一种晶圆的处理方法技术

本发明专利技术提供一种晶圆的处理方法，包括：提供化学机械研磨后的晶圆；对所述晶圆进行第一颗粒物清洗，所述第一颗粒物清洗采用的清洗液包括氢氟酸溶液、盐酸溶液、硫酸溶液或柠檬酸溶液；对所述晶圆进行第二颗粒物清洗，所述第二颗粒物清洗采用的清洗液包括氨水溶液和过氧化氢溶液的混合溶液。本发明专利技术通过第一颗粒物清洗降低晶圆表面的金属浓度，可以改善第二颗粒物清洗的清洗效果，减少清洗后晶圆表面残留的污染颗粒，提高晶圆的良率。提高晶圆的良率。提高晶圆的良率。

【技术实现步骤摘要】
一种晶圆的处理方法


[0001]本专利技术涉及半导体制造领域，具体涉及一种晶圆的处理方法。

技术介绍

[0002]化学机械研磨(Chemical
‑
Mechanical Polishing，缩写CMP)，又称化学机械平坦化(Chemical
‑
Mechanical Planarization)，是半导体器件制造工艺中的一种技术，用来对正在加工中的晶圆或其它衬底材料进行平坦化处理。基本原理是将待研磨工件在一定的下压力及研磨液(由超细研磨颗粒、化学氧化剂、有机物和液体介质组成的混合液)的存在下相对于一个研磨垫作旋转运动，借助磨粒的机械磨削及化学氧化剂的腐蚀作用来完成对工件表面的材料去除，并获得光洁表面。但是在化学机械平坦化的研磨过程中，研磨液内的大量细微研磨颗粒和化学助剂，以及晶圆磨耗所剥离的碎屑可能会附着于晶圆表面。一般晶圆在研磨后常见的污染物为金属离子、有机化合物或研磨颗粒等。
[0003]在半导体制造领域，化学清洗是指清除吸附在半导体、金属材料以及用具等物体表面上的各种有害杂质的工艺过程。若无有效的清洗程序去除上述污染物，则将影响后续制程的进行并降低元件的良率及可靠度。所以在化学机械研磨工艺后，去除残留在晶片表面的金属离子、研磨颗粒以及有机物，降低表面缺陷是非常必要的。现有技术利用氨水的弱碱性活化硅晶圆及研磨颗粒表面，使晶圆表面与研磨颗粒间产生相互排斥，同时氨水与部分金属离子形成可溶性络合物，去除金属不溶物。这种方法对铜的去除具有良好效果，但是难以去除铁、铝(存在形式包括金属氧化物，离子)等，降低了晶圆的良率。

技术实现思路

[0004]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有晶圆清洗后残留颗粒较多导致降低良率的缺陷，进而提供一种晶圆的处理方法。
[0005]本专利技术提供一种晶圆的处理方法，包括：提供化学机械研磨后的晶圆；对所述晶圆进行第一颗粒物清洗，所述第一颗粒物清洗采用的清洗液包括氢氟酸溶液、盐酸溶液、硫酸溶液或柠檬酸溶液；对所述晶圆进行第二颗粒物清洗，所述第二颗粒物清洗采用的清洗液包括氨水溶液和过氧化氢溶液的混合溶液。
[0006]可选的，所述第一颗粒物清洗的过程中的氢氟酸溶液的浓度为4.5％～5.5％，所述第一颗粒物清洗的过程中的盐酸溶液的浓度为5％～6％，所述第一颗粒物清洗的过程中的硫酸溶液的浓度为5.5％～6.5％，所述第一颗粒物清洗的过程中的过氧化氢溶液的浓度为15％～20％，所述第一颗粒物清洗的过程中的柠檬酸溶液的浓度为20％～50％。
[0007]可选的，所述第一颗粒物清洗的时间为20秒～30秒。
[0008]可选的，所述第一颗粒物清洗采用的清洗液的流量为100ml/min～200ml/min。
[0009]可选的，所述第一颗粒物清洗采用的清洗液中加入浓度为15％～20％的过氧化氢溶液。
[0010]可选的，所述第二颗粒物清洗的过程中的氨水溶液的浓度为12％～22％，所述第
二颗粒物清洗的过程中的过氧化氢溶液的浓度为15％～20％，所述第二颗粒物清洗的过程中的氨水溶液和过氧化氢溶液的体积比为3.5：1～5：1。
[0011]可选的，所述第二颗粒物清洗的时间为25秒～35秒。
[0012]可选的，所述第一颗粒物清洗的方式包括旋转刷洗、喷淋或振动清洗中的任意一种或两种以上的组合；所述第二颗粒物清洗的方式包括旋转刷洗、喷淋或振动清洗中的任意一种或两种以上的组合。
[0013]可选的，所述振动清洗包括兆声波清洗。
[0014]可选的，所述兆声波清洗的频率为450赫兹～550赫兹。
[0015]可选的，对所述晶圆进行第二颗粒物清洗之后，还包括：对所述晶圆进行第一刷洗，所述第一刷洗采用的清洗液包括氢氟酸溶液。
[0016]可选的，所述第一刷洗的过程中的氢氟酸溶液的浓度为4.5％～5.5％。
[0017]可选的，所述第一刷洗的时间为15秒～25秒。
[0018]可选的，对所述晶圆进行第一刷洗之后，还包括：对所述晶圆进行第二刷洗，所述第二刷洗采用的清洗液包括氨水溶液。
[0019]可选的，所述第二刷洗的过程中的氨水溶液的浓度为12％～22％。
[0020]可选的，所述第二刷洗的时间为25秒～35秒。
[0021]可选的，对所述晶圆进行第一颗粒物清洗之后，对所述晶圆进行第二颗粒物清洗之前，还包括：对所述晶圆进行第一去离子水清洗。
[0022]可选的，所述第一去离子水清洗的时间为15秒～20秒。
[0023]可选的，对所述晶圆进行第一颗粒物清洗之后，对所述晶圆进行第一刷洗之前，还包括：对所述晶圆进行第二去离子水清洗。
[0024]可选的，所述第二去离子水清洗的时间为20秒～25秒。
[0025]可选的，对所述晶圆进行第一刷洗之后，对所述晶圆进行第二刷洗之前，还包括：对所述晶圆进行第三去离子水清洗。
[0026]可选的，所述第三去离子水清洗的时间为10秒～25秒。
[0027]可选的，对所述晶圆进行第二刷洗之后，还包括：对所述晶圆进行第四去离子水清洗。
[0028]可选的，所述第四去离子水清洗的时间为10秒～25秒。
[0029]可选的，对所述晶圆进行第四去离子水清洗之后，对所述晶圆进行干燥。
[0030]可选的，所述干燥的过程包括氮气吹干，和/或旋转甩干。
[0031]本专利技术技术方案，具有如下优点：
[0032]本专利技术的晶圆的处理方法，包括：提供化学机械研磨后的晶圆；对所述晶圆进行第一颗粒物清洗，所述第一颗粒物清洗采用的清洗液包括氢氟酸溶液、盐酸溶液、硫酸溶液或柠檬酸溶液；对所述晶圆进行第二颗粒物清洗，所述第二颗粒物清洗采用的清洗液包括氨水溶液和过氧化氢溶液的混合溶液。化学机械研磨的研磨液中阳离子主要包括铝离子，硼离子，钙离子，铁离子，钾离子，且研磨液呈弱碱性。在研磨过程中部分阳离子形成难溶金属氧化物，如氧化铁，氧化铝，氧化钙等，会在化学机械研磨后的晶圆表面残留，通过第一颗粒物清洗可以将这类碱性氧化物溶解、去除。通过第二颗粒物清洗利用氨水溶液的弱碱性活化晶圆及污染颗粒表面，使晶圆表面与污染颗粒间产生相互排斥，使污染颗粒容易去除，且
氨水溶液与污染颗粒中的部分金属离子能够形成可溶性络合物，达到去除污染颗粒的效果。此外，过氧化氢具有氧化晶圆表面的作用，然后氨水溶液对氧化层进行微刻蚀，去除嵌入晶圆表面的污染颗粒，污染颗粒随氧化层落入清洗液。由于第二颗粒物清洗的过程中晶圆表面的金属浓度受清洗液中金属浓度影响，是一个吸附与脱附动态平衡的过程，清洗液中金属浓度越低，则晶圆表面的金属浓度越低。因此通过第一颗粒物清洗降低晶圆表面的金属浓度，可以改善第二颗粒物清洗的清洗效果，减少清洗后晶圆表面残留的污染颗粒，提高晶圆的良率。
[0033]进一步，所述第一颗粒物清洗采用的清洗液中加入浓度为15％～20％的过氧化氢溶液。适宜浓度的硫酸溶液与过氧化氢溶液配合，可以通过氧化反应本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种晶圆的处理方法，其特征在于，包括：提供化学机械研磨后的晶圆；对所述晶圆进行第一颗粒物清洗，所述第一颗粒物清洗采用的清洗液包括氢氟酸溶液、盐酸溶液、硫酸溶液或柠檬酸溶液；对所述晶圆进行第二颗粒物清洗，所述第二颗粒物清洗采用的清洗液包括氨水溶液和过氧化氢溶液的混合溶液。2.根据权利要求1所述的晶圆的处理方法，其特征在于，所述第一颗粒物清洗的过程中的氢氟酸溶液的浓度为4.5％～5.5％，所述第一颗粒物清洗的过程中的盐酸溶液的浓度为5％～6％，所述第一颗粒物清洗的过程中的硫酸溶液的浓度为5.5％～6.5％，所述第一颗粒物清洗的过程中的过氧化氢溶液的浓度为15％～20％，所述第一颗粒物清洗的过程中的柠檬酸溶液的浓度为20％～50％；优选的，所述第一颗粒物清洗的时间为20秒～30秒；优选的，所述第一颗粒物清洗采用的清洗液的流量为100ml/min～200ml/min。3.根据权利要求1所述的晶圆的处理方法，其特征在于，所述第一颗粒物清洗采用的清洗液中加入浓度为15％～20％的过氧化氢溶液。4.根据权利要求1所述的晶圆的处理方法，其特征在于，所述第二颗粒物清洗的过程中的氨水溶液的浓度为12％～22％，所述第二颗粒物清洗的过程中的过氧化氢溶液的浓度为15％～20％，所述第二颗粒物清洗的过程中的氨水溶液和过氧化氢溶液的体积比为3.5：1～5：1；优选的，所述第二颗粒物清洗的时间为25秒～35秒。5.根据权利要求1所述的晶圆的处理方法，其特征在于，所述第一颗粒物清洗的方式包括旋转刷洗、喷淋或振动清洗中的任意一种或两种以上的组合；所述第二颗粒物清洗的方式包括旋转刷洗、喷淋或振动清洗中的任意一种或两种以上的组合；优选的，所述振动清洗包括兆声波清洗；优选的，所述兆声波清洗的频率为450赫兹～550赫兹。...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳爽，唐强，蒋锡兵，
申请(专利权)人：北京烁科精微电子装备有限公司，
类型：发明
国别省市：