专利名称：去除焊垫窗口蚀刻后残留聚合物的方法
技术领域：
本发明涉及一种晶片焊垫蚀刻的方法，特别是消除晶片表面残留聚合物回沾的现象，使构装时焊接工艺的良率得以提高。
背景技术：
在集成电路制造过程中上，电路的接点为了与承载器电性连接，需要形成焊垫(Bonding Pad)等结构，以在后续的构装(Package)工艺中进行焊接(Bonding)。当集成电路工艺进入深亚微米的工艺，因为线宽越来越窄，封装厂要在芯片上电路的接点形成焊垫等结构的困难度更形增加，因此在集成电路工艺加上一形成焊垫等结构的工艺，先在晶片上电路的接点形成焊垫等结构，以利后续构装工艺的进行。
而形成焊垫之后，晶片表面须再涂布保护层以作为保护，但为使焊垫能露出于晶片的表面，故必须在保护层焊垫位置形成窗口(Window)。一般而言，是使用光刻(Photolithography)及蚀刻等技术在保护层上制作焊垫窗口。光刻技术是将掩膜上已先形成的焊垫位置的几何图案，转移到晶片表面的光阻上。接着再进行蚀刻工艺，以便将所需的焊垫窗口转移到晶片的保护层上。在蚀刻的工艺中，一般会产生一些聚合物(Polymer)于侧壁上，若造成脱落会造成后续工艺的不良，故接下来的步骤，便须将这些聚合物予以去除，以利后续工艺的进行。
一般来说，去除聚合物的方法主要有湿式去除法(Wet Strip)及干式去除法(Dry Strip)两种，湿式去除法是利用有机或无机的去光阻液将光阻溶入去除移除光阻层的方法，例如丙酮或芳香族(Phenol Base)，硫酸和双氧水等，将光阻层溶解或分解而自芯片表面剥离，不过由于无机溶液会攻击铝金属，因此在金属暴露的情况下，便必须以有机溶液来进行去除聚合物的工作。而干式去除法则利用等离子体对聚合物进行反应性蚀刻而将聚合物剥除。在利用氧等离子体(Oxygen Plasma)的O2-ashing工艺，可应用各种氧粒子的等离子体，由反应性蚀刻的方式，来将的碳氢化合物反应成气态的CO、CO2与H2O，而被等离子体反应器的真空系统加以抽离。且使用干式去除法O2-ashing，更重要的是在于此工艺可降低氟的浓度，避免氟铝化合物的产生，进而提高焊接工艺的良率。
一般而言，保护层可使用一种聚酰亚胺(Polyimide；PI)保护层，其不仅可保护集成电路，并可在构装(Packaging)后隔绝水气及释放应力。在蚀刻的工艺中，当蚀刻保护层后，侧壁上会形成聚合物(Polymer)的残留，一旦剥落会造成构装(Packaging)时焊接(Bonding)的异常，所以需要将其加以清除。传统的清洁工艺中，先使用干式去除法O2-ashing的工艺，其主要目的在于降低氟的浓度，以降低氟铝化合物的产生来保护焊垫的金属接触面，接着再利用湿式去除法，以羟胺(Hydroxylamine，HDA)为基础的化学去光阻液EKC或ACT等，将聚合物加以去除。但在实际的生产时却发现，在晶片的表面常形成残留聚合物回沾的现象，其将造成构装不良率的升高，随着工艺品质要求的日趋严格，此种残留聚合物回沾的现象大幅的提高此清洁工艺的检验不良率。如图1中所示，为一半导体焊垫窗口(Window)经蚀刻及清洁工艺后残留聚合物回沾的示意图，其中放大后的晶片10，位于示意图的中央的回沾的残留聚合物20及旁边方形小孔为焊垫30。
如图2中所示，为现有的清洁工艺的流程图，在集成电路完成后，最后进行保护层(Passivation)，例如聚酰亚胺(Polyimide；PI)的涂布及光刻工艺，接着再进行步骤210的保护层焊垫窗口的蚀刻的动作，将焊垫位置的保护层予以蚀开；步骤220，采用干式去除法O2-ashing对焊垫金属给予保护；接着进入步骤230，湿式去除聚合物的方法，将蚀刻时产生的聚合物清除；最后进入步骤240，清洗工艺。
故当残留聚合物造成工艺不良率升高之时，如何有效的降低残留聚合物回沾的现象，以提高此清洁工艺及构装工艺的良率，为半导体制造厂重要的课题之一。
鉴于上述的发明背景中，残留聚合物(Polymer)的回沾，造成不良率过高的情况，经过许多次的工艺参数的改变及实际测试。终于发现，此种的聚合物的残留，是发生在焊垫(Bonding Pad)蚀刻及O2-ashing后，造成保护层表面性质改变，并且在湿式去除聚合物时由于去除液的作用下，因而产生剥落并在晶片表面形成残留聚合物的回沾的现象。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种去除焊垫窗口蚀刻后残留聚合物的方法，其可消除晶片表面的残留聚合物回沾的现象，使清洁工艺良率因而获得提高。
本发明的再一目的是提供一种去除焊垫窗口蚀刻后残留聚合物的方法，其可消除晶片表面残留聚合物回沾的现象，使构装时焊接工艺良率得以提高。
根据以上所述的目的，本发明提供一种在保护层焊垫窗口蚀刻及清洁工艺完成后，消除晶片表面回沾的残留聚合物的处理方法，此方法包含蚀刻保护层的焊垫窗口；接着以湿式去除工艺去除保护层上所形成的蚀刻后聚合物；再以干式去除工艺，如O2-ashing，去除保护层上的残留聚合物并同时降低焊垫表面的氟浓度；及清洗该晶片。其中保护层一般为聚酰亚胺(Polyimide)所形成的保护层，且湿式去除工艺是使用羟胺(Hydroxylamine；HDA)为基础的化学去除液，如EKC及ACT去光阻液。
由于本发明的方法将湿式去除工艺及干式去除工艺加以交换，利用了干式去除工艺O2-a去除了湿式蚀刻所形成的残留聚合物，在不增加成本的情况下，提高shing的可消除聚合物的特性，所以不仅可对焊垫金属进行保护，还了产品的品质，使清洁工艺及构装时焊接工艺良率因而获得提高。经过多次的实际测试，使用本发明的方法，可将此种的残留聚合物的回沾的情况完全加以消除。
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明图1为一半导体经焊垫窗口蚀刻及清洁工艺后，残留聚合物回沾的示意图；图2为现有的清洁工艺的流程图；图3为本发明的清洁工艺的流程图；及图4为本发明的清洁工艺与其它清洁工艺的残留聚合物状况的比较。
图中符号说明10晶片20回沾的残留聚合物30焊垫具体实施方式
有鉴于上述的发明背景中，因为残留聚合物(Polymer)在晶片表面的回沾，而造成品管检验时不良率过高的情况，更造成构装(Packing)时焊接(Bonding)工艺不良的提高。经过许多次的工艺参数的改变及实际测试，终于发现，此种的残留聚合物的回沾，是发生在焊垫(BondingPad)蚀刻及干式去除法O2-ashing后，在保护层如聚酰亚胺(Polyimide；PI)的表面造成性质的改变，再因为湿式去除法的使用，在去除液的作用下，例如EKC及ACT等去光阻液等，而造成PI等聚合物的薄膜脱落并在附着于晶片的表面形成残留聚合物的回沾。在传统的清洁工艺中，先以干式去除法O2-ashing，主要目的在于可降低焊垫金属表面的氟含量，故可降低金属氟化合物，例如铝氟化合物的形成，再接下来以湿式去除聚合物。由于湿式去除液，如羟胺(Hydroxylamine；HDA)为基础的化学去除液EKC及ACT去光阻液等，具有腐蚀性，故造成经过蚀刻工艺及O2-ashing工艺的PI的剥离，反而形成残留聚合物回沾的情况。
如图3所示，为本发明的清洁工艺的流程图，其中步骤310蚀刻及步骤340清洗的工艺与图2中的步骤210与步骤240是相同的。其不同的处在于，步骤320为湿式去除工艺及步骤330为干式去除工艺其与图2中的步骤220及230恰好相反。
为更进一步说明本发明请参阅图4，如图中所示为本发明的清洁工艺与其它清洁工艺的聚合物残留回沾状况的比较。由于在发现聚合物残留的现象时，为改善此种情况的发生机率，尝试了许多工艺的改善，包括参数的改变及不同工艺的尝试。最后终于发现，其主要发生原因在于焊垫窗口蚀刻及干式去除法O2-ashing后，在PI的表面造成性质的改变，再因为湿式去除法的使用化学去除液，本身即具有腐蚀性，故造成PI表面的剥离，更形成残留聚合物回沾的情况。以下将以实际测试时的方法加以说明，如方法410，仅经过焊垫窗口蚀刻工艺，并未发现焊垫窗口蚀刻后形成的聚合物有剥落的情况；方法420，为焊垫窗口蚀刻加上湿式去除的工艺，在完成湿式去除工艺后发现，已有残留聚合物的情况发生；方法430，焊垫窗口蚀刻加上干式去除的工艺，其并未发现蚀刻后形成的聚合物有剥离的现象；方法440，是在焊垫窗口蚀刻后加上干式去除工艺再加上湿式去除工艺，其结果造成了残留聚合物回沾的情况发生；方法450，是在焊垫窗口蚀刻后加上湿式去除工艺再加上干式去除工艺，其结果并未发现有残留聚合物回沾的现象。由以上的实验可知，未经过湿式去除工艺的晶片表面并未发现有残留聚合物的现象，而经过湿式去除工艺再加上干式去除工艺的晶片，亦可将残留的聚合物予以去除。故利用本发明的清洁工艺，不仅可预防铝氟化合物在焊垫上产生，更可消除因前工艺所产生的残留聚合物，其不仅可提高清洁工艺的良率并可提高构装工艺中焊接的良率。本发明的方法虽然仅是将其中湿式去除工艺及干式去除工艺加以交换，但却利用了干式去除工艺O2-ashing的可消除聚合物的特性，不仅可对焊垫金属进行保护，更去除了湿式蚀刻所形成的残留聚合物，在不增加成本的情况下，提高了产品的品质，其对于半导体工艺的贡献是明显可见的。
如本领域技术人员所了解的，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用以限定本发明的申请专利范围；凡其它未脱离本发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含在本发明的保护范围内。
权利要求
1.一种去除焊垫窗口形成后的残留聚合物的方法，其中该些焊垫窗口是蚀刻晶片的保护层而得，该方法至少包含以湿式去除工艺，去除该保护层上形成的蚀刻后聚合物；以干式去除工艺，去除该保护层上的该些残留聚合物并降低该些焊垫表面的氟浓度；及清洗该晶片。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于上述的保护层是聚酰亚胺保护层。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于上述的湿式去除工艺是使用羟胺为基础的化学去除液。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于上述的羟胺为基础的化学去除液还包含EKC去光阻液及ACT去光阻液。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于上述的干式去除工艺是使用O2-ashing工艺，其利用氧等离子体来去除该些残留聚合物。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于上述的清洗该晶片的步骤是使用快速冲洗工艺来清洁该晶片的表面。
7.一种去除残留聚合物的方法，是应用于晶片上聚酰亚胺保护层的焊垫窗口蚀刻后的清洁工艺，该方法至少包含以羟胺为基础的化学去除液，进行湿式去除工艺，去除该聚酰亚胺保护层上形成的蚀刻后聚合物；以O2-ashing干式去除工艺去除该聚酰亚胺保护层上的该些残留聚合物并降低该些焊垫表面的氟浓度；及清洗该晶片。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于上述的以羟胺为基础的化学去除液，还包含EKC去光阻液及ACT去光阻液。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于上述的O2-ashing干式去除工艺是利用氧等离子体来去除聚合物。
全文摘要
一种去除焊垫窗口蚀刻后残留聚合物的方法，用来消除残留聚合物在晶片表面的回沾，造成品管检验时不良率过高及焊接工艺不良率过高的情况得以改善。该去除焊垫窗口形成后的残留聚合物的方法，焊垫窗口是蚀刻晶片的保护层而得，包含以湿式去除工艺，去除该保护层上形成的蚀刻后聚合物；以干式去除工艺，去除该保护层上的残留聚合物并降低焊垫表面的氟浓度；及清洗该晶片。经过多次实际测试，使用本发明的方法，可将此种残留聚合物的回沾情况完全消除。本发明是利用交换湿式及干式去除工艺的方法，使得干式去除工艺O
文档编号H01L21/02GK1428823SQ0114481
公开日2003年7月9日 申请日期2001年12月26日 优先权日2001年12月26日
发明者吴敬斌, 李宏文, 黄司丞, 连楠梓, 刘信成 申请人:旺宏电子股份有限公司