[發(fā)明專利]一種半導體芯片

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910196044.5
• 申請日: 2009-09-22
• 公開（公告）號: CN102024791A
• 公開（公告）日: 2011-04-20
• 發(fā)明（設計）人: 曾明;張辰明;楊要華
• 申請（專利權）人: 無錫華潤上華半導體有限公司;無錫華潤上華科技有限公司
• 主分類號: H01L23/544
• 分類號: H01L23/544
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 王潔

技術領域

本發(fā)明涉及半導體芯片表面的雜質去除，具體涉及化學機械拋光后處于半導體芯片表面量測結構處沉積缺陷顆粒的去除，屬于半導體制造技術領域。

背景技術

在半導體器件的制備過程中，經常會在具有不同物理層的半導體器件表面上先形成凸起或凹陷的結構，再進行平坦化將晶圓表面整平以完成器件結構。在現(xiàn)有技術中，通常使用化學機械拋光(Chemical?Mechanical?Polishing，CMP)工藝整平凸凹不平的晶圓表面。化學機械拋光是集成電路(Integrated?Circuit，IC)向微細化、多層化、薄型化、平坦化工藝發(fā)展的產物，也是晶圓向200mm、300mm乃至更大直徑過渡、提高生產效率、降低制造成本及襯底全局平坦化必備的工藝技術。化學機械拋光技術使用含有致密的拋光顆粒(例如二氧化硅顆粒、氧化鋁顆粒等)的溶液進行，在CMP工藝之后，這些拋光顆粒成為缺陷微粒，必須從晶圓表面完全除去以保持器件性能的可靠性和生產線的清潔度。

在現(xiàn)有技術中，常用的去除化學機械拋光后晶圓表面殘留的缺陷微粒的方法是采用化學清洗溶液以及去離子水進行清洗，或者再結合刷洗工藝，以去除粘附在晶圓表面或沉積在溝槽處的殘留缺陷微粒。

中國專利CN1278362提供了一種化學機械拋光之后清潔處理半導體襯底的方法，先用刷子進行刷洗，然后混合去離子水、有機酸和氟化物形成的PH值小于7的溶液進行清洗。但是，在0.18μm以下的半導體制程中，特別是0.13μm和90nm的半導體制程中，由于器件的尺寸更小，致密度越來越高，溝槽結構深寬比增大且溝槽結構的側壁為直上直下的垂直結構，化學機械拋光過程中殘留的缺陷微粒更加容易吸附在器件之間以及溝槽側壁，采用該專利提供的技術方案也不易清除。

為了更進一步的清除化學機械拋光過程中殘留在晶圓表面溝槽中的雜質顆粒，現(xiàn)有技術中，還提供了超聲清洗、采用特殊的清洗劑進行清洗等方法，這些方法都需要進行多次反復清洗，相對成本較高，效率較低，且由于缺陷顆粒是在研磨過程中被填充的，缺陷顆粒與晶圓表面，特別是溝槽側壁結合緊密，而溝槽側壁為與底面垂直的結構，沉積的缺陷顆粒具有較高的清洗難度，即使可通過超聲波等技術將缺陷顆粒震松，但要把缺陷顆粒從豎直方向清洗出來仍需要克服很大阻力，較難將缺陷顆粒清洗出來。

晶圓表面溝槽內沉積的缺陷顆粒一方面會對器件性能產生一定影響，另一方面，沉積在對準標記或其他量測結構溝槽內的缺陷顆粒，會嚴重影響到后續(xù)工藝中的光刻對準、相關量測等技術的準確性，從而對器件的制備、器件結構的尺寸精度以及最終性能產生致命影響。

發(fā)明內容

本發(fā)明要解決的技術問題是，更加有效的去除在化學機械拋光過程中殘留在半導體襯底表面，特別是光刻對準結構等用于量測的結構附近的殘留缺陷顆粒，使后續(xù)的光刻等需要量測進行輔助的工藝得以順利進行。

為解決上述技術問題，本發(fā)明提供的半導體芯片包括至少一物理層，其中，在需要進行化學機械拋光的物理層具有量測結構，該量測結構為光刻對準結構。

根據(jù)本發(fā)明提供的半導體芯片，其中，該量測結構為凹陷的溝槽結構，且凹陷的溝槽結構側壁傾斜，其剖面形狀為梯形。該凹陷的溝槽結構側壁與底部之間的夾角為鈍角，該鈍角的范圍為120°～145°，且該凹陷的溝槽結構預部線寬與底部線寬的比例不大于2∶1。

根據(jù)本發(fā)明提供的半導體芯片，其中，該量測結構為凸起的塊狀結構，且凸起的塊狀結構側壁傾斜，其剖面形狀為梯形。該凸起的塊狀結構側壁與底部之間的夾角為銳角，該銳角的范圍為45°～60°，且凸起的塊狀結構頂部線寬與底部線寬的比例不小于1∶2。

作為較佳技術方案，該半導體芯片中的量測結構采用凹陷的溝槽結構，通常為用作光刻對準或標定曝光條件等的量測結構。