專(zhuān)利名稱(chēng)：半導(dǎo)體制造工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種半導(dǎo)體制造工藝，且特別是有關(guān)于一種光刻制造工藝。
背景技術(shù)：
一股來(lái)說(shuō)，在制作集成電路時(shí)，會(huì)用各種技術(shù)形成多層堆疊的結(jié)構(gòu)，以提供不同的作用，比如導(dǎo)電層、介電層、絕緣層或是用于增加兩層間附著力的粘著層，同時(shí)也采用不同的材料以使元件達(dá)到最佳的效能。舉例來(lái)說(shuō)，在已知的集成電路制造工藝中，于晶圓上依序沉積第一介電層、導(dǎo)體層與第二介電層之后，會(huì)在第二介電層上先形成一層光刻膠層，然后對(duì)晶圓的邊緣區(qū)進(jìn)行洗邊步驟，包括晶圓光刻膠珠移除制造工藝(Edge Bead Removal, EBR)以及晶圓邊緣曝光制造工藝(Wafer Edge Exp0Sure，TOE)，以去除邊緣區(qū)的光刻膠層。然后，再將第二介電層圖案化。之后，再于第二介電層上形成其他膜層或進(jìn)行后續(xù)其他制造工藝。然而，在第二介電層的圖案化過(guò)程中，由于位于邊緣區(qū)的第二介電層的刻蝕速率通常較快，且位于導(dǎo)體層與晶圓的第一介電層厚度較薄，所以刻蝕劑可能會(huì)穿透第二介電層、導(dǎo)體層以及第一介電層而直接損害到晶圓。如此一來(lái)，經(jīng)損壞的晶圓邊緣可能會(huì)產(chǎn)生一些碎片或顆粒，而在進(jìn)行后續(xù)的沉積制造工藝或刻蝕制造工藝時(shí)，這些碎片或顆?？赡軙?huì)造成所謂的炸開(kāi)顆粒缺陷(bump defect)并灑進(jìn)晶圓的中心區(qū)，導(dǎo)致產(chǎn)品良品率大幅降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體制造工藝，以防止晶圓邊緣損傷。本發(fā)明提出一種半導(dǎo)體制造工藝。提供一晶圓，晶圓上已形成有一材料層，且晶圓包括一中心區(qū)與環(huán)繞中心區(qū)的一邊緣區(qū)。于材料層上形成一負(fù)型光刻膠層。對(duì)位于邊緣區(qū)的負(fù)型光刻膠層進(jìn)行一晶圓邊緣曝光制造工藝。使用一光罩(photomask)為掩膜(mask)， 對(duì)位于中心區(qū)與邊緣區(qū)的負(fù)型光刻膠層進(jìn)行一曝光制造工藝。對(duì)經(jīng)曝光的該負(fù)型光刻膠層進(jìn)行一顯影制造工藝，以得到一圖案化負(fù)型光刻膠層。以圖案化負(fù)型光刻膠層為掩膜，圖案化材料層，以形成一圖案化材料層。移除圖案化負(fù)型光刻膠層。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的晶圓邊緣包括一存儲(chǔ)單元區(qū)與一周邊區(qū)。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，在進(jìn)行晶圓邊緣曝光制造工藝之后，對(duì)負(fù)型光刻膠層進(jìn)行曝光制造工藝的步驟。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，在進(jìn)行晶圓邊緣曝光制造工藝之前，對(duì)負(fù)型光刻膠層進(jìn)行曝光制造工藝的步驟。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的圖案化材料層包括依序堆疊于該晶圓上的一導(dǎo)體
層與一介電層。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的導(dǎo)體層的材料包括多晶硅。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的介電層的材料包括氧化硅/氮化硅/氧化硅(ONO) 復(fù)合材料。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的晶圓邊緣曝光制造工藝的曝光能量范圍介于60mW 至 300mW。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的邊緣區(qū)的寬度介于Imm至3mm。基于上述，本發(fā)明的半導(dǎo)體制造工藝使用經(jīng)曝光的負(fù)型光刻膠層來(lái)覆蓋晶圓的邊緣區(qū)，以保護(hù)晶圓的邊緣區(qū)。如此一來(lái)，在以負(fù)型光刻膠層為掩膜對(duì)其下方的材料層進(jìn)行圖案化時(shí)，圖案化制造工藝不會(huì)傷害到晶圓的邊緣區(qū)，進(jìn)而使產(chǎn)品具有較佳的良品率。


為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合所附附圖作詳細(xì)說(shuō)明如下。圖IA至IG為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所繪示的半導(dǎo)體制造工藝的剖面示意圖。圖2是圖IA的晶圓的俯視圖。附圖標(biāo)號(hào)100:晶圓102a:中心區(qū)102b 邊緣區(qū)104、114、114a 介電層IlOUlOa 材料層112、112a:導(dǎo)體層120 負(fù)型光刻膠層122 圖案化負(fù)型光刻膠層D 直徑W:寬度
具體實(shí)施例方式圖IA至IG為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所繪示的半導(dǎo)體制造工藝的剖面示意圖。圖2 是圖IA的晶圓的俯視圖，其中省略繪示晶圓上的膜層。請(qǐng)同時(shí)參照?qǐng)DIA及圖2，首先，提供一晶圓100，晶圓100上已形成有一材料層110，且晶圓100包括一中心區(qū)10 與環(huán)繞中心區(qū)10 的一邊緣區(qū)102b。舉例來(lái)說(shuō)，邊緣區(qū)102b定義為具有寬度W的環(huán)狀區(qū)，寬度W約為晶圓直徑D的0/2/100至2/100。在一實(shí)施例中，12時(shí)晶圓(其直徑為300毫米)的邊緣區(qū)102b的寬度約為1至3毫米。其中，中心區(qū)10 與邊緣區(qū)102b例如是包括存儲(chǔ)單元區(qū)與周邊區(qū)(未繪示)，但邊緣區(qū)102b通常被認(rèn)為是無(wú)效區(qū)。在本實(shí)施例中，材料層110例如是包括依序堆疊于晶圓100上的一導(dǎo)體層112與一介電層114。導(dǎo)體層112例如是作為浮置柵極材料層，以及導(dǎo)體層112的材料例如是包括多晶硅。介電層114例如是作為柵間介電層，以及介電層114的材料例如是包括氧化硅/氮化硅/氧化硅(ONO)復(fù)合材料。再者， 在本實(shí)施例中，晶圓100與導(dǎo)體層112之間更配置有一介電層104，介電層104例如是作為穿隧介電層，以及介電層104的材料例如是包括高密度等離子體(HDP)氧化層。當(dāng)然，在其他實(shí)施例中(未繪示)，材料層110也可以?xún)H包括一導(dǎo)體層、一介電層或其他材料層，本發(fā)明未對(duì)其加以限制。
請(qǐng)參照?qǐng)D1B，接著，于材料層110上形成一負(fù)型光刻膠層120。負(fù)型光刻膠層120 的形成方法例如是旋轉(zhuǎn)涂布法。換言之，負(fù)型光刻膠層120形成于整個(gè)晶圓100上，以覆蓋晶圓100的中心區(qū)10 與邊緣區(qū)102b。請(qǐng)參照?qǐng)D1C，然后，對(duì)晶圓100的邊緣區(qū)102b的負(fù)型光刻膠層120進(jìn)行一晶圓邊緣曝光制造工藝。晶圓邊緣曝光制造工藝的曝光能量范圍例如是介于60mW至300mW。在本實(shí)施例中，晶圓邊緣曝光制造工藝(未繪示)例如是利用光纖將光源導(dǎo)引至一狹縫中而照射到晶圓100的邊緣區(qū)102b，利用轉(zhuǎn)盤(pán)旋轉(zhuǎn)晶圓100，同時(shí)以光源照射晶圓的邊緣區(qū)102b 部分，對(duì)晶圓100的邊緣區(qū)102b的負(fù)型光刻膠層120進(jìn)行曝光制造工藝，以于邊緣區(qū)102b 得到經(jīng)曝光的負(fù)型光刻膠層120。基于負(fù)型光刻膠層120的特性，位于邊緣區(qū)102b的經(jīng)曝光的負(fù)型光刻膠層120會(huì)交聯(lián)(cross link)，因此光刻膠會(huì)硬化留置。請(qǐng)參照?qǐng)D1D，接著，使用一光罩(未繪示)為掩膜，對(duì)位于中心區(qū)10 與邊緣區(qū) 102b的負(fù)型光刻膠層120進(jìn)行曝光制造工藝，以得到一圖案化負(fù)型光刻膠層122。詳言之， 以光罩搭配步進(jìn)機(jī)的方式來(lái)對(duì)整個(gè)晶圓100上的負(fù)型光刻膠層120進(jìn)行曝光，以曝光晶圓 100的中心區(qū)10 與邊緣區(qū)102b。特別注意的是，雖然在本實(shí)施例中是以先對(duì)晶圓100進(jìn)行晶圓邊緣曝光制造工藝，再以光罩對(duì)晶圓100進(jìn)行曝光制造工藝為例，然而，在一實(shí)施例中，也可以是先以光罩對(duì)晶圓100進(jìn)行曝光制造工藝，再對(duì)晶圓100進(jìn)行晶圓邊緣曝光制造工藝。請(qǐng)參照?qǐng)D1E，然后，對(duì)經(jīng)曝光的負(fù)型光刻膠層120進(jìn)行顯影制造工藝，以得到圖案化負(fù)型光刻膠層122。其中，由于位于邊緣區(qū)102b的負(fù)型光刻膠層120經(jīng)晶圓邊緣曝光制造工藝處理，所以位于邊緣區(qū)102b的負(fù)型光刻膠層120在進(jìn)行顯影制造工藝后會(huì)被保留下來(lái)，而不會(huì)被移除。請(qǐng)參照?qǐng)D1F，而后，以圖案化負(fù)型光刻膠層122為掩膜，圖案化材料層110，以形成一圖案化材料層110a。在本實(shí)施例中，圖案化材料層IlOa例如是包括依序堆疊的圖案化導(dǎo)體層11 與圖案化介電層114a，其中圖案化導(dǎo)體層11 例如是浮置柵極層，圖案化介電層IHa例如是柵間介電層。圖案化材料層110的方法例如是干式刻蝕制造工藝或濕式刻蝕制造工藝。特別注意的是，在材料層110的圖案化制造工藝中，由于位于邊緣區(qū)102b的材料層110上覆蓋有圖案化負(fù)型光刻膠層122，因此位于邊緣區(qū)102b的材料層110實(shí)質(zhì)上不會(huì)進(jìn)行圖案化。換言之，在材料層110的圖案化制造工藝中，晶圓100的邊緣區(qū)102b上至少覆蓋有材料層110與圖案化負(fù)型光刻膠層122，故能避免晶圓100的邊緣區(qū)102b在此制造工藝中損傷。因此，本實(shí)施例的半導(dǎo)體制造工藝可以避免因位于邊緣區(qū)102b的材料層 110的刻蝕速率過(guò)快，而損傷材料層110下方的晶圓100的問(wèn)題。再者，由于晶圓100的邊緣區(qū)102b實(shí)質(zhì)上為晶圓的無(wú)效區(qū)，因此雖然位于晶圓100的邊緣區(qū)102b上的材料層110 因被圖案化負(fù)型光刻膠層122覆蓋而無(wú)法進(jìn)行圖案化，但其實(shí)質(zhì)上不會(huì)影響到半導(dǎo)體元件的特性。請(qǐng)參照?qǐng)D1G，接著，移除圖案化負(fù)型光刻膠層122。移除圖案化負(fù)型光刻膠層122 的方法例如是干式刻蝕制造工藝或濕式刻蝕制造工藝。在一實(shí)施例中(未繪示)，后續(xù)制造工藝還包括于圖案化材料層IlOa上形成另一材料層，并圖案化該材料層以形成另一圖案化材料層。舉例來(lái)說(shuō)，該圖案化材料層可以是控制柵極層。值得一提的是，由于本實(shí)施例的半導(dǎo)體制造工藝能避免晶圓100的邊緣區(qū)102b受損，因而能避免因受損晶圓100所導(dǎo)致的顆粒污染問(wèn)題。詳言之，晶圓100的邊緣區(qū)102b的受損可能會(huì)產(chǎn)生一些碎片或顆粒，而在進(jìn)行后續(xù)的沉積制造工藝或刻蝕制造工藝(諸如沉積或刻蝕材料層)時(shí)，這些碎片或顆?？赡軙?huì)造成所謂的炸開(kāi)顆粒缺陷并灑進(jìn)晶圓100的中心區(qū)102a，而本實(shí)施例的半導(dǎo)體制造工藝則能避免這些問(wèn)題的發(fā)生。特別注意的是，雖然在本實(shí)施例中是以制造快閃存儲(chǔ)器為例，但本發(fā)明不限于此，本發(fā)明可用于各種半導(dǎo)體元件的膜層的光刻制造工藝中。此外，雖然在本實(shí)施例中是以材料層110包括多個(gè)膜層(包括導(dǎo)體層112與介電層114)為例，但材料層110也可以是單一膜層(諸如僅包括一導(dǎo)體層、一介電層或一其他材料層)，換言之，本實(shí)施例僅是以多個(gè)膜層一起進(jìn)行圖案化為例，但本發(fā)明當(dāng)然適用于單一膜層的圖案化制造工藝中。在本實(shí)施例的半導(dǎo)體制造工藝中，于晶圓上形成負(fù)型光刻膠層，且對(duì)位于邊緣區(qū)的負(fù)型光刻膠層進(jìn)行晶圓邊緣曝光制造工藝，使得負(fù)型光刻膠層能覆蓋晶圓的邊緣區(qū)，以保護(hù)晶圓的邊緣區(qū)不受后續(xù)刻蝕制造工藝的破壞。換言之，位于晶圓的邊緣區(qū)的材料層實(shí)質(zhì)上不進(jìn)行圖案化，因而晶圓的邊緣區(qū)至少被材料層與負(fù)型光刻膠層保護(hù)，而不會(huì)被刻蝕制造工藝所使用的刻蝕劑破壞，以保持完整的結(jié)構(gòu)。因此，晶圓的邊緣區(qū)不會(huì)產(chǎn)生易導(dǎo)致炸開(kāi)顆粒缺陷及灑進(jìn)晶圓的中心區(qū)的碎片或顆粒。再者，由于邊緣區(qū)實(shí)質(zhì)上為晶圓的無(wú)效區(qū)， 因此即使其上的材料層未進(jìn)行圖案化，亦不會(huì)影響到半導(dǎo)體元件的特性。特別是，本實(shí)施例的半導(dǎo)體制造工藝能與現(xiàn)有制造工藝結(jié)合，無(wú)須增加額外的步驟或大幅增加生產(chǎn)成本，以大幅提升產(chǎn)品良品率。綜上所述，本發(fā)明的半導(dǎo)體制造工藝使用經(jīng)曝光的負(fù)型光刻膠層來(lái)覆蓋晶圓的邊緣區(qū)，以保護(hù)晶圓的邊緣區(qū)。如此一來(lái)，在以負(fù)型光刻膠層為掩膜對(duì)其下方的材料層進(jìn)行圖案化時(shí)，圖案化制造工藝不會(huì)傷害到晶圓的邊緣區(qū)，進(jìn)而使產(chǎn)品具有較佳的良品率。特別是，本實(shí)施例的半導(dǎo)體制造工藝能與現(xiàn)有制造工藝結(jié)合，無(wú)須增加額外的步驟或大幅增加生產(chǎn)成本，使得產(chǎn)品具有較佳的元件特性。雖然本發(fā)明已以實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域中的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動(dòng)與潤(rùn)飾，故本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)以權(quán)利要求所界定范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體制造工藝，其特征在于，所述半導(dǎo)體制造工藝包括提供一晶圓，所述晶圓包括一中心區(qū)與一邊緣區(qū)，其中所述邊緣區(qū)環(huán)繞所述中心區(qū)，且所述晶圓上已形成有一材料層；于所述材料層上形成一負(fù)型光刻膠層；對(duì)位于所述邊緣區(qū)的所述負(fù)型光刻膠層進(jìn)行一晶圓邊緣曝光制造工藝； 使用一光罩為掩膜，對(duì)位于所述中心區(qū)與所述邊緣區(qū)的所述負(fù)型光刻膠層進(jìn)行一曝光制造工藝；對(duì)經(jīng)曝光的所述負(fù)型光刻膠層進(jìn)行一顯影制造工藝，以得到一圖案化負(fù)型光刻膠層； 以所述圖案化負(fù)型光刻膠層為掩膜，圖案化所述材料層，以形成一圖案化材料層；以及移除所述圖案化負(fù)型光刻膠層。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體制造工藝，其特征在于，所述晶圓邊緣包括一存儲(chǔ)單元區(qū)與一周邊區(qū)。
3.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體制造工藝，其特征在于，在進(jìn)行所述晶圓邊緣曝光制造工藝之后，對(duì)所述負(fù)型光刻膠層進(jìn)行所述曝光制造工藝。
4.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體制造工藝，其特征在于，在進(jìn)行所述晶圓邊緣曝光制造工藝之前，對(duì)所述負(fù)型光刻膠層進(jìn)行所述曝光制造工藝。
5.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體制造工藝，其特征在于，所述材料層包括依序堆疊于所述晶圓上的一導(dǎo)體層與一介電層。
6.如權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體制造工藝，其特征在于，所述導(dǎo)體層的材料包括多晶硅。
7.如權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體制造工藝，其特征在于，所述介電層的材料包括氧化硅/ 氮化硅/氧化硅復(fù)合材料。
8.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體制造工藝，其特征在于，所述晶圓邊緣曝光制造工藝的曝光能量范圍介于60mW至300mW。
9.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體制造工藝，其特征在于，所述邊緣區(qū)的寬度介于1至3毫米。
全文摘要
本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體制造工藝。該半導(dǎo)體制造工藝包括提供一晶圓，晶圓上已形成有一材料層，且晶圓包括一中心區(qū)與環(huán)繞中心區(qū)的一邊緣區(qū)。于材料層上形成一負(fù)型光刻膠層。對(duì)位于邊緣區(qū)的負(fù)型光刻膠層進(jìn)行一晶圓邊緣曝光制造工藝。使用一光罩為掩膜，對(duì)位于中心區(qū)與邊緣區(qū)的負(fù)型光刻膠層進(jìn)行一曝光制造工藝。對(duì)經(jīng)曝光的該負(fù)型光刻膠層進(jìn)行一顯影制造工藝，以得到一圖案化負(fù)型光刻膠層。以圖案化負(fù)型光刻膠層為掩膜，圖案化材料層，以形成一圖案化材料層。移除圖案化負(fù)型光刻膠層。
文檔編號(hào)H01L21/027GK102456542SQ20101051168
公開(kāi)日2012年5月16日 申請(qǐng)日期2010年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月19日
發(fā)明者李鏗堯, 蔡高財(cái) 申請(qǐng)人:華邦電子股份有限公司