CN110064984A - 一种晶圆处理方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种晶圆处理方法及装置,在晶圆处理方法中,在对晶圆进行边缘抛光之前,在所述晶圆的表面形成氧化膜。根据本发明的晶圆处理方法,在对晶圆进行边缘抛光之前,在晶圆的表面形成氧化膜,通过在晶圆的表面形成氧化膜能够在边缘抛光过程中保护晶圆的表面,防止晶圆表面形成表面缺陷,提高晶圆的抛光品质,提高生产良率。
Description
技术领域
本发明涉及晶圆制造领域,特别涉及一种晶圆处理方法及装置。
背景技术
在晶圆加工过程中,传统的300mm晶圆切片制造工程以如下顺序进行:边缘抛光→边缘抛光清洗→DSP(双面抛光)→DSP清洗→最终抛光,上述工艺顺序定义为工艺I。但随着半导体工程设计规则的细化,客户对边缘部位的要求日益苛刻,因此,就当前技术倾向而言,300mm晶圆切片制造工程以如下顺序进行:DSP→DSP清洗→边缘抛光→边缘抛光清洗→最终抛光,上述工艺顺序定义为工艺II,通过上述工艺能够在边缘抛光工程中容易地去除因在DSP工程中晶圆边缘面与DSP载体的接触而可能发生的边缘部位的缺陷。
在工艺II中,由于晶圆的正面侧面在DSP工程之后利用最终抛光装备进行最终抛光,能够去除DSP及边缘抛光工程中可能发生的晶圆表面缺陷;相反,晶圆的背面侧在DSP工程之后没有额外的追加加工工程,因此,除了特殊情况外,晶圆背面侧面的最终品质(粒子及表面粗糙度)大部分将在DSP工程中决定。因此,在设计晶圆切片工艺时,边缘抛光工程采用晶圆的正面侧面与吸盘垫直接接触的方式来研磨边缘部位,能够在最终抛光工程中充分去除此时可能发生的晶圆正面侧面缺陷。
边缘抛光利用边缘抛光装备来进行抛光,分为凹槽抛光部分和边缘抛光部分进而分别进行抛光,其中,就边缘抛光部分而言,在晶圆正面侧面和吸盘垫被真空吸附的状态下,晶圆在50-900rpm之间进行旋转。如图1所示,在边缘抛光垫1与晶圆2边缘面接触的状态下,从上部供应用于边缘抛光的研磨液而通过机械及化学研磨使晶圆的边缘面被研磨为硬面。在该过程中,如图2至图4所示,晶圆3的直径D1为300mm,吸盘垫4的直径可以为270mm,晶圆3与吸盘垫4之间接触的直径D2为240mm,在晶圆正面侧面与吸盘垫的接触边界面(晶圆直径240mm附近)发生研磨液引起的蚀刻损伤,如图4所示,晶圆在吸盘垫上的圆形位置A处易形成缺陷,无法在边缘抛光清洗及最终抛光工程被彻底去除,在晶圆表面形成缺陷,导致晶圆的加工品质下降,良率降低。
发明内容
有鉴于此,本发明提供一种晶圆处理方法及装置,用以解决晶圆在边缘抛光过程中晶圆表面易形成缺陷,晶圆品质下降的问题。
为解决上述技术问题,本发明采用以下技术方案:
根据本发明第一方面实施例的晶圆处理方法,在对晶圆进行边缘抛光之前,在所述晶圆的表面形成氧化膜。
进一步地,所述在所述晶圆的表面形成氧化膜包括:
将所述晶圆置于臭氧水溶液或臭氧气体中氧化形成所述氧化膜。
进一步地,所述在所述晶圆的表面形成氧化膜之后,所述方法还包括:对所述晶圆进行干燥。
进一步地,所述臭氧水溶液中臭氧的浓度小于等于100ppm,所述氧化膜的厚度小于等于
进一步地,所述在所述晶圆的表面形成氧化膜之前,所述方法还包括:通过清洗液对所述晶圆进行清洗。
进一步地,在对晶圆进行边缘抛光之后,所述方法还包括:通过HF溶液清洗所述晶圆上的氧化膜。
根据本发明第二方面实施例的晶圆处理装置,包括:
成膜机构,用于在对晶圆进行边缘抛光之前,在所述晶圆的表面形成氧化膜。
进一步地,所述成膜机构包括:氧化成膜机构,用于将所述晶圆置于臭氧水溶液或臭氧气体中氧化形成所述氧化膜。
进一步地,所述氧化成膜机构包括臭氧供应机构,用于供应臭氧水溶液或臭氧气体,且臭氧水溶液中臭氧的含量小于等于100ppm。
进一步地,所述晶圆处理装置还包括干燥机构,用于在晶圆的表面形成氧化膜之后,对所述晶圆进行干燥;
还包括第一清洗机构,用于在晶圆的表面形成氧化膜之前,通过清洗液对所述晶圆进行清洗;
还包括第二清洗机构,用于在对晶圆进行边缘抛光之后,通过HF溶液清洗所述晶圆上的氧化膜。
本发明的上述技术方案的有益效果如下:
根据本发明的晶圆处理方法,在对晶圆进行边缘抛光之前,在晶圆的表面形成氧化膜,通过在晶圆的表面形成氧化膜能够在边缘抛光过程中保护晶圆的表面,防止晶圆表面形成表面缺陷,提高晶圆的抛光品质,提高生产良率。
附图说明
图1为晶圆进行边缘抛光时的一个示意图;
图2为晶圆在边缘抛光设备上的一个示意图;
图3为边缘抛光设备上的吸盘垫的示意图;
图4为晶圆表面上缺陷区域示意图;
图5为在晶圆表面形成氧化膜后进行边缘抛光时的示意图;
图6为在晶圆表面形成氧化膜后进行边缘抛光后晶圆表面的示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例的附图,对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例,本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
下面首先结合附图具体描述根据本发明实施例的晶圆处理方法。
根据本发明实施例的晶圆处理方法,在对晶圆进行边缘抛光之前,在晶圆的表面形成氧化膜。如图5所示,在本发明实施例的晶圆处理方法中,在对晶圆10进行边缘抛光之前,在晶圆10的表面形成氧化膜11,在进行边缘抛光时,将晶圆10置于吸盘垫20上,通过在晶圆10的表面形成氧化膜11能够避免晶圆10与吸盘垫20之间的摩擦或接触边界面因研磨液引起的蚀刻损伤,在边缘抛光过程中保护晶圆的表面,防止晶圆表面形成表面缺陷,如图6所示,在晶圆的表面形成氧化膜之后进行边缘抛光后晶圆表面没有缺陷,提高了晶圆的抛光品质,提高生产良率。
在本发明的一些实施例中,在晶圆的表面形成氧化膜包括:将晶圆置于臭氧水溶液或臭氧气体中氧化形成氧化膜,通过臭氧对晶圆的表面进行氧化,进而在晶圆的表面形成氧化膜,臭氧氧化易于操作实现,工艺简单,在边缘抛光时通过氧化膜来避免晶圆表面与吸盘垫发生摩擦或接触边界面因研磨液引起的蚀刻损伤。在边缘抛光之前常通过DSP清洗装备来清洗晶圆,在现有的DSP清洗装备中,一般是通过以下清洗工艺:超纯水清洗→HF溶液清洗→超纯水清洗→SC-1→超纯水清洗→SC-2→超纯水清洗→干燥,其中,SC-1为氨水与双氧水的混合溶液,SC-2为盐酸与双氧水的混合溶液;为节减费用,可以直接改进DSP清洗装备,更改后的清洗工艺为:超纯水清洗→HF溶液清洗→超纯水清洗→SC-1→超纯水清洗→SC-2→超纯水清洗→臭氧水溶液或臭氧气体处理→干燥,通过改进DSP清洗装备来实现利用臭氧水溶液或臭氧气体氧化形成氧化膜,便于实现,降低成本。在实际应用过程中,臭氧水溶液的制备方法可以通过如下工艺:超纯水被供应至臭氧水溶液生成器,同时,通过臭氧气体生成器生成的臭氧气体也能够被供应至臭氧水溶液生成器,通过臭氧水溶液生成器利用超纯水与臭氧气体制作臭氧水溶液。
在本发明的另一些实施例中,在晶圆的表面形成氧化膜之后,方法还包括:对晶圆进行干燥,可以通过干燥的氮气来进行干燥。在利用臭氧水溶液进行氧化后,晶圆的表面水分较多,需要干燥晶圆的表面后再进行边缘抛光,比如,利用干燥的氮气干燥,便于边缘抛光的进行。
根据本发明的一些实施例,臭氧水溶液中臭氧的浓度小于等于100ppm,优选地,臭氧水溶液中臭氧的浓度小于等于50ppm,臭氧水溶液中臭氧的浓度不宜过大或过小,过大易导致氧化层的厚度大,臭氧水溶液中臭氧的浓度过小易导致形成氧化膜的速度慢,效率较低,因此,臭氧水溶液中臭氧的浓度小于等于100ppm,优选为小于等于50ppm。在本发明的实施例中,氧化膜的厚度可以小于等于优选为小于等于氧化膜的厚度不宜过大或过小,氧化膜的厚度过大易导致后续的边缘抛光时间长,可能无法在后续的最终抛光工程中研磨晶圆表面;氧化膜的厚度过小,在边缘抛光的过程中不能很好地保护晶圆的表面,易导致保护效果差,因此,在实际应用过程中,氧化膜的厚度可以小于等于优选为小于等于
在本发明的一些实施例中,在晶圆的表面形成氧化膜之前,方法还包括:通过清洗液对晶圆进行清洗,可以通过超纯水或HF溶液进行清洗,也可以通过加有清洗剂的超纯水来进行清洗,以便于去除晶圆表面的杂质或缺陷。
在本发明的实施例中,在对晶圆进行边缘抛光之后,方法还包括:通过HF溶液清洗晶圆上的氧化膜,在边缘抛光完成之后,残存在晶圆表面的氧化膜需要去除,避免氧化膜对后续工序和晶圆品质的影响。
本发明实施例还提供一种晶圆处理装置,晶圆处理装置包括:成膜机构,用于在对晶圆进行边缘抛光之前,在晶圆的表面形成氧化膜,通过在晶圆的表面形成氧化膜能够在边缘抛光过程中保护晶圆的表面,防止晶圆表面形成表面缺陷,提高晶圆的抛光品质。
在本发明的实施例中,成膜机构可以包括:氧化成膜机构,用于将晶圆置于臭氧水溶液或臭氧气体中氧化形成氧化膜,通过氧化成膜机构利用臭氧水溶液或臭氧气体来形成氧化膜,臭氧氧化易于操作实现,工艺简单。
在本发明的一些实施例中,氧化成膜机构可以包括臭氧供应机构,用于供应臭氧水溶液或臭氧气体,臭氧供应机构可以包括臭氧水溶液生成器和用于生成臭氧气体的臭氧气体生成器,超纯水被供应至臭氧水溶液生成器,同时,通过臭氧气体生成器生成的臭氧气体也能够被供应至臭氧水溶液生成器,通过臭氧水溶液生成器利用超纯水与臭氧气体制作臭氧水溶液。臭氧水溶液中臭氧的含量小于等于100ppm,臭氧水溶液中臭氧的浓度不宜过大或过小,过大易导致氧化层的厚度大,臭氧水溶液中臭氧的浓度过小易导致形成氧化膜的速度慢,效率较低,因此,臭氧水溶液中臭氧的浓度小于等于100ppm,优选为小于等于50ppm。
根据本发明的实施例,晶圆处理装置还可以包括干燥机构,用于在晶圆的表面形成氧化膜之后,对晶圆进行干燥,可以通过干燥的氮气来进行干燥,避免水分或溶液对边缘抛光过程的影响,便于边缘抛光的进行。
晶圆处理装置还可以包括第一清洗机构,用于在晶圆的表面形成氧化膜之前,通过清洗液对晶圆进行清洗,可以通过超纯水或HF溶液进行清洗,也可以通过加有清洗剂的超纯水来进行清洗,以便于去除晶圆表面的杂质或缺陷。
晶圆处理装置还可以包括第二清洗机构,用于在对晶圆进行边缘抛光之后,通过HF溶液清洗晶圆上的氧化膜,避免氧化膜对后续工序和晶圆品质的影响。
以上所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明所述原理的前提下,还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种晶圆处理方法,其特征在于,在对晶圆进行边缘抛光之前,在所述晶圆的表面形成氧化膜。
2.根据权利要求1所述的晶圆处理方法,其特征在于,所述在所述晶圆的表面形成氧化膜包括:
将所述晶圆置于臭氧水溶液或臭氧气体中氧化形成所述氧化膜。
3.根据权利要求2所述的晶圆处理方法,其特征在于,所述在所述晶圆的表面形成氧化膜之后,所述方法还包括:对所述晶圆进行干燥。
4.根据权利要求2所述的晶圆处理方法,其特征在于,所述臭氧水溶液中臭氧的浓度小于等于100ppm,所述氧化膜的厚度小于等于
5.根据权利要求1所述的晶圆处理方法,其特征在于,所述在所述晶圆的表面形成氧化膜之前,所述方法还包括:通过清洗液对所述晶圆进行清洗。
6.根据权利要求1所述的晶圆处理方法,其特征在于,在对晶圆进行边缘抛光之后,所述方法还包括:通过HF溶液清洗所述晶圆上的氧化膜。
7.一种晶圆处理装置,其特征在于,包括:
成膜机构,用于在对晶圆进行边缘抛光之前,在所述晶圆的表面形成氧化膜。
8.根据权利要求7所述的晶圆处理装置,其特征在于,所述成膜机构包括:氧化成膜机构,用于将所述晶圆置于臭氧水溶液或臭氧气体中氧化形成所述氧化膜。
9.根据权利要求8所述的晶圆处理装置,其特征在于,所述氧化成膜机构包括臭氧供应机构,用于供应臭氧水溶液或臭氧气体,且臭氧水溶液中臭氧的含量小于等于100ppm。
10.根据权利要求7所述的晶圆处理装置,其特征在于,还包括干燥机构,用于在晶圆的表面形成氧化膜之后,对所述晶圆进行干燥;
还包括第一清洗机构,用于在晶圆的表面形成氧化膜之前,通过清洗液对所述晶圆进行清洗;
还包括第二清洗机构,用于在对晶圆进行边缘抛光之后,通过HF溶液清洗所述晶圆上的氧化膜。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20190730 |