[发明专利]化学机械研磨方法、设备及清洗液

说明书

本发明公开一种化学机械研磨方法，包括：进行研磨步骤，先导入酸性研磨液在一晶圆表面上，酸性研磨液包含固含量(solid content)小于2.5wt％的研磨颗粒，在化学机械研磨过程中，晶圆表面带有负电荷，酸性研磨液在特定酸碱值范围内，使研磨颗粒具有正电荷，而形成相互吸引；及进行第一清洗步骤，利用阴离子表面活性剂对晶圆表面进行清洗，以将残留在晶圆表面上研磨颗粒的外围电荷改变为负电荷，并且晶圆表面维持负电荷，其中，特定酸碱值范围为pH值小于6，包括端点值。有效去除残留的研磨颗粒，同时减小晶圆表面的刮痕率，提高产品良率。本发明还公开了一种化学机械研磨设备，以及一种使用于化学机械研磨方法的清洗液，具有上述效果。

技术领域

本发明属于化学机械研磨技术领域，具体的涉及一种化学机械研磨方法，及一种化学机械研磨设备和一种使用于化学机械研磨方法的清洗液。

背景技术

目前，CMP(Chemical Mechanical Polishing，化学机械研磨)应用于晶圆的抛光，是以化学机械抛光机为主体，集在线检测、终点检测、清洗、甩干等技术于一体的化学机械平坦化技术，随着半导体器件加工尺寸的不断微细化，以及金属互连的金属层间介质的增加，必然导致晶圆表面严重的不平整，因此，CMP工艺的重要性日益突出。

化学机械研磨中，研磨抛光液简称研磨液，是CMP的关键要素之一，其性能直接影响抛光后表面的质量。研磨液一般由超细固体粒子研磨颗粒(如纳米级的SiO₂、Al₂O₃粒子等)、表面活性剂、稳定剂、氧化剂等组成，研磨颗粒提供研磨作用，化学氧化剂提供腐蚀溶解作用。

通常使用9<PH<11的碱性研磨液，碱性研磨液容易清洗，为了提高研磨率，碱性研磨液的固含量大约为13％～16％，由于高的固含量，在研磨后导致晶圆表面产生刮痕，表面平坦化效果较差。

因此，如何减小晶圆化学机械研磨后晶圆表面的刮痕率，同时有效清理残留在晶圆表面的研磨液是本领域技术人员急需要解决的技术问题。

在背景技术中公开的上述信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此其可能包含没有形成为本领域普通技术人员所知晓的现有技术的信息。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例希望提供一种化学机械研磨方法，以至少解决现有技术中存在的问题。

本发明实施例的技术方案是这样实现的，根据本发明的一个实施例，一种化学机械研磨方法，包括：

进行研磨步骤，先导入酸性研磨液在一晶圆表面上，所述酸性研磨液包含固含量(solid content)小于2.5wt％的研磨颗粒，在化学机械研磨过程中，所述晶圆表面带有负电荷，所述酸性研磨液在特定酸碱值范围内，使所述研磨颗粒具有正电荷，而形成相互吸引；及

进行第一清洗步骤，利用阴离子表面活性剂对所述晶圆表面进行清洗，以将残留在所述晶圆表面上所述研磨颗粒的外围电荷改变为负电荷，并且所述晶圆表面维持负电荷；

其中，所述特定酸碱值范围为pH值小于6，包括端点值。

优选的，在上述化学机械研磨方法中，还包括：进行第二清洗步骤，利用氢氟酸溶液对所述阴离子表面活性剂清洗后的所述晶圆表面再次清洗。

优选的，在上述化学机械研磨方法中，所述阴离子表面活性剂的质量分数范围为2wt％～10wt％，包括端点值；利用所述阴离子表面活性剂对所述晶圆表面进行清洗的流速范围为400～600ml/min，包括端点值；利用所述阴离子表面活性剂对所述晶圆表面进行清洗的清洗时间范围为40～80s，包括端点值。