晶圆结构及其形成方法和喷淋装置制造方法及图纸

一种晶圆结构及其形成方法和喷淋装置，其中晶圆结构的形成方法包括：提供晶圆，所述晶圆分为中心区域和外围区域；在所述晶圆的中心区域表面形成层间介电层；在所述晶圆的外围区域表面形成缓冲层；形成覆盖所述缓冲层和所述层间介电层的连接层。本发明专利技术通过在晶圆外围区域形成缓冲层，以减小连接层与晶圆之间的晶格失配，减小所形成连接层与晶圆之间的应力，减小外围区域形成连接层出现气泡或剥落等缺陷的可能，改善所形成半导体器件的性能，提高器件制造良品率。

Wafer structure and its forming method and spraying device

A wafer structure and forming method thereof and a spraying device, wherein the wafer structure forming method comprises providing a wafer, the wafer is divided into a central region and a peripheral region; an interlayer dielectric layer is formed on the surface of the wafer center region; forming a buffer layer in the peripheral region of the surface of the wafer; connection layer covering the buffer layer and the interlayer dielectric layer. The present invention by forming a buffer layer on the wafer peripheral area, in order to reduce the connection layer and the lattice mismatch between the wafer and reduce the connection layer is formed between the wafer and the stress, reduce the peripheral area connection layer is formed of bubbles or peeling defects may improve the performance by forming a semiconductor device, improving device manufacturing yield.

【技术实现步骤摘要】
晶圆结构及其形成方法和喷淋装置
本专利技术涉及半导体制造领域，特别涉及一种晶圆结构及其形成方法和喷淋装置。
技术介绍
随着集成电路制造技术的不断发展，人们对集成电路的集成度和性能的要求变得越来越高。为了提高集成度，降低成本，元器件的关键尺寸不断变小，集成电路内部的电路密度越来越大，这种发展使得晶圆表面无法提供足够的面积来制作所需要的互连线。为了满足关键尺寸缩小后的互连线所需，目前不同金属层或者金属层与衬底的导通是通过互连结构实现的。由于形成互连结构的金属材料难于附着在半导体材料上，因此在形成互连结构之前，需要在半导体材料上形成连接层(GlueLayer)，以增强所形成的金属互连结构与半导体材料的连接强度。但是现有技术中所形成的连接层，在晶圆外围容易出现剥落、起泡等缺陷，影响所形成半导体器件的性能。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提供一种晶圆结构及其形成方法和喷淋装置，以减少晶圆边缘的缺陷，提高良品率。为解决上述问题，本专利技术提供一种晶圆结构的形成方法，包括：提供晶圆，所述晶圆分为中心区域和外围区域；在所述晶圆的中心区域表面形成层间介电层；在所述晶圆的外围区域表面形成缓冲层；形成覆盖所述缓冲层和所述层间介电层的连接层。可选的，所述层间介电层的材料为氧化硅，所述在所述晶圆的外围区域表面形成缓冲层的步骤包括：所述缓冲层的材料为氧化硅。可选的，所述在所述晶圆的外围区域表面形成缓冲层的步骤包括：形成厚度在2～5纳米范围内的所述缓冲层。可选的，所述在所述晶圆的外围区域表面形成缓冲层的步骤包括：通过向所述晶圆的外围区喷淋氧化剂形成缓冲层。可选的，所述通过向所述晶圆的外围区喷淋氧化剂形成缓冲层的步骤包括：所述氧化剂为臭氧水。可选的，所述通过向所述晶圆的外围区喷淋氧化剂形成缓冲层的步骤包括：所述氧化剂中臭氧的浓度为0.5～1g/L，流速为600～1200ml/min，喷淋时间为3～5分钟。可选的，所述形成覆盖所述缓冲层和所述层间介电层的连接层的步骤包括：所述连接层的材料为氮化钛或钛。相应的，本专利技术还提供一种晶圆结构，包括：晶圆，所述晶圆分为中心区域和外围区域；位于所述晶圆中心区域表面的层间介电层；位于所述晶圆外围区域表面的缓冲层；覆盖所述缓冲层和所述层间介电层的连接层。可选的，所述层间介电层材料为氧化硅，所述缓冲层材料为氧化硅。可选的，所述缓冲层的厚度在2～5纳米范围内。可选的，所述连接层的材料为氮化钛或钛。本专利技术还提供一种喷淋装置，用于在所述晶圆的外围区域表面形成缓冲层，包括：用于放置晶圆的卡盘；位于卡盘上方的喷嘴，用于向所述卡盘上的晶圆喷淋液体，以在晶圆的外围区域表面形成缓冲层；与所述喷嘴相连的混合泵，用于向所述喷嘴输出喷淋液体。可选的，所述晶圆为圆形，所述卡盘为围绕晶圆轴线旋转的可动卡盘。可选的，所述卡盘的旋转速度在60rpm/min到300rpm/min范围内。可选的，所述喷嘴喷淋的液体为臭氧水；所述混合泵包括第一输入端和第二输入端，所述第一输入端用于输入臭氧，所述第二输入端用于输入去离子水；所述混合泵还包括混合部，用于混合臭氧和去离子水形成臭氧水。可选的，所述喷淋装置还包括：喷嘴支架，用于固定所述喷嘴的位置；与所述喷嘴支架相连的马达，用于控制所述喷嘴与所述卡盘的相对位置。可选的，所述马达为步进式马达。可选的，所述喷淋装置还包括包围所述卡盘的围挡，用于在所述喷嘴喷淋液体时防止液体飞溅。可选的，所述围挡为可升降结构，用于在所述喷嘴喷淋液体时位于第一位置，以包围所述卡盘；还用于在所述喷嘴未喷淋液体时位于第二位置，以露出所述卡盘；所述第一位置高于所述第二位置。可选的，所述喷淋装置还包括位于所述卡盘下方的回收单元，用于回收所述喷嘴喷淋的液体。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点：本专利技术通过在晶圆外围区域形成缓冲层，以减小连接层与晶圆之间的晶格失配，减小所形成连接层与晶圆之间的应力，减小外围区域形成连接层出现气泡或剥落等缺陷的可能，改善所形成半导体器件的性能，提高器件制造良品率。可选的，在本专利技术可选方案中，采用与层间介电层一样的材料形成所述缓冲层，能够减小在外围区域形成所述缓冲层对中心区域内半导体器件的影响，避免中心区域内半导体器件受影响，以提高器件制造良品率。可选的，在本专利技术可选方案中，可以采用喷淋氧化剂的方式在晶圆外围区域形成所述缓冲层，能够较好的控制所述氧化剂与所述晶圆的接触范围，以控制所述缓冲层覆盖的位置，减小所述缓冲层形成对晶圆内半导体器件的影响，而且工艺简单，成本较低。附图说明图1至图4是现有技术中一种连接层形成方法各个步骤的结构示意图；图5是现有技术中另一种连接层形成方法的结构示意图；图6至图9是本专利技术晶圆结构的形成方法一实施例各个步骤的结构示意图；图10是本专利技术晶圆结构一实施例的结构示意图；图11是本专利技术晶圆结构的喷淋装置一实施例的结构示意图。具体实施方式由
技术介绍
可知，现有技术中所形成的连接层，存在晶圆外围区域边缘容易出现缺陷的问题。现结合连接层形成过程分析对缺陷问题的原因：参考图1至图4，示出了现有技术中一种连接层的形成方法。此处，以形成互连结构的连接层为例进行说明。如图1和图2所示，(其中图2是图1中a处的放大图)提供晶圆10，所述晶圆10分为中心区域cen和外围区域per，所述晶圆10表面依次覆盖有层间介电层11和掩膜层12。在对层间介电层11进行刻蚀形成互连结构的工艺中，由于形成在晶圆10外围区per的掩膜层12会出现侧壁塌陷的现象，因此为了获得更好的光刻效果，所述掩膜层12仅覆盖所述晶圆10的中芯区域cen。因此刻蚀工艺处理后，图形化的层间介电层11a也仅覆盖所述晶圆10的中心区域cen(如图3所示)。如图4所示，形成连接层15，所述连接层覆盖所述中心区域cen图形化的层间介电层11a以及外围区per暴露的晶圆10。由于外围区域per的连接层15直接形成在晶圆10上，而连接层15与晶圆10的晶格失配较大，因此外围区域per的连接层15和晶圆10表面存在较大的应力，所以形成在外围区域per的连接层15容易出现气泡或剥落等缺陷(peelingdefect)，影响所形成半导体器件的良品率。现有技术中可以通过减少刻蚀前对所述晶圆10的清洗，使所述晶圆10表面残留部分自然氧化层，以自然氧化层为缓冲层实现所述连接层15和晶圆10的相连。但是这种方式中，由于所述晶圆10未经过彻底清洗，因此所述晶圆10中心区域cen的残留物会影响所形成半导体器件的性能，降低制造良品率。参考图5，示出了现有技术中另一种连接层的形成方法的结构示意图，现有技术中也可以通过在所述外围区域per刻蚀形成台阶，从而使图形化的层间介质层11a覆盖所述台阶，所连接层15形成于所述层架介质层11a表面。所述层间介质层11a作为缓冲层，减小连接层15与晶圆10之间的应力，减少缺陷的产生。形成台阶的做法影响了所述晶圆10的厚度，因此会影响到互连结构刻蚀中光刻曝光，出现散焦现象，也会影响所形成半导体器件的性能。为解决所述技术问题，本专利技术提供一种晶圆结构的形成方法，包括：提供晶圆，所述晶圆分为中心区域和外围区域；在所述晶圆的中心区域表面形成层间介电层；在所述晶圆的外围区域表面形成缓冲层；形成覆盖所述缓冲层和所述层间介电层的连接层。本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种晶圆结构的形成方法，其特征在于，包括：提供晶圆，所述晶圆分为中心区域和外围区域；在所述晶圆的中心区域表面形成层间介电层；在所述晶圆的外围区域表面形成缓冲层；形成覆盖所述缓冲层和所述层间介电层的连接层。

【技术特征摘要】
1.一种晶圆结构的形成方法，其特征在于，包括：提供晶圆，所述晶圆分为中心区域和外围区域；在所述晶圆的中心区域表面形成层间介电层；在所述晶圆的外围区域表面形成缓冲层；形成覆盖所述缓冲层和所述层间介电层的连接层。2.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述层间介电层的材料为氧化硅，所述在所述晶圆的外围区域表面形成缓冲层的步骤包括：所述缓冲层的材料为氧化硅。3.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述在所述晶圆的外围区域表面形成缓冲层的步骤包括：形成厚度在2～5纳米范围内的所述缓冲层。4.如权利要求2所述的形成方法，其特征在于，所述在所述晶圆的外围区域表面形成缓冲层的步骤包括：通过向所述晶圆的外围区喷淋氧化剂形成缓冲层。5.如权利要求4所述的形成方法，其特征在于，所述通过向所述晶圆的外围区喷淋氧化剂形成缓冲层的步骤包括：所述氧化剂为臭氧水。6.如权利要求5所述的形成方法，其特征在于，所述通过向所述晶圆的外围区喷淋氧化剂形成缓冲层的步骤包括：所述氧化剂中臭氧的浓度为0.5～1g/L，流速为600～1200ml/min，喷淋时间为3～5分钟。7.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述形成覆盖所述缓冲层和所述层间介电层的连接层的步骤包括：所述连接层的材料为氮化钛或钛。8.一种晶圆结构，其特征在于，包括：晶圆，所述晶圆分为中心区域和外围区域；位于所述晶圆中心区域表面的层间介电层；位于所述晶圆外围区域表面的缓冲层；覆盖所述缓冲层和所述层间介电层的连接层。9.如权利要求8所述的晶圆结构，其特征在于，所述层间介电层材料为氧化硅，所述缓冲层材料为氧化硅。10.如权利要求8所述的晶圆结构，其特征在于，所述缓冲层的厚度在2～5纳米范围内...

【专利技术属性】
技术研发人员：盖靖锋，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造北京有限公司，中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11