专利名称：一种提高铜机械研磨效率的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种半导体晶片的减薄工艺，尤其涉及一种提高铜机械研磨效率的装置。
背景技术：
随着半导体技术的迅速发展，双大马士革结构的铜线互联技术已经成为集成电路互联线形成的主要方式。铜线互联由曝光、蚀刻形成连线凹槽后，经铜电镀以及退火后直接进入铜化学机械研磨最终定义出铜线。由于电镀的铜需要退火才能满足生产工艺需要的相关参数，而退火需要一定的铜线厚度才能达到预期的效果，所以电镀的铜膜的厚度远大于铜化学机械研磨实际需要电镀的铜膜厚度。这就增加了铜化学机械研磨的研磨负载，提高的研磨整体代价，降低了生产效率。本发明提出一种新型的装置，可以去除铜化学机械研磨工艺前多余的铜膜，并且实时可控。在解决上述问题的恶基础上，也与传统的电化学镀膜，化学机械研磨工艺相融。铜化学机械研磨工艺基本不需要变动。
发明内容
发明公开了一种提高铜机械研磨效率的装置。用以解决现有技术中电镀铜模过厚造成去除铜机械研磨的研磨负载，降低生产效率的问题。为实现上述目的，发明采用的技术方案是:
一种提高铜机械研磨效率的装置，其中，包括以下工艺步骤:
步骤一，形成第一层介电层，在所述第一层介电层上表面沉积刻蚀阻挡层，在所述刻蚀阻挡层上沉积第二层介电层；
步骤二，在所述第二层介电层上生成光刻胶，所述光刻胶中设有多个通孔；
步骤三，对被所述光刻胶覆盖的所述第二层介电层进行刻蚀，使所述第二层介电层内形成沟槽；
步骤四，在所述第二层介电层上沉积金属层，并对所述金属层进行电化学镀膜；
步骤五，对经过电化学镀膜的所述金属层进行化学机械研磨，使被化学机械研磨的金属层上表面与所述第二层金属层的上表面形成平面，
步骤六，对所述金属层以及所述第二层介电层上表面覆盖所述第三层介电层。上述的工艺方法，其中，所述步骤四中，对所述金属层进行电化学镀膜在电解槽内进行的。上述的工艺方法，其中，所述电解槽由正电极、负电极以及电解液构成的。上述的工艺方法，其中，所述电解液为硫酸。上述的工艺方法，其中，所述步骤四中的电化学镀膜将所述金属层上表面部分电解。 上述的工艺方法，其中，所述步骤四中，所述沟槽位于所述光刻胶通孔的正下方。
本发明中一种提高铜机械研磨效率的装置，采用了如上方案具有以下效果:
1、有效地在对铜进行机械研磨之前经过电解槽的电解使铜能够被电解掉一部分，以减少机械研磨的消耗；
2、同时由于在机械研磨的过程中不需要研磨过多的铜可以使工艺时间、材料的消耗以及研磨机不见得消耗降低，提高了生产率。
通过阅读参照如下附图对非限制性实施例所作的详细描述，发明的其它特征，目的和优点将会变得更明显。图1A-1F为一种提高铜机械研磨效率的装置的工艺步骤示意 图2为一种提高铜机械研磨效率的装置的流程示意 图3为一种提高铜机械研磨效率的装置的电解槽的示意图。参考图序:第一层介电层1、刻蚀阻挡层2、第二层介电层3、光刻胶4、通孔5、沟槽
6、金属层7、第三层介电层8、电解槽9、电解液10。
具体实施例方式为了使发明实现的技术手段、创造特征、达成目的和功效易于明白了解，下结合具体图示，进一步阐述本发明。如图1A_1F、2、3所示，在本发明的具体实施例中，一种提高铜机械研磨效率的装置，其中，包括以下工艺步骤:
步骤一，形成第一层介电层I，在第一层介电层I上表面沉积刻蚀阻挡层2，在刻蚀阻挡层2上沉积第二层介电层3;
步骤二，在第二层介电层3上生成光刻胶4，光刻胶4中设有多个通孔5 ；
步骤三，对被光刻胶4覆盖的第二层介电层3进行刻蚀，进一步的，直至刻蚀至刻蚀阻挡层2停止，使第二层介电层3内形成沟槽6 ；
步骤四，在第二层介电层3上沉积金属层7，进一步的，所述金属层覆盖于所述沟槽6以及第二层介质层3，并对金属层7进行电化学镀膜；
步骤五，对经过电化学镀膜的金属层7进行化学机械研磨，使被化学机械研磨的金属层7上表面与第二层金属层3的上表面形成平面。步骤六，对金属层7以及第二层介电层3上表面覆盖第三层介电层8。在本发明的具体实施例中，步骤四中，对金属层7进行电化学镀膜在电解槽9内进行的。在本发明的具体实施例中，电解槽9由正电极、负电极以及电解液10构成的。在本发明的具体实施例中，电解液为硫酸，进一步的，为了更好的使电解液10对铜进行电解，可以对电解液中掺入适当的抑制剂、平整剂。在本发明的具体实施例中，步骤四中的电化学镀膜将金属层上表面部分电解，进一步的，此后对于金属层的研磨工艺，由于不需要研磨多余的金属层使得工艺时间与材料等得以降低。在本发明的具体实施例中，步骤四中，沟槽6位于光刻胶4通孔5的正下方。
在本发明的具体实施方式
中，首相，形成第一层介电层1，并在第一层介电层I上表面沉积刻蚀阻挡层2，在刻蚀阻挡层2上沉积第二层介电层3 ;在第二层介电层3上生成光刻胶4，并在光刻胶4中设有多个通孔5 ;对被光刻胶4覆盖的第二层介电层3进行刻蚀，使第二层介电层3内形成沟槽6;步骤四，在第二层介电层上沉积金属层7，并对金属层7进行电化学镀膜，进一步的，通过控制电解槽9内的电流大小及其方向，使金属层7外表面的部分被电解，对经过电化学镀膜的金属层7进行化学机械研磨，使被化学机械研磨的金属层7上表面与第二层金属层3的上表面形成平面，对金属层7以及第二层介电层3上表面覆盖第三层介电层8。综上所述，发明一种提高铜机械研磨效率的装置，有效地在对铜进行机械研磨之前经过电解槽的电解使铜能够被电解掉一部分，以减少机械研磨的消耗；同时由于在机械研磨的过程中不需要研磨过多的铜可以使工艺时间、材料的消耗以及研磨机不见得消耗降低，提闻了生广率。以上对发明的具体实施例了描述。需要理解的是，发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响发明的实质内容。
权利要求
1.一种提高铜机械研磨效率的装置，其特征在于，包括以下工艺步骤: 步骤一，形成第一层介电层，在所述第一层介电层上表面沉积刻蚀阻挡层，在所述刻蚀阻挡层上沉积第二层介电层； 步骤二，在所述第二层介电层上生成光刻胶，所述光刻胶中设有多个通孔； 步骤三，对被所述光刻胶覆盖的所述第二层介电层进行刻蚀，使所述第二层介电层内形成沟槽； 步骤四，在所述第二层介电层上沉积金属层，并对所述金属层进行电化学镀膜； 步骤五，对经过电化学镀膜的所述金属层进行化学机械研磨，使被化学机械研磨的金属层上表面与所述第二层金属层的上表面形成平面； 步骤六，对所述金属层以及所述第二层介电层上表面覆盖所述第三层介电层。
2.根据权利要求1所述的工艺方法，其特征在于，所述步骤四中，对所述金属层进行电化学镀膜在电解槽内进行的。
3.根据权利要求1或2所述的工艺方法，其特征在于，所述电解槽由正电极、负电极以及电解液构成的。
4.根据权利要求3所述的工艺方法，其特征在于，所述电解液为硫酸。
5.根据权利要求1所述的工艺方法，其特征在于，所述步骤四中的电化学镀膜将所述金属层上表面部分电解。
6.根据权利要求1所述的工艺方法，其特征在于，所述步骤四中，所述沟槽位于所述光刻胶通孔的正下方。
全文摘要
本发明一种提高铜机械研磨效率的装置，其中，包括以下工艺步骤形成第一层介电层，在第一层介电层上表面沉积刻蚀阻挡层，在刻蚀阻挡层上沉积第二层介电层；在第二层介电层上生成光刻胶，光刻胶中设有多个通孔；对被光刻胶覆盖的第二层介电层进行刻蚀，使第二层介电层内形成沟槽；在第二层介电层上沉积金属层，并对金属层进行电化学镀膜；对经过电化学镀膜的金属层进行化学机械研磨；覆盖第三层介电层。通过发明一种提高铜机械研磨效率的装置，有效地在对铜进行机械研磨之前经过电解槽的电解使铜能够被电解掉一部分，以减少机械研磨的消耗；同时提高了生产率。
文档编号H01L21/306GK103117217SQ20121022580
公开日2013年5月22日 申请日期2012年7月3日 优先权日2012年7月3日
发明者白英英, 张守龙, 徐友峰, 张冬芳, 陈玉文 申请人:上海华力微电子有限公司