| JP62065346 | MANUFACTURE OF SEMICONDUCTOR DEVICE |
| JP63111647 | FORMATION OF MULTILAYER INTERCONNECTION |
| JP2005175121 | SEMICONDUCTOR DEVICE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF |
刘玉岭 (中国天津市红桥区光荣道8号, Tianjin 0, 300130, CN)
NIU, Xinhuan (No.8, Guangrong RoadHongqiao District, Tianjin 0, 300130, CN)
牛新环 (中国天津市红桥区光荣道8号, Tianjin 0, 300130, CN)
河北工业大学 (中国天津市红桥区光荣道8号, Tianjin 0, 300130, CN)
LIU, Yuling (No.8, Guangrong RoadHongqiao District, Tianjin 0, 300130, CN)
刘玉岭 (中国天津市红桥区光荣道8号, Tianjin 0, 300130, CN)
NIU, Xinhuan (No.8, Guangrong RoadHongqiao District, Tianjin 0, 300130, CN)
| 权利要求书 1. 一种极大规模集成电路钨插塞 CMP后表面洁净方法， 其特征在于， 按照以 下步骤进行 （重量 wt% ): ( 1 ) 水抛液的制备： 取一定量的去离子水， 边搅拌边加入活性剂、 螯合剂、 阻 蚀剂， 活性剂的加入量为 15-30g/L， 螯合剂的加入量为 5-20g/L， 阻蚀剂的加入 量为 l-60g/L; (2) 碱性 CMP后立即使用上述水溶液采用 lOOOg/min-4000 g/min的流量进行 水抛清洁， 水抛时间为 30s-3min。 2. 根据权利要求 1所述的极大规模集成电路钨插塞 CMP后表面洁净方法，其特 征在于： 所述步骤 （1 ) 的活性剂为天津晶岭微电子材料有限公司销售的 FA/0 表 面 活 性 剂 、 0 IT -7 ((C10H21-C6H4-0-CH2CH20)7-H) 、 0 n -10 ((CloH21-C6H4-O-CH2CH2O)10-H)、 O-20 (C12— 18H25— 37-C6H4-O-CH2CH2O)70-H)、 JFC 的一种。 3. 根据权利要求 1所述的极大规模集成电路钨插塞 CMP后表面洁净方法，其特 征在于： 所述步骤 （1 ) 螯合剂为乙二胺四乙酸四 (四羟乙基乙二胺)。 4. 根据权利要求 1所述的极大规模集成电路钨插塞 CMP后表面洁净方法，其特 征在于： 所述步骤 （1 ) 的阻蚀剂为是六次甲基四胺或苯丙三氮唑。 |
技术领域 本发明属抛光液的使用方法，特别是涉及极大 规模集成电路钨插 塞 CMP后表面洁净方法。 说 背景技术
书
目前， 大规模集成电路的布线层数在不断增加， 每一层都要求全 局平面化，化学机械抛光（Chemica l- Mechanica l Pol i shing,筒称 CMP) 是唯一能够实现全局平面化的方法。 CMP的研究工作过去主要集中在 美国以 SEMTECH为主的联合体， 在它的推动下 CMP技术最早于 1994 年首先在美国进入工艺线应用。随后， 日本于 1995年初也开始将 CMP 工艺引入其 0. 5 μ ηι工艺线的氧化膜平面化工艺， 1996年开始用于钨 的平面化工艺， 现己发展到全球， 如欧洲的联合体 JESS工， 法国研 究公司 LETI和 CNET, 德国的 FRALDH0FER研究所， 亚洲的韩国和我 国台湾地区也在加速研究与开发， 并呈现出高竟争势头。钨 CMP的技 术存在一系列的复杂化学和机械的作用，有许 多影响参数如压力与温 度， pH值等， 涉及到金属物理， 固体物理， 材料学和微电子技术等 多种学科， 还存在着许多亟待待解决的理论问题。 金属钨在高电流密度下， 抗电子迁移好， 不形成小丘， 应力低， 而且能够与硅形成很好的欧姆接触，所以可作 为接触窗及介层洞的填 充金属及扩散阻挡层。对于最小特征尺寸在 0. 35 μ ηι及以下的多层布 线的每一层都必须进行全局平面化。化学机械 抛光 CMP是目前最好的 也是唯一能实现全局平面化的技术。多层布线 工艺中必须对介层洞外 残留的钨进行 CMP , 达到全局平面化才能继续在上面布线， 否则会导 致导线断裂， 造成严重的后果。 所以材料表面的高度平坦化是实现多 层布线的基础和关键技术之一。
极大规模集成电路表面高精密加工过程中化学 机械抛光（ CMP ) 的抛光液使用方法尤其重要。目前钨插塞抛光 生产后，其表面能量高、 表面张力大、 残留抛光液分布不均、 沾污金属离子等现象， 从而造成 后续加工中成本的提高及器件成品率的降低。
发明内容
本发明是为了解决极大规模集成电路多层布线 钨插塞 CMP 后表 面存在金属离子污染、 抛光液难清洗问题， 而公开一种筒便易行、 无 污染的极大规模集成电路鵠插塞 CMP后表面洁净方法。
本发明极大规模集成电路鵠插塞 CMP后表面洁净方法步骤如下：
( 1 )水抛液的制备： 取一定量的去离子水，加入活性剂、螯合剂、 阻蚀 （氧） 剂， 活性剂的加入量为 15-30g/L , 螯合剂的加入量为 5-20g/L , 阻蚀剂的加入量为 l_60g/L;
( 2 )碱性 CMP后立即使用上述水溶液采用 1000g/min_4000 g/min 的流量进行水抛清洁， 水抛时间为 30s-3min。
所述的活性剂为天津晶岭微电子材料有限公司 市售 FA/0 表面 活 性 剂 、 0 π -7 ( (C 10 H 2 「C 6 H 4 — 0— CH 2 CH 2 0)厂 Η) 、 0 π -10 ( (C 10 H 21 -C 6 H -0-CH 2 CH 2 0) 10 -H) 、 0-20 (C 12 _ 18 H 25 _ 3 -C 6 H 4 -0-CH 2 CH 2 0) 70 -H) 、 聚氧乙烯仲烷基醇醚（JFC ) 的一种。
所述的螯合剂为乙二胺四乙酸四（四羟乙基 乙二胺）。 结构式如下:
所述的阻蚀（氧）剂为是六次甲基四胺或苯 丙三氮唑， 其中六次甲基 四胺 C 6 H 12 N 4 , 结构式：
苯丙三氮唑 C 6 H 5 N 3 , 结构式:
本发明中采用技术的作用为：
钨插塞碱性抛光后表面存在能量高、 表面张力大、 残留抛光液分 布不均、 沾污金属离子等问题。 当碱性抛光刚刚完成后， 马上向水抛 液中加入表面活性剂、螯合剂、阻蚀剂等，并 采用大流量水抛的方法， 可将残留的抛光液沖走防止局部继续反应，同 时可通过物理吸附易清 洗物迅速降低表面张力、 形成单分子钝化膜防止局部腐蚀、 并可使金 属离子形成可溶的螯合物， 从而达到洁净、 完美的抛光表面。
本发明的有益效果和优点：
1. CMP后选用含表面活性剂、 螯合剂、 复合阻蚀剂等的水溶液， 进行大流量水抛钨插塞表面， 对设备无腐蚀， 并可将残留于晶片表面 分布不均的抛光液迅速沖走， 可获得洁净、 完美的抛光表面。
2. 选用表面活性剂可使抛光后表面高的表面张力 迅速降低， 减 少损伤层， 提高表面质量的均匀性；
3. 选用的螯合剂可与表面残留的金属离子发生反 应， 生成可溶 性的大分子螯合物， 在大流量水溶液作用下脱离钨插塞表面。 不均匀分布的抛光液继续与基体反应而形成不 均匀腐蚀，提高抛光后 表面的完美性。 表面光洁无蚀圏， 粗糙度降至纳米级。
5.综合实施效果举例如下表所示:
具体实施方式
下面以实施例进一步说明本发明。
实施例 1 : 配制 4000g钨插塞水溶性抛光液 取去离子水 3645g, 边搅拌边放入 FA/0表面活性剂 100g, FA/0 螯合剂 50g,然后称 5g 六次甲基四胺用 200g去离子水稀释后边搅拌 边倒入上述液体。搅拌均勾后得 4000g钨插塞水抛液，采用 1000g/min 的流量进行水抛后， 表面光洁无蚀圏， 粗糙度为 7.8nm。
实施例 2: 配制 4000g钨插塞水溶性抛光液
取去离子水 3400g, 边搅拌边放入 0π_7表面活性剂 100g, FA/0 螯合剂 50g,然后称 250g 苯丙三氮唑用 200g去离子水稀释后边搅拌 边倒入上述液体。 搅拌均勾后得 4000g 钨插塞水溶性抛光液， 采用 4000g/min的流量进行水抛后， 表面光洁无蚀圏， 粗糙度为 6.4nm。