发明名称 经化学机械抛光后之半导体晶圆的保存方法与设备
摘要 于一设备(40)中,在一半导体晶圆(20)完成化学机械抛光(CMP,chemical mechanical polishing)操作后,于其处理一CMP后清洁操作前,将此抛光后晶圆(20)暂时储存于一水槽(42)内。在这段储存于水槽机(42)内的时期里,晶圆(20)要避免和用于CMP操作的一研磨剂所包含的一氧化剂有化学作用。此设备(40)包含:水槽(42)以于其内储存晶圆(20);一纯水供应管线(44),以供应纯水至水槽(42);一抗腐蚀剂供应管线(46),以供应一抗腐蚀剂至纯水;一流出管线(48),和水槽(42)的一低点相连,以从水槽(42)排出水;一回流管线(52),用以将排出的水经过一帮浦(49)及一过滤器(50)回到水槽(42)的上方部分,此回流管线(52)为流出管线(48)的分支;及阀(54,56,58),装设于这些管线上。水槽(42)装满了纯水,并添加了一抗腐蚀剂(即苯并三唑),以制备晶圆(20)抛光后浸入的水溶液。
申请公布号 TW472313 申请公布日期 2002.01.11
申请号 TW089105404 申请日期 2000.03.23
申请人 电气股份有限公司 发明人 青木 秀充;山 进也
分类号 H01L21/304 主分类号 H01L21/304
代理机构 代理人 周良谋 新竹巿东大路一段一一八号十楼
主权项 1.一种经化学机械抛光后之半导体晶圆的保存方法,用以在下列两时段之间保存经化学机械抛光制程完成后之抛光后半导体晶圆:用以在抛光后半导体晶圆上形成一金属配线之该化学机械抛光制程;及在化学机械抛光制程之后施行之抛光后半导体晶圆的清洁制程;此方法包括下列步骤:保持该抛光后半导体晶圆浸于纯水中,在此纯水中加入一抗腐蚀剂,其中加到该纯水的该抗腐蚀剂避免包含于一研磨剂中的一氧化剂化学作用于该抛光后半导体晶的该金属配线,其中该研磨剂是用于该化学机械抛光制程中。2.如申请专利范围第1项之经化学机械抛光后之半导体晶圆的保存方法,其中:该纯水及加到该纯水的该抗腐蚀剂二者经由一水槽循环再利用。3.如申请专利范围第2项之经化学机械抛光后之半导体晶圆的保存方法,其中:该抛光后半导体晶圆的该金属配线走出一镶嵌配线或由一连接插头所建构。4.如申请专利范围第3项之经化学机械抛光后之半导体晶圆的保存方法,其中该抛光后半导体晶圆的该金属配线系选自于由下列金属所构成之族群:铜、铝、铜合金、铝合金、及铜铝合金。5.如申请专利范围第4项之经化学机械抛光后之半导体晶圆的保存方法,其中加到该纯水的该抗腐蚀剂系选自于由下列化合物所构成之族群:苯并三唑、邻-甲苯并三唑、间-甲苯并三唑、对-甲苯并三唑、羧基苯并三唑、1-氢氧基苯并三唑、硝基苯并三唑、二氢氧基丙基苯并三唑、及上述化合物中至少任意二个的混和物。6.如申请专利范围第5项之经化学机械抛光后之半导体晶圆的保存方法,其中:加到该纯水的该抗腐蚀剂是系由苯并三唑组成。7.如申请专利范围第6项之经化学机械抛光后之半导体晶圆的保存方法,其中:将由苯并三唑组成的该抗腐蚀剂加到该纯水的比例为0.01%-5%。8.一种经化学机械抛光后之半导体晶圆的保存方法,用以在下列两时段之间保存经化学机械抛光制程完成后之抛光后半导体晶圆:用以在抛光后半导体晶圆上形成一金属配线之该化学机械抛光制程;及在化学机械抛光制程之后施行之抛光后半导体晶圆的清洁制程;此方法包括下列步骤:保持该抛光后半导体晶圆浸于有一预定温度之纯水中,其中该预定温度可降低发生于该抛光后半导体晶圆的该金属配线腐蚀的化学反应速率;且于其中该腐蚀是由包含于用于该化学机械抛光制程的一研磨剂中的一氧化剂所引起。9.一种经化学机械抛光后之半导体晶圆的保存方法,用以在下列两时段之间保存经化学机械抛光制程完成后之抛光后半导体晶圆:用以在抛光后半导体晶圆上形成一金属配线之该化学机械抛光制程;及在化学机械抛光制程之后施行之抛光后半导体晶圆的清洁制程;此方法包括下列步骤:利用具有一预定温度之纯水喷洒抛光后的半导体晶圆,其中该预定温度可降低发生于该抛光后半导体晶圆的该金属配线腐蚀的化学反应速率;且于其中该腐蚀是由包含于用于该化学机械抛光制程的一研磨剂中的一氧化剂所引起。10.如申请专利范围第8或9项之经化学机械抛光后之半导体晶圆的保存方法,其中:该抛光后半导体晶圆的该金属配线是由一镶嵌配线或由一连接插头所建构。11.如申请专利范围第10项之经化学机械抛光后之半导体晶圆的保存方法,其中:该抛光后半导体晶圆的该金属配线系选自于由下列金属所构成之族群:铜、铝、铜合金、铝合金、及铜铝合金。12.如申请专利范围第11项之经化学机械抛光后之半导体晶圆的保存方法,其中:该纯水的该预定温度为0℃到25℃范围内。13.如申请专利范围第11项之经化学机械抛光后之半导体晶圆的保存方法,其中:该纯水的该预定温度为0℃到10℃范围内。14.一种经化学机械抛光后之半导体晶圆的保存方法,用以在下列两时段之间保存经化学机械抛光制程完成后之抛光后半导体晶圆:用以在抛光后半导体晶圆上形成一金属配线之该化学机械抛光制程;及在化学机械抛光制程之后施行之抛光后半导体晶圆的清洁制程;此方法包括下列步骤:保持该抛光后半导体晶圆浸于还原水中。15.如申请专利范围第14项之经化学机械抛光后之半导体晶圆的保存方法,其中:该还原水是藉由通入氢气气泡于纯水而制备,或于纯水的电解中由该纯水的阴极侧收集。16.一种经化学机械抛光后之半导体晶圆的保存设备,用以在下列两时段之间保存经化学机械抛光制程完成后之抛光后半导体晶圆:用以在抛光后半导体晶圆上形成一金属配线之该化学机械抛光制程;及在化学机械抛光制程之后施行之抛光后半导体晶圆的清洁制程;此设备包括:一水槽,以保持该抛光后半导体晶圆浸于还原水中;与一还原水供应单位,将由纯水所制备之还原水供应至该水槽。17.如申请专利范围第16项之经化学机械抛光后之半导体晶圆的保存设备,其中:该水槽为密封状态,使得该水槽和大气不连通。18.一种经化学机械抛光后之半导体晶圆的保存设备,用以在下列两时段之间保存经化学机械抛光制程完成后之抛光后半导体晶圆:用以在抛光后半导体晶圆上形成一金属配线之该化学机械抛光制程;及在化学机械抛光制程之后施行之抛光后半导体晶圆的清洁制程;此设备包括:一水槽,以储存该抛光后半导体晶圆于其中;一纯水供应装置,以供应纯水至该水槽,其中将一抗腐蚀剂加到该纯水,以避免包含于一研磨剂中的一氧化剂化学作用于该抛光后半导体晶的该金属配线,且于其中该研磨剂是用于该化学机械抛光制程中;一循环装置,以通过一过滤器及该水槽,回收再利用该纯水及该抗腐蚀剂;及一流出装置,以将收集于该水槽的该纯水及该抗腐蚀剂二者流出该水槽。19.如申请专利范围第18项之经化学机械抛光后之半导体晶圆的保存设备,其中:该循环装置设有一帮浦及该过滤器,二者皆置于该水槽的外面。20.一种经化学机械抛光后之半导体晶圆的保存设备,用以在下列两时段之间保存经化学机械抛光制程完成后之抛光后半导体晶圆:用以在抛光后半导体晶圆上形成一金属配线之该化学机械抛光制程;及在化学机械抛光制程之后施行之抛光后半导体晶圆的清洁制程;此设备包括:一水槽,以储存该抛光后半导体晶圆于其中;一纯水供应装置,以供应纯水至该水槽,其中有一预定温度之该纯水,可降低发生于该抛光后半导体晶圆的该金属配线腐蚀的化学反应速率;其中该腐蚀是由包含于用于该化学机械抛光制程的一研磨剂中的一氧化剂所引起;及一流出装置,以将收集于该水槽的该纯水及该抗腐蚀剂二者流出该水槽。21.一种经化学机械抛光后之半导体晶圆的保存设备,用以在下列两时段之间保存经化学机械抛光制程完成后之抛光后半导体晶圆:用以在抛光后半导体晶圆上形成一金属配线之该化学机械抛光制程;及在化学机械抛光制程之后施行之抛光后半导体晶圆的清洁制程;此设备包括:一喷雾装置,利用具有一预定温度之纯水喷洒抛光后的半导体晶圆,此预定温度可降低发生于该抛光后半导体晶圆的该金属配线腐蚀的化学反应速率,其中该腐蚀是由包含于用于该化学机械抛光制程的一研磨剂中的一氧化剂所引起。22.如申请专利范围第21项之经化学机械抛光后之半导体晶圆的保存设备,其中:该抛光后半导体晶圆的该金属配线是由一镶嵌配线或由一连接插头所建构。23.如申请专利范围第21项之经化学机械抛光后之半导体晶圆的保存设备,其中:该纯水的该预定温度为0℃到25℃范围内。24.如申请专利范围第21项之经化学机械抛光后之半导体晶圆的保存设备,其中:该纯水的该预定温度为0℃到10℃范围内。图式简单说明:第一图为示意图,显示出依据本发明之第一个实施例,在抛光后储存一抛光后半导体晶片于一水槽中之设备第二图为曲线图,显示出测量结果于第一个实施例中,抛光后半导体晶片的Cu或金属配线的电阻变化;第三图为示意图,显示出依据本发明之第二个实施例,在抛光后储存一抛光后半导体晶片于一水槽中之设备;第四图为曲线图,显示出于第二个实施例中,储存用之纯水温度对于抛光后半导体晶片的铜配线的电阻变化的效果;第五图为曲线图,显示出比较第二个实施例的方法与习用方法,于处理过Cu-CMP操作的抛光后半导体晶片的铜配缘的电阻之效果;第六图示意图,显示出依据本发明之第三个实施例,在抛光后储存一抛光后半导体晶片于一水槽中之设备;第七图为示意图,显示出依据本发明之第四个实施例,在抛光后储存一抛光后半导体晶片于一水槽中之设备;第八图为曲线图,显示出比较第四个实施例的方法与习用方法,在抛光后的抛光半导体晶片的铜配线的电阻之效果;第九图为习用方法的示意图,说明在抛光后半导体的铜或金属配线的CMP操作完成后,所施行的制程步骤之流程图;第十图为习用设备的示意图,以储存抛光后半导体晶片于其水槽中;第十一图为习用设备一部份的示意图,其施行喷洒纯水于抛光后半导体晶片之习用方法;及第十二图为曲线图,显示出由于铜或金属配线的腐蚀,造成抛光后半导体晶片的铜或金属配线的组态随着时间的流逝之变化。
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