防止硅片邊緣黏附層脫落的方法
【專利摘要】一種防止硅片邊緣黏附層脫落的方法，其包括如下步驟：準備硅片，該硅片經(jīng)過通孔形成工藝在二氧化硅層中形成通孔；將硅片放置在270～330℃的溫度下的氮氣或惰性氣體環(huán)境中熱處理；在硅片上淀積黏附層。上述防止硅片邊緣黏附層脫落的方法在淀積黏附層之前先對硅片進行熱處理來使在硅片上淀積黏附層時含氟二氧化硅層中的氟元素不容易析出，從而使黏附層能夠很好的附著在含氟二氧化硅層上，避免黏附層脫落，提高產(chǎn)品的良率。
【專利說明】防止硅片邊緣黏附層脫落的方法

【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種半導體元件制造方法，特別是涉及一種防止硅片邊緣黏附層脫落的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]請參考圖1，半導體元件的制造需要經(jīng)歷復雜的工藝流程，其中，硅片100經(jīng)過一定的工藝流程后會在二氧化硅層中形成通孔140 (via)。此處的二氧化硅層包括含氟二氧化硅層120和不含氟二氧化硅層130，不含氟二氧化硅層130形成于含氟二氧化硅層120上方，含氟二氧化硅層120形成于襯底110上。這些通孔140內(nèi)可以填充金屬鎢以方便硅片100內(nèi)部的金屬線150與硅片100上的其它部分形成電性連接。在通孔140的形成過程中需要進行腐蝕工藝以形成，而在進行腐蝕工藝形成通孔140時會將硅片100的邊緣腐蝕掉一些。此時硅片100邊緣的不含氟二氧化硅層130和部分含氟二氧化硅層120都會被去除。通孔140形成后，需要在通孔140內(nèi)填充金屬鎢。在填充金屬鎢之前會先在含氟二氧化硅層120和不含氟二氧化娃層130上形成一層黏附層(via glue layer),也是阻擋層，以增強鎢與通孔內(nèi)介質(zhì)表面的黏附性，使它們結(jié)合的更好，并阻擋金屬鎢與Si02反應。此處黏附層的主要成分是鈦/氮化鈦(TI/TIN)，即黏附層內(nèi)包括鈦和氮化鈦。
[0003]然而這層黏附層經(jīng)常會發(fā)生脫落(peeling)現(xiàn)象，這種現(xiàn)象一般發(fā)生在硅片100邊緣Imm左右的無效管芯區(qū)域。如圖2和圖3所示。這種剝離物會落在硅片100的有效管芯區(qū)域，黏附在硅片100的表面，導致通孔140阻塞，后續(xù)的金屬鎢無法填入，如圖4所示。金屬鎢無法填入通孔140中就會導致管芯失效，從而影響生成出來的產(chǎn)品的良率，導致產(chǎn)品良率降低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于此，有必要提供一種防止硅片邊緣黏附層脫落的方法，其能夠有效防止黏附層脫落，從而提聞廣品良率。
[0005]一種防止硅片邊緣黏附層脫落的方法，所述防止硅片邊緣黏附層脫落的方法包括如下步驟:準備硅片，所述硅片經(jīng)過通孔形成工藝在硅片的含氟二氧化硅層中形成通孔；將硅片放置在270?330°C的溫度下的氮氣或惰性氣體環(huán)境中熱處理；在硅片上淀積黏附層。
[0006]在其中一個實施例中，所述黏附層中包括鈦和氮化鈦。
[0007]在其中一個實施例中，所述黏附層中的鈦是采用物理氣相淀積法進行淀積的。
[0008]在其中一個實施例中，所述黏附層中的氮化鈦是采用化學氣相淀積法進行淀積的。
[0009]在其中一個實施例中，所述將硅片放置在270?330°C的溫度下的氮氣或惰性氣體環(huán)境中熱處理時間為27?33分鐘。
[0010]在其中一個實施例中，所述將硅片放置在270?330°C的溫度下的氮氣或惰性氣體環(huán)境中熱處理27?33分鐘的步驟是在爐管內(nèi)進行的。
[0011]在其中一個實施例中，所述硅片包括形成于含氟二氧化硅層上方的不含氟二氧化娃層。
[0012]上述防止硅片邊緣黏附層脫落的方法在淀積黏附層之前先對硅片進行熱處理來使在硅片上淀積黏附層時含氟二氧化硅層中的氟元素不容易析出，從而使黏附層能夠很好的附著在含氟二氧化硅層上，避免黏附層脫落，提高產(chǎn)品的良率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為傳統(tǒng)方法中經(jīng)過通孔形成工藝后在含氟二氧化硅層和不含氟二氧化硅層中形成通孔的硅片結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2為傳統(tǒng)方法中硅片邊緣出現(xiàn)脫落時的硅片放大圖；
[0015]圖3為傳統(tǒng)方法中脫落的黏附層掉落到硅片有效管芯區(qū)域的放大圖；
[0016]圖4為傳統(tǒng)方法中黏附層阻擋金屬鎢填入通孔的放大圖；
[0017]圖5為一個實施例的防止硅片邊緣黏附層脫落的方法流程圖。

【具體實施方式】
[0018]請參考圖5，本發(fā)明的一個實施方式提供一種防止硅片邊緣黏附層脫落的方法。該防止硅片邊緣黏附層脫落的方法包括如下步驟:
[0019]步驟SI 10，準備硅片，該硅片經(jīng)過通孔形成工藝在含氟二氧化硅層和不含氟二氧化硅層中形成通孔。如圖1所示，這時的硅片100已經(jīng)經(jīng)過了部分半導體工藝流程，硅片100上形成有含氟二氧化娃層120、不含氟二氧化娃層130、金屬線150和通孔140等。其中，不含氟二氧化硅層130形成于含氟二氧化硅層120上方，含氟二氧化硅層120形成于襯底110上，通孔140形成于含氟二氧化硅層120和不含氟二氧化硅層130內(nèi)，金屬線150形成于通孔140的底部。
[0020]步驟S120，將經(jīng)過步驟SllO后形成有通孔140的硅片100放置在270?330°C的溫度下的氮氣或惰性氣體環(huán)境中熱處理。該步驟S120是在爐管內(nèi)進行的，該步驟S120可以使含氟二氧化硅層120中的氟元素更加穩(wěn)定，防止后續(xù)工藝時氟元素析出造成黏附層脫落。較佳的，該步驟S120中熱處理的時間為27?33分鐘，這樣可以保證熱處理滿足要求的同時不浪費能源和時間。
[0021]步驟S130，在硅片上淀積黏附層。該黏附層中包括鈦和氮化鈦。其中，該黏附層中的鈦是采用物理氣相淀積法進行淀積的。該黏附層中的氮化鈦是采用化學氣相淀積法進行淀積的。
[0022]在黏附層形成以后就可以在通孔140內(nèi)填充金屬鎢以方便硅片100內(nèi)部的金屬線150與硅片100上的其它部分形成電性連接。經(jīng)過上述步驟，在通孔140內(nèi)填充金屬鎢之前在硅片100邊緣Imm左右的無效管芯區(qū)域并沒有出現(xiàn)黏附層脫落的現(xiàn)象，硅片100的有效管芯區(qū)域也未發(fā)現(xiàn)剝離物。這樣，在通孔140內(nèi)填充金屬鎢時，通孔140也沒有出現(xiàn)阻塞，生成出來的產(chǎn)品的良率也就得到了提高。
[0023]該防止硅片邊緣黏附層脫落的方法在淀積黏附層之前先對硅片進行熱處理，這樣硅片邊緣裸露在外的含氟二氧化硅層中的氟元素就會變的更加穩(wěn)定。后續(xù)進行黏附層淀積過程中出現(xiàn)淀積溫度較高的情況時，氟元素就不容易析出，黏附層也就不容易脫落。因此，該防止硅片邊緣黏附層脫落的方法能夠防止出現(xiàn)黏附層脫落現(xiàn)象，從而避免出現(xiàn)通孔阻塞影響產(chǎn)品性能的情況出現(xiàn)，該防止硅片邊緣黏附層脫落的方法也就具有提高產(chǎn)品良率的優(yōu)點。
[0024]下面將結(jié)合具體的實施例介紹一下該防止硅片邊緣黏附層脫落的方法。
[0025]實施例1，
[0026]該實施例的防止硅片邊緣黏附層脫落的方法包括如下步驟:
[0027]準備經(jīng)過通孔形成工藝后在含氟二氧化硅層和不含氟二氧化硅層中形成通孔的硅片。此時的硅片的通孔中還沒有填充金屬鎢。
[0028]將上述形成有通孔的硅片放置在通有氮氣的爐管中，在270°C的溫度環(huán)境中熱處理33分鐘。以使含氟二氧化硅層中的氟元素更加穩(wěn)定。
[0029]在硅片上淀積黏附層。該黏附層中包括鈦和氮化鈦。其中，該黏附層中的鈦是采用物理氣相淀積法進行淀積的。該黏附層中的氮化鈦是采用化學氣相淀積法進行淀積的。
[0030]經(jīng)過上述工藝流程后，硅片邊緣未出現(xiàn)黏附層脫落現(xiàn)象。
[0031]實施例2，
[0032]該實施例的防止硅片邊緣黏附層脫落的方法包括如下步驟:
[0033]準備經(jīng)過通孔形成工藝后在含氟二氧化硅層和不含氟二氧化硅層中形成通孔的硅片。此時的硅片的通孔中還沒有填充金屬鎢。
[0034]將上述形成有通孔的硅片放置在通有惰性氣體(此處為氬氣)的爐管中，在330°C的溫度環(huán)境中熱處理27分鐘。以使含氟二氧化硅層中的氟元素更加穩(wěn)定。
[0035]在硅片上淀積黏附層。該黏附層中包括鈦和氮化鈦。其中，該黏附層中的鈦是采用物理氣相淀積法進行淀積的。該黏附層中的氮化鈦是采用化學氣相淀積法進行淀積的。
[0036]經(jīng)過上述工藝流程后，硅片邊緣未出現(xiàn)黏附層脫落現(xiàn)象。
[0037]實施例3，
[0038]該實施例的防止硅片邊緣黏附層脫落的方法包括如下步驟:
[0039]準備經(jīng)過通孔形成工藝后在含氟二氧化硅層和不含氟二氧化硅層中形成通孔的硅片。此時的硅片的通孔中還沒有填充金屬鎢。
[0040]將上述形成有通孔的硅片放置在通有惰性氣體(此處為氖氣)的爐管中，在300°C的溫度環(huán)境中熱處理30分鐘。以使含氟二氧化硅層中的氟元素更加穩(wěn)定。
[0041]在硅片上淀積黏附層。該黏附層中包括鈦和氮化鈦。其中，該黏附層中的鈦是采用物理氣相淀積法進行淀積的。該黏附層中的氮化鈦是采用化學氣相淀積法進行淀積的。
[0042]經(jīng)過上述工藝流程后，硅片邊緣未出現(xiàn)黏附層脫落現(xiàn)象。
[0043]該防止硅片邊緣黏附層脫落的方法在淀積黏附層之前先對硅片進行熱處理來使在硅片上淀積黏附層時含氟二氧化硅層中的氟元素不容易析出，從而使黏附層能夠很好的附著在含氟二氧化硅層上，避免黏附層脫落。因此，該防止硅片邊緣黏附層脫落的方法具有防止黏附層脫落，提聞廣品的良率的優(yōu)點。
[0044]以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應以所附權(quán)利要求為準。
【權(quán)利要求】
1.一種防止硅片邊緣黏附層脫落的方法，其特征在于，所述防止硅片邊緣黏附層脫落的方法包括如下步驟: 準備硅片，所述硅片經(jīng)過通孔形成工藝在硅片的含氟二氧化硅層中形成通孔； 將硅片放置在270?330°C的溫度下的氮氣或惰性氣體環(huán)境中熱處理； 在硅片上淀積黏附層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防止硅片邊緣黏附層脫落的方法，其特征在于，所述黏附層中包括鈦和氮化鈦。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的防止硅片邊緣黏附層脫落的方法，其特征在于，所述黏附層中的鈦是采用物理氣相淀積法進行淀積的。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的防止硅片邊緣黏附層脫落的方法，其特征在于，所述黏附層中的氮化鈦是采用化學氣相淀積法進行淀積的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防止硅片邊緣黏附層脫落的方法，其特征在于，所述將硅片放置在270?330°C的溫度下的氮氣或惰性氣體環(huán)境中熱處理時間為27?33分鐘。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的防止硅片邊緣黏附層脫落的方法，其特征在于，所述將硅片放置在270?330°C的溫度下的氮氣或惰性氣體環(huán)境中熱處理的步驟是在爐管內(nèi)進行的。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防止硅片邊緣黏附層脫落的方法，其特征在于，所述硅片包括形成于含氟二氧化硅層上方的不含氟二氧化硅層，所述通孔形成于含氟二氧化硅層和不含氟二氧化硅層中。
【文檔編號】H01L21/768GK104241120SQ201310234820
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年6月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月13日
【發(fā)明者】呂淑瑞 申請人:無錫華潤上華科技有限公司