CN1842905A | 2006-10-04 | |||
US20100181567A1 | 2010-07-22 | |||
US20040218648A1 | 2004-11-04 |
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权利要求 1、 一种光刻并刻蚀引线孔的方法, 包括下列步骤: 在晶圓上形成铝布线, 所述铝布线包括铝层和位于所述铝层上表面的保护 层; 在所述铝布线上淀积钝化介质形成钝化层, 并进行光刻; 进行钝化腐蚀, 在引线孔处的所述保护层于钝化腐蚀中部分或全部余留; 在所述晶圓表面涂布聚酰亚胺; 在所述聚酰亚胺表面涂布光刻胶并进行曝光和显影; 再次进行钝化腐蚀, 直至将所述保护层完全去除; 固化所述聚酰亚胺。 2、 根据权利要求 1所述的光刻并刻蚀引线孔的方法, 其特征在于, 所述进 行钝化腐蚀的步骤中, 在引线孔处的所述钝化层被全部腐蚀, 所述保护层的腐 蚀量为 100埃。 3、 根据权利要求 1所述的光刻并刻蚀引线孔的方法, 其特征在于, 所述进 行钝化腐蚀的步骤中, 所述钝化层仍余留有 100埃至 500埃。 4、 根据权利要求 1所述的光刻并刻蚀引线孔的方法, 其特征在于, 所述在 所述铝布线上淀积钝化介质形成钝化层的步骤中, 所述钝化层的材质为二氧化 5、 根据权利要求 1-4中任意一项所述的光刻并刻蚀引线孔的方法, 其特征 在于, 所述在晶圓上形成铝布线的步骤中, 所述保护层的厚度为 350埃至 600 埃。 6、 一种光刻并刻蚀引线孔的方法, 包括下列步骤: 在晶圓上形成铝布线, 所述铝布线包括铝层和位于所述铝层上表面的保护 层; 在所述铝布线上淀积钝化介质形成钝化层, 并进行光刻; 进行钝化腐蚀, 在引线孔处的所述保护层于钝化腐蚀中部分或全部余留; 在所述晶圓表面涂布聚酰亚胺; 在所述聚酰亚胺表面涂布光刻胶并进行曝光和显影; 固化所述聚酰亚胺; 再次进行钝化腐蚀, 直至将所述保护层完全去除。 7、 根据权利要求 6所述的光刻并刻蚀引线孔的方法, 其特征在于, 所述进 行钝化腐蚀的步骤中, 在引线孔处的所述钝化层被全部腐蚀, 所述保护层的腐 蚀量为 100埃。 8、 根据权利要求 6所述的光刻并刻蚀引线孔的方法, 其特征在于, 所述进 行钝化腐蚀的步骤中, 所述钝化层仍余留有 100埃至 500埃。 9、 根据权利要求 6所述的光刻并刻蚀引线孔的方法, 其特征在于, 所述在 所述铝布线上淀积钝化介质形成钝化层的步骤中, 所述钝化层的材质为二氧化 10、根据权利要求 6-9中任意一项所述的光刻并刻蚀引线孔的方法, 其特征 在于, 所述在晶圓上形成铝布线的步骤中, 所述保护层的厚度为 350埃至 600 埃。 |
本发明涉及半导体器件的制造方法, 特别是涉及一种光刻并刻蚀引线孔的 方法。 背景技术
半导体器件制造工艺中最后一步光刻工艺一般 是聚酰亚胺( Polyimide, PI ) 光刻, 其最终结果是器件只有引线孔露出, 以供后续进行金线或硅铝线的键合, 其它区域被钝化介质和聚酰亚胺覆盖保护。 引线孔实质就是器件顶层的铝布线, 在钝化腐蚀后纯铝棵露在外。
传统的一种光刻和刻蚀引线孔的工艺如图 1 所示, 其中钝化介质光刻和钝 化腐蚀的目的是将引线孔中铝层上方的介质腐 蚀掉。 半导体铝布线一般是由氮 化钛+铝 +氮化钛的三层结构组成, 为保证后续封装键合工艺中, 引线材料(一 般为金线或硅铝线)和引线孔中铝的键合, 铝布线上层的氮化钛需要被腐蚀掉, 即在钝化腐蚀后将铝暴露出来。
非感光型的聚酰亚胺在光刻胶显影时, 显影液会将聚酰亚胺一并去除。 但 是由于显影液为碱性溶液, 因此引线孔处的铝极易和显影液反应, 导致引线孔 处的铝在聚酰亚胺工艺结束后变薄, 为了在显影过程中彻底去除聚酰亚胺, 会 采用长时间的显影工艺, 因此铝层损失的厚度较大, 影响后续的引线键合。
另外, 聚酰亚胺工艺由于设备故障或在线缺陷等, 可能会需要进行返工, 返工后重新进行聚酰亚胺和光刻胶的涂布, 并进行曝光显影, 因此引线孔处的 铝会被显影液腐蚀两次, 造成艮大一部分铝层被显影液腐蚀掉。
传统的解决方法, 一是增加铝层的厚度, 但这会造成相应光刻工艺的质量 下降; 另一种是优化显影程序, 减少显影时间, 但潜在风险是引线孔中聚酰亚 胺的残留。 发明内容 基于此, 为了解决引线孔光刻过程中铝层被显影液腐蚀 得过薄的问题, 有 必要提供一种光刻并刻蚀引线孔的方法。
一种光刻并刻蚀引线孔的方法, 包括下列步骤: 在晶圓上形成铝布线, 所 述铝布线包括铝层和位于所述铝层上表面的保 护层; 在所述铝布线上淀积钝化 介质形成钝化层, 并进行光刻; 进行钝化腐蚀, 在引线孔处的所述保护层于钝 化腐蚀中部分或全部余留; 在所述晶圓表面涂布聚酰亚胺; 在所述聚酰亚胺表 面涂布光刻胶并进行曝光和显影; 再次进行钝化腐蚀, 直至将所述保护层完全 去除; 固化所述聚酰亚胺。
在其中一个实施例中, 所述进行钝化腐蚀的步骤中, 在引线孔处的所述钝 化层被全部腐蚀, 所述保护层的腐蚀量为 100埃。
在其中一个实施例中, 所述进行钝化腐蚀的步骤中, 所述钝化层仍余留有
100至 500埃。
在其中一个实施例中, 所述在所述铝布线上淀积钝化介质形成钝化层 的步 骤中, 所述钝化层的材质为二氧化硅或氮化硅。
在其中一个实施例中, 所述在晶圓上形成铝布线的步骤中, 所述保护层的 厚度为 350埃至 600埃。
还有必要提供一种适用于聚酰亚胺固化工艺尚 不稳定的生产线的光刻并刻 蚀引线孔的方法。
一种光刻并刻蚀引线孔的方法, 包括下列步骤: 在晶圓上形成铝布线, 所 述铝布线包括铝层和位于所述铝层上表面的保 护层; 在所述铝布线上淀积钝化 介质形成钝化层, 并进行光刻; 进行钝化腐蚀, 在引线孔处的所述保护层于钝 化腐蚀中部分或全部余留; 在所述晶圓表面涂布聚酰亚胺; 在所述聚酰亚胺表 面涂布光刻胶并进行曝光和显影; 固化所述聚酰亚胺; 再次进行钝化腐蚀, 直 至将所述保护层完全去除。
在其中一个实施例中, 所述进行钝化腐蚀的步骤中, 在引线孔处的所述钝 化层被全部腐蚀, 所述保护层的腐蚀量为 100埃。
在其中一个实施例中, 所述进行钝化腐蚀的步骤中, 所述钝化层仍余留有
100埃至 500埃。 在其中一个实施例中, 所述在所述铝布线上淀积钝化介质形成钝化层 的步 骤中, 所述钝化层的材质为二氧化硅或氮化硅。
在其中一个实施例中, 所述在晶圓上形成铝布线的步骤中, 所述保护层的 厚度为 350埃至 600埃。
上述两种光刻并刻蚀引线孔的方法, 在淀积钝化介质后的第一次钝化腐蚀 步骤中, 保留了引线孔处铝层上方的保护层, 使得引线孔处的铝层不会在聚酰 亚胺光刻步骤中被显影液所腐蚀, 且若聚酰亚胺光刻完成后发现需要进行聚酰 亚胺的返工, 则保留的保护层也能在返工时对铝层进行保护 , 因此有效解决了 引线孔光刻过程中铝层被显影液腐蚀得过薄的 问题, 可以实现聚酰亚胺工艺的 在线返工。 且该方法对聚酰亚胺显影程序无特殊要求, 增加显影时间不会导致 引线孔铝层过腐蚀的问题, 显影时间如过短导致引线孔有少量聚酰亚胺残 留, 则可以于钝化腐蚀之前, 先通过干法刻蚀去除该聚酰亚胺残留, 然后再进行钝 化腐蚀。 附图说明
图 1为一种传统的光刻和刻蚀引线孔工艺的流程 ;
图 2为实施例 1中光刻并刻蚀引线孔的方法的流程图;
图 3是一实施例中淀积形成钝化层后, 进行光刻之前器件的剖面示意图; 图 4是引线孔处的钝化层仅被腐蚀一部分的实施 中, 钝化腐蚀完成并去 除光刻胶后器件的剖面示意图;
图 5是引线孔处的钝化层被全部腐蚀的实施例中 钝化腐蚀完成并去除光 刻胶后器件的剖面示意图;
图 6为实施例 2中光刻并刻蚀引线孔的方法的流程图。 具体实施方式
为使本发明的目的、 特征和优点能够更为明显易懂, 下面结合附图对本发 明的具体实施方式做详细的说明。
实施例 1 : 图 2为实施例 1中光刻并刻蚀引线孔的方法的流程图, 包括下列步骤:
511 , 在晶圓上形成铝布线。
铝布线包括铝层和位于铝层上表面的保护层。 在本实施例中, 铝布线为氮 化钛 +铝 +氮化钛的三层结构。
512, 在铝布线上淀积钝化介质形成钝化层, 并进行光刻。
图 3是淀积形成钝化层 110后,进行光刻之前器件的剖面示意图, 包括铝层 130、铝层 130表面的保护层 120以及保护层 120表面的钝化层 110。钝化层 110 淀积完成后光刻出引线孔图形。 注意图中铝层 130下方的结构均被省略了。
513 , 进行钝化腐蚀。
通过控制腐蚀的程度, 使得引线孔处铝层 130上方的介质只是被部分腐蚀, 引线孔处的保护层 120在钝化腐蚀中部分或全部余留。 在本实施例中, 只腐蚀 一部分钝化层 110, 其余的钝化层 110被保留(这种情况钝化层 110下的保护层 120被全部保留)。 腐蚀完后去除光刻胶。 图 4是腐蚀完成并去除光刻胶后器件 的剖面示意图, 图 4所示为引线孔处的钝化层 110仅被腐蚀了一部分的实施例。
钝化层 110的钝化介质可以选用二氧化硅或氮化硅。在 本实施例中,钝化腐 蚀后钝化层 110保留 100人 -500A。
514, 在晶圓表面涂布聚酰亚胺。
聚酰亚胺是一种耐高温、 抗磨损和抗腐蚀的合成聚合树脂, 主要用作电子 元器件的覆面或覆膜, 以提高产品的稳定性。
515 , 在聚酰亚胺表面涂布光刻胶并进行曝光和显影 。
引线孔处的光刻胶和聚酰亚胺被显影液去除。
516, 再次进行钝化腐蚀, 直至将铝布线的保护层完全去除。
步骤 S13中如果保留了部分钝化层 110,则本步骤中将引线孔处的钝化层 110 和保护层 120全部腐蚀掉; 如果只保留了部分保护层 120, 则本步骤中将引线孔 处的保护层 120全部腐蚀掉。
可以于步骤 S15后检查聚酰亚胺的光刻是否有异常, 如果检测到异常则进 行聚酰亚胺的返工处理, 如无异常再执行步骤 S16。
步骤 S16中的钝化腐蚀是以步骤 S15中显影后的光刻胶为掩膜进行腐蚀。 S17, 固化聚酰亚胺。
固化之前要先去除光刻胶。
上述光刻并刻蚀引线孔的方法, 在淀积钝化介质后的第一次钝化腐蚀步骤 (S13)中, 保留了引线孔处铝层上方的保护层, 使得引线孔处的铝层不会在聚酰 亚胺光刻步骤中被显影液所腐蚀, 且若聚酰亚胺光刻完成后发现需要进行聚酰 亚胺的返工, 则保留的保护层也能在返工时对铝层进行保护 , 因此可以实现聚 酰亚胺工艺的在线返工。 且该方法对聚酰亚胺显影程序无特殊要求, 增加显影 时间不会导致引线孔铝层过腐蚀的问题, 显影时间如过短导致引线孔有少量聚 酰亚胺残留, 则可以于步骤 S16 中的钝化腐蚀之前, 先通过干法刻蚀去除该聚 酰亚胺残留, 然后再进行钝化腐蚀。
实施例 2:
图 6为实施例 2中光刻并刻蚀引线孔的方法的流程图, 包括下列步骤:
521 , 在晶圓上形成铝布线。
铝布线包括铝层和位于铝层上表面的保护层。 在本实施例中, 铝布线为氮 化钛 +铝+氮化钛的三层结构。
522, 在铝布线上淀积钝化介质形成钝化层, 并进行光刻。
图 3是淀积形成钝化层 110后,进行光刻之前器件的剖面示意图, 包括铝层 130、铝层 130表面的保护层 120以及保护层 120表面的钝化层 110。钝化层 110 淀积完成后光刻出引线孔图形。 注意图中铝层 130下方的结构均被省略了。
S23 , 进行钝化腐蚀。
通过控制腐蚀的程度, 使得引线孔处铝层 130上方的介质只是被部分腐蚀, 引线孔处的保护层 120在钝化腐蚀中部分或全部余留。 在本实施例中, 引线孔 处的钝化层 110被全部腐蚀, 但保护层 120只腐蚀一部分。 腐蚀完后去除光刻 胶。 图 5是腐蚀完成并去除光刻胶后器件的剖面示意 , 图 5所示为引线孔处 的钝化层 110被全部腐蚀, 保护层 120仅被腐蚀了一部分的实施例。
钝化层 110的钝化介质可以选用二氧化硅或氮化硅。在 本实施例中,保护层 120的厚度为 350 A -600A, 钝化腐蚀将引线孔处的钝化层 110全部腐蚀掉, 并 将保护层 120 (材质为氮化钛)腐蚀掉 100埃。 524, 在晶圓表面涂布聚酰亚胺。
525 , 在聚酰亚胺表面涂布光刻胶并进行曝光和显影 。
引线孔处的光刻胶和聚酰亚胺被显影液去除。
526, 固化聚酰亚胺。
固化之前要先去除光刻胶。
527, 再次进行钝化腐蚀, 直至将铝布线的保护层完全去除。
步骤 S23中如果保留了部分钝化层 110,则本步骤中将引线孔处的钝化层 110 和保护层 120全部腐蚀掉; 如果只保留了部分保护层 120, 则本步骤中将引线孔 处的保护层 120全部腐蚀掉。
实施例 2适用于聚酰亚胺固化工艺尚不稳定的生产线 可以于步骤 S26完 成后对固化的聚酰亚胺进行检查, 固化检查无异常后再进行步骤 S27的钝化腐 蚀, 钝化腐蚀以固化的聚酰亚胺为掩膜, 不需要涂布光刻胶。
但并不能因此而理解为对本发明专利范围的 限制。 应当指出的是, 对于本领域 的普通技术人员来说, 在不脱离本发明构思的前提下, 还可以做出若干变形和 改进, 这些都属于本发明的保护范围。 因此, 本发明专利的保护范围应以所附 权利要求为准。
Next Patent: OPTICAL CHANNEL OVERHEAD MANAGEMENT METHOD AND DEVICE AND OPTICAL SIGNAL RECEIVING NODE