晶圆清洗液、化学机械研磨后清洗方法及晶圆技术

本发明专利技术提供一种晶圆清洗液、化学机械研磨后清洗方法及晶圆，所述晶圆清洗液含有阴离子表面活性剂，所述阴离子表面活性剂占所述晶圆清洗液的质量百分比为0.4％～0.6％。本发明专利技术通过在化学机械研磨后清洗中，加入特定的含有阴离子表面活性剂的晶圆清洗液，能够有效减少钨栓塞上的颗粒残留，降低晶圆缺陷发生的概率，同时有利于提高钨栓塞的导电能力，增强电性。本发明专利技术的化学机械研磨后清洗方法工艺简单，能够大大降低晶圆后期清洗的成本，与现有后清洗工艺相比，具有成本低，晶圆产品良率高的优势。

Wafer cleaning solution, cleaning method after chemical mechanical grinding and wafer

【技术实现步骤摘要】
晶圆清洗液、化学机械研磨后清洗方法及晶圆
本专利技术涉及半导体制造领域，特别是涉及一种晶圆清洗液、化学机械研磨后清洗方法及晶圆。
技术介绍
随着半导体技术的发展，集成电路芯片的集成度规模不断提高，两层以上的多层金属互连技术广泛应用。目前，两个不同金属层之间的电连接一般通过栓塞(plug)结构实现。栓塞的形成质量对器件的性能影响很大，如果栓塞的形成质量较差，会使得互连电阻增大，从而影响器件的性能。金属钨具有优良的台阶覆盖率(stepcoverage)和填充性，是栓塞的优选材料。在现有的半导体制造工艺中，需要在形成钨栓塞时对多余的钨层进行平坦化处理，一般采用化学机械研磨(ChemicalMechanicalPolishing，CMP)工艺，其研磨过程通常包括在酸性条件(pH为2～3)下将预研磨抛光面的钨膜上表面氧化成易研磨的钨氧化物(WO3/WO2)，然后在二氧化硅(SiO2)研磨颗粒(abrasive)的机械研磨作用下去除钨氧化物，接着对暴露的钨膜上表面再次进行氧化处理，然后将钨氧化物研磨去除；上述方法不断重复循环，直至表面的钨被完全研磨去除即可。然而，由于酸性条件下，钨表面带负电荷，二氧化硅研磨颗粒带正电荷，导致二者在进行CMP工艺后会发生静电吸引作用，吸附很多残留物(residue)，导致缺陷(defect)产生，进而降低晶圆(wafer)的良率。故CMP之后需要对晶圆表面进行清洗，以减少这些缺陷。故，亟需一种有效的化学机械研磨后清洗方法以解决上述种种问题，进而提高晶圆良率。需注意的是，前述
技术介绍
部分公开的信息仅用于加强对本专利技术的背景理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种晶圆清洗液、化学机械研磨后清洗(Post-CMPCleaning)方法及采用该方法清洗后的晶圆，以解决现有的半导体制造工艺中，钨栓塞采用化学机械研磨进行平坦化处理后，晶圆缺陷较多的问题。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术提供一种晶圆清洗液，所述晶圆清洗液含有阴离子表面活性剂，所述阴离子表面活性剂占所述晶圆清洗液的质量百分比为0.4％～0.6％。根据本专利技术的一个实施方式，所述晶圆清洗液的pH值为4～6。根据本专利技术的一个实施方式，所述阴离子表面活性剂选自羧酸盐、磺酸盐、硫酸酯盐和磷酸酯盐型阴离子表面活性剂中的一种或多种，优选为磺酸盐型阴离子表面活性剂或硫酸酯盐型阴离子表面活性剂。根据本专利技术的一个实施方式，所述磺酸盐型阴离子表面活性剂选自烷基苯磺酸钠和烷基磺酸钠中的一种或多种；所述硫酸酯盐型阴离子表面活性剂选自烷基硫酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐、甘油脂肪酸酯硫酸盐、环烷硫酸钠和脂肪酰氨烷基硫酸钠中的一种或多种。本专利技术还提供一种化学机械研磨后清洗方法，包括：提供一经钨化学机械研磨处理后的晶圆表面，所述晶圆表面至少包含一暴露的钨金属表面；加入晶圆清洗液于化学机械研磨垫以对所述晶圆表面进行后清洗处理；其中，所述晶圆清洗液为上述晶圆清洗液。根据本专利技术的一个实施方式，所述后清洗处理中，所述晶圆清洗液的流速为100-250ml/min。根据本专利技术的一个实施方式，所述后清洗处理的时间为20-30s。根据本专利技术的一个实施方式，所述钨化学机械研磨处理中的研磨液为二氧化硅研磨液。根据本专利技术的一个实施方式，所述钨化学机械研磨处理中的研磨液的pH为2～3。本专利技术还提供一种采用上述化学机械研磨后清洗方法清洗得到的晶圆。根据上述技术方案的描述，本专利技术的有益效果在于：本专利技术通过在CMP后清洗方法中，加入特定的含有阴离子表面活性剂的晶圆清洗液，能够有效减少钨栓塞(Wplug)上的颗粒残留，降低晶圆缺陷(defect)发生的概率，同时有利于提高钨栓塞的导电能力，增强电性。本专利技术的化学机械研磨后清洗方法工艺简单，能够大大降低晶圆后期清洗的成本，与现有后清洗工艺相比，具有成本低，晶圆产品良率高的优势。附图说明为了让本专利技术实施例能更容易理解，以下配合所附附图作详细说明。应该注意，根据工业上的标准范例，各个部件未必按照比例绘制，且仅用于图示说明的目的。实际上，为了让讨论清晰易懂，各个部件的尺寸可以被任意放大或缩小。图1a-图1e是本专利技术的一个实施方式的钨栓塞工艺中局部中间体结构剖面示意图；图2是二氧化硅及钨的Zeta电位-pH曲线图；图3是钨栓塞表面与SiO2研磨颗粒静电吸引作用的示意图；图4是改变电负性后的SiO2研磨颗粒与钨栓塞表面之间作用力示意图；其中，附图标记说明如下：1：氧化物层2：盖层3：开口4：钨金属膜5：钨栓塞6：钨氧化物层具体实施方式以下内容提供了许多不同实施例或范例，以实现本专利技术实施例的不同部件。以下描述组件和配置方式的具体范例，以简化本专利技术实施例。当然，这些仅仅是范例，而非意图限制本专利技术实施例。本专利技术实施例可在各个范例中重复参考标号和/或字母。此重复是为了简化和清楚的目的，其本身并非用于指定所讨论的各个实施例和/或配置之间的关系。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本专利技术的概念。在本专利技术实施例中形成一部件在另一部件上、连接至另一部件、和/或耦接至另一部件，其可包含形成此部件直接接触另一部件的实施例，并且也可包含形成额外的部件介于这些部件之间，使得这些部件不直接接触的实施例。再者，为了容易描述本专利技术实施例的一个部件与另一部件之间的关系，在此可以使用空间相关用语，举例而言，“较低”、“较高”、“水平”、“垂直”、“在…上方”、”之上”、“在…下方”、“在…底下”、”向上”、”向下”、”顶部”、”底部”等衍生的空间相关用语(例如“水平地”、“垂直地”、”向上地”、”向下地”等)。这些空间相关用语意欲涵盖包含这些部件的装置的不同方位。图1a-图1e是本专利技术的一个实施方式的钨栓塞工艺中局部中间体结构剖面示意图。如图1a所示的结构具有一介电层堆叠结构，该介电层堆叠结构包含氧化层1及盖层2，例如，该氧化层1可以是氧化硅(siliconeoxide)层，该盖层2可以是氮化钛(TiN)层。图1a的结构还包括一开口3，所述开口3作为接触洞，用于沉积钨金属膜4后填入所述开口3而形成一钨栓塞结构5，钨金属膜4覆盖住盖层2的上表面，如图1b所示。接着进行一钨化学机械研磨处理，采用酸性研磨液(slurry)，该酸性研磨液包含二氧化硅(SiO2)研磨颗粒(abrasive)，且其pH值为2～3。如图1c所示，在该条件下，钨金属膜4的表面可被氧化成易研磨的钨氧化物(WxOy)层6。然后，如图1d所示，在SiO2研磨颗粒的机械研磨下除去表面的钨氧化物层6(如虚线部分所示)，暴露出未被氧化的钨金属膜4，然后重复上述步骤，逐步去除钨氧化物层，直至盖层2及钨栓塞5上的钨被研磨完，得到如图1e所示的结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种晶圆清洗液，其特征在于，所述晶圆清洗液含有阴离子表面活性剂，所述阴离子表面活性剂占所述晶圆清洗液的质量百分比为0.4％～0.6％。/n

【技术特征摘要】
1.一种晶圆清洗液，其特征在于，所述晶圆清洗液含有阴离子表面活性剂，所述阴离子表面活性剂占所述晶圆清洗液的质量百分比为0.4％～0.6％。


2.根据权利要求1所述的晶圆清洗液，其特征在于，所述晶圆清洗液的pH值为4～6。


3.根据权利要求1所述的晶圆清洗液，其特征在于，所述阴离子表面活性剂选自羧酸盐、磺酸盐、硫酸酯盐和磷酸酯盐型阴离子表面活性剂中的一种或多种，优选为磺酸盐型阴离子表面活性剂或硫酸酯盐型阴离子表面活性剂。


4.根据权利要求3所述的晶圆清洗液，其特征在于，所述磺酸盐型阴离子表面活性剂选自烷基苯磺酸钠和烷基磺酸钠中的一种或多种；所述硫酸酯盐型阴离子表面活性剂选自烷基硫酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐、甘油脂肪酸酯硫酸盐、环烷硫酸钠和脂肪酰氨烷基硫酸钠中的一种或多种。


5.一种化学机械研磨后清洗方法，包括：
提供一经钨化学机械研...

【专利技术属性】
技术研发人员：席涛，
申请(专利权)人：长鑫存储技术有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34