專利名稱：半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其形成方法。
背景技術(shù)：
隨著集成電路向超大規(guī)模集成電路發(fā)展，集成電路內(nèi)部的電路密度越來(lái)越大，所包含的元件數(shù)量也越來(lái)越多，這種發(fā)展使得晶圓表面無(wú)法提供足夠的面積來(lái)制作所需的互連線。為了滿足元件縮小后的互連線需求，兩層及兩層以上的多層金屬互連線的設(shè)計(jì)成為超大規(guī)模集成電路技術(shù)所通常采用的一種方法。半導(dǎo)體制造的過(guò)程通常是在工藝線前段 (front end ofline, FE0L)形成MOS晶體管，及MOS晶體管與互連層中的最下層之間的介質(zhì)層，在工藝線后段(back end of line, BEOL)形成所述兩層及兩層以上的多層金屬互連線的設(shè)計(jì)。例如在申請(qǐng)?zhí)枮椤?2160425. 8”的中國(guó)專利文獻(xiàn)中公開了一種在半導(dǎo)體裝置中形成金屬互連層的方法。在所述工藝線后段工藝中，也就是在形成多層互連線的過(guò)程中，要經(jīng)過(guò)多次清洗， 例如在形成互連孔或互連溝槽的刻蝕步驟后需要進(jìn)行清洗，在填充互連孔或互連溝槽的步驟后需要進(jìn)行清洗。通常，將晶片形成半導(dǎo)體器件的一面稱為正面，另一面稱為背面。在進(jìn)行工藝線后段時(shí)，晶片背面具有一層多晶硅層(U-POLY)，其在FEOL工藝過(guò)程的副產(chǎn)物，它的平整度對(duì)后段工藝穩(wěn)定性有一定影響，如果U-POLY有損傷，會(huì)導(dǎo)致晶片背面平整度變差且視覺(jué)上也不滿足晶片出片要求，由于BEOL中的清洗藥液對(duì)U-POLY的刻蝕工藝上難以控制，因此U-POLY容易在BEOL的過(guò)程中被不均勻的刻蝕(ETCH)，造成晶片背面發(fā)花，晶片異
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巾ο因此在現(xiàn)有技術(shù)中的改進(jìn)的技術(shù)方案是更換清洗藥液，增加抑制對(duì)U-POLY刻蝕的成分。但是更換清洗藥液，周期長(zhǎng)，風(fēng)險(xiǎn)大，走新材料驗(yàn)證至少需要半年以上時(shí)間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是工藝線后段時(shí)清洗工藝對(duì)晶片背面的U-POLY造成的損傷。為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，包括步驟提供晶片，所述晶片背面具有多晶硅層，所述晶片正面具有半導(dǎo)體器件；形成覆蓋所述多晶硅層的氧化物層。優(yōu)選的，所述氧化物層是利用氧化的方法形成。優(yōu)選的，所述氧化的參數(shù)為腔室內(nèi)的壓力為50毫托至100毫托，射頻功率為300 瓦至500瓦，02流量為50sccm至250sccm，溫度為200°C至300°C。優(yōu)選的，所述的氧化物層的厚度為100埃至200埃。優(yōu)選的，所述多晶硅層的厚度為2000埃到4000埃。相應(yīng)的，本發(fā)明還提供了一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，包括
晶片，所述晶片背面具有多晶硅層，所述晶片正面具有半導(dǎo)體器件；所述多晶硅層表面覆蓋有氧化物層。優(yōu)選的，所述氧化物為二氧化硅。優(yōu)選的，所述氧化物層的厚度為100埃至200埃。優(yōu)選的，所述多晶硅層的厚度為2000埃到4000埃。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明主要具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明通過(guò)利用氧化晶片背面的方法在晶片背面形成氧化物層對(duì)多晶硅層進(jìn)行保護(hù)，并且在形成氧化物層的過(guò)程中對(duì)晶片背面的多晶硅層損傷小，效率高，成本低。


通過(guò)附圖中所示的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的更具體說(shuō)明，本發(fā)明的上述及其它目的、特征和優(yōu)勢(shì)將更加清晰。在全部附圖中相同的附圖標(biāo)記指示相同的部分。并未刻意按實(shí)際尺寸等比例縮放繪制附圖，重點(diǎn)在于示出本發(fā)明的主旨。圖1為本發(fā)明的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法流程圖；圖2為本發(fā)明的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法的示意圖。
具體實(shí)施例方式由背景技術(shù)可知，在所述工藝線后段工藝中，也就是在形成多層互連線的過(guò)程中， 要經(jīng)過(guò)多次清洗，例如在形成互連孔或互連溝槽的刻蝕步驟后需要進(jìn)行清洗，在填充互連孔或互連溝槽的步驟后需要進(jìn)行清洗。通常，將晶片形成半導(dǎo)體器件的一面稱為正面，另一面稱為背面。在進(jìn)行工藝線后段時(shí)，晶片背面具有一層U-P0LY，由于BEOL中的清洗藥液對(duì)U-POLY的刻蝕工藝上難以控制，因此U-POLY容易在BEOL的過(guò)程中被不均勻的刻蝕 (ETCH)，造成晶片背面發(fā)花，晶片異常。本發(fā)明的發(fā)明人經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)認(rèn)為利用BEOL過(guò)程中的清洗藥液對(duì)氧化物，例如二氧化硅的刻蝕速率較慢的特點(diǎn)，考慮利用氧化物作為晶片背面的保護(hù)層。為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)的說(shuō)明。在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來(lái)實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實(shí)施的限制。其次，本發(fā)明利用示意圖進(jìn)行詳細(xì)描述，在詳述本發(fā)明實(shí)施例時(shí)，為便于說(shuō)明，表示器件結(jié)構(gòu)的剖面圖會(huì)不依一般比例作局部放大，而且所述示意圖只是實(shí)例，其在此不應(yīng)限制本發(fā)明保護(hù)的范圍。此外，在實(shí)際制作中應(yīng)包含長(zhǎng)度、寬度及深度的三維空間尺寸。圖1為本發(fā)明的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法流程圖，圖2為本發(fā)明的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法的示意圖。下面結(jié)合圖1和圖2對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法包括下列步驟步驟S10，提供晶片。如圖2所示，所述晶片10可以是單晶、多晶或非晶結(jié)構(gòu)的硅或硅鍺(SiGe)，也可以是絕緣體上硅(SOI)，還可以包括其它的材料，例如銻化銦、碲化鉛、砷化銦、磷化銦、砷化鎵或銻化鎵。另外還可以為多層基片(例如，具有覆蓋電介質(zhì)和金屬膜的硅襯底)、分級(jí)基
4片、絕緣體上硅基片、外延硅基片、部分處理的基片(包括集成電路及其他元件的一部分)、 圖案化或未被圖案化的基片。在本實(shí)施例中，所述晶片10的一面形成有半導(dǎo)體器件20，形成有所述半導(dǎo)體器件 20的一面稱為正面，另一面稱為背面，例如所述半導(dǎo)體器件可以為MOS器件。在進(jìn)行工藝線后段時(shí)，晶片背面具有一層多晶硅層(U-POLY) 30，所述多晶硅層的厚度一般在2000埃到 4000埃不等，視工藝不同略有差異。步驟S20，形成覆蓋U-POLY的氧化物層。具體的，在本實(shí)施例中，如圖2所示，利用灰化工藝的設(shè)備，例如優(yōu)選的利用 Ultima-Ill Furnace, Ultima-Ill Furnace具有對(duì)晶片各項(xiàng)同性反應(yīng)的特性。在本實(shí)施例中，將晶片10放置于腔室15中的上下極板之間，給上下極板加電壓， 使上下極板之間形成電場(chǎng)。氧化方法的具體參數(shù)為將所述晶片10放置于腔室15中，腔室15內(nèi)的壓力為50 毫托至100毫托，射頻功率為300瓦至500瓦，02流量為50sccm至250sccm，溫度為200°C 至300°C。在氧化工藝中，在所述腔室內(nèi)，將氧氣被電離為等離子體，然后在所述電場(chǎng)作用下氧氣的等離子體被注入到晶片背面，離子注入的深度為小于300埃。氧氣的等離子體和晶片背面的多晶硅層30發(fā)生反應(yīng)，生成氧化物層40，例如二氧化硅。在本實(shí)施例中，所述氧化物層40的厚度為100埃至200埃。利用所述氧化物層也可以利用其它方法，例如化學(xué)氣相淀積或者熱氧化生長(zhǎng)的方法形成。在后續(xù)的清洗過(guò)程中，例如使用的清洗藥液為EKC270，所述氧化物層相不容易被清洗藥液刻蝕，例如所述清洗藥液對(duì)氧化物層的刻蝕速率為0. 04埃/每分鐘，對(duì)TEOS的刻蝕速率為0. 27埃/每分鐘，對(duì)BPSG的刻蝕速率為1. 14埃/每分鐘，對(duì)氮化硅的刻蝕速率為0. 39埃/每分鐘。因此可以有效的保護(hù)晶片背面的多晶硅層不受到損傷，而且效率高， 成本低。相應(yīng)的，本發(fā)明還提供了一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，包括晶片，所述晶片背面具有多晶硅層，所述晶片正面具有半導(dǎo)體器件；
所述多晶硅層表面覆蓋有氧化物層。優(yōu)選的，所述氧化物為二氧化硅。優(yōu)選的，所述氧化物層的厚度為100埃至200埃。優(yōu)選的，多晶硅層的厚度為2000埃到4000埃。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作出許多可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，包括步驟提供晶片，所述晶片背面具有多晶硅層，所述晶片正面具有半導(dǎo)體器件；形成覆蓋所述多晶硅層的氧化物層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述氧化物層是利用氧化的方法形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述氧化的參數(shù)為腔室內(nèi)的壓力為50毫托至100毫托，射頻功率為300瓦至500瓦，O2流量為50sCCm至 250sccm，溫度為 200°C至 300"C。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述的氧化物層的厚度為100埃至200埃。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述多晶硅層的厚度為2000埃到4000埃。
6.一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括晶片，所述晶片背面具有多晶硅層，所述晶片正面具有半導(dǎo)體器件；所述多晶硅層表面覆蓋有氧化物層。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述氧化物為二氧化硅。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述氧化物層的厚度為100埃至 200 埃。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述多晶硅層的厚度為2000埃到 4000 埃。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其形成方法，該方法包括步驟提供晶片，所述晶片背面具有多晶硅層，所述晶片正面具有半導(dǎo)體器件；形成覆蓋所述多晶硅層的氧化物層。本發(fā)明解決了工藝線后段時(shí)清洗工藝對(duì)晶片背面的多晶硅層造成的損傷的問(wèn)題。
文檔編號(hào)H01L21/316GK102290349SQ20101020805
公開日2011年12月21日 申請(qǐng)日期2010年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月21日
發(fā)明者周國(guó)平, 牛建禮, 趙福, 趙金強(qiáng) 申請(qǐng)人:無(wú)錫華潤(rùn)上華半導(dǎo)體有限公司, 無(wú)錫華潤(rùn)上華科技有限公司