半導(dǎo)體材料表面鈍化層結(jié)構(gòu)的形成工藝方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種半導(dǎo)體材料表面鈍化層結(jié)構(gòu)的形成工藝方法，該方法在鈍化層工藝發(fā)生故障時(shí)，在對(duì)鈍化層薄膜表面進(jìn)行刷洗處理后，進(jìn)行鈍化層刻蝕及涂布聚酰亞胺前，生長(zhǎng)一層與鈍化層膜質(zhì)相同的薄膜。本發(fā)明通過在鈍化層薄膜表面經(jīng)過刷洗后，生長(zhǎng)一層較薄的同質(zhì)薄膜，阻擋了襯底水汽和聚酰亞胺涂層的直接接觸，從而解決了在鈍化層工藝設(shè)備發(fā)生故障情況下，采用刷片機(jī)處理鈍化層表面后，因聚酰亞胺涂層吸水膨脹造成的最終光刻形狀異常的問題。
【專利說明】半導(dǎo)體材料表面鈍化層結(jié)構(gòu)的形成工藝方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及集成電路制造領(lǐng)域，特別是涉及鈍化層工藝設(shè)備發(fā)生故障情況下的半 導(dǎo)體材料表面鈍化層結(jié)構(gòu)的形成工藝。

【背景技術(shù)】
[0002] 聚酰亞胺作為鈍化層和保護(hù)層在半導(dǎo)體制造中應(yīng)用廣泛。聚酰亞胺涂層可有效地 阻滯電子遷移、防止腐蝕、同時(shí)增加器件的機(jī)械性能，防止化學(xué)腐蝕，有效地增加元器件的 抗潮濕能力。聚酰亞胺薄膜具有緩沖功能，可有效地降低由于熱應(yīng)力引起的電路崩裂斷 路，減少元器件在后續(xù)的加工、封裝和后處理過程中的損傷。但因?yàn)榫埘啺凡牧嫌忻黠@ 的吸水膨脹的特性，所以如果襯底殘留有水汽未被及時(shí)處理時(shí)，當(dāng)聚酰亞胺涂布、光刻、直 至加熱烘培時(shí)，水汽會(huì)被蒸發(fā)被聚酰亞胺涂層吸收，聚酰亞胺涂層吸水膨脹造成最終光刻 形狀異常。
[0003] 而在鈍化層結(jié)構(gòu)中，一般會(huì)在涂布聚酰亞胺前，先生長(zhǎng)一層氮氧化硅或氮化硅，經(jīng) 過刻蝕后，再涂布聚酰亞胺涂層。但當(dāng)?shù)趸杌虻韫に囋O(shè)備發(fā)生故障時(shí)，往往需要用 刷片機(jī)將氮氧化硅或氮化硅表面顆粒去除后，再進(jìn)行刻蝕，以避免氮氧化硅或氮化硅顆粒 對(duì)后續(xù)工藝以及制品的影響（工藝流程參見圖1)。但經(jīng)過刷片機(jī)刷片后，由于刷片后最后 表面的水分是通過硅片旋轉(zhuǎn)甩干的，在中心區(qū)域因?yàn)殡x心力最小，所以中心區(qū)域的水分較 難被去除干凈，這樣在后續(xù)的聚酰亞胺的工藝中，硅片中心區(qū)域由于底部的水漬導(dǎo)致聚酰 亞胺涂層吸水膨脹，造成最終光刻形狀異常。例如，在一實(shí)際工藝中，在氮化硅鈍化層生長(zhǎng) 過程中，由于設(shè)備發(fā)生故障，為了去除表面的顆粒，使用了正面JET(噴射）沖洗、背面尼龍 刷刷洗的工藝，但在后續(xù)聚酰亞胺涂布后發(fā)現(xiàn)光刻形狀異常，如圖2所示，形狀異常的區(qū)域 集中在硅片中心，在中心區(qū)域聚酰亞胺的涂布形狀異常（見圖3)，而在中心以外的區(qū)域聚 酰亞胺的涂布形狀正常（見圖4)，這是正面JET沖洗后，硅片中心表面水分未被清除所導(dǎo)致 的。
[0004] 目前，解決以上問題的方法是提高刷片機(jī)的甩干效率，但收效甚微，而且改動(dòng)較復(fù) 雜。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種半導(dǎo)體材料表面鈍化層結(jié)構(gòu)的形成工藝方 法，它可以避免聚酰亞胺涂層吸水膨脹，保證最終光刻形狀正常。
[0006] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的半導(dǎo)體材料表面鈍化層結(jié)構(gòu)的形成工藝方法，在 鈍化層工藝發(fā)生故障時(shí)，在對(duì)鈍化層薄膜表面進(jìn)行刷洗處理后，進(jìn)行鈍化層刻蝕及涂布聚 酰亞胺前，生長(zhǎng)一層與鈍化層膜質(zhì)相同的薄膜。
[0007] 所述鈍化層的材料包括氮化硅或氮氧化硅。
[0008] 所述與鈍化層膜質(zhì)相同的薄膜的厚度在400埃米以下。
[0009] 本發(fā)明通過在鈍化層薄膜表面經(jīng)過刷洗后，生長(zhǎng)一層較薄的同質(zhì)薄膜，阻擋了襯 底水汽和聚酰亞胺涂層的直接接觸，從而解決了在鈍化層工藝設(shè)備發(fā)生故障情況下，采用 刷片機(jī)處理鈍化層表面后，因聚酰亞胺涂層吸水膨脹造成的最終光刻形狀異常的問題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010] 圖1是目前在鈍化層工藝設(shè)備發(fā)生故障情況下，半導(dǎo)體材料表面鈍化層結(jié)構(gòu)的形 成工藝流程。
[0011] 圖2是在氮化硅鈍化層生長(zhǎng)過程中，使用正面JET沖洗、背面尼龍刷刷洗工藝去除 氮化硅表面顆粒后，在后續(xù)聚酰亞胺涂布后發(fā)現(xiàn)硅片中心光刻形狀異常；
[0012] 圖3是在硅片中心區(qū)域聚酰亞胺的涂布形狀異常。
[0013] 圖4是在硅片中心以外區(qū)域聚酰亞胺的涂布形狀正常。
[0014] 圖5是本發(fā)明在鈍化層工藝設(shè)備發(fā)生故障情況下的半導(dǎo)體材料表面鈍化層結(jié)構(gòu) 的形成工藝流程。
[0015] 圖6?圖8是不同批次的硅片制品，在采用圖5的處理流程后，聚酰亞胺在硅片中 心區(qū)域的光刻形狀。

【具體實(shí)施方式】
[0016] 為對(duì)本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)與功效有更具體的了解，現(xiàn)結(jié)合附圖，詳述如下：
[0017] 在鈍化層工藝設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，為了改善聚酰亞胺涂布后的光刻形狀，本發(fā)明采 用了如圖5所示的工藝流程來完成鈍化層結(jié)構(gòu)的制作：首先按照常規(guī)工藝在半導(dǎo)體襯底表 面生長(zhǎng)一層氮氧化硅或氮化硅鈍化層，然后用刷片機(jī)刷洗氮氧化硅或氮化硅鈍化層表面， 接著在氮氧化硅或氮化硅鈍化層表面再生長(zhǎng)一層與原始鈍化層相同膜質(zhì)的薄膜層，最后按 照常規(guī)工藝進(jìn)行鈍化層的刻蝕和聚酰亞胺的涂布。
[0018] 追加生長(zhǎng)的鈍化層同質(zhì)薄膜層應(yīng)該較薄，厚度一般在400A以下，以方便后續(xù)鈍化 層刻蝕時(shí)，無需改動(dòng)刻蝕時(shí)間。例如，原始鈍化層是厚度為7000A的氮化硅，則當(dāng)鈍化層表面 用水刷洗后，可生長(zhǎng)一層厚度為350A的氮化硅薄膜。
[0019] 為了保證良好的均一性，鈍化層同質(zhì)薄膜層生長(zhǎng)的工藝條件應(yīng)該在原始鈍化層生 長(zhǎng)的工藝條件基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化。例如，7K SiN工藝中采用的條件是：SiH4400?600sccm， NH32000 ?8000sccm，HF:LF = (100 ?700)w: (100 ?700)w ;則追加的35〇A SiN 可以采用 如下條件：SiH4200 ?400sccm，NH31000 ?500sccm，HF:LF = (400 ?700)w: (100 ?300) w，以保證良好的均一性。
[0020] 由于硅片表面尤其是硅片中心殘留的水分被追加生長(zhǎng)的鈍化層同質(zhì)薄膜層覆蓋， 因此，在后續(xù)涂布聚酰亞胺時(shí)，聚酰亞胺不會(huì)接觸到襯底的水分，從而保證了聚酰亞胺特別 是在中心區(qū)域的涂布形狀正常，如圖6?圖8所示。
【權(quán)利要求】
1. 半導(dǎo)體材料表面鈍化層結(jié)構(gòu)的形成工藝方法，其特征在于，當(dāng)鈍化層工藝發(fā)生故障 時(shí)，在對(duì)鈍化層薄膜表面進(jìn)行刷洗處理后，進(jìn)行鈍化層刻蝕及涂布聚酰亞胺前，生長(zhǎng)一層與 鈍化層膜質(zhì)相同的薄膜。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述鈍化層的材料包括氮化硅或氮氧化 硅。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述與鈍化層膜質(zhì)相同的薄膜的厚度在 400埃米以下。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述鈍化層的材料為氮化硅，所述與鈍化 層膜質(zhì)相同的薄膜為350埃米厚的氮化硅。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述350埃米厚的氮化硅薄膜的生長(zhǎng)條件 為：SiH4200 ?400sccm，NH31000 ?500sccm，HF:LF 為 400 ?700w: 100 ?300w。
【文檔編號(hào)】H01L21/02GK104282531SQ201410208799
【公開日】2015年1月14日 申請(qǐng)日期:2014年5月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月16日
【發(fā)明者】王劍敏 申請(qǐng)人:上海華虹宏力半導(dǎo)體制造有限公司