專(zhuān)利名稱(chēng)：一種半導(dǎo)體芯片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體芯片表面的雜質(zhì)去除，具體涉及化學(xué)機(jī)械拋光后處于半導(dǎo)體 芯片表面量測(cè)結(jié)構(gòu)處沉積缺陷顆粒的去除，屬于半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體器件的制備過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)在具有不同物理層的半導(dǎo)體器件表面上先 形成凸起或凹陷的結(jié)構(gòu)，再進(jìn)行平坦化將晶圓表面整平以完成器件結(jié)構(gòu)。在現(xiàn)有技術(shù) 中，通常使用化學(xué)機(jī)械拋光(Chemical Mechanical Polishing，CMP)工藝整平凸凹不平的 晶圓表面。化學(xué)機(jī)械拋光是集成電路(Integrated Circuit，IC)向微細(xì)化、多層化、薄型化、平坦化工藝發(fā)展的產(chǎn)物，也是晶圓向200mm、300mm乃至更大直徑過(guò)渡、提高生產(chǎn) 效率、降低制造成本及襯底全局平坦化必備的工藝技術(shù)?；瘜W(xué)機(jī)械拋光技術(shù)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(jìn)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(chǎn)線(xiàn) 的清潔度。
在現(xiàn)有技術(shù)中，常用的去除化學(xué)機(jī)械拋光后晶圓表面殘留的缺陷微粒的方法是 采用化學(xué)清洗溶液以及去離子水進(jìn)行清洗，或者再結(jié)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(guó)專(zhuān)利CN1278362提供了一種化學(xué)機(jī)械拋光之后清潔處理半導(dǎo)體襯底的方 法，先用刷子進(jìn)行刷洗，然后混合去離子水、有機(jī)酸和氟化物形成的PH值小于7的溶液 進(jìn)行清洗。但是，在0.18 μ m以下的半導(dǎo)體制程中，特別是0.13 4 111和9011111的半導(dǎo)體 制程中，由于器件的尺寸更小，致密度越來(lái)越高，溝槽結(jié)構(gòu)深寬比增大且溝槽結(jié)構(gòu)的側(cè) 壁為直上直下的垂直結(jié)構(gòu)，化學(xué)機(jī)械拋光過(guò)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(cè)壁，采用該專(zhuān)利提供的技術(shù)方案也不易清除。
為了更進(jìn)一步的清除化學(xué)機(jī)械拋光過(guò)程中殘留在晶圓表面溝槽中的雜質(zhì)顆粒， 現(xiàn)有技術(shù)中，還提供了超聲清洗、采用特殊的清洗劑進(jìn)行清洗等方法，這些方法都需要 進(jìn)行多次反復(fù)清洗，相對(duì)成本較高，效率較低，且由于缺陷顆粒是在研磨過(guò)程中被填充 的，缺陷顆粒與晶圓表面，特別是溝槽側(cè)壁結(jié)合緊密，而溝槽側(cè)壁為與底面垂直的結(jié) 構(gòu)，沉積的缺陷顆粒具有較高的清洗難度，即使可通過(guò)超聲波等技術(shù)將缺陷顆粒震松， 但要把缺陷顆粒從豎直方向清洗出來(lái)仍需要克服很大阻力，較難將缺陷顆粒清洗出來(lái)。
晶圓表面溝槽內(nèi)沉積的缺陷顆粒一方面會(huì)對(duì)器件性能產(chǎn)生一定影響，另一方 面，沉積在對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記或其他量測(cè)結(jié)構(gòu)溝槽內(nèi)的缺陷顆粒，會(huì)嚴(yán)重影響到后續(xù)工藝中的光 刻對(duì)準(zhǔn)、相關(guān)量測(cè)等技術(shù)的準(zhǔn)確性，從而對(duì)器件的制備、器件結(jié)構(gòu)的尺寸精度以及最終 性能產(chǎn)生致命影響。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是，更加有效的去除在化學(xué)機(jī)械拋光過(guò)程中殘留在半3導(dǎo)體襯底表面，特別是光刻對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)等用于量測(cè)的結(jié)構(gòu)附近的殘留缺陷顆粒，使后續(xù)的 光刻等需要量測(cè)進(jìn)行輔助的工藝得以順利進(jìn)行。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的半導(dǎo)體芯片包括至少一物理層，其中，在 需要進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光的物理層具有量測(cè)結(jié)構(gòu)，該量測(cè)結(jié)構(gòu)為光刻對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)。
根據(jù)本發(fā)明提供的半導(dǎo)體芯片，其中，該量測(cè)結(jié)構(gòu)為凹陷的溝槽結(jié)構(gòu)，且凹陷 的溝槽結(jié)構(gòu)側(cè)壁傾斜，其剖面形狀為梯形。該凹陷的溝槽結(jié)構(gòu)側(cè)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(jié)構(gòu)預(yù)部線(xiàn)寬與底部線(xiàn)寬的比例 不大于2 1。
根據(jù)本發(fā)明提供的半導(dǎo)體芯片，其中，該量測(cè)結(jié)構(gòu)為凸起的塊狀結(jié)構(gòu)，且凸起 的塊狀結(jié)構(gòu)側(cè)壁傾斜，其剖面形狀為梯形。該凸起的塊狀結(jié)構(gòu)側(cè)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(jié)構(gòu)頂部線(xiàn)寬與底部線(xiàn)寬的比例不小 于 1 2。
作為較佳技術(shù)方案，該半導(dǎo)體芯片中的量測(cè)結(jié)構(gòu)采用凹陷的溝槽結(jié)構(gòu)，通常為 用作光刻對(duì)準(zhǔn)或標(biāo)定曝光條件等的量測(cè)結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的技術(shù)效果是，通過(guò)將具有不同物理層的半導(dǎo)體芯片上需要進(jìn)行化學(xué)拋 光的物理層上的量測(cè)結(jié)構(gòu)側(cè)壁設(shè)置為傾斜狀，使其剖面為底角在一定范圍內(nèi)的梯形，由 于量測(cè)結(jié)構(gòu)側(cè)壁傾斜，化學(xué)機(jī)械拋光過(guò)程中殘留的缺陷顆粒在豎直方向受到的阻力較 小，部分缺陷顆粒可在化學(xué)機(jī)械拋光過(guò)程中隨液體拋光液沖走，可在一定程度上降低化 學(xué)機(jī)械拋光過(guò)程中缺陷顆粒在量測(cè)結(jié)構(gòu)側(cè)壁處的沉積量，并在清洗過(guò)程中，使得清洗劑 更容易進(jìn)入到側(cè)壁缺陷顆粒沉積處發(fā)揮作用，且在該結(jié)構(gòu)清洗過(guò)程中，由于量測(cè)結(jié)構(gòu)側(cè) 壁傾斜，缺陷顆粒在豎直方向受到的阻力較小，對(duì)于已經(jīng)被超聲震松的缺陷顆粒，可以 很容易的順著傾斜的側(cè)壁被水流帶走或用毛刷刷走，無(wú)需增加任何工藝成本，即可有效 提高晶圓表面清洗的質(zhì)量，徹底清除化學(xué)機(jī)械拋光后半導(dǎo)體芯片表面殘留的缺陷顆粒， 提高后續(xù)光刻等需要量測(cè)進(jìn)行輔助的工藝精度，從而使器件結(jié)構(gòu)的尺寸精度及器件性能 得到更好的保障。


圖1為本發(fā)明提供的半導(dǎo)體芯片第一具體實(shí)施方式
俯視結(jié)構(gòu)圖2為本發(fā)明提供的半導(dǎo)體芯片第一具體實(shí)施方式
剖面結(jié)構(gòu)圖3為本發(fā)明提供的半導(dǎo)體芯片第二具體實(shí)施方式
俯視結(jié)構(gòu)圖4為本發(fā)明提供的半導(dǎo)體芯片第二具體實(shí)施方式
剖面結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一 步的詳細(xì)描述。
圖1為本發(fā)明提供的半導(dǎo)體芯片第一具體實(shí)施方式
俯視結(jié)構(gòu)圖。
如圖1所示，本具體實(shí)施方式
提供的半導(dǎo)體芯片100包括至少一物理層，其中， 物理層110為需要進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光的物理層。在需要進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光的物理層110 上，具有量測(cè)結(jié)構(gòu)101，該量測(cè)結(jié)構(gòu)101為光刻對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，且量測(cè)結(jié)構(gòu)101為直線(xiàn)型組合結(jié)構(gòu)，呈凹陷的溝槽結(jié)構(gòu)。
圖2為本具體實(shí)施方式
提供的半導(dǎo)體芯片100需要進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光的物理層 110沿直線(xiàn)102縱切的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
如圖2所示，化學(xué)機(jī)械拋光后，位于物理層110表面的量測(cè)結(jié)構(gòu)101內(nèi)，特別 是在靠近量測(cè)結(jié)構(gòu)101側(cè)壁210的位置，有大量沉積的缺陷顆粒201，且沉積的缺陷顆粒 201與量測(cè)結(jié)構(gòu)101的側(cè)壁210問(wèn)具有較強(qiáng)的粘附力。該量測(cè)結(jié)構(gòu)101的剖面為梯形， 側(cè)壁210呈傾斜狀，量測(cè)結(jié)構(gòu)101側(cè)壁210與量測(cè)結(jié)構(gòu)101底部220的夾角9工為鈍角， 該鈍角的角度范圍為120° 145°，且量測(cè)結(jié)構(gòu)101頂部230線(xiàn)寬與量測(cè)結(jié)構(gòu)101底部 220 線(xiàn)寬比例 D1 D2<2 1。
作為較佳實(shí)施方案，在本具體實(shí)施方式
中，量測(cè)結(jié)構(gòu)101為光刻對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，量 測(cè)結(jié)構(gòu)101側(cè)壁210與量測(cè)結(jié)構(gòu)101底部220的夾角Q1SUCT，量測(cè)結(jié)構(gòu)101頂部230 線(xiàn)寬與量測(cè)結(jié)構(gòu)101底部220線(xiàn)寬的比例D1 D2 = 2 1。
相比較垂直側(cè)壁的量測(cè)結(jié)構(gòu)而言，將量測(cè)結(jié)構(gòu)101的側(cè)壁210設(shè)置為與其底部 220呈一定鈍角的傾斜結(jié)構(gòu)，使化學(xué)機(jī)械拋光過(guò)程中殘留的缺陷顆粒在垂直方向受到的阻 力較小，部分缺陷顆?？稍诨瘜W(xué)機(jī)械拋光過(guò)程中隨液體拋光液沖走，降低了化學(xué)機(jī)械拋 光過(guò)程中缺陷顆粒在量測(cè)結(jié)構(gòu)101的側(cè)壁210處的沉積量，并使得清洗劑更容易進(jìn)入到側(cè) 壁缺陷顆粒沉積處發(fā)揮作用，且在清洗過(guò)程中，由于量測(cè)結(jié)構(gòu)101的側(cè)壁210傾斜，缺陷 顆粒在豎直方向受到的阻力較小，對(duì)于已經(jīng)被超聲震松的缺陷顆粒，可以很容易的順著 傾斜的側(cè)壁210被水流帶走或用毛刷刷走，從而徹底清除化學(xué)機(jī)械拋光后半導(dǎo)體芯片表 面殘留的缺陷顆粒，提高后續(xù)光刻等需要量測(cè)進(jìn)行輔助的工藝精度，使器件結(jié)構(gòu)的尺寸 精度及器件性能得到更好的保障。
作為另一實(shí)施方案，結(jié)合附圖提供第二具體實(shí)施方式
。
圖3為本發(fā)明提供的半導(dǎo)體芯片第二具體實(shí)施方式
俯視結(jié)構(gòu)圖。
如圖3所示，本具體實(shí)施方式
提供的半導(dǎo)體芯片300包括至少一物理層，其中， 物理層310為需要進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光的物理層。在需要進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光的物理層310 上，具有量測(cè)結(jié)構(gòu)301，該量測(cè)結(jié)構(gòu)301為光刻對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，且量測(cè)結(jié)構(gòu)301為直線(xiàn)型組合 結(jié)構(gòu)，呈凸起的長(zhǎng)方形塊狀結(jié)構(gòu)。
圖4為本具體實(shí)施方式
提供的半導(dǎo)體芯片300需要進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光的物理層 310沿直線(xiàn)302縱切的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
如圖4所示，化學(xué)機(jī)械拋光后，位于物理層310表面的量測(cè)結(jié)構(gòu)301兩側(cè)，特別 是在靠近量測(cè)結(jié)構(gòu)301側(cè)壁410的位置，有大量沉積的缺陷顆粒401，且沉積的缺陷顆粒 401與量測(cè)結(jié)構(gòu)301的側(cè)壁410間具有較強(qiáng)的粘附力。該量測(cè)結(jié)構(gòu)301的剖面為梯形，側(cè) 壁410呈傾斜狀，量測(cè)結(jié)構(gòu)301側(cè)壁410與量測(cè)結(jié)構(gòu)底部420的夾角92為銳角，該銳角 的角度范圍為45° 60°，且量測(cè)結(jié)構(gòu)301頂部430線(xiàn)寬與量測(cè)結(jié)構(gòu)301底部420線(xiàn)寬 比例 D3 D4>1 2。
作為較佳實(shí)施方案，在本具體實(shí)施方式
中，量測(cè)結(jié)構(gòu)101為光刻對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，量 測(cè)結(jié)構(gòu)301側(cè)壁410與量測(cè)結(jié)構(gòu)301底部420的夾角θ 2為60°，量測(cè)結(jié)構(gòu)301頂部430 線(xiàn)寬與量測(cè)結(jié)構(gòu)301底部420線(xiàn)寬的比例D3 D4 = 1 2。
相比較垂直側(cè)壁的量測(cè)結(jié)構(gòu)而言，將量測(cè)結(jié)構(gòu)301的側(cè)壁410設(shè)置為與其底部420呈一定銳角的傾斜結(jié)構(gòu)，使化學(xué)機(jī)械拋光過(guò)程中殘留的缺陷顆粒在垂直方向受到的阻 力較小，部分缺陷顆?？稍诨瘜W(xué)機(jī)械拋光過(guò)程中隨液體拋光液沖走，降低了化學(xué)機(jī)械拋 光過(guò)程中缺陷顆粒在量測(cè)結(jié)構(gòu)301的側(cè)壁410處的沉積量，并使得清洗劑更容易進(jìn)入到側(cè) 壁缺陷顆粒沉積處發(fā)揮作用，且在清洗過(guò)程中，由于量測(cè)結(jié)構(gòu)301的側(cè)壁410傾斜，缺陷 顆粒在豎直方向受到的阻力較小，對(duì)于已經(jīng)被超聲震松的缺陷顆粒，可以很容易的順著 傾斜的側(cè)壁410被水流帶走或用毛刷刷走，從而徹底清除化學(xué)機(jī)械拋光后半導(dǎo)體芯片表 面殘留的缺陷顆粒，提高后續(xù)光刻等需要量測(cè)進(jìn)行輔助的工藝精度，使器件結(jié)構(gòu)的尺寸 精度及器件性能得到更好的保障。
在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下還可以構(gòu)成許多有很大差別的實(shí)施例。 應(yīng)當(dāng)理解，除了如所附的權(quán)利要求所限定的，本發(fā)明不限于在說(shuō)明書(shū)中所述的具體實(shí)施 例。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體芯片，其包括至少一物理層，其特征在于，在需要進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光 的物理層具有量測(cè)結(jié)構(gòu)，所述量測(cè)結(jié)構(gòu)為凹陷的溝槽結(jié)構(gòu)，且量測(cè)結(jié)構(gòu)側(cè)壁傾斜，其剖 面形狀為梯形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體芯片，其特征在于，所述量測(cè)結(jié)構(gòu)為光刻對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體芯片，其特征在于，所述凹陷的溝槽結(jié)構(gòu)側(cè)壁與底部 之間的夾角為鈍角。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體芯片，其特征在于，所述夾角的范圍為120° 145°。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體芯片，其特征在于，所述凹陷的溝槽結(jié)構(gòu)頂部線(xiàn)寬與 底部線(xiàn)寬的比例不大于2 1。
6.—種半導(dǎo)體芯片，其包括至少一物理層，其特征在于，在需要進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光 的物理層具有量測(cè)結(jié)構(gòu)，所述量測(cè)結(jié)構(gòu)為凸起的塊狀結(jié)構(gòu)，且量測(cè)結(jié)構(gòu)側(cè)壁傾斜，其剖 面形狀為梯形。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體芯片，其特征在于，所述量測(cè)結(jié)構(gòu)為光刻對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體芯片，其特征在于，所述凸起的塊狀結(jié)構(gòu)側(cè)壁與底部 之間的夾角為銳角。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體芯片，其特征在于，所述夾角的范圍為45° 60° 。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體芯片，其特征在于，所述凸起的塊狀結(jié)構(gòu)頂部線(xiàn)寬 與底部線(xiàn)寬的比例不小于1 2。
全文摘要
一種半導(dǎo)體芯片，包含至少一物理層，通過(guò)將位于需要進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光的物理層表面的量測(cè)結(jié)構(gòu)側(cè)壁制備成傾斜狀，使其剖面呈梯形，來(lái)降低化學(xué)機(jī)械拋光過(guò)程中缺陷顆粒在側(cè)壁處的沉積量和清洗難度。傾斜側(cè)壁的引入，使得清洗劑更容易進(jìn)入到側(cè)壁缺陷顆粒沉積處發(fā)揮作用，且在清洗過(guò)程中缺陷顆粒受到豎直方向阻力較小，可更容易的順著傾斜的側(cè)壁被水流帶走或用毛刷刷走。該結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單便利，不提高任何工藝從本，有效提高了晶圓表面清洗的質(zhì)量，徹底清除化學(xué)機(jī)械拋光殘留的缺陷顆粒，提高后續(xù)光刻等工藝的精度，使器件結(jié)構(gòu)的尺寸精度及器件性能均得到更好的保障。
文檔編號(hào)H01L23/544GK102024791SQ20091019604
公開(kāi)日2011年4月20日 申請(qǐng)日期2009年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月22日
發(fā)明者張辰明, 曾明, 楊要華 申請(qǐng)人:無(wú)錫華潤(rùn)上華半導(dǎo)體有限公司, 無(wú)錫華潤(rùn)上華科技有限公司