[發明專利]防止晶圓表面氧化層研磨厚度不均的方法

無效

• 申請號: 200710037155.2
• 申請日: 2007-02-06
• 公開（公告）號: CN101239449A
• 公開（公告）日: 2008-08-13
• 發明（設計）人: 張春磊;張守龍;邵群;林保璋;邱柏誠
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: B24B29/00
• 分類號: B24B29/00;H01L21/304
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司
• 代理人: 王潔

技術領域

本發明涉及化學機械研磨工藝，尤其涉及一種防止晶圓表面氧化膜研磨厚度不均的方法。

背景技術

化學機械研磨是半導體器件制造過程中十分重要的一道工序，通過研磨液腐蝕晶圓表面的氧化層及多余的金屬，達到表面平坦化的處理效果。圖1為淺溝槽隔離(Shallow?Trench?Isolation，STI)研磨過程的示意圖，圖中，待研磨的晶圓表面具有不平整的氧化硅層1，氧化硅層1下方還具有氮化硅層2，如狀態a所示。于STI研磨過程中，首先使氧化硅層1平坦化，如狀態b所示，接著，再繼續研磨直到露出氮化硅層2為止，如狀態c所示。

然而，在實際的STI研磨過程中，發現晶圓表面氧化層研磨厚度不均的問題比較顯著，尤其在晶圓每個單元的角上。從顯微鏡下能看到明顯的色度不均及過渡磨損的跡象，這類缺陷從一定程度上影響了產品的良率。究其原因，主要是由于反復使用研磨墊，導致研磨墊上研磨液的殘留物不斷增加，從而在后續的研磨過程中，相當于增加了研磨液的濃度，使局部研磨厚度超出預定的標準值。

發明內容

本發明的目的在于提供一種防止晶圓表面氧化層研磨厚度不均的方法，以減少晶圓表面色度不均、邊緣過渡磨損等缺陷的產生，從而提高產品的良率。

為了達到上述的目的，本發明提供一種防止晶圓表面氧化層研磨厚度不均的方法，所述方法在兩片晶圓的研磨間隙，執行一研磨墊沖洗步驟，且沖洗時間大于10秒。

在上述的防止晶圓表面氧化層研磨厚度不均的方法中，所述的沖洗時間介于10～30秒，進一步地，還可將沖洗時間控制在10～20秒之間。

在上述的防止晶圓表面氧化層研磨厚度不均的方法中，所述的研磨墊沖洗步驟采用高壓水柱沖洗。

本發明的防止晶圓表面氧化層研磨厚度不均的方法，通過在兩片晶圓的研磨間隙執行一研磨墊沖洗步驟，以去除研磨墊上殘留的研磨液，從而避免在后續的研磨過程中因研磨液濃度過高而導致晶圓表面研磨厚度不均。

附圖說明

通過以下實施例并結合其附圖的描述，可以進一步理解其發明的目的、具體結構特征和優點。其中，附圖為：

圖1為淺溝槽隔離研磨過程的示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的防止晶圓表面氧化層研磨厚度不均的方法作進一步的詳細描述。

本發明的方法主要是在兩片晶圓的研磨間隙，即完成一片晶圓的研磨且還未開始另一片晶圓的研磨時，執行一研磨墊沖洗步驟，以去除研磨墊上研磨液的殘留。該沖洗步驟采用高壓水柱(HPR)沖洗，沖洗時間大于10秒。考慮到實際的操作性及工作效率，沖洗時間不可能設為無限大，在一般情況下，只要保證沖洗時間介于10～30秒即可，較佳地，還可將沖洗時間縮短為10～20秒。

表1顯示了研磨墊沖洗時間t和晶圓研磨后表面缺陷顆粒數q的關系。從表1中可以看出，當沖洗時間t為5秒時，使用沖洗后的研磨墊研磨下一片晶圓，在晶圓表面將產生大于100顆的缺陷，無法滿足工藝要求；而當沖洗時間t大于10秒時，則可將缺陷數量q控制在20顆以下，有效降低了晶圓表面色度不均、邊緣過渡磨損等缺陷的產生，提高了產品的良率。

表1

?沖洗時間t??5秒??10秒??20秒??30秒??60秒?缺陷顆粒數q??＞100顆??＜20顆??＜20顆??＜20顆??＜20顆