降低晶圆翘曲度的方法及结构与流程

本发明特别涉及一种降低晶圆翘曲度的方法及结构，属于半导体器件。

背景技术：

1、在利用半导体工艺形成分立器件产品过程中，如功率mos器件和功率igbt器件，通常采用条形结构形成顶层金属和底层器件的接触孔，接触孔中填入金属钨，使得顶层金属与底层器件形成连接。但是，条形接触孔具有很强的方向性。接触孔填入金属钨后会在中间的介质层上产生压应力，而接触孔的条形结构会使得这种应力在晶圆上产生很强的方向性，从而使得晶圆产生很大的翘曲。而翘曲的存在不仅会影响到真空吸附装置(无法抓取晶圆或抓取晶圆过程中出现刮伤)，而且还会影响到半导体的制造过程，使得制造过程出现各种异常(黄光制程对焦不准、蚀刻制程均匀性差，水槽制程出现叠片，化学机械研磨工艺困难等)。

2、例如，cn115084012a中公开了一种改善晶圆翘曲的方法，其主要是将一个方向的条形接触孔设计为相互垂直的两部分，从而平衡应力，降低晶圆翘曲度，然而，此方法需要改变器件结构，不仅对器件设计增加了难度，还会影响器件性能，并且有些器件填充金属的接触孔无法设计成相互垂直的两部分，因此此类器件不适用于此方法。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种降低晶圆翘曲度的方法及结构，从而克服现有技术中的不足。

2、为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

3、本发明一方面提供了一种降低晶圆翘曲度的方法，包括：

4、提供衬底结构，所述衬底结构包括器件结构和介质层，所述介质层沿第一方向层叠设置在所述器件结构上；

5、在所述介质层的第一区域制作形成导电接触结构，且使所述导电接触结构与所述器件结构电连接，所述第一区域为矩形区域；

6、在所述介质层的第二区域制作形成第一应力平衡结构，所述第二区域沿第二方向设置在所述第一区域的两侧，所述第一应力平衡结构用于对所述介质层产生拉应力；

7、在所述介质层的第三区域制作形成第二应力平衡结构，所述第三区域沿第三方向设置在所述第一区域的两侧，所述第二应力平衡结构用于对所述介质层产生压应力，所述第二方向与所述第三方向垂直；

8、在所述介质层上制作顶层金属，且使所述顶层金属与所述导电接触孔结构电连接。

9、本发明另一方面还提供了一种降低晶圆翘曲度的结构，包括：

10、衬底结构，所述衬底结构包括器件结构和介质层，所述介质层沿第一方向层叠设置在所述器件结构上，所述介质层的第一区域具有导电接触结构，所述导电接触结构与所述器件结构电连接，所述介质层的第二区域具有第一应力平衡结构，所述介质层的第三区域具有第二应力平衡结构，所述第一应力平衡结构用于对所述介质层产生拉应力，所述第二应力平衡结构用于对所述介质层产生压应力；所述第一区域为矩形区域，所述第二区域沿第二方向设置在所述第一区域的两侧，所述第三区域沿第三方向设置在所述第一区域的两侧，所述第二方向与所述第三方向垂直；

11、顶层金属，所述顶层金属设置在所述介质层上，所述顶层金属与所述导电接触孔结构电连接。

12、与现有技术相比，本发明的优点包括：本发明提供的一种降低晶圆翘曲度的方法，可以在不改变芯片原有器件结构布局的前提下大大降低晶圆的翘曲度，由于不需要改变芯片原有器件结构布局，因此不会影响芯片的性能；以及，本发明提供的一种降低晶圆翘曲度的方法工艺简单，在沉积形成第一/第二应力平衡区的过程中可以调整应力大小和应力方向，可根据实际芯片制造过程带来的翘曲度的大小和方向进行相应调整，实现方式更加灵活。

技术特征：

1.一种降低晶圆翘曲度的方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述降低晶圆翘曲度的方法，其特征在于：所述导电接触孔结构包括多个条形的导电接触区，所述第一应力平衡结构包括多个条形的第一应力平衡区，所述第二应力平衡结构包括多个条形的第二应力平衡区；

3.根据权利要求2所述降低晶圆翘曲度的方法，其特征在于：所述第一应力平衡区沿所述第二方向的宽度w2为5μm-10μm；

4.根据权利要求2所述降低晶圆翘曲度的方法，其特征在于：所述第一应力平衡区沿所述第一方向的厚度h1、所述第二应力平衡区沿所述第一方向的厚度h2小于所述导电接触区沿所述第一方向的厚度；

5.根据权利要求2所述降低晶圆翘曲度的方法，其特征在于，包括：

6.一种降低晶圆翘曲度的结构，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述降低晶圆翘曲度的结构，其特征在于：所述导电接触孔结构包括多个条形的导电接触区，所述第一应力平衡结构包括多个条形的第一应力平衡区，所述第二应力平衡结构包括多个条形的第二应力平衡区；

8.根据权利要求7所述降低晶圆翘曲度的结构，其特征在于：所述第一应力平衡区沿所述第二方向的宽度w2为5μm-10μm；

9.根据权利要求7所述降低晶圆翘曲度的结构，其特征在于：所述第一应力平衡区沿所述第一方向的厚度h1、所述第二应力平衡区沿所述第一方向的厚度h2小于所述导电接触区沿所述第一方向的厚度；

10.根据权利要求6所述降低晶圆翘曲度的结构，其特征在于：所述器件结构包括功率mos器件结构或功率igbt器件结构。

技术总结
本发明公开了一种降低晶圆翘曲度的方法及结构。所述方法包括：提供衬底结构，衬底结构包括器件结构和介质层，介质层沿第一方向层叠设置在器件结构上；在介质层的第一区域制作形成导电接触结构，且使导电接触结构与器件结构电连接，在介质层的第二区域制作形成第一应力平衡结构，第二区域沿第二方向设置在第一区域的两侧；在介质层的第三区域制作形成第二应力平衡结构，第三区域沿第三方向设置在第一区域的两侧，在介质层上制作顶层金属，且使顶层金属与导电接触孔结构电连接。本发明在不改变芯片原有结构布局的前提下大大降低晶圆的翘曲度，因此不会影响芯片的性能。

技术研发人员：赵勇
受保护的技术使用者：苏州华太电子技术股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11