一种晶圆表面平坦化工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种晶圆表面平坦化工艺，属于半导体制造技术领域。
【背景技术】
[0002] 在集成电路制造过程中，在经过多步加工工艺之后，娃片表面已经很不平整，特别 是在金属化引线孔边缘处会形成很高的台阶。通常，台阶的存在会影响沉积生长薄膜的覆 盖效果。沉积薄膜的厚度将沿着孔壁离表面的距离增加而减薄，在底角处，薄膜有可能沉积 不到，该就可能使金属化引线发生断路，从而引起整个集成电路失效。台阶的出现还可能导 致薄膜淀积生长过程中形成空洞。另外，随着互连层数的增加和工艺特征的缩小，对娃片表 面平整度的要求也越来越高，金属层和介质层都需要进行平坦化处理，W减小或者消除台 阶的影响，改善台阶覆盖的效果。因而，对金属层间介质层的平坦化的要求越来越高。
[0003] 图1为一晶圆未经平坦化前的结构示意图，其结构组成为衬底1、场氧化层2、多晶 娃层3、Si化层4W及金属5,在CMOS工艺中由于场氧化层2和多晶娃层3的位置与其两侧 结构位置在金属5刻蚀W后存在相当大的台阶。图2为另一晶圆未经平坦化前的结构示意 图，其结构组成为衬底1、场氧化层2、多晶娃层3、Si化层4、金属5W及介质层6,在金属5 多层隔离介质层6材料沉积W后，金属5位置上的介质层6会形成突起，金属5间隙间的介 质层6会下凹，导致晶圆表面整体均匀性变差。因此，高低台阶处层次平坦化的均匀性好坏 程度将对后续金属工艺带来重要影响，即平坦化效果差会使金属存在相当大的金属残留风 险，进而会导致器件可靠性问题的出现。
[0004] 为了提高晶圆表面介质层均匀性，常规的平坦化工艺如图3所示，在有台阶的晶 圆表面采用等离子体辅助化学气相沉积法（PECVD)沉积第一正娃酸己醋层，其中，TE0S是 正娃酸己醋层的简称；然后在第一正娃酸己醋层上旋涂第一旋涂玻璃层，其中，S0G是旋涂 玻璃的简称；高温烘烤第一旋涂玻璃层，再通过离子注入工艺对第一旋涂玻璃层进行固化 处理；接着旋涂第二旋涂玻璃层，高温烘烤第二旋涂玻璃层，再通过离子注入工艺对第二旋 涂玻璃层进行固化处理，最后再在第二旋涂玻璃层上沉积第二正娃酸己醋层。在现有技术 的工艺中，借助旋涂玻璃良好的回流性能来弥补不同台阶位置的不均匀性，同时考虑旋涂 玻璃极易吸潮性，通过高能离子注入来对其实现固化。
[0005] 但是，上述常规的提高晶圆表面介质层均匀性的工艺中包括二次旋涂玻璃工艺， 该旋涂玻璃工艺包括旋涂、高温烘烤W及高能离子注入的步骤，首先，二次重复旋涂玻璃工 艺的作业方式不利于成本的节约；其次，二次重复利用高能离子注入法对旋涂玻璃层的固 化处理，会造成旋涂玻璃的收缩，会使得不同位置介质层表面存在起伏，如图4。如果再由设 备波动等外界因素的影响，该种起伏波动会更大，极易使金属残留，造成电路失效。
【发明内容】
[0006] 本发明提供一种晶圆表面平坦化工艺，该平坦化工艺相比于现有技术省略了一次 高温烘烤和一次离子注入步骤，不但简化了工艺流程，极大程度的节约成本，而且大大降低 了不同位置处介质层起伏波动状况的发生，极大程度的避免了金属残留。
[0007] 本发明提供一种晶圆表面平坦化工艺，包括W下步骤：
[0008] 在有台阶的晶圆表面形成第一正娃酸己醋层；
[0009] 在所述第一正娃酸己醋层上形成第一旋涂玻璃层，所述第一旋涂玻璃层在非台阶 处的厚度大于在台阶处的厚度；
[0010] 对形成的第一旋涂玻璃层进行离子注入；
[0011] 在离子注入后的所述第一旋涂玻璃层上形成第二旋涂玻璃层，所述第二旋涂玻璃 层在非台阶处的厚度大于在台阶处的厚度；
[0012] 对形成第二旋涂玻璃层后的晶圆进行烘烤；
[0013] 对所述第一旋涂玻璃层和所述第二旋涂玻璃层进行回刻；
[0014] 在回刻后的旋涂玻璃层上形成第二正娃酸己醋层。
[0015] 进一步地，所述第一正娃酸己醋层和所述第二正娃酸己醋层均采用等离子体辅助 化学气相沉积法形成，其中，等离子体辅助化学气相沉积法简称PECVD法。
[0016] 进一步地，所述第一正娃酸己醋层的厚度为1000-3000A，所述第二正娃酸己 醋层的厚度为3000-5000A。
[0017] 进一步地，在所述第一正娃酸己醋层上通过旋涂的方式形成所述旋涂玻璃层，其 厚度为1500-3000A;在离子注入后的所述第一旋涂玻璃层上形成第二旋涂玻璃层，其 厚度为 1500-3000A。
[0018] 进一步地，所述对形成的第一旋涂玻璃层进行离子注入，具体为：采用氮气或神对 形成第一旋涂玻璃层后的晶圆进行离子注入。
[0019] 进一步地，所述离子注入的能量为70-200KEV。
[0020] 进一步地，对所述旋涂玻璃层进行高温烘烤，其烘烤的温度为200-40(TC，烘烤的 时间为30-90min。高温烘烤的目的是为了解决旋涂玻璃吸潮的问题，在该温度范围内，可W 使旋涂玻璃中有机物质的0-H键发生断裂，有效阻碍了 0-H和H原子结合成水分子，从而解 决了旋涂玻璃吸潮的问题。
[0021] 进一步地，采用干法刻蚀对所述第一旋涂玻璃层和所述第二旋涂玻璃层进行回 亥IJ，其回刻量与所述第二旋涂玻璃层的厚度相同。
[0022] 本发明提供一种晶圆表面平坦化工艺，该平坦化工艺相比于现有技术省略了一次 高温烘烤和一次离子注入步骤，不但简化了工艺流程，极大程度的节约成本，而且大大降低 了不同位置处介质层起伏波动状况的发生，极大程度的避免了金属残留。
【附图说明】
[0023] 图1为一晶圆未经平坦化前的结构示意图。
[0024] 图2为另一晶圆未经平坦化前的结构示意图。
[00巧]图3为现有技术的晶圆表面平坦化工艺流程图。
[0026] 图4为现有技术的由离子注入引起旋涂玻璃收缩的效果示意图。
[0027] 图5为本发明的晶圆表面平坦化工艺流程图。
[002引图6-图10为本发明的晶圆表面平坦化形成的结构示意图。
【具体实施方式】
[0029] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的附图和实施 例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明 一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有 做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
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