[发明专利]晶圆表面形貌控制系统及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及一种晶圆表面形貌控制系统及控制方法。

背景技术

化学机械抛光(CMP)工艺是目前半导体领域中非常重要的一道工艺，其被广泛应用于晶圆表面的平整度修正。然而，晶圆在经过化学机械抛光之后，晶圆表面会存在一定的形貌变化，譬如如图1所示，晶圆表面不同区域的厚度会有偏差。在后续湿法刻蚀工艺中，现有采取的方法为采用恒定的湿法刻蚀工艺参数(譬如，对晶圆不同区域的刻蚀时间等等)向晶圆中喷洒刻蚀液对晶圆的表面进行刻蚀，而并不会依据化学机械抛光后的晶圆形貌自动调整湿法刻蚀的工艺参数，如图2所示，这很容易导致晶圆表面的形貌变化超出工艺规格，从而造成晶圆曝光等工艺时产生缺陷。其中，图1及图2中的横坐标表示晶圆的不同区域，纵坐标表示晶圆的厚度(单位为μm)，与横坐标平行的两条间隔虚线分别表示上下规格线，由图2可知，经过湿法刻蚀工艺之后，在晶圆中对应于横坐标4的区域的厚度超出了上规格线，晶圆中对应于横坐标10的区域的厚度超出了下规格线。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种晶圆表面形貌控制系统及控制方法，用于解决现有技术中的化学机械抛光之后的湿法刻蚀工艺无法依据化学机械抛光后的晶圆形貌自动调整湿法刻蚀工艺参数，在对晶圆湿法刻蚀之后容易造成晶圆表面的形貌变化超出工艺规格，从而造成晶圆曝光等工艺时产生缺陷的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种晶圆表面形貌控制系统，所述晶圆表面形貌的控制方法包括如下步骤：

1)提供一晶圆；

2)对所述晶圆的表面进行化学机械抛光；

3)依据化学机械抛光过程中对所述晶圆表面不同区域的去除情况设定刻蚀时间；

4)依据所述刻蚀时间对所述晶圆表面的不同区域进行刻蚀。

优选地，步骤3)包括如下步骤：

3-1)量测化学机械抛光后所述晶圆各区域的厚度；

3-2)依据所述晶圆各区域的厚度设定刻蚀时间，所述刻蚀时间与化学机械抛光后所述晶圆各区域的厚度成正比。

优选地，步骤3)包括如下步骤：

3-1)量测化学机械抛光后所述晶圆各区域的厚度；

3-2)将化学机械抛光后所述晶圆各区域的厚度与所述晶圆各区域的目标厚度进行比对；

3-3)依据化学机械抛光后所述晶圆各区域的厚度与所述晶圆各区域的目标厚度的差值设定刻蚀时间，所述刻蚀时间与化学机械抛光后所述晶圆各区域的厚度与所述晶圆各区域的目标厚度二者的差值成正比。

优选地，步骤1)中提供的所述晶圆内形成有半导体器件结构。

优选地，步骤4)采用湿法刻蚀工艺依据所述刻蚀时间对所述晶圆表面的不同区域进行刻蚀。

优选地，步骤4)中，采用湿法刻蚀工艺依据所述刻蚀时间对所述晶圆表面的不同区域进行刻蚀包括如下步骤：

4-1)将化学机械抛光后的所述晶圆抛光面朝上置于旋转承载台上；

4-2)使用喷嘴向所述晶圆表面喷洒刻蚀液以对所述晶圆的表面进行湿法刻蚀；所述喷嘴在向所述晶圆表面喷洒所述刻蚀液的同时自所述晶圆的边缘向所述晶圆的中心移动或自所述晶圆的中心向所述晶圆的边缘移动；所述喷嘴对所述晶圆不同区域的喷洒时间即为所述刻蚀时间。

本发明还提供一种晶圆表面形貌的控制系统，所述晶圆表面形貌控制系统包括：

化学机械抛光装置，用于对晶圆的表面进行化学机械抛光；

量测装置，用于量测化学机械抛光后所述晶圆各区域的厚度；

设定模块，与所述量测装置相连接，用于依据所述量测装置量测的结构设定刻蚀时间；

刻蚀装置，与所述设定模块相连接，用于依据所述设定模块设定的刻蚀时间对化学机械抛光后的晶圆表面不同区域进行刻蚀。

优选地，所述设定模块包括设定单元，所述设定单元与所述量测装置相连接，用于依据所述量测装置量测的所述晶圆各区域的厚度设定对化学机械抛光后的晶圆表面不同区域进行刻蚀的刻蚀时间。

优选地，所述设定模块包括：

存储单元，用于设定并存储湿法刻蚀后所述晶圆各区域的目标厚度；

设定单元，与所述量测装置及所述存储单元相连接，用于依据所述量测装置量测的所述晶圆各区域的厚度与所述晶圆各区域的目标厚度的差值对化学机械抛光后的晶圆表面不同区域进行刻蚀的刻蚀时间。

优选地，所述刻蚀装置为湿法刻蚀装置，所述湿法刻蚀装置包括：

承载台，用于放置化学机械抛光后的所述晶圆，并带动所述晶圆旋转；