專利名稱：鉭化學機械拋光工序中的表面清洗方法
技術領域：
本發(fā)明屬于大規(guī)模集成電路表面處理技術，尤其涉及一種應用于集成電路中含有 鉭材料擴散阻擋層的鉭化學機械拋光工序中的表面清洗方法。
背景技術：
隨著計算機技術、網(wǎng)絡和通訊技術的快速發(fā)展，對集成電路(IC)的要求越來越 高，特征尺寸逐漸減小以滿足集成電路高速化、高集成化、高密度化和高性能化的方向發(fā)展 的要求。幾何尺寸的縮小要求集成電路結構層立體化，而且技術互連線性能要求更高。多 層結構中每層刻蝕都要保證整片的平坦化。這是實現(xiàn)多層布線的關鍵技術。CMP可以有效 的兼顧表面局部和全部平整度。在現(xiàn)階段，多采用Cu作為多層布線的金屬，它作為互連線具有其明顯的優(yōu)點，但Cu在 Si和氧化物中擴散很快，一旦進入硅片中會成為深能級受主雜質，使芯片性能退化甚至失效，因 此必須在二者之間增加一層阻擋層，它起阻擋Cu熱擴散進芯片有源區(qū)、并改善Cu與介電材料 粘附性的雙重作用，這在多層銅互連中尤為重要。目前研究的擴散阻擋層的材料包括TiW，TiN, Ta, TaN, Ta-Si-N等，經(jīng)過研究分析認為Ta是比較理想的阻擋層材料。然而，由于Ta是一種硬金 屬，不易被CMP去除，如何完成Ta的CMP也成為全局平面化的關鍵技術之一。鉭化學機械拋光 (Chemical*chanical Polishing，簡稱CMP)的機理及拋后處理技術成為急待解決的重要問題。作為 表面處理技術之一的拋光工序中拋光后的工件表面潔凈技術尤其重要。目前鉭批量拋光工藝后裸 露出新的表面，破壞了原有的晶格結構，產(chǎn)生了大量的懸掛鍵，表面能量高、表面張力大、殘留拋光 液分布不均、沾污金屬離子等現(xiàn)象，從而造成后續(xù)加工中成本的提高及器件成品率的降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了克服現(xiàn)有技術中的不足，提供一種簡便易行、無污染的鉭化學機械 拋光工序中的表面清洗方法，解決公知鉭拋光后表面能量高、表面張力大、殘留拋光液分布 不均、沾污金屬離子等問題。本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的，通過以下技術方案實現(xiàn)，一種鉭化學機械拋光工序中的 表面清洗方法，其特征是其清洗方法步驟如下，(1)制備水拋液按重量份數(shù)計(份)取去離子水，邊均勻攪拌邊加入表面活性劑0.5% -5%、FA/0II型螯合劑 0. l-5%,FA/0 II型阻蝕劑0. 01-5%，攪拌均勻后制備成PH值為7. 5-8. 5的堿性水拋液；(2)鉭化學機械拋光工序中拋光后立即使用上述堿性水拋液采用大流量的方法利 用噴頭多方位對工件進行水拋，以使表面潔凈。所述堿性水拋液大流量水拋的流量為1000ml/min-5000ml/min，時間為1_3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后選用含表面活性劑、螯合劑、阻蝕劑等的堿性水拋液，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迅速沖走，可獲得潔凈、完美的拋光表面。
具體實施例方式以下結合較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提供的具體實施方式
詳述如下一種鉭化學機械拋光工序中的表面清洗方法，其清洗方法步驟如下，(1)制備水拋液按重量份數(shù)計(份)取去離子水，邊均勻攪拌邊加入表面活性劑0.5% -5%、FA/0II型螯合劑 0. l-5%,FA/0 II型阻蝕劑0. 01-5%，攪拌均勻后制備成PH值為7. 5-8. 5的堿性水拋液；(2)鉭化學機械拋光工序中拋光后立即使用上述堿性水拋液采用大流量的方法利 用噴頭多方位對工件進行水拋，以使表面潔凈。所述堿性水拋液大流量水拋的流量為1000ml/min-5000ml/min，時間為1_3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、0 π_7 ((C10H21-C6H4-O-CH2CH2O) 7_H)、O11-IO ((C10H21-C6H4-O-CH2CH2O) 10-H) ,0-20 (C12_18H25_37-C6H4-O-CH2CH2O)70-H)或JFC的一種。表面活性劑可使拋光后晶片表面高的表面張力迅速降低， 減少損傷層，提高晶片表面質量的均勻性；所述的螯合劑為天津晶嶺微電子材料有限公司市售FA/0 II型螯合劑。螯合劑可 與對晶片表面殘留的金屬離子發(fā)生反應，生成可溶性的大分子螯合物，在大流量水溶液作 用下脫離晶片表面。所述的阻蝕劑為天津晶嶺微電子材料有限公司市售FA/0II型阻蝕劑。阻蝕劑可 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(xù)與基體反應 而形成不均勻腐蝕，提高拋光后晶片表面的完美性。金屬鉭堿性拋光后表面存在能量高、表面張力大、殘留拋光液分布不均、沾污金屬 離子等問題。當堿性拋光剛剛完成后，馬上采用大流量水拋的方法，可將殘留的拋光液沖 走，同時可迅速降低表面張力、形成單分子鈍化膜防止局部腐蝕、并可使金屬離子形成可溶 的螯合物，從而達到潔凈、完美的拋光表面。 實施例1 配制4000g堿性水拋液取去離子水3645g，邊攪拌邊放入FA/0 I型表面活性劑100g，F(xiàn)A/0 II型螯合劑 50g，然后稱5g FA/0 II型阻蝕劑用200g去離子水稀釋后邊攪拌邊倒入上述液體。攪拌均 勻后得4000g鉭水溶性表面潔凈液，采用lOOOg/min的流量進行水拋后，表面光潔無蝕圖， 銅、鐵含量小于0. lmg/L。實施例2 配制4000g堿性水拋液取去離子水3400g，邊攪拌邊放入FA/0 I型表面活性劑100g，F(xiàn)A/0 II型螯合劑 50g，然后稱250g FA/0 II型阻蝕劑用200g去離子水稀釋后邊攪拌邊倒入上述液體。攪拌 均勻后得4000g鉭水溶性表面潔凈液，采用4000g/min的流量進行水拋后，表面光潔無蝕 圖，銅、鐵含量小于0. lmg/L。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明的結構作任何形式上的 限制。凡是依據(jù)本發(fā)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(fā)明的技術方案的范圍內(nèi)。
權利要求
一種鉭化學機械拋光工序中的表面清洗方法，其特征是其清洗方法步驟如下，(1)制備水拋液按重量份數(shù)計(份)取去離子水，邊均勻攪拌邊加入表面活性劑0.5％ 5％、FA/OII型螯合劑0.1 5％，F(xiàn)A/O II型阻蝕劑0.01 5％，攪拌均勻后制備成PH值為7.5 8.5的堿性水拋液；(2)鉭化學機械拋光工序中拋光后立即使用上述堿性水拋液采用大流量的方法利用噴頭多方位對工件進行水拋，以使表面潔凈。
2.根據(jù)權利1要求所述的鉭化學機械拋光工序中的表面清洗方法，其特征是所述堿 性水拋液大流量水拋的流量為1000ml/min-5000ml/min，時間為1_3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(fā)明涉及一種鉭化學機械拋光工序中的表面清洗方法，其特征是其清洗方法步驟如下，制備水拋液按重量份數(shù)計(份)取去離子水，邊均勻攪拌邊加入表面活性劑0.5％-5％、FA/OII型螯合劑0.1-5％，F(xiàn)A/O II型阻蝕劑0.01-5％，攪拌均勻后制備成pH值為7.5-8.5的堿性水拋液；鉭化學機械拋光工序中拋光后立即使用上述堿性水拋液采用大流量的方法利用噴頭多方位對工件進行水拋，以使表面潔凈。有益效果CMP后選用含表面活性劑、螯合劑、阻蝕劑等的堿性水拋液，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迅速沖走，可獲得潔凈、完美的拋光表面。
文檔編號H01L21/768GK101901784SQ20101023173
公開日2010年12月1日 申請日期2010年7月21日 優(yōu)先權日2010年7月21日
發(fā)明者劉玉嶺, 王勝利, 穆會來 申請人:河北工業(yè)大學