CN111696861B

CN111696861B - 钝化层的处理方法和设备

Info

Publication number: CN111696861B
Application number: CN202010756248.6A
Authority: CN
Inventors: 张宇; 吴长明; 冯大贵; 欧少敏; 王玉新; 蒋志伟
Original assignee: Hua Hong Semiconductor Wuxi Co Ltd
Current assignee: Hua Hong Semiconductor Wuxi Co Ltd
Priority date: 2020-07-31
Filing date: 2020-07-31
Publication date: 2022-10-25
Anticipated expiration: 2040-07-31
Also published as: CN111696861A

Abstract

本申请公开了一种钝化层的处理方法和设备，该方法包括：提供一晶圆，晶圆上形成有钝化层；对晶圆上的钝化层进行灰化处理以提高钝化层的疏水性，灰化处理的反应气体包括氧气和氮气；对灰化处理后的钝化层进行湿法剥离处理。本申请通过使用包含氧气和氮气的反应气体对晶圆上的钝化层进行灰化处理以提高钝化层的疏水性，因此降低了表面钝化层的减薄速度，解决了相关技术中对钝化层进行处理由于使钝化层损失较多所导致的钝化层的保护效果较差的问题，提高了器件的稳定性和制造良率。

Description

钝化层的处理方法和设备

技术领域

本申请涉及半导体制造技术领域，具体涉及一种钝化层的处理方法和设备。

背景技术

在半导体制造业中，可使用钝化层(例如聚酰亚胺(polymide)，其具有类似光阻的特性，可以通过曝光和显影形成图形)作为减少应力的缓冲层以保护器件。通常，钝化层经过光刻后经过高温处理会固化成坚固的薄膜留在晶圆表面，将晶圆与外部环境隔绝，起到钝化保护的作用。

钝化层的材料为有机物，内部存在较多的氢键，氢键容易与水分子中的氧结合，因此会表现出亲水性，而钝化层主要作用是隔绝晶圆与外部环境。鉴于此，相关技术中，在钝化层形成后，会通过离子束对其进行处理以提高其疏水性。

然而，通过离子束对钝化层进行处理会使钝化层损失过多，厚度减小，降低了钝化层的保护效果，从而导致器件的稳定性较差。

发明内容

本申请提供了一种钝化层的处理方法和设备，可以解决相关技术中采用离子束对钝化层的表面进行处理所导致的器件稳定性较差的问题。

一方面，本申请实施例提供了一种钝化层的处理方法，包括：

提供一晶圆，所述晶圆上形成有钝化层；

对所述晶圆上的钝化层进行灰化(ash)处理以提高所述钝化层的疏水性，所述灰化处理的反应气体包括氧气(O₂)和氮气(N₂)；

对所述灰化处理后的钝化层进行湿法剥离处理。

可选的，其特征在于所述对所述晶圆上的钝化层进行灰化处理，包括：

将所述晶圆放置于灰化设备的载片台的突起结构上对所述晶圆进行所述灰化处理，所述灰化设备上设置有至少三个所述突起结构。

可选的，所述突起结构的高度大于10毫米(mm)。

可选的，所述灰化处理的温度小于250摄氏度(℃)。

可选的，所述灰化处理的功率为1000瓦(W)至2000瓦。

可选的，所述钝化层包括聚酰亚胺。

可选的，在将所述晶圆晶圆放置于灰化设备的载片台的突起结构上，还包括：

在所述晶圆上形成所述钝化层；

对所述钝化层进行热处理使固化。

可选的，所述对所述钝化层进行热处理使固化，包括：

在炉管中对所述钝化层进行所述热处理。

可选的，所述热处理的温度为300摄氏度至400摄氏度。

另一方面，本申请实施例提供了一种灰化设备，所述设备用于包含氧气和氮气的反应气体对所述晶圆上的钝化层进行灰化处理以提高所述钝化层的疏水性。

可选的，所述设备包括载片台，所述载片台上设置有至少三个突起结构。

可选的，所述突起结构的高度大于10毫米。

本申请技术方案，至少包括如下优点：

通过使用包含氧气和氮气的反应气体对晶圆上的钝化层进行灰化处理以提高钝化层的疏水性，因此降低了表面钝化层的减薄速度，解决了相关技术中对钝化层进行处理由于使钝化层损失较多所导致的钝化层的保护效果较差的问题，提高了器件的稳定性和制造良率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请一个示例性实施例提供的钝化层的处理方法的流程图；

图2是本申请一个示例性实施例提供的灰化设备的示意图；

图3是本申请一个示例性实施例提供的钝化层处理过程中将晶圆放置于灰化设备的突起结构上进行灰化处理的示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在不做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电气连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

此外，下面所描述的本申请不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

参考图1，其示出了本申请一个示例性实施例提供的钝化层的处理方法的流程图。该方法包括：

步骤101，提供一晶圆，晶圆上形成有钝化层。

即，该步骤中的晶圆是形成有钝化层的晶圆。可选的，该钝化层包括聚酰亚胺。

可选的，在步骤201之前，还包括：在晶圆上形成钝化层；对钝化层进行热处理使固化。其中，可通过悬涂的方式在晶圆上形成钝化层，通过热处理对钝化层进行固化。可选的，热处理的温度为300摄氏度至400摄氏度。

步骤102，对晶圆上的钝化层进行灰化处理以提高钝化层的疏水性，灰化处理的反应气体包括氧气和氮气。

通过将反应气体设置为氧气和氮气，由于氮气难以和钝化层反应，因此能够降低氧气和钝化层的反应速度，从而降低了钝化层的减薄速度，实现了对灰化处理中对钝化层的厚度进行精细调节，使得钝化层的厚度不会急剧降低和减薄，提高了钝化层的保护效果。

可选的，步骤102中，灰化处理的温度小于250摄氏度。在较低的热处理温度(250摄氏度以下)下，灰化处理产生的反应副产物较少，从而解决了后续工序中由于反应副产物较多所导致的稳定性较差、良率较低的问题。

参考图2，其示出了本申请一个示例性实施例提供的灰化设备的示意图；参考图3，其示出了本申请一个示例性实施例提供的将晶圆放置于灰化设备的突起结构上进行灰化处理的示意图。如图2所示，作为一个可选的实施例，该灰化设备包括载片台 210，载片台210上设置有至少三个突起结构211(图3中以三个突起结构211做示例性说明)。可选的，突起结构211的高度h大于10毫米。示例性的，该突起结构211 可以是可伸缩的探针。

可选的，参考图2和图3，步骤102包括：将晶圆201放置于灰化设备的载片台 210的突起结构211上对晶圆201进行所述灰化处理，该灰化设备上设置有至少三个突起结构211。通过突起结构211的支撑，使晶圆201与载片台210隔离，从而使晶圆201的温度不至于过热，变相地降低了晶圆温度，从而能够进一步降低副产物的生成。

可选的，步骤102中，灰化处理的功率为1000瓦至2000瓦(例如，可以是1500 瓦)。通过将处理的功率设定在1000瓦至2000瓦的范围内，能够进一步降低反应副产物的生成。

步骤103，对灰化处理后的钝化层进行湿法剥离处理以对钝化层进行处理。

通过湿法剥离处理可对灰化处理后的反应副产物进行清除，以便后续的工序。

综上所述，本申请实施例中，通过使用包含氧气和氮气的反应气体对晶圆上的钝化层进行灰化处理以提高钝化层的疏水性，由于氮气难以和钝化层反应，因此降低了表面钝化层的减薄速度，解决了相关技术中对钝化层进行处理由于使钝化层损失较多所导致的钝化层的保护效果较差的问题，提高了器件的稳定性和制造良率。

参考图2，其示出了本申请一个示例性实施例提供的灰化设备的示意图，该灰化设备可应用于上述任一钝化层的处理方法中，该设备包括载片台210，载片台210上设置有至少三个突起结构211。可选的，突起结构211的高度大于10毫米。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本申请创造的保护范围之中。

Claims

1.一种钝化层的处理方法，其特征在于，包括：

提供一晶圆，所述晶圆上形成有钝化层，所述钝化层包括聚酰亚胺；

对所述晶圆上的钝化层进行灰化处理以提高所述钝化层的疏水性，所述灰化处理的反应气体包括氧气和氮气，所述灰化处理的温度小于250摄氏度；

对所述灰化处理后的钝化层进行湿法剥离处理。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述对所述晶圆上的钝化层进行灰化处理，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述突起结构的高度大于10毫米。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述灰化处理的功率为1000瓦至2000瓦。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在将所述晶圆放置于灰化设备的载片台的突起结构上，还包括：

在所述晶圆上形成所述钝化层；

对所述钝化层进行热处理使固化。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述对所述钝化层进行热处理使固化，包括：

在炉管中对所述钝化层进行所述热处理。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述热处理的温度为300摄氏度至400摄氏度。