CN104900481B - 清洗焊盘的方法 - Google Patents

Abstract

一种清洗焊盘的方法，包括：提供形成有互连线层的衬底，所述互连线层表面形成有焊盘，所述焊盘表面形成有钝化层；刻蚀去除位于焊盘表面的钝化层，直至暴露出焊盘表面，且焊盘表面残留有卤族离子；对所述焊盘执行酸性清洗处理，去除焊盘表面残留的卤族离子，所述酸性清洗处理采用的清洗液为磷酸铬溶液。本发明采用具有酸性的清洗液对焊盘进行清洗，有效的去除焊盘表面残留的卤族离子，防止焊盘发生腐蚀，提高焊盘的抗拉强度和接合强度，从而提高半导体器件的导电性和可靠性。

Description

清洗焊盘的方法

技术领域

本发明涉及半导体制造领域技术，特别涉及一种清洗焊盘的方法。

背景技术

随着集成电路的制作向超大规模集成电路（ULSI：Ultra Large-ScaleIntegration）发展，晶片上的电路密度越来越大，晶片上所含元件数量不断增加，晶片表面已无法提供足够的面积来制作所需的互连结构（Interconnect）。为此，提出了两层以上的多层互连结构的设计方法。所述设计方法通过刻蚀层间介质层形成沟槽或通孔，并在所述沟槽和通孔中填充导电材料来实现芯片内的多层电互连。形成互连结构后，为实现芯片与外部电路之间的电连接，还需要在晶片表面形成焊盘（pad），所述焊盘与互连结构电连接。

焊盘制作中，需要关注的重点是焊盘的表面质量问题，一旦焊盘表面存在缺陷或被污染，就会造成焊盘抗拉强度和接合强度均匀性变差，导致引线键合（wire bonding）失效，对半导体器件的导电性和可靠性带来负面影响。

现有技术制作的半导体器件中，焊盘容易被腐蚀，导致焊盘的质量仍有待提高，造成半导体器件的导电性和可靠性仍需改善。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种清洗焊盘的方法，减少焊盘内的卤族离子残留，防止出现焊盘腐蚀的问题，避免由于焊盘腐蚀而造成的半导体器件的导电性和可靠性差。

为解决上述问题，本发明提供一种清洗焊盘的方法，包括：提供形成有互连线层的衬底，所述互连线层表面形成有焊盘，所述焊盘表面形成有钝化层；刻蚀去除位于焊盘表面的钝化层，直至暴露出焊盘表面，且焊盘表面残留有卤族离子；对所述焊盘执行酸性清洗处理，去除焊盘表面残留的卤族离子，所述酸性清洗处理采用的清洗液为磷酸铬溶液。

可选的，所述磷酸铬溶液中磷酸铬的质量百分比为15%至40%。

可选的，所述酸性清洗处理的处理时长为50S至200S，酸性清洗处理的处理温度为50℃至100℃。

可选的，在执行酸性清洗处理之后还包括步骤：采用去离子水对焊盘表面进行清洗。

可选的，在采用去离子水对焊盘表面进行清洗之后，还包括步骤：对所述焊盘执行碱性清洗处理，进一步去除焊盘表面残留的卤族离子，所述碱性清洗处理采用的清洗液具有碱性。

可选的，所述清洗液为胺碱有机溶剂。

可选的，所述胺碱有机溶剂为碱性显影液。

可选的，所述碱性清洗处理的处理时长为10S至50S。

可选的，在执行碱性清洗处理之后还包括步骤：采用去离子水对焊盘表面进行清洗。

可选的，采用去离子水对焊盘表面进行清洗之后，还包括步骤：对所述焊盘进行烘干处理。

可选的，所述烘干处理的工艺参数为：烘干温度为300℃至500℃，烘干时长为50min至100min，气氛气体为N₂或H₂。

可选的，位于焊盘表面的钝化层包括：第一钝化层、以及位于第一钝化层表面的第二钝化层，且第二钝化层还覆盖于衬底表面。

可选的，所述第一钝化层的材料为Ti、Ta、TiN或TaN，第二钝化层的材料为氧化硅或氮化硅。

可选的，所述第一钝化层的厚度为20埃至200埃，第二钝化层的厚度为500埃至5000埃。

可选的，刻蚀去除位于焊盘表面的钝化层的工艺步骤包括：在所述钝化层表面形成图形化的掩膜层；以所述图形化的掩膜层为掩膜，采用第一刻蚀工艺刻蚀所述第二钝化层，采用第二刻蚀工艺刻蚀所述第一钝化层，且第一刻蚀工艺的刻蚀气体流量小于第二刻蚀工艺的刻蚀气体流量。

可选的，所述第一刻蚀工艺、第二刻蚀工艺的刻蚀气体均包括含卤族元素气体，且第一刻蚀工艺的含卤族元素气体流量为40sccm至80sccm，第二刻蚀工艺的含卤族元素气体流量为100sccm至500sccm。

可选的，所述焊盘的材料为Cu、Al或W中的一种或多种。

可选的，所述互连线层的材料为Cu、Al或W中的一种或多种。

可选的，所述焊盘为接地焊盘。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

本发明实施例中，在刻蚀钝化层暴露出焊盘表面后，由于刻蚀工艺的影响造成焊盘表面残留有卤族离子，例如，氟离子；对焊盘执行酸性清洗处理，由于酸性清洗处理采用的清洗液具有酸性，使得清洗液中存在氢离子，所述氢离子与氟离子结合后形成易溶于水的氟化氢，从而达到去除残留的卤族离子的目的，防止由于焊盘表面存在大量的卤族离子而造成焊盘表面被腐蚀，提高焊盘的抗拉强度和接合强度，进而提高引线键合的效果，优化半导体器件的导电性和可靠性。

同时，本发明实施例中酸性清洗处理的清洗液为磷酸铬溶液，由于磷酸铬溶液的酸性较弱，使得磷酸铬溶液对焊盘的刻蚀速率非常小，磷酸铬溶液对焊盘的刻蚀几乎可以忽略不计，在去除卤族离子的同时，避免对焊盘本身造成刻蚀，使得在去除焊盘表面的卤族离子后，焊盘仍具有较高的性能。

更进一步，当焊盘表面具有第一钝化层、以及位于第一钝化层表面的第二钝化层，采用第一刻蚀工艺刻蚀第二钝化层，采用第二刻蚀工艺刻蚀第一钝化层时，由于第二钝化层的厚度比第一钝化层的厚度厚的多，因此第一刻蚀工艺的时间远大于第二刻蚀工艺的刻蚀时间。由于第一刻蚀工艺的时间较长，本发明实施例采用具有较小的刻蚀气体流量（第一刻蚀工艺的刻蚀气体流量小于第二刻蚀工艺的刻蚀气体流量）进行第一刻蚀工艺，从而尽可能的降低残留在第一钝化层表面的卤族离子，进而减少残留在焊盘表面的卤族离子，降低焊盘被腐蚀的概率；而由于第一钝化层较薄，使得第二刻蚀工艺的时间较短，本发明实施例采用具有较大的刻蚀气体流量进行第二刻蚀工艺，从而尽量减少第二刻蚀工艺的时间，进一步降低第二刻蚀工艺造成的卤族离子残留，进一步减少后续待清洗去除的卤族离子含量，进一步降低焊盘被腐蚀的概率，提高形成的半导体器件的导电性和可靠性。

附图说明

图1至图10为本发明实施例提供的焊盘制作过程的剖面结构示意图。

具体实施方式

由背景技术可知，现有技术形成的焊盘的质量有待提高，造成半导体器件的导电性和可靠性有待提高。

针对造成焊盘腐蚀的原因进行研究发现，在形成焊盘实现芯片内部之间、内部与外部之间的电气连接后，需要对芯片进行切片（Die Saw）处理，而切片处理过程中要用到去离子水（Deionized Water）对芯片进行清洗，在清洗过程中，芯片上的焊盘容易被腐蚀，焊盘表面出现腐蚀坑（Corrosion Defect），造成焊盘抗拉强度和结合强度变差；在后续的引线键合工艺过程中，将存在腐蚀坑的焊盘与封装引脚进行连接时，由于焊盘抗拉强度和接合强度差，容易造成引线键合失效，对半导体器件的导电性、可靠性带来负面影响。

经过进一步研究发现，在形成焊盘的工艺中存在干法刻蚀工艺，所述干法刻蚀工艺的刻蚀气体采用了含卤族元素的气体，如含F气体、含Cl气体，使得在形成焊盘之后，焊盘表面残留有含卤聚合物材料以及卤族离子（如F离子、Cl离子）；在切片之前对焊盘表面进行清洗处理，所述清洗处理可去除含卤聚合物，而卤族离子难以被清洗去除；当含有卤族离子的焊盘置于去离子水环境中时，容易造成焊盘腐蚀问题。焊盘腐蚀主要由以下两方面原因造成的，以卤族离子为F离子为例做示范性说明：

一、F离子在去离子水的环境中与焊盘的材料发生化学反应，例如，当焊盘的材料中包括Al时，发生如下的化学反应：

3F^-+Al→AlF₃+3e；

AlF₃+3H₂O→Al(OH)₃+3HF；

6HF+3Al→2AlF₃+3H₂

这一化学反应导致Al发生化学反应形成AlF₃，形成的AlF₃溶解在去离子水环境中，焊盘表面出现腐蚀坑，造成焊盘腐蚀问题。

二、在去离子水环境中，F离子与H₂O发生化学反应：F^-+H₂O→HF+OH^-，使得去离子水中含有氢氧根离子；当焊盘的材料为Al和Cu的合金材料，由于Cu容易在Al的晶界析出，且Al和Cu的化学活泼性不同，两种活泼性不同的金属Al和Cu在去离子水环境中容易产生原电池效应（Galvanic Effect），反应方程式如下：

Cu₂+H₂O+2e→2Cu+2OH^-

这一化学反应导致活泼性较高的Al充当阴极，在反应过程中失去电子造成Al被腐蚀溶解。而在材料为Al和Cu合金材料的焊盘中，金属Al的质量百分比要占90%以上，因此当Al被腐蚀溶解时，焊盘表面就会出现腐蚀坑，造成焊盘表面被腐蚀；并且，即使焊盘材料为Al，焊盘底部为互连线层，互连线层的材料中含有极易扩散的Cu，当Cu扩散进入焊盘内时，也将发生上述原电池效应，并且这一效应明显加速了Cu向焊盘表面的扩散，造成焊盘表面被腐蚀。

由此可见，焊盘表面卤族元素的存在，导致了焊盘容易被腐蚀的问题，对半导体器件的导电性和可靠性造成了不良影响。特别的，当焊盘为接地焊盘时，由于接地焊盘具有积累电荷的特性，与常规焊盘相比，接地焊盘内聚集了更多的电荷，所述电荷会加速原电池效应的产生，造成焊盘被更严重的腐蚀。因此，对于接地焊盘来说，即使采用优化刻蚀工艺的方式，使得接地焊盘具有相对较低的卤族元素残留，也会由于电荷量较高而容易发生接地焊盘腐蚀的问题。

由上述分析，进一步降低焊盘内残留的卤族元素含量，可降低焊盘表面被腐蚀的程度，尤其能降低接地焊盘被腐蚀的程度，提高形成的半导体器件的电学性能和导电性。

为此，本发明提供一种清洗焊盘的方法，提供形成有互连线层的衬底，所述互连线层表面形成有焊盘，所述焊盘表面形成有钝化层；刻蚀去除位于焊盘表面的钝化层，直至暴露出焊盘表面，且焊盘表面残留有卤族离子；对所述焊盘执行酸性清洗处理，去除焊盘表面残留的卤族离子，所述酸性清洗处理采用的清洗液为磷酸铬溶液。本发明能够去除焊盘表面残留的卤族离子，防止由于卤族离子的存在而造成焊盘被腐蚀，提高焊盘的抗拉强度和接合强度，从而提高半导体器件的导电性和可靠性。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

图1至图10为本发明实施例提供的焊盘制作过程的剖面结构示意图。

请参考图1，提供形成有互连线层101的衬底100。

本实施例中，所述衬底100由半导体衬底、以及位于半导体衬底表面的层间介质层组成。

所述半导体衬底的材料为单晶硅、多晶硅或非晶硅中的一种，所述半导体衬底的材料也可以为硅锗化合物或绝缘体上硅（SOI：Silicon On Insulator）。

在其他实施例中，半导体衬底内还可以形成有器件，例如，形成有PMOS晶体管、NMOS晶体管、鳍式场效应管或电容等器件。

所述层间介质层的材料为氧化硅、氮氧化硅或低k介质材料（低k介质材料指的是：相对介电常数小于氧化硅的相对介电常数的材料），其中，所述低k介质材料为SiCOH、FSG（掺氟的二氧化硅）、BSG（掺硼的二氧化硅）、PSG（掺磷的二氧化硅）或BPSG（掺硼磷的二氧化硅）中的一种或几种。采用低k介质材料作为层间介质层的材料，有利于降低半导体器件的RC延迟效应，提高半导体器件的响应速度。

所述互连线层101用于与衬底100内的器件相连，也用于与后续形成的焊盘相连，从而实现衬底100内器件与外部或其他金属层的电连接。所述互连线层101的顶部与衬底100表面齐平或高于衬底100表面。

所述互连线层101的材料为Cu、Al或W等导电金属，所述互连线层101的形成工艺包括单大马士革工艺或双大马士革工艺。本实施例中，所述互连线层101的材料为Cu。

请参考图2，形成覆盖于互连线层101和衬底100表面的导电层102。

所述导电层102为后续形成焊盘提供工艺基础。

导电层102的材料为Cu、Al或W中的一种或两种，导电层102的厚度为1000埃至5000埃，采用溅射或电镀法形成所述导电层102。

本实施例中，在形成导电层102之后，还包括步骤：在所述导电层102表面形成第一钝化层103。

所述第一钝化层103的作用为：后续会在导电层102表面形成图形化的光刻胶层，以图形化导电层102为掩膜刻蚀导电层102形成焊盘；为防止图形化的光刻胶层对导电层102造成不良影响，在形成图形化的光刻胶层之前，在导电层102表面形成第一钝化层103，避免图形化的光刻胶层对导电层102造成损伤，提高后续形成焊盘的质量。

所述第一钝化层103的材料为Ti、Ta、TiN或TaN。本实施例中，所述第一钝化层103的材料为TiN，第一钝化层103的厚度为20埃至200埃。

请参考图3，在所述第一钝化层103表面形成图形化的光刻胶层104。

所述图形化的光刻胶层104定义出后续形成焊盘的图形，图形化的光刻胶层104经过曝光显影处理后形成。

请参考图4，以所述图形化的光刻胶层104（请参考图3）为掩膜，刻蚀未被图形化的光刻胶层104覆盖的导电层102（请参考图3），形成位于互连线层101表面的焊盘105，且焊盘105表面具有第一钝化层103。

所述焊盘105为常规焊盘或接地焊盘。

本实施例中，由于在导电层102表面形成有第一钝化层103，因此在刻蚀导电层102之前，刻蚀第一钝化层103暴露出导电层102表面。

所述刻蚀工艺为干法刻蚀，作为一个实施例，所述干法刻蚀工艺的工艺参数为：刻蚀气体包括CF₄和N₂，其中，CF₄流量为50sccm至500sccm，N₂流量为100sccm至200sccm，反应腔室压强为5毫托至20毫托，射频功率为500瓦至1500瓦。

在形成所述焊盘105之后，还包括步骤：去除图形化的光刻胶层104。作为一个实施例，采用灰化工艺去除光刻胶层104，所述灰化工艺的工艺参数为：灰化气体为O₂，其中，O₂流量为50sccm至250sccm，灰化温度为120度至300度。

请参考图5，在所述第一钝化层103表面形成第二钝化层106，所述第二钝化层106还覆盖于衬底100表面。

所述第二钝化层106的作用为：由于在焊盘105形成之后，通常需要放置一段时间才会对焊盘105进行进一步工艺处理；第二钝化层106能够防止焊盘105在放置期间被外界环境所污染，防止焊盘105被空气中的O₂氧化，保证在后续对焊盘105进行进一步处理之前，焊盘105的性能保持不变。

所述第二钝化层106的材料为氧化硅或氮化硅。本实施例中，所述第二钝化层106的材料为氧化硅，第二钝化层106的厚度为500埃至5000埃。

请参考图6，在所述第二钝化层106表面形成图形化的掩膜层107。

所述图形化的掩膜层107内具有开口108，所述开口108暴露出第二钝化层106表面，且所述开口108的位置和宽度对应于焊盘104的位置和宽度。

作为一个实施例，掩膜层107的材料为氮化硅，形成图形化的掩膜层107的工艺步骤包括：形成覆盖于第二钝化层106表面的初始掩膜层；在所述初始掩膜层表面形成图形化的光刻胶层；以所述图形化的光刻胶层为掩膜，刻蚀所述初始掩膜层，形成图形化的掩膜层107；去除所述图形化的光刻胶层。

请参考图7，以所述图形化的掩膜层107为掩膜，采用第一刻蚀工艺刻蚀所述第二钝化层106，暴露出第一钝化层103表面。

所述第一刻蚀工艺为干法刻蚀，且第一刻蚀工艺的刻蚀气体包括含卤族元素气体，例如，CF₄、CHF₃、CHCl₃或CH₂Cl₂，并且，第一刻蚀工艺的刻蚀气体流量较小，第一刻蚀工艺的含卤族元素气体流量为40sccm至80sccm。采用较小刻蚀气体流量的原因在于：

由于第二钝化层106的厚度较厚（500埃至5000埃），刻蚀第二钝化层106所需的刻蚀时间较长，并且刻蚀时间难以通过调节刻蚀工艺而显著减少，因此通过减少刻蚀时间来减小卤族元素残留量的效果不明显；而采用具有较小刻蚀气体流量的刻蚀气体进行所述第一刻蚀工艺，能够尽量减小第一钝化层103表面的卤族元素残留，从而降低后续残留在焊盘105表面的卤族元素，有利于降低后续清洗焊盘105的工艺难度，降低焊盘105被腐蚀的概率。

作为一个实施例，第一刻蚀工艺的工艺参数为：刻蚀气体包括CF₄、CHF₃和O₂，其中，CF₄流量为10sccm至30sccm，CHF₃流量为30sccm至60sccm，O₂流量为50sccm至200sccm，反应腔室压强为1毫托至50毫托，反应腔室温度为200℃至500℃。

请参考图8，采用第二刻蚀工艺刻蚀所述第一钝化层103，直至暴露出焊盘105表面，且焊盘105表面残留有卤族离子。

所述第二刻蚀工艺为干法刻蚀，且第二刻蚀工艺的刻蚀气体包括含卤族元素气体，例如，CF₄、CHF₃、CHCl₃或CH₂Cl₂，并且，第二刻蚀工艺的刻蚀气体流量较大，第二刻蚀工艺的含卤族元素气体流量为100sccm至500sccm。采用较大刻蚀气体流量的原因在于：

由于第一钝化层103的厚度较薄（20埃至200埃），刻蚀去除焊盘105表面的第一钝化层103的刻蚀工艺时间较短，而通过增加刻蚀气体流量能够显著减少第二刻蚀工艺的刻蚀时间，使得第二刻蚀工艺造成的含卤族元素残留量尽可能的少；因此，本实施例通过采用具有较大刻蚀气体流量的第二刻蚀工艺，刻蚀去除第一钝化层103以暴露出焊盘105表面。

作为一个实施例，第二刻蚀工艺的工艺参数为：刻蚀气体包括CF₄和O₂，其中，CF₄流量为200sccm至350sccm，O₂流量为50sccm至200sccm，反应腔室压强为1毫托至50毫托，反应腔室温度为200℃至500℃。

由前述对第一刻蚀工艺和第二刻蚀工艺的分析可知，考虑到第一钝化层103和第二钝化层106的厚度关系，为了尽量的减少卤族离子在焊盘105表面的残留，本发明实施例中，第一刻蚀工艺的刻蚀气体流量小于第二刻蚀工艺的刻蚀气体流量。

请参考图9，对所述焊盘105执行酸性清洗处理109，去除焊盘105表面残留的卤族离子，所述酸性清洗处理109采用的清洗液为磷酸铬溶液。

由于前述采用干法刻蚀工艺刻蚀第一钝化层103、第二钝化层106，且干法刻蚀工艺的刻蚀气体为含卤族元素气体，例如，本实施例中为含氟气体，包括CF₄或CHF₃中的一种或两种，使得在刻蚀暴露出焊盘105表面之后，焊盘105表面具有含氟残留物，包括含氟聚合物以及氟离子，含氟残留物中的氟离子对焊盘105的材料具有腐蚀作用：氟离子与焊盘105的材料Al发生反应形成AlF₃，造成焊盘105表面出现腐蚀坑；氟离子的存在还会导致焊盘105的材料Al与Cu发生原电池效应，造成焊盘105表面出现腐蚀坑，所述Cu为焊盘105材料中的Cu、或焊盘105底部互连线层101材料中的Cu。焊盘105表面出现腐蚀坑，会造成焊盘105的抗拉强度和接合强度差，对半导体器件的导电性和可靠性造成不良影响。

因此，去除焊盘105表面的含氟残留物，特别是含氟残留物中的氟离子，有利于降低焊盘105被腐蚀的程度，从而提高半导体器件的导电性和可靠性。

本实施例中，采用酸性清洗处理109清洗去除焊盘105表面的含氟残留物，酸性清洗处理109既能去除焊盘105表面的含氟聚合物，又能去除氟离子。作为一种解释，酸性清洗处理109去除氟离子（F^-）的作用机理为：酸性清洗处理109的清洗液中具有氢离子（H⁺），氢离子与氟离子之间结合后形成氟化氢（HF），HF在去离子水中具有较大的溶解度，从而使氟离子转化为氟化氢溶解在去离子水中，达到去除氟离子的效果。

本实施例中，所述清洗液为磷酸铬（CrPO₄：Chromium Phosphate）溶液，其中，溶液中磷酸铬的质量百分比为15%至40%。选择磷酸铬溶液作为酸性清洗处理109的清洗液的原因在于：磷酸铬溶液能够起到去除焊盘105表面残留的氟离子的作用；同时，在一定条件下，磷酸铬溶液对焊盘105的材料的刻蚀速率小，二者之间发生的化学反应几乎可以忽略不计，因此，采用磷酸铬溶液对焊盘105进行处理后，焊盘105本身的材料未受到不良影响。

清洗液的酸性（PH值）与酸性清洗处理109的处理温度有关，若酸性清洗处理109的处理温度过低，则清洗液的酸性过弱，清洗液中的氢离子量过少，清洗液中的不利于去除氟离子；若酸性清洗处理109的处理温度过高，则有可能造成清洗液的酸性过强，造成清洗液与焊盘105的材料反应速率急剧增加；因此，本实施例中，酸性清洗处理109的处理温度为50℃至100℃。

若酸性清洗处理109的处理时间过短，则不足以最大程度的去除焊盘105表面的氟离子；若酸性清洗处理109的处理时间过长，则清洗液对焊盘105作用的时间过长，可能会对焊盘105造成不良影响。因此，本实施例中，酸性清洗处理109的处理时间为50S至200S。

在执行酸性清洗处理109之后还包括步骤：采用去离子水对焊盘105表面进行清洗。

采用去离子水对焊盘105表面进行清洗的目的在于：去除焊盘105表面的清洗液，防止清洗液残留在焊盘105表面会对焊盘105造成不良影响，并且，去除焊盘105表面的清洗液，防止所述清洗液影响后续继续去除焊盘105表面残留的氟离子的能力。

请参考图10，对所述焊盘105执行碱性清洗处理110，所述碱性清洗处理110采用的清洗液具有碱性。

酸性清洗处理109（请参考图9）在一定程度上减少了焊盘105表面的氟离子残留，然而，若焊盘105为接地焊盘，由于接地焊盘具有积累电荷的特性，较常规焊盘而言，接地焊盘处的电荷量更高，即使在接地焊盘表面具有较少量的氟离子残留，也可能由于高电荷量而更容易引发原电池效应，造成常规焊盘未被腐蚀而接地焊盘发生腐蚀。因此，在酸性清洗处理109后，有必要进一步去除焊盘105表面残留的氟离子。

对所述焊盘105执行碱性清洗处理110的好处在于：一方面，进一步去除焊盘105表面残留的氟离子，进一步降低焊盘105被腐蚀的程度；另一方面，对焊盘105执行酸性清洗处理109之后，焊盘105表面可能残留有氟化氢，氟化氢在水溶液中具有相对较强的酸性，而对焊盘105执行碱性清洗处理110后，能够起到中和氟化氢酸性的作用，防止在焊盘105表面残留的氟化氢对焊盘105造成腐蚀作用。

由前述分析可知，在对焊盘105执行酸性清洗处理109、去离子水清洗工艺步骤之后，立即对焊盘105执行碱性清洗处理110，从而尽快的起到中和焊盘105表面残留的氟化氢的作用。作为一个实施例，在酸性清洗处理109、去离子水清洗工艺步骤之后，在间隔0S至30S之内，对焊盘105执行碱性清洗处理110。

所述清洗液为胺碱有机溶剂，本实施例中，所述胺碱有机溶剂为碱性显影液。

由于碱性显影液中存在大分子基团，所述大分子基团对氟离子具有较强的亲和性，从而吸附带走残留在焊盘105表面的氟离子，达到进一步去除焊盘105表面氟离子的作用，进一步降低焊盘105被腐蚀的概率，进一步提高焊盘105的抗拉强度和接合强度。

若碱性清洗处理110的处理时间过短，大分子基团吸附带走的氟离子量较少，进一步去除焊盘105表面氟离子的能力有限；若碱性清洗处理110的处理时间过长，则清洗液可能会对焊盘105造成不良影响。因此，本实施例中，所述碱性清洗处理110的处理时间为10S至50S。

在执行碱性清洗处理100之后还包括步骤：采用去离子水对焊盘105表面进行清洗。采用去离子水进行清洗的目的在于：去除残留在焊盘105表面的碱性清洗处理110的清洗液，防止所述清洗液残留在焊盘105表面，对焊盘105造成不良影响，提高焊盘105的质量。

在采用去离子水对焊盘105表面进行清洗之后，还包括步骤：对所述焊盘105进行烘干处理。所述烘干处理的作用在于：烘干去除焊盘105表面的水分，防止由于水分的存在对焊盘105造成不良影响。

作为一个实施例，所述烘干处理的工艺参数为：在N₂或H₂的气氛下进行烘干，烘干时长为50min至100min，烘干温度为300℃至500℃。

经过酸性清洗处理109和碱性清洗处理110后，焊盘105表面残留的卤族离子的含量显著减少，使得残留的卤族离子对焊盘105的影响几乎可以忽略不计；特别的，当焊盘105为接地焊盘时，焊盘105内卤族离子含量少，难以与焊盘105材料发生化学反应，且即使焊盘105内积累的电荷量较多，但是由于焊盘105表面的卤族离子含量非常小，焊盘105表面仍难以发生原电池效应，从而避免了由于原电池效应问题导致的焊盘105腐蚀的问题，提高焊盘105的质量。

综上，本发明的技术方案具有以下优点：

首先，在刻蚀钝化层暴露出焊盘表面后，由于刻蚀工艺的影响造成焊盘表面残留有卤族离子，例如，氟离子；对焊盘执行酸性清洗处理，由于酸性清洗处理采用的清洗液具有酸性，使得清洗液中存在氢离子，所述氢离子与氟离子结合后形成易溶于水的氟化氢，从而达到去除残留的卤族离子的目的，防止由于焊盘表面存在大量的卤族离子而造成焊盘表面被腐蚀，提高焊盘的抗拉强度和接合强度，进而提高引线键合的效果，优化半导体器件的导电性和可靠性。

其次，本发明实施例中酸性清洗处理的清洗液为磷酸铬溶液，所述磷酸铬溶液具有酸性，能够去除焊盘表面的残留的卤族离子；并且，由于磷酸铬溶液的酸性较弱，使得磷酸铬溶液对焊盘的刻蚀速率非常小，在去除卤族离子的同时，避免对焊盘本身造成刻蚀，在去除焊盘表面的卤族离子后，焊盘仍具有较高的性能。

再次，当焊盘表面具有第一钝化层、以及位于第一钝化层表面的第二钝化层，采用第一刻蚀工艺刻蚀第二钝化层，采用第二刻蚀工艺刻蚀第一钝化层时，由于第二钝化层的厚度比第一钝化层的厚度厚的多，因此第一刻蚀工艺的时间远大于第二刻蚀工艺的刻蚀时间；第一刻蚀工艺的时间较长，本发明实施例采用具有较小的刻蚀气体流量（第一刻蚀工艺的刻蚀气体流量小于第二刻蚀工艺的刻蚀气体流量）进行第一刻蚀工艺，从而尽可能的降低残留在第一钝化层表面的卤族离子，进而减少残留在焊盘表面的卤族离子，降低焊盘被腐蚀的概率；而由于第一钝化层较薄，使得第二刻蚀工艺的时间较短，本发明实施例采用具有较大的刻蚀气体流量进行第二刻蚀工艺，从而尽量减少第二刻蚀工艺的时间，进一步降低第二刻蚀工艺造成的卤族离子残留，进一步减少后续待清洗去除的卤族离子含量，进一步降低焊盘被腐蚀的概率，提高形成的半导体器件的导电性和可靠性。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (19)

1.一种清洗焊盘的方法，其特征在于，包括：

提供形成有互连线层的衬底，所述互连线层表面形成有焊盘，所述焊盘表面形成有钝化层；

刻蚀去除位于焊盘表面的钝化层，直至暴露出焊盘表面，且焊盘表面残留有卤族离子；

对所述焊盘执行酸性清洗处理，去除焊盘表面残留的卤族离子，所述酸性清洗处理采用的清洗液为磷酸铬溶液。

2.根据权利要求1所述清洗焊盘的方法，其特征在于，所述磷酸铬溶液中磷酸铬的质量百分比为15%至40%。

3.根据权利要求1所述清洗焊盘的方法，其特征在于，所述酸性清洗处理的处理时长为50S至200S，酸性清洗处理的处理温度为50℃至100℃。

4.根据权利要求1所述清洗焊盘的方法，其特征在于，在执行酸性清洗处理之后还包括步骤：采用去离子水对焊盘表面进行清洗。

5.根据权利要求4所述清洗焊盘的方法，其特征在于，在采用去离子水对焊盘表面进行清洗之后，还包括步骤：对所述焊盘执行碱性清洗处理，进一步去除焊盘表面残留的卤族离子，所述碱性清洗处理采用的清洗液具有碱性。

6.根据权利要求5所述清洗焊盘的方法，其特征在于，所述清洗液为胺碱有机溶剂。

7.根据权利要求6所述清洗焊盘的方法，其特征在于，所述胺碱有机溶剂为碱性显影液。

8.根据权利要求5所述清洗焊盘的方法，其特征在于，所述碱性清洗处理的处理时长为10S至50S。

9.根据权利要求5所述清洗焊盘的方法，其特征在于，在执行碱性清洗处理之后还包括步骤：采用去离子水对焊盘表面进行清洗。

10.根据权利要求9所述清洗焊盘的方法，其特征在于，采用去离子水对焊盘表面进行清洗之后，还包括步骤：对所述焊盘进行烘干处理。

11.根据权利要求10所述清洗焊盘的方法，其特征在于，所述烘干处理的工艺参数为：烘干温度为300℃至500℃，烘干时长为50min至100min，气氛气体为N₂或H₂。

12.根据权利要求1所述清洗焊盘的方法，其特征在于，位于焊盘表面的钝化层包括：第一钝化层、以及位于第一钝化层表面的第二钝化层，且第二钝化层还覆盖于衬底表面。

13.根据权利要求12所述清洗焊盘的方法，其特征在于，所述第一钝化层的材料为Ti、Ta、TiN或TaN，第二钝化层的材料为氧化硅或氮化硅。

14.根据权利要求12所述清洗焊盘的方法，其特征在于，所述第一钝化层的厚度为20埃至200埃，第二钝化层的厚度为500埃至5000埃。

15.根据权利要求12所述清洗焊盘的方法，其特征在于，刻蚀去除位于焊盘表面的钝化层的工艺步骤包括：在所述钝化层表面形成图形化的掩膜层；以所述图形化的掩膜层为掩膜，采用第一刻蚀工艺刻蚀所述第二钝化层，采用第二刻蚀工艺刻蚀所述第一钝化层，且第一刻蚀工艺的刻蚀气体流量小于第二刻蚀工艺的刻蚀气体流量。

16.根据权利要求15所述清洗焊盘的方法，其特征在于，所述第一刻蚀工艺、第二刻蚀工艺的刻蚀气体均包括含卤族元素气体，且第一刻蚀工艺的含卤族元素气体流量为40sccm至80sccm，第二刻蚀工艺的含卤族元素气体流量为100sccm至500sccm。

17.根据权利要求1所述清洗焊盘的方法，其特征在于，所述焊盘的材料为Cu、Al或W中的一种或多种。

18.根据权利要求1所述清洗焊盘的方法，其特征在于，所述互连线层的材料为Cu、Al或W中的一种或多种。

19.根据权利要求1所述清洗焊盘的方法，其特征在于，所述焊盘为接地焊盘。