[發明專利]晶圓清洗液、化學機械研磨后清洗方法及晶圓

在審

• 申請號: 201811079529.1
• 申請日: 2018-09-17
• 公開（公告）號: CN110900455A
• 公開（公告）日: 2020-03-24
• 發明（設計）人: 席濤
• 申請（專利權）人: 長鑫存儲技術有限公司
• 主分類號: B24B55/00
• 分類號: B24B55/00;C11D1/22;C11D3/02
• 代理公司: 北京律智知識產權代理有限公司 11438
• 代理人: 董天寶;于寶慶

本發明提供一種晶圓清洗液、化學機械研磨后清洗方法及晶圓，所述晶圓清洗液含有陰離子表面活性劑，所述陰離子表面活性劑占所述晶圓清洗液的質量百分比為0.4％～0.6％。本發明通過在化學機械研磨后清洗中，加入特定的含有陰離子表面活性劑的晶圓清洗液，能夠有效減少鎢栓塞上的顆粒殘留，降低晶圓缺陷發生的概率，同時有利于提高鎢栓塞的導電能力，增強電性。本發明的化學機械研磨后清洗方法工藝簡單，能夠大大降低晶圓后期清洗的成本，與現有后清洗工藝相比，具有成本低，晶圓產品良率高的優勢。

技術領域

本發明涉及半導體制造領域，特別是涉及一種晶圓清洗液、化學機械研磨后清洗方法及晶圓。

背景技術

隨著半導體技術的發展，集成電路芯片的集成度規模不斷提高，兩層以上的多層金屬互連技術廣泛應用。目前，兩個不同金屬層之間的電連接一般通過栓塞(plug)結構實現。栓塞的形成質量對器件的性能影響很大，如果栓塞的形成質量較差，會使得互連電阻增大，從而影響器件的性能。金屬鎢具有優良的臺階覆蓋率(step coverage)和填充性，是栓塞的優選材料。

在現有的半導體制造工藝中，需要在形成鎢栓塞時對多余的鎢層進行平坦化處理，一般采用化學機械研磨(Chemical Mechanical Polishing，CMP)工藝，其研磨過程通常包括在酸性條件(pH為2～3)下將預研磨拋光面的鎢膜上表面氧化成易研磨的鎢氧化物(WO₃/WO₂)，然后在二氧化硅(SiO₂)研磨顆粒(abrasive)的機械研磨作用下去除鎢氧化物，接著對暴露的鎢膜上表面再次進行氧化處理，然后將鎢氧化物研磨去除；上述方法不斷重復循環，直至表面的鎢被完全研磨去除即可。

然而，由于酸性條件下，鎢表面帶負電荷，二氧化硅研磨顆粒帶正電荷，導致二者在進行CMP工藝后會發生靜電吸引作用，吸附很多殘留物(residue)，導致缺陷(defect)產生，進而降低晶圓(wafer)的良率。故CMP之后需要對晶圓表面進行清洗，以減少這些缺陷。

故，亟需一種有效的化學機械研磨后清洗方法以解決上述種種問題，進而提高晶圓良率。

需注意的是，前述背景技術部分公開的信息僅用于加強對本發明的背景理解，因此它可以包括不構成對本領域普通技術人員已知的現有技術的信息。

發明內容

本發明的目的是提供一種晶圓清洗液、化學機械研磨后清洗(Post-CMPCleaning)方法及采用該方法清洗后的晶圓，以解決現有的半導體制造工藝中，鎢栓塞采用化學機械研磨進行平坦化處理后，晶圓缺陷較多的問題。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

本發明提供一種晶圓清洗液，所述晶圓清洗液含有陰離子表面活性劑，所述陰離子表面活性劑占所述晶圓清洗液的質量百分比為0.4％～0.6％。

根據本發明的一個實施方式，所述晶圓清洗液的pH值為4～6。

根據本發明的一個實施方式，所述陰離子表面活性劑選自羧酸鹽、磺酸鹽、硫酸酯鹽和磷酸酯鹽型陰離子表面活性劑中的一種或多種，優選為磺酸鹽型陰離子表面活性劑或硫酸酯鹽型陰離子表面活性劑。

根據本發明的一個實施方式，所述磺酸鹽型陰離子表面活性劑選自烷基苯磺酸鈉和烷基磺酸鈉中的一種或多種；所述硫酸酯鹽型陰離子表面活性劑選自烷基硫酸鹽、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽、甘油脂肪酸酯硫酸鹽、環烷硫酸鈉和脂肪酰氨烷基硫酸鈉中的一種或多種。

本發明還提供一種化學機械研磨后清洗方法，包括：

提供一經鎢化學機械研磨處理后的晶圓表面，所述晶圓表面至少包含一暴露的鎢金屬表面；

加入晶圓清洗液于化學機械研磨墊以對所述晶圓表面進行后清洗處理；

其中，所述晶圓清洗液為上述晶圓清洗液。