专利名称：一种对化学机械抛光后硅片的清洗方法
技术领域：
本发明涉及一种清洗方法，尤其涉及一种对化学机械抛光后硅片的清洗方法。
背景技术：
化学机械抛光是集成电路制造工艺中，对硅片进行全局平坦化的最有效的方法。在化学机械抛光后，需要对硅片表面进行及时清洗，以去除抛光过程中造成的二氧化硅的残留，以及有效抑制有机物残留、金属氧化物的残留，离子污染等问题。标准RCA清洗法是目前工业界经常使用也是最典型的，至今仍为最普遍使用的湿式化学清洗法。标准RCA清洗法采用交替使用双氧水+氨水(SC-1溶液)，双氧水+盐酸(SC-2溶液)，其可有效去除部分二氧化硅颗粒残留和硅片表面金属离子。而随着化学抛光工艺的不 断改进，标准RCA清洗法也不断的提出新的要求方案如美国专利US6200899公开了用含氨水的硅溶胶进行Post-CMP (化学机械抛光后)清洗方法。US6303551，US6479443公开了用柠檬酸、氨水进行Post-CMP清洗方法。US6498131公开了用非离子表面活性剂、四甲基氢氧化铵、二元醇等的混合物进行Post-CM P清洗方法；US6165956公开了使用柠檬酸、氨和HF进行Post-CMP清洗方法；US5662769公开了使用柠檬酸、EDTA和HF进行钨的Post-CMP清洗方法。目前，在金属抛光的清洗液中，还通常会加入络合剂，比如柠檬酸、草酸，可以有效络合金属离子，进一步减少硅片表面的离子污染。而在钨的Post-CMP (化学机械抛光后)清洗方法中，最常使用的方法是分为两个步骤，步骤I :用刷子和氨水，除去硅片表面的附着物(主要是二氧化硅颗粒的残留)。步骤
2:用稀的氟化氢，除去硅片表面金属离子。在改进的步骤2中，也可以用草酸等络合剂，络合金属离子。然而目前，对于钨的抛光，抛光液中通常含有金属离子，例如硝酸铁中的铁离子。采用以上标准RCA清洗方法基本可以满足技术要求。但是随着更高抛光速度的含银抛光液的出现，以上常规清洗方法会遇到了挑战。主要表现在，银离子的去除方法具有特殊性，尤其是零价的单质银无论是用氨水、HF、稀硝酸、还是柠檬酸、草酸都无法将其溶解清除。因此，上述清洗液面临清洗银离子效果不理想的问题。
发明内容
本发明提供了一种清洗化学机械抛光后的硅片的方法，本发明可用于加速金属污染物的溶解，解决了上述在化学机械抛光后的硅片表面清洁效果不佳的问题，提高了化学机械抛光质量。本发明的一种化学机械抛光清洗液是通过以下技术方案实现其目的一种对化学机械抛光后的硅片的清洗方法，其中，在硅片采用化学机械抛光后采用同时含有氧化剂、硫酸氢盐、硫酸盐以及硫脲或硫脲的衍生物的清洗液以除去残留在硅片上的杂质。在本发明中，所述的硫酸氢盐为硫酸氢钾；所述的硫酸盐为硫酸钾。在本发明中，所述的氧化剂、硫酸氢钾和硫酸钾三者质量总合占总质量百分比
O.5 IOwt % ο在本发明中，所述的硫酸氢钾和硫酸钾占总质量百分比I 5wt%。在本发明中，所述的硫脲或其衍生物的占总质量百分比为I 10wt%，优选2 5wt%。在本发明中，所述硫脲的衍生物选自脒基硫脲、氨基硫脲和二乙基硫脲中的一种或几种。 在本发明中，所述的氧化剂为双氧水和/或过硫酸盐。其中，过硫酸盐优选为单过硫酸盐和/或过硫酸钾，更优选为单过硫酸氢盐，最优选为单过硫酸氢钾。在本发明中，所述的氧化剂、硫酸氢盐、硫酸盐三者摩尔比为1 10 : I 5 : I 5，优选 2:1:1。在本发明中，所述清洗液还包括研磨剂，所述研磨剂为二氧化硅。在本发明中，所述二氧化硅的质量百分含量为O. 5 IOwt%。在本发明中，所述的抛光清洗液的pH值为O. 5 3。在本发明中，在所述清洗过程中，所述清洗液采用辅助的机械力对硅片进行清洗，所述辅助机械力包括利用超声波、抛光垫的摩擦力或者是清洗刷的摩擦中的一种或多种。采用本发明一种对化学机械抛光后的硅片的清洗方法的优点在于本发明的化学机械抛光清洗液可有效加速金属污染物的溶解，解决了硅片表面银离子污染的清洗问题，可有效根除了移动金属离子(如银)的扩散，提高了芯片的可靠性，提闻了生广的良率。
具体实施例方式下面通过具体实施例进一步阐述本发明的优点，但本发明的保护范围不仅仅局限于下述实施例。按照表I中成分及其比例配制化学机械抛光清洗液，不足部分采用在去离子水中补足，并混合均匀，且用PH调节剂(硝酸或Κ0Η)调到所需pH值。制成化学机械抛光清洗液。表I本发明的清洗液I 10配方及对比例
权利要求
1.一种对化学机械抛光后硅片的清洗方法，其特征在于在硅片化学机械抛光后采用同时含有氧化剂、硫酸氢盐、硫酸盐以及硫脲或硫脲的衍生物的清洗液以除去残留在硅片上的杂质。
2.如权利要求I所述的方法，其特征在于所述的硫酸氢盐为硫酸氢钾；所述的硫酸盐为硫酸钾。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于所述的氧化剂、硫酸氢钾和硫酸钾三者质量总和占总质量百分比为O. 5 IOwt % ο
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于所述的氧化剂、硫酸氢钾和硫酸钾三者质量总合占总质量百分比为I 5wt%。
5.如权利要求I 4任一项所述的方法，其特征在于所述的氧化剂为双氧水和/或过硫酸盐。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于所述的过硫酸盐为单过硫酸盐。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于所述的过硫酸盐为单过硫酸氢钾和/或过硫酸钾。
8.如权利要求I所述的方法，其特征在于所述的氧化剂、硫酸氢盐、硫酸盐三者摩尔比为2:1:1。
9.如权利要求I所述的方法，其特征在于所述清洗液还包括研磨剂，所述研磨剂为二氧化硅。
10.如权利要求I或9所述的方法，其特征在于所述二氧化硅的质量百分含量为O.5 IOwt % ο
11.如权利要求I所述的方法，其特征在于所述硫脲的衍生物选自脒基硫脲、氨基硫服和_■乙基硫服中的一种或几种。
12.如权利要求I或11所述的方法，其特征在于所述硫脲或硫脲的衍生物的质量百分含量为I 10%。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于所述硫脲或硫脲的衍生物的质量百分含量为2 5%。
14.如权利要求I所述的方法，其特征在于所述的抛光清洗液的PH值为O.5 3。
15.如权利要求I所述的方法，其特征在于在所述清洗过程中，所述清洗液采用辅助的机械力对硅片进行清洗，所述辅助机械力包括利用超声波、抛光垫的摩擦力和清洗刷的摩擦中的一种或多种。
全文摘要
本发明提供了一种采用同时含有氧化剂、硫酸氢盐、硫酸盐以及硫脲或硫脲的衍生物的清洗液清洗化学机械抛光后的硅片的方法。采用本发明的化学机械抛光清洗液可有效加速金属污染物的溶解，解决了硅片表面银离子污染的清洗问题，根除了移动金属离子的扩散，提高了芯片的可靠性，提高了生产的良率。
文档编号H01L21/321GK102820210SQ20111015310
公开日2012年12月12日 申请日期2011年6月8日 优先权日2011年6月8日
发明者王晨, 何华锋 申请人:安集微电子(上海)有限公司