如去離子水，噴射至晶片表面，以進(jìn)行噴淋清洗。這樣不僅能夠避免殘留物在進(jìn)一步的化學(xué)機(jī)械拋光過程中對(duì)晶片表面造成劃痕，而且能夠避免殘留物中所包含的漿料與后續(xù)化學(xué)機(jī)械拋光工藝中采用的漿料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)進(jìn)而影響第二次化學(xué)機(jī)械拋光的效果。第三次噴淋清洗完成后，吸頭吸附晶片逆時(shí)針繼續(xù)旋轉(zhuǎn)45°，到達(dá)第三拋光臺(tái)83進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光。為了去除偽柵上的氮化物，例如氮化硅，第三拋光臺(tái)83所用的漿料為酸性，其PH值可以為4 5。第三次化學(xué)機(jī)械拋光完成后，吸頭吸附晶片逆時(shí)針繼續(xù)旋轉(zhuǎn)45°，到達(dá)第三拋光臺(tái)83與置物臺(tái)84之間并位于第二噴射條96的上方。第二噴射條96將將清洗液，例如去離子水，噴射至晶片表面。能夠有效地去除化學(xué)機(jī)械拋光工藝之后殘留在晶片上的殘留物，避免殘留物對(duì)后續(xù)工藝產(chǎn)生影響。在上述噴淋清洗過程中，晶片吸頭可以設(shè)置為使晶片表面與噴射裝置相距5 15cm，并且?guī)?dòng)晶片以10 IlOrpm的速度圍繞中心軸進(jìn)行面內(nèi)旋轉(zhuǎn)。所用的清洗液可以為去離子水，去離子水的噴射壓力可以為20 lOOpsi，去離子水的噴射時(shí)間可以為I 200秒。需要說明的是，可以根據(jù)實(shí)際需要調(diào)整噴射時(shí)間、噴射壓力。例如，在第一次噴淋清洗中，可以縮短噴射時(shí)間或者省略第一次噴淋清洗；而在第三次噴淋清洗中，適當(dāng)延長(zhǎng)噴射時(shí)間，增大噴射壓力，從而將第二次化學(xué)機(jī)械拋光中形成的漿料顆粒徹底清除。拋光臺(tái)的數(shù)目不限于圖中所示，也可設(shè)置一個(gè)、兩個(gè)或多個(gè)拋光臺(tái)。多個(gè)拋光臺(tái)與置物臺(tái)的位置和布局不限于圖中所示的田字形，也可以是諸如三角形、六邊形或其他形狀的布局。多個(gè)噴射條可以相交并成一定角度或者平行設(shè)置。至此，已經(jīng)詳細(xì)描述了根據(jù)本發(fā)明的制造半導(dǎo)體器件的方法和所形成的半導(dǎo)體器件。為了避免遮蔽本發(fā)明的構(gòu)思，沒有描述本領(lǐng)域所公知的一些細(xì)節(jié)。本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)上面的描述，完全可以明白如何實(shí)施這里公開的技術(shù)方案。雖然已經(jīng)通過示例對(duì)本發(fā)明的一些特定實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，以上示例僅是為了進(jìn)行說明，而不是為了限制本發(fā)明的范圍。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，可在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的情況下，對(duì)以上實(shí)施例進(jìn)行修改。本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求來(lái)限定。
權(quán)利要求
1.一種化學(xué)機(jī)械拋光方法，包括通過將清洗液噴射至晶片的表面，來(lái)對(duì)晶片的表面進(jìn)行噴淋清洗。
2.如權(quán)利要求1所述的化學(xué)機(jī)械拋光方法，還包括在所述噴淋清洗之后，對(duì)所述晶片進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光。
3.如權(quán)利要求1所述的化學(xué)機(jī)械拋光方法，還包括在所述噴淋清洗之前，采用第一漿料對(duì)所述晶片進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光。
4.如權(quán)利要求3所述的化學(xué)機(jī)械拋光方法，還包括在所述噴淋清洗之后，采用第二漿料對(duì)所述晶片進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光。
5.如權(quán)利要求4所述的化學(xué)機(jī)械拋光方法，其中所述第一漿料和所述第二漿料的酸堿性相反。
6.如權(quán)利要求5所述的化學(xué)機(jī)械拋光方法，其中所述第一漿料的PH值為10 11。
7.如權(quán)利要求6所述的化學(xué)機(jī)械拋光方法，其中所述第一漿料用于去除氧化物。
8.如權(quán)利要求5所述的化學(xué)機(jī)械拋光方法，其中所述第二漿料的PH值為4 5。
9.如權(quán)利要求8所述的化學(xué)機(jī)械拋光方法，其中所述第二漿料用于去除氮化物。
10.如權(quán)利要求1所述的化學(xué)機(jī)械拋光方法，其中所述清洗液為去離子水。
11.如權(quán)利要求10所述的化學(xué)機(jī)械拋光方法，其中所述去離子水的噴射壓力為20 IOOpsi0
12.如權(quán)利要求10所述的化學(xué)機(jī)械拋光方法，其中所述去離子水的噴射時(shí)間為I 200 秒。
13.如權(quán)利要求10所述的化學(xué)機(jī)械拋光方法，其中在所述噴淋清洗過程中，所述晶片繞其中心軸作面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為10 llOrpm。
14.如權(quán)利要求1所述的化學(xué)機(jī)械拋光方法，還包括在所述噴淋清洗之前，采用清洗液對(duì)所述晶片的表面進(jìn)行浸泡清洗。
15.一種化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備，包括噴射裝置，用于將清洗液噴射至晶片的表面，以對(duì)所述晶片的表面進(jìn)行噴淋清洗。
16.如權(quán)利要求15所述的化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備，其中所述噴射裝置是噴射條。
17.如權(quán)利要求16所述的化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備，其中所述噴射條設(shè)置在拋光臺(tái)的旁邊， 在對(duì)所述晶片的表面進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光之前或之后將清洗液噴射至晶片的表面。
18.如權(quán)利要求16所述的化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備，還包括至少兩個(gè)拋光臺(tái)，所述噴射條設(shè)置在兩個(gè)拋光臺(tái)之間。
19.如權(quán)利要求18所述的化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備，其中所述兩個(gè)拋光臺(tái)分別使用酸堿性相反的漿料。
20.如權(quán)利要求18所述的化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備，包括至少兩個(gè)噴射條，所述至少兩個(gè)噴射條彼此相交。
21.如權(quán)利要求15所述的化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備，還包括用于保持晶片的吸頭，所述吸頭被設(shè)置為使晶片的表面與所述噴射裝置相距5 15cm。
22.如權(quán)利要求21所述的化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備，在所述噴淋清洗的過程中，所述吸頭被設(shè)置為帶動(dòng)晶片繞晶片中心軸作面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為10 llOrpm。
23.如權(quán)利要求15所述的化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備，其中所述清洗液為去離子水。
24.如權(quán)利要求23所述的化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備，其中所述去離子水的噴射壓力為20 IOOpsi0
25.如權(quán)利要求23所述的化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備，其中所述去離子水的噴射時(shí)間為I ·200 秒。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種化學(xué)機(jī)械拋光方法和化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備。在拋光臺(tái)旁邊設(shè)置了噴射裝置。在拋光臺(tái)上進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光之前、之后或者在兩次化學(xué)機(jī)械拋光之間，通過將清洗液噴射至晶片的表面，來(lái)對(duì)所述晶片的表面進(jìn)行噴淋清洗。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，由于將清洗液噴射在晶片上，清洗力度增大，所以能夠明顯提高對(duì)晶片的清洗效率，有效去除晶片表面的殘留物。
文檔編號(hào)B24B37/04GK103035504SQ20111030249
公開日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2011年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月9日
發(fā)明者邵群, 王慶玲 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(北京)有限公司