CN102339749A - 一种金属铝焊垫刻蚀方法 - Google Patents

一种金属铝焊垫刻蚀方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102339749A
CN102339749A CN2010102332412A CN201010233241A CN102339749A CN 102339749 A CN102339749 A CN 102339749A CN 2010102332412 A CN2010102332412 A CN 2010102332412A CN 201010233241 A CN201010233241 A CN 201010233241A CN 102339749 A CN102339749 A CN 102339749A
Authority
CN
China
Prior art keywords
etching
metallic aluminium
aluminium
over etching
method over
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2010102332412A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102339749B (zh
Inventor
张海洋
周俊卿
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp
Semiconductor Manufacturing International Beijing Corp
Original Assignee
Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp filed Critical Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp
Priority to CN 201010233241 priority Critical patent/CN102339749B/zh
Publication of CN102339749A publication Critical patent/CN102339749A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102339749B publication Critical patent/CN102339749B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Abstract

本发明提供了一种金属铝焊垫刻蚀方法，用第二湿法过刻蚀代替现有技术中的第二干法过刻蚀，有效防止了第二干法过刻蚀的等离子轰击金属铝的过程中，金属铝收集等离子所带的电荷，通过互连线将收集的电荷形成的电场加在半导体器件的栅极上形成Fowler-Nordheim隧穿电流，避免了Fowler-Nordheim隧穿电流击穿栅氧化层造成的栅氧化层损伤甚至半导体器件失效。

Description

一种金属铝焊垫刻蚀方法
技术领域
本发明涉及一种半导体制造方法，特别涉及一种金属铝焊垫刻蚀方法。
背景技术
目前，在半导体器件部分的前端器件层制造完成后，为了能够在半导体器件工作时外加电压或电流，需要在器件层上方制作互连层，由互连层中的焊垫作为半导体器件电连接的触点，焊垫通过互连层中的互连线与器件层的栅极相连，一般所用的焊垫制作材料为金属铝，根据实际应用的需要将金属铝刻蚀成需要的铝焊垫，其制作步骤如下，如图1所示。
步骤101、在互连层的层间介质上沉积金属铝；其中，层间介质可以是二氧化硅(SiO2)或氮化硅(Si3N4)。
本步骤中，当层间介质上已经有沟槽存在时，沉积的金属铝会填充所述沟槽。
步骤102、在金属铝上形成光刻图案；
本步骤中，在金属铝上涂覆光刻胶(PR)后对PR进行曝光、显影，从而形成光刻图案。光刻图案定义了金属铝焊垫的位置和形状。
步骤103、第一刻蚀金属铝；
本步骤中，第一刻蚀采用干法刻蚀，以光刻图案为掩膜等离子轰击没有被光刻胶覆盖的金属铝部分；用终点检测技术控制第一刻蚀的结束，通过检测整个互连层界面上金属铝含量的平均值，当达到预先设定的平均值标准时，停止第一刻蚀。
步骤104、第二干法过刻蚀形成铝焊垫；
本步骤中，第二过刻蚀采用干法刻蚀，以光刻图案为掩膜等离子轰击去除没有被光刻胶覆盖的第一刻蚀步骤中残留的金属铝，根据以往的经验，控制第二过刻蚀的时间范围在第一刻蚀所用时间的50％到100％，保证完全去除残留的金属铝。
现有技术中，铝焊垫是由第一刻蚀和第二干法过刻蚀两步干法刻蚀形成，在第一刻蚀步骤中，由于金属铝的导电性，干法刻蚀所用的等离子所带的电荷不会积聚在金属铝表面；在第二干法过刻蚀时，当金属铝的厚度越来越薄，接近完全刻蚀去除的几秒时间范围内，金属铝不再作为导体而是相当于电荷收集器收集等离子所带的电荷。金属铝收集的电荷会通过互连线对器件层的栅极施加一个高压电场产生Fowler-Nordheim隧穿电流，Fowler-Nordheim隧穿电流往往会击穿栅极下方的栅氧化层，导致栅氧化层损伤甚至半导体器件失效。
发明内容
有鉴于此，本发明解决的技术问题是：第二干法过刻蚀时，金属铝收集的电荷对栅极施加一个高压电场产生Fowler-Nordheim隧穿电流，Fowler-Nordheim隧穿电流往往会击穿栅极下方的栅氧化层，导致栅氧化层损伤甚至半导体器件失效。
为解决上述问题，本发明的技术方案具体是这样实现的：
一种金属铝焊垫刻蚀方法，该方法包括：
在互连层的层间介质上沉积金属铝；
在所述金属铝上形成光刻图案；
第一刻蚀所述金属铝，保留金属铝残留；
第二湿法过刻蚀去除所述金属铝残留形成铝焊垫。
所述金属铝残留的厚度范围是150埃到500埃。
所述第二湿法过刻蚀所用的刻蚀溶液是：由磷酸、水、硝酸和甲醇组成的混合溶液；或由浓度范围是75％到95％的磷酸、浓度范围是20％到40％的双氧水和水以体积比8∶1∶1的比例组成的混合溶液；或由浓度范围是20％到40％的盐酸、浓度范围是20％到40％的双氧水和水以体积比8∶1∶1的比例组成的混合溶液。
所述第二湿法过刻蚀的时间范围是：去除所述金属铝残留所需刻蚀时间的一倍到两倍。
由上述的技术方案可见，本发明用第二湿法过刻蚀代替现有技术中的第二干法过刻蚀，有效防止了第二干法刻蚀的等离子轰击金属铝的过程中，金属铝收集等离子所带的电荷，通过互连线将收集的电荷形成的电场加在半导体器件的栅极上形成Fowler-Nordheim隧穿电流，避免了Fowler-Nordheim隧穿电流击穿栅氧化层造成的栅氧化层损伤甚至半导体器件失效。
附图说明
图1为现有技术中金属铝焊垫刻蚀方法流程图；
图2为本发明金属铝焊垫刻蚀方法流程图；
图3a～3d为本发明金属铝焊垫刻蚀剖面结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案、及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。
具体实施例一
结合图3a～3d本发明金属铝焊垫刻蚀剖面结构示意图，详细说明如图2所示的本发明金属铝焊垫刻蚀的步骤。
步骤201、如图3a所示，在互连层的层间介质301上沉积金属铝302；其中，层间介质301可以是二氧化硅(SiO2)或氮化硅(Si3N4)。
本步骤中，当层间介质301上已经有沟槽存在时，沉积的金属铝302会填充所述沟槽。
步骤202、如图3b所示，在金属铝上形成光刻图案；
本步骤中，在金属铝302上涂覆光刻胶303(PR)后对PR进行曝光、显影，从而形成光刻图案。光刻图案定义了金属铝焊垫的位置和形状。
步骤203、如图3c所示，第一刻蚀金属铝，保留金属铝残留；
本步骤中，第一刻蚀采用干法刻蚀，以光刻图案为掩膜等离子轰击没有被光刻胶覆盖的金属铝；用终点检测技术控制第一刻蚀的结束，通过检测整个互连层界面上金属铝含量的平均值，当达到预先设定的平均值标准时，停止第一刻蚀。金属铝残留304是指第一刻蚀之后未被光刻胶覆盖的金属铝部分。控制金属铝304残留304的厚度范围是150埃到500埃，例如150埃、300埃和500埃。
步骤204、如图3d所示，剥离光刻胶后，第二湿法过刻蚀去除残留的金属铝形成铝焊垫305；
本步骤中，剥离光刻胶采用的方法具体来说，主要采用两种方法去除PR，第一，采用氧气(O2)进行干法刻蚀，氧气与PR发生化学反应，可将PR去除；第二，还可采用湿法去胶法，例如，采用硫酸和双氧水的混合溶液可将PR去除。剥离光刻胶的目的是防止光刻胶对后续湿法刻蚀步骤的污染。
本步骤中，第二湿法过刻蚀采用湿法刻蚀，直到露出层间介质301。刻蚀溶液为能够腐蚀金属铝的溶液，例如：由磷酸(H3PO4)、水(H2O)、硝酸(HNO3)和甲醇(CH3COOH)组成的混合溶液；或由浓度范围是75％到95％的磷酸，如浓度为75％、85％或95％的磷酸、浓度范围是20％到40％的双氧水(H2O2)，如浓度为20％、30％或40％的双氧水和水以体积比8∶1∶1的比例组成的混合溶液；或由浓度范围是20％到40％的盐酸(HCl)，如浓度为20％、30％或40％的盐酸、浓度范围是20％到40％的双氧水，如浓度为20％、30％或40％的双氧水和水以体积比8∶1∶1的比例组成的混合溶液。
第二过刻蚀的时间由所述金属铝残留304的厚度和所述刻蚀溶液的刻蚀速率决定。通过实验获得不同刻蚀溶液的对金属铝的刻蚀速率后。按照不同的刻蚀速率，根据金属铝残留304的厚度能够分别计算出使用不同刻蚀溶液去除金属铝残留所需的刻蚀时间。本步骤中，为了保证完全去除金属铝残留，第二过刻蚀的时间范围控制在去除相应厚度的金属铝残留304所需的刻蚀时间的一倍到两倍，例如1倍、1.5倍和2倍。湿法刻蚀过程中，虽然也会相应减薄最终形成的铝焊垫305的厚度，但因为铝焊垫305的厚度是金属铝残留304厚度的几十倍甚至几百倍，所以第二湿法过刻蚀对铝焊垫305厚度的影响可以忽略不计。
本发明提出的铝焊垫刻蚀方法用第二湿法过刻蚀代替现有技术中的第二干法过刻蚀，有效防止了第二干法过刻蚀的等离子轰击金属铝的过程中，金属铝收集等离子所带的电荷，通过互连线将收集的电荷形成的电场加在半导体器件的栅极上形成Fowler-Nordheim隧穿电流，避免了Fowler-Nordheim隧穿电流击穿栅氧化层造成的栅氧化层损伤甚至半导体器件失效。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (4)

1.一种金属铝焊垫刻蚀方法，该方法包括：
在互连层的层间介质上沉积金属铝；
在所述金属铝上形成光刻图案；
第一刻蚀所述金属铝，保留金属铝残留；
第二湿法过刻蚀去除所述金属铝残留形成铝焊垫。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属铝残留的厚度范围是150埃到500埃。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二湿法过刻蚀所用的刻蚀溶液是：由磷酸、水、硝酸和甲醇组成的混合溶液；或由浓度范围是75％到95％磷酸、浓度范围是20％到40％的双氧水和水以体积比8∶1∶1的比例组成的混合溶液；或由浓度范围是20％到40％的盐酸、浓度范围是20％到40％的双氧水和水以体积比8∶1∶1的比例组成的混合溶液。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二湿法过刻蚀的时间范围是：去除所述金属铝残留所需刻蚀时间的一倍到两倍。
CN 201010233241 2010-07-16 2010-07-16 一种金属铝焊垫刻蚀方法 Active CN102339749B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201010233241 CN102339749B (zh) 2010-07-16 2010-07-16 一种金属铝焊垫刻蚀方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201010233241 CN102339749B (zh) 2010-07-16 2010-07-16 一种金属铝焊垫刻蚀方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102339749A true CN102339749A (zh) 2012-02-01
CN102339749B CN102339749B (zh) 2013-09-04

Family

ID=45515402

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 201010233241 Active CN102339749B (zh) 2010-07-16 2010-07-16 一种金属铝焊垫刻蚀方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102339749B (zh)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104425654A (zh) * 2013-08-28 2015-03-18 上海晶玺电子科技有限公司 蚀刻方法
CN104733434A (zh) * 2013-12-18 2015-06-24 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 键合结构及其形成方法
CN104779156A (zh) * 2014-01-13 2015-07-15 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 铝残留的去除方法
CN104810279A (zh) * 2014-01-23 2015-07-29 北大方正集团有限公司 一种铝刻蚀方法及装置
CN105336573A (zh) * 2014-08-01 2016-02-17 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 去除铝残留物的方法
CN105990162A (zh) * 2015-01-28 2016-10-05 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 金属垫的形成方法
CN108962990A (zh) * 2017-05-23 2018-12-07 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 半导体结构及其形成方法
CN109037068A (zh) * 2017-06-08 2018-12-18 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 半导体结构及其形成方法
CN113067558A (zh) * 2021-03-03 2021-07-02 上海萍生微电子科技有限公司 声表面滤波器芯片多元化刻蚀方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6242434A (ja) * 1985-08-19 1987-02-24 Nec Corp 半導体装置の製造方法
US5017513A (en) * 1989-01-18 1991-05-21 Kabushiki Kaisha Toshiba Method for manufacturing a semiconductor device
JPH06283547A (ja) * 1993-03-26 1994-10-07 Asahi Glass Co Ltd 半導体装置の製造方法および薄膜トランジスタの製造方法
JPH08107112A (ja) * 1994-09-30 1996-04-23 Mitsumi Electric Co Ltd 半導体装置の配線形成方法
US6006764A (en) * 1997-01-28 1999-12-28 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Method of stripping photoresist from Al bonding pads that prevents corrosion
CN101590477A (zh) * 2008-05-30 2009-12-02 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 减少铝垫刻蚀工艺中铝腐蚀的方法及相应的铝垫刻蚀方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6242434A (ja) * 1985-08-19 1987-02-24 Nec Corp 半導体装置の製造方法
US5017513A (en) * 1989-01-18 1991-05-21 Kabushiki Kaisha Toshiba Method for manufacturing a semiconductor device
JPH06283547A (ja) * 1993-03-26 1994-10-07 Asahi Glass Co Ltd 半導体装置の製造方法および薄膜トランジスタの製造方法
JPH08107112A (ja) * 1994-09-30 1996-04-23 Mitsumi Electric Co Ltd 半導体装置の配線形成方法
US6006764A (en) * 1997-01-28 1999-12-28 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Method of stripping photoresist from Al bonding pads that prevents corrosion
CN101590477A (zh) * 2008-05-30 2009-12-02 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 减少铝垫刻蚀工艺中铝腐蚀的方法及相应的铝垫刻蚀方法

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104425654B (zh) * 2013-08-28 2017-08-25 上海晶玺电子科技有限公司 蚀刻方法
CN104425654A (zh) * 2013-08-28 2015-03-18 上海晶玺电子科技有限公司 蚀刻方法
CN104733434A (zh) * 2013-12-18 2015-06-24 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 键合结构及其形成方法
CN104779156A (zh) * 2014-01-13 2015-07-15 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 铝残留的去除方法
CN104779156B (zh) * 2014-01-13 2017-10-17 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 铝残留的去除方法
CN104810279A (zh) * 2014-01-23 2015-07-29 北大方正集团有限公司 一种铝刻蚀方法及装置
CN104810279B (zh) * 2014-01-23 2018-07-10 北大方正集团有限公司 一种铝刻蚀方法及装置
CN105336573A (zh) * 2014-08-01 2016-02-17 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 去除铝残留物的方法
CN105336573B (zh) * 2014-08-01 2019-01-29 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 去除铝残留物的方法
CN105990162A (zh) * 2015-01-28 2016-10-05 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 金属垫的形成方法
CN105990162B (zh) * 2015-01-28 2018-10-23 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 金属垫的形成方法
CN108962990A (zh) * 2017-05-23 2018-12-07 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 半导体结构及其形成方法
CN109037068A (zh) * 2017-06-08 2018-12-18 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 半导体结构及其形成方法
CN113067558A (zh) * 2021-03-03 2021-07-02 上海萍生微电子科技有限公司 声表面滤波器芯片多元化刻蚀方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN102339749B (zh) 2013-09-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102339749B (zh) 一种金属铝焊垫刻蚀方法
EP0987745B1 (en) Metallization etching method using a hard mask layer
CN102237296A (zh) 通孔刻蚀方法
JP3940362B2 (ja) シリコン微小機械構造の製作
TW507286B (en) Method and apparatus for fabricating semiconductor devices
CN103094200B (zh) 半导体器件的制造方法
CN104979271B (zh) 互连结构的形成方法
CN103021930B (zh) 一种金属互连层刻蚀方法
CN103681306B (zh) 一种平缓光滑侧壁形貌的氮氧硅刻蚀方法
CN101567313A (zh) 栅极制造方法
CN101330019B (zh) 通孔刻蚀方法及通孔区内钝化层去除方法
CN102903667A (zh) 半导体器件的形成方法
CN102097360B (zh) 刻蚀连接孔的方法
KR101711647B1 (ko) 도전성 라인 사이의 유전 물질 제거 방법
CN106033719A (zh) 半导体结构的形成方法
CN104241129A (zh) 金属栅极晶体管的形成方法
CN105244310A (zh) 互连结构的形成方法
CN101882575B (zh) 防止金属横向扩展的SiC基体上制备欧姆接触的方法
CN104701242A (zh) 接触孔的刻蚀方法
CN106847669B (zh) 铝膜工艺方法
CN103531534B (zh) 金属沟槽的刻蚀方法
CN102446814A (zh) 双镶嵌结构的形成方法
TWI267914B (en) Method of manufacturing semiconductor device
CN101211817A (zh) 减少浅槽隔离边缘凹陷的方法
CN104701139A (zh) 一种半导体器件的制造方法及其制造设备

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: SEMICONDUCTOR MANUFACTURING INTERNATIONAL (BEIJING

Effective date: 20121119

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20121119

Address after: 201203 Shanghai City, Pudong New Area Zhangjiang Road No. 18

Applicant after: Semiconductor Manufacturing International (Shanghai) Corporation

Applicant after: Semiconductor Manufacturing International (Beijing) Corporation

Address before: 201203 Shanghai City, Pudong New Area Zhangjiang Road No. 18

Applicant before: Semiconductor Manufacturing International (Shanghai) Corporation

C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant