解决光刻胶不足的钝化层蚀刻方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种半导体蚀刻工艺，具体涉及一种解决光刻胶不足的钝化层蚀刻方法。
【背景技术】
[0002]目前，现有技术的钝化形成过程(passivat1n format1n procedure)包含以下步骤:a、氧化娃/氮化娃沉积(oxide/nitride DEP) ;b、光刻(photo) ;c、蚀刻(Etch)。
[0003]但在一些半导体器件中，会采用超厚顶部金属(ultra thick metal)来克服阻容迟滞(RC delay)。但这会导致晶圆表面的不平滑性变得非常严重，在设有厚金属的位置形成一个高于晶圆表面其他部分的顶部金属岛(top metal island),使得晶圆上涂覆光刻胶(PR)后，位于该顶部金属岛的区域上的光刻胶过薄，从而无法对需要保留的钝化层提供保护。
[0004]如图1所示，为现有技术钝化层蚀刻工艺前晶圆的结构示意图，晶圆上设有厚金属器件1，该厚金属器件I顶面突出晶圆表面，形成顶部金属岛。厚金属器件I和晶圆上沉积有氧化硅沉积层2，氧化硅沉积层2上沉积有氮化硅沉积层3，该氧化硅沉积层2和氮化硅沉积层3组成钝化层。最终氮化硅沉积层3上涂覆有光刻胶4。其中厚金属器件I厚度为40k埃，氧化硅沉积层2厚度只有6k埃，氮化硅沉积层3厚度只有6k埃，氮化硅沉积层3上光刻胶4 (无金属岛区域)厚度为45k埃，而金属岛区域上光刻胶4的厚度只有5k埃。可见由于顶部金属岛区域与晶圆其余部分的高度差较大，导致顶部金属岛区域上涂覆的光刻胶很薄，同时氧化硅沉积层本身厚度也太薄，无法保护需要保留的钝化层。
【发明内容】
[0005]本发明提供一种解决光刻胶不足的钝化层蚀刻方法，可解决顶部金属岛区域光刻胶缺失的问题，保护晶圆顶部需要保留的钝化层。
[0006]为实现上述目的，本发明提供一种解决光刻胶不足的钝化层蚀刻方法，其特点是，该方法包含以下步骤:
在晶圆上进行钝化层沉积；
对晶圆上钝化层进行化学机械抛光工艺，降低晶圆上钝化层的不平整度；
涂覆光刻胶，进行光刻；
对钝化层进行蚀刻工艺。
[0007]上述晶圆顶部设有厚金属器件,其顶部突出晶圆表面，在晶圆顶面形成顶部金属岛O
[0008]上述钝化层覆盖在厚金属器件上。
[0009]上述钝化层蚀刻工艺进行30%过蚀刻。
[0010]上述钝化层包含氧化硅沉积层和氮化硅沉积层。
[0011]上述钝化层的沉积和化学机械抛光包含: 在晶圆上进行氧化娃沉积；
对晶圆上氧化硅沉积层进行化学机械抛光工艺，降低氧化硅沉积层的不平整度； 在晶圆上进行氮化硅沉积。
[0012]本发明解决光刻胶不足的钝化层蚀刻方法和现有技术的钝化层蚀刻方法相比，其优点在于，本发明在钝化层沉积后对其进行化学机械抛光，要提高金属岛区域光刻胶一定厚度，只需相应增加氧化硅沉积的厚度，然后用化学机械抛光的方法让金属岛上的氧化硅沉积层减少相应厚度，减少沉积后晶圆顶部的不平整度，提高晶圆顶部突起区域光刻胶的厚度，从而保护需要保留的钝化层。
【附图说明】
[0013]图1为现有技术钝化层蚀刻工艺前晶圆的结构示意图；
图2为本发明解决光刻胶不足的钝化层蚀刻方法的方法流程图；
图3为进行化学机械抛光前晶圆表面不平整度的示意图；
图4为进行化学机械抛光后晶圆表面不平整度的示意图。
【具体实施方式】
[0014]以下结合附图，进一步说明本发明的具体实施例。
[0015]如图2所示,本发明公开一种解决光刻胶不足(PR missing problem)的钝化层蚀亥Ij(passivat1n etch)方法,适用于晶圆上制备有厚金属器件的钝化层蚀刻和扩大工艺窗口(enlarge process window)。该方法包含以下步骤:
步骤1、在晶圆上制备厚金属器件，厚金属器件的顶部突出晶圆表面，在晶圆顶面形成顶部金属岛。本实施例中厚金属器件的厚度可为40k埃。
[0016]步骤2、在制备有厚金属器件的晶圆表面进行氧化硅沉积，形成氧化硅沉积层。该氧化硅沉积层覆盖晶圆和厚金属器件。本实施例中此时金属岛区域及其他区域上的氧化物沉积层的厚度可以为20k埃。
[0017]步骤3、对晶圆的金属岛区域上的氧化娃沉积层进行化学机械抛光(ChemicalMechanical Polishing，CMP)工艺。抛光氧化硅沉积层的厚度可以根据工艺中光刻胶的厚度需要进行随意调整。本实施例中，抛光后金属岛区域上氧化硅沉积层厚度可以为大于6k小于20k埃，降低晶圆的金属岛区域与其他区域上氧化硅沉积层之间的不平整度(un-flatness)。优选的,本实施例中抛光后金属岛区域上的氧化娃沉积层可以为1k埃，同时其他区域上的氧化物沉积层仍为20k埃，从而实现了不平整度降低。
[0018]步骤4、在完成氧化硅沉积层抛光后，在氧化硅沉积层上进行氮化硅沉积，形成氮化硅沉积层。本实施例中氮化硅沉积层(金属岛区域及其他区域上)可以为6k埃。
[0019]上述氧化硅沉积层和氮化硅沉积层即组合为钝化层。
[0020]步骤5、涂覆光刻胶，该光刻胶的厚度可以根据实际工艺要求来调整抛光氧化硅沉积层的厚度从而实现调整涂覆光刻胶的厚度(需要光刻胶越厚，则抛光后氧化硅沉积层的厚度越薄)。本实施例中顶部金属岛区域光刻胶层厚度可达到15k埃。
[0021]如图3所示，未经过化学机械抛光工艺下涂覆光刻胶后的结构示意图，晶圆上设有厚金属器件1，该厚金属器件I顶面突出晶圆表面，形成顶部金属岛。厚金属器件I和晶圆上沉积有氧化硅沉积层2，氧化硅沉积层2上沉积有氮化硅沉积层3，该氧化硅沉积层2和氮化硅沉积层3组成钝化层。最终氮化硅沉积层3上涂覆有光刻胶4。可见此处虽然与现有技术相比加厚了氧化硅沉积层2，但由于顶部金属岛区域与晶圆其余部分的高度差较大，导致顶部金属岛区域上涂覆的光刻胶很薄，也无法保护需要保留的钝化层。
[0022]如图4并结合图3所示，经过本发明的工艺方法，在涂覆光刻胶前对顶部金属岛区域上钝化层的氧化硅沉积层2进行化学机械抛光工艺后，可见顶部金属岛区域上钝化层的氧化硅沉积层2的厚度降低，其与区域的氧化硅沉积层2厚度不变，从而在增加氧化硅沉积层2厚度的前提下，也减小了涂覆光刻胶前晶圆的不平整度，实现提高了顶部金属岛区域上光刻胶4的厚度。
[0023]步骤6、涂覆光刻胶后进行光刻工艺。
[0024]步骤7、进行光刻工艺后，对钝化层进行蚀刻工艺。进行钝化层蚀刻工艺时，需要30%过蚀刻。
[0025]尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
【主权项】
1.一种解决光刻胶不足的钝化层蚀刻方法，其特征在于，该方法包含以下步骤: 在晶圆上进行钝化层沉积； 对晶圆上钝化层进行化学机械抛光工艺，降低晶圆上钝化层的不平整度； 涂覆光刻胶，进行光刻； 对钝化层进行蚀刻工艺。2.如权利要求1所述的解决光刻胶不足的钝化层蚀刻方法，其特征在于，所述晶圆顶部设有厚金属器件，其顶部突出晶圆表面，在晶圆顶面形成顶部金属岛。3.如权利要求2所述的解决光刻胶不足的钝化层蚀刻方法，其特征在于，所述钝化层覆盖在厚金属器件上。4.如权利要求1所述的解决光刻胶不足的钝化层蚀刻方法，其特征在于，所述钝化层蚀刻工艺进行30%过蚀刻。5.如权利要求1所述的解决光刻胶不足的钝化层蚀刻方法，其特征在于，所述钝化层包含氧化硅沉积层和氮化硅沉积层。6.如权利要求5所述的解决光刻胶不足的钝化层蚀刻方法，其特征在于，所述钝化层的沉积和化学机械抛光包含: 在晶圆上进行氧化娃沉积； 对晶圆上氧化硅沉积层进行化学机械抛光工艺，降低氧化硅沉积层的不平整度； 在晶圆上进行氮化硅沉积。
【专利摘要】本发明提供一种解决光刻胶不足的钝化层蚀刻方法，该方法包含以下步骤：在晶圆上进行钝化层沉积；对晶圆上钝化层进行化学机械抛光工艺，降低晶圆上钝化层的不平整度；涂覆光刻胶，进行光刻；对钝化层进行蚀刻工艺。本发明在钝化层沉积后对其进行化学机械抛光，要提高金属岛区域光刻胶一定厚度，只需相应增加氧化硅沉积的厚度，然后用化学机械抛光的方法让金属岛上的氧化硅沉积层减少相应厚度，减少沉积后晶圆顶部的不平整度，提高晶圆顶部突起区域光刻胶的厚度，从而保护需要保留的钝化层。
【IPC分类】H01L21/311
【公开号】CN104934316
【申请号】CN201410099789
【发明人】王川, 欧少敏, 荣仪
【申请人】上海华虹宏力半导体制造有限公司
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2014年3月18日