一種改善晶圓粗糙度的方法技術

本發明專利技術揭示了一種改善晶圓粗糙度的方法，包括：預濕潤步驟；電化學拋光步驟；電鍍步驟；以及干燥步驟；其中，電鍍步驟中向晶圓表面電鍍的金屬層厚度不超過15nm。本發明專利技術提供的方法能夠去除晶圓表面的金屬層且不會損傷晶圓；同時還能夠改善晶圓表面的粗糙度，使晶圓更加光潔。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及半導體生產和加工領域，更具體地說，涉及一種改善晶圓粗糙度的方法。
技術介紹
無應力電化學拋光工藝能夠去除晶圓表面的金屬層，相較于化學機械研磨工藝具有諸多優點，不容易損傷晶圓。圖1揭示了現有的無應力電化學拋光工藝所涉及的裝置及原理。其中的裝置包括晶圓夾具101、噴頭103以及電源104。晶圓夾具101用于夾持晶圓102并帶動晶圓102旋轉，噴頭103向晶圓102表面噴射拋光液105，且噴頭103能夠相對于晶圓102的圓心平移。拋光過程中，噴頭103接電源104的負極，晶圓102接電源的正極，電源104、噴頭103、拋光液105以及晶圓102之間構成閉合回路產生電流。根據電化學反應的原理，晶圓102表面的金屬層(通常是Cu)將失去電子進入溶液，從而達到去除金屬層的目的。現有的無應力電化學拋光工藝主要包括拋光步驟和干燥步驟，而不含電鍍步驟。即拋光完成后由于金屬層被去除，不再發生電化學反應，因而直接對晶圓102進行干燥，結束整個工藝。采用現有的無應力電化學拋光工藝雖然能夠去除金屬層，但工藝結束后，晶圓102表面不夠光潔，粗糙度很高。
技術實現思路
本專利技術揭示了一種方法，能夠在無應力電化學拋光工藝中改善晶圓的粗糙度。為實現上述目的，本專利技術提供了如下技術方案：一種改善晶圓粗糙度的方法，包括：預濕潤步驟；電化學拋光步驟；電鍍步驟；以及干燥步驟。進一步地，電鍍步驟中向晶圓表面電鍍的金屬層厚度不超過15nm。進一步地，電化學拋光步驟中，噴頭向晶圓噴射拋光液，噴頭接負極，晶圓接正極。進一步地，電鍍步驟中，噴頭向晶圓噴射拋光液，噴頭接正極，晶圓接負極。進一步地，晶圓旋轉，噴頭相對于晶圓沿晶圓的徑向平移。進一步地，電鍍步驟中，電鍍的金屬層厚度通過調節晶圓的轉速和噴頭的移速加以控制。進一步地，預濕潤步驟中，噴頭向晶圓噴射拋光液，噴頭或晶圓不接電極。進一步地，干燥步驟中，噴頭停止向晶圓噴射拋光液，晶圓高速旋轉以甩去晶圓表面殘留的拋光液。本專利技術揭示了一種改善晶圓粗糙度的方法，該方法不僅保留了無應力電化學拋光工藝不容易損傷晶圓的優點，還能夠改善晶圓表面的粗糙度，使拋光所得的晶圓更加光潔。附圖說明圖1揭示了現有技術中無應力電化學拋光工藝中裝置的結構示意圖；圖2揭示了本專利技術具體實施例的流程圖；圖3揭示了本專利技術具體實施例中預濕潤步驟的示意圖；圖4揭示了本專利技術具體實施例中電化學拋光步驟的示意圖；圖5揭示了本專利技術具體實施例中電鍍步驟的示意圖；圖6揭示了本專利技術具體實施例中干燥步驟的示意圖。具體實施方式結合附圖及接下來的詳細描述，本專利技術將更容易理解：圖2-圖6揭示了本專利技術的具體實施例。其中，圖2揭示了本專利技術具體實施例的流程圖，即一種改善晶圓粗糙度的方法，包括：預濕潤步驟201；電化學拋光步驟202；電鍍步驟203；以及干燥步驟204。其中，電鍍步驟203中向晶圓302表面電鍍的金屬層厚度不超過15nm。晶圓302在接受過電化學拋光處理后，所獲得的晶圓表面的粗糙度較高，不是很光潔。為了克服這一缺陷，本專利技術在拋光結束增加了一道電鍍工藝，在晶圓302的表面重新電鍍了少量金屬，從而改善了晶圓302表面的粗糙度，使晶圓302光潔明亮。同時，由于電鍍的金屬層厚度非常薄，不超過15nm，這樣稀薄的金屬層不會對晶圓302的性能以及后續工藝產生不良影響，因而能夠被允許。電鍍的金屬通常可選用銅。圖3揭示了本專利技術具體實施例的預濕潤步驟201。電化學拋光之前對晶圓302進行預濕潤，能夠獲得更好的拋光結果。預濕潤過程中，噴頭303向晶圓302表面噴射拋光液305，晶圓302在晶圓夾具301的帶動下旋轉，同時噴頭303相對于晶圓302沿晶圓302的徑向平移，從而對整個晶圓302的表面進行預濕潤。噴頭303可以由晶圓302的中心移動至晶圓302的邊緣，也可以相反地，由晶圓302的邊緣移動至晶圓302的中心。預濕潤步驟201中，不需要進行電化學反應，因而由噴頭303、拋光液305、晶圓302、以及正負極轉換器306所構成的電路斷路。斷路的方式可以為噴頭303不接電極，或者晶圓302不接電極。其中正負極轉換器306與電源304相連，用于改變電路中電極的極性。圖4揭示了本專利技術具體實施例的電化學拋光步驟202。拋光過程中，通過正負極轉換器306的調節，使噴頭303接負極，晶圓302接正極，同時噴頭303向晶圓302噴射拋光液305，從而使電路維持通路。根據電化學反應的原理，晶圓302表面的金屬層將失去電子變成金屬離子進入溶液，從而實現去除晶圓302表面金屬層的目的。晶圓302的旋轉運動以及噴頭303相對的平移運動，則保證了晶圓302的整個表面均得到了拋光，沒有遺漏的區域。圖5揭示了本專利技術具體實施例的電鍍步驟203。電鍍過程中，通過正負極轉換器306改變電極的極性，使噴頭303接至正極，晶圓302接至負極，噴頭303繼續向晶圓302噴射拋光液305，電路仍然維持通路。此時，根據電鍍原理，拋光液中的金屬離子被還原為金屬，電鍍至晶圓302的表面，從而改善晶圓302的粗糙度。由于電鍍的金屬是極微量的，所以電鍍過程需要精確控制，以保證電鍍至晶圓302表面的金屬層厚度不超過15nm。為此，可以通過調節晶圓302的轉速以及噴頭303的移速來實現精確控制。即電鍍過程中，晶圓302高速旋轉，噴頭303則沿著晶圓302的徑向快速平移，噴頭303由晶圓302的圓心運動至邊緣后，或者由晶圓302的邊緣運動至圓心后，迅速使電路斷路，結束電鍍工藝，從而保證電鍍的金屬層厚度不超過15nm。圖6揭示了本專利技術具體實施例的干燥步驟204。結合電化學拋光工藝的裝置，本專利技術采用了甩干的方法對晶圓302進行干燥。甩干過程中，噴頭303不再噴射拋光液305，因而電路斷路。晶圓302高速旋轉，將附著在表面的殘留的拋光液甩去，實現干燥目的。晶圓302甩干后被取下，整個工藝完成。以上實施例旨在示例性的說明本專利技術的原理及功效，并非用于限制本專利技術的技術方案，本領域及相關領域的從業技術人員可在不違背本專利技術的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變，但仍然歸屬于本專利技術的專利技術構思之內。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種改善晶圓粗糙度的方法，其特征在于，包括：預濕潤步驟；電化學拋光步驟；電鍍步驟；以及干燥步驟。

【技術特征摘要】
1.一種改善晶圓粗糙度的方法，其特征在于，包括：預濕潤步驟；電化學拋光步驟；電鍍步驟；以及干燥步驟。2.根據權利要求1所述的改善晶圓粗糙度的方法，其特征在于，所述電鍍步驟中向晶圓表面電鍍的金屬層厚度不超過15nm。3.根據權利要求1所述的改善晶圓粗糙度的方法，其特征在于，所述電化學拋光步驟中，噴頭向晶圓噴射拋光液，所述噴頭接負極，所述晶圓接正極。4.根據權利要求3所述的改善晶圓粗糙度的方法，其特征在于，所述電鍍步驟中，噴頭向晶圓噴射拋光液，所述噴頭接正極，所述晶圓接負極。5.根據權利要求3...

【專利技術屬性】
技術研發人員：代迎偉，金一諾，王堅，王暉，
申請(專利權)人：盛美半導體設備上海有限公司，
類型：發明
國別省市：上海;31