一种晶圆表面平坦化工艺制造技术

本发明专利技术提供一种晶圆表面平坦化工艺，包括以下步骤：在有台阶的晶圆表面形成第一正硅酸乙酯层；在所述第一正硅酸乙酯层上形成旋涂玻璃层，所述旋涂玻璃层在非台阶处的厚度大于在台阶处的厚度；对形成旋涂玻璃层后的晶圆依次进行烘烤和离子注入；在离子注入后的所述旋涂玻璃层上形成第二正硅酸乙酯层；在所述第二正硅酸乙酯层上形成光刻胶层；对所述光刻胶层和所述第二正硅酸乙酯层进行回刻；去除回刻残留的光刻胶，并对晶圆进行清洗。该工艺采用光刻胶层替代第二旋涂玻璃层，并采用光刻胶回刻技术，不但简化了工艺流程，极大程度的节约成本，而且大大降低了钨火山现象的发生，利于封装打线。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种晶圆表面平坦化工艺，属于半导体制造

技术介绍
在集成电路制造过程中，在经过多步加工工艺之后，娃片表面已经很不平整，特别 是在金属化引线孔边缘处会形成很高的台阶。通常，台阶的存在会影响沉积生长薄膜的覆 盖效果。沉积薄膜的厚度将沿着孔壁离表面的距离增加而减薄，在底角处，薄膜有可能沉积 不到，该就可能使金属化引线发生断路，从而引起整个集成电路失效。加之随着互连层数的 增加和工艺特征的缩小，对娃片表面平整度的要求也越来越高。尤其随着数字技术已经进 入亚微米阶段，平坦化互连工艺已经变得非常流行。在上世纪90年代CMP被广泛应用之前， 旋涂玻璃（S0G;spinonglass)由于其具有良好的填充性被用来进行间隙填充和金属间介 质层平坦化，W减小或者消除台阶的影响，改善台阶覆盖的效果。然而旋涂玻璃本身的高额 成本与其本身具有极易吸潮的特性，又成为它的"不足"之处。 图1为一晶圆未经平坦化前的结构示意图，其结构组成为衬底1、场氧化层2、多晶 娃层3、Si化层4W及金属5,在CMOS工艺中由于场氧化层2和多晶娃层3的位置与其两侧 结构位置在金属5刻蚀W后存在相当大的台阶。图2为另一晶圆未经平坦化前的结构示意 图，其结构组成为衬底1、场氧化层2、多晶娃层3、Si化层4、金属5W及介质层6,在金属5 多层隔离介质层6材料沉积W后，金属5位置上的介质层6会形成突起，金属5间隙间的介 质层6会下凹，导致晶圆表面整体均匀性变差。因此，高低台阶处层次平坦化的均匀性好坏 程度将对后续金属工艺带来重要影响，即平坦化效果差会使金属存在相当大的金属残留风 险，进而会导致器件可靠性问题的出现。 为了提高晶圆表面介质层均匀性，常规的平坦化工艺如图3所示，在有台阶的晶 圆表面采用等离子体辅助化学气相沉积法（PECVD)沉积第一正娃酸己醋层，其中，TE0S是 正娃酸己醋层的简称；然后在第一正娃酸己醋层上旋涂第一旋涂玻璃层，其中，S0G是旋涂 玻璃的简称；高温烘烤第一旋涂玻璃层，再通过离子注入工艺对第一旋涂玻璃层进行固化 处理；接着旋涂第二旋涂玻璃层，高温烘烤第二旋涂玻璃层，再通过离子注入工艺对第二旋 涂玻璃层进行固化处理，最后再在第二旋涂玻璃层上沉积第二正娃酸己醋层。在现有技术 的工艺中，借助旋涂玻璃良好的回流性能来弥补不同台阶位置的不均匀性，同时考虑旋涂 玻璃极易吸潮性，通过高能离子注入来对其实现固化。 但是，上述常规的提高晶圆表面介质层均匀性的工艺中包括二次旋涂玻璃工艺， 该旋涂玻璃工艺包括旋涂、高温烘烤W及高能离子注入的步骤，二次重复旋涂玻璃工艺的 作业方式不利于成本的节约，与此同时，利用高能离子注入法对旋涂玻璃层的固化处理并 不能完全穿过旋涂玻璃层的膜层厚度，未固化的旋涂玻璃仍具有吸潮性，易造成通孔形貌 异常，如在CMOS工艺中，此种异常会造成鹤火山现象，不利于封装打线。
技术实现思路
本专利技术提供一种晶圆表面平坦化工艺，该工艺采用光刻胶层替代第二旋涂玻璃 层，并采用光刻胶回刻技术，不但简化了工艺流程，极大程度的节约成本，而且大大降低了 鹤火山现象的发生，利于封装打线。 本专利技术提供一种晶圆表面平坦化工艺，包括W下步骤： 在有台阶的晶圆表面形成第一正娃酸己醋层； 在所述第一正娃酸己醋层上形成旋涂玻璃层，所述旋涂玻璃层在非台阶处的厚度 大于在台阶处的厚度； 对形成旋涂玻璃层后的晶圆依次进行烘烤和离子注入； 在离子注入后的所述旋涂玻璃层上形成第二正娃酸己醋层； 在所述第二正娃酸己醋层上形成光刻胶层； 对所述光刻胶层和所述第二正娃酸己醋层进行回刻； 去除回刻残留的光刻胶，并对晶圆进行清洗。 进一步地，所述第一正娃酸己醋层和所述第二正娃酸己醋层均采用等离子体辅助 化学气相沉积法形成，其中，等离子体辅助化学气相沉积法简称PECVD法。 进一步地，所述第一正娃酸己醋层的厚度为1000-3000A，所述第二正娃酸己醋 层的厚度为10000-15000A。 进一步地，在所述第一正娃酸己醋层上通过旋涂的方式形成所述旋涂玻璃层，所 述旋涂玻璃层的厚度为1500-3000A。 进一步地，对所述旋涂玻璃层进行高温烘烤，其烘烤的温度为200-40(TC，烘烤的 时间为30-90min。高温烘烤的目的是为了解决旋涂玻璃吸潮的问题，在该温度范围内，可W 使旋涂玻璃中有机物质的0-H键发生断裂，有效阻碍了 0-H和H原子结合成水分子，从而解 决了旋涂玻璃吸潮的问题。 进一步地，所述对形成旋涂玻璃层后的晶圆依次进行离子注入，具体为：采用氮气 或神对形成旋涂玻璃层后的晶圆进行离子注入。 进一步地，所述离子注入的能量为70-200KEV。 进一步地，在第二正娃酸己醋层上通过旋涂的方式形成所述光刻胶层，所述光刻 胶层的厚度为6000-8000A。 进一步地，对所述光刻胶层和所述第二正娃酸己醋层进行回刻，其具体为；对所述 光刻胶层进行完全刻蚀，并对所述第二正娃酸己醋层进行部分刻蚀，其刻蚀后剩余的所述 第二正娃酸己醋层厚度为2000-4000A。进一步地，所述去除回刻残留的光刻胶，具体为；采用等离子体法去除回刻残留的 光刻胶。 本专利技术提供一种晶圆表面平坦化工艺，该平坦化工艺采用光刻胶层替代第二旋涂 玻璃层，并采用光刻胶回刻技术改善了晶圆表面平整度，获得了较好的晶圆表面平坦化效 果，不仅如此，该工艺还简化了工艺流程，极大程度的节约成本，大大降低了鹤火山现象的 发生，利于封装打线。【附图说明】图1为一晶圆未经平坦化前的结构示意图。 图2为另一晶圆未经平坦化前的结构示意图。 图3为现有技术的晶圆表面平坦化工艺流程图。 图4为本专利技术的晶圆表面平坦化工艺流程图。 图5-图9为本专利技术的晶圆表面平坦化形成的结构示意图。【具体实施方式】 为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术的附图和实施 例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术 一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有 做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。 本专利技术提供一种晶圆表面当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种晶圆表面平坦化工艺，其特征在于，包括以下步骤：在有台阶的晶圆表面形成第一正硅酸乙酯层；在所述第一正硅酸乙酯层上形成旋涂玻璃层，所述旋涂玻璃层在非台阶处的厚度大于在台阶处的厚度；对形成旋涂玻璃层后的晶圆依次进行烘烤和离子注入；在离子注入后的所述旋涂玻璃层上形成第二正硅酸乙酯层；在所述第二正硅酸乙酯层上形成光刻胶层；对所述光刻胶层和所述第二正硅酸乙酯层进行回刻；去除回刻残留的光刻胶，并对晶圆进行清洗。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：由云鹏，潘光燃，王焜，石金成，
申请(专利权)人：北大方正集团有限公司，深圳方正微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11