引線焊墊結(jié)構(gòu)的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種引線焊墊結(jié)構(gòu)的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的引線焊墊結(jié)構(gòu)制造流程如圖la-圖1d所示，首先提供半導(dǎo)體芯片10，半導(dǎo)體芯片10包括位于最上層的電介質(zhì)層11，電介質(zhì)層11中形成有金屬互連線12，在電介質(zhì)層11和金屬互連線12表面形成刻蝕阻擋層13和鈍化層14 ;如圖lb所示，在鈍化層14表面形成對應(yīng)金屬互連線12位置的圖案化光刻膠15，并以圖案化光刻膠15為掩膜執(zhí)行第一次刻蝕，以在鈍化層14中形成開口 16 ;參照圖lc，執(zhí)行高溫灰化去除圖案化光刻膠15以及第一次刻蝕鈍化層14時形成的刻蝕副產(chǎn)物，然后執(zhí)行第二次刻蝕，以打開開口 16底部的刻蝕阻擋層13，形成溝槽16’，溝槽16’底部暴露金屬互連線12 ;執(zhí)行清洗工藝，利用酸性溶液清洗暴露的金屬互連線12表面后，在暴露的金屬互連線12表面、溝槽16’側(cè)壁形成擴散阻擋層17，并在溝槽16’內(nèi)沉積焊墊材料，并刻蝕形成焊墊18，如圖1d所示。
[0003]在現(xiàn)有引線焊墊結(jié)構(gòu)的制造過程中，由于刻蝕速率在整個待刻蝕晶圓上分布的并不均勻，為保證所有的半導(dǎo)體芯片開口處的鈍化層均能刻蝕干凈，不得不在進行第一次刻蝕時采用過刻蝕的方式，而在晶圓上刻蝕速率高位置的半導(dǎo)體芯片中，則會因過刻蝕導(dǎo)致刻蝕阻擋層被穿透，對金屬互連線12產(chǎn)生刻蝕影響，形成空洞19 (pin hole)，如圖lg所示。而形成空洞19的金屬互連線12在后續(xù)的灰化過程中會與氧氣在高溫下反應(yīng)，形成金屬氧化物20，而金屬氧化物20會與后續(xù)清洗工藝中的酸性溶液發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致空洞19體積進一步變大，如圖le-lg所示。在典型的實施例中，刻蝕阻擋層13的材料一般選用氮化硅(SiN)，鈍化層14的材料一般選用氮氧化硅(S1N)，金屬互連線12 —般選用金屬銅(Cu)。當對所有晶圓上的半導(dǎo)體芯片進行第一次刻蝕以在鈍化層14形成開口時，由于SiN與S1N的刻蝕特性相近，銅互連線更容易出現(xiàn)空洞，而空洞表面的銅被氧化形成的氧化銅容易與作為清洗溶液的硫酸溶液反應(yīng)，使上述缺陷更為嚴重。在此基礎(chǔ)上，當在形成有空洞19的金屬互連線12表面形成擴散阻擋層17時，就會導(dǎo)致擴散阻擋層17在空洞19處發(fā)生破裂，暴露出金屬互連線12，使金屬互連線12中的銅擴散進形成的焊墊中，產(chǎn)生擴散缺陷，影響最終形成的半導(dǎo)體器件的性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種引線焊墊結(jié)構(gòu)的制造方法，以減輕由于金屬互連線產(chǎn)生的空洞缺陷，進而增強形成于金屬互連線上的擴散阻擋層的質(zhì)量，盡量避免發(fā)生擴散缺陷，提高半導(dǎo)體器件的性能。
[0005]本發(fā)明提供了一種引線焊墊結(jié)構(gòu)的制造方法，包括:
[0006]提供具有多個半導(dǎo)體芯片的晶圓，每個所述半導(dǎo)體芯片包括位于最上層的電介質(zhì)層，所述電介質(zhì)層中形成有金屬互連線；
[0007]在所述電介質(zhì)層和金屬互連線表面形成刻蝕阻擋層和鈍化層；
[0008]對所述鈍化層進行第一次過刻蝕形成對應(yīng)金屬互連線表面的開口，以使所述晶圓上所有半導(dǎo)體芯片中的所述開口底部均完全暴露所述刻蝕阻擋層；
[0009]執(zhí)行高溫灰化工藝，以去除所述第一次過刻蝕過程中的刻蝕副產(chǎn)物；
[0010]利用還原性氣體對開口底部進行第一次表面處理；
[0011]執(zhí)行第二次刻蝕工藝，打開所述開口底部的刻蝕阻擋層，形成溝槽，所述溝槽底部暴露金屬互連線；
[0012]執(zhí)行清洗工藝，對在前工藝得到結(jié)構(gòu)進行清洗；
[0013]在暴露的金屬互連線表面、溝槽側(cè)壁形成擴散阻擋層，并在溝槽內(nèi)沉積焊墊材料，對焊墊材料進行第三次刻蝕以形成焊墊。
[0014]進一步，在執(zhí)行第二次刻蝕工藝之后，執(zhí)行清洗工藝之前還包括執(zhí)行第二次表面處理的步驟，包括利用還原性氣體對暴露的金屬互連線表面進行第二次表面處理，以去除暴露的金屬互連線表面的氧化物。
[0015]進一步，對所述鈍化層進行第一次過刻蝕形成對應(yīng)金屬互連線表面的開口，以使所述晶圓上所有半導(dǎo)體芯片中的所述開口底部均完全暴露所述刻蝕阻擋層包括:
[0016]在所述鈍化層表面形成對應(yīng)所述金屬互連線位置的第一圖案化光刻膠；
[0017]以所述第一圖案化光刻膠為掩膜對所述鈍化層進行第一次過刻蝕形成對應(yīng)金屬互連線表面的開口，以使所述晶圓上所有半導(dǎo)體芯片中的所述開口底部均完全暴露所述刻蝕阻擋層。
[0018]進一步，利用還原性氣體對開口底部進行第一次表面處理包括:
[0019]利用還原性氣體的等離子體對開口底部進行第一次表面處理。
[0020]進一步，第一次表面處理時，還原性氣體為氫氣、氨氣、一氧化碳中的一種或兩種及以上的組合。
[0021]進一步，所述刻蝕阻擋層的材料為氮氧化硅，鈍化層的材料為氮化硅，金屬互連線的材料為銅，焊墊材料為鋁，所述擴散阻擋層材料為鉭或氮化鉭。
[0022]進一步，執(zhí)行清洗工藝時，使用硫酸溶液對在前工藝得到結(jié)構(gòu)進行清洗。
[0023]采用本發(fā)明提供的引線焊墊結(jié)構(gòu)的制造方法，在進行第一次過刻蝕在鈍化層形成開口，且進行高溫灰化后增加了一步利用還原性氣體對開口底部進行的第一次表面處理，可使在進行第一次過刻蝕時，金屬互連線出現(xiàn)的空洞處的金屬氧化物發(fā)生還原反應(yīng)，避免后續(xù)清洗工藝時清洗液與金屬氧化物發(fā)生反應(yīng)擴大空洞的體積，從而增強形成于金屬互連線上的擴散阻擋層的質(zhì)量，盡量避免發(fā)生擴散缺陷，提高半導(dǎo)體器件的性能。
【附圖說明】
[0024]圖la-ld為現(xiàn)有引線焊墊結(jié)構(gòu)制造流程結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖le-lg為現(xiàn)有引線焊墊結(jié)構(gòu)制造流程中產(chǎn)生空洞(pin hole)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2為本發(fā)明引線焊墊結(jié)構(gòu)制造方法的流程示意圖；
[0027]圖3a_3f為本發(fā)明引線焊墊結(jié)構(gòu)制造方法的流程結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0028]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下參照附圖并舉實施例，對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0029]本發(fā)明提供了一種引線焊墊結(jié)構(gòu)的制造方法，如圖2所示，包括:
[0030]提供具有多個半導(dǎo)體芯片的晶圓，每個所述半導(dǎo)體芯片包括位于最上層的電介質(zhì)層，所述電介質(zhì)層中形成有金屬互連線；
[0031]在所述電介質(zhì)層和金屬互連線表面形成刻蝕阻擋層和鈍化層；
[0032]對所述鈍化層進行第一次過刻蝕形成對應(yīng)金屬互連線表面的開口，以使所述晶圓上所有半導(dǎo)體芯片中的所述開口底部均完全暴露所述刻蝕阻擋層；
[0033]執(zhí)行高溫灰化工藝，以去除所述第一次過刻蝕過程中的刻蝕副產(chǎn)物；
[0034]利用還原性氣體對開口底部進行第一次表面處理；
[0035]執(zhí)行第二次刻蝕工藝，打開所述開口底部的刻蝕阻擋層，形成溝槽，所述溝槽底部暴露金屬互連線；
[0036]執(zhí)行清洗工藝，對在前工藝得到結(jié)構(gòu)進行清洗；
[0037]在暴露的金屬互連線表面、溝槽側(cè)壁形成擴散阻擋層，并在溝槽內(nèi)沉積焊墊材料，對焊墊材料進行第三次刻蝕以形成焊墊。
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