CN112259456B - 一种改善钝化层表面金属腐蚀残留的腐蚀工艺 - Google Patents
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Abstract
一种改善钝化层表面金属腐蚀残留的腐蚀工艺。涉及一种半导体制造—湿法腐蚀工艺技术领域，尤其涉及一种改善钝化层表面金属腐蚀残留的腐蚀工艺。提供了一种提高产品线条美观、降低产品过腐蚀导致报废的高风险的一种改善钝化层表面金属腐蚀残留的腐蚀工艺。本发明中用NIAG腐蚀液取代AL腐蚀液：NIAG腐蚀液的腐蚀速率比AL腐蚀液慢，在保证了产品线条美观的同时也降低了产品过腐蚀导致报废的高风险。用NIAG腐蚀液取代AL腐蚀液的前提为保证NIAG腐蚀的过程中，金属层表面不存在NIO和NI是极易被氧化的金属，本案在第一次经过PBE腐蚀液后不过水槽，直接进行NIAG腐蚀就避免了NI被氧化的问题。本发明具有提高产品线条美观、降低产品过腐蚀导致报废的高风险等特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种半导体制造—湿法腐蚀工艺技术领域，尤其涉及一种改善钝化层表面金属腐蚀残留的腐蚀工艺。
背景技术
TSBD（沟槽肖特基）产品，刻蚀SIN（氮化硅层）过程中划片道内氧化层受影响被轻微过刻蚀导致蒸发至晶片表面的金属划片道区域厚度不均匀。腐蚀的过程中金属NI极易被氧化形成了一层保护膜，阻碍了酸液对金属的腐蚀。残留的Ni形成NIO，较难去除。现需要摸索出一种有效的腐蚀工艺，解决金属残留的同时保证腐蚀后金属线条正常。
原金属腐蚀工艺流程为：
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| NiAg腐蚀液（350s） | 第一次过水槽 | PBE腐蚀液（20s） | 第二次过水槽 | EDTA腐蚀液（5s） | 第三次过水槽 | 甩干 |
原腐蚀工艺流程残留异常比例较高（如图2所示，金属残留显微镜照片），套刻返工生产效率较低，成本较高且加腐AL局部大面积区域产生过腐蚀的风险较高。
发明内容
本发明针对以上问题，提供了一种提高产品线条美观、降低产品过腐蚀导致报废的高风险的一种改善钝化层表面金属腐蚀残留的腐蚀工艺。
本发明的技术方案是：一种改善钝化层表面金属腐蚀残留的腐蚀工艺，包括以下步骤：
1）、将完成金属光刻的晶片放入NiAg腐蚀液中进行腐蚀，至晶片表面NiAg腐蚀干净；
2）、将经过步骤1）的晶片放置于水槽中；
3）、将经过步骤2）的晶片放置于PBE腐蚀液中，至晶片表面Ti腐蚀干净；
4）、将经过步骤3）的晶片放入NiAg腐蚀液中，至晶片表面残留的Ni腐蚀干净；
5）、将经过步骤4）的晶片放入水槽中；
6）、将经过步骤5）的晶片放入PBE腐蚀液中，至晶片表面残留Ni下的Ti腐蚀干净；
7）、将经过步骤6）的晶片放入水槽中；
8）、通过设备将晶片甩干。
步骤1）所述的NiAg腐蚀液为冰乙酸、硝酸和水的混合溶液。
所述冰乙酸、硝酸和水的体积比为65%：20%：15%。
步骤3）所述的PBE腐蚀液为HNO3， CH3COOH， HF和H2O混合溶液。
HNO3，CH3COOH， HF和H2O的体积比为8.9%：3.7%：2.1%：85.3%。
本发明中用NIAG腐蚀液取代AL腐蚀液：NIAG腐蚀液的腐蚀速率比AL腐蚀液慢，在保证了产品线条美观的同时也降低了产品过腐蚀导致报废的高风险。用NIAG腐蚀液取代AL腐蚀液的前提为保证NIAG腐蚀的过程中，金属层表面不存在NIO和NI是极易被氧化的金属，本案在第一次经过PBE腐蚀液后不过水槽，直接进行NIAG腐蚀就避免了NI被氧化的问题。本发明具有提高产品线条美观、降低产品过腐蚀导致报废的高风险等特点。
附图说明
图1是采用本发明工艺腐蚀后显微镜照片，
图2是原金属腐蚀工艺腐蚀后的存在金属残留的显微镜照片；
图3是金属光刻后的结构示意图。
具体实施方式
本发明如图1和图3所示，图3中PR表示光刻胶层，TiNiAg表示从上而下依次排布的Ag层、Ni层和Ti层，SiN表示钝化层，FOX表示场氧层。
一种改善钝化层表面金属腐蚀残留的腐蚀工艺，包括以下步骤：
1）、将正面依次蒸发金属Ti层、Ni层和Ag层，并完成金属光刻的晶片放入NiAg腐蚀液中进行腐蚀，至晶片表面NiAg腐蚀干净；
3Ag+4HNO3=3AgNO3+NO+2H2O，
Ni+4HNO3 =Ni(NO3)2+2NO2+2H2O；
2）、将经过步骤1）的晶片放置于水槽中，其目的为：冲洗表面的酸，避免带入下一个酸槽；
3）、将经过步骤2）的晶片放置于PBE腐蚀液中，至晶片表面Ti腐蚀干净；PBE腐蚀液的目的：腐蚀金属Ti；此处不放到水槽中冲水，避免残留的Ni氧化；
4）、将经过步骤3）的晶片放入NiAg腐蚀液中，至晶片表面残留的Ni腐蚀干净；
5）、将经过步骤4）的晶片放入水槽中，其目的为冲洗表面的酸；
6）、将经过步骤5）的晶片放入PBE腐蚀液中，至晶片表面残留Ni下的Ti腐蚀干净；通过PBE腐蚀液彻底将金属腐蚀干净。
7）、将经过步骤6）的晶片放入水槽中，彻底洗干净表面的酸；
8）、通过甩干机设备将晶片甩干。
步骤1）所述的NiAg腐蚀液为冰乙酸（浓度为98%）、硝酸（浓度为70%）和水的混合溶液。
所述冰乙酸、硝酸和水的体积比为65%：20%：15%。
步骤3）所述的PBE腐蚀液为HNO3（浓度为70%）， CH3COOH（浓度为98%）， HF（浓度为49%）和H2O混合溶液。
HNO3， CH3COOH， HF和H2O的体积比为8.9%：3.7%：2.1%：85.3%。
Ti+6HF=H2TiF6+2H2；
Ti+4H++6HF2=（TiF6）2+2H2+6HF；
本案中用NiAg腐蚀液取代原金属腐蚀工艺中步骤5的AL腐蚀液，NiAg腐蚀液的腐蚀速率比AL腐蚀液慢，在保证了产品线条美观的同时也降低了产品过腐蚀导致报废的高风险。
用NiAg腐蚀液取代AL腐蚀液的前提为保证NiAg腐蚀的过程中，金属层表面不存在NiO，Ni是极易被氧化的金属，在上述原工艺流程中我们在第3步过完PBE后不过水槽，直接进行NiAg腐蚀就避免了Ni被氧化的问题。
Claims (1)
1.一种改善钝化层表面金属腐蚀残留的腐蚀工艺，其特征在于，包括以下步骤：
1）、将完成金属光刻的晶片放入NiAg腐蚀液中进行腐蚀，至晶片表面NiAg腐蚀干净；
2）、将经过步骤1）的晶片放置于水槽中；
3）、将经过步骤2）的晶片放置于PBE腐蚀液中，至晶片表面Ti腐蚀干净；
4）、将经过步骤3）的晶片放入NiAg腐蚀液中，至晶片表面残留的Ni腐蚀干净；
5）、将经过步骤4）的晶片放入水槽中；
6）、将经过步骤5）的晶片放入PBE腐蚀液中，至晶片表面残留Ni下的Ti腐蚀干净；
7）、将经过步骤6）的晶片放入水槽中；
8）、通过设备将晶片甩干；
步骤1）所述的NiAg腐蚀液包括浓度为98%的冰乙酸、浓度为70%的硝酸和水的混合溶液；
所述冰乙酸、硝酸和水的体积比为65%：20%：15%；
步骤3）所述的PBE腐蚀液包括浓度为70%的HNO3，浓度为98%的CH3COOH，浓度为49%的HF和H2O混合溶液；
HNO3，CH3COOH， HF和H2O的体积比为8.9%：3.7%：2.1%：85.3%。
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