专利名称：超大规模集成电路铝布线抛光后晶片表面洁净处理方法
技术领域：
本发明属于抛光技术，尤其涉及一种超大规模集成电路铝布线抛光后晶片表面洁 净处理方法。
背景技术：
目前，应用最多的集成电路仍是90纳米以上产品，其布线金属为铝。化学机械抛 光(CMP)工艺是超大规模集成电路多层布线工艺中非常重要的一个环节，ULSI多层铝布 线的化学机械抛光(CMP)后的表面平整度、粗糙度以及表面粘污直接影响到铝的下一层布 线，影响电路的击穿特性、界面态和少子寿命，直接关系到IC器件的性能质量和成品率。在 CMP过程中，会引入大量有机物、颗粒，尤其是重金属离子。由于金属铝较活泼，CMP新裸露 的表面很容易被氧化，CMP后晶面残留的抛光液仍和铝发生化学反应。由于CMP新裸露的 表面能很高，极易吸附周围的大颗粒和金属离子，并且在CMP后很短的时间内和粘污物形 成化学吸附，难以去除，造成污染；由于CMP后晶片表面残留抛光液分布不均勻，加上表面 吸附大颗粒的阻挡，因此，化学腐蚀在表面不均勻，形成非均勻性蚀坑，氧化也不均勻，形成 非均勻化氧化，降低表面质量而达不到要求。传统的CMP后处理方法是，在CMP结束后，抬 起抛光盘用去离子水冲洗，由于时间滞后，且仅用去离子水冲洗，处理效果不理想，有机物、 大颗粒和金属离子沾污严重。
发明内容
本发明是为了克服现有技术中的不足，提供一种简便易行、无污染、洁净的超大规 模集成电路铝布线抛光后晶片表面洁净处理方法，在超大规模集成电路铝布线晶片抛光结 束后，立即换用中性水抛的方法降低晶片表面能和表面张力，避免非均勻腐蚀及颗粒、金属 离子吸附和键合。本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现，一种超大规模集成电路铝布线 抛光后晶片表面洁净处理方法，其特征是具体步骤如下，(1)制备水抛液按重量份数计(份)取去离子水，边搅拌边加入表面活性剂0. 5% _5%，FA/0II型螯合剂0. 1-5%,FA/ 0 II型阻蚀(氧)剂0.01-5%，搅拌均勻后制备成中性水抛液；(2)铝布线化学机械抛光工序中抛光后不抬起抛光盘立即使用上述中性水抛液采 用大流量的方法对工件进行水抛，以使表面洁净。所述中性水抛液大流量水抛的流量为1000ml/min 5000ml/min，时间为0. 5 2
分钟，水抛时工件压力为零或只保留抛光盘自身重量对工件的压力。有益效果CMP后不停止抛光盘旋转即换用水抛，选用含表面活性剂、螯合剂、阻 蚀(氧)剂等的中性水溶液，进行大流量水抛来清洁晶片表面，对设备无腐蚀，并可将残留 于晶片表面分布不均的抛光液以及有机物、大颗粒迅速冲走，可获得洁净、完美的抛光表 面；选用表面活性剂可使抛光后晶片表面张力迅速降低，使水溶液在晶片表面均勻铺展，提高晶片表面洁净效果；选用的螯合剂可与残留的金属离子发生反应形成化学键，生成可溶 性的大分子螯合物，有效控制金属离子在晶片表面吸附，在大流量水溶液作用下脱离晶片 表面；选用的阻蚀(氧)剂可在抛光后晶片表面形成单分子钝化膜，阻止晶片表面不均勻分 布的抛光液继续与基体反应而形成不均勻腐蚀和氧化，提高抛光后晶片表面的完美性。
具体实施例方式以下结合较佳实施例，对依据本发明提供的具体实施方式
详述如下一种超大规模集成电路铝布线抛光后晶片表面洁净处理方法，具体步骤如下，(1)制备水抛液按重量份数计(份)取去离子水，边搅拌边加入表面活性剂0. 5% _5%，FA/0II型螯合剂0. 1-5%,FA/ 0 II型阻蚀(氧)剂0.01-5%，搅拌均勻后制备成中性水抛液；(2)铝布线化学机械抛光工序中抛光后不抬起抛光盘立即使用上述中性水抛液采 用大流量的方法对工件进行水抛，以使表面洁净。所述中性水抛液大流量水抛的流量为1000ml/min 5000ml/min，时间为0. 5 2 分钟，水抛时工件压力为零或只保留抛光盘自身重量对工件的压力。所述的表面活性剂为天津晶岭微电子材料有限公司市售FA/0 I型表面活性剂、 0π-7( (ClclH2「C6H4-0-CH2CH20) 7-H)、0 -10 ((C10H21-C6H4-O-CH2CH2O) 10-Η)、或 JFC 的一种。所述FA/0 II型螯合剂为天津晶岭微电子材料有限公司市售商品。所述FA/0 II型阻蚀(氧)剂，浓度在0.01 5%。为天津晶岭微电子材料有限 公司市售商品。实施例1超大规模集成电路铝布线抛光后晶片表面洁净处理的方法取去离子水3000g，边搅拌边放入FA/0 I型表面活性剂100g，FA/0 II型螯合剂 50g，然后称5g阻蚀(氧)剂用200g去离子水稀释后加入上述液体，快速溶解，搅拌均勻。 在CMP结束后立即换用上述水抛液以lOOOml/min的流量进行水抛1分钟，观察表面光洁无 蚀图和雾状等缺陷。实施例2超大规模集成电路铝布线抛光后晶片表面洁净处理的方法取去离子水3400g，边搅拌边放入FA/0 I型表面活性剂100g，FA/0 II型螯合剂 50g，然后称IOg阻蚀(氧)剂用200g去离子水稀释后加入上述液体，快速溶解，搅拌均勻。 在CMP结束后立即采用上述水抛液以4000ml/min的流量进行水抛0. 6分钟，观察表面光洁 无蚀图和雾状等缺陷。采用技术的作用为超大规模集成电路铝布线抛光后表面能量高、表面张力大、残留抛光液分布不均、 沾污有机物、大颗粒、金属离子等现象，当碱性抛光刚刚完成后，在抛光盘停止前立即用本 发明的方法进行水抛，在抛光盘旋转状态下可去除大颗粒，采用大流量中性水抛的方法，可 将残留的抛光液冲走，水溶液中加入表面活性剂、螯合剂、阻蚀(氧)剂等，可迅速降低表面 张力，使金属离子形成可溶的螯合物，在晶片表面形成单分子钝化膜防止晶片表面产生非 均勻腐蚀和氧化，从而得到洁净、完美的抛光表面。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的结构作任何形式上的 限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均 仍属于本发明的技术方案的范围内。
权利要求
一种超大规模集成电路铝布线抛光后晶片表面洁净处理方法，其特征是具体步骤如下，(1)制备水抛液按重量份数计(份)取去离子水，边搅拌边加入表面活性剂0.5％ 5％，FA/OII型螯合剂0.1 5％，FA/O II型阻蚀(氧)剂0.01 5％，搅拌均匀后制备成中性水抛液；(2)铝布线化学机械抛光工序中抛光后不抬起抛光盘立即使用上述碱性水抛液采用大流量的方法对工件进行水抛，以使表面洁净。
2.根据权利要求1所述的所述超大规模集成电路铝布线抛光后晶片表面洁净处理 方法，其特征是所述中性水抛液大流量水抛的流量为1000ml/min-5000ml/min，时间为 0. 5-2分钟，水抛时工件压力为零或只保留抛光盘自身重量对工件的压力。
全文摘要
本发明涉及一种超大规模集成电路铝布线抛光后晶片表面洁净处理方法，其特征是具体步骤如下，制备水抛液按重量份数计(份)取去离子水，边均匀搅拌边加入表面活性剂0.5％-5％、FA/O II型螯合剂0.1-5％，FA/O II型阻蚀(氧)剂0.01-5％，搅拌均匀后制备成中性水抛液；铝布线化学机械抛光后立即使用上述中性水抛液采用大流量的方法对工件进行水抛，以使表面洁净。有益效果CMP后不停止抛光盘旋转即换用水抛，进行大流量水抛来清洁晶片表面，对设备无腐蚀，并可将残留于晶片表面分布不均的抛光液和大颗粒迅速冲走，可获得洁净、完美的抛光表面。
文档编号H01L21/768GK101901783SQ20101023167
公开日2010年12月1日 申请日期2010年7月21日 优先权日2010年7月21日
发明者刘玉岭, 周建伟, 胡轶 申请人:河北工业大学