重布線層制造方法及mems器件制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種重布線層制造方法及MEMS器件制造 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 微機(jī)電系統(tǒng)（Micro-Electro-MechanicalSystems,簡(jiǎn)稱MEIVB)是指微細(xì)加工技 術(shù)制作的，集微型傳感器、微型構(gòu)件、微型執(zhí)行器、信號(hào)處理、控制電路等于一體的微型器件 或系統(tǒng)，其制造過程是W薄膜沉積、光刻、外延、氧化、擴(kuò)散、注入、瓣射、蒸鍛、刻蝕、劃片和 封裝等為基本工藝步驟來制造復(fù)雜=維形體的微加工過程，尺寸通常在微米或納米級(jí)。在 MEMS器件制造過程中，為了實(shí)現(xiàn)MEMS器件在內(nèi)部或者與外部電氣連接，通常會(huì)在MEMS忍片 的頂層金屬（topmetal)上制作重布線層GtedietributionLayer,畑以再分布互連層）， 通過RDL層實(shí)現(xiàn)MEMS器件的信號(hào)的輸入/輸出，最終使MEMS發(fā)揮預(yù)定的功能。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中的重布線層形成過程，一般是在MEMS晶圓的頂層金屬互連層（top metal,TM)表面依次形成刻蝕阻擋層（氮化鐵TiN)、侶Al層W及圖案化的光刻膠層，然后 采用干法刻蝕工藝（請(qǐng)參考圖1A)或濕法刻蝕工藝（請(qǐng)參考圖1B)來刻蝕侶層來形成重布 線層，該重布線層可W形成導(dǎo)電墊和焊接墊W及與導(dǎo)電墊和焊接墊的連線。然而，通過干法 刻蝕工藝直接形成RDL層時(shí)，刻蝕最終很難停止在刻蝕阻擋層TiN表面，容易過刻蝕而造成 TM層損耗，同時(shí)干法刻蝕時(shí)的側(cè)向刻蝕不均勻，容易形成Al柵欄缺陷（Alfencedefect); 而通過濕法刻蝕工藝直接形成RDL層時(shí)，由于重力作用，刻蝕窗口底部的刻蝕液腐蝕力較 大，容易造成底部Al的關(guān)鍵尺寸（CD)收縮（shrink)，同時(shí)會(huì)有較多殘留物聚集在底部。顯 然，上述干法刻蝕或濕法刻蝕工藝形成的重布線層的可靠性較低，影響最終封裝的忍片的 性能和良率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種重布線層制造方法及MEMS器件制造方法，能夠避干 法刻蝕形成重布線層時(shí)對(duì)頂層互連金屬層的損耗和重布線層本身缺陷的問題，同時(shí)還能夠 避免濕法刻蝕形成重布線層時(shí)重布線層關(guān)鍵尺寸收縮W及刻蝕殘留物較多的問題。 陽0化]為解決上述問題，本發(fā)明提出一種重布線層制造方法，包括：
[0006] 提供一半導(dǎo)體襯底，在所述半導(dǎo)體襯底上依次形成刻蝕阻擋層、導(dǎo)電金屬層W及 圖案化的光刻膠層，所述光刻膠層的圖案定義了所述導(dǎo)電金屬層形成重布線層的位置；
[0007] W所述光刻膠層為掩膜，采用干法刻蝕工藝部分刻蝕所述導(dǎo)電金屬層，W降低所 述光刻膠層未覆蓋的導(dǎo)電金屬層的厚度，并使剩余的導(dǎo)電金屬層仍能全面覆蓋所述刻蝕阻 擋層；
[0008] 在設(shè)定的重布線層刻蝕制程排隊(duì)等待時(shí)間Q-time內(nèi)，繼續(xù)W所述光刻膠層為掩 膜，采用濕法刻蝕工藝完全去除所述光刻膠層未覆蓋的導(dǎo)電金屬層的剩余厚度，刻蝕停止 在所述刻蝕阻擋層表面，形成重布線層。
[0009] 進(jìn)一步的，所述半導(dǎo)體襯底中形成有MEMS器件電路化及電氣連接點(diǎn)，所述重布線 層與所述MEMS器件電路通過電氣連接點(diǎn)電連接；或者，所述半導(dǎo)體襯底中形成有MEMS器件 電路W及MEMS器件電路上方的金屬互連結(jié)構(gòu)，所述MEMS器件電路通過金屬互連結(jié)構(gòu)與所 述重布線層電氣連接。
[0010] 進(jìn)一步的，所述刻蝕阻擋層為氮化鐵或者氮化粗。
[0011] 進(jìn)一步的，所述導(dǎo)電金屬層為侶或銅。
[0012] 進(jìn)一步的，在半導(dǎo)體襯底上形成的導(dǎo)電金屬層厚度為1ym~2ym，所述干法刻蝕 后導(dǎo)電金屬層的剩余厚度為0. 15Jim~1. 25Jim。
[0013] 進(jìn)一步的，所述排隊(duì)等待時(shí)間Q-time小于12小時(shí)，所述濕法刻蝕工藝的時(shí)間占所 述排隊(duì)等待時(shí)間〇-1：[1116的30%~70%。
[0014] 進(jìn)一步的，所述干法刻蝕的工藝參數(shù)包括：工藝氣體包括Cl2、BCls和Ns,源射 頻功率為500W~1500W，偏置射頻功率為IOOW~200W，工藝時(shí)間為40s~IOOs;所述 濕法刻蝕的工藝參數(shù)包括：硝酸1 %~2%體積比，憐酸75%~85 %體積比，醋酸5%~ 10%體積比，水10 %~20 %體積比，工藝溫度25 °C~50°C，導(dǎo)電金屬層刻蝕速率為 撕㈱A/min~360〇A/min。
[0015] 本發(fā)明還提供一種MEMS器件制造方法，包括：
[0016] 提供一具有MEMS器件電路的MEMS襯底，所述MEMS襯底表面上形成有電氣連接點(diǎn) 或者金屬互連結(jié)構(gòu)；
[0017] 按照上述之一的方法在所述MEMS襯底表面上形成重布線層，所述重布線層與所 述電氣連接點(diǎn)或金屬互連結(jié)構(gòu)電氣連接。
[0018] 進(jìn)一步的，采用電鍛回流或者激光植球工藝在所述重布線層表面形成導(dǎo)電凸點(diǎn)。
[0019] 進(jìn)一步的，在所述重布線層表面形成導(dǎo)電凸點(diǎn)的步驟包括：
[0020] 在所述重布線層表面上形成層間介質(zhì)層；
[0021] 光刻并刻蝕所述層間介質(zhì)層，形成導(dǎo)電溝槽； 陽0巧采用BGA工藝填充所述導(dǎo)電溝槽，形成球狀導(dǎo)電凸點(diǎn)。
[0023] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的重布線層制造方法W及MEMS器件制造方法，先對(duì) 光刻膠未覆蓋的Al等導(dǎo)電金屬層進(jìn)行干法刻蝕，使之降低一定厚度，然后在制程設(shè)定的 Q-Time時(shí)間內(nèi)，轉(zhuǎn)為濕法刻蝕，將光刻膠未覆蓋的Al等導(dǎo)電金屬層的剩余厚度完全去除， 刻蝕能夠很好地停止在刻蝕阻擋層表面，該濕法刻蝕過程消除了干法刻蝕后的重布線層側(cè) 壁的柵欄缺陷，不會(huì)造成頂層互連結(jié)構(gòu)的過刻蝕消耗，同時(shí)由于濕法刻蝕的厚度較薄，所W 能夠使得濕法刻蝕后的重布線層的關(guān)鍵尺寸完全達(dá)到要求，并避免了大量刻蝕殘留物的累 積，保證了重布線層的質(zhì)量，最終提高了器件性能。
【附圖說明】
[0024] 圖IA和圖IB是現(xiàn)有技術(shù)中分別采用干法刻蝕和濕法刻蝕形成的Al重布線層的 沈M圖；
[00巧]圖2是本發(fā)明具體實(shí)施例的重布線層制造方法流程圖；
[0026] 圖3是本發(fā)明具體實(shí)施例的MEMS器件制造方法流程圖；
[0027] 圖4A至4E是圖3所示制造方法中的器件結(jié)構(gòu)剖面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 本發(fā)明技術(shù)方案的主要核屯、思想是將現(xiàn)有的重布線層（RDL)刻蝕制程分為兩個(gè) 子制程：干法刻蝕和濕法刻蝕，且保證兩個(gè)子制程時(shí)間之和可W與現(xiàn)有技術(shù)中單一采用干 法刻蝕或濕法刻蝕的制程時(shí)間相等，運(yùn)種先干法刻蝕后濕法刻蝕的方法不但兼具現(xiàn)有技術(shù) 中單一采用干法刻蝕或濕法刻蝕時(shí)的優(yōu)勢(shì)，而且還能消除單一刻蝕方法下的缺陷。其中的 干法刻蝕步驟可W看做是主刻蝕步驟，濕法刻蝕步驟可W看做是過刻蝕步驟，濕法刻蝕的 工藝時(shí)間不能超過刻蝕制程中設(shè)置的排隊(duì)等待時(shí)間，W保證同批次晶圓的刻蝕效果。
[0029] 為使本發(fā)明的目的、特征更明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作 進(jìn)一步的說明，然而，本發(fā)明可W用不同的形式實(shí)現(xiàn)，不應(yīng)只是局限在所述的實(shí)施例。
[0030] 請(qǐng)參考圖2,本發(fā)明提供一種重布線層制造方法，包括W下步驟：
[0031] S21，刻蝕準(zhǔn)備：提供一半導(dǎo)體襯底，在所述半導(dǎo)體襯底上依次形成刻蝕阻擋層、導(dǎo) 電金屬層W及圖案化的光刻膠層，所述光刻膠層的圖案定義了所述導(dǎo)電金屬層形成重布線 層的位置； 陽0巧 S22,干法刻蝕：W所述光刻膠層為掩膜，采用干法刻蝕工藝部分刻蝕所述導(dǎo)電金 屬層，W降低所述光刻膠層未覆蓋的導(dǎo)電金屬層的厚度，并使剩余的導(dǎo)電金屬層仍能全面 覆蓋所述刻蝕阻擋層；
[0033] S23,濕法刻蝕：在設(shè)定的重布線層刻蝕制程排隊(duì)等待時(shí)間Q-time內(nèi)，繼續(xù)W所述 光刻膠層為掩膜，采用濕法刻蝕工藝完全去除所述光刻膠層未覆蓋的導(dǎo)電金屬層的剩余厚 度，刻蝕停止在所述刻蝕阻擋層表面，形成重布線層。
[0034] 請(qǐng)參考圖3,本發(fā)明還提供一種MEMS器件制造方法，包括：
[0035]Sl，提供一具有MEMS器件電路的MEMS襯底，所述MEMS襯底表面上形成有用于電 連接MEMS器件電路的電氣連接點(diǎn)或者金屬互連結(jié)構(gòu)；
[0036] S2,按照S21至S23的方法在所述MEMS襯底表面上形成重布線層，所述重布線層 與所述電氣連接點(diǎn)或金屬互連結(jié)構(gòu)電氣連接；
[0037] S3,去除所述光刻膠層，在所述重布線層表面形成導(dǎo)電凸點(diǎn)。
[0038] 請(qǐng)參考圖4A，步驟Sl中提供一具有MEMS器件電路的MEMS襯底40的過程具體包 括：
[0039] 首先提供一半導(dǎo)體襯底400,在該半導(dǎo)體襯底400上形成各個(gè)MEMS器件電路401 ; 然后在形成各個(gè)MEMS器件電路401的器件表面上沉積層間介質(zhì)層402 ;之后，在層間介質(zhì) 層402中形成金屬互連結(jié)構(gòu)403和電氣連接點(diǎn)404,或者僅形成金屬互連結(jié)構(gòu)403和電氣連 接點(diǎn)404 (例如為導(dǎo)電插塞、焊墊等）中的一種，因此頂層金屬TM包括金屬互連結(jié)構(gòu)的頂層 互連金屬W及導(dǎo)電插塞等電氣連接點(diǎn)404頂部。
[0040] 步驟S2在所述MEMS襯底40表面上形成重布線層41的具體過程包括：
[0041] S21，請(qǐng)參考圖