引线孔的返工方法
【专利摘要】本发明公开了一种引线孔的返工方法，于钝化光刻和聚酰亚胺光刻工艺后进行，包括下列步骤：剥离晶圆表面的聚酰亚胺；重新在所述晶圆上淀积铝层；在所述铝层表面涂布光刻胶并曝光显影，显影后剩余的光刻胶图形为所述钝化光刻中显影后光刻胶图形的互补图形；腐蚀所述铝层；再次进行所述聚酰亚胺光刻；固化晶圆表面的所述聚酰亚胺。本发明通过重新淀积铝后光刻形成与引线孔返工前的光刻中显影后的光刻胶图形的互补胶图形，使得引线孔处的铝层被光刻胶所保护而增厚。可以保证引线孔返工后，即两次显影后的铝损失厚度和一次显影的厚度损失一致甚至更少，保证了后续的引线键合工艺的质量。
【专利说明】引线孔的返工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体器件的制造方法，特别是涉及一种引线孔的返工方法。
【背景技术】
[0002]半导体器件制造工艺中最后一步光刻工艺一般是钝化光刻或聚酰亚胺(Polyimide，PI)光刻，其最终结果是器件只有引线孔露出，以供后续进行金线或硅铝线的键合，其它区域被钝化介质或聚酰亚胺覆盖保护。弓I线孔实质就是器件顶层的铝布线，在钝化腐蚀后纯铝裸露在外。
[0003]传统的一种光刻和刻蚀引线孔的工艺如图1所示，其中钝化介质光刻和钝化腐蚀的目的是将引线孔中铝层上方的介质腐蚀掉。半导体铝布线一般是由氮化钛+铝+氮化钛的三层结构组成，为保证后续封装键合工艺中，引线材料(一般为金线或硅铝线)和引线孔中铝的键合，铝布线上层的氮化钛需要被腐蚀掉，即在钝化腐蚀后将铝暴露出来。
[0004]非感光型的聚酰亚胺在光刻胶显影时，显影液会将聚酰亚胺一并去除。但是由于显影液为碱性溶液，因此引线孔处的铝极易和显影液反应，导致引线孔处的铝在聚酰亚胺工艺结束后变薄，为了在显影过程中彻底去除聚酰亚胺，会采用长时间的显影工艺，因此铝层损失的厚度较大。
[0005]聚酰亚胺工艺由于设备故障或在线缺陷等，可能会需要进行返工，返工后重新进行聚酰亚胺和光刻胶的涂布，并进行曝光显影，因此引线孔处的铝会被显影液腐蚀两次，造成很大一部分铝层被显影液腐蚀掉，影响后续的引线键合。
[0006]传统的解决方法，一是增加铝层的厚度，但这会造成相应光刻工艺的质量下降；另一种是优化显影程序，减少显影时间，但潜在风险是引线孔中聚酰亚胺的残留。
[0007]同理，前述钝化腐蚀工艺中也可能会存在需要返工的问题。
【发明内容】
[0008]基于此，为了解决引线孔返工会造成铝层被腐蚀得过薄的问题，有必要提供一种引线孔的返工方法。
[0009]一种引线孔的返工方法，于钝化光刻和聚酰亚胺光刻工艺后进行，包括下列步骤:剥离晶圆表面的聚酰亚胺；重新在所述晶圆上淀积铝层；在所述铝层表面涂布光刻胶并曝光显影，显影后剩余的光刻胶图形为所述钝化光刻中显影后光刻胶图形的互补图形；腐蚀所述铝层；再次进行所述聚酰亚胺光刻；固化晶圆表面的所述聚酰亚胺。
[0010]在其中一个实施例中，所述在所述铝层表面涂布光刻胶并曝光显影的步骤中使用的掩膜版与所述钝化光刻工艺中使用的掩膜版相同、光刻胶类型相反。
[0011]在其中一个实施例中，所述在所述铝层表面涂布光刻胶并曝光显影的步骤中使用的光刻胶为负性光刻胶，所述钝化光刻工艺中使用的光刻胶为正性光刻胶。
[0012]还有必要针对只有钝化工艺，而没有聚酰亚胺工艺的器件，另外提供一种相应的引线孔的返工方法。[0013]一种引线孔的返工方法，于钝化光刻和钝化腐蚀工艺后进行，包括下列步骤:重新在晶圆上淀积铝层；在所述铝层表面涂布光刻胶并曝光显影，显影后剩余的光刻胶图形为所述钝化光刻中显影后光刻胶图形的互补图形；腐蚀所述铝层。
[0014]在其中一个实施例中，所述重新在晶圆上淀积铝层的步骤前还包括再次对晶圆进行所述钝化光刻的步骤，以及通过刻蚀去除造成返工的残留杂质的步骤。
[0015]在其中一个实施例中，所述残留杂质为氮化钛。
[0016]在其中一个实施例中，所述钝化腐蚀工艺中腐蚀的钝化介质为二氧化硅或氮化硅。
[0017]在其中一个实施例中，所述在所述铝层表面涂布光刻胶并曝光显影的步骤中使用的掩膜版与所述钝化光刻工艺中使用的掩膜版相同、光刻胶类型相反。
[0018]在其中一个实施例中，所述在所述铝层表面涂布光刻胶并曝光显影的步骤中使用的光刻胶为负性光刻胶，所述钝化光刻工艺中使用的光刻胶为正性光刻胶。
[0019]上述引线孔的返工方法，通过重新淀积铝后光刻形成与引线孔返工前的光刻中显影后的光刻胶图形的互补图形，使得引线孔处的铝层被光刻胶所保护而增厚。可以保证引线孔返工后，即两次显影后的铝损失厚度和一次显影的厚度损失一致甚至更少，保证了后续的引线键合工艺的质量。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为一种传统的光刻和刻蚀引线孔工艺的流程图；
[0021]图2为包含聚酰亚胺工艺的引线孔的返工方法的流程图；
[0022]图3A至图3C为包含聚酰亚胺工艺的器件在一采用引线孔的返工方法进行返工的实施例在返工过程中器件的剖面示意图；
[0023]图4A和图4B是一对互补图形的示意图；
[0024]图5为不包含聚酰亚胺工艺的引线孔的返工方法在一实施例中的流程图；
[0025]图6A至图6C为不包含聚酰亚胺工艺的器件在一采用引线孔的返工方法进行返工的实施例在返工过程中器件的剖面示意图；
[0026]图7为不包含聚酰亚胺工艺的引线孔的返工方法在另一实施例中的流程图。【具体实施方式】
[0027]为使本发明的目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的【具体实施方式】做详细的说明。
[0028]图2为制造过程中包含聚酰亚胺工艺的器件引线孔的返工方法的流程图，包括下列步骤:
[0029]SI I，剥离晶圆表面的聚酰亚胺。
[0030]在作出聚酰亚胺光刻工艺需要返工的判断后，首先需要将聚酰亚胺剥离。图3A是一实施例中步骤Sll前器件的剖面示意图，包括聚酰亚胺层110、钝化层120及铝层130，图中示出的情况为引线孔内有聚酰亚胺杂质112残留，因此需要进行返工工艺。在其它实施例中也可能因为其它原因，造成需要进行聚酰亚胺光刻工艺的返工。注意图中器件位于铝层130下方的结构已被省略。[0031]S12，重新在晶圆上淀积铝层。
[0032]聚酰亚胺被剥离后，对整片晶圆(wafer)重新淀积铝，堆积在原本的铝层上从而形成铝层132。图3B是图3A所示实施例中步骤S12完成后器件的剖面示意图。注意本步骤中淀积的铝为纯铝，而不是氮化钛+铝+氮化钛结构的铝布线。可以根据想要达到的聚酰亚胺返工后引线孔处的铝层厚度来选择此次淀积的厚度，例如可以为广2倍的预期铝层在一次显影(并去除聚酰亚胺)过程中被显影液腐蚀掉的厚度。
[0033]S13，在铝层表面涂布光刻胶并曝光显影。
[0034]在重新淀积后形成的铝层132表面涂布光刻胶并曝光显影，本步骤中应使得显影后剩余的光刻胶图形为返工前的钝化光刻中显影后光刻胶图形的互补图形。本说明书(和权利要求书)中所称的两个图形为互补图形，是指两个图形组合在一起后为一个完整的图形，例如图4A中的Yl和图4B中的X2就为互补图形。
[0035]在优选的实施例中，步骤S13中光刻所使用的掩膜版(mask)与返工前的钝化光刻工艺中使用的掩膜版是同一块，利于节省成本；步骤S13中光刻所使用的光刻胶与返工前的钝化光刻工艺中使用的光刻胶类型相反(即其中一次光刻使用的是正性光刻胶，另一次光刻是负性光刻胶)，例如返工前的钝化光刻工艺中使用的为正性光刻胶，步骤S13中使用的为负性光刻胶。
[0036]需要指出的是，在返工前的聚酰亚胺光刻步骤之前，需要进行钝化光刻和钝化腐蚀的步骤，以形成钝化层120。在本实施例中，钝化层120的材质为二氧化硅或氮化硅。
[0037]S14，腐蚀铝层。
[0038]腐蚀铝层132，引线孔处的铝由于被光刻胶所保护，因此不会被腐蚀掉，最终的效果是引线孔处的铝层变厚。腐蚀完成后需要去除步骤S13中形成的光刻胶。
[0039]S15，再次进行聚酰亚胺光刻。
[0040]与返工前的聚酰亚胺光刻步骤相同，即包括在晶圆表面涂布聚酰亚胺，在聚酰亚胺表面涂布光刻胶，并进行曝光和显影的步骤。曝光使用的掩膜版和光刻胶与返工前的聚酰亚胺光刻工艺相同，引线孔处的光刻胶和聚酰亚胺被显影液去除，同时引线孔处的部分铝层也被显影液所腐蚀而变薄。图3C是图3A所示实施例中步骤S15完成后器件的剖面示意图。
[0041]S16，固化晶圆表面的聚酰亚胺。
[0042]固化光刻后剩余的聚酰亚胺。
[0043]上述引线孔的返工方法，通过重新淀积铝后光刻形成与返工前的钝化光刻中显影后的光刻胶图形的互补图形，使得引线孔处的铝层被光刻胶所保护而增厚。可以保证聚酰亚胺返工后，即两次显影后的铝损失厚度和一次显影的厚度损失一致甚至更少，保证了后续的引线键合工艺的质量。
[0044]部分对可靠性要求不高的产品，只有钝化层进行保护，无需涂布聚酰亚胺。这种产品同样存在需要重新光刻返工的情况，例如钝化腐蚀时片内均匀性不好，部分区域的氮化钛未腐蚀完或有少量残留。另外引线孔长久曝露在外，清洗工艺异常等，也容易导致表面异常，需要重新进行清洗，从而损失一定厚度的铝，影响后续的键合及产品的可靠性。
[0045]对此，本发明还提供一种只有钝化光刻和钝化腐蚀工艺，而无聚酰亚胺工艺器件的引线孔的返工方法，如图5所示，包括下列步骤:[0046]S23，重新在晶圆上淀积铝层。
[0047]图6B是一实施例中步骤S23完成后器件的剖面示意图。重新淀积的铝堆积在原本的铝层上从而形成铝层232。本步骤中淀积的铝为纯铝，而不是氮化钛+铝+氮化钛结构的铝布线。
[0048]S24，在铝层表面涂布光刻胶并曝光显影。
[0049]在重新淀积后形成的铝层232表面涂布光刻胶并曝光显影，本步骤中应使得显影后剩余的光刻胶图形为返工前的钝化光刻中显影后光刻胶图形的互补图形。
[0050]在优选的实施例中，步骤S24中光刻所使用的掩膜版(mask)与返工前的钝化光刻工艺中使用的掩膜版是同一块，步骤S24中光刻所使用的光刻胶与返工前的钝化光刻工艺中使用的光刻胶类型相反(即其中一次光刻使用的是正性光刻胶，另一次是负性光刻胶)，例如返工前的钝化光刻工艺中使用的为正性光刻胶，步骤S24中使用的为负性光刻胶。
[0051]S25，腐蚀铝层。
[0052]腐蚀铝层232，引线孔处的铝由于被光刻胶所保护，因此不会被腐蚀掉，最终的效果是引线孔处的铝层变厚。腐蚀完成后需要去除步骤S24中形成的光刻胶。图6C是与图6B相同的实施例中步骤S25完成后器件的剖面示意图。
[0053]有时候进行钝化返工是为了去除引线孔内的杂质残留，图7是对应该情况的实施例，其余图5所示实施例的主要区别在于，在步骤S23之前还包括步骤S21和S22。
[0054]S21，再次对晶圆进行钝化光刻。
[0055]与返工前的钝化光刻步骤相同，即曝光使用的掩膜版和光刻胶与返工前的钝化光刻工艺相同。
[0056]S22，刻蚀以去除造成返工残留杂质。
[0057]如前述，该实施例中的返工是为了去除残留杂质，在其中一个实施例中为氮化钛杂质。图6A是一实施例中步骤S22进行之前器件的剖面示意图，图中铝层230在引线孔处的表面有氮化钛212残留。图6A至6C中钝化层220的材质为二氧化硅或氮化硅。本步骤中刻蚀完成后需要去除光刻胶。
[0058]上述不包含聚酰亚胺工艺器件的引线孔返工方法，通过重新淀积铝后光刻形成与返工前的钝化光刻中显影后的光刻胶图形的互补图形，使得引线孔处的铝层被光刻胶所保护而增厚。可以保证钝化返工后，即两次显影后的铝损失厚度和一次显影的厚度损失一致甚至更少，保证了后续的引线键合工艺的质量。
[0059]以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【权利要求】
1.一种引线孔的返工方法，其特征在于，于钝化光刻和聚酰亚胺光刻工艺后进行，包括下列步骤: 剥离晶圆表面的聚酰亚胺； 重新在所述晶圆上淀积铝层； 在所述铝层表面涂布光刻胶并曝光显影，显影后剩余的光刻胶图形为所述钝化光刻中显影后光刻胶图形的互补图形； 腐蚀所述铝层； 再次进行所述聚酰亚胺光刻； 固化晶圆表面的所述聚酰亚胺。
2.根据权利要求1所述的引线孔的返工方法，其特征在于，所述在所述铝层表面涂布光刻胶并曝光显影的步骤中使用的掩膜版与所述钝化光刻工艺中使用的掩膜版相同、光刻胶类型相反。
3.根据权利要求2所述的引线孔的返工方法，其特征在于，所述在所述铝层表面涂布光刻胶并曝光显影的步骤中使用的光刻胶为负性光刻胶，所述钝化光刻工艺中使用的光刻胶为正性光刻胶。
4.一种引线孔的返工方法，其特征在于，于钝化光刻和钝化腐蚀工艺后进行，包括下列步骤: 重新在晶圆上淀积铝层； 在所述铝层表面涂布光刻胶并曝光显影，显影后剩余的光刻胶图形为所述钝化光刻中显影后光刻胶图形的互补图形； 腐蚀所述铝层。
5.根据权利要求4所述的引线孔的返工方法，其特征在于，所述重新在晶圆上淀积铝层的步骤前还包括再次对晶圆进行所述钝化光刻的步骤，以及通过刻蚀去除造成返工的残留杂质的步骤。
6.根据权利要求5所述的引线孔的返工方法，其特征在于，所述残留杂质为氮化钛。
7.根据权利要求4所述的引线孔的返工方法，其特征在于，所述钝化腐蚀工艺中腐蚀的钝化介质为二氧化硅或氮化硅。
8.根据权利要求4所述的引线孔的返工方法，其特征在于，所述在所述铝层表面涂布光刻胶并曝光显影的步骤中使用的掩膜版与所述钝化光刻工艺中使用的掩膜版相同、光刻胶类型相反。
9.根据权利要求8所述的引线孔的返工方法，其特征在于，所述在所述铝层表面涂布光刻胶并曝光显影的步骤中使用的光刻胶为负性光刻胶，所述钝化光刻工艺中使用的光刻胶为正性光刻胶。
【文档编号】H01L21/48GK103996626SQ201310051844
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2013年2月17日 优先权日:2013年2月17日
【发明者】黄玮 申请人:无锡华润上华科技有限公司