专利名称：一种半导体芯片的制作方法
技术领域：
本发明涉及半导体芯片表面的杂质去除，具体涉及化学机械抛光后处于半导体 芯片表面量测结构处沉积缺陷颗粒的去除，属于半导体制造技术领域。
背景技术：
在半导体器件的制备过程中，经常会在具有不同物理层的半导体器件表面上先 形成凸起或凹陷的结构，再进行平坦化将晶圆表面整平以完成器件结构。在现有技术 中，通常使用化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing，CMP)工艺整平凸凹不平的 晶圆表面。化学机械抛光是集成电路(Integrated Circuit，IC)向微细化、多层化、薄型化、平坦化工艺发展的产物，也是晶圆向200mm、300mm乃至更大直径过渡、提高生产 效率、降低制造成本及衬底全局平坦化必备的工艺技术。化学机械抛光技术使用含有致 密的抛光颗粒(例如二氧化硅颗粒、氧化铝颗粒等)的溶液进行，在CMP工艺之后，这 些抛光颗粒成为缺陷微粒，必须从晶圆表面完全除去以保持器件性能的可靠性和生产线 的清洁度。
在现有技术中，常用的去除化学机械抛光后晶圆表面残留的缺陷微粒的方法是 采用化学清洗溶液以及去离子水进行清洗，或者再结合刷洗工艺，以去除粘附在晶圆表 面或沉积在沟槽处的残留缺陷微粒。
中国专利CN1278362提供了一种化学机械抛光之后清洁处理半导体衬底的方 法，先用刷子进行刷洗，然后混合去离子水、有机酸和氟化物形成的PH值小于7的溶液 进行清洗。但是，在0.18 μ m以下的半导体制程中，特别是0.13 4 111和9011111的半导体 制程中，由于器件的尺寸更小，致密度越来越高，沟槽结构深宽比增大且沟槽结构的侧 壁为直上直下的垂直结构，化学机械抛光过程中残留的缺陷微粒更加容易吸附在器件之 间以及沟槽侧壁，采用该专利提供的技术方案也不易清除。
为了更进一步的清除化学机械抛光过程中残留在晶圆表面沟槽中的杂质颗粒， 现有技术中，还提供了超声清洗、采用特殊的清洗剂进行清洗等方法，这些方法都需要 进行多次反复清洗，相对成本较高，效率较低，且由于缺陷颗粒是在研磨过程中被填充 的，缺陷颗粒与晶圆表面，特别是沟槽侧壁结合紧密，而沟槽侧壁为与底面垂直的结 构，沉积的缺陷颗粒具有较高的清洗难度，即使可通过超声波等技术将缺陷颗粒震松， 但要把缺陷颗粒从竖直方向清洗出来仍需要克服很大阻力，较难将缺陷颗粒清洗出来。
晶圆表面沟槽内沉积的缺陷颗粒一方面会对器件性能产生一定影响，另一方 面，沉积在对准标记或其他量测结构沟槽内的缺陷颗粒，会严重影响到后续工艺中的光 刻对准、相关量测等技术的准确性，从而对器件的制备、器件结构的尺寸精度以及最终 性能产生致命影响。发明内容
本发明要解决的技术问题是，更加有效的去除在化学机械抛光过程中残留在半3导体衬底表面，特别是光刻对准结构等用于量测的结构附近的残留缺陷颗粒，使后续的 光刻等需要量测进行辅助的工艺得以顺利进行。
为解决上述技术问题，本发明提供的半导体芯片包括至少一物理层，其中，在 需要进行化学机械抛光的物理层具有量测结构，该量测结构为光刻对准结构。
根据本发明提供的半导体芯片，其中，该量测结构为凹陷的沟槽结构，且凹陷 的沟槽结构侧壁倾斜，其剖面形状为梯形。该凹陷的沟槽结构侧壁与底部之间的夹角为 钝角，该钝角的范围为120° 145°，且该凹陷的沟槽结构预部线宽与底部线宽的比例 不大于2 1。
根据本发明提供的半导体芯片，其中，该量测结构为凸起的块状结构，且凸起 的块状结构侧壁倾斜，其剖面形状为梯形。该凸起的块状结构侧壁与底部之间的夹角为 锐角，该锐角的范围为45° 60°，且凸起的块状结构顶部线宽与底部线宽的比例不小 于 1 2。
作为较佳技术方案，该半导体芯片中的量测结构采用凹陷的沟槽结构，通常为 用作光刻对准或标定曝光条件等的量测结构。
本发明的技术效果是，通过将具有不同物理层的半导体芯片上需要进行化学抛 光的物理层上的量测结构侧壁设置为倾斜状，使其剖面为底角在一定范围内的梯形，由 于量测结构侧壁倾斜，化学机械抛光过程中残留的缺陷颗粒在竖直方向受到的阻力较 小，部分缺陷颗粒可在化学机械抛光过程中随液体抛光液冲走，可在一定程度上降低化 学机械抛光过程中缺陷颗粒在量测结构侧壁处的沉积量，并在清洗过程中，使得清洗剂 更容易进入到侧壁缺陷颗粒沉积处发挥作用，且在该结构清洗过程中，由于量测结构侧 壁倾斜，缺陷颗粒在竖直方向受到的阻力较小，对于已经被超声震松的缺陷颗粒，可以 很容易的顺着倾斜的侧壁被水流带走或用毛刷刷走，无需增加任何工艺成本，即可有效 提高晶圆表面清洗的质量，彻底清除化学机械抛光后半导体芯片表面残留的缺陷颗粒， 提高后续光刻等需要量测进行辅助的工艺精度，从而使器件结构的尺寸精度及器件性能 得到更好的保障。
图1为本发明提供的半导体芯片第一具体实施方式
俯视结构图2为本发明提供的半导体芯片第一具体实施方式
剖面结构图3为本发明提供的半导体芯片第二具体实施方式
俯视结构图4为本发明提供的半导体芯片第二具体实施方式
剖面结构图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一 步的详细描述。
图1为本发明提供的半导体芯片第一具体实施方式
俯视结构图。
如图1所示，本具体实施方式
提供的半导体芯片100包括至少一物理层，其中， 物理层110为需要进行化学机械抛光的物理层。在需要进行化学机械抛光的物理层110 上，具有量测结构101，该量测结构101为光刻对准结构，且量测结构101为直线型组合结构，呈凹陷的沟槽结构。
图2为本具体实施方式
提供的半导体芯片100需要进行化学机械抛光的物理层 110沿直线102纵切的剖面结构示意图。
如图2所示，化学机械抛光后，位于物理层110表面的量测结构101内，特别 是在靠近量测结构101侧壁210的位置，有大量沉积的缺陷颗粒201，且沉积的缺陷颗粒 201与量测结构101的侧壁210问具有较强的粘附力。该量测结构101的剖面为梯形， 侧壁210呈倾斜状，量测结构101侧壁210与量测结构101底部220的夹角9工为钝角， 该钝角的角度范围为120° 145°，且量测结构101顶部230线宽与量测结构101底部 220 线宽比例 D1 D2<2 1。
作为较佳实施方案，在本具体实施方式
中，量测结构101为光刻对准结构，量 测结构101侧壁210与量测结构101底部220的夹角Q1SUCT，量测结构101顶部230 线宽与量测结构101底部220线宽的比例D1 D2 = 2 1。
相比较垂直侧壁的量测结构而言，将量测结构101的侧壁210设置为与其底部 220呈一定钝角的倾斜结构，使化学机械抛光过程中残留的缺陷颗粒在垂直方向受到的阻 力较小，部分缺陷颗粒可在化学机械抛光过程中随液体抛光液冲走，降低了化学机械抛 光过程中缺陷颗粒在量测结构101的侧壁210处的沉积量，并使得清洗剂更容易进入到侧 壁缺陷颗粒沉积处发挥作用，且在清洗过程中，由于量测结构101的侧壁210倾斜，缺陷 颗粒在竖直方向受到的阻力较小，对于已经被超声震松的缺陷颗粒，可以很容易的顺着 倾斜的侧壁210被水流带走或用毛刷刷走，从而彻底清除化学机械抛光后半导体芯片表 面残留的缺陷颗粒，提高后续光刻等需要量测进行辅助的工艺精度，使器件结构的尺寸 精度及器件性能得到更好的保障。
作为另一实施方案，结合附图提供第二具体实施方式
。
图3为本发明提供的半导体芯片第二具体实施方式
俯视结构图。
如图3所示，本具体实施方式
提供的半导体芯片300包括至少一物理层，其中， 物理层310为需要进行化学机械抛光的物理层。在需要进行化学机械抛光的物理层310 上，具有量测结构301，该量测结构301为光刻对准结构，且量测结构301为直线型组合 结构，呈凸起的长方形块状结构。
图4为本具体实施方式
提供的半导体芯片300需要进行化学机械抛光的物理层 310沿直线302纵切的剖面结构示意图。
如图4所示，化学机械抛光后，位于物理层310表面的量测结构301两侧，特别 是在靠近量测结构301侧壁410的位置，有大量沉积的缺陷颗粒401，且沉积的缺陷颗粒 401与量测结构301的侧壁410间具有较强的粘附力。该量测结构301的剖面为梯形，侧 壁410呈倾斜状，量测结构301侧壁410与量测结构底部420的夹角92为锐角，该锐角 的角度范围为45° 60°，且量测结构301顶部430线宽与量测结构301底部420线宽 比例 D3 D4>1 2。
作为较佳实施方案，在本具体实施方式
中，量测结构101为光刻对准结构，量 测结构301侧壁410与量测结构301底部420的夹角θ 2为60°，量测结构301顶部430 线宽与量测结构301底部420线宽的比例D3 D4 = 1 2。
相比较垂直侧壁的量测结构而言，将量测结构301的侧壁410设置为与其底部420呈一定锐角的倾斜结构，使化学机械抛光过程中残留的缺陷颗粒在垂直方向受到的阻 力较小，部分缺陷颗粒可在化学机械抛光过程中随液体抛光液冲走，降低了化学机械抛 光过程中缺陷颗粒在量测结构301的侧壁410处的沉积量，并使得清洗剂更容易进入到侧 壁缺陷颗粒沉积处发挥作用，且在清洗过程中，由于量测结构301的侧壁410倾斜，缺陷 颗粒在竖直方向受到的阻力较小，对于已经被超声震松的缺陷颗粒，可以很容易的顺着 倾斜的侧壁410被水流带走或用毛刷刷走，从而彻底清除化学机械抛光后半导体芯片表 面残留的缺陷颗粒，提高后续光刻等需要量测进行辅助的工艺精度，使器件结构的尺寸 精度及器件性能得到更好的保障。
在不偏离本发明的精神和范围的情况下还可以构成许多有很大差别的实施例。 应当理解，除了如所附的权利要求所限定的，本发明不限于在说明书中所述的具体实施 例。
权利要求
1.一种半导体芯片，其包括至少一物理层，其特征在于，在需要进行化学机械抛光 的物理层具有量测结构，所述量测结构为凹陷的沟槽结构，且量测结构侧壁倾斜，其剖 面形状为梯形。
2.根据权利要求1所述的半导体芯片，其特征在于，所述量测结构为光刻对准结构。
3.根据权利要求1所述的半导体芯片，其特征在于，所述凹陷的沟槽结构侧壁与底部 之间的夹角为钝角。
4.根据权利要求3所述的半导体芯片，其特征在于，所述夹角的范围为120° 145°。
5.根据权利要求3所述的半导体芯片，其特征在于，所述凹陷的沟槽结构顶部线宽与 底部线宽的比例不大于2 1。
6.—种半导体芯片，其包括至少一物理层，其特征在于，在需要进行化学机械抛光 的物理层具有量测结构，所述量测结构为凸起的块状结构，且量测结构侧壁倾斜，其剖 面形状为梯形。
7.根据权利要求6所述的半导体芯片，其特征在于，所述量测结构为光刻对准结构。
8.根据权利要求6所述的半导体芯片，其特征在于，所述凸起的块状结构侧壁与底部 之间的夹角为锐角。
9.根据权利要求8所述的半导体芯片，其特征在于，所述夹角的范围为45° 60° 。
10.根据权利要求8所述的半导体芯片，其特征在于，所述凸起的块状结构顶部线宽 与底部线宽的比例不小于1 2。
全文摘要
一种半导体芯片，包含至少一物理层，通过将位于需要进行化学机械抛光的物理层表面的量测结构侧壁制备成倾斜状，使其剖面呈梯形，来降低化学机械抛光过程中缺陷颗粒在侧壁处的沉积量和清洗难度。倾斜侧壁的引入，使得清洗剂更容易进入到侧壁缺陷颗粒沉积处发挥作用，且在清洗过程中缺陷颗粒受到竖直方向阻力较小，可更容易的顺着倾斜的侧壁被水流带走或用毛刷刷走。该结构简单便利，不提高任何工艺从本，有效提高了晶圆表面清洗的质量，彻底清除化学机械抛光残留的缺陷颗粒，提高后续光刻等工艺的精度，使器件结构的尺寸精度及器件性能均得到更好的保障。
文档编号H01L23/544GK102024791SQ20091019604
公开日2011年4月20日 申请日期2009年9月22日 优先权日2009年9月22日
发明者张辰明, 曾明, 杨要华 申请人:无锡华润上华半导体有限公司, 无锡华润上华科技有限公司