專利名稱：可重復(fù)進(jìn)行的旋轉(zhuǎn)涂布制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供一種進(jìn)行旋轉(zhuǎn)涂布制造方法，尤指一種避免半導(dǎo)體芯片報(bào)廢而可重復(fù)進(jìn)行的旋轉(zhuǎn)涂布制造方法。
背景技術(shù)：
目前廣泛應(yīng)用于超大規(guī)模集成電路(very large scale integration，VLSI)工藝的多重金屬化工藝(multilevel metallization process)利用多層的金屬內(nèi)連線以及低介電常數(shù)材料將半導(dǎo)體芯片上的各個(gè)半導(dǎo)體元件彼此串接起來(lái)以形成堆棧化的回路架構(gòu)，因此，為了在金屬內(nèi)連線表面沉積一具有良好的階梯覆蓋能力且無(wú)孔洞的介電層，現(xiàn)行的VLSI工藝大多是形成一種三明治式(sandwich type)的介電結(jié)構(gòu)來(lái)解決此問(wèn)題。
請(qǐng)參考圖1至圖4，圖1至圖4為現(xiàn)有半導(dǎo)體芯片10表面形成三明治式介電結(jié)構(gòu)22的制造方法示意圖。如圖1所示，半導(dǎo)體芯片10包含有一硅襯底12，多條金屬內(nèi)連線14，以及一利用等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(plasmaenhanced chemical vapor deposition，PECVD)工藝形成于半導(dǎo)體芯片10表面的二氧化硅層16。如圖2所示，進(jìn)行一旋轉(zhuǎn)式涂布工藝(spin on process)以于半導(dǎo)體芯片10表面形成一旋涂式玻璃(SOG)層18，并且SOG層18填滿二氧化硅層16之間的溝渠17。如圖3所示，在完成SOG層18的固化工藝(curing)之后，接著進(jìn)行一回蝕刻(etching back)工藝均勻地去除部份SOG層18以降低SOG層18的厚度。最后如圖4所示，再利用PECVD工藝于SOG層28表面沉積一二氧化硅層20，以完成三明治式介電結(jié)構(gòu)22的制作。
隨著工藝線寬的縮小，金屬內(nèi)連線14的寬度也變得越來(lái)越細(xì)，但是為了避免電阻值上升，金屬內(nèi)連線14的厚度并無(wú)法隨之相對(duì)地減小，導(dǎo)致金屬內(nèi)連線14具有較大的高寬比(aspect ratio)而形成陡峭的形貌(severetopography)，因此，利用旋轉(zhuǎn)涂布工藝于半導(dǎo)體芯片10表面沉積SOG層18時(shí)容易發(fā)生厚度不均勻的問(wèn)題。此外，旋轉(zhuǎn)涂布工藝完成之后通常會(huì)再進(jìn)行一晶邊清洗(edge bevel rinse，EBR)工藝以洗凈半導(dǎo)體芯片10邊緣，而該晶邊清洗(edge bevel rinse，EBR)工藝卻又可能會(huì)造成SOG層18表面受到化學(xué)溶液的污染。然而，在目前現(xiàn)有的半導(dǎo)體工藝中，當(dāng)半導(dǎo)體芯片10的SOG層18如果發(fā)生上述的厚度均勻性(thickness uniformity)不佳或是表面受到化學(xué)溶液污染等問(wèn)題，則都是將半導(dǎo)體芯片10直接報(bào)廢，造成生產(chǎn)資源的浪費(fèi)以及制造成本的增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種可重復(fù)進(jìn)行的旋轉(zhuǎn)涂布制造方法，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題。
本發(fā)明提供一種可重復(fù)進(jìn)行的旋轉(zhuǎn)涂布制造方法，一種可重復(fù)進(jìn)行的旋轉(zhuǎn)涂布制造方法，其步驟包含先進(jìn)行一旋轉(zhuǎn)涂布工藝以于一半導(dǎo)體芯片表面形成一第一介電層，然后對(duì)該第一介電層進(jìn)行一檢測(cè)步驟，并且該第一介電層符合一預(yù)定條件，接著進(jìn)行一蝕刻工藝，以完全去除該第一介電層，并且利用一濕式刷洗裝置(wet scrubber)清洗該半導(dǎo)體芯片，最后烘干該半導(dǎo)體芯片并且再次進(jìn)行一旋轉(zhuǎn)涂布工藝，以于該半導(dǎo)體芯片表面形成一第二介電層。
本發(fā)明提供一種可重復(fù)進(jìn)行的旋轉(zhuǎn)涂布制造方法，當(dāng)利用一旋轉(zhuǎn)涂布工藝于一半導(dǎo)體芯片表面形成的介電層發(fā)生厚度均勻性不佳或是表面受到化學(xué)溶液污染等問(wèn)題時(shí)，本發(fā)明便會(huì)利用一濕蝕刻工藝或是一干蝕刻工藝將該介電層去除，然后再利用去離子水將該半導(dǎo)體芯片表面殘留的蝕刻溶液或是微粒(particle)清洗干凈，最后將該半導(dǎo)體芯片烘干并且再次進(jìn)行該旋轉(zhuǎn)涂布工藝，以重新沉積形成一介電層。相較于現(xiàn)有方法，本發(fā)明可以避免半導(dǎo)體芯片由于旋轉(zhuǎn)涂布工藝失敗而遭到報(bào)廢，此外，本發(fā)明重復(fù)進(jìn)行的旋轉(zhuǎn)涂布制造方法并不會(huì)造成半導(dǎo)體芯片的合格率降低，因此可以有效地應(yīng)用于半導(dǎo)體元件的制造。


圖1至圖4為現(xiàn)有半導(dǎo)體芯片表面形成三明治式介電結(jié)構(gòu)的制造方法示意圖；圖5至圖7為本發(fā)明第一實(shí)施例的可重復(fù)進(jìn)行的旋轉(zhuǎn)涂布制造方法示意圖；
圖8至圖10為本發(fā)明第二實(shí)施例的可重復(fù)進(jìn)行的旋轉(zhuǎn)涂布制造方法示意圖。
附圖標(biāo)記說(shuō)明10 半導(dǎo)體芯片12 硅襯底14 金屬內(nèi)連線16、20 二氧化硅層17 溝渠 18 SOG層50、100 半導(dǎo)體芯片52、102硅襯底54、104 金屬內(nèi)連線56、108第一介電層58、110 第二介電層106二氧化硅層具體實(shí)施方式
請(qǐng)參考圖5至圖7，圖5至圖7為本發(fā)明的可重復(fù)進(jìn)行的旋轉(zhuǎn)涂布制造方法示意圖。如圖5所示，在本發(fā)明的第一實(shí)施例中，半導(dǎo)體芯片50包含有一硅襯底52以及多條金屬內(nèi)連線54，接著進(jìn)行一旋轉(zhuǎn)式涂布工藝(spin onprocess)以于半導(dǎo)體芯片50表面形成第一介電層56以直接覆蓋各金屬內(nèi)連線54，并且第一介電層56由旋涂式玻璃(spin on glass，SOG)或是HSQ(hydrogen silsesquioxane)(k＝2.8)、MSQ(methyl silsesquioxane)(k＝2.7)等低介電常數(shù)材料所構(gòu)成。
隨后對(duì)第一介電層56進(jìn)行一膜厚檢測(cè)以及一清潔性檢測(cè)，當(dāng)?shù)谝唤殡妼?6的厚度均勻性(thickness uniformity)較差，或者第一介電層56表面由于晶邊清洗(edge bevel rinse，EBR)工藝而受到化學(xué)溶液污染或是微粒(particle)沾附，進(jìn)而導(dǎo)致該旋轉(zhuǎn)式涂布工藝失敗時(shí)，本發(fā)明的一優(yōu)選方法便會(huì)利用一干蝕刻工藝完全去除第一介電層56，并且該干蝕刻工藝以二氟二氯甲烷(Dichlorodifluoromethane，CCL2F2)四氟化碳(Perfluoromethane，CF4)六氟乙烷(Perfluoroethane，C2F6)以及全氟丙烷(Perfluoropropane，C3F8)等氟氯碳化物作為蝕刻氣體。
如圖6所示，在蝕刻完第一介電層56之后，將半導(dǎo)體芯片50置于一濕式刷洗裝置(wet scrubber)中以利用去離子水清洗表面殘留的微粒，接著利用一加熱墊(heating plate)裝置干燥(drying)半導(dǎo)體芯片50。最后再次進(jìn)行一旋轉(zhuǎn)涂布工藝，以重新于半導(dǎo)體芯片50表面形成一第二介電層58覆蓋各金屬內(nèi)連線54，同樣地，第二介電層58也由SOG或是HSQ、MSQ等低介電常數(shù)材料所構(gòu)成。此外，假設(shè)第二介電層58的厚度均勻性仍然不佳，或是第二介電層58表面再次受到化學(xué)溶液污染，則本發(fā)明方法仍可以重復(fù)上述步驟，直至利用旋轉(zhuǎn)涂布工藝于半導(dǎo)體芯片50表面形成一厚度均勻性良好的介電層為止，以利后續(xù)形成一現(xiàn)有三明治式介電結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明也可實(shí)施于復(fù)合式的介電層結(jié)構(gòu)的制造方法。請(qǐng)參考圖8，在本發(fā)明的第二實(shí)施例中，半導(dǎo)體芯片100包含有一硅襯底102，多條金屬內(nèi)連線104，以及一利用等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(plasma enhanced chemical vapordeposition，PECVD)工藝形成于半導(dǎo)體芯片100表面的二氧化硅層106。隨后，對(duì)利用旋轉(zhuǎn)涂布工藝于半導(dǎo)體芯片100表面形成的第一介電層108進(jìn)行一膜厚檢測(cè)以及一清潔性檢測(cè)，當(dāng)?shù)谝唤殡妼?08符合具有較差的厚度均勻性或是表面包含有化學(xué)溶液污染等預(yù)定條件時(shí)，本發(fā)明的一優(yōu)選方法利用一濕蝕刻工藝以完全去除第一介電層108，并且該濕蝕刻工藝?yán)靡话袑?duì)第一介電層108的低介電常數(shù)材料與二氧化硅層106的硅氧化物具有高選擇比的成分，例如氫氟酸(hydrofluoric acid，HF)或緩沖氟酸(BHF，HF/NH4F/H2O)，作為蝕刻溶液。其中，二氧化硅層106是用來(lái)作為一阻隔層(barrier layer)，以保護(hù)硅襯底102表面的多條金屬內(nèi)連線104等元件，避免于去除第一介電層108的濕蝕刻工藝中受到損害。值得注意的是當(dāng)?shù)谝唤殡妼?08由旋涂式玻璃材料所構(gòu)成時(shí)，若使用緩沖氟酸作為蝕刻溶液，由于緩沖氟酸對(duì)旋涂式玻璃材料的蝕刻速率(4500/min)遠(yuǎn)大于對(duì)二氧化硅的蝕刻速率(60/min)，故可獲得良好的清除效果。
接著如圖9所示，如同本發(fā)明的第一實(shí)施例的步驟，再將半導(dǎo)體芯片100置于一濕式刷洗裝置(wet scrubber)中以利用去離子水清洗表面殘留的微粒以及蝕刻溶液，并且利用一加熱墊(heating plate)裝置干燥(drying)半導(dǎo)體芯片100。最后如圖10所示，再次進(jìn)行一旋轉(zhuǎn)涂布工藝，以重新于半導(dǎo)體芯片100表面形成一第二介電層110。同樣地，第二介電層110也由SOG或是HSQ、MSQ等低介電常數(shù)材料所構(gòu)成。此外，假設(shè)第二介電層110的厚度均勻性仍然不佳，或是第二介電層110表面再次受到化學(xué)溶液污染，則本發(fā)明方法可以重復(fù)上述步驟，直至利用旋轉(zhuǎn)涂布工藝于半導(dǎo)體芯片100表面形成一厚度均勻性良好的介電層為止，以利后續(xù)形成一復(fù)合式的介電結(jié)構(gòu)或現(xiàn)有三明治式介電結(jié)構(gòu)。
此外，本發(fā)明的可重復(fù)進(jìn)行的旋轉(zhuǎn)涂布制造方法并不限于形成一復(fù)合式或三明治式介電結(jié)構(gòu)，任何利用旋轉(zhuǎn)涂布工藝形成的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，例如一淺溝隔離結(jié)構(gòu)，均為本發(fā)明的適用范圍。
本發(fā)明提供一種可重復(fù)進(jìn)行的旋轉(zhuǎn)涂布制造方法，一種可重復(fù)進(jìn)行的旋轉(zhuǎn)涂布制造方法，其步驟包含先進(jìn)行一旋轉(zhuǎn)涂布工藝以于一半導(dǎo)體芯片表面形成一第一介電層，然后對(duì)該第一介電層進(jìn)行一檢測(cè)步驟，并且該第一介電層符合一預(yù)定條件，接著進(jìn)行一蝕刻工藝，以完全去除該第一介電層，并且利用一濕式刷洗裝置(wet scrubber)清洗該半導(dǎo)體芯片，最后烘干該半導(dǎo)體芯片并且再次進(jìn)行一旋轉(zhuǎn)涂布工藝，以于該半導(dǎo)體芯片表面形成一第二介電層。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求所做的均等變化與修飾，均應(yīng)屬本發(fā)明專利的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種可重復(fù)進(jìn)行的旋轉(zhuǎn)涂布制造方法，包含有下列步驟進(jìn)行一旋轉(zhuǎn)涂布工藝，以于一半導(dǎo)體芯片表面形成一第一介電層；對(duì)該第一介電層進(jìn)行一檢測(cè)步驟，并且該第一介電層符合一預(yù)定條件；進(jìn)行一蝕刻工藝，以完全去除該第一介電層；利用一濕式刷洗裝置清洗該半導(dǎo)體芯片；干燥該半導(dǎo)體芯片；以及再次進(jìn)行一旋轉(zhuǎn)涂布工藝，以于該半導(dǎo)體芯片表面形成一第二介電層；其中該半導(dǎo)體芯片表面還形成有多條金屬內(nèi)連線，并且該第一介電層覆蓋該等金屬內(nèi)連線。
2.如權(quán)利要求1的制造方法，其中該檢測(cè)步驟是膜厚檢測(cè)，并且該預(yù)定條件是該第一介電層具有較差的厚度均勻性。
3.如權(quán)利要求1的制造方法，其中該檢測(cè)步驟是清潔性檢測(cè)，并且該預(yù)定條件是該第一介電層表面包含有化學(xué)溶液污染或微粒污染。
4.如權(quán)利要求1的制造方法，其中該第一介電層與該第二介電層由一旋涂式玻璃材料所構(gòu)成。
5.如權(quán)利要求1的制造方法，其中該第一介電層與該第二介電層由一低介電常數(shù)材料所構(gòu)成。
6.如權(quán)利要求1的制造方法，其中該蝕刻工藝是一干蝕刻工藝。
7.如權(quán)利要求1的制造方法，其中該半導(dǎo)體芯片表面還包含有一阻隔層形成于該導(dǎo)線結(jié)構(gòu)與該第一介電層之間。
8.如權(quán)利要求7的制造方法，其中該阻隔層是利用一化學(xué)氣相沉積工藝形成的硅氧層。
9.如權(quán)利要求1的制造方法，其中該蝕刻工藝是一濕蝕刻工藝。
10.如權(quán)利要求9的制造方法，其中該濕蝕刻工藝使用緩沖氟酸(BHF)作為蝕刻溶液。
11.一種可重復(fù)進(jìn)行的旋轉(zhuǎn)涂布工藝的制造方法，包含有下列步驟進(jìn)行一化學(xué)沉積工藝，以于一半導(dǎo)體芯片表面形成一阻隔層；進(jìn)行一旋轉(zhuǎn)涂布工藝，以于該硅氧層表面形成一第一介電層；對(duì)該第一介電層進(jìn)行一檢測(cè)步驟，并且該第一介電層符合一預(yù)定條件；進(jìn)行一蝕刻工藝以完全去除該第一介電層；利用一濕式刷洗裝置清洗該半導(dǎo)體芯片；干燥該半導(dǎo)體芯片；以及再次進(jìn)行一旋轉(zhuǎn)涂布工藝，以于該半導(dǎo)體芯片表面形成一第二介電層；其中該半導(dǎo)體芯片表面還形成有多條金屬內(nèi)連線，并且該硅氧層覆蓋該等金屬內(nèi)連線。
12.如權(quán)利要求11的制造方法，其中該檢測(cè)步驟是膜厚檢測(cè)，并且該預(yù)定條件是該第一介電層具有較差的厚度均勻性。
13.如權(quán)利要求11的制造方法，其中該檢測(cè)步驟是清潔性檢測(cè)，并且該預(yù)定條件是該第一介電層表面包含有化學(xué)溶液污染或微粒污染。
14.如權(quán)利要求11的制造方法，其中該第一介電層與該第二介電層由一旋涂式玻璃材料所構(gòu)成。
15.如權(quán)利要求11的制造方法，其中該第一介電層與該第二介電層由一低介電常數(shù)材料所構(gòu)成。
16.如權(quán)利要求11的制造方法，其中該蝕刻工藝是一濕蝕刻工藝。
17.如權(quán)利要求16的制造方法，其中該濕蝕刻工藝使用緩沖氟酸(BHF)作為蝕刻溶液。
全文摘要
一種可重復(fù)進(jìn)行的旋轉(zhuǎn)涂布制造方法，其步驟包含先進(jìn)行一旋轉(zhuǎn)涂布工藝以于一半導(dǎo)體芯片表面形成一第一介電層，然后對(duì)該第一介電層進(jìn)行一檢測(cè)步驟，并且該第一介電層符合一預(yù)定條件，接著進(jìn)行一蝕刻工藝，以完全去除該第一介電層，并且利用一濕式刷洗裝置(wet scrubber)清洗該半導(dǎo)體芯片，最后烘干該半導(dǎo)體芯片并且再次進(jìn)行一旋轉(zhuǎn)涂布工藝，以于該半導(dǎo)體芯片表面形成一第二介電層。
文檔編號(hào)B05D1/40GK1589977SQ0315554
公開(kāi)日2005年3月9日 申請(qǐng)日期2003年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月28日
發(fā)明者吳景修 申請(qǐng)人:力晶半導(dǎo)體股份有限公司