專利名稱：晶圓邊緣薄膜結(jié)構(gòu)和晶圓邊緣薄膜結(jié)構(gòu)的形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，特別涉及一種晶圓邊緣薄膜結(jié)構(gòu)和晶圓邊緣薄膜 結(jié)構(gòu)的形成方法。
背景技術(shù)：
隨著電子設(shè)備的廣泛應(yīng)用，半導(dǎo)體的制造工藝得到了飛速的發(fā)展，在半導(dǎo)體的 制造流程中，晶圓邊緣薄膜結(jié)構(gòu)的形成方法對產(chǎn)品缺陷密度的降低以及產(chǎn)品質(zhì)量的提高 具有重要作用。圖1為現(xiàn)有技術(shù)中晶圓邊緣薄膜結(jié)構(gòu)的剖面示意圖，如圖1所示，現(xiàn)有 技術(shù)中晶圓邊緣薄膜結(jié)構(gòu)的形成方法包括以下步驟步驟一，采用化學(xué)氣相沉積(CVD)工藝在氟化硅(FSG) 101和氮化硅(Si3N4) 102 上依次沉積Si3N4103，正硅酸乙酯(PETEOS) 104和氮氧化硅(SiON)(圖未示出)，其 中，SiON為可選，Si3N4 103和PETEOS 104共同構(gòu)成半導(dǎo)體器件的保護(hù)層105，或Si3N4 103、PETEOS 104和SiON共同構(gòu)成半導(dǎo)體器件的保護(hù)層105。為了方便起見，本發(fā)明 中所述保護(hù)層包括Si3N4 103和PETEOS 104，或包括Si3N4 103、PETEOS 104和SiON這 兩種結(jié)構(gòu)中的任意一種，保護(hù)層105用于保護(hù)位于其下的半導(dǎo)體器件。其中，保護(hù)層105 并不覆蓋FSG 101和Si3N4 102的整個表面，具體實現(xiàn)方法為當(dāng)在FSG 101和Si3N4 102 的表面沉積保護(hù)層105后，以光刻和蝕刻的方式將部分保護(hù)層105去除，最后僅剩下部分 保護(hù)層105保留在FSG 101的部分表面。需要說明的是，在本步驟中將部分保護(hù)層105去除的原因為當(dāng)在FSGlOl和 Si3N4 102的表面沉積保護(hù)層105后，為了對有效器件區(qū)上方的保護(hù)層105進(jìn)行光刻和蝕 亥IJ，在整個保護(hù)層105的表面涂覆有光阻(PR)，為了避免靠近晶圓邊緣的PR掉落在機(jī)臺 上，在晶圓邊緣斜角清洗(EBR)和晶圓邊緣曝光(WEE)工藝中，將靠近晶圓邊緣的PR 去除掉，從而經(jīng)蝕刻后僅剩余部分保護(hù)層105保留在FSG 101的表面。步驟二，采用物理氣相沉積(PVD)工藝在FSG 101、Si3N4 102和保護(hù)層105上 沉積氮化鉭(TaN) 106作為擴(kuò)散阻擋層。步驟三，采用PVD工藝在TaN 106上沉積鋁(Al) 107。然而，在上述步驟中，在FSG 101、Si3N4102和保護(hù)層105上沉積TaN106之后， TaN 106覆蓋在FSG 101、Si3N4 102和保護(hù)層105的表面，由于FSG 101、Si3N4 102和保 護(hù)層105三種薄膜的特性差異，位于FSG 101之上的TaN、位于Si3N4 102之上的TaN和 位于保護(hù)層105上的TaN之間應(yīng)力不匹配，從而使TaN 106出現(xiàn)劈裂脫落，在Al 107的 沉積過程中，應(yīng)力不匹配現(xiàn)象會加劇，使位于TaN 106之上的Al 107也出現(xiàn)劈裂，最終導(dǎo) 致晶圓邊緣薄膜結(jié)構(gòu)的剝落，影響到半導(dǎo)體器件產(chǎn)品的質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種晶圓邊緣薄膜結(jié)構(gòu)和晶圓邊緣薄膜結(jié)構(gòu)的形成方 法，以避免晶圓邊緣薄膜結(jié)構(gòu)的剝落。
為達(dá)到 上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案具體是這樣實現(xiàn)的一種晶圓邊緣薄膜結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括氟化硅FSG、氮化硅Si3N4、保護(hù)層、氮 化鉭TaN和鋁Al ；其中，保護(hù)層位于FSG和Si3N4之上，且覆蓋FSG和Si3N4的整個表面；TaN位 于保護(hù)層之上，且覆蓋保護(hù)層的整個表面；Al位于TaN之上，且覆蓋TaN的整個表面。所述保護(hù)層包括氮化硅Si3N4和正硅酸乙酯PETEOS，或Si3N4、PETEOS禾口氮 氧化硅SiON。一種晶圓邊緣薄膜結(jié)構(gòu)的形成方法，該方法包括采用化學(xué)氣相沉積CVD工藝在氟化硅FSG和氮化硅Si3N4上沉積保護(hù)層，且保 護(hù)層覆蓋FSG和Si3N4的整個表面；采用物理氣相沉積PVD工藝在保護(hù)層上沉積氮化鉭TaN作為擴(kuò)散阻擋層；采用PVD工藝在TaN上沉積鋁Al。所述保護(hù)層包括氮化硅Si3N4和正硅酸乙酯PETEOS，或Si3N4、PETEOS禾口氮 氧化硅SiON。本發(fā)明提供了一種晶圓邊緣薄膜結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括氟化硅(FSG)、氮化硅 (Si3N4)、保護(hù)層、氮化鉭(TaN)和鋁(Al)，其中，保護(hù)層位于FSG和Si3N4之上，且覆蓋 FSG和Si3N4的整個表面，TaN位于保護(hù)層之上，且覆蓋保護(hù)層的整個表面，Al位于TaN 之上，且覆蓋TaN的整個表面；本發(fā)明還提供了一種晶圓邊緣薄膜結(jié)構(gòu)的形成方法，首 先采用化學(xué)氣相沉積(CVD)工藝在FSG和Si3N4上沉積保護(hù)層，且保護(hù)層覆蓋FSG和 Si3N4的整個表面，然后采用物理氣相沉積(PVD)工藝在保護(hù)層上沉積TaN作為擴(kuò)散阻擋 層，最后采用PVD工藝在TaN上沉積Al，這就確保TaN沉積在同一層保護(hù)層上，避免了 TaN在FSG、Si3N4和保護(hù)層間的應(yīng)力不匹配問題，也有利于Al沉積過程中的應(yīng)力釋放， 保證了整個晶圓邊緣薄膜結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，避免了晶圓邊緣薄膜結(jié)構(gòu)的剝落。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中晶圓邊緣薄膜結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。圖2為本發(fā)明所提供的晶圓邊緣薄膜結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下參照附圖并舉實施 例，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。圖2為本發(fā)明所提供的晶圓邊緣薄膜結(jié)構(gòu)的剖面示意圖，如圖2所示，該方法包 括以下步驟步驟一，采用CVD工藝在FSG 101和Si3N4 102上沉積保護(hù)層105，且保護(hù)層105 覆蓋FSG 101和Si3N4 102的整個表面。在實際應(yīng)用中，為了防止晶圓邊緣的光阻濺落在機(jī)臺上，在形成晶圓邊緣薄膜 結(jié)構(gòu)的過程中還涉及EBR和WEE工藝，在進(jìn)行EBR和WEE時，也應(yīng)確保光阻覆蓋在整 個保護(hù)層105表面，從而確保晶圓邊緣的保護(hù)層105在后續(xù)的蝕刻過程中保持不變，當(dāng)光 阻覆蓋在整個保護(hù)層105的表面時，我們可以通過現(xiàn)有技術(shù)的手段，例如降低晶圓的旋轉(zhuǎn)速度或減小光阻的涂覆厚度，使得光阻不會濺落在機(jī)臺上，晶圓旋轉(zhuǎn)速度和光阻的厚度視具體情況而定，即使少量光阻濺落在機(jī)臺上也是對機(jī)臺造成輕微污染，輕微污染不 會對機(jī)臺造成很大影響，而且輕微污染也是可以通過現(xiàn)有技術(shù)中的手段來去除的。需要說明的是，在晶圓邊緣的薄膜結(jié)構(gòu)中，保護(hù)層105是否覆蓋FSG 101和 Si3N4 102的整個表面對有效器件區(qū)沒有影響。步驟二，采用PVD工藝在保護(hù)層105上沉積TaN 106作為擴(kuò)散阻擋層。步驟三，采用PVD工藝在TaN 106上沉積Al 107。至此，本流程結(jié)束，可進(jìn)入后續(xù)的工藝流程。可見，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)的主要區(qū)別在于在現(xiàn)有技術(shù)中，TaN部分覆蓋在 FSG表面，TaN部分覆蓋在保護(hù)層表面，TaN的其他部分覆蓋在Si3N4的表面，由于位于 FSG、Si3N4和保護(hù)層之上的FSG上的TaN和位于Si3N4之上的TaN之間應(yīng)力不匹配，從 而使TaN以及下一步沉積的Al出現(xiàn)劈裂脫落，而在本發(fā)明中，在FSG和Si3N4表面沉積 保護(hù)層后，在保護(hù)層之上再沉積TaN，該方法確保TaN沉積在同一層保護(hù)層上，這就避 免了 TaN在FSG、Si3N4和保護(hù)層之間的應(yīng)力不匹配問題，也有利于Al沉積過程中的應(yīng) 力釋放，保證了整個晶圓邊緣薄膜結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，從根本上解決了傳統(tǒng)的設(shè)計導(dǎo)致的晶圓 邊緣薄膜結(jié)構(gòu)劈裂脫落的問題。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡 在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換以及改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā) 明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種晶圓邊緣薄膜結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括氟化硅FSG、氮化硅Si3N4、保護(hù)層、氮化 鉭TaN和鋁Al ；其中，保護(hù)層位于FSG和Si3N4之上，且覆蓋FSG和Si3N4的整個表面；TaN位于保 護(hù)層之上，且覆蓋保護(hù)層的整個表面；Al位于TaN之上，且覆蓋TaN的整個表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述保護(hù)層包括氮化硅Si3N4和正硅 酸乙酯PETEOS，或Si3N4、PETEOS和氮氧化硅SiON。
3.—種晶圓邊緣薄膜結(jié)構(gòu)的形成方法，該方法包括采用化學(xué)氣相沉積CVD工藝在氟化硅FSG和氮化硅Si3N4上沉積保護(hù)層，且保護(hù)層 覆蓋FSG和Si3N4的整個表面；采用物理氣相沉積PVD工藝在保護(hù)層上沉積氮化鉭TaN作為擴(kuò)散阻擋層； 采用PVD工藝在TaN上沉積鋁Al。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述保護(hù)層包括氮化硅Si3N4和正硅 酸乙酯PETE0S，或Si3N4、PETEOS和氮氧化硅SiON。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種晶圓邊緣薄膜結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括氟化硅FSG、氮化硅Si3N4、保護(hù)層、氮化鉭TaN和鋁Al；其中，保護(hù)層位于FSG和Si3N4之上，且覆蓋FSG和Si3N4的整個表面；TaN位于保護(hù)層之上，且覆蓋保護(hù)層的整個表面；Al位于TaN之上，且覆蓋TaN的整個表面。本發(fā)明還提供了一種晶圓邊緣薄膜結(jié)構(gòu)的形成方法，采用該方法和結(jié)構(gòu)能夠避免晶圓邊緣薄膜結(jié)構(gòu)的剝落。
文檔編號H01L21/3205GK102024767SQ20091019540
公開日2011年4月20日 申請日期2009年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月9日
發(fā)明者徐長春, 王曉艷, 許小兵, 陳其道 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司