CN106158618A - 化学机械研磨后残留物的去除方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种化学机械研磨后残留物的去除方法,在使用清洗刷刷洗晶圆之前,将晶圆依次放入第一清洗槽、第二清洗槽及第三清洗槽中浸泡,所述第一清洗槽及第三清洗槽中均盛装有去离子水,所述第二清洗槽中盛装有酸性溶液,通过第二清洗槽中的酸性溶液对残留物进行预去除,初步去除晶圆表面的部分残留物,后续再使用清洗刷对所述晶圆进行刷洗,可进一步去除晶圆表面的残留物,达到极佳的清洗效果,提高了产品良率。
Description
技术领域
本发明涉及半导体制造技术领域,特别涉及一种化学机械研磨后残留物的去除方法
背景技术
在半导体制造工艺中,随着半导体器件的高度集成化和小型化,对晶圆表面的平坦化工艺要求也相应越来越高,通常采用化学机械研磨实现对晶圆的平坦化工艺,化学机械研磨也是半导体器件制造过程中十分重要的一道工序,通过研磨液腐蚀晶圆表面的铜层及多余的金属,达到表面平坦化的处理效果。
化学机械研磨的过程通常包括如下步骤:首先,将晶圆放置于化学机械研磨机台的研磨头上,并使所述晶圆的待研磨表面向下与研磨垫(Pad)接触;接着,向所述化学机械研磨机台通入研磨液,并通过晶圆表面与研磨垫之间的相对运动将晶圆表面平坦化;接着,利用所述化学机械研磨机台的研磨头升起所述晶圆;最后,利用去离子水清洗所述晶圆和所述研磨垫。
在对铜层的化学机械研磨过程中,所述研磨液一般包含有化学腐蚀剂以及研磨颗粒,通过所述化学腐蚀剂和所述晶圆的待研磨表面的化学反应生成较软的容易被去除的材料,通过所述研磨颗粒的机械作用将所述较软的材料去除。研磨后,研磨液中的化学腐蚀剂和晶圆研磨表面反应生成的反应物以及研磨颗粒易附着在晶圆表面形成残留物,该残留物对器件的电性及工艺制造均会造成影响,因而需要尽可能的减少或去除该残留物。
现有技术对于晶圆表面的铜层进行化学机械研磨后的清洗方法具体包括以下步骤:首先,将进行完化学机械研磨后的表面具有铜层的晶圆用去离子水冲洗;接着,将表面具有铜层的晶圆放入清洗槽中侵泡,所述清洗槽中盛装有去离子水;接着,将晶圆从清洗槽中取出,用清洗刷对晶圆进行刷洗,并同时用酸性溶液进行清洗;接着,再用去离子水冲洗晶圆;最后,将晶圆甩干后放入晶圆盒中。但是,该清洗方法清洗后的晶圆表面仍然有残留物,该残留物会对晶圆表面的铜层造成腐蚀和氧化,从而影响产品良率,甚至可能导致晶圆报废。
发明内容
本发明的目的在于提供一种化学机械研磨后残留物的去除方法,以解决采用现有晶圆表面的铜层进行化学机械研磨后的清洗方法,晶圆表面仍然有残留物,会使晶圆表面的铜层造成腐蚀和氧化,导致产品的良率下降的问题。
为解决上述技术问题,本发明提供一种化学机械研磨后残留物的去除方法,所述化学机械研磨后残留物的去除方法包括以下步骤:
提供一化学机械研磨后的晶圆;
将所述晶圆依次放入第一清洗槽、第二清洗槽及第三清洗槽中浸泡,所述第一清洗槽及第三清洗槽中均盛装有去离子水,所述第二清洗槽中盛装有酸性溶液;
使用清洗刷对所述晶圆进行刷洗,同时向所述晶圆喷洒酸性溶液。
可选的,在所述的化学机械研磨后残留物的去除方法中,所述第二清洗槽中盛装的酸性溶液为柠檬酸溶液,所述柠檬酸溶液的浓度为35%~45%。
可选的,在所述的化学机械研磨后残留物的去除方法中,所述晶圆在所述第一清洗槽中浸泡的时间为10sec~15sec,在所述第二清洗槽中浸泡的时间为40sec~45sec,在所述第三清洗槽中浸泡的时间为15sec~20sec。
可选的,在所述的化学机械研磨后残留物的去除方法中,所述第一清洗槽及所述第三清洗槽中的盛装的去离子水的温度均为40℃~45℃。
可选的,在所述的化学机械研磨后残留物的去除方法中,向所述晶圆喷洒酸性溶液的时间为80sec~85sec。
可选的,在所述的化学机械研磨后残留物的去除方法中,向所述晶圆喷洒的酸性溶液为柠檬酸溶液,所述柠檬酸溶液的流量为3.5ml/min~4.5ml/min,所述柠檬酸溶液的浓度为20%~50%。
可选的,在所述的化学机械研磨后残留物的去除方法中,所述清洗刷对所述晶圆进行刷洗时自转的转速为100rpm/min~700rpm/min。
可选的,在所述的化学机械研磨后残留物的去除方法中,将所述晶圆依次放入所述第一清洗槽、第二清洗槽及第三清洗槽中浸泡之前,还包括:
使用去离子水冲洗所述晶圆。
可选的,在所述的化学机械研磨后残留物的去除方法中,使用去离子水冲洗所述晶圆的时间为75sec~80sec。
可选的,在所述的化学机械研磨后残留物的去除方法中,将所述晶圆依次放入所述第一清洗槽、第二清洗槽及第三清洗槽中浸泡之后,还包括:
使用去离子水冲洗所述晶圆。
可选的,在所述的化学机械研磨后残留物的去除方法中,使用去离子水冲洗所述晶圆的时间为15sec~20sec。
可选的,在所述的化学机械研磨后残留物的去除方法中,使用去离子水冲洗所述晶圆之后,还包括:
将所述晶圆甩干并放入晶圆盒。
在本发明所提供的化学机械研磨后残留物的去除方法中,在使用清洗刷刷洗晶圆之前,将晶圆依次放入第一清洗槽、第二清洗槽及第三清洗槽中浸泡,所述第一清洗槽及第三清洗槽中均盛装有去离子水,所述第二清洗槽中盛装有酸性溶液,通过第二清洗槽中的酸性溶液对残留物进行预去除,初步去除晶圆表面的部分残留物,后续再使用清洗刷对所述晶圆进行刷洗,可进一步去除晶圆表面的残留物,达到极佳的清洗效果,提高了产品良率。
附图说明
图1是本发明一实施例中化学机械研磨后残留物的去除方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的化学机械研磨后残留物的去除方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书,本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是,附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例,仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
本发明的核心思想在于,将现有仅将晶圆放入盛装有去离子水的第一清洗槽中清洗,改为依次放入盛装有去离子水的第一清洗槽、盛盛装有酸性溶液的第二清洗槽、盛装有去离子水的第三清洗槽中进行多重清洗,其中第二清洗槽中酸性溶液可以初步去除晶圆表面的微粒与有机物等残留物,在后续使用清洗刷对进行晶圆的进行刷洗,并同时向晶圆喷洒酸性溶液,可以进一步去除晶圆表面的残留物。先后两次使用酸性溶液去除残留物,使得晶圆表面化学机械研磨后的残留物相比现有去除方法中仅有一次使用酸性溶液去除残留物的方法具有较好的去除效果。
图1为本发明一实施例中化学机械研磨后残留物的去除方法的流程图,如图1所示,所述的化学机械研磨后残留物的去除方法包括以下步骤:
首先,执行步骤S1,提供一化学机械研磨后的晶圆;
接着,执行步骤S2,使用去离子水冲洗所述晶圆;此步骤利用去离子水初步物理冲洗的方式直接冲洗掉晶圆表面的残留物。为了较好的去除残留物,使用去离子水冲洗所述晶圆的时间为75sec~80sec。
接着,执行步骤S3,将所述晶圆依次放入第一清洗槽、第二清洗槽及第三清洗槽中浸泡,所述第一清洗槽及第三清洗槽中均盛装有去离子水,所述第二清洗槽中盛装有酸性溶液;
为了进一步去除晶圆表面的残留物,步骤S3采用先浸泡在第一清洗槽中的去离子水中的方式,晶圆浸泡在离子水中可以避免出现晶圆暴露在外界环境中会产生新的污染物的现象。第二清洗槽中盛装有酸性溶液,酸性溶液与残留物接触发生反应以初步去除晶圆表面的残留物。第三清洗槽中盛装有去离子水,其目的是将从经过第二清洗槽清洗的晶圆表面所残留的酸性溶液清洗干净,以免残留的酸性溶液在后续清洗过程中同周围环境气体发生化学反应,生成其它的污染物。优选的,本实施例中酸性溶液为柠檬酸溶液,所述酸性溶液的pH值范围为5~7,所述柠檬酸溶液的的浓度为35%~45%。采用柠檬酸溶液的原因在于柠檬酸溶液在不损伤晶圆的同时,还能有效的去除晶圆表面的残留物。当然,也可采用其它不会损伤晶圆的酸性溶液,所述酸性溶液的浓度可根据所使用的酸性溶液的种类以及需要达到的去除效果设定。
其中,步骤S3中,在不同清洗槽中晶圆清洗的时间可以根据需要达到的去除效果进行设定。本实施例中,晶圆在第一清洗槽中浸泡的时间为10sec~15sec,在第二清洗槽中浸泡的时间为40sec~45sec,在第三清洗槽中浸泡的时间为15sec~20sec。
进一步的,所述第一清洗槽及所述第三清洗槽中的装的去离子水的温度均为40℃~45℃。通过温度增加去离子水的活性,便于残留物的去除。
接着,执行步骤S4,使用清洗刷对所述晶圆进行刷洗,同时向所述晶圆喷洒酸性溶液;
具体的,步骤S4中,清洗刷有两个,两个所述清洗刷分别靠近所述晶圆的正面和反面,此时晶圆的边缘卡在若干滚轮中,并随滚轮的转动而旋转,此时,所述清洗刷对所述晶圆进行刷洗时自转的转速为100rpm/min~700rpm/min,以实现对晶圆表面的刷洗;向所述晶圆喷洒酸性溶液的时间为80sec~85sec。由于在清洗刷刷洗晶圆的同时还向所述晶圆喷洒酸性溶液,在采用物理刷洗的方法去除残留物的同时,还使用酸性溶液与残留物反应的化学方法去除残留物,两种方法的结合,具有较佳的残留物去除效果。
进一步的,向所述晶圆喷洒的酸性溶液为柠檬酸溶液,所述柠檬酸溶液的流量为3.5ml/min~4.5ml/min,所述柠檬酸溶液的浓度为20%~50%。
接着,执行步骤S5,使用去离子水冲洗所述晶圆;
为了获得较佳的清洗效果,使用去离子水冲洗所述晶圆的时间为15sec~20sec。
接着,执行步骤S6,将所述晶圆甩干并放入晶圆盒。
综上,在本发明所提供的化学机械研磨后残留物的去除方法中,在使用清洗刷刷洗晶圆之前,将晶圆依次放入第一清洗槽、第二清洗槽及第三清洗槽中浸泡,所述第一清洗槽及第三清洗槽中均盛装有去离子水,所述第二清洗槽中盛装有酸性溶液,通过第二清洗槽中的酸性溶液对残留物进行预去除,初步去除晶圆表面的部分残留物,后续再使用清洗刷对所述晶圆进行刷洗,可进一步去除晶圆表面的残留物,达到极佳的清洗效果,提高了产品良率。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述,并非对本发明范围的任何限定,本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰,均属于权利要求书的保护范围。
Claims (12)
1.一种化学机械研磨后残留物的去除方法,包括:
提供一化学机械研磨后的晶圆;及
使用清洗刷对所述晶圆进行刷洗,同时向所述晶圆喷洒酸性溶液;
其特征在于,使用清洗刷对所述晶圆进行刷洗之前,还包括:
将所述晶圆依次放入第一清洗槽、第二清洗槽及第三清洗槽中浸泡,所述第一清洗槽及第三清洗槽中均盛装有去离子水,所述第二清洗槽中盛装有酸性溶液。
2.如权利要求1所述的化学机械研磨后残留物的去除方法,其特征在于,所述第二清洗槽中盛装的酸性溶液为柠檬酸溶液,所述柠檬酸溶液的浓度为35%~45%。
3.如权利要求1所述的化学机械研磨后残留物的去除方法,其特征在于,所述晶圆在所述第一清洗槽中浸泡的时间为10sec~15sec,在所述第二清洗槽中浸泡的时间为40sec~45sec,在所述第三清洗槽中浸泡的时间为15sec~20sec。
4.如权利要求1所述的化学机械研磨后残留物的去除方法,其特征在于,所述第一清洗槽及所述第三清洗槽中的盛装的去离子水的温度均为40℃~45℃。
5.如权利要求1所述的化学机械研磨后残留物的去除方法,其特征在于,向所述晶圆喷洒酸性溶液的时间为80sec~85sec。
6.如权利要求1所述的化学机械研磨后残留物的去除方法,其特征在于,向所述晶圆喷洒的酸性溶液为柠檬酸溶液,所述柠檬酸溶液的流量为3.5ml/min~4.5ml/min,所述柠檬酸溶液的浓度为20%~50%。
7.如权利要求1所述的化学机械研磨后残留物的去除方法,其特征在于,所述清洗刷对所述晶圆进行刷洗时自转的转速为100rpm/min~700rpm/min。
8.如权利要求1所述的化学机械研磨后残留物的去除方法,其特征在于,将所述晶圆依次放入所述第一清洗槽、第二清洗槽及第三清洗槽中浸泡之前,还包括:
使用去离子水冲洗所述晶圆。
9.如权利要求8所述的化学机械研磨后残留物的去除方法,其特征在于,使用去离子水冲洗所述晶圆的时间为75sec~80sec。
10.如权利要求1所述的化学机械研磨后残留物的去除方法,其特征在于,将所述晶圆依次放入所述第一清洗槽、第二清洗槽及第三清洗槽中浸泡之后,还包括:
使用去离子水冲洗所述晶圆。
11.如权利要求10所述的化学机械研磨后残留物的去除方法,其特征在于,使用去离子水冲洗所述晶圆的时间为15sec~20sec。
12.如权利要求10所述的化学机械研磨后残留物的去除方法,其特征在于,使用去离子水冲洗所述晶圆之后,还包括:
将所述晶圆甩干并放入晶圆盒。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20161123 |