CN104241120B - 防止硅片边缘黏附层脱落的方法 - Google Patents

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Abstract

一种防止硅片边缘黏附层脱落的方法，其包括如下步骤：准备硅片，该硅片经过通孔形成工艺在二氧化硅层中形成通孔；将硅片放置在270～330℃的温度下的氮气或惰性气体环境中热处理；在硅片上淀积黏附层。上述防止硅片边缘黏附层脱落的方法在淀积黏附层之前先对硅片进行热处理来使在硅片上淀积黏附层时含氟二氧化硅层中的氟元素不容易析出，从而使黏附层能够很好的附着在含氟二氧化硅层上，避免黏附层脱落，提高产品的良率。

Description

防止硅片边缘黏附层脱落的方法
技术领域
本发明涉及一种半导体元件制造方法，特别是涉及一种防止硅片边缘黏附层脱落的方法。
背景技术
请参考图1，半导体元件的制造需要经历复杂的工艺流程，其中，硅片100经过一定的工艺流程后会在二氧化硅层中形成通孔140（via）。此处的二氧化硅层包括含氟二氧化硅层120和不含氟二氧化硅层130，不含氟二氧化硅层130形成于含氟二氧化硅层120上方，含氟二氧化硅层120形成于衬底110上。这些通孔140内可以填充金属钨以方便硅片100内部的金属线150与硅片100上的其它部分形成电性连接。在通孔140的形成过程中需要进行腐蚀工艺以形成，而在进行腐蚀工艺形成通孔140时会将硅片100的边缘腐蚀掉一些。此时硅片100边缘的不含氟二氧化硅层130和部分含氟二氧化硅层120都会被去除。通孔140形成后，需要在通孔140内填充金属钨。在填充金属钨之前会先在含氟二氧化硅层120和不含氟二氧化硅层130上形成一层黏附层（via glue layer），也是阻挡层，以增强钨与通孔内介质表面的黏附性，使它们结合的更好，并阻挡金属钨与SiO2反应。此处黏附层的主要成分是钛/氮化钛（TI/TIN），即黏附层内包括钛和氮化钛。
然而这层黏附层经常会发生脱落（peeling）现象，这种现象一般发生在硅片100边缘1mm左右的无效管芯区域。如图2和图3所示。这种剥离物会落在硅片100的有效管芯区域，黏附在硅片100的表面，导致通孔140阻塞，后续的金属钨无法填入，如图4所示。金属钨无法填入通孔140中就会导致管芯失效，从而影响生成出来的产品的良率，导致产品良率降低。
发明内容
基于此，有必要提供一种防止硅片边缘黏附层脱落的方法，其能够有效防止黏附层脱落，从而提高产品良率。
一种防止硅片边缘黏附层脱落的方法，所述防止硅片边缘黏附层脱落的方法包括如下步骤：准备硅片，所述硅片经过通孔形成工艺在硅片的含氟二氧化硅层中形成通孔；将硅片放置在270～330℃的温度下的氮气或惰性气体环境中热处理；在硅片上淀积黏附层。
在其中一个实施例中，所述黏附层中包括钛和氮化钛。
在其中一个实施例中，所述黏附层中的钛是采用物理气相淀积法进行淀积的。
在其中一个实施例中，所述黏附层中的氮化钛是采用化学气相淀积法进行淀积的。
在其中一个实施例中，所述将硅片放置在270～330℃的温度下的氮气或惰性气体环境中热处理时间为27～33分钟。
在其中一个实施例中，所述将硅片放置在270～330℃的温度下的氮气或惰性气体环境中热处理27～33分钟的步骤是在炉管内进行的。
在其中一个实施例中，所述硅片包括形成于含氟二氧化硅层上方的不含氟二氧化硅层。
上述防止硅片边缘黏附层脱落的方法在淀积黏附层之前先对硅片进行热处理来使在硅片上淀积黏附层时含氟二氧化硅层中的氟元素不容易析出，从而使黏附层能够很好的附着在含氟二氧化硅层上，避免黏附层脱落，提高产品的良率。
附图说明
图1为传统方法中经过通孔形成工艺后在含氟二氧化硅层和不含氟二氧化硅层中形成通孔的硅片结构示意图；
图2为传统方法中硅片边缘出现脱落时的硅片放大图；
图3为传统方法中脱落的黏附层掉落到硅片有效管芯区域的放大图；
图4为传统方法中黏附层阻挡金属钨填入通孔的放大图；
图5为一个实施例的防止硅片边缘黏附层脱落的方法流程图。
具体实施方式
请参考图5，本发明的一个实施方式提供一种防止硅片边缘黏附层脱落的方法。该防止硅片边缘黏附层脱落的方法包括如下步骤：
步骤S110，准备硅片，该硅片经过通孔形成工艺在含氟二氧化硅层和不含氟二氧化硅层中形成通孔。如图1所示，这时的硅片100已经经过了部分半导体工艺流程，硅片100上形成有含氟二氧化硅层120、不含氟二氧化硅层130、金属线150和通孔140等。其中，不含氟二氧化硅层130形成于含氟二氧化硅层120上方，含氟二氧化硅层120形成于衬底110上，通孔140形成于含氟二氧化硅层120和不含氟二氧化硅层130内，金属线150形成于通孔140的底部。
步骤S120，将经过步骤S110后形成有通孔140的硅片100放置在270～330℃的温度下的氮气或惰性气体环境中热处理。该步骤S120是在炉管内进行的，该步骤S120可以使含氟二氧化硅层120中的氟元素更加稳定，防止后续工艺时氟元素析出造成黏附层脱落。较佳的，该步骤S120中热处理的时间为27～33分钟，这样可以保证热处理满足要求的同时不浪费能源和时间。
步骤S130，在硅片上淀积黏附层。该黏附层中包括钛和氮化钛。其中，该黏附层中的钛是采用物理气相淀积法进行淀积的。该黏附层中的氮化钛是采用化学气相淀积法进行淀积的。
在黏附层形成以后就可以在通孔140内填充金属钨以方便硅片100内部的金属线150与硅片100上的其它部分形成电性连接。经过上述步骤，在通孔140内填充金属钨之前在硅片100边缘1mm左右的无效管芯区域并没有出现黏附层脱落的现象，硅片100的有效管芯区域也未发现剥离物。这样，在通孔140内填充金属钨时，通孔140也没有出现阻塞，生成出来的产品的良率也就得到了提高。
该防止硅片边缘黏附层脱落的方法在淀积黏附层之前先对硅片进行热处理，这样硅片边缘裸露在外的含氟二氧化硅层中的氟元素就会变的更加稳定。后续进行黏附层淀积过程中出现淀积温度较高的情况时，氟元素就不容易析出，黏附层也就不容易脱落。因此，该防止硅片边缘黏附层脱落的方法能够防止出现黏附层脱落现象，从而避免出现通孔阻塞影响产品性能的情况出现，该防止硅片边缘黏附层脱落的方法也就具有提高产品良率的优点。
下面将结合具体的实施例介绍一下该防止硅片边缘黏附层脱落的方法。
实施例1，
该实施例的防止硅片边缘黏附层脱落的方法包括如下步骤：
准备经过通孔形成工艺后在含氟二氧化硅层和不含氟二氧化硅层中形成通孔的硅片。此时的硅片的通孔中还没有填充金属钨。
将上述形成有通孔的硅片放置在通有氮气的炉管中，在270℃的温度环境中热处理33分钟。以使含氟二氧化硅层中的氟元素更加稳定。
在硅片上淀积黏附层。该黏附层中包括钛和氮化钛。其中，该黏附层中的钛是采用物理气相淀积法进行淀积的。该黏附层中的氮化钛是采用化学气相淀积法进行淀积的。
经过上述工艺流程后，硅片边缘未出现黏附层脱落现象。
实施例2，
该实施例的防止硅片边缘黏附层脱落的方法包括如下步骤：
准备经过通孔形成工艺后在含氟二氧化硅层和不含氟二氧化硅层中形成通孔的硅片。此时的硅片的通孔中还没有填充金属钨。
将上述形成有通孔的硅片放置在通有惰性气体（此处为氩气）的炉管中，在330℃的温度环境中热处理27分钟。以使含氟二氧化硅层中的氟元素更加稳定。
在硅片上淀积黏附层。该黏附层中包括钛和氮化钛。其中，该黏附层中的钛是采用物理气相淀积法进行淀积的。该黏附层中的氮化钛是采用化学气相淀积法进行淀积的。
经过上述工艺流程后，硅片边缘未出现黏附层脱落现象。
实施例3，
该实施例的防止硅片边缘黏附层脱落的方法包括如下步骤：
准备经过通孔形成工艺后在含氟二氧化硅层和不含氟二氧化硅层中形成通孔的硅片。此时的硅片的通孔中还没有填充金属钨。
将上述形成有通孔的硅片放置在通有惰性气体（此处为氖气）的炉管中，在300℃的温度环境中热处理30分钟。以使含氟二氧化硅层中的氟元素更加稳定。
在硅片上淀积黏附层。该黏附层中包括钛和氮化钛。其中，该黏附层中的钛是采用物理气相淀积法进行淀积的。该黏附层中的氮化钛是采用化学气相淀积法进行淀积的。
经过上述工艺流程后，硅片边缘未出现黏附层脱落现象。
该防止硅片边缘黏附层脱落的方法在淀积黏附层之前先对硅片进行热处理来使在硅片上淀积黏附层时含氟二氧化硅层中的氟元素不容易析出，从而使黏附层能够很好的附着在含氟二氧化硅层上，避免黏附层脱落。因此，该防止硅片边缘黏附层脱落的方法具有防止黏附层脱落，提高产品的良率的优点。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种防止硅片边缘黏附层脱落的方法，其特征在于，所述防止硅片边缘黏附层脱落的方法包括如下步骤：
准备硅片，所述硅片包括形成于含氟二氧化硅层上方的不含氟二氧化硅层，含氟二氧化硅层形成于衬底上；所述硅片经过通孔形成工艺在硅片中形成通孔，其中，所述通孔形成于含氟二氧化硅层和不含氟二氧化硅层中；
将硅片放置在270～330℃的温度下的氮气或惰性气体环境中热处理，所述热处理为27～33分钟；
在硅片上淀积黏附层。
2.根据权利要求1所述的防止硅片边缘黏附层脱落的方法，其特征在于，所述黏附层中包括钛和氮化钛。
3.根据权利要求2所述的防止硅片边缘黏附层脱落的方法，其特征在于，所述黏附层中的钛是采用物理气相淀积法进行淀积的。
4.根据权利要求2或3所述的防止硅片边缘黏附层脱落的方法，其特征在于，所述黏附层中的氮化钛是采用化学气相淀积法进行淀积的。
5.根据权利要求1所述的防止硅片边缘黏附层脱落的方法，其特征在于，所述将硅片放置在270～330℃的温度下的氮气或惰性气体环境中热处理的步骤是在炉管内进行的。
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