CN103077880B - 一种处理铝焊垫上的氮化钛残留物的工艺方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种处理铝焊垫上的氮化钛残留物的工艺方法，其中，包括以下工艺步骤：步骤一，对未被光阻层所覆盖的阻挡层以及阻挡层下方的衬底与顶部金属阻挡层进行刻蚀，直至刻蚀至金属层；步骤二，将光阻层完全移除；步骤三，进行氮化硅的沉积，氮化硅覆盖于阻挡层、衬底侧壁顶部金属阻挡层侧壁以及金属层上表面；步骤四，在氮化硅上表面进行光阻层沉积，并利用铝焊垫光刻的条件进行光阻的涂布和显影；步骤五，对未被光阻层所覆盖的氮化硅进行刻蚀；步骤六，进行光阻层去除；步骤七，进行化学清洗。通过发明一种处理铝焊垫上的氮化钛残留物的工艺方法，能够在保持铝焊垫形貌的前提下，完成对铝焊垫上的氮化钛残留物的去除，并不会对底部铝造成过多的损失，同时极大避免的由此造成的晶圆报废，而且工艺简单，无需增加额外的设备和材料。

Description

一种处理铝焊垫上的氮化钛残留物的工艺方法

技术领域

本发明涉及一种残留物去除工艺，尤其涉及一种处理铝焊垫上的氮化钛残留物的工艺方法。

背景技术

后段的铝焊垫刻蚀是芯片进行封装工艺前的最后一道半导体制造工艺，晶圆在焊垫刻蚀后，经过最后的一些检测（外观检测，电性测试，良率测试）便进入后道封装阶段。铝焊垫的堆叠结构图1所示，一般铝上面依次是氮化钛、氧化硅、氮化硅，由于铝垫比较厚，造成晶圆表面的高低不平，所以绝缘物阻挡层（氧化硅和氮化硅）都比较厚，氮化硅还有防射线和水汽的作用；由于铝焊垫是用于后续的金属焊线连接，所以要刻蚀的区域都比较大，一般是几十微米见方的矩形的阵列。总之，铝焊垫刻蚀的特点是主要是由于刻蚀层厚，图形尺寸大，光阻厚，刻蚀选择比要求不高，刻蚀时间长的一种绝缘物刻蚀。

如图2A-2C所示，铝焊垫刻蚀一般使用碳氟气体和氩气、氮气等惰性气体以及清洁气体氧气的组合来进行刻蚀，对铝金属上方的氮化硅、氮化硅、氮化钛、进行刻蚀，为保证较快的刻蚀速率，一般射频功率和压力都较高，一般采用定时控制的办法来控制刻蚀时间，并保证足够的过刻蚀（一般过刻蚀50%以上）。

但是，由于绝缘层沉积厚度的变化，透光率的变化，刻蚀机台本身的参数漂移等等，都会引起铝焊垫刻蚀速率发生变化，从而发生氮化钛残留的情况，即外观检测会发现铝焊垫中间有褐色的氮化钛残留（如图3B所示），这种残留由于对后续的金属焊线的焊接质量造成很大影响，而且很容易被（成品最终出货检查）发现，所以不能出货，最终只有在线报废，使一片晶圆在出厂的最后工序被报废掉，造成巨大的损失。

发明内容

发明公开了一种处理铝焊垫上的氮化钛残留物的工艺方法。用以解决现有技术中对铝金属进行刻蚀时，会产生氮化钛残留的情况，这些残留的氮化钛会导致后续的金属焊线在焊接后质量产生影响的问题。

为实现上述目的，发明采用的技术方案是：

一种处理铝焊垫上的氮化钛残留物的工艺方法，包括：衬底、所述衬底内设有的金属层、所述衬底与所述金属层上表面之间设有顶部金属阻挡层、所述衬底与所述金属层下表面之间设有底部金属阻挡层、所述衬底上表面设有的阻挡层以及所述阻挡层沉积的光阻层，所述光阻层位于所述金属层正上方镂空，其中，包括以下工艺步骤：

步骤一，对未被所述光阻层所覆盖的所述阻挡层以及所述阻挡层下方的所述衬底与顶部金属阻挡层进行刻蚀，直至刻蚀至所述金属层；

步骤二，将光阻层完全移除；

步骤三，进行氮化硅的沉积，所述氮化硅覆盖于所述阻挡层、衬底侧壁顶部金属阻挡层侧壁以及金属层上表面；

步骤四，在所述氮化硅上表面进行光阻层沉积，并利用铝焊垫光刻的条件进行光阻的涂布和显影；

步骤五，对未被光阻层所覆盖的氮化硅进行刻蚀；

步骤六，进行光阻层去除；

步骤七，进行化学清洗。

上述的工艺方法，其中，经所述步骤一后，金属层上残留部分氮化钛。

上述的工艺方法，其中，所述步骤三中，氮化硅是通过化学气相沉积方式沉积的。

上述的工艺方法，其中，所述步骤五中，在所述金属层上残留的所述氮化钛与所述氮化硅一起被去除。

本发明中一种处理铝焊垫上的氮化钛残留物的工艺方法，采用了如上方案具有以下效果：

1、能够在保持铝焊垫形貌的前提下，完成对铝焊垫上的氮化钛残留物的去除，并不会对底部铝造成过多的损失；

2、同时极大避免的由此造成的晶圆报废，而且工艺简单，无需增加额外的设备和材料。

附图说明

通过阅读参照如下附图对非限制性实施例所作的详细描述，发明的其它特征，目的和优点将会变得更明显。

图1为常规情况下铝焊垫刻蚀前结构示意图；

图2A-2C为一种处理铝焊垫上以往的工艺步骤流程示意图；

图3A-3G为一种处理铝焊垫上的氮化钛残留物的工艺方法的工艺步骤结构的示意图；

图4为一种处理铝焊垫上的氮化钛残留物的工艺方法的流程示意图。

参考图序：衬底1、金属层2、顶部金属阻挡层21、底部金属阻挡层22、阻挡层3、光阻层4、镂空5、氮化硅6、氮化钛7、聚化物8。

具体实施方式

为了使发明实现的技术手段、创造特征、达成目的和功效易于明白了解，下结合具体图示，进一步阐述本发明。

如图3A所示，在本发明的具体实施例中，一种处理铝焊垫上的氮化钛残留物的工艺方法，包括：衬底1、衬底1内设有的金属层2、衬底1与金属层2上表面之间设有顶部金属阻挡层21、衬底1与金属层2下表面之间设有底部金属阻挡层22、衬底1上表面设有的阻挡层3以及阻挡层3沉积的光阻层4，光阻层4位于金属层2正上方镂空5，其中，包括以下工艺步骤：

如图3B所示,步骤一，对未被光阻层4所覆盖的阻挡层3以及阻挡层3下方的衬底1与顶部金属阻挡层21进行刻蚀，直至刻蚀至金属层2；

如图3C所示步骤二，将光阻层4完全移除；

如图3D所示步骤三，进行氮化硅6的沉积，氮化硅6覆盖于阻挡层、衬底1侧壁顶部金属阻挡层3侧壁以及金属层2上表面，进一步的，氮化硅6的厚度为2000A；

如图3E所示步骤四，在氮化硅6上表面进行光阻层4沉积，并利用铝焊垫光刻的条件进行光阻的涂布和显影，进一步的，光阻的涂布为5um I-line，然后利用铝焊垫光刻的原有光罩进行显影；

如图3F所示步骤五，对未被光阻层4所覆盖的氮化硅6进行刻蚀；

如图3G步骤六，进行光阻层4去除，进一步的，在灰化反应腔内，利用氮气和氧气等离子体作用，完成光阻和聚合物的去除，工艺参数如下：压力900mT，功率2500W，氧气 7200sccm，氮气300sccm，温度275度，时间90秒。；

步骤七，进行化学清洗，进一步的，使用化学溶剂进行后续聚合物清洗。

在本发明的具体实施例中，经步骤一后，金属层2上残留部分氮化钛7。

在本发明的具体实施例中，步骤三中，氮化硅6是通过化学气相沉积方式沉积的。

在本发明的具体实施例中，步骤五中，在金属层2上残留的氮化钛7与氮化硅6一起被去除。

在本发明的具体实施例中，铝焊垫刻蚀前结构为：5um I-Line PR/6000Å SiN/4000Å Oxide/300ÅTiN/ AL。

在本发明的具体实施例中，氮化物刻蚀的参数为：

ME：压力250mT，源射频功率1000W，偏置射频功率1500W，氧气 150sccm，CHF3 200sccm ，CF4 300sccm，氩气500sccm；下电极温度50度，上电极温度120度，时间20秒;该步主要用于氮化硅6刻蚀。

OE：压力180mT，源射频功率1200W，偏置射频功率1500W，CHF3 50sccm ，CF4 300sccm，氩气300sccm ，氮气50sccm；下电极温度50度，上电极温度120度，时间60秒;该步主要用于氮化钛刻蚀。

综上所述，发明一种处理铝焊垫上的氮化钛残留物的工艺方法，能够在保持铝焊垫形貌的前提下，完成对铝焊垫上的氮化钛残留物的去除，并不会对底部铝造成过多的损失，同时极大避免的由此造成的晶圆报废，而且工艺简单，无需增加额外的设备和材料。

以上对发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响发明的实质内容。

Claims (2)

1.一种处理铝焊垫上的氮化钛残留物的工艺方法，包括：衬底、所述衬底内设有的金属层、所述衬底与所述金属层上表面之间设有顶部金属阻挡层、所述衬底与所述金属层下表面之间设有底部金属阻挡层、所述衬底上表面设有的阻挡层以及所述阻挡层沉积的光阻层，所述光阻层位于所述金属层正上方镂空，其中所述金属层为所述铝焊垫，其特征在于，包括以下工艺步骤：

步骤一，对未被所述光阻层所覆盖的所述阻挡层以及所述阻挡层下方的所述衬底与顶部金属阻挡层进行刻蚀，直至刻蚀至所述金属层；

经所述步骤一后，金属层上残留部分氮化钛；

步骤二，将光阻层完全移除；

步骤三，进行氮化硅的沉积，所述氮化硅覆盖于所述阻挡层、衬底侧壁顶部金属阻挡层侧壁以及金属层上表面；

步骤四，在所述氮化硅上表面进行光阻层沉积，并利用铝焊垫光刻的条件进行光阻的涂布和显影；

步骤五，对未被光阻层所覆盖的氮化硅进行刻蚀，在所述金属层上残留的所述氮化钛与所述氮化硅一起被去除；

步骤六，进行光阻层去除；

步骤七，进行化学清洗。

2.根据权利要求1所述的工艺方法，其特征在于，所述步骤三中，氮化硅是通过化学气相沉积方式沉积的。