本發(fā)明涉及半導體芯片制造工藝技術(shù)領域，尤其涉及一種鋁刻蝕方法及裝置。

背景技術(shù)：

在半導體芯片制造業(yè)中，芯片的線寬越來越小，集成度越來越高，對機臺的要求也越來越高。鋁刻蝕是半導體芯片制造領域的主要刻蝕工藝之一，其金屬層大多使用純鋁、鋁銅、鋁硅、鋁硅銅等合金，而鋁刻蝕的主要作用就是將設計好的金屬連線圖形轉(zhuǎn)移到產(chǎn)品上，從而實現(xiàn)連線或者柵極的作用。

在傳統(tǒng)的半導體芯片封裝時，大部分產(chǎn)品都是打金線，而為了節(jié)約成本，部分產(chǎn)品也開始采用銅線來封裝。而采用銅線封裝需要芯片焊接處的金屬鋁必須足夠厚，一般要大于2微米以上，但大于2微米的鋁是非常粗糙的。另外，CMOS(互補金屬氧化物半導體)的產(chǎn)品線寬比較小，最上一層金屬的最小線寬一般需要小于5微米，這樣會導致刻蝕起來非常困難。

在半導體制造業(yè)界，對6寸晶圓進行金屬鋁刻蝕的主流機臺為TCP9600、P5000、DPS等型號，但這些機臺的缺點是價格昂貴。而應用材料的8330機臺價格則相對低，但因其腔體大、采用單功率發(fā)生器控制、使用一爐多片且最多為18片的生產(chǎn)方式生產(chǎn)等原因，其各向異性刻蝕的能力很弱，厚鋁產(chǎn)品(鋁厚2微米以上)在作業(yè)后常會出現(xiàn)大量異常，如底切、后腐蝕、鋁殘留等現(xiàn)象，導致后續(xù)無法進行芯片生產(chǎn)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種鋁刻蝕方法及裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中半導體芯 片的鋁刻蝕制造成本高的技術(shù)問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種鋁刻蝕方法，包括：

對鍍有鋁金屬層的襯底進行涂膠光刻后，在真空腔內(nèi)進行刻蝕，并在刻蝕所獲得的鋁條側(cè)壁生成用來保護所述側(cè)壁的聚合物；

刻蝕后在所述真空腔內(nèi)去除光刻膠；

清洗去除所述聚合物。

進一步地，

在刻蝕時所述真空腔內(nèi)的壓強小于28mTorr。

進一步地，

刻蝕時通入所述真空腔內(nèi)的氣體的體積流量為：Cl₂：20～38標準毫升每分鐘，BCl₃：135～165標準毫升每分鐘，CHF₃：小于20標準毫升每分鐘；

將所述氣體電離的功率為：1000～1400瓦。

進一步地，

所述聚合物為含有碳、氫、氟、氯的聚合物。

進一步地，所述刻蝕后在所述真空腔內(nèi)去除光刻膠包括：

通過在真空腔內(nèi)利用氧氣電離后的等離子體與所述光刻膠反應去除所述光刻膠，并去除一部分所述聚合物。

另一方面，本發(fā)明還提供一種鋁刻蝕裝置，包括：

刻蝕單元，用于對涂膠光刻后的鍍有鋁金屬層的襯底在真空腔內(nèi)進行刻蝕，并在刻蝕所獲得的鋁條側(cè)壁生成用來保護所述側(cè)壁的聚合物；

去膠單元，用于刻蝕后在所述真空腔內(nèi)去除光刻膠；

清洗單元，用于清洗去除所述聚合物。

進一步地，

所述刻蝕單元在刻蝕時所述真空腔內(nèi)的壓強小于28mTorr。

進一步地，

所述刻蝕單元在刻蝕時通入所述真空腔內(nèi)的氣體的體積流量為： Cl₂：20～38標準毫升每分鐘，BCl₃：135～165標準毫升每分鐘，CHF₃：小于20標準毫升每分鐘；

將所述氣體電離的功率為：1000～1400瓦。

進一步地，

所述聚合物為含有碳、氫、氟、氯的聚合物。

進一步地，

所述去膠單元還用于：通過在真空腔內(nèi)利用氧氣電離后的等離子體與所述光刻膠反應去除所述光刻膠，并去除一部分所述聚合物。

和/或，所述刻蝕單元和所述去膠單元進行刻蝕和去膠的機臺為應用材料8330機臺。

可見，本發(fā)明可以在一種價格較低的(如：應用材料8330)機臺上進行作業(yè)，完成鋁厚2.0微米以上產(chǎn)品鋁刻蝕的工藝，其鋁條線寬最小可以做到2微米。這個工藝節(jié)約了CMOS產(chǎn)品封裝時需要打金線的成本，能夠改為打銅線，大大提高了產(chǎn)品的市場競爭力。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明實施例鋁刻蝕方法的流程示意圖；

圖2是本發(fā)明實施例2鋁刻蝕裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術(shù)人員在沒有 作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

在鋁刻蝕的過程中，當使用價格相對較低的應用材料8330機臺時，由于其各向異性太弱，因此必須加重聚合物的量來進行鋁條側(cè)壁保護，否則會發(fā)生底切異常。并且，當鋁厚大于2微米后，金屬鋁會變得非常粗糙，容易導致刻蝕殘留發(fā)生，因此需要增加刻蝕時的轟擊力度，以解決鋁粗糙問題造成的影響。而聚合物的增加，會阻擋鋁刻蝕的順利進行，增加鋁殘留的概率及程度，必須將生成的聚合物及時抽走。

鑒于以上思想，本發(fā)明實施例首先提供一種鋁刻蝕方法，參見圖1，包括：

步驟101：對鍍有鋁金屬層的襯底進行涂膠光刻后，在真空腔內(nèi)進行刻蝕，并在刻蝕所獲得的鋁條側(cè)壁生成用來保護所述側(cè)壁的聚合物；

步驟102：刻蝕后在所述真空腔內(nèi)去除光刻膠；

步驟103：清洗去除所述聚合物。

可選地，為了保證刻蝕時真空腔的壓強，以將刻蝕時生成的聚合物及時抽走，避免留下殘留，在刻蝕時真空腔內(nèi)的壓強可以小于28mTorr。

可選地，為了保證鋁刻蝕的速度和質(zhì)量，在刻蝕時通入真空腔內(nèi)的氣體的體積流量可以為：Cl₂：20～38標準毫升每分鐘，BCl₃：135～165標準毫升每分鐘，CHF₃：小于20標準毫升每分鐘；將氣體電離的功率可以為：1000～1400瓦。

其中，在通入氣體進行電離并對鋁刻蝕的過程中，所生成的聚合物為含有碳、氫、氟、氯的聚合物。

在完成鋁刻蝕后，為了防止光刻膠中殘留有氯，在接觸到空氣中的水汽時發(fā)生后腐蝕，可以通過在真空腔內(nèi)利用氧氣電離后的等離子體與光刻膠反應去除光刻膠，并去除一部分聚合物。

實施例1：

本發(fā)明實施例1提供一種鋁刻蝕方法，其利用應用材料8330機臺， 通入真空腔的氣體壓強為小于28mTorr；通入氣體的體積流量為：Cl₂：20～38標準毫升每分鐘，BCl₃：135～165標準毫升每分鐘，CHF₃：小于20標準毫升每分鐘；將氣體電離的功率發(fā)生器的功率為：1000～1400瓦。

在進行鋁刻蝕的過程中，首先在硅片的金屬間介質(zhì)(IMD)層上鍍上一層鋁金屬層并進行涂膠光刻，涂膠光刻的過程包括涂光刻膠、曝光及顯影，把需要刻蝕掉的地方露出來，不需要刻蝕掉的地方則由光刻膠阻擋。

然后傳進應用材料8330主腔體里，通入上述設定的氣體流量，在通過真空泵將真空腔抽真空到所設定的壓強值后，打開功率發(fā)生器至預設功率值，將所通入穩(wěn)定的氣體電離，得到含氯、氟的等離子氣體。

在真空腔內(nèi)使得氯與金屬鋁發(fā)生反應，所生成的揮發(fā)性的三氯化鋁由真空泵抽走，同時，氯與氟與光刻膠會發(fā)生反應，生成含有碳、氫、氟、氯的聚合物，該聚合物用來保護鋁的側(cè)壁，避免底切的發(fā)生。

在完成鋁刻蝕后，為了防止光刻膠中殘留有氯，在接觸到空氣中水汽時發(fā)生后腐蝕，可以直接在真空腔腔體里進行去膠，原理主要是靠O₂電離后的等離子體與光刻膠反應，將光刻膠去除，與此同時也會去掉一部分聚合物。在這一過程中，在光刻膠中及聚合物中的氯將會被真空泵抽走。

去膠完成后，將元器件傳出腔體，進行聚合物去除清洗，完成整個鋁刻蝕過程。

實施例2：

本發(fā)明實施例2還提供一種鋁刻蝕裝置，參見圖2，包括：

刻蝕單元201，用于對涂膠光刻后的鍍有鋁金屬層的襯底在真空腔內(nèi)進行刻蝕，并在刻蝕所獲得的鋁條側(cè)壁生成用來保護所述側(cè)壁的聚合物；

去膠單元202，用于刻蝕后在所述真空腔內(nèi)去除光刻膠；

清洗單元203，用于清洗去除所述聚合物。

其中，可選地，刻蝕單元201在刻蝕時真空腔內(nèi)的壓強小于28mTorr。

可選地，刻蝕單元201在刻蝕時通入真空腔內(nèi)的氣體的體積流量為：Cl₂：20～38標準毫升每分鐘，BCl₃：135～165標準毫升每分鐘，CHF₃：小于20標準毫升每分鐘；將所述氣體電離的功率為：1000～1400瓦。

可選地，聚合物為含有碳、氫、氟、氯的聚合物。

可選地，去膠單元202還可以用于：通過在真空腔內(nèi)利用氧氣電離后的等離子體與所述光刻膠反應去除所述光刻膠，并去除一部分所述聚合物。

刻蝕單元201和去膠單元202進行刻蝕和去膠的機臺可以為應用材料8330機臺。

可見，本發(fā)明實施例可以在一種價格較低的(如：應用材料8330)機臺上進行作業(yè)，完成鋁厚2.0微米以上產(chǎn)品鋁刻蝕的工藝，其鋁條線寬最小可以做到2微米。這個工藝節(jié)約了CMOS產(chǎn)品封裝時需要打金線的成本，能夠改為打銅線，大大提高了產(chǎn)品的市場競爭力。

最后應說明的是：以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術(shù)人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。