CN111376169A - 一种抛光后晶圆的清洗方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种化学机械抛光清洗方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)使用第一清洗液对抛光后的所述晶圆进行继续抛光；(2)使用第二清洗液对抛光清洗后的所述晶圆步骤(1)抛光清洗后的晶圆冲洗至少一次。本发明使用抛光清洗方法，对于氧化铈抛光后的晶圆，可以有效去除晶圆表面残留的氧化铈颗粒，从而减少了晶圆表面的颗粒缺陷，极大地提高了清洗效果；同时，减少了清洗液的使用量，并且使用去离子水作为清洗液，从而大大减少了清洗成本。
Description
技术领域
本发明涉及半导体晶圆制造的技术领域，具体涉及一种抛光后晶圆的清洗方法。
背景技术
目前，铈基化学机械(CMP)抛光液已经广泛应用于选择性或非选择性集成电路前道制程CMP抛光，包括选择性或非选择性抛光，用于去除硅基介电层材料，如氧化硅、氮化硅或多晶硅(也称之为oxide silicon,nitride silicon和polysilicon)。氧化铈磨料对硅基材料如二氧化硅有较强的亲和力，因此很容易吸附在带有二氧化硅的晶圆表面。
CMP抛光过程通常包含抛光和清洗两个步骤，其中清洗的目的之一，是去除晶圆表面的磨料颗粒，以减少晶圆制造过程中的颗粒物缺陷。通常情况下，晶圆表面颗粒物，主要是在设定清洗方法下，使用特定清洗液组合物进行去除。
目前发现，使用一种带正电荷的酸性氧化铈抛光液，对氧化硅晶圆具有良好的抛光效果。但是，用这种抛光液抛光后的氧化硅晶圆，表面会吸附一定量的氧化铈颗粒物，通过现有的清洗液和清洗方法，均难以有效去除，从而导致晶圆表面存在较大的颗粒缺陷，影响后续生产的进行。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种抛光后晶圆的清洗方法，使用特定的第一清洗液，采用化学机械抛光的方法，对氧化铈抛光液抛光后的晶圆进行抛光清洗，并且配合冲洗过程，从而减小晶圆表面的颗粒缺陷。
具体地，本发明提供了一种抛光后晶圆的清洗方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)使用第一清洗液对抛光后的晶圆进行继续抛光，并抛光预设时间；
(2)使用第二清洗液对步骤(1)抛光清洗后的晶圆冲洗至少一次。
优选地，所述的第一清洗液包括TMAH和/或乙醇胺。
优选地，所述第二清洗液为去离子水或TMAH。
优选地，所述第一清洗液的质量百分比浓度为5％。
优选地，所述第二清洗液的质量百分比浓度为5％。
优选地，步骤(1)中的抛光条件为抛光压力为3psi，抛光台转速为93rpm，抛光头转速为87rpm，抛光液流速为300ml/min。
与现有技术相比较，本发明的优点在于：
1)使用抛光结合冲洗的方法，对于氧化铈抛光后的晶圆，可以有效去除晶圆表面残留的氧化铈颗粒，从而减少了晶圆表面的颗粒缺陷，极大地提高了清洗效果；
2)减少了清洗液的使用量，从而大大减少了清洗成本。
附图说明
图1为使用对比例1的方法清洗晶圆后晶圆表面的颗粒缺陷示意图；
图2为使用实施例7的方法清洗晶圆后晶圆表面的颗粒缺陷示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施例进一步阐述本发明的优点，但本发明的保护范围不仅仅局限于下述实施例。
表1列出了对比例1-17和实施例1-7采用的清洗方法，以及每个方法中所用的第一清洗液或第二清洗液的所包含的组分的。清洗对象为PETEOS空白晶圆。其中，抛光清洗的条件如下：抛光垫为陶氏IC1010，Disk为3M公司A165，抛光压力为3psi，抛光台转速为93rpm，抛光头转速为87rpm，抛光液流速为300ml/min，抛光时间为60秒。冲洗的条件为：清洗液流速1400ml/min，清洗时间为30秒。
为了减少干扰因素，下述实施例中，在不使用清洗液的情况下，仍开启清洗刷。
HPR表示高压冲洗。
表1对比例1-17和实施例1-7
清洗完成后，使用晶圆表面颗粒缺陷测试仪KLA-Tecor’s SP2测试对比例1-17和实施例1-7清洗后的晶圆表面的颗粒缺陷。具体结果见表2.
表2对比例1-17和实施例1-7清洗后晶圆表面颗粒缺陷测试结果
| 清洗方法 | 晶圆表面的缺陷颗粒数 |
| 对比例1 | 64,356 |
| 对比例2 | 66,123 |
| 对比例3 | 64,313 |
| 对比例4 | 64,447 |
| 对比例5 | 66,230 |
| 对比例6 | 65,753 |
| 对比例7 | 68,104 |
| 对比例8 | 68,261 |
| 对比例9 | 67,063 |
| 对比例10 | 67,623 |
| 对比例11 | 66,188 |
| 对比例12 | 7,866 |
| 对比例13 | 7,005 |
| 对比例14 | 44,134 |
| 对比例15 | 1,454 |
| 对比例16 | 1,084 |
| 对比例17 | 4,110 |
| 实施例1 | 313 |
| 实施例2 | 548 |
| 实施例3 | 282 |
| 实施例4 | 390 |
| 实施例5 | 367 |
| 实施例6 | 670 |
| 实施例7 | 271 |
从表2可以看出，本发明实施例的清洗方法与对比例相比，大大减少了晶圆表面颗粒缺陷。对比例的清洗结果中，晶圆表面的缺陷颗粒数均在1000以上，最大可达68261(对比例8)，而本发明实施例的清洗结果中，晶圆表面的缺陷颗粒数均在700以下，最小仅为271。可见本发明实施例的清洗方法，可以明显减少晶圆表面颗粒缺陷。
此外，是否使用抛光清洗步骤，对于清洗后的晶圆表面的缺陷颗粒数有很大的影响。由对比例1-11可以看出，在不使用抛光清洗步骤的情况下，无论选用何种清洗液，缺陷颗粒数都高于60000；而，对比例12-17，在使用抛光清洗步骤之后，晶圆表面的缺陷颗粒数大幅下降，缺陷颗粒数均在45000以下。这表明，使用抛光清洗步骤，能够大大减少晶圆表面的颗粒缺陷；对比例12、13、15、16、17在抛光清洗后，还进行了进一步地冲洗，相较于对比例14中仅采用一步抛光清洗，晶圆表面的缺陷颗粒数更进一步减少，可达到10000以下。
从本发明实施例1-7中可以看出，在其余条件相同的情况下，进行两次冲洗步骤比进行一次冲洗步骤，可以起到更好的降低晶圆表面颗粒缺陷效果。一般会认为，辅助以更多的清洗步骤，会获得更加优异的清晰结果，但是从对比例13的清洗结果中可以看出，在其余条件相同的情况下，使用HPR会导致清洗结果中晶圆表面颗粒数升高，可见HPR功能不利于降低晶圆表面的颗粒缺陷。
另外，参见附图1和附图2，其为本发明对比例1和实施例7的清洗效果对比图。从图中可以看出，使用本发明实施例7的清洗方法，与对比例1相比，晶圆表面的缺陷颗粒物大大减少，晶圆表面颗粒缺陷得到了有效的改善，满足后续生产流程的需要。
综上所述，本发明中，最佳的清洗方法为：使用四甲基氢氧化胺作为第一清洗液进行抛光清洗步骤，使用去离子水作为第二清洗液进行冲洗步骤。所述冲洗步骤重复至少两次。
需要注意的是，本发明中的含量，如果没有特别说明，均为质量百分比含量。
应当理解的是，以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。
Claims (6)
1.一种抛光后晶圆的清洗方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)使用第一清洗液对抛光后的晶圆进行继续抛光；
(2)使用第二清洗液对步骤(1)抛光清洗后的晶圆冲洗至少一次。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于,
所述的第一清洗液包括TMAH和/或乙醇胺。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于,
所述第二清洗液为去离子水或TMAH。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于,
所述第一清洗液的质量百分比浓度为5％。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于,
所述第二清洗液的质量百分比浓度为5％。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
步骤(1)中的抛光条件为抛光压力为3psi，抛光台转速为93rpm，抛光头转速为87rpm，抛光液流速为300ml/min。
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