一种晶圆结构及其晶圆弯曲度的调控方法技术

本发明专利技术提供一种晶圆结构及其晶圆弯曲度的调控方法，该晶圆弯曲度的调控方法包括以下步骤：提供一包括介电层及布线层的晶圆，利用弯曲度测量仪器测量晶圆的弯曲度值，并得到与预设弯曲度值的差值，基于差值形成产生对应应力的弯曲度矫正层，重复测量晶圆弯曲值及基于差值形成对应应力的弯曲度矫正层的步骤，直至差值为零，将差值为零的晶圆输送至下一工艺段。本发明专利技术通过测量后段抛光工艺之后的晶圆的弯曲度值，并基于弯曲度值与预设弯曲度值的差值，形成对应应力弯曲度矫正层，重复测量弯曲度值及基于差值形成弯曲度矫正层的步骤，直至晶圆平坦，保证了后续工艺的光刻对准，保证了晶圆中器件的性能，提升了后续工艺的晶圆的良率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
一种晶圆结构及其晶圆弯曲度的调控方法


[0001]本专利技术属于半导体集成电路制造领域，涉及一种晶圆结构及其晶圆弯曲度的调控方法。

技术介绍

[0002]随着集成电路的集成度的提升，晶圆中形成的掺杂区域、金属互连层及介质膜层增多，导致晶圆各部受到的应力不均匀，使晶圆发生变形，晶圆的表面变得不平整，即发生翘曲。如图1及图2所示，分别为后段工艺中晶圆弯曲的结构示意图及晶圆中堆叠结构的剖面结构示意图，包括晶圆01、第一介电层011、第一布线层012、第一刻蚀停止层02、第一掺氮碳化硅层021、第一阻挡层022、第二介电层03、第二布线层031、第二刻蚀停止层04、第二掺氮碳化硅层041、第二阻挡层042、第三介电层05及第三布线层051，由于掺氮碳化硅层一般情况下呈现张应力特性，与介电层及布线层中应力的共同作用，使晶圆整体结构呈现中间向下突出弯曲，继而使晶圆产生翘曲。翘曲会导致诸多的问题，在需要使用吸附工具固定住晶圆的工艺中，使晶圆难以被吸附固定，工艺无法进行，堆叠的膜层脱落，晶圆破裂，后段工艺的版图对准性能不稳定，光刻精度变差，光刻图案变形，继而导致产品性能不稳定，降低产品产出率及良率。
[0003]因此，急需寻找一种矫正晶圆的弯曲度、保证光刻对准及避免图形变形的晶圆弯曲度的调控方法。

技术实现思路

[0004]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种晶圆结构及其晶圆弯曲度的调控方法，用于解决现有技术中在后段工艺中，经过多层布线后的晶圆弯曲导致光刻的版图对准困难、图形变形、以及进行后续工步时出现的设备难以吸附的问题。
[0005]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供了一种晶圆弯曲度的调控方法，包括以下步骤：
[0006]提供一晶圆，所述晶圆包括介电层及嵌于所述介电层上表层中的布线层，所述介电层位于所述晶圆的上表层；
[0007]提供一晶圆弯曲度测量仪器，利用晶圆弯曲度测量仪器测量所述晶圆的显露出所述布线层的表面的弯曲度值，并将所述弯曲度值与预设弯曲度值对比，以得到所述弯曲度值与所述预设弯曲度值的差值；
[0008]对所述差值的数值进行判断，当所述差值不等于零时，将所述晶圆放置于镀膜设备中，于所述晶圆的上表面形成覆盖所述介电层的弯曲度矫正层，所述弯曲度矫正层包括第一矫正层及第二矫正层中的至少一种，所述差值小于零，于所述晶圆的上方形成第一矫正层，所述差值大于零，于所述晶圆的上方形成第二矫正层；
[0009]重复上述得到所述差值及基于所述差值形成所述弯曲度矫正层的步骤，直至所述差值等于零；
[0010]当所述差值为零时，将所述差值为零的所述晶圆输送至下一工序。
[0011]可选地，所述预设弯曲度值为零。
[0012]可选地，所述第一矫正层的材质包括掺氮碳化硅，所述第一矫正层产生的应力类型为压应力。
[0013]可选地，所述差值小于零，基于所述差值的绝对值的大小，预估矫正所述晶圆的弯曲度值所需要的压应力，以调整所述晶圆的弯曲度使所述晶圆的表面趋于平坦化。
[0014]可选地，通过调整所述镀膜设备的功率、反应温度、反应压力及形成所述第一矫正层的气体组分比例来调控所述第一矫正层产生的压应力大小。
[0015]可选地，所述二介质层的材质包括掺氮碳化硅，所述第一矫正层产生的应力类型为张应力。
[0016]可选地，所述差值大于零，基于所述差值的绝对值的大小，预估矫正所述晶圆弯曲度的所需要的张应力，以调整所述晶圆1的弯曲度并使所述晶圆的表面趋于平坦化。
[0017]可选地，通过调整所述镀膜设备的功率、反应温度、反应压力及形成所述第二矫正层的气体组分比例来调控所述第二矫正层产生的张应力大小。
[0018]可选地，重复测量所述差值之后，所述差值由小于零转变为大于零，于所述晶圆的上方形成预设厚度的所述第二矫正层，以使所述晶圆平坦化。
[0019]本专利技术还提供了一种晶圆结构，包括：
[0020]晶圆，包括介电层及嵌于所述介电层中的布线层，所述介电层位于所述晶圆的上表层；
[0021]弯曲度矫正层，包括第一矫正层及第二矫正层中的至少一种。
[0022]如上所述，本专利技术的晶圆结构及其晶圆弯曲度的调控方法通过测量所述晶圆的弯曲度值，得到所述弯曲度值与所述预设弯曲度值之间的所述差值，基于所述差值形成所述弯曲度矫正层，所述弯曲度矫正层包括产生压应力的所述第一矫正层及产生张应力的所述第二矫正层中的至少一种的，并再次测量形成所述弯曲度矫正层后的所述晶圆的弯曲度值，以得到新的所述差值，再次基于所述差值形成对应的所述弯曲度矫正层，重复测量所述晶圆的弯曲度值及基于所述差值形成所述弯曲度矫正层的步骤，直至所述差值的数值为零，所述晶圆平坦，矫正了所述晶圆的弯曲度，保证了后续工艺的制程精度及光刻对准，使光刻形成的图案不发生改变，保证了所述晶圆中器件的性能，提升了后续工艺中所述晶圆的良率，同时，可解决由于晶圆翘曲导致进行后续工艺时出现的设备难以吸附问题，具有高度产业利用价值。
附图说明
[0023]图1显示为后段工艺中晶圆弯曲的结构示意图。
[0024]图2显示为晶圆中堆叠结构的剖面结构示意图。
[0025]图3显示为本专利技术的晶圆弯曲度的调控方法的工艺流程图。
[0026]图4显示为本专利技术的晶圆弯曲度的调控方法的介电层的剖面结构示意图。
[0027]图5显示为本专利技术的晶圆弯曲度的调控方法的形成第一矫正层后的剖面结构示意图。
[0028]图6显示为本专利技术的晶圆弯曲度的调控方法的形成第二矫正层后的剖面结构示意
图。
[0029]图7显示为本专利技术的晶圆弯曲度的调控方法的形成矫正层后的晶圆的结构示意图。
[0030]附图标号说明
[0031]01
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晶圆
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第一介电层
[0033]011
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第一布线层
[0034]02
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第一刻蚀停止层
[0035]021
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第一掺氮碳化硅层
[0036]022
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第一阻挡层
[0037]03
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第二介电层
[0038]031
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第二布线层
[0039]04
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第二刻蚀停止层
[0040]041
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第二掺氮碳化硅层
[0041]042
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第二阻挡层
[0042]05本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种晶圆弯曲度的调控方法，其特征在于，包括以下步骤：提供一晶圆，所述晶圆包括介电层及嵌于所述介电层上表层中的布线层，所述介电层位于所述晶圆的上表层；提供一晶圆弯曲度测量仪器，利用晶圆弯曲度测量仪器测量所述晶圆的显露出所述布线层的表面的弯曲度值，并将所述弯曲度值与预设弯曲度值对比，以得到所述弯曲度值与所述预设弯曲度值的差值；对所述差值的数值进行判断，当所述差值不等于零时，将所述晶圆放置于镀膜设备中，于所述晶圆的上表面形成覆盖所述介电层的弯曲度矫正层，所述弯曲度矫正层包括第一矫正层及第二矫正层中的至少一种，所述差值小于零，于所述晶圆的上方形成第一矫正层，所述差值大于零，于所述晶圆的上方形成第二矫正层；重复上述得到所述差值及基于所述差值形成所述弯曲度矫正层的步骤，直至所述差值等于零；当所述差值为零时，将所述差值为零的所述晶圆输送至下一工序。2.根据权利要求1所述的晶圆弯曲度的调控方法，其特征在于：所述预设弯曲度值为零。3.根据权利要求1所述的晶圆弯曲度的调控方法，其特征在于：所述第一矫正层的材质包括掺氮碳化硅，所述第一矫正层产生的应力类型为压应力。4.根据权利要求1所述的晶圆弯曲度的调控方法，其特征在于：所述差值小于零，基于所述差值的绝对值的大小，预估矫正所述晶圆的弯曲度值所需要...

【专利技术属性】
技术研发人员：伍治伦，蔡胜冬，杨秀华，何念君，
申请(专利权)人：联合微电子中心有限责任公司，
类型：发明
国别省市：