專利名稱：清除化學機械拋光刷上殘留物的方法
技術領域：
本發明涉及半導體器件的清洗方法，尤其涉及清除化學機械拋光刷上殘 留物的方法。
背景技術：
目前半導體集成電路的技術發展趨勢，是往較小的線寬方向進行，因此 對工藝裝置潔凈度的要求愈趨嚴格。在半導體的設備里，如薄膜沉積、干蝕 刻、離子植入及微影等主要工藝設備皆需要在一個維持適當潔凈度的環境下 操作。而且，集成電路制作流程非常的復雜，需經過數十甚至數百個不同的 步驟才能完成，因此晶圓在所經過的每一制造步驟都有被雜質例如是金屬或 微粒子污染的可能，所以避免這些污染的產生是很重要的。
當晶圓上出現化學物質殘留、金屬物質雜質及微粒子污染時，如臺灣專
利TW396443B所公開的技術方案，將兩個化學機械拋光刷分別放置于晶圓的 基底面和基底相對面，然后以相同方向旋轉兩個化學才幾械拋光刷，同時以與 化學機械拋光刷旋轉方向相反的方向旋轉晶圓，用以清洗晶圓上的化學物質 殘留、金屬物質雜質及微粒子污染。
在清洗化學物質殘留、金屬物質雜質及微粒子污染的過程中，會有殘留 物附著在化學機械拋光刷上，這些殘留物累積到一定量后，達到化學機械拋 光刷難以負荷的程度，不但降低化學機械拋光刷的清潔能力，而且會導致晶 圓表面狀況惡化，進而引起晶圓良率下降。因此，在化學機械拋光刷在清洗 一定量的晶圓后，需要對化學機械拋光刷上的附著物進行清除，用以提高化 學機械拋光刷的壽命。
現有清除化學機械拋光刷上殘留物的方法，如圖1A所示，在控片100表面 用電化學鍍膜方法形成厚度為200nm至2000nm的銅膜102,所述電化學鍍膜方 法所用的溶液為;危酸銅。
如圖1B所示，將包含銅膜102的控片100放置于兩個化學機械拋光刷104 之間，以相同方向旋轉兩個化學機械拋光刷104、 105，同時以與化學機械拋 光刷104、 105旋轉方向相反的方向旋轉控片100,用控片100上的銅膜102同化 學機械拋光刷上的附著物反應，得以清除化學機械拋光刷104上的附著物。
如圖1C所示，控片100翻轉，將控片100帶有銅膜102的一面面向未清洗的 化學機械拋光刷105 ，用上迷方法清除化學4幾械拋光刷105上的附著物。
現有技術由于用包含銅模的控片在降低化學機械拋光刷表面時，又會產生銅的氧化物附著于化學機械拋光刷表面現象，在后續清洗晶圓 時影響晶圓的表面狀況，從而導致晶圓成品率下降；同時由于控片鍍完銅膜 后必須在8至24小時內使用，否則會失效，保存時間太短；并且鍍有銅膜的控 片只能使用2至5次，利用率低。
發明內容
本發明解決的問題是提供一種清除清洗刷上殘留物的方法，防止用包含 銅膜的控片在降低化學機械拋光刷表面負荷的同時，又會產生銅的氧化物附 著于化學機械拋光刷表面現象，在后續清洗晶圓時影響晶圓的表面狀況，從 而導致成品率下降；同時由于控片鍍完銅膜后必須在8至24小時內使用，否則 會失效，保存時間太短；并且鍍有銅膜的控片只能使用2至5次，利用率低。
為解決上述問題，本發明提供一種清除清洗刷上殘留物的方法，包括下 列步驟在控片上形成氧化硅層；將化學機械拋光刷置于控片上；化學機械 拋光刷刷洗氧化硅層，清除化學機械拋光刷上的附著物。
所述氧化硅層形成于控片的基底面和基底相對面。
形成氧化硅層的方法為化學氣相沉積法或氧化法，形成氧化硅層所用的時間為80s 120s,所述氧化石圭層的厚度大于100nm。
化學機械拋光刷有兩個，分別置于控片兩面。
刷洗的方式為旋轉化學機械拋光刷的同時，以與化學機械拋光刷相反的 方向旋轉控片。
旋轉控片的速率為30轉/分鐘~70轉/分鐘，旋轉化學機械拋光刷的速率為 400轉/分鐘 800轉/分鐘。
刷洗時間為70s 90s。
與現有技術相比，本發明具有以下優點本發明使用包含氧化硅膜的控 片清洗化學機械拋光刷上的附著物，由于氧化硅膜上的離子帶負電荷，而附 著物上的離子為正電荷，氧化硅膜與附著物反應使氧化硅膜上的負電荷與附 著物上的正電荷中和，進而使附著物容易被機械離心力甩出；而且包含氧化 硅膜的控片可以隨時使用，保存時間長； 一個包含氧化硅膜的控片可以使用5 至15次，利用率高；同時氧化硅膜形成于控片的基底面和基底相對面，使兩 個化學機械拋光刷能同時刷洗，提高了刷洗效率。
圖1A至圖1C是現有技術清除化學機械拋光刷上殘留物的示意圖2是本發明清除化學機械拋光刷上殘留物的流程圖3A至圖3C是本發明清除化學機械拋光刷上殘留物第一實施例的示意圖4A至圖4B是本發明清除化學機械拋光刷上殘留物第二實施例的示意圖。
具體實施例方式
現有技術由于用包含銅膜的控片在降低化學機械拋光刷表面負荷的同 時，又會產生銅的氧化物附著于化學機械拋光刷表面現象，在后續清洗晶圓 時影響晶圓的表面狀況，乂人而導致晶圓成品率下降；同時由于控片鍍完銅膜 后必須在8至24小時內使用，否則會失效，保存時間太短；并且鍍有銅膜的 控片只能使用2至5次，利用率低。本發明使用包含氧化硅膜的控片清洗化 學機械拋光刷上的附著物，由于氧化硅膜上的離子帶負電荷，而附著物上的 離子為正電荷，氧化硅膜與附著物反應使氧化硅膜上的負電荷與附著物上的 正電荷中和，使附著物容易被機械離心力甩出，從而能徹底清除化學機械拋 光刷上的附著物的同時不會產生其它附著物；而且包含氧化硅膜的控片可以 隨時使用，保存時間長； 一個包含氧化硅膜的控片可以使用5至15次，利用 率高；同時氧化硅膜形成于控片的基底面和基底相對面，使兩個化學機械拋 光刷能同時刷洗，提高了刷洗效率。為使本發明的上述目的、特征和優點能 夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本發明的具體實施方式
做詳細的說明。
圖2是本發明清除化學機械拋光刷上殘留物的流程圖。如圖2所示，執行 步驟S201在控片上形成氧化硅層；S202將化學機械拋光刷置于控片上；S203 化學機械拋光刷刷洗氧化硅層，清除化學機械拋光刷上的附著物。
圖3A至圖3C是本發明清除化學機械拋光刷上殘留物的第 一 實施例示意 圖。如圖3A所示，在控片200基底相對面203用化學氣相沉積法或氧化法形成 厚度大于100nm的氧化硅膜202;然后用機械拋光法研磨氧化硅膜202，使氧化 硅膜202平坦化。
本實施例中，化學氣相沉積法所用的溫度為300℃ 400℃,具體溫度為 300°C、 320'C、 340°C、 360°C、 380。C或400°C。氧化法為在爐管中通入氧氣 氧化控片300，氧化控片所需的溫度為800。C 1000℃，具體溫度例如800℃、 850°C、 900°C、 950。C或1000°C。
本實施例中，氧化硅膜202的厚度優選100nm 500nm，具體例如100nm、 200nm、 300nm、 400nm或500nm。
本實施例中，形成氧化硅層所用的時間為80s 120s,具體時間80s、 90s、 100s、 110s或120s。
如圖3B所示，將包含氧化硅膜202的控片200放置入化學機械拋光臺上， 然后將兩個化學機械拋光刷204 、 205分別放在氧化硅膜202表面和基底面206 上，以相同方向旋轉兩個化學機械拋光刷204、 205，同時以與化學機械拋光 刷204、 205旋轉方向相反的方向旋轉控片200,由于控片200上氧化硅膜202的 離子帶負電荷，而化學機械拋光刷204上附著物的離子為正電荷，氧化硅膜202 與附著物反應使氧化硅膜202上的負電荷與附著物上的正電荷中和，使化學機 械拋光刷上204的附著物容易被機械離心力甩出，從而完全清除化學機械拋光 刷204上的附著物。
本實施例中，刷洗時間為70s 90s,具體刷洗時間例如70s、 75s、 80s、 85s或90s。
本實施例中，旋轉控片200的速率為30轉/分鐘~70轉/分鐘，具體速率為 30轉/分鐘、40轉/分鐘、50轉/分鐘、60轉/分鐘或70轉/分鐘；旋轉化學機械 拋光刷204、 205的速率為400轉/分鐘~800轉/分鐘，具體速率為400轉/分鐘、 500轉/分鐘、600轉/分鐘、700轉/分鐘或800轉/分鐘。
如圖3C所示，將化學機械拋光刷204、 205和控片200停止旋轉，然后將控 片200翻轉，將帶有氧化硅膜202的一面面向未清洗的化學機械拋光刷205,繼 續按同一方向旋轉化學機械拋光刷204、 205，按與化學機械拋光刷204、 205 的相反方向旋轉控片200，由于控片200上氧化硅膜202的離子帶負電荷，而化 學機械拋光刷205上附著物的離子為正電荷，氧化硅膜202與附著物反應使氧 化硅膜202上的負電荷與附著物上的正電荷中和，使化學機械拋光刷上205的
附著物容易被機械離心力甩出，從而完全清除化學機械拋光刷205上的附著物。
圖4A至圖4B是本發明清除化學機械拋光刷上殘留物第二實施例的示意 圖。如圖4A所示，在控片300基底相對面306用化學氣相沉積法或氧化法形 成厚度大于100nm的氧化硅膜302,然后再于控片300基底面307用化學氣 相沉積法或氧化法形成厚度大于100nm的氧化石圭膜303。
本實施例中，化學氣相沉積法所用的溫度為300。C 40(TC，具體溫度為 300°C、 320°C、 340°C、 360°C、 380。C或400°C。氧化法為在爐管中通入氧氣 氧化控片300,氧化控片300所需的溫度為800。C 1000。C,具體溫度例如 800°C、 850°C、 900°C、 950。C或1000°C。
本實施例中，氧化硅膜302、 303的優選厚度為100nm 50nm,具體例如 100nm、 200nm、 300nm、 400nm或500nm。
本實施例中，沉積氧化石圭膜302、 303所用的時間為80s 120s,具體時間 80s、 90s、馳、110s或120s。
如圖4B所示，將包含氧化珪膜302、 303的控片300放置入化學機械拋光臺 上，然后將化學機械拋光刷304放在氧化硅膜302表面，化學機械拋光刷305放 在氧化硅膜303表面，以相同方向旋轉兩個化學機械拋光刷304、 305,同時以 與化學機械拋光刷304、 305旋轉方向相反的方向旋轉控片300,由于控片300 上氧化硅膜302、 303的離子帶負電荷，而化學機械拋光刷304、 305上附著物 的離子為正電荷，氧化硅膜302、 303與附著物反應使氧化硅膜302、 303上的 負電荷與附著物上的正電荷中和，使化學機械拋光刷上304、 305的附著物容 易被機械離心力甩出，從而完全清除化學機械拋光刷304、 305上的附著物。
本實施例中，刷洗時間為70s 90s，具體刷洗時間例如70s、 75s、 80s、 85s或90s。
本實施例中，旋轉控片300的速率為30轉/分鐘 70轉/分鐘，具體速率為 30轉/分鐘、40轉/分鐘、50轉/分鐘、60轉/分鐘或70轉/分鐘；旋轉化學機械 拋光刷304、 305的速率為400轉/分鐘~800轉/分鐘，具體速率為400轉/分鐘、 500轉/分鐘、600轉/分鐘、700轉/分鐘或800轉/分鐘。
雖然本發明己以較佳實施例披露如上，但本發明并非限定于此。任何本領域技術人員，在不脫離本發明的精神和范圍內，均可作各種更動與修改， 因此本發明的保護范圍應當以權利要求所限定的范圍為準。
權利要求
1.一種清除化學機械拋光刷上殘留物的方法，其特征在于，包括下列步驟在控片上形成氧化硅層；將化學機械拋光刷置于控片上；化學機械拋光刷刷洗氧化硅層，清除化學機械拋光刷上的附著物。
2. 根據權利要求l所述的清除化學機械拋光刷上殘留物的方法，其特征在于 所述氧化硅層形成于控片的基底面和基底相對面。
3. 根據權利要求2所述的清除化學機械拋光刷上殘留物的方法，其特征在于 形成氧化硅層的方法為化學氣相沉積法或氧化法。
4. 根據權利要求3所述的清除化學機械拋光刷上殘留物的方法，其特征在于 形成氧化硅層所用的時間為80s 120s。
5. 根據權利要求4所述的清除化學機械拋光刷上殘留物的方法，其特征在于 所述氧化硅層的厚度大于1 OOnm 。
6. 根據權利要求l所述的清除化學機械拋光刷上殘留物的方法，其特征在于 化學機械拋光刷有兩個，分別置于控片兩面。
7. 根據權利要求6所述的清除化學機械拋光刷上殘留物的方法，其特征在于 刷洗的方式為旋轉化學機械拋光刷的同時，以與化學機械拋光刷相反的方 向旋轉控片。
8. 根據權利要求7所述的清除化學機械拋光刷上殘留物的方法，其特征在于 旋轉控片的速率為30轉/分鐘 70轉/分鐘，旋轉化學機械拋光刷的速率為400 轉/分鐘~800轉/分鐘。
9. 根據權利要求7所述的清除化學機械拋光刷上殘留物的方法，其特征在于 刷洗時間為70s 90s。
全文摘要
一種清除清洗刷上殘留物的方法，包括下列步驟在控片上形成氧化硅層；將化學機械拋光刷置于控片上；化學機械拋光刷刷洗氧化硅層，清除化學機械拋光刷上的附著物。經過上述步驟，能徹底清除化學機械拋光刷上的附著物的同時不會產生其它附著物。
文檔編號B24B29/02GK101200048SQ200610147319
公開日2008年6月18日 申請日期2006年12月15日 優先權日2006年12月15日
發明者馬智勇, 魏紅建 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司