[发明专利]制造半导体器件的方法及半导体制造设备

说明书

技术领域

本发明涉及制造半导体器件的方法及半导体制造设备。

背景技术

最近，在制造半导体器件例如LSI的过程中，通过化学机械抛光(CMP)对绝缘膜表面进行抛光和平坦化已成为必需。进行平坦化的原因是为了在暴露光致抗蚀剂时保护暴露边缘(exposure margin)等。另外，当导电塞在接触孔中形成时，还对钨膜执行CMP以仅将钨膜留在接触孔中。

同时，近来半导体衬底的直径越变越大，并且在制造大量半导体器件产品的过程中，已经开始用300mm直径的晶片代替传统的200nm直径的晶片。

在CMP之后，对半导体衬底执行清洗，以冲洗研磨浆料等。然而，当将用于200mm直径的晶片的传统清洗方法用于大直径半导体衬底时，存在的问题是清洗之后在衬上仍留有异物。

发明内容

在此描述的实施例的方案是提供一种制造半导体器件的方法，包括如下步骤：对膜进行抛光；以及通过执行第一暴露步骤和第二暴露步骤来清洗抛光表面，其中该第一暴露步骤是将抛光表面暴露至酸性的第一清洗液中，所述酸性的第一清洗液具有蚀刻该抛光表面至少部分区域的效果，该第二暴露步骤是在该第一暴露之后将该抛光表面暴露到碱性的第二清洗液中。

附图说明

图1是根据初步解释的半导体制造设备的俯视图；

图2是滚筒及其周边设备的横截面图；

图3是清洗单元的横截面图；

图4是清洗刷及其周边设备的放大立体图；

图5A至图5D是用于说明利用图1的半导体制造设备制造半导体器件的方法的横截面图；

图6是示出半导体衬底上的缺陷在平面内分布的晶片图；

图7是用于说明引起异物残留在抛光表面上的原因的横截面图；

图8A至图8F是用于说明利用图1的半导体制造设备制造半导体器件的方法的另一实例横截面图；

图9是用于说明由CMP引起的侵蚀和凹陷的横截面图；

图10是用于说明由侵蚀和凹陷引起的铜膜抛光残留物的横截面图；

图11是用于说明通过两步CMP从层间绝缘膜突出的导电塞的横截面图；

图12是通过研究在没有形成图案的硅衬底上形成的氧化硅膜上的异物数量而获得的坐标图；

图13是通过使用用于氧化硅膜的浆料研究该氧化硅膜上的异物数量而获得的坐标图，其中该浆料不同于图12的情形中所使用的浆料；

图14是通过研究在没有形成图案的硅衬底上形成的钨膜上的异物数量而获得的坐标图；

图15是通过研究硅衬底上的异物数量而获得的坐标图，其中在该硅衬底上执行CMP处理以在用于STI的器件隔离沟槽中留下器件隔离绝缘膜；

图16是通过研究硅衬底上的异物数量而获得的坐标图，其中在该硅衬底上执行钨CMP以形成导电塞；

图17是通过在执行两步CMP以避免凹陷和侵蚀的情形下研究硅衬底上的异物数量而获得的坐标图；

图18是通过在下面两种情形中研究氧化硅膜上的异物数量而获得的坐标图，即仅利用氢氟酸执行清洗的情形和仅利用氨水执行清洗的情形；

图19是示出在利用用于氧化硅膜的浆料执行类似图18的研究的情形下获得的异物数量的坐标图，其中该浆料不同于图18的研究中所使用的浆料；

图20是在利用组合清洗液清洗氧化硅膜的情形下通过研究异物数量而获得的坐标图，其中所用浆料不同于图18的研究中使用的浆料；

图21是在利用用于氧化硅膜的浆料执行类似于图20的研究的情形下通过研究异物数量而获得的坐标图，其中该浆料不同于图20的研究中使用的浆料；

图22是通过研究异物数量随着利用氨水和氢氟酸对样品执行清洗的顺序如何变化而获得的坐标图，其中该样品与图20的研究中使用的样品相同；

图23是通过研究异物数量随着利用氨水和氢氟酸对样品执行清洗的顺序如何变化而获得的坐标图，其中该样品与图21的研究中使用的样品相同；

图24是在根据一个实施例的半导体制造设备中设置的清洗单元的横截面图；以及

图25是在图24的清洗单元中执行清洗处理的流程图。

具体实施方式

首先，将描述本实施例的初步解释。

图1是根据初步解释的半导体制造设备的顶视图。

这种半导体制造设备100被主要分成抛光单元100a和清洗单元100b。

抛光单元100a包括旋转式传送带103和三个滚筒(platen)102。旋转式传送带103具有四个抛光头104，由抛光头104支持的半导体衬底10(例如硅衬底)压在每一个滚筒102上。