[發明專利]光刻并刻蝕引線孔的方法

有效

• 申請號: 201310051876.4
• 申請日: 2013-02-17
• 公開（公告）號: CN103996650B
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發明（設計）人: 黃瑋
• 申請（專利權）人: 無錫華潤上華科技有限公司
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768;H01L21/02;G03F7/20;G03F7/42
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司44224
• 代理人: 鄧云鵬

技術領域

本發明涉及半導體器件的制造方法，特別是涉及一種光刻并刻蝕引線孔的方法。

背景技術

半導體器件制造工藝中最后一步光刻工藝一般是聚酰亞胺（Polyimide,PI）光刻，其最終結果是器件只有引線孔露出，以供后續進行金線或硅鋁線的鍵合，其它區域被鈍化介質和聚酰亞胺覆蓋保護。引線孔實質就是器件頂層的鋁布線，在鈍化腐蝕后純鋁裸露在外。

傳統的一種光刻和刻蝕引線孔的工藝如圖1所示，其中鈍化介質光刻和鈍化腐蝕的目的是將引線孔中鋁層上方的介質腐蝕掉。半導體鋁布線一般是由氮化鈦+鋁+氮化鈦的三層結構組成，為保證后續封裝鍵合工藝中，引線材料（一般為金線或硅鋁線）和引線孔中鋁的鍵合，鋁布線上層的氮化鈦需要被腐蝕掉，即在鈍化腐蝕后將鋁暴露出來。

非感光型的聚酰亞胺在光刻膠顯影時，顯影液會將聚酰亞胺一并去除。但是由于顯影液為堿性溶液，因此引線孔處的鋁極易和顯影液反應，導致引線孔處的鋁在聚酰亞胺工藝結束后變薄，為了在顯影過程中徹底去除聚酰亞胺，會采用長時間的顯影工藝，因此鋁層損失的厚度較大，影響后續的引線鍵合。

另外，聚酰亞胺工藝由于設備故障或在線缺陷等，可能會需要進行返工，返工后重新進行聚酰亞胺和光刻膠的涂布，并進行曝光顯影，因此引線孔處的鋁會被顯影液腐蝕兩次，造成很大一部分鋁層被顯影液腐蝕掉。

傳統的解決方法，一是增加鋁層的厚度，但這會造成相應光刻工藝的質量下降；另一種是優化顯影程序，減少顯影時間，但潛在風險是引線孔中聚酰亞胺的殘留。

發明內容

基于此，為了解決引線孔光刻過程中鋁層被顯影液腐蝕得過薄的問題，有必要提供一種光刻并刻蝕引線孔的方法。

一種光刻并刻蝕引線孔的方法，包括下列步驟：在晶圓上形成鋁布線，所述鋁布線包括鋁層和位于所述鋁層上表面的保護層；在所述鋁布線上淀積鈍化介質形成鈍化層，并進行光刻；進行鈍化腐蝕，在引線孔處的所述保護層于鈍化腐蝕中部分或全部余留；在所述晶圓表面涂布聚酰亞胺；在所述聚酰亞胺表面涂布光刻膠并進行曝光和顯影；再次進行鈍化腐蝕，直至將所述保護層完全去除；固化所述聚酰亞胺。

在其中一個實施例中，所述進行鈍化腐蝕的步驟中，在引線孔處的所述鈍化層被全部腐蝕，所述保護層的腐蝕量為100埃。

在其中一個實施例中，所述進行鈍化腐蝕的步驟中，所述鈍化層仍余留有100至500埃。

在其中一個實施例中，所述在所述鋁布線上淀積鈍化介質形成鈍化層的步驟中，所述鈍化層的材質為二氧化硅或氮化硅。

在其中一個實施例中，所述在晶圓上形成鋁布線的步驟中，所述保護層的厚度為350埃至600埃。

還有必要提供一種適用于聚酰亞胺固化工藝尚不穩定的生產線的光刻并刻蝕引線孔的方法。

一種光刻并刻蝕引線孔的方法，包括下列步驟：在晶圓上形成鋁布線，所述鋁布線包括鋁層和位于所述鋁層上表面的保護層；在所述鋁布線上淀積鈍化介質形成鈍化層，并進行光刻；進行鈍化腐蝕，在引線孔處的所述保護層于鈍化腐蝕中部分或全部余留；在所述晶圓表面涂布聚酰亞胺；在所述聚酰亞胺表面涂布光刻膠并進行曝光和顯影；固化所述聚酰亞胺；再次進行鈍化腐蝕，直至將所述保護層完全去除。

在其中一個實施例中，所述進行鈍化腐蝕的步驟中，在引線孔處的所述鈍化層被全部腐蝕，所述保護層的腐蝕量為100埃。

在其中一個實施例中，所述進行鈍化腐蝕的步驟中，所述鈍化層仍余留有100埃至500埃。

在其中一個實施例中，所述在所述鋁布線上淀積鈍化介質形成鈍化層的步驟中，所述鈍化層的材質為二氧化硅或氮化硅。

在其中一個實施例中，所述在晶圓上形成鋁布線的步驟中，所述保護層的厚度為350埃至600埃。

上述兩種光刻并刻蝕引線孔的方法，在淀積鈍化介質后的第一次鈍化腐蝕步驟中，保留了引線孔處鋁層上方的保護層，使得引線孔處的鋁層不會在聚酰亞胺光刻步驟中被顯影液所腐蝕，且若聚酰亞胺光刻完成后發現需要進行聚酰亞胺的返工，則保留的保護層也能在返工時對鋁層進行保護，因此有效解決了引線孔光刻過程中鋁層被顯影液腐蝕得過薄的問題，可以實現聚酰亞胺工藝的在線返工。且該方法對聚酰亞胺顯影程序無特殊要求，增加顯影時間不會導致引線孔鋁層過腐蝕的問題，顯影時間如過短導致引線孔有少量聚酰亞胺殘留，則可以于鈍化腐蝕之前，先通過干法刻蝕去除該聚酰亞胺殘留，然后再進行鈍化腐蝕。

附圖說明

圖1為一種傳統的光刻和刻蝕引線孔工藝的流程圖；

圖2為實施例1中光刻并刻蝕引線孔的方法的流程圖；