一種晶圓表面平坦化工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種晶圓表面平坦化工藝，屬于半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 在集成電路制造過程中，在經(jīng)過多步加工工藝之后，娃片表面已經(jīng)很不平整，特別 是在金屬化引線孔邊緣處會(huì)形成很高的臺(tái)階。通常，臺(tái)階的存在會(huì)影響沉積生長薄膜的覆 蓋效果。沉積薄膜的厚度將沿著孔壁離表面的距離增加而減薄，在底角處，薄膜有可能沉積 不到，該就可能使金屬化引線發(fā)生斷路，從而引起整個(gè)集成電路失效。臺(tái)階的出現(xiàn)還可能導(dǎo) 致薄膜淀積生長過程中形成空洞。另外，隨著互連層數(shù)的增加和工藝特征的縮小，對(duì)娃片表 面平整度的要求也越來越高，金屬層和介質(zhì)層都需要進(jìn)行平坦化處理，W減小或者消除臺(tái) 階的影響，改善臺(tái)階覆蓋的效果。因而，對(duì)金屬層間介質(zhì)層的平坦化的要求越來越高。
[0003] 圖1為一晶圓未經(jīng)平坦化前的結(jié)構(gòu)示意圖，其結(jié)構(gòu)組成為襯底1、場(chǎng)氧化層2、多晶 娃層3、Si化層4W及金屬5,在CMOS工藝中由于場(chǎng)氧化層2和多晶娃層3的位置與其兩側(cè) 結(jié)構(gòu)位置在金屬5刻蝕W后存在相當(dāng)大的臺(tái)階。圖2為另一晶圓未經(jīng)平坦化前的結(jié)構(gòu)示意 圖，其結(jié)構(gòu)組成為襯底1、場(chǎng)氧化層2、多晶娃層3、Si化層4、金屬5W及介質(zhì)層6,在金屬5 多層隔離介質(zhì)層6材料沉積W后，金屬5位置上的介質(zhì)層6會(huì)形成突起，金屬5間隙間的介 質(zhì)層6會(huì)下凹，導(dǎo)致晶圓表面整體均勻性變差。因此，高低臺(tái)階處層次平坦化的均勻性好壞 程度將對(duì)后續(xù)金屬工藝帶來重要影響，即平坦化效果差會(huì)使金屬存在相當(dāng)大的金屬殘留風(fēng) 險(xiǎn)，進(jìn)而會(huì)導(dǎo)致器件可靠性問題的出現(xiàn)。
[0004] 為了提高晶圓表面介質(zhì)層均勻性，常規(guī)的平坦化工藝如圖3所示，在有臺(tái)階的晶 圓表面采用等離子體輔助化學(xué)氣相沉積法（PECVD)沉積第一正娃酸己醋層，其中，TE0S是 正娃酸己醋層的簡(jiǎn)稱；然后在第一正娃酸己醋層上旋涂第一旋涂玻璃層，其中，S0G是旋涂 玻璃的簡(jiǎn)稱；高溫烘烤第一旋涂玻璃層，再通過離子注入工藝對(duì)第一旋涂玻璃層進(jìn)行固化 處理；接著旋涂第二旋涂玻璃層，高溫烘烤第二旋涂玻璃層，再通過離子注入工藝對(duì)第二旋 涂玻璃層進(jìn)行固化處理，最后再在第二旋涂玻璃層上沉積第二正娃酸己醋層。在現(xiàn)有技術(shù) 的工藝中，借助旋涂玻璃良好的回流性能來彌補(bǔ)不同臺(tái)階位置的不均勻性，同時(shí)考慮旋涂 玻璃極易吸潮性，通過高能離子注入來對(duì)其實(shí)現(xiàn)固化。
[0005] 但是，上述常規(guī)的提高晶圓表面介質(zhì)層均勻性的工藝中包括二次旋涂玻璃工藝， 該旋涂玻璃工藝包括旋涂、高溫烘烤W(wǎng)及高能離子注入的步驟，首先，二次重復(fù)旋涂玻璃工 藝的作業(yè)方式不利于成本的節(jié)約；其次，二次重復(fù)利用高能離子注入法對(duì)旋涂玻璃層的固 化處理，會(huì)造成旋涂玻璃的收縮，會(huì)使得不同位置介質(zhì)層表面存在起伏，如圖4。如果再由設(shè) 備波動(dòng)等外界因素的影響，該種起伏波動(dòng)會(huì)更大，極易使金屬殘留，造成電路失效。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明提供一種晶圓表面平坦化工藝，該平坦化工藝相比于現(xiàn)有技術(shù)省略了一次 高溫烘烤和一次離子注入步驟，不但簡(jiǎn)化了工藝流程，極大程度的節(jié)約成本，而且大大降低 了不同位置處介質(zhì)層起伏波動(dòng)狀況的發(fā)生，極大程度的避免了金屬殘留。
[0007] 本發(fā)明提供一種晶圓表面平坦化工藝，包括W下步驟：
[0008] 在有臺(tái)階的晶圓表面形成第一正娃酸己醋層；
[0009] 在所述第一正娃酸己醋層上形成第一旋涂玻璃層，所述第一旋涂玻璃層在非臺(tái)階 處的厚度大于在臺(tái)階處的厚度；
[0010] 對(duì)形成的第一旋涂玻璃層進(jìn)行離子注入；
[0011] 在離子注入后的所述第一旋涂玻璃層上形成第二旋涂玻璃層，所述第二旋涂玻璃 層在非臺(tái)階處的厚度大于在臺(tái)階處的厚度；
[0012] 對(duì)形成第二旋涂玻璃層后的晶圓進(jìn)行烘烤；
[0013] 對(duì)所述第一旋涂玻璃層和所述第二旋涂玻璃層進(jìn)行回刻；
[0014] 在回刻后的旋涂玻璃層上形成第二正娃酸己醋層。
[0015] 進(jìn)一步地，所述第一正娃酸己醋層和所述第二正娃酸己醋層均采用等離子體輔助 化學(xué)氣相沉積法形成，其中，等離子體輔助化學(xué)氣相沉積法簡(jiǎn)稱PECVD法。
[0016] 進(jìn)一步地，所述第一正娃酸己醋層的厚度為1000-3000A，所述第二正娃酸己 醋層的厚度為3000-5000A。
[0017] 進(jìn)一步地，在所述第一正娃酸己醋層上通過旋涂的方式形成所述旋涂玻璃層，其 厚度為1500-3000A;在離子注入后的所述第一旋涂玻璃層上形成第二旋涂玻璃層，其 厚度為 1500-3000A。
[0018] 進(jìn)一步地，所述對(duì)形成的第一旋涂玻璃層進(jìn)行離子注入，具體為：采用氮?dú)饣蛏駥?duì) 形成第一旋涂玻璃層后的晶圓進(jìn)行離子注入。
[0019] 進(jìn)一步地，所述離子注入的能量為70-200KEV。
[0020] 進(jìn)一步地，對(duì)所述旋涂玻璃層進(jìn)行高溫烘烤，其烘烤的溫度為200-40(TC，烘烤的 時(shí)間為30-90min。高溫烘烤的目的是為了解決旋涂玻璃吸潮的問題，在該溫度范圍內(nèi)，可W 使旋涂玻璃中有機(jī)物質(zhì)的0-H鍵發(fā)生斷裂，有效阻礙了 0-H和H原子結(jié)合成水分子，從而解 決了旋涂玻璃吸潮的問題。
[0021] 進(jìn)一步地，采用干法刻蝕對(duì)所述第一旋涂玻璃層和所述第二旋涂玻璃層進(jìn)行回 亥IJ，其回刻量與所述第二旋涂玻璃層的厚度相同。
[0022] 本發(fā)明提供一種晶圓表面平坦化工藝，該平坦化工藝相比于現(xiàn)有技術(shù)省略了一次 高溫烘烤和一次離子注入步驟，不但簡(jiǎn)化了工藝流程，極大程度的節(jié)約成本，而且大大降低 了不同位置處介質(zhì)層起伏波動(dòng)狀況的發(fā)生，極大程度的避免了金屬殘留。
【附圖說明】
[0023] 圖1為一晶圓未經(jīng)平坦化前的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024] 圖2為另一晶圓未經(jīng)平坦化前的結(jié)構(gòu)示意圖。
[00巧]圖3為現(xiàn)有技術(shù)的晶圓表面平坦化工藝流程圖。
[0026] 圖4為現(xiàn)有技術(shù)的由離子注入引起旋涂玻璃收縮的效果示意圖。
[0027] 圖5為本發(fā)明的晶圓表面平坦化工藝流程圖。
[002引圖6-圖10為本發(fā)明的晶圓表面平坦化形成的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明的附圖和實(shí)施 例，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明 一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有 做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
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