专利名称：铜化学机械研磨的方法
技术领域：
本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种铜化学机械研磨的 方法。
背景技术：
随着半导体集成电路制造工艺的日益进步，线宽越做越小，为减小后
段互连结构的电阻电容延迟(RC delay),采用低介电常数的介质材料作 为介质层，并采用铜金属作为互连线的材料；
由于铜金属难以刻蚀，业界引入镶嵌工艺或双镶嵌工艺制造铜互连 线；在铜互连线的制造方法中，首先形成低介电常数的介质层；接着， 在该介质层中形成开口；然后，在所述开口中和介质层上沉积金属铜， 并通过化学机械研磨进行平坦化，移除所述介质层上的铜，在开口中形 成铜互连线。
专利公开号为CN1931518A(^Hf日2007年3月21日)的中国专利申 请文件公开了 一种铜化学机械研磨方法。图l至图4为所述的中国专利申 请文件公开的铜化学机械研磨方法的各步骤相应的结构的剖面示意图。
如图l所示的剖面示意图，铜金属层110为待研磨层，该铜金属层110 覆盖于具有开口 102的基底100之上，并填满所述开口 102。在所述基底IOO 和铜金属层110之间具有阻挡层104 。
如图2所示的剖面示意图，进行第一步研磨，去除铜金属层110的部分 厚度，完成该第一步的研磨后，铜金属层110保留于基底100表面的厚度 为T。
如图3所示，进行第二步的研磨，以完全去除开口102以外的铜金属层， 保留于所述开口102中的铜金属层为110a;同时，开口102以外的阻挡层 104也可能被去除部分厚度。
如图4所示，进行第三步的研磨，继续研磨开口102中的铜金属层110a， 直到完全去除所述开口 102以外的阻挡层104,所述开口 102中剩余的铜金 属层为112。
所述方法中，通过三步完成铜的化学机械研磨工艺，去除所述开
口102以外的铜金属层；所述的每一阶段的主研磨工艺(Main Polish)在
完成后，在进行后续阶段的研磨工艺或后续其它工艺之前，都会用去离 子水进行清洗，以避免研磨产生的颗粒污染物或残留物对后续阶段的研 磨工艺或其它工艺的影响，然而，清洗后残留的去离子水以及水中溶解 的化学物质会造成铜被腐蚀；
特别的，现有技术中所述的三个步骤常常在同 一研磨设备的不同研磨 垫上进行，在每一研磨垫上进行某一步骤的研磨，要完成铜的化学机械 研磨，基底要依次经过不同的研磨垫；每一步骤的研磨时间可能不同， 因而，在研磨时间较短的研磨垫上的基底完成该阶段的研磨后，需要等 待下一步骤的研磨垫上的基底完成研磨，才能进入到该下一步骤的研磨 垫；这延长去离子水以及去离子水中的化学物质对铜的腐蚀，使得形成 的铜互连线产生缺陷，影响形成的半导体器件的电学性能以及稳定性。
发明内容
本发明提供一种铜的化学机械研磨方法，该方法能够减小或消除在 研磨中对铜的腐蚀。
本发明提供的一种铜化学机械研磨的方法，用于平坦化半导体基底 上的铜金属层，包括，执行第一阶段的研磨去除半导体基底上的铜金属 层；执行第二阶段的研磨，移除所述铜金属层下的阻挡层；该第二阶段 研磨包括如下步骤
用研磨剂进行主研磨； 完成主研磨后，用腐蚀抑制剂进行研磨； 用腐蚀剂进行研磨后，用去离子水进行研磨、沖洗。 可选的，所述研磨剂中具有腐蚀抑制剂。
可选的，该方法进一步包括用去离子水进行研磨、冲洗后，继续 向所述半导体基底表面供给腐蚀抑制剂。
可选的，所述腐蚀抑制剂为苯并三氮唑、曱基苯骈三氮唑或三乙醇 胺中的一种。
可选的，所述腐蚀抑制剂供给流量为10~ 300cc/s。 可选的，所述第一阶段的研磨包括如下步骤 执行第 一步研磨，移除所述铜表面的氧化物以及部分铜金属层； 执行第二步研磨，移除所述半导体基底上剩余的铜金属层。 可选的，所述执行第一步研磨，移除所述铜表面的氧化物以及部分 铜金属层的步骤包括
用第 一研磨剂进行主研磨；
完成用第 一研磨剂的主研磨后，用腐蚀抑制剂进行研磨；
用去离子水进行研磨、冲洗。
可选的，所述第一研磨剂中具有腐蚀抑制剂。
可选的，所述执行第二步研磨，移除所述半导体基底上剩余的铜金 属层的步骤包括
用第二研磨剂进行主研磨；
完成用第二研磨剂的主研磨后，用腐蚀抑制剂进行研磨；
用去离子水进行冲洗。
可选的，所述第二研磨剂中具腐蚀抑制剂。
可选的，该方法进一步包括进行第三阶段的研磨，移除阻挡层下 的部分材料层。
可选的，在所述第三阶段的研磨的主研磨后用腐蚀抑制剂进行研磨。
本发明还提供一种铜化学机械研磨的方法，用于平坦化半导体基底 上的铜金属层，包括
提供研磨装置，该研磨装置具有数个研磨头，
用所述数个研磨头对不同半导体基底进行的研磨；
对研磨时间较短的半导体基底，在完成主研磨之后、进行去离子水 研磨冲洗之前，向该半导体基底表面供给腐蚀抑制剂。
可选的，所述腐蚀抑制剂为苯并三氮唑、曱基苯骈三氮唑或三乙醇
胺中的一种。
本发明还提供一种化学机械研磨的方法，用于平坦化半导体基底上
的金属层，其特征在于，包括 用研磨剂进行主研磨； 完成主研磨后，用腐蚀抑制剂进行研磨； 用腐蚀剂进行研磨后，用去离子水进行研磨、冲洗。 可选的，所述腐蚀抑制剂为苯并三氮唑、甲基苯駢三氮唑或三乙醇
胺中的一种。
与现有技术相比，本发明具有以下优点
在本发明的铜化学机械研磨的方法中，在去除阻挡层研磨阶段的主 研磨之后，进行去离子水研磨冲洗之前，向完成研磨的半导体基底表面 供给腐蚀抑制剂，腐蚀抑制剂能够和铜原子形成共l"介键和配位^t，相互 交替成键状聚合体，在铜表面组成防护膜，使铜的表面不与其它物质发 生电化学反应，具有缓蚀作用，在后续的去离子水冲洗阶段以及等待、 传送阶段可保护铜表面不受腐蚀或延緩铜表面被腐蚀的速率；
在研磨剂中加入腐蚀抑制剂，该腐蚀抑制剂可与铜金属层表面形成 保护层，保护该铜金属层在后续的去离子水清洗中不受腐蚀。
在完成去离子水研磨、清洗的工艺之后继续向所述铜金属层表面供 给腐蚀抑制剂，可进一步保护铜金属层不受腐蚀或延緩铜金属表面^皮腐 蚀的速度；
对于需要不同研磨步骤才能完成研磨的铜化学机械研磨，在数个半 导体基底同时研磨的研磨装置中进行研磨时，对研磨时间较短的步骤中 的半导体基底在完成该步主研磨之后、进行去离子水研磨冲洗之前，向
所述半导体基底表面供给腐蚀抑制剂，所述腐蚀抑制剂能够在半导体基 底待研磨的铜金属表面形成保护层，使铜的表面不产生电化学反应，从 而具有很好的緩蚀作用。
图1至图4为现有技术中的一种铜化学机械研磨方法的各步骤相应的结构的剖面示意图5为本发明的铜化学机械研磨的方法实施例的流程图； 图6为具有铜金属层的半导体基底的剖面示意图7至图9为本发明的铜化学机械研磨的方法实施例各步骤相应的 半导体基底的结构的剖面示意图10为一种应用本发明的铜化学枳i械研磨的方法的研磨装置的示 意图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式
做详细的说明。
图5为本发明的铜化学机械研磨的方法实施例的流程图，图6为具 有铜金属层的半导体基底的剖面示意图，图7至图9为本发明的铜化学 机械研磨的方法的实施例各步骤相应的半导体基底结构的剖面示意图。
如图6所示，提供待研磨的半导体基底10,在所述半导体基底10 上具有铜金属层16，在所述半导体基底10中具有开口 12，所述铜金属 层填满所述开口 12，在所述铜金属层12和半导体基底IO之间具有阻挡 层14。
其中，所述铜金属层16为待研磨层；所述半导体基底10可以包括 各种半导体元件，半导体元件上具有介质层(未示出)；所述阻挡层14 的材质可以是钽、氮化钽、钽和氮化钽、钛、氮化钛、钛和氮化钛中的 一种或组合；所述阻挡层14用于隔离所述铜金属层16和半导体基底10, 阻止铜金属层16向半导体基底10的介质层中扩散；所述开口 12可以 是沟槽或连接孔，或者所述开口 12为沟槽和连接孔的组合。
需要将所述半导体基底10上的铜金属层16通过化学机械研磨去 除，只保留所述开口 12中的铜金属层。
如图5所示的流程图，步骤S100，执行第一阶段的研磨，去除所 述半导体基底上的铜金属层；
在其中的一个实施例中，所述第一阶段的研磨包括如下步骤 首先，执行第一步研磨，移除所述铜表面的氧化物以及部分铜金属
层；
执行该第一步研磨之前，将所述的半导体基底IO置于研磨设备中，
研磨设备具有研磨垫和研磨头，研磨头吸附所述半导体基底io的背面，
并使该半导体基底10上待研磨的铜金属层16与研磨垫接触；在研磨头 上施加压力，使所述铜金属层16能够与研磨垫充分接触；
向所述铜金属层16表面和研磨垫之间供给第一研磨剂，进行主研 磨，通过研磨垫和研磨头之间的相对转动，使所述第一研磨剂均匀分布 于所述铜金属层16表面和研磨垫之间，同时，所述第一研磨剂与铜金 属层表面发生化学反应，生成易于被去除的物质，接着通过铜金属层16 表面与研磨垫表面的相对转动的机械作用将该易于被去除的物质从铜 金属层16表面去除；
由于铜金属层16暴露空气中时，表面会被氧化，因而，在研磨时， 首先被第一研磨剂的主研磨去除的是铜表面的氧化层，氧化层被去除 后，继续进行第一研磨剂的主研磨，去除部分铜金属层材料，形成如图 7所示的结构；
完成该第一研磨剂的主研磨后，停止供给第一研磨剂，向铜金属层 表面16和研磨垫之间通入腐蚀抑制剂，用腐蚀抑制剂进行研磨，即通 过旋转所述研磨头和研磨垫使得所述腐蚀抑制剂较为均匀的分布于所 述铜金属层表面，腐蚀抑制剂和铜原子形成共价键和配位键，相互交替 成键状聚合体，在铜表面组成多层防护膜，使铜的表面不与其它物质发 生电化学反应，具有緩蚀作用；
所述腐蚀抑制剂可以是苯并三氮唑、曱基苯骈三氮唑或三乙醇胺中 的一种；所述腐蚀抑制剂供给流量为10~ 300cc/s。
停止供给腐蚀抑制剂，用去离子水进行研磨、冲洗，去除所述的主 研磨产生的研磨颗粒、污染物以及残留物。
由于在用去离子水进行研磨、冲洗之前，已经在所述铜金属层表面 形成了保护膜，该保护层可保护所述铜金属层16表面不受去离子水以 及该去离子水中的溶解物的腐蚀。
在其它的实施例中，可以在所述第一研磨剂中加入腐蚀抑制剂，该 腐蚀抑制剂可与铜金属层表面形成保护层，保护该铜金属层在后续的去 离子水清洗中不受腐蚀。
在其它的实施例中，可以在完成去离子水研磨、清洗的工艺之后继 续向所述铜金属层表面供给腐蚀抑制剂。
在其它的实施例中，在完成第一研磨剂的主研磨后，可以不进行腐 蚀抑制剂研磨工艺，而直接进行去离子水进行研磨、冲洗的工艺。
接着，在完成第一步研磨后，执行第二步研磨，移除所述半导体基 底上剩余的铜金属层；
在第二步研磨中，向所述铜金属层16表面和研磨垫之间供给第二
研磨剂，进行主研磨，通过所述第二研磨剂与铜金属层表面的化学机械
作用，去除所述半导体基底10上的铜金属层16,使所述铜金属层16 下的阻挡层14的表面露出，并保留所述开口 12中的铜金属层16a，如 图8所示的剖面示意完成该第二研磨剂的主研磨后，停止供给第二研磨剂，向半导体基 底10表面和研磨垫之间通入腐蚀抑制剂，用腐蚀抑制剂进行研磨，腐 蚀抑制剂和开口中的铜金属层16a表面的铜原子形成共价键和配位键， 相互交替成键状聚合体，在铜表面组成多层防护膜，使铜的表面不与其 它物质发生电化学反应，具有緩蚀作用；
所述腐蚀抑制剂可以是苯并三氮唑、曱基苯骈三氮唑或三乙醇胺中 的一种；所述腐蚀抑制剂供给流量为10~ 300cc/s。
停止供给腐蚀抑制剂，用去离子水进行研磨、冲洗，去除第二研磨 剂的主研磨产生的研磨颗粒、污染物以及残留物；
由于在用去离子水进行研磨、冲洗之前，已经在所述铜金属层表面 形成了保护膜，该保护层可保护所述铜金属层不受去离子水以及该去离 子水中的溶解物的腐蚀。
在其它的实施例中，可以在所述第二研磨剂中加入腐蚀抑制剂，该 腐蚀抑制剂可与铜金属层表面形成保护层，保护该铜金属层在后续的去
离子水清洗中不受腐蚀。
在其它的实施例中，可以在完成去离子水研磨、清洗的工艺之后继 续向所述铜金属层表面供给腐蚀抑制剂。
所述第 一研磨剂和第二研磨剂可以相同或不同。
在其它的实施例中，在完成第二研磨剂的主研磨之后，可以不用腐 蚀抑制剂进行研磨，而直接进行去离子水的研磨、沖洗的工艺。
步骤SllO，如图5所示的流程图，执行第二阶段的研磨，移除所
述铜金属层下的阻挡层；
完成第一阶段的研磨后，需要继续进行第二阶段的研磨，以去除开
口 12以外的阻挡层14;
在该第二阶段的研磨中，向所述半导体基底IO表面和研磨垫之间 供给第三研磨剂，进行主研磨，通过所述第三研磨剂与阻挡层14表面 以及所述开口 12中的铜金属层16a表面的化学机械作用，去除所述半 导体基底10上阻挡层14，并去除开口 12中的部分铜金属层，如图9 所示，使所述半导体基底IO的表面露出；
完成该第三研磨剂的主研磨后，停止供给第三研磨剂，向半导体基 底10表面和研磨垫之间通入腐蚀抑制剂，用腐蚀抑制剂进行研磨，腐 蚀抑制剂和开口中的铜金属层表面的铜原子形成共价键和配位键，相互 交替成键状聚合体，在铜表面组成多层防护膜，使铜的表面不与其它物 质发生电化学反应，具有緩蚀作用；
所述腐蚀抑制剂可以是苯并三氮唑、甲基苯骈三氮唑或三乙醇胺中 的一种。所述腐蚀抑制剂供给流量为10~ 300cc/s。
接着，停止供给腐蚀抑制剂，用去离子水进行研磨、冲洗，去除第 三研磨剂的主研磨产生的研磨颗粒、污染物以及残留物；
由于在用去离子水进行研磨、沖洗之前，已经在所述铜金属层表面 形成了保护膜，该保护层可保护所述铜金属层不受去离子水以及该去离 子水中的溶解物的腐蚀。
在其它的实施例中，可以在所述第三研磨剂中加入腐蚀抑制剂，该
腐蚀抑制剂可与铜金属层表面形成保护层，保护该铜金属层在后续的去 离子水清洗中不受腐蚀。
在其它的实施例中，可以在完成去离子水研磨、清洗的工艺之后继 续向所述铜金属层表面供给腐蚀抑制剂。
在其它的实施例中，还可以进行第三阶4爻的研磨移除阻挡层下的部 分材料层，其中，在所述第三阶^a的研磨的主研磨后用腐蚀抑制剂进行 研磨。
所述的铜化学机械研磨方法的不同研磨阶段及研磨步骤可以在同 一研磨装置中进行， 一个研磨装置会有数个研磨垫和数个研磨头，半导 体基底表面的铜金属层要依次经过数个研磨垫才能完成研磨，半导体基 底在每一研磨垫上研磨的时间可能不同。
数个研磨垫可以同时对不同的半导体基底表面的铜金属层材料进 行研磨，而半导体基底在每一个研磨垫上研磨的时间不相同，且半导体 基底要依次经过数个研磨垫才能完成研磨，因而会产生研磨时间较短的 研磨垫上的半导体基底需要等待研磨时间较长的半导体基底的情形，处 于等待阶段的半导体基底在完成主研磨后，向所述半导体基底表面供给 腐蚀抑制剂，所述腐蚀抑制剂与铜原子形成共价^建和配位4定，相互交替 成键状聚合体，在铜表面组成多层防护膜，保护铜不受腐蚀。
下面结合一研磨装置对本发明的铜化学机械研磨的方法进行详细 的描述。
如图IO所示的研磨装置，包括底座200，在所述底座200上有第 一研磨垫210a、第二研磨垫210b和第三研磨垫210c,所述第一研磨垫 210a、第二研磨垫210b和第三研磨垫210c上表面有凹槽，研磨垫上的 凹槽有助于传送研磨剂和提高研磨的均匀性；
研磨剂供给壁220a、 220b和220c的一端固定于所述底座200上， 另一端分别置于所述第一研磨垫210a、第二研磨垫210b和第三研磨垫 210c上方，以向所述第一研磨垫210a、第二研磨垫210b和第三研磨垫 210c供给研磨剂；
腐蚀抑制剂供给装置270a、 270b和270c —端固定于所述底座200
上，另一端分别设置于第一研磨垫210a、第二研磨垫210b和第三研磨 垫210c上方，以向所述第一研磨垫210a、第二研磨垫210b和第三研磨 垫210c供给防腐剂。
所述研磨装置还包括研磨垫调节器230a、 230b和230c,所述研磨 垫调节器230a、 230b和230c—端固定于所述底座200上，另一端分别 与所述第一研磨垫210a、第二研磨垫210b和第三研磨垫210c的上表面 接触并能够扫过所述研磨垫表面从而对研磨垫表面进行调节。
在所述底座200上还具有装载卸载装置240;底座200中央有旋转 轴260，第一研磨头250a、第二研磨头250b、第三研磨头250c和第四 研磨头250d通过固定装置设置于所述旋转轴260周围，所述的四个研 磨头及固定装置能够围绕旋转轴260同时做转动，每一个研磨头自身也 可以作转动；所述装载卸载装置240也可以用来对研磨头进行清洗；所 述研磨装置可同时对三个半导体基底进行研磨。
提供具有图6所示的结构的半导体基底，半导体基底上的铜金属层 16为待研磨层，
首先，通过传送装置将半导体基底A送入装载卸载装置240，并通 过装载卸载装置240将半导体基底A吸附于第一研磨头250a上，所述 半导体基底A待研磨除去的铜金属层的表面朝下；通过旋转轴260，所 述装载有半导体基底A的第一研磨头250a被移至第一研磨垫210a，同时 第四研磨头250d被移至装载卸载装置240上方，待半导体基底B被送 入所述装载卸载装置240后吸附半导体基底B，等待半导体基底A在第 一研磨垫210a上完成研磨。
同时，当半导体基底A被移至第一研磨垫210a上后，第一研磨头 250a向下对半导体基底A背面施加压力，以使半导体基底A待研磨的 铜金属层16表面紧贴所述第一研磨头210a上表面，研磨剂供给壁220a 向所述半导体基底A和第一研磨垫210a之间供给第一研磨剂，进行第 一研磨阶段的第一步主研磨，通过研磨头(带动半导体基底A)和第一 研磨垫210a之间的相对转动，第一研磨剂均匀分布于所述半导体基底 A的铜金属层16表面，半导体基底A表面铜金属层与所述第一研磨剂
发生化学反应以生成易被去除的材料，通过机械的作用再将该材料层去
除；
该第一步主研磨去除了铜金属层表面的氧化层，并去除了部分铜金 属层；完成该第一研磨剂的主研磨后，停止供给第一研磨剂，向铜金属 层表面和研磨垫之间通入腐蚀抑制剂，用腐蚀抑制剂进行研磨，腐蚀抑 制剂能够和铜原子结合形成保护层；所述腐蚀抑制剂可以是苯并三氮 唑、曱基苯骈三氮唑或三乙醇胺中的一种。
接着用去离子水进行研磨、冲洗，去除第一研磨剂的主研磨产生的 研磨颗粒、污染物以及残留物；
在其它的实施例中，可以在所述第一研磨剂中加入腐蚀抑制剂，该 腐蚀抑制剂可与铜金属层表面形成保护层，保护该铜金属层在后续的去 离子水清洗中不受腐蚀。
在其它的实施例中，可以在完成去离子7jc研磨、清洗的工艺之后继 续向所述铜金属层表面供给腐蚀抑制剂。
在其它的实施例中，在完成第一研磨剂的主研磨后，可以不进行腐 蚀抑制剂研磨工艺，而直接进行去离子水进行研磨、冲洗的工艺。
半导体基底A完成第一步研磨后，研磨头250a通过旋转轴260转 动将半导体基底A移至第二研磨垫210b表面上方，同时研磨头250d 上的半导体基底B移至第一研磨垫210a上方，并通过研磨剂供给装置 220a、 220b分别向第一研磨垫210a和第二研磨垫210b供给第一和第二 研磨剂；同时开始对半导体基底A进行第一阶段的第二步研磨，对半导 体基底B进行第一阶段第一步研磨；
对半导体基底A的第二研磨剂研磨完成后，可以进行腐蚀抑制剂研 磨和去离子水的研磨、冲洗。
一般的，铜化学机械研磨中第一阶段的第一步研磨时间要小于第二 步研磨的时间，例如，第一步研磨的时间为60s,第二步研磨的时间为 90se
当半导体基底B完成在第一研磨垫210a的60s的第一步研磨后， 由于第二研磨垫210b上的半导体基底A还需要30s秒才能完成第二步
的研磨，半导体基底B需要在第一研磨垫210a上等待半导体基底A完 成研磨后才能被移入第二研磨垫210b,在这30s的等待时间中，半导体 基底B表面的保护层可以保护铜金属层不受腐蚀，
当半导体基底A完成第二步研磨后，旋转研磨头，使半导体基底A 置于所述第三研磨垫210c上，以便进行第二阶段研磨，半导体基底B 置于所述第二研磨垫210b上以便进行第一阶段的第二步研磨；同时， 另 一半导体基底C通过第三研磨头250c被移至第一研磨垫210a上以便 进行第一阶段的第一步研磨，通过研磨剂供给装置220a、 220b、 220c 分别向第 一研磨垫210a、第二研磨垫21 Ob和第三研磨垫210c供给第一 、 第二、第三研磨剂，并同时对半导体基底A, B, C进行研磨。
半导体基底A在第三研磨垫210c上被研磨，且在完成第三研磨剂 的主研磨后，对所述半导体基底A表面进行腐蚀抑制剂研磨，腐蚀抑制 剂与半导体基底的铜金属层反应生成保护层(或称为緩蚀层)；然后用
去离子水进行研磨、冲洗；
若半导体A在第三研磨垫210c上的第二阶段的研磨时间为20s, 当半导体基底A完成20s的第二阶段的研磨后，在等待半导体基底B 继续完成在第二研磨垫210b上的第一阶段的第二步研磨时，保护层可 以防止半导体基底A的开口 12中的铜铜金属层表面腐蚀；
在其它的实施例中，半导体基底A在70s的等待时间中，可以一直 向所述半导体基底A表面供给腐蚀抑制剂，进一步保护所述半导体基底 A的铜金属层不受腐蚀。
当半导体基底B完成第二步研磨后，通过旋转轴，半导体基底A 被移入晶片装载卸载装置240，然后送入清洗装置进行进一步清洗，半 导体基底B被移至第三研磨垫210c，半导体基底C被移至第二研磨垫 210b，另外的半导体基底D通过装载卸载装置240被移至第一研磨垫， 然后再同时对半导体基底B， C, D进行研磨。
对于需要不同研磨步骤才能完成研磨的铜化学机械研磨，在数个半 导体基底同时研磨的研磨装置中进行研磨时，对研磨时间较短的步骤中 的半导体基底在完成该步主研磨之后，在进行去离子水研磨、冲洗之前，
向所述半导体基底表面供给腐蚀抑制剂，所述腐蚀抑制剂能够在半导体 基底的待研磨的铜金属表面形成保护层，使铜的表面不产生电化学反 应，从而具有很好的緩独作用。
本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明， 任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能 的变动和修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的 范围为准。
权利要求
1、一种铜化学机械研磨的方法，用于平坦化半导体基底上的铜金属层，包括，执行第一阶段的研磨去除半导体基底上的铜金属层；执行第二阶段的研磨，移除所述铜金属层下的阻挡层；其特征在于，该第二阶段研磨包括如下步骤用研磨剂进行主研磨；完成主研磨后，用腐蚀抑制剂进行研磨；用腐蚀剂进行研磨后，用去离子水进行研磨、冲洗。
2、 如权利要求1所述的铜化学机械研磨的方法，其特征在于所 述研磨剂中具有腐蚀抑制剂。
3、 如权利要求1所述的铜化学机械研磨的方法，其特征在于，该 方法进一步包括用去离子水进行研磨、冲洗后，继续向所述半导体基 底表面供给腐蚀抑制剂。
4、 如权利要求1至3中任一权利要求所述的铜化学机械研磨的方 法，其特征在于所述腐蚀抑制剂为苯并三氮唑、甲基苯骈三氮唑或三 乙醇胺中的一种。
5、 如权利要求4所述的铜化学机械研磨的方法，其特征在于所 述腐蚀抑制剂供给流量为10 - 300cc/s。
6、 如权利要求1所述的铜化学机械研磨的方法，其特征在于所 述第一阶段的研磨包括如下步骤执行第一步研磨，移除所述铜表面的氧化物以及部分铜金属层；执行第二步研磨，移除所述半导体基底上剩余的铜金属层。
7、 如权利要求6所述的铜化学机械研磨的方法，其特征在于，所 述执行第一步研磨，移除所述铜表面的氧化物以及部分铜金属层的步骤 包括用第一研磨剂进行主研磨；完成用第 一研磨剂的主研磨后，用腐蚀抑制剂进行研磨； 用去离子水进行研磨、沖洗。
8、 如权利要求7所述的铜化学机械研磨的方法，其特征在于所 述第 一研磨剂中具有腐蚀抑制剂。
9、 如权利要求6所述的铜化学机械研磨的方法，其特征在于，所 述执行第二步研磨，移除所述半导体基底上剩余的铜金属层的步骤包 括用第二研磨剂进行主研磨；完成用第二研磨剂的主研磨后，用腐蚀抑制剂进行研磨；用去离子水进行冲洗。
10、 如权利要求9所述的铜化学机械研磨的方法，其特征在于所 述第二研磨剂中具腐蚀抑制剂。
11、 如权利要求1所述的铜化学机械研磨的方法，其特征在于，该 方法进一步包括进行第三阶段的研磨，移除阻挡层下的部分材料层。
12、 如权利要求11所述的铜化学机械研磨的方法，其特征在于 在所述第三阶段的研磨的主研磨后用腐蚀抑制剂进行研磨。
13、 一种铜化学机械研磨的方法，用于平坦化半导体基底上的铜金 属层，其特征在于，包括提供研磨装置，该研磨装置具有数个研磨头，用所述数个研磨头对不同半导体基底进行的研磨；对研磨时间较短的半导体基底，在完成主研磨之后、进行去离子水 研磨沖洗之前，向该半导体基底表面供给腐蚀抑制剂。
14、 如权利要求13所述的铜化学机械研磨的方法，其特征在于 所述腐蚀抑制剂为苯并三氮唑、曱基苯骈三氮唑或三乙醇胺中的一种。
15、 一种化学机械研磨的方法，用于平坦化半导体基底上的金属层， 其特征在于，包括用研磨剂进行主研磨；完成主研磨后，用腐蚀抑制剂进行研磨；用腐蚀剂进行研磨后，用去离子水进行研磨、冲洗。
16、 如权利要求15所述的化学机械研磨的方法，其特征在于所 述腐蚀抑制剂为苯并三氮唑、曱基苯骈三氮唑或三乙醇胺中的一种。
全文摘要
一种铜化学机械研磨的方法，用于平坦化半导体基底上的铜金属层，包括，执行第一阶段的研磨去除半导体基底上的铜金属层；执行第二阶段的研磨，移除所述铜金属层下的阻挡层；该第二阶段研磨包括如下步骤用研磨剂进行主研磨；完成主研磨后，用腐蚀抑制剂进行研磨；用去离子水进行研磨、冲洗。该方法能够减小或消除在研磨中对铜的腐蚀。
文档编号B24B37/04GK101352833SQ20071004434
公开日2009年1月28日 申请日期2007年7月27日 优先权日2007年7月27日
发明者李福洪, 贾丽丽 申请人:中芯国际集成电路制造(上海)有限公司