清洗刷洁净度的测试方法及清洗工艺窗口的设定方法与流程

本发明属于集成电路制造领域，特别涉及一种清洗刷洁净度的测试方法及一种清洗工艺窗口的设定方法。

背景技术：

1、随着半导体制造技术日新月异，cmp(化学机械研磨)成为晶圆制造中实现多金属层和互连线的关键技术，通过化学机械研磨等平坦化工艺，提高各材料层的表面平整度，进而提高后续形成的半导体器件的性能。晶圆经化学机械研磨工艺后，晶圆表面往往会残留研磨液颗粒和研磨副产物等，因此晶圆的清洗成为了一道非常重要且要求较高的工艺。

2、现在主流的化学机械研磨机台基本都自带清洗干燥功能，在晶圆清洗过程中我们会用到清洗刷100对晶圆表面进行接触式清洗，如图1所示。pva(聚乙烯醇树脂)清洗刷是cmp后清洗的重要耗材，但pva清洗刷本身也是晶圆表面颗粒(pd)的来源之一。新的清洗刷的清洁度较差，需要跑足够多的挡片才能使测机结果达到要求。且不同厂家生产出的清洗刷清洁度也不一样，而不同厂商的颗粒清洁度的测试方法也不相同。另外，在cmp工艺中，当研磨停止层(stop layer)有多晶硅薄膜(poly film)暴露时，poly表面在后清洗时容易吸附清洗刷上的小有机颗粒，影响后续工艺生产，所以cmp后清洗工艺对清洗刷洁净度要求较高。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种清洗刷洁净度的测试方法，以筛选出达到生产工艺条件要求的清洗刷，满足cmp后清洗工艺对清洗刷洁净度的要求。

2、为达到上述目的，本发明提供一种一种清洗刷洁净度的测试方法，包括：

3、定义cmp后清洗工艺的清洗参数；

4、在所述清洗参数下，采用待测试的清洗刷对光片进行清洗工艺；

5、根据光片表面的颗粒情况，测试清洗刷洁净度，筛选达到生产工艺条件要求的清洗刷。

6、所述cmp制程中停止层含多晶硅薄膜，所述光片的表面沉积有多晶硅薄膜。

7、在本发明的一种可选地实施例中，所述清洗工艺为dhf清洗工艺。

8、在本发明的一种可选地实施例中，所述清洗参数包括：清洗时间、蚀刻速率或总蚀刻厚度。

9、在本发明的一种可选地实施例中，所述总蚀刻厚度大于多晶硅表面的饱和自然氧化层厚度。

10、在本发明的一种可选地实施例中，待测试的所述清洗刷的材质包括pva。

11、在本发明的一种可选地实施例中，所述光片表面的颗粒情况包括颗粒的数量和分布，采用表面污染分析仪测试所述光片表面的颗粒情况。

12、相应的，本发明还提供一种cmp后清洗工艺窗口的设定方法，，包括：

13、采用上述清洗刷洁净度的测试方法筛选标准清洗刷；

14、采用所述标准清洗刷在不同清洗参数下对光片进行清洗工艺；

15、根据光片表面的颗粒情况确定所述清洗参数的工艺窗口。

16、在本发明的一种可选地实施例中，所述cmp制程中停止层含多晶硅薄膜，所述光片的表面沉积多晶硅薄膜。

17、在本发明的一种可选地实施例中，所述清洗工艺为dhf清洗工艺，所述清洗参数包括：清洗时间、蚀刻速率或总蚀刻厚度。

18、综上，本发明提供一种清洗刷洁净度的测试方法及一种清洗工艺窗口的设定方法，通过定义cmp后清洗工艺的清洗参数，并在该清洗参数下，采用待测试的清洗刷对光片进行清洗工艺，根据光片表面的颗粒情况，测试清洗刷洁净度，以筛选达到生产工艺条件要求的清洗刷；进一步的，用筛选的清洗刷在不同清洗参数下对光片进行清洗工艺，来设定cmp后清洗工艺窗口。本发明在满足cmp后清洗工艺对清洗刷洁净度的要求的同时，又能协助清洗工艺窗口的设定，进而选择适合工艺要求的清洗刷和工艺条件，来达到生产工艺条件与清洗刷的匹配。

技术特征：

1.一种清洗刷洁净度的测试方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的清洗刷洁净度的测试方法，其特征在于，所述cmp制程中停止层含多晶硅薄膜，所述光片的表面沉积有多晶硅薄膜。

3.根据权利要求2所述的清洗刷洁净度的测试方法，其特征在于，所述清洗工艺为dhf清洗工艺。

4.根据权利要求3所述的清洗刷洁净度的测试方法，其特征在于，所述清洗参数包括：清洗时间、蚀刻速率或总蚀刻厚度。

5.根据权利要求4所述的清洗刷洁净度的测试方法，其特征在于，所述总蚀刻厚度大于多晶硅表面的饱和自然氧化层厚度。

6.根据权利要求5所述的清洗刷洁净度的测试方法，其特征在于，待测试的所述清洗刷的材质包括pva。

7.根据权利要求1所述的清洗刷洁净度的测试方法，其特征在于，所述光片表面的颗粒情况包括颗粒的数量和分布，采用表面污染分析仪测试所述光片表面的颗粒情况。

8.一种cmp后清洗工艺窗口的设定方法，其特征在于，包括：

9.根据权利要求8所述的cmp后清洗工艺窗口的设定方法，其特征在于，所述cmp制程中停止层含多晶硅薄膜，所述光片的表面沉积多晶硅薄膜。

10.根据权利要求9所述的清洗刷洁净度的测试方法，其特征在于，所述清洗工艺为dhf清洗工艺，所述清洗参数包括：清洗时间、蚀刻速率或总蚀刻厚度。

技术总结
本发明提供一种清洗刷洁净度的测试方法及一种清洗工艺窗口的设定方法，通过定义CMP后清洗工艺的清洗参数，并在该清洗参数下，采用待测试的清洗刷对光片进行清洗工艺，根据光片表面的颗粒情况，测试清洗刷洁净度，以筛选达到生产工艺条件要求的清洗刷；进一步的，用筛选的清洗刷在不同清洗参数下对光片进行清洗工艺，来设定CMP后清洗工艺窗口。本发明在满足CMP后清洗工艺对清洗刷洁净度的要求的同时，又能协助清洗工艺窗口的设定，进而选择适合工艺要求的清洗刷和工艺条件，来达到生产工艺条件与清洗刷的匹配。

技术研发人员：石强,李儒兴,李协吉
受保护的技术使用者：上海华虹宏力半导体制造有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13