一种监控钨CMP工艺出现的晶边钨残留的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113611625A(43)申请公布日2021.11.05(21)申请号202110877913.1(22)申请日2021.07.30(71)申请人上海华虹宏力半导体制造有限公司地址201203上海市浦东新区张江高科技园区祖冲之路1399号(72)发明人陶仁峰李协吉李儒兴(74)专利代理机构上海思微知识产权代理事务所(普通合伙)31237代理人周耀君(51)Int.Cl.H01L21/66(2006.01)H01L21/306(2006.01)H01L21/67(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图3页(54)发明名称一种监控钨CMP工艺出现的晶边钨残留的方法(57)摘要本发明提供一种监控钨CMP工艺出现的晶圆边缘钨残留的方法，包括以下步骤：提供检测晶圆，在检测晶圆的表面形成氧化物膜层，氧化物膜层覆盖中心区域和边缘区域的表面；对氧化物膜层执行钨CMP工艺，并测试晶圆边缘区域处对氧化物膜层的研磨速率；以及根据检测晶圆边缘氧化层研磨速率来监控钨CMP机台的状态，据此判断产品晶圆是否会在边缘区域存在大量的钨残留。本发明通过上述步骤可以通过在线监控氧化物膜层的研磨速率来替代在线监控钨膜层的研磨速率来监控钨CMP工艺出现的晶边钨残留状况，实现提前预防由于钨残留导致钝化层蚀刻制程出现金属线容易被电流击穿并焦化的问题以及电性测试时出现的“烧针”现象造成的晶圆报废和测试设备的损伤。CN113611625ACN113611625A权利要求书1/1页1.一种监控钨CMP工艺出现的晶边钨残留的方法，其特征在于，包括以下步骤：提供检测晶圆，在所述检测晶圆的表面沉积氧化物膜层，所述氧化物膜层覆盖所述检测晶圆的中心以及所述边缘区域的表面；对氧化物膜层执行钨CMP工艺，并测试晶圆边缘区域处对氧化物膜层的研磨速率；以及根据检测晶圆边缘氧化层研磨速率来监控钨CMP机台的状态，据此判断产品晶圆是否会在边缘区域存在大量的钨残留。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，提供检测晶圆，在所述检测晶圆的表面形成氧化物膜层，所述氧化物膜层均匀覆盖在所述检测晶圆的中心区域的表面以及所述边缘区域的表面，包括：提供所述检测晶圆，所述检测晶圆的表面为平面；在所述检测晶圆的表面形成氧化物膜层，所述氧化物膜层以均匀厚度分布在所述检测晶圆的各位置处。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述检测晶圆为空白晶圆。4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述边缘区域包括与所述检测晶圆的中心点距离为90mm～99mm的区域。5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述氧化物膜层的厚度不小于6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述检测晶圆的氧化物膜层执行化学机械抛光工艺，并监控所述检测晶圆的边缘区域处对所述氧化物膜层的研磨速率，包括：对所述检测晶圆的氧化物膜层执行化学机械抛光工艺，并测试所述检测晶圆与所述检测晶圆圆心距离90mm～99mm区域的研磨速率。7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，以不同的机械作用力对所述检测晶圆的氧化物膜层执行化学机械抛光工艺，并监控所述检测晶圆与所述检测晶圆圆心距离90mm～99mm区域的研磨速率。8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据检测晶圆边缘氧化层研磨速率来监控钨CMP机台的状态，据此判断产品晶圆是否会在边缘区域存在大量的钨残留，包括：根据氧化物膜层的研磨速率，以及所述晶圆边缘的钨残留的状况，得出最终的研磨压力区间并优化研磨工艺；在优化研磨工艺后，根据检测晶圆边缘的氧化物膜层的研磨速率来监控钨CMP机台的状态，据此判断在所述CMP机台执行CMP工艺的产品晶圆的晶圆边缘区域是否存在大量的钨残留的风险。2CN113611625A说明书1/6页一种监控钨CMP工艺出现的晶边钨残留的方法技术领域[0001]本发明涉及半导体制造领域，特别涉及一种监控钨CMP工艺出现的晶边钨残留的方法。背景技术[0002]化学机械抛光(CMP)的研磨过程是化学作用与机械作用的共同结果，其中，化学作用主要由研磨浆(Slurry)提供；而机械作用则与机台施加于研磨头上的压力、Wafer与研磨平台的相对运动、Slurry中的研磨颗粒有关。晶圆在其边缘区域具有晶圆边界曝光(WEE，WaferEdgeExposure)区域和清边(EBR)区域。所述WEE区域及EBR区域相对于晶圆的中心区域呈类似于凹陷状的图形，使得WEE区域及EBR区域在CMP工艺过程中受到的机械力度相对较弱，实际研磨速率相对较低，钨CMP工艺完成后容易在晶边出现钨残留(如图1a所示)。[0003]以AMAT的Mirra_Ontrak(或Mirra_Mesa)机台以及EBARA的F*REX200机台分别进行钨CMP工艺。传统的钨