[發明專利]焊墊結構及半導體結構的制備方法

有效

• 申請號: 201911112907.6
• 申請日: 2019-11-14
• 公開（公告）號: CN110970313B
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 王永慶;陳赫;董金文;伍術;華子群;胡玉芬
• 申請（專利權）人: 長江存儲科技有限責任公司
• 主分類號: H01L21/60
• 分類號: H01L21/60;H01L23/488
• 代理公司: 北京漢之知識產權代理事務所(普通合伙) 11479
• 代理人: 陳敏

本發明提供一種焊墊結構及半導體結構的制備方法，包括：于金屬層間介質層上依次形成粘接層、焊墊金屬層、抗反射層及光刻膠層，金屬層間介質層包含密封環及接觸窗，密封環貫穿金屬層間介質層并延伸至器件結構的半導體襯底中，接觸窗與器件結構電連接；圖形化光刻膠層，形成第一刻蝕窗口；藉由第一刻蝕窗口，采用干法刻蝕依次去除抗反射層及焊墊金屬層，形成第二刻蝕窗口；藉由第二刻蝕窗口，采用濕法刻蝕去除粘接層，形成第三窗口，相鄰兩第三窗口之間形成焊墊結構。采用本方法形成的焊墊結構能夠在保持整體輪廓不受影響的情況下有效排除累積電荷的產生，最終獲得的焊墊結構兼具三明治結構的優異性能還不會對芯片中器件結構的性能產生影響。

技術領域

本發明涉及半導體制造領域，特別是涉及一種焊墊結構及半導體結構的制備方法。

背景技術

在半導體芯片制作中，芯片外圍需要通過密封環(Seal ring)結構使芯片內部保持密封狀態。密封環結構圍在芯片的外圍，采用密封環結構可以釋放、阻隔芯片在封裝過程中產生的應力，防止芯片破裂，確保芯片的性能長時間穩定，并阻隔芯片在制造、使用時的水汽，使芯片內部免于受到濕氣引起的劣化，由于芯片內部的介電層一般由多孔低介電常數材料形成，水汽可輕易滲透低介電常數介電層而到達芯片內部的集成電路，而密封環結構通常由金屬形成，其封鎖了濕氣滲透途徑，從而保持芯片的可靠性。

在半導體芯片制造過程的后段制程中，完成頂層金屬布線層的制作后，還需要在頂層金屬布線層上制作金屬層間介質層及金屬焊墊，該金屬焊墊就成為后續封裝互連的連接點?，F有技術中形成金屬焊墊時，首先通過在金屬層間介質層上形成金屬焊墊材料層，然后根據對芯片上金屬焊墊分布格局的具體要求通過干法刻蝕金屬焊墊材料層形成金屬焊墊，但在刻蝕過程中會在芯片中的接觸窗上形成累積電荷，該累積電荷無法有效通過密封環結構從芯片中導出，就會引起等離子體損傷(plasma induced damage，PID)問題，PID對芯片的損傷是無法恢復的，從而會對芯片的性能造成影響。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種焊墊結構及半導體結構的制備方法，用于解決現有技術中在半導體芯片上形成金屬焊墊時，容易在芯片的接觸窗上產生累積電荷，該累積電荷無法有效通過密封環結構從芯片中導出，從而會對芯片的性能造成損傷的問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種焊墊結構的制備方法，所述制備方法至少包括如下步驟：

于金屬層間介質層上依次形成粘接層、焊墊金屬層、抗反射層及光刻膠層，其中，所述金屬層間介質層包含密封環及接觸窗，所述密封環貫穿所述金屬層間介質層并延伸至器件結構的半導體襯底中，所述接觸窗與所述器件結構電連接；

圖形化所述光刻膠層，形成第一刻蝕窗口；

藉由所述第一刻蝕窗口，采用干法刻蝕依次去除所述抗反射層及所述焊墊金屬層，形成第二刻蝕窗口，以使干法刻蝕過程中產生的累積電荷通過所述粘接層進入所述密封環并通過所述半導體襯底釋放；

藉由所述第二刻蝕窗口，采用濕法刻蝕去除所述粘接層，形成第三窗口，相鄰兩所述第三窗口之間形成焊墊結構。

可選地，所述粘接層包括鈦，所述焊墊金屬層包括鋁，所述抗反射層包括氮化鈦。

可選地，所述粘接層的厚度介于之間，所述焊墊金屬層的厚度介于之間，所述抗反射層的厚度介于之間。

可選地，所述干法刻蝕采用的刻蝕氣體包括氯氣及氯化硼。

可選地，所述濕法刻蝕采用的刻蝕液包括H₂SO₄及H₂O₂。

可選地，所述金屬層間介質層包括氧化硅或氮化硅。