一种形成旋涂玻璃保护层的方法
专利汇可以提供一种形成旋涂玻璃保护层的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开集成 电路 及用于制造该集成电路的方法。所公开的方法包含提供上方具有至少一器件结构的衬底；在该衬底及该至少一器件结构上提供第一阻挡层；利用 旋涂 玻璃 工艺提供一介质材料层；并且在该介质层上提供第二阻挡层，其中该第二阻挡层为压缩层。在该衬底及该至少一个器件结构上，所述的集成电路包含第一阻挡层；利用 旋涂玻璃 工艺形成一介质层；以及在该介质层上的第二阻挡层，其中该第二阻挡层为压缩层。，下面是一种形成旋涂玻璃保护层的方法专利的具体信息内容。
1.一种制造集成电路的方法，包含：
(a)提供上方具有至少一器件结构的衬底；
(b)在该衬底及该至少一器件结构上提供第一阻挡层；
(c)利用旋涂玻璃工艺提供介电层；以及
(d)提供第二阻挡层于该介电层上，其中该第二阻挡层为压 缩层，对以下层提供压力，
其中该第一阻挡层为氮氧化硅层，该第二阻挡层为压缩氮化硅 层。
2.如权利要求1所述的方法，其中该第一阻挡层为压缩层。
3.如权利要求1所述的方法，其中该第一阻挡层利用等离子辅助 化学气相沉积工艺生成。
4.如权利要求1所述的方法，其中该介电层包含硅氧类或硅酸盐 材料。
5.如权利要求1所述的方法，其中该第二阻挡层利用等离子辅助 化学气相沉积工艺生成。
6.如权利要求1所述的方法，其中利用旋涂玻璃工艺以提供介电 层包括：将具有至少一器件结构于其上的该衬底及该第一阻挡层放置 于室中，该室为封闭的室环境；在该室中在该第一阻挡层之上供配该 介电层的溶剂；在该供配步骤后，覆盖一晶圆以在该室内部提供可控 制环境且与该室环境分隔；在该可控制环境内旋转该集成电路以涂布 及流动该介电层；以及固化该介电层。
7.一种包含具有至少一器件结构于衬底上的集成电路，包含：
(a)在该衬底及该至少一器件结构上的第一阻挡层；
(b)以旋涂玻璃工艺所形成的介电层；以及
(c)第二阻挡层位于该介电层上，其中该第二阻挡层为压缩层， 对以下层提供压力，
其中该第一阻挡层为氮氧化硅层，该第二阻挡层是压缩氮化硅 层。
8.如权利要求7所述的集成电路，其中该第一阻挡层为压缩层。
9.如权利要求7所述的集成电路，其中该第一阻挡层利用等离子 辅助化学气相沉积生成。
10.如权利要求7所述的集成电路，其中该介电层包含硅氧类 或硅酸盐材料。
11.如权利要求7所述的集成电路，其中该第二阻挡层利用等 离子辅助化学气相沉积工艺生成。
技术领域
本发明涉及一种在半导体晶圆上形成旋涂玻璃保护层的方法，及 利用此方法所制造的晶圆及器件。
背景技术
近来，半导体产业的进步以导入新一代的集成电路为特征，与前 一代相比，具有较高性能及较多功能，可快速处理大量的信息。这是 降低集成电路器件尺寸的结果；即这些进步并非仰赖扩大器件(即芯 片)的尺寸或大小，而是用小型化及增加芯片中构件的数量获得，进 而降低芯片本身的大小。因此，芯片中线的尺寸及线路空间最小为亚 微米，而且目前芯片所采用的线路结构必需为多层或多级线路，或金 属化结构。
然而，随着半导体晶圆器件大小接近及小于0.25微米，传导通 路间绝缘材料(例如二氧化硅)的介电常数，对于器件的表现则越重 要。随着缩小相邻传导路径间的距离，会增加所产生的电容，其中电 容为绝缘材料的介电性质除以传导通路间距离的函数。这会使得携带 信号通过芯片的相邻传导通路间的电容耦合或串扰增加。电容增加会 使集成电路的功率耗损增加，并增加电阻电容时间常数，而后者会造 成信号传递速度下降。总之，小型化的影响会造成增加功率耗损，限 制信号速度，及降低确保集成电路器件或芯片运作的噪声裕量。
多种介质材料可作为半导体器件介质膜涂层，但大部分却不符合 电性及物理严格要求。一般而言，介质膜利用化学气相沉积(CVD) 工艺，覆盖在图案化线路层结构之上。典型的无机介质材料实施例中， 包含二氧化硅(SiO2)、氮化硅(Si3N4)及磷硅酸玻璃(PSG)。由于 以等离子为基础的沉积工艺会复制下方线路图案外型结构的不平及 崎岖，因此以化学气相沉积工艺形成的无机介质，会使这些无机介电 层呈现不平坦。
近来，被称为旋涂玻璃(Spin-On-Glasses，SOGs)的有机/无机 介质材料，已常用作介质涂层。由旋涂玻璃材料所形成的层可在覆盖 下方器件结构时，并不会复制器件特征；因此可提供更平坦的表面。 然而，此种材料由于缺乏热稳定性或附着特性，因此较不受欢迎。此 外，旋涂玻璃也有可能产生破裂。
发明内容
任何适用于阻挡层的组成或材料都可以作为该第一阻挡层。优选 的阻挡层能够减少或消除湿气的移动及移动离子。在某些实施例中， 该第一阻挡层为氮氧化硅或氮化硅层。形成的氮化硅或氮氧化硅层所 提供的压缩力或许特别有助于某些实施例。等离子辅助化学气相沉积 工艺或其它工艺可用以提供合适的阻挡层。
在某些实施例中，绝缘层包含硅氧类或硅酸盐材料。在一实施例 中，将具有至少一器件的结构于上方的衬底及第一阻挡层放置于一室 中，该室有封闭的室环境；在该室中，在该第一阻挡层上供配该介电 层的溶剂；在该供配步骤后，覆盖一晶圆以在该室内部提供可控制环 境且与该室环境分隔；在可控制环境下旋转该集成电路，以涂布及流 动该介电层；并且固化该介电层进而形成绝缘层。
任何适用于阻挡层的组成或材料可作为该第二阻挡层。形成该第 二阻挡层以提供一压缩力。该些层能够减少或消除湿气的移动及移动 离子。在某些实施例中，该第二阻挡层位氮氧化硅或氮化硅层。等离 子辅助化学气相沉积工艺或其它工艺可用以提供合适的阻挡层。
另一方面，本发明的实施例提供用以制造半导体器件的方法，此 半导体器件包含集成电路或部分集成电路。该方法的实施例包含提供 上方具有至少一器件结构的衬底；在该衬底及该至少一器件结构上提 供第一阻挡层；利用旋涂玻璃工艺提供介电层；以及提供第二阻挡层 于该介电层上，其中该第二阻挡层为压缩层，对以下层提供压力，其 中该第一阻挡层为氮氧化硅层，该第二阻挡层为压缩氮化硅层。
本发明该些或其它特征、外观及实施例在下文“具体实施方式” 中详述。
附图说明
所述本发明的这些或其它特征、外观及实施例与附图相结合，其 中：
图1显示在工艺中间阶段时，半导体器件的实施例，该半导体器 件包含上方具有器件或隔绝特征的衬底；
图2显示在工艺中间阶段时，半导体器件的实施例，该半导体器 件具有阻挡层形成于衬底及器件或隔绝特征上；
图3显示在工艺中间阶段时，半导体器件的实施例，该半导体器 件具有绝缘旋涂玻璃层形成于该阻挡层，该器件或隔绝结构以及该衬 底上；
图4显示本发明在该绝缘旋涂玻璃层、该阻挡层该器件或隔绝结 构以及该衬底上沉积压缩阻挡层后的实施例。
主要器件符号说明
10 衬底
20 绝缘结构
25 第一阻挡层
30 绝缘层
40 第二阻挡层
具体实施方式
图1至图4显示本发明某些实施例的特征。图1中，显示了集成 电路结构的剖面图，其中衬底10包含器件或形成于其上的绝缘结构 20。一般而言，衬底10会具有形成于其中的埋藏扩散区。如图2所 示，阻挡层25则形成于结构20上。阻挡层25包含以等离子辅助化 学气相沉积形成的氮氧化硅(silicon oxynitride，SiOxNy)或氮化硅。
在某些实施例中，阻挡层25在特定条件下形成，以对一个或多 个相邻层提供压缩力。可通过公知技术控制相对压缩力。一般而言， 相邻层中，材料原子间的距离会影响压缩力，而经由控制结晶材料的 沉积层的结晶位向及/或组成，也可影响压缩力。一些阻挡层25具有 约2×108至约7×108dynes/cm2，3×108至6×108dynes/cm2，或4× 108至约5×108dynes/cm2的拉伸应力。部份阻挡层25大体上阻挡了 湿气的移动及移动离子的迟滞，或消除对下方金属或其它半导体结构 的影响。
在图3中，在阻挡层25生长后，提供绝缘层30。一般而言，绝 缘层30由旋涂玻璃工艺所提供。此种旋涂玻璃绝缘层可由流动式介 质材料形成。利用流动式玻璃的旋转涂布来填充如金属线的器件结构 间的沟槽，并均匀涂抹于晶圆表面，以放置介质材料。以约420℃烘 烤流动式玻璃，使玻璃固化。烘烤后，绝缘层30一般具有2000至 5500埃的厚度。部分实施例中，绝缘层具有约1.3-1.4的折射率。然 而，依据设计参数，折射率可为任何所需的数值。一般而言，以绝缘 层30填充宽度0.1μm及深度至少1.2μm的沟槽。在部分实施例中， 层30可提供大约大于90％的金属间隔(大于40微米的金属间隔)的平 坦度。尽管可使用任意的厚度，一般而言，大金属垫上的旋涂玻璃厚 度约1000埃。在烘烤后，一些合适的层30具有约2×108至约7× 108dynes/cm2，3×108至6×108dynes/cm2，或4×108至约5× 108dynes/cm2的拉伸应力。
可利用现今已知或较晚发现的工艺形成绝缘层40，进而形成旋 涂玻璃层。然而，在一例示实施例中，旋涂玻璃的涂布工艺揭示于美 国专利No.6,004,622，在此通过引用并入。为了方便起见，将在下述 部份描述工艺细节。
一般而言，提供旋涂玻璃包含供配步骤、涂布步骤及干燥步骤。 在供配步骤中，在供配臂移动及晶圆转动速度最优的情况下，提供一 定量的流动式玻璃。接着在涂布步骤时，使用可动式盖子，以在晶圆 附近制造封闭隔间，进而控制晶圆周遭环境。一般而言，可使封闭隔 间内部维持饱和蒸汽环境，使玻璃在涂布时具有高度流动性。晶圆旋 转时的离心力有助于均匀平坦流动式玻璃。在涂布步骤结束时需要高 度旋转，以除去过多的流动式玻璃，并减少大金属垫上方流动式玻璃 厚度。利用抽气干燥进行最后的干燥步骤，进而使流动式玻璃固化。
第一步骤涉及供配旋涂玻璃材料，例如市面上可得到的以硅氧类 高分子(siloxane polymer)为基础的材料，如Allied-Signal所生产的 序号为512,214及314的产品。此步骤仅需少于两秒的时间，而最后 的转速约每分钟小于200转。最后转速则设定成具有每秒约500-2000 rpm的加速度。而旋涂玻璃室内的抽气则设为每分钟小于200公升 (Lpm)并让盖子打开。
在旋涂步骤中，则关上盖子。此步骤约费时5秒。转速则设定成 具有每秒约2000-3000rpm减速，最后至0rpm。在盖子闭合的步骤， 抽气则设为最高每分钟200公升(Lpm)。
在盖子闭合后，则涂布及流入旋涂玻璃。此过程约费时30秒， 优选的约大于20秒，以最高至500rpm的低转速转动，优选的少于 250rpm。转速则可设定成具有每秒约1000-3000rpm加速度，而外室 则以上至200Lpm的速度进行抽气。在此过程中，合上盖子使盖子内 部空间与外部抽气隔绝，进而使旋涂玻璃溶剂的蒸发速率下降。
在下一步骤中，开启盖子。此步约需以0rpm的转速费时5秒。 以每秒2000至3000rpm范围的减速停止。当盖子打开时，则以最高 至400Lpm的速度抽气。
最后步骤为除去步骤，需花费约20秒。在除去过程中，晶圆以 介于3000至5000rpm的速度旋转。最后转速会达到以5000至10000 rpm/s的加速度。室内抽气则最高至400Lpm，并使盖子打开。
此外，利用移动式盖子，可在旋转步骤过程中，选择性控制集成 电路上的环境，进而提供旋涂玻璃。因此，可以下列方式执行：
将饱和蒸汽溶剂导入闭合盖子周遭，或晶圆表面直接供配液体 溶剂，进而横越旋涂玻璃厚度，产生的溶剂含量渐层轮廓，使旋涂玻 璃较深层具有高溶剂含量，进而改良上层的旋涂玻璃。因此，为了避 免衬底深处的旋涂玻璃流出时，可使用高除去速度。
在形成绝缘层30后，则以如图4所示的方式提供阻挡层40。阻 挡层40的形成可对下方绝缘层30提供压缩力。如上述，压缩力会被 相邻层中材料原子间的距离所影响，而经由控制沉积层的结晶位向及 /或组成，也会被结晶材料影响。阻挡层40具有所需的张力，以对下 层提供压缩力。
一般而言阻挡层40具有约2×108至约7×108dynes/cm2，3×108 至6×108dynes/cm2，或4×108至约5×108dynes/cm2的拉伸应力。部 份阻挡层40大体上阻挡了湿气的移动及移动离子的迟滞，或消除对 下方金属或其它半导体结构的影响。
本发明实施例的器件及工艺可提供一个或多个优势，如改良保护 层，或改善抵抗破裂的能力。尽管本发明只描述有限的实施例，这些 特定实施例不应视为本发明及所述权利要求的限制。本发明的修改及 变型当可由本领域的技术人员实现。举例而言，尽管所述的工艺及器 件结构涉及一般器件结构，但所述的工艺及层结构，可应用至集成电 路上形成旋涂玻璃层的任何器件类型。尽管此述工艺包含一个或多个 步骤，应当理解的是，除非另有指定，不然这些步骤可以任意顺序实 现。这些步骤可结合或分开。在部分实施例中，此述的组成可包含其 它构件。然而，在其它实施例中，任何未详述于组成中的构件组成为 所缺少的或基本上缺少的。最后无论是否有“约”或“近似”等字描 述数字，任何在此所揭示的数字，皆视为近似值。所附的权利要求， 意欲涵盖所有落于本发明范围的修改及变型。
仅管已描述了本发明的部分实施例，应当理解的是，所述的实施 例仅为示范之用，不应限制本发明。当上述与附图相结合时，本发明 的范围仅由所附权利要求界定。
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 喷墨打印头及其制造方法 | 2020-05-13 | 447 |
| 使用电子束辐照固化旋涂玻璃膜的方法 | 2020-05-11 | 810 |
| 形成半导体器件的旋涂玻璃膜的方法 | 2020-05-11 | 43 |
| 一种ITO膜导电玻璃生产方法及一种真空旋涂设备 | 2020-05-12 | 164 |
| 半导体器件及其制造方法 | 2020-05-12 | 484 |
| 旋涂玻璃组合物和在半导体制造工序中使用该旋涂玻璃形成氧化硅层的方法 | 2020-05-11 | 173 |
| 一种疏水性低反射率玻璃表面的制备方法 | 2020-05-12 | 494 |
| 形成栓塞孔的方法 | 2020-05-13 | 645 |
| 一种基于定位分析的ITO玻璃旋涂黑胶系统装置 | 2020-05-11 | 424 |
| 红外截止滤光片 | 2020-05-12 | 334 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
