TW518685B - CMP process for a damascene pattern - Google Patents
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Description
518685 五、發明説明(1 ) 發明背景 發明領域 本發明係有關一種用於金屬鑲嵌圖案之CMP(化學機 械拋光)法,且更特別的是有關一種用於在半導體裝置 內形成金屬鑲嵌圖案的CMP法。本發明亦有關一種 CMP系統。 相關技術說明 某些半導體積體電路(1C)會使用金屬鑲嵌技術,其中 係將稱爲金屬鑲嵌圖案的互連圖案埋入於內層介電膜上 所形成的溝渠圖案之內。一般而言,該金屬鑲嵌互連圖 案係在塡充該溝渠圖案並以厚度大於該溝渠圖案深度導 電膜覆蓋該內層介電膜之後接受使用CMP系統之CMP 法的處理。 參照第1圖,一種CMP系統100係包含CMP工廠 101及控制單位102,該CMP工廠101則包含從晶圓入 口到晶圓出口接續配置的第一 CMP單位1 1 1、第二 CMP單位112及洗滌/乾燥單位113。每一個CMP單 位Η 1或1 1 2都包含有襯墊構件1 20、拋光液供應構件 121及淸洗液供應構件122。半導體晶圓200係藉由利 用圖中未標示的溜板系統傳送到CMP工廠1 0 1,及自 CMP工廠傳送到CMP工廠200。 參照第2Α圖,係用以顯示該半導體晶圓200的截面 圖示,其中係將由氧化矽製成的內層介電膜202形成於 矽基板20 1上。該內層·介電膜202含有落在其內的溝渠 518685 五、發明説明(2 ) 圖案203,且係在該溝渠圖案203之內或之外覆蓋有阻 擋膜204。銅膜205係形成於該薄阻擋膜204上以便塡 充該溝渠圖案203並覆蓋該內層介電膜202。 參照第3圖,該第一 CMP單位Π 1係包含襯墊構件 120’其由胺基甲酸酯製成而藉由表面平板123依樞軸 方式裝設於驅動機構上以便在水平面進行旋轉。拋光液 供應構件1 2 1及淸洗液供應構件1 22係隨著時間交替地 受到驅動以便藉由利用圖中未標示驅動單位與襯墊構件 120作相對配置。 該拋光液供應構件1 2 1會將拋光液或硏磨劑供應到 該襯墊構件1 20的頂部表面之上,而該淸洗液供應構件 1 22則會將淸洗液或純水供應到該襯墊構件1 20的頂部 表面之上。該溜板系統會將半導體晶圓200放在該襯墊 構件120之上以便進行旋轉並藉由推力構件110以便進 行支持作業。 第二CMP單位112是類似於該第一 CMP單位111而 具有襯墊構件130、拋光液供應構件132及淸洗液供應 構件133。該第一 CMP單位1 1 1係致力於對如第2A圖 所示之銅膜205的拋光作業,而第二CMP單位1 12則 致力於對如第2A圖所示之鉅阻擋膜204的拋光作業。 該第一 CMP單位1 1 1內的拋光液供應構件1 2 1會供 應當作有機化合物的含矽拋光液,而第二CMP單位 1 1 2內的拋光液供應構件1 3 1則會供應含鋁的拋光液。 該第一和第二CMP單位1 1 1和1 1 2內的襯墊構件1 20 -4- 518685 五、發明説明(3 ) 和1 3 0具有不同的性質。 該CMP系統1〇〇內的處理方法是如第4圖所示。首 先,半導體晶圓200係受到推力構件;[丨〇的支持且於步 驟S 1中被傳輸到該C Μ P系統1 〇 〇的第一 c Μ P單位 1 1 1內。已傳輸到該CMP系統1〇〇內的半導體晶圓200 係具有如第2Α圖所示的結構。 於步驟S 2中,該半導體晶圓2 0 0會受到驅動以便在 拋光液供應構件1 2 1會將拋光液供應其上的襯墊構件 120上進行旋轉。 該推力構件1 10會於該襯墊構件120的旋轉期間以 高於每英吋4磅(psi)的壓力推擠該半導體晶圓200使 之抵住該襯墊構件1 20以便對銅膜205進行拋光,直到 該阻檔膜204從如第2B圖所示之銅膜205露出爲止。 於步驟S3中,係將由該推力構件1 1 〇提供的推擠壓 力從4減到1 p s i,且該淸洗液供應構件1 2 2會將淸洗 液供應到該襯墊構件1 20之上以便淸洗該半導體晶圓 200 〇 在第一 CMP單位1 1 1內完成拋光及淸洗步驟之後, 於步驟S4中將該半導體晶圓200傳輸到該第二CMP單 位112上,並接受推擠壓力爲4 psi之阻擋膜204的高 壓拋光作業。施行該拋光作業直到依如第2C圖所示之 方式露出該內層介電膜202爲止。 然後利用淸洗液在推擠壓力於步驟S6中降低到1 psi 之後使該半導體晶圓200接受淸洗步驟的處理,因此淸 518685 五、發明説明(4 ) 洗了該半導體晶圓200的表面。在第二CMP單位112 內完成拋光及淸洗步驟之後,於步驟S7中將該半導體 晶圓200傳輸到洗滌/乾燥單位1 1 3上,然後於步驟 S 8中在其內接受洗滌/乾燥處理。在步驟S 9的乾燥處 理之後從該CMP系統100取出該半導體晶圓200。 該半導體晶圓200具有一呈絕佳平坦的頂部表面, 其中係將該銅膜2〇5埋藏於該溝渠圖案203內。然後令 該半導體晶圓200接受極大數目的處理以便形成一種其 上具有金屬鑲嵌圖案的電路結構。 吾人預期在此之前所說明的CMP法會藉由將兩個不 同的CMP單位用在該銅膜及阻擋膜上而提供一種最佳 化的表面結構。不過,本發明的發明人在硏究該半導體 晶圓的表面之後注意到該金屬鑲嵌互連圖案之薄層電阻 是不均勻的。 藉由對該晶圓表面的分析吾人證實該薄層電阻的不 均勻度是源自如第5A圖所示該銅膜205表面上稱爲腐 鈾或凹化作用的過度拋光現象。 發生腐蝕或凹化作用的理由,係肇因於如第5 B圖所 示之有機銅錯化物206會在對該銅膜205進行拋光以露 出該阻擋膜204之後附著該晶圓200表面之上。該有機 銅錯化物206會於拋光該阻擋膜204期間造成該銅膜 205的過拋光現象。 產生該有機銅錯化物2 0 6的理由,係肇因於使用諸 如拋光液內所含的矽石之類有機化合物以便拋光該銅膜 -6- 518685 五、發明説明(^ ) 205 令該有機化合物與銅膜: 205反應以形成該有機銅 錯 化 物 206 〇 在我 們的 實 驗 中 增加 在 拋 光該 銅膜205之後淸洗 步 驟 的 時間 長 度 不 能 有效 地 去 除該 有機銅錯化物206, 且 呈 現 出較 長 的 淸 洗時間 長 度 對該 CMP法而言是不實 際 的 〇 在稍 早之 曰 本 專 利 rtf 三 甲δ円 案 第 1 1-: Π 5 560號文件中所說 明 的 CMP法 係使用由胺基甲酸酯製成的襯墊構件及 拋 光 硏 磨劑 以 便 進 行 該阻 擋 膜 204 的拋光作業,並使用 由 固 定 的磨 蝕 顆 粒 製 成的 襯 墊 構件 及當作拋光液的化學 溶 液 以 便進 行 導 電 膜 的拋 光 作 業。 雖 則 該襯 墊 構 件 的 固定 磨 蝕 顆粒 允許吾人使用不包 含任 何 磨鈾 顆 的 拋 光硏 磨 劑 ,該 化學溶液毫無疑問地 包 含 了 各有 機 化 合 物 ,且 會 產 生有 機銅錯化物206而因 此 出 現 腐飩 或 凹 化現 象。 如 上 所述 , 吾 人 已 證實 的 是 習知 的CMP系統無法有 效 地 防 止腐 蝕 或 凹 化 現象 的 發 生, 因此會涉及具有不均 勻 薄 層 電阻 的 金 屬 鑲 嵌互 連 圖 案。 發 明 之 簡單 說 明 依 上 述觀 點 本 發 明的 巨 的 是提 供一種化學機械拋 光 (CMP)法: 及 CMP 系 統, 而 能 夠減 輕諸如金屬鑲嵌互 連 圖 案 之類 導 電 圖 案 中的 腐 蝕 或凹 化現象。 本 發 明係 提 供 一 種 CMP法以便對包含阻擋膜及連續 形 成 於 其上 具 有 溝 渠 圖案 之 絕 7- 緣膜 上之導電膜的晶圓表 518685 五、發明説明(6 ) 面進行拋光’該方法係包含下列步驟:使用有機拋光液 拋光該導電膜,直到部分阻擋膜從該導電膜露出爲止; 使用處理液淸潔該導電膜及該阻擋膜的露出表面;使用 淸洗液洗滌該導電膜及該阻擋膜的露出表面;使用拋光 液拋光該導電膜及阻擋膜直到露出部分絕緣膜爲止;使 用淸洗液洗滌該導電膜、該阻擋膜及該絕緣膜的露出表 面。 本發明也提供了一種CMP系統以便對包含阻擋膜及 連續形成於其上具有溝渠圖案之絕緣膜上之導電膜的晶 圓表面進行拋光,該系統係包含:第一 CMP單位,係 用於以拋光液拋光該導電膜,直到部分阻擋膜從該導電 膜露出爲止;淸潔單位,係在藉由該第一 CMP單位進 行拋光之後,用於以處理液淸潔該導電膜及該阻擋膜的 露出表面;第一洗滌單位,係在藉由該淸潔單位進行淸 潔之後,用於以淸洗液洗滌該導電膜及該阻擋膜的露出 表面;第二CMP單位,係在藉由該第一洗滌單位進行 洗滌之後,用於以拋光液拋光該導電膜直到露出部分絕 緣膜爲止;以及第二洗滌單位,係在藉由該第二CMP 單位進行拋光之後,用於以淸洗液洗滌該導電膜、該阻 擋膜及該絕緣膜的露出表面。 根據本發明的CMP法及CMP系統,吾人能夠在施行 該阻擋膜的拋光作業之前,藉由該淸洗液的功能去除於 拋光該導電膜期間形成並附著於晶圓表面之上的有機銅 錯化物,因此不致發生像習知技術中遭遇到的腐蝕或凹 518685 五、發明説明(7 ) 化現象。 本發明的上述及其他目的、特性、及優點將會因爲 以下參照各附圖的說明而變得更明顯。 圖式簡單說明 第1圖顯示一種習知CMP系統的簡略方塊圖。 第2A到2C圖顯示一種半導體晶圓的截面圖示,以 便連續地顯示一種標準C Μ P法的製造步驟。 桌3圖顯不第1圖C Μ Ρ系統之C Μ Ρ單位的簡略透視 圖。 第4圖顯示第1圖C Μ Ρ系統中所用習知c Μ Ρ法的流 程圖。 第5Α圖顯示一種其導電層具有不均勻薄層電阻之半 導體晶圓的截面圖示。 第5 Β圖顯示一種其有機銅錯化物落在晶圓表面上之 半導體晶圓的截面圖示。 第6圖顯示一種根據本發明一實施例之C Μ Ρ法的流 程圖。 第7圖顯示一種根據本發明一實施例的CMP系統。 第8圖顯示晶圓表面在施行本發明方法及習知方法 後之腐蝕及凹化作用的曲線圖。 第9Α和9Β圖分別顯示藉由本實施例方法及習知方 法形成金屬鑲嵌圖案之薄層電阻的曲線圖。 第1 ΟΑ和1 〇Β圖分別顯示藉由本實施例方法及習知 方法形成金屬鑲嵌圖案之薄層電阻的曲線圖。 -9- 518685 五、發明説明(8 ) 第11圖顯示第7圖中CMP系統之第一修正型式的簡 略方塊圖。 第12圖顯示第6圖中CMP法之第一修正型式的流程 圖。 第13圖顯示第6圖中CMP法之第二修正型式的流程 圖。 第1 4圖顯示第7圖中C Μ P系統之第三修正型式的簡 略方塊圖。 第15圖顯示第11圖中CMP系統之另一修正型式的 簡略方塊圖。 較佳實施例的詳細說明 現在吾人將參照各附圖對本發明作更明確地說明,其 中係在各附圖中以類似的符號標示出類似的組成元件。 參照第6圖,一種根據本發明一實施例之CMP法係 包含步驟S 1到S 1 1,其中係將步驟S 1 0到S 1 1加到落 在第3圖中步驟S3與步驟S4之間習知方法的步驟S 1 到S9上。 參照第7圖,用來施行第6圖之CMP法的CMP系統 4〇〇係包含CMP工廠401控制單位402。 該CMP工廠401係包含依類似於習知CMP系統100 的方式連續配置的第一 CMP單位41 1、第二CMP單位 112及洗滌/乾燥單位113。該第一 CMP單位411除了 類似於該習知CMP系統的襯墊構件1 20、拋光液供應 構件1 2 1及淸洗液供應構件1 22之外也具有一額外構件 -10- 518685 五、發明説明(9 ) 4 1 2。該額外構件具有將處理液或是本實施例中的銨水 供應到該襯墊構件120表面之上的功能。該第二CMP 單位1 1 2及洗滌/乾燥單位1 1 3也是類似於習知CMP 系統中的單位。 該控制單位402係藉由電腦系統而施行的,其中該 電腦系統係包含:中央處理單位(CPU)421 ;排流線422 ;唯讀記憶體(R〇M)423 ;隨機存取記憶體(RAM)424 ; 硬體機(HDD)425 ;其上裝設有軟碟(FD)426的軟碟機 (FDD)427 ;其上裝設有光碟-唯讀記憶體(CD-ROM)428 的光碟機429 ;鍵盤43 0 ;滑鼠431 ;顯示單位43 2 ;以 及經由排流線422耦合於CPU 421上的介面43 3。 用於CPU 421的控制程式以及用於處理的資料係儲 存於構成儲存裝置的ROM423、RAM424、HDD425、 FD426及CD-ROM428中至少一種元件上。 例如,將要藉由CPU 42 1而執行的各控制程式係儲 存於FD 426或CD-ROM 428內。這類程式係預先安裝 於HDD 425內,在系統起動時被拷貝到RAM 424內, 然後由CPU從RAM 424內讀出。 藉由執行CPU 421上的程式,CMP系統會結合CMP 工廠的硬體依邏輯方式實行第一拋光構件、第一洗滌構 件、淸潔構件、第二洗滌構件、第二拋光構件、第三洗 滌構件等當作功能性構件。 該第一拋光構件具有用來旋轉該襯墊構件120的功 能,且係藉由第一 CMP單位4 1 1的拋光液供應構件 -11 - 518685 五、發明説明(10 ) 1 2 1供應拋光液,而藉由該推力構件以4 psi的高推擠 壓力推擠該晶圓200使之抵住該襯墊構件120以拋光該 半導體晶圓200的表面。 該第一洗滌構件具有用來旋轉該襯墊構件120的功 肯g,且係在由該第一拋光構件施行拋光之後藉著該第一 CMP單位411的淸洗液供應構件122供應淸洗液,而 以1 psi的低推擠壓力推擠該晶圓200使之抵住該襯墊 構件120以旋轉該半導體晶圓200。 該淸潔構件具有用來旋轉該襯墊構件120的功能’ 且係在由該第一洗滌構件施行洗滌構件之後藉著該第一 CMP單位411的處理液供應構件412供應處理液,而 以1 psi的低推擠壓力推擠該晶圓200以旋轉該半導體 晶圓2 0 0。 該第一洗滌構件具有用來旋轉該襯墊構件1 20的功 能,且係在由該淸潔構件施行淸潔之後藉著該第一 CMP單位411的淸洗液供應構件122供應淸洗液,而 以1 psi的低推擠壓力推擠該晶圓200使之抵住該襯墊 構件120以旋轉該半導體晶圓200。 第二拋光構件及第三洗滌構件分別具有類似於該第 一拋光構件及該第一洗滌構件的功能,除了 CMP工廠 的硬體亦即用於該第二拋光構件及該第三洗滌構件的第 二C Μ P單位1 1 2之外。那些功能構件主要係藉由儲存 於RAM 4 24等之內用於CPU 421的軟體而實行的。 該軟體係儲存於該RAM 424等之內以便執行連續步 -12- 518685 五、發明説明(11 ) 驟;旋轉其上供應有拋光液之襯墊構件1 20,並藉由該 襯墊構件120以高推擠壓力推擠該晶圓200而旋轉該半 導體晶圓200 ;旋轉其上供應有淸洗液之襯墊構件120 ,並藉由該襯墊構件120以低推擠壓力推擠該晶圓200 而旋轉該半導體晶圓200 ;旋轉其上供應有處理液之襯 墊構件120,並藉由該襯墊構件120以低推擠壓力推擠 該晶圓200而旋轉該半導體晶圓200 ;旋轉其上供應有 淸洗液之襯墊構件120,並藉由該襯墊構件120以低推 擠壓力推擠該晶圓200而旋轉該半導體晶圓200等。 回到第6圖,依如第7圖所示之CMP系統的作業方 式,將半導體晶圓200傳輸到該CMP系統400上並於 步驟S1中將之放置於該第一 CMP單位41 1內。 拋光液係從該第一 CMP單位4 1 1內的拋光液供應構 件供應到受到驅動作水平旋轉的該襯墊構件1 20頂部上 。郊是旋轉的半導體晶圓200會受到推擠以4 psi的推 擠壓力抵住該襯墊構件120,且晶圓200的露出導電膜 (銅膜)會於步驟S2中接受拋光直到露出其中的該阻擋 膜爲止。 然後使用於半導體晶圓200的推擠壓力從4 psi降低 到1 psi,且由淸洗液供應構件1 22將淸洗液供應到該 襯墊構件1 20的頂部上,因此在施行拋光之後於步驟 S3中洗滌該半導體晶圓200。 然後於步驟S10及SI 1中,令半導體晶圓200於該 第一 CMP單位411內接受淸潔及洗滌。 -13- 518685 五、發明説明(12 ) 更特別的是,從處理液供應構件4 1 2將處理液供應 到該襯墊構件1 20的頂部之上,並藉由維持在低壓的推 擠構件提供用於該半導體晶圓200的推擠壓力,因此步 驟S 10中藉由處理液將黏著於該半導體晶圓200露出 表面之上的有機銅錯化物去除掉。 隨後,從淸洗液供應構件1 22將淸洗液供應到該襯 墊構件1 20的頂部之上,藉由維持在低壓的推擠構件提 供推擠壓力,因此步驟SI 1中將該半導體晶圓200表 面上已去除的有機銅錯化物連同處理液一起洗掉。 本實施例中緊跟著步驟S 1 1的步驟S4到S 7是類似 於習知技術中的步驟,因此步驟S4到S7之細節不再 敘述以避免重複。 該CMP系統400中所用的CMP法的特性爲步驟S10 和S 1 1,其中已在拋光該銅膜之後接受淸洗的半導體晶 圓200表面,係在拋光該阻擋膜204之前分別藉由利用 處理液及淸洗液接受淸潔及洗滌。 步驟S 1 0中的淸潔作業,較佳的是使用氨水當作處 理液;步驟S3、S6及S 1 1中的洗滌作業,較佳的是使 用純水當作淸洗液。較佳的是,該氨水包含佔其總重量 之至少1%或更少例如0.5%的銨。藉由使用氨水當作處 理液,淸潔步驟S10會淸潔該半導體晶圓200的露出 表面並有效地去除或剝除黏著於該露出表面的有機銅錯 化物。藉由使用純水當作淸洗液,淸洗步驟S 1 1會從 該半導體晶圓200表面將氨水及已去除的有機銅錯化物 -14- 518685 五、發明説明(13 ) 洗掉。 該有機銅錯化物206的去除作業會防止於拋光該阻 擋膜期間在銅膜表面205上發生腐蝕或凹化現象’因此 吾人能夠在該半導體晶圓2 0 0上獲致具有均勻薄層電阻 的優良金屬鑲嵌互連圖案。 較佳的是,本發明係應用在具有當作導電膜之銅膜 以及底下之阻擋膜的半導體晶圓上。一般而言用於銅膜 的拋光液係包含一種有機化合物,此有機化合物會與銅 快速地反應而在晶圓表面上形成有機銅錯化物206。吾 人能夠藉由氨水有效地從該晶圓表面上將該有機銅錯化 物去除掉。並藉由純水從該表面上將該有機銅錯化物連 同氨水一起洗掉。 該銅膜的拋光作業以及所得到晶圓之露出表面的淸 洗、洗滌及淸洗作業全部都是在該第一 CMP單位4 1 1 內執行的,這會藉由免除晶圓的傳輸而提高了該CMP 法的產量。 該第一淸洗、洗滌及第二淸洗步驟係在以低壓推擠 該半導體晶圓下藉由旋轉該襯墊構件1 20而連續執行的 。這簡化了該CMP法的程序。 本實施例的CMP系統400除了習知CMP系統之外也 使用該處理液供應構件4 1 2而不需要使用精緻的襯墊構 件或刷洗構件,且因此不致使該CMP系統400的結構 變複雜或變大。 令半導體晶圓的樣品接受利用本發明之C Μ P系統 -15- 518685 五、發明説明(14 ) 400以及習知CMP系統1 00的CMP法,並接受腐蝕或 凹化深度的量測。其量測結果係如第8圖所示’其中係 以繪製於縱軸的腐蝕或凹化深度對繪製於橫軸的晶圓表 面量測位置。第8圖透露出本發明的CMP系統400是 優於習知CMP系統100的,因爲較之習知CMP系統 100本發明的CMP系統400會使該量測深度降低到大 約60到70%。 同時令半導體晶圓的其他樣品接受類似的CMP處理 以及用於金屬鑲嵌互連圖案之薄層電阻的量測。對其厚 度爲0.28微米而具有不同寬度的互連圖案進行用於習 知CMP法及本實施例之CMP法的量測結果分別係如第 9A和9B圖所示。如同吾人可以從各附圖理解到的, 對本實施例而言薄層電阻及其變量是低於習知方法中的 薄層電阻及其變量。第10A和10B圖係用以顯示在包 含具有不同寬度及不同厚度之互連圖案的半導體晶圓上 所得到結果的類似曲線。 本發明並不受限於第一實施例的結構且可能具有以 下的不同結構。 參照第1 1圖,一種呈根據本發明第一實施例(如第7 圖所示)之修正型式的CMP系統3 00係包含依序連續配 置的第一 CMP單位301、第一洗滌單位3 02、第二 CMP單位3 03、第二洗滌單位304及洗滌/乾燥單位 113° 該第一和第二CMP單位301和303會藉由使用與拋 -16- 518685 五、發明説明(15 ) 光液供應構件1 2 1和1 3 1相關的襯墊構件1 20和1 3 0拋 光該半導體晶圓200,而該第一和第二洗滌單位3 02和 3 04會藉由使用與淸洗液供應構件122和132相關的刷 洗構件洗滌該半導體晶圓200。該第一洗滌單位3 02係 包含落在其內的處理液供應構件4 1 2。 參照第12圖,第一修正型式之CMP系統3 00中使用 的CMP法係包含在拋光該阻擋膜之前利用刷洗構件於 該第一洗滌單位302內連續執行的洗滌步驟S3A、淸潔 步驟S10A及洗滌步驟S11A。這不致增加該CMP系統 3 〇 〇的比例。 於第二修正型式中,可以將該處理液供應構件4 1 2 配置於該第一 CMP單位301內以代替第一洗滌單位 3 02。於第二修正型式中如第1 3圖所示,該半導體晶圓 係在於步驟S3A中接受該第一洗滌單位3 02的洗滌之 後,於步驟S14中被送回該第一 CMP單位301內,其 中該半導體晶圓係以襯墊構件在於步驟S 1 0中供應以 處理液下接受淸潔作業。在步驟S 1 0中施行淸潔作業 之後,再次於步驟S 1 5中將該半導體晶圓傳輸到該第 一洗滌單位3 02上,其中係於步驟$ 1 1 A中再次洗滌該 半導體晶圓表面以便洗掉已去除的有機銅錯化物以及該 處理液。 於第三修正型式中,一種CMP系統500係包含使用 刷洗構件501的精緻淸潔單位502以及落在第一 CMP 單位111與第二CMP單位112之間的處理液供應構件 -17- 518685 五、發明説明(16 ) 4 12。於第三修正型式中,係在於該第一 CMP單位1 1 1 內接受拋光及洗滌步驟的處理之後,將該半導體晶圓 2 00傳輸到該淸潔單位502上以便在其內分別藉由使用 處理液及淸洗液進行淸潔及淸洗作業。 參照第1 5圖於第1 1圖之第一實施例的另一修正型 式中,一種CMP系統600係包含如第1 1圖所示落在該 第一洗滌單位3 02與該第二CMP單位3 03之間的精緻 淸潔單位5 02以代替落在該第一洗滌單位3 02內的處理 液供應構件4 1 2。於本實施例中,係在於該第一洗滌單 位3 02內接受洗滌之後,將該半導體晶圓200傳輸到該 淸潔單位502上,其中該半導體晶圓200係利用處理液 接受淸潔作用以及去除有機銅錯化物。然後將該半導體 晶圓200送回該第一洗滌單位3 02內以便洗掉已去除的 有機銅錯化物。 於第1 5圖的修正型式中,吾人可以省略在拋光該銅 膜之後且在用於該有機銅錯化物的淸潔步驟之前施行的 第一洗滌步驟。此例中,較佳的是可以保留用於該第一 洗滌單位3 02及該淸潔單位5 02的配置順序。 於上述實施例及修正型式中,用於銅膜或導電膜及 阻擋膜的拋光步驟係依範本方式使用由胺基甲酸酯結合 拋光液或硏磨劑製成的襯墊構件120和130。不過,用 於銅膜的拋光步驟使用則是由結合有化學溶液的固定磨 蝕顆粒製成的襯墊構件。 較佳的是該淸洗液係純水。該處理液可能是鹼性溶 -18- 518685 五、發明説明(17 ) 液或羧酸溶液。較佳的是,該鹼性溶液可能是氨水或是 包含銨的電解質,其中該鹼性溶液較佳的是包含至少 1 %或更少的銨。 合物。 一般而言該拋光液係包含一種有機化 除此之外,該 的硬體實行的。 CPU用程式的某些功能可以藉由精緻 由於吾人只藉由實例說明上述實施例,本發明並不 受限於上述各實施例,且熟悉習知設計的人能夠在不偏 離本發明的架構下很容易地製造出各種修正型式或變型。 參考符號說明 25,205 · · · • •銅膜 1 00,3 00,400 · • · · · CMP 系統 101,401 · · · • · CMP工廠 102,402 · · · ••控制單位 110· · · · •推力構件 111,301,411 · • · · •第一' C Μ P單位 112,303· · · •.第二CMP單位 113· · · · •洗滌/乾燥單位 120,130 · · · • •襯墊構件 121,132 · · · ••拋光液供應構件 122,133 · · · ••淸洗液供應構件 123 · · · · •表面平板 200 ..... •半導體晶圓 201 · · · · •矽基板 -19- 518685 五、發明説明(18 ) 202 .... •內層介電月吴 203 .... •溝渠圖案 204 · · · · •薄阻擋膜 206 .... •有機銅錯化物 302 .... •第一洗滌單位 304 .... •第二洗滌單位 31 1,312,501 · • · ·.刷洗構件 412 .... •處理液供應構件 421,521 · · • •中央控制單位 422 .... •排流線 423 · · · · •唯讀記憶體 424 .... •隨機存取記憶體 425 .... •硬碟機 426 · · · · •軟碟 427 .... •軟碟機 428 .... •光碟-唯讀記憶體 429 .... •光碟機 430 .... •鍵盤 431· · · · •滑鼠 432 .... •顯示單位 433 .... •介面 502 .... •淸潔單位 -20-
Claims (1)
- 518685 六、申請專利範圍 1. 一種化學機械拋光(CMP)法,係用於對包含阻擋膜及 連續形成於其上具有溝渠圖案之絕緣膜上之導電膜的 晶圓表面進行拋光,該方係包含下列步驟z 使用有機拋光液拋光該導電膜,直到部分阻擋膜從 該導電膜露出爲止;使用處理液淸潔該導電膜及該阻 擋膜的露出表面; 使用淸洗液洗滌該導電膜及該阻擋膜的露出表面; 使用拋光液拋光該導電膜及阻擋膜直到露出部分絕 緣膜爲止;以及 使用淸洗液洗滌該導電膜、該阻擋膜及該絕緣膜的 露出表面。 2·如申請專利範圍第1項之化學機械拋光(CMP)法,其 中該處理液是鹼性溶液或羧酸溶液。 3. 如申請專利範圍第2項之化學機械拋光(CMP)法,其 中該鹼性溶液是氨水或是包含銨的電解質。 4. 如申請專利範圍第3項之化學機械拋光(CMP)法,其 中該淸洗液係純水。 5. 如申請專利範圍第3項之化學機械拋光(CMP)法,其 中該氨水係包含至少1重量%或更少的銨。 6·如申請專利範圍第1項之化學機械拋光(CMP)法,其 中該拋光、洗滌及淸潔作業使用的是在該半導體晶圓 上進行旋轉的單一襯墊構件。 7.如申請專利範圍第6項之化學機械拋光(CMP)法,其 中該半導體晶圓係依抵住該襯墊構件方式於該拋光作 -21 - 518685 々、申請專利範圍 業期間以第一推擠壓力受到擠壓,並於洗滌及淸潔作 業期間以低於該第一推擠壓力的第二推擠壓力受到濟 壓。 8.如申請專利範圍第1項之化學機械拋光(CMP)法,其 中該拋光作業使用的是襯墊構件,且該洗滌作業及該 淸潔作業使用的是刷掉構件。 9·如申請專利範圍第1項之化學機械拋光(CMP)法,其 中該拋光作業及該洗滌作業使用的是襯墊構件,且該 淸潔作業使用的是刷掉構件。 10·如申請專利範圍第1項之化學機械拋光(CMP)法,也 包括在該導電膜之拋光與該淸潔步驟之間利用淸洗液 洗滌該導電膜及該阻擋膜之露出表面的步驟。 1 1 ·如申請專利範圍第1項之化學機械拋光(CMP)法,其 中該導電膜係銅膜。 12·如申請專利範圍第1 1項之化學機械拋光(CMP)法, 其中該淸潔步驟會去除有機銅錯化物。 1 3.如申請專利範圍第12項之化學機械拋光(CMP)法, 其中該處理液爲鹼性溶液或羧酸溶液。 14·如申請專利範圍第13項之化學機械拋光(CMP)法, 其中該鹼性溶液是氨水或是包含銨的電解質。 15·如申請專利範圍第13項之化學機械拋光(CMP)法, 其中該淸洗液係純水。 16·如申請專利範圍第13項之化學機械拋光(CMP)法, 其中該氨水係包含至少1重量%或更少的銨。 -22- 518685 六、申請專利範圍 17. —種化學機械拋光(CMP)系統,係用於對包含阻擋膜 及連續形成於其上具有溝渠圖案之絕緣膜上之導電膜 的晶圓表面進行拋光,該系統係包含: 第一 CMP單位,係用於以拋光液拋光該導電膜,直 到部分阻擋膜從該導電膜露出爲止; 淸潔單位,係在藉由該第一 CMP單位進行拋光之後 ,用於以處理液淸潔該導電膜及該阻擋膜的露出表面; 第一洗滌單位,係在藉由該淸潔單位進行淸潔之後 ,用於以淸洗液洗滌該導電膜及該阻擋膜的露出表面; 第二CMP單位,係在藉由該第一洗滌單位進行洗滌 之後,用於以拋光液拋光該導電膜直到露出部分絕緣 膜爲止;以及 第二洗滌單位,係在藉由該第二CMP單位進行拋光 之後,用於以淸洗液洗滌該導電膜、該阻擋膜及該絕 緣膜的露出表面。 18. 如申請專利範圍第17項之化學機械拋光(CMP)系統 ,也包括在藉由該第一 CMP單位利用淸洗液拋光該導 電膜及該阻擋膜之露出表面之後用於洗滌的第三洗滌 單位。 -23-
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