[發(fā)明專利]具有多晶硅層的晶圓的處理方法及其系統(tǒng)

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202010016903.4
• 申請日: 2020-01-08
• 公開（公告）號: CN113161223A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李善雄
• 申請（專利權(quán)）人: 夏泰鑫半導(dǎo)體（青島）有限公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;H01L21/306;H01L21/67;B24B7/22;B24B27/00;B24B37/10;B24B37/30;B24B37/34;B24B57/02
• 代理公司: 深圳市賽恩倍吉知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44334
• 代理人: 肖昀

本發(fā)明提供一種用于處理具有多晶硅層的晶圓的方法。該晶圓裝載在處理系統(tǒng)上。該處理系統(tǒng)包括研磨模塊和連接研磨模塊的清潔模塊。研磨模塊包括至少第一研磨盤和第二研磨盤。第一研磨盤和第二研磨盤中的每一個均包括用于研磨晶圓的研磨墊。將研磨漿施加到研磨模塊的第一研磨盤上以進行多晶硅層的平坦化。在平坦化后，通過非離子表面活性劑溶液處理表面多晶硅層，使其表面性質(zhì)改變?yōu)橛H水性。在后CMP清洗工藝中，可以通過氟化氫溶液和SC1溶液輕松去除多晶硅層表面上的有機污染物，而無需額外的硫酸清洗工藝。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總體上涉及一種加工具有多晶硅層的半導(dǎo)體晶圓的方法。更具體地，本發(fā)明涉及通過非離子表面活性劑對半導(dǎo)體晶圓的多晶硅層進行化學(xué)機械研磨(CMP)后處理的方法。

背景技術(shù)

化學(xué)機械研磨或化學(xué)機械平坦化(Chemical Mechanical Polishing，簡稱CMP)是通過在溫度、壓力和化學(xué)成分的受控條件下將半導(dǎo)體晶圓保持在固定環(huán)中抵靠旋轉(zhuǎn)研磨表面或以其他方式相對于研磨表面移動晶圓來完成的。研磨表面可以是由相對柔軟和多孔的材料例如吹制聚氨酯形成的平面襯墊，用化學(xué)反應(yīng)性和研磨性含水漿料潤濕。可以是酸性或堿性的水性漿料通常包括研磨顆粒、反應(yīng)性化學(xué)劑(例如過渡金屬螯合鹽或氧化劑)和助劑(例如溶劑、緩沖劑和鈍化劑)。在漿料中，鹽或其他試劑起化學(xué)蝕刻作用，并與磨料顆粒配合研磨墊起機械研磨作用。

多晶硅層通常用作在所需層上形成圖案的硬掩模。多晶硅層具有疏水表面。來自隨后的平坦化過程的有機污染物(例如，研磨墊側(cè)面產(chǎn)品、清洗刷子碎片和漿料的表面活性劑)很可能附著在多晶硅層的表面上。除了在CMP過程之后使用氟化氫(HF)溶液和標(biāo)準(zhǔn)清洗1(Standard Cleaning 1，簡稱SC1)之外，通常需要通過硫酸溶液的額外清洗過程來去除多晶硅層表面的污染物，以防止缺陷。

因此，仍然需要提供一種研磨和清洗多晶硅層的方法以克服上述問題。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述內(nèi)容，本發(fā)明的目的是提供一種處理具有多晶硅層的晶圓的方法及其系統(tǒng)。本發(fā)明使用非離子表面活性劑溶液來將多晶硅層的表面性質(zhì)從疏水性改變?yōu)橛H水性。因此，在CMP后清洗工藝中，可以通過氟化氫溶液和SC1溶液容易地去除多晶硅層表面上的有機污染物，而無需額外的硫酸清洗工藝。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一實施例提供了一種處理具有多晶硅層的晶圓的方法。該方法包括步驟S401至S407。在步驟S401中，將晶圓裝載在處理系統(tǒng)上。該處理系統(tǒng)包括研磨模塊和連接研磨模塊的清洗模塊。研磨模塊至少包括第一研磨盤和第二研磨盤。第一研磨盤和第二研磨盤中的每一個均包括用于研磨晶圓的研磨墊。在步驟S402中，將研磨漿施加到研磨模塊的第一研磨盤上。在步驟S403中，在第一研磨盤的研磨墊上通過研磨漿料平坦化晶圓的多晶硅層。在步驟S404中，將表面活性劑溶液添加到第二研磨盤的研磨墊上。在步驟S405中，通過表面活性劑溶液在第二研磨盤的研磨墊上處理襯底的多晶硅層。在步驟S406中，將晶圓從研磨模塊移動到清洗模塊。在步驟S407中，在清洗模塊中清洗晶圓的多晶硅層。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的另一個實施例提供了一種用于處理具有多晶硅層的晶圓的處理系統(tǒng)。該處理系統(tǒng)包括研磨模塊，清洗模塊以及設(shè)置在研磨模塊和清洗模塊之間的轉(zhuǎn)移區(qū)域。研磨模塊至少包括第一研磨盤和第二研磨盤。第一研磨盤包括第一噴嘴，該第一噴嘴被配置為提供用于平坦化晶圓的多晶硅層的研磨漿。第二研磨盤包括第二噴嘴，該第二噴嘴被配置為提供用于處理多晶硅層的表面活性劑溶液。清洗模塊連接至研磨模塊以清洗晶圓。傳送區(qū)域包括在研磨模塊和清洗模塊之間傳送晶圓的機械手。

如上所述，本發(fā)明的實施例的方法和處理系統(tǒng)使用非離子表面活性劑溶液將多晶硅層的表面性質(zhì)從疏水性變?yōu)橛H水性。因此，在CMP后清洗工藝中，可以通過氟化氫溶液和SC1溶液輕松地去除多晶硅層表面上的有機污染物，而無需額外的硫酸清洗工藝。

附圖說明

現(xiàn)在將參考附圖僅通過示例的方式描述本專利技術(shù)的實現(xiàn)。