一种钨化学机械平坦化的后清洗方法及晶圆技术

本发明专利技术提供了一种钨化学机械平坦化的后清洗方法及晶圆，本发明专利技术钨化学机械平坦化的后清洗方法工艺简单，采用特定分步清洗、刷洗、冲洗和甩干操作，清洗效果好，能够有效降低CMP后清洗工艺过程中对于Wplug的氧化及电化学腐蚀，避免造成更严重的钨塞的碟形凹陷(W recess)缺陷，还能够优化晶圆表面Zeta电势,降低晶圆在CMP后被再次沾污的风险。

【技术实现步骤摘要】
一种钨化学机械平坦化的后清洗方法及晶圆
本专利技术涉及半导体制造
，具体而言，涉及一种钨化学机械平坦化的后清洗方法及晶圆。
技术介绍
钨的化学机械平坦化是对填充通孔的金属钨进行平坦化的工艺，去除氧化物层表面多余淀积的钨，留下通孔中的钨塞，形成金属互连通路。WplugCMP后清洗工艺的基本目标是去除平坦化工艺中带来的颗粒，主要包括抛光液残留颗粒、抛光垫磨屑，晶圆本身的在平坦化过程中产生的颗粒等。钨化学机械平坦化后，钨塞(Tungstenplug)会暴露在晶圆表面，在后清洗工艺中除了保证晶圆表面洁净度之外，还要减少后清洗过程中可能出现的对钨塞的二次腐蚀。随着器件关键尺寸的不断缩小，CMP(钨化学机械平坦化)后清洗成为产品缺陷控制的重要环节，现有技术中WCMP后清洗工艺中电化学腐蚀、Zate电势和表面颗粒残留等成为了技术难点。相关技术中，在CMP后清洗工艺过程中对Wplug(钨塞)的氧化及电化学腐蚀明显，清洗后微粒残留现象和二次沾污风险有待降低；相关技术中所采用的后清洗装置，清洗效果有限，不利于甩干效果，易造成水印残留，不利于清洗工序中表面微粒及抛光液残留的排出，如采用IPA等干燥槽本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钨化学机械平坦化的后清洗方法，其特征在于，包括如下步骤：a.将钨化学机械平坦化后的晶圆在清洗槽内采用清洗液进行清洗；b.将步骤a所得晶圆在第一刷洗槽内依次分别采用第一刷洗液和第二刷洗液进行刷洗；c.将步骤b所得晶圆在第二刷洗槽内采用第三刷洗液进行刷洗；d.将步骤c所得晶圆在甩干槽内依次分别采用第一冲洗液和第二冲洗液进行冲洗，甩干。

【技术特征摘要】
1.一种钨化学机械平坦化的后清洗方法，其特征在于，包括如下步骤：a.将钨化学机械平坦化后的晶圆在清洗槽内采用清洗液进行清洗；b.将步骤a所得晶圆在第一刷洗槽内依次分别采用第一刷洗液和第二刷洗液进行刷洗；c.将步骤b所得晶圆在第二刷洗槽内采用第三刷洗液进行刷洗；d.将步骤c所得晶圆在甩干槽内依次分别采用第一冲洗液和第二冲洗液进行冲洗，甩干。2.根据权利要求1所述的一种钨化学机械平坦化的后清洗方法，其特征在于，所述晶圆在清洗槽、第一刷洗槽和第二刷洗槽内竖直放置，在甩干槽内水平放置。3.根据权利要求1所述的一种钨化学机械平坦化的后清洗方法，其特征在于，所述清洗槽包括兆声波清洗槽；可选地，所述清洗槽与气体鼓泡溢流循环系统相连；可选地，所述气体鼓泡溢流循环系统包括气体鼓泡发生装置；可选地，所述气体包括N2和惰性气体中的一种或多种，优选包括N2；可选地，所述清洗液包括NH4OH、H2O和EDTA的混合溶液；可选地，所述NH4OH和H2O的质量比为NH4OH：H2O＝1：5-20，优选为1：5-10，进一步优选为1：10；可选地，所述EDTA的用量为NH4OH和H2O总质量的0.2％-1％，优选为0.2％-0.5％，进一步优选为0.2％；可选地，所述将钨化学机械平坦化后的晶圆在清洗槽内采用清洗液进行清洗的时间为5s以上，优选为5-25s，进一步优选为15s；可选地，所述将钨化学机械平坦化后的晶圆在清洗槽内采用清洗液进行清洗的晶圆转速为35rpm以下，优选为10-35rpm，进一步优选为20rpm；可选地，所述兆声波清洗槽的功率为50W以上，优选为50-150W，进一步优选为100W；可选地，所述兆声波清洗槽的兆声波频率为0.8MHz以上，优选为0.8-1.2MHz，进一步优选为1MHz；可选地，所述气体鼓泡溢流循环系统的气体流量为3000mL/min以上，优选为3000-8000mL/min，进一步优选为5000mL/min；可选地，所述气体鼓泡溢流循环系统的气体管径为0.5mm以下，优选为0.2-0.5mm，进一步优选为0.2mm。4.根据权利要求1所述的一种钨化学机械平坦化的后清洗方法，其特征在于，所述第一刷洗液包括NH4OH、H2O2、H2O和苯丙三唑的混合溶液；可选地，所述NH4OH、H2O2和H2O的质量比为1：1：33-68，优选为1：1：68；可选地，所述第一刷洗液中苯丙三唑的浓度为0.5wt％以下，优选为0.1wt％至0.5wt％，进一步优选为0.1wt％；可选地，所述第二刷洗液包括苯丙三唑的水溶液；可选地，所述第二刷洗液中苯丙三唑的浓度为0.3wt％以下，优选为0.1wt％-0.3wt％，进一步优选为0.1wt％；可选地，所述第一刷洗槽内设置滚刷，优选设置两个反向转动的滚刷，第一刷洗液、第二刷洗液刷洗时滚刷均为打开状态。5.根据权利要求4所述的一种钨化学机械平坦化的后清洗方法，其特征在于，所述将步骤a所得晶圆在第一刷洗槽内依次分别采用第一刷洗液和第二刷洗液进行刷洗前，采用水对滚刷进行润湿操作；可选地，所述润湿操作中水流量为1000mL/min以上，优选为1000-3000mL/min，进一步优选为1500mL/min；可选地，所述润湿操作的时间为5s以上，优选为5-20s，进一步优选为10s；可选地，所述润湿操作中晶圆的转速为60rpm以下，优选为20-60rpm，进一步优选为40rpm。6.根据权利要求4所述的一种钨化学机械平坦化的后清洗方法，其特征在于，采用第一刷洗液进行刷洗的时间为5s以上，优选为5-20s，进一步优选为10s；可选地，采用第一刷洗液进行刷洗时，晶圆的转速为35rpm以下，优选为10-35rpm，进一步优选为30rpm；可选地，用第一刷洗液进行刷洗时，第一刷洗液的流量为50mL/min以上，优选为50-150mL/min，进一步优选为100mL/min；可选地，采用第二刷洗液进行刷洗的时间为10s以上，优选为10-30s，进一步优选为10...

【专利技术属性】
技术研发人员：张康，李婷，孙铭泽，
申请(专利权)人：北京半导体专用设备研究所中国电子科技集团公司第四十五研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11