CN110517951A - 一种改善sti研磨前晶圆微刮伤的清洗方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种改善STI研磨前晶圆微刮伤的清洗方法，提供制程中的晶圆，该晶圆为STI研磨前的晶圆；对晶圆边缘一圈采用氮气和去离子水进行冲洗，去除制程中晶圆边缘残留的颗粒污染物，冲洗方向为沿着晶圆边缘一圈的切线方向，并且冲洗过程中晶圆呈旋转状态；对冲洗后的晶圆进行STI研磨。本发明通过在STI工艺化学机械研磨前增加晶圆边缘一圈的冲洗，可有效降低研磨导致的微小刮伤。

Description

一种改善STI研磨前晶圆微刮伤的清洗方法
技术领域
本发明涉及半导体制造领域，特别是涉及一种改善STI研磨前晶圆微刮伤的清洗方法。
背景技术
在化学机械研磨(CMP)制程中，芯片刮伤是产品良率的主要杀手。刮伤可以细分为宏观刮伤(macro-scratch)与细微刮伤(micro-scratch)。造成芯片细微刮伤的成因主要是研磨过程中微小颗粒(particle)与芯片表面的摩擦所造成，这些微粒主要来自于研磨液中砥粒的聚集，以及研磨机台或者外界环境在研磨过程中所造成的污染。在28纳米的研发过程中，在STI CMP之后，由于晶圆边缘受前层影响，会带来一些颗粒污染源，从而导致在研磨过程中产生如图1所示的细微刮伤，影响产品良率。
因而，改善这些细微刮伤成为了亟待解决的问题。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种改善STI研磨前晶圆微刮伤的清洗方法，用于解决现有技术中的晶圆在STI研磨之后，由于晶圆边缘受前层影响，会带来一些颗粒污染源，从而导致在研磨过程中产生细微刮伤，影响产品良率的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种改善STI研磨前晶圆微刮伤的清洗方法，该方法至少包括以下步骤：步骤一、提供制程中的晶圆，该晶圆为STI研磨前的晶圆；步骤二、对所述晶圆边缘一圈采用氮气和去离子水进行冲洗，去除制程中晶圆边缘残留的颗粒污染物；所述冲洗方向为沿着晶圆边缘一圈的切线方向，并且冲洗过程中所述晶圆呈旋转状态；步骤三、对冲洗后的晶圆进行STI研磨。
优选地，步骤二中对所述晶圆边缘一圈进行的冲洗是采用去离子水和氮气进行的冲洗。
优选地，步骤二中的冲洗过程中，采用去离子水和氮气同时进行冲洗。
优选地，步骤二中的冲洗过程中，氮气的流量为35L/min。
优选地，对冲洗后的晶圆进行STI研磨的方法采用化学机械研磨法。
优选地，该方法用于28nm工艺制程。
优选地，所述STI工艺填充的材料为二氧化硅。
如上所述，本发明的改善STI研磨前晶圆微刮伤的清洗方法，具有以下有益效果：通过在STI工艺化学机械研磨前增加晶圆边缘一圈的冲洗，可有效降低研磨导致的微小刮伤。
附图说明
图1显示为现有技术中晶圆表面微刮伤的电子显微图；
图2显示为现有技术中晶圆边缘粘有颗粒污染物的示意图；
图3显示为本发明的改善STI研磨前晶圆微刮伤的清洗方法流程示意图；
图4显示为采用本发明的改善STI研磨前晶圆微刮伤的清洗方法前后晶圆表面刮伤结果对比图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅图2至图4。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
本发明提供一种改善STI研磨前晶圆微刮伤的清洗方法，参考图3，图3显示为本发明的改善STI研磨前晶圆微刮伤的清洗方法流程示意图。
该方法在本发明中包括以下步骤：
步骤一、提供制程中的晶圆，该晶圆为STI研磨前的晶圆；也就是说，制程中的晶圆需要在各道工艺下完成晶圆上芯片的制作。而本发明中的制程中的晶圆，需要进行STI工艺，即浅沟道隔离工艺(Shallow Trench Isolation)，是一种常用在传统CMOS硅工艺中隔离器件的工艺技术。进一步地，所述STI工艺填充的材料为二氧化硅。即填充在STI隔离区内的材料为二氧化硅，在STI工艺之后，一般隔离区表面有溢出的二氧化硅材料，需要将其进行平坦化的研磨。因此，本发明该步骤中的所述晶圆为STI工艺后，化学机械研磨前的晶圆。
步骤二、对所述晶圆边缘一圈采用氮气和去离子水进行冲洗，去除制程中晶圆边缘残留的颗粒污染物；所述冲洗方向为沿着晶圆边缘一圈的切线方向，并且冲洗过程中所述晶圆呈旋转状态；由于晶圆边缘受前层影响，会带来一些颗粒污染物，从而导致在研磨过程中产生细微刮伤，影响产品良率。如图2所示，图2显示为现有技术中晶圆边缘粘有颗粒污染物的示意图。因此，本发明对所述晶圆边缘的一圈采用氮气和去离子水(Deionizedwater)进行冲洗，用以去除由于晶圆边缘受前层影响带来的颗粒污染物。本发明中进一步地，步骤二中对所述晶圆边缘一圈进行的冲洗是采用湿法刻蚀(wet etching)机台设备中的去离子水(Deionized water)和氮气进行的冲洗。也就是说，在对所述晶圆边缘的一圈进行冲洗是用湿法刻蚀机台中的清洗设备进行冲洗，冲洗所用的冲洗剂为去离子水(Deionized water)，并且用氮气进行冲所述晶圆的边缘一圈。本发明再进一步地，步骤二中的冲洗过程中，采用去离子水和氮气同时进行冲洗。也就是说，本发明的步骤二中采用去离子水(Deionized water)一边清洗晶圆的边缘，一边用氮气对晶圆的边缘进行冲。两种方式结合去除晶圆边缘的颗粒污染物。
参考图4，图4显示为采用本发明的改善STI研磨前晶圆微刮伤的清洗方法前后晶圆表面刮伤结果对比图。由图4可见，采用了本发明的改善STI研磨前晶圆微刮伤的清洗方法前，晶圆表面的微刮伤与采用了本发明的改善STI研磨前晶圆微刮伤的清洗方法后，晶圆表面的微刮伤相比，后者结果明显得到改善。
步骤三、对冲洗后的晶圆进行STI研磨。由于采用了本发明的改善STI研磨前晶圆微刮伤的清洗方法，去除了晶圆边缘的颗粒污染物后，之后再对冲洗后的晶圆进行STI工艺的研磨，平坦化所述晶圆表面。本发明更进一步地，对冲洗后的晶圆进行STI研磨的方法采用化学机械研磨法(CMP，Chemical Mechanical Polishing)。
本发明的所述改善STI研磨前晶圆微刮伤的清洗方法适用于28nm工艺制程，也就是最小线宽尺寸为28nm的制程工艺。因为在28nm的制程中，在STI研磨前更容易受前层影响而使得晶圆边缘残留颗粒污染物，因此，本发明的所述改善STI研磨前晶圆微刮伤的清洗方法针对28nm的制程工艺，其提出更有必要。
本发明还提供另一实施例，提供一种改善STI研磨前晶圆微刮伤的清洗方法，参考图3，图3显示为本发明的改善STI研磨前晶圆微刮伤的清洗方法流程示意图。
该方法在本发明中包括以下步骤：
步骤一、提供制程中的晶圆，该晶圆为STI研磨前的晶圆；也就是说，制程中的晶圆需要在各道工艺下完成晶圆上芯片的制作。而本发明中的制程中的晶圆，需要进行STI工艺，即浅沟道隔离工艺(Shallow Trench Isolation)，是一种常用在传统CMOS硅工艺中隔离器件的工艺技术。进一步地，所述STI工艺填充的材料为二氧化硅。即填充在STI隔离区内的材料为二氧化硅，在STI工艺之后，一般隔离区表面有溢出的二氧化硅材料，需要将其进行平坦化的研磨。因此，本发明该步骤中的所述晶圆为STI工艺后，化学机械研磨前的晶圆。
步骤二、对所述晶圆边缘一圈采用氮气和去离子水进行冲洗，去除制程中晶圆边缘残留的颗粒污染物；所述冲洗方向为沿着晶圆边缘一圈的切线方向，并且冲洗过程中所述晶圆呈旋转状态；由于晶圆边缘受前层影响，会带来一些颗粒污染物，从而导致在研磨过程中产生细微刮伤，影响产品良率。如图2所示，图2显示为现有技术中晶圆边缘粘有颗粒污染物的示意图。因此，本发明对所述晶圆边缘的一圈采用氮气和去离子水(Deionizedwater)进行冲洗，用以去除由于晶圆边缘受前层影响带来的颗粒污染物。本发明中进一步地，步骤二中对所述晶圆边缘一圈进行的冲洗是采用湿法刻蚀(wet etching)机台设备中的去离子水(Deionized water)和氮气进行的冲洗。也就是说，在对所述晶圆边缘的一圈进行冲洗是用湿法刻蚀机台中的清洗设备进行冲洗，冲洗所用的冲洗剂为去离子水(Deionized water)，并且用氮气进行冲所述晶圆的边缘一圈。本发明再进一步地，步骤二中的冲洗过程中，采用去离子水和氮气同时进行冲洗。也就是说，本发明的步骤二中采用去离子水(Deionized water)一边清洗晶圆的边缘，一边用氮气对晶圆的边缘进行冲。两种方式结合去除晶圆边缘的颗粒污染物。
参考图4，图4显示为采用本发明的改善STI研磨前晶圆微刮伤的清洗方法前后晶圆表面刮伤结果对比图。由图4可见，采用了本发明的改善STI研磨前晶圆微刮伤的清洗方法前，晶圆表面的微刮伤与采用了本发明的改善STI研磨前晶圆微刮伤的清洗方法后，晶圆表面的微刮伤相比，后者结果明显得到改善。
本发明更进一步地，步骤二中的冲洗过程中，氮气的流量为35L/min，该流量下对晶圆边缘的颗粒污染物去除效果明显，并且不会伤害晶圆表面。
步骤三、对冲洗后的晶圆进行STI研磨。由于采用了本发明的改善STI研磨前晶圆微刮伤的清洗方法，去除了晶圆边缘的颗粒污染物后，之后再对冲洗后的晶圆进行STI工艺的研磨，平坦化所述晶圆表面。本发明更进一步地，对冲洗后的晶圆进行STI研磨的方法采用化学机械研磨法(CMP，Chemical Mechanical Polishing)。
本发明的所述改善STI研磨前晶圆微刮伤的清洗方法适用于28nm工艺制程，也就是最小线宽尺寸为28nm的制程工艺。因为在28nm的制程中，在STI研磨前更容易受前层影响而使得晶圆边缘残留颗粒污染物，因此，本发明的所述改善STI研磨前晶圆微刮伤的清洗方法针对28nm的制程工艺，其提出更有必要。
综上所述，本发明通过在STI工艺化学机械研磨前增加晶圆边缘一圈的冲洗，可有效降低研磨导致的微小刮伤。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (7)

1.一种改善STI研磨前晶圆微刮伤的清洗方法，其特征在于，该方法至少包括以下步骤：
步骤一、提供制程中的晶圆，该晶圆为STI研磨前的晶圆；
步骤二、对所述晶圆边缘一圈采用氮气和去离子水进行冲洗，去除制程中晶圆边缘残留的颗粒污染物；所述冲洗方向为沿着晶圆边缘一圈的切线方向，并且冲洗过程中所述晶圆呈旋转状态；
步骤三、对冲洗后的晶圆进行STI研磨。
2.根据权利要求1所述的改善STI研磨前晶圆微刮伤的清洗方法，其特征在于：步骤二中对所述晶圆边缘一圈进行的冲洗是采用湿法刻蚀机台设备中的去离子水和氮气进行的冲洗。
3.根据权利要求2所述的改善STI研磨前晶圆微刮伤的清洗方法，其特征在于：步骤二中的冲洗过程中，采用去离子水和氮气同时进行冲洗。
4.根据权利要求3所述的改善STI研磨前晶圆微刮伤的清洗方法，其特征在于：步骤二中的冲洗过程中，氮气的流量为35L/min。
5.根据权利要求1所述的改善STI研磨前晶圆微刮伤的清洗方法，其特征在于：对冲洗后的晶圆进行STI研磨的方法采用化学机械研磨法。
6.根据权利要求1所述的改善STI研磨前晶圆微刮伤的清洗方法，其特征在于：该方法用于28nm工艺制程。
7.根据权利要求1所述的改善STI研磨前晶圆微刮伤的清洗方法，其特征在于：所述STI工艺填充的材料为二氧化硅。
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