清洗焊盘的方法_3

文档序号:8923763阅读:来源:国知局
[0073] 请参考图7,W所述图形化的掩膜层107为掩膜,采用第一刻蚀工艺刻蚀所述第二 纯化层106,暴露出第一纯化层103表面。
[0074] 所述第一刻蚀工艺为干法刻蚀,且第一刻蚀工艺的刻蚀气体包括含团族元素气 体,例如,化、CHFs、CHCls或邸2化,并且,第一刻蚀工艺的刻蚀气体流量较小,第一刻蚀工 艺的含团族元素气体流量为40sccm至SOsccm。采用较小刻蚀气体流量的原因在于:
[00巧]由于第二纯化层106的厚度较厚(500埃至5000埃),刻蚀第二纯化层106所需的 刻蚀时间较长,并且刻蚀时间难W通过调节刻蚀工艺而显著减少,因此通过减少刻蚀时间 来减小团族元素残留量的效果不明显;而采用具有较小刻蚀气体流量的刻蚀气体进行所述 第一刻蚀工艺,能够尽量减小第一纯化层103表面的团族元素残留,从而降低后续残留在 焊盘105表面的团族元素,有利于降低后续清洗焊盘105的工艺难度,降低焊盘105被腐蚀 的概率。
[0076] 作为一个实施例,第一刻蚀工艺的工艺参数为;刻蚀气体包括CF4、CHFs和〇2, 其中,CF*流量为lOsccm至3〇sccm, CHF3流量为3〇sccm至6〇sccm,〇2流量为SOsccm至 200sccm,反应腔室压强为1毫巧至50毫巧,反应腔室温度为20(TC至50(TC。
[0077] 请参考图8,采用第二刻蚀工艺刻蚀所述第一纯化层103,直至暴露出焊盘105表 面,且焊盘105表面残留有团族离子。
[0078] 所述第二刻蚀工艺为干法刻蚀,且第二刻蚀工艺的刻蚀气体包括含团族元素气 体,例如,化、CHFs、CHCls或邸2化,并且,第二刻蚀工艺的刻蚀气体流量较大,第二刻蚀工 艺的含团族元素气体流量为lOOsccm至500sccm。采用较大刻蚀气体流量的原因在于:
[0079] 由于第一纯化层103的厚度较薄(20埃至200埃),刻蚀去除焊盘105表面的第一 纯化层103的刻蚀工艺时间较短,而通过增加刻蚀气体流量能够显著减少第二刻蚀工艺的 刻蚀时间,使得第二刻蚀工艺造成的含团族元素残留量尽可能的少;因此,本实施例通过采 用具有较大刻蚀气体流量的第二刻蚀工艺,刻蚀去除第一纯化层103W暴露出焊盘105表 面。
[0080] 作为一个实施例,第二刻蚀工艺的工艺参数为;刻蚀气体包括CF4和化,其中,CF4 流量为200sccm至350sccm,〇2流量为50sccm至200sccm,反应腔室压强为1毫巧至50毫 巧,反应腔室温度为20(TC至50(TC。
[0081] 由前述对第一刻蚀工艺和第二刻蚀工艺的分析可知,考虑到第一纯化层103和第 二纯化层106的厚度关系,为了尽量的减少团族离子在焊盘105表面的残留,本发明实施例 中,第一刻蚀工艺的刻蚀气体流量小于第二刻蚀工艺的刻蚀气体流量。
[0082] 请参考图9,对所述焊盘105执行酸性清洗处理109,去除焊盘105表面残留的团 族离子,所述酸性清洗处理109采用的清洗液为磯酸铅溶液。
[0083] 由于前述采用干法刻蚀工艺刻蚀第一纯化层103、第二纯化层106,且干法刻蚀工 艺的刻蚀气体为含团族元素气体,例如,本实施例中为含氣气体,包括CF4或CHFs中的一种 或两种,使得在刻蚀暴露出焊盘105表面之后,焊盘105表面具有含氣残留物,包括含氣聚 合物W及氣离子,含氣残留物中的氣离子对焊盘105的材料具有腐蚀作用;氣离子与焊盘 105的材料A1发生反应形成AlFs,造成焊盘105表面出现腐蚀坑;氣离子的存在还会导致 焊盘105的材料A1与化发生原电池效应,造成焊盘105表面出现腐蚀坑,所述化为焊盘 105材料中的化、或焊盘105底部互连线层101材料中的化。焊盘105表面出现腐蚀坑,会 造成焊盘105的抗拉强度和接合强度差,对半导体器件的导电性和可靠性造成不良影响。
[0084] 因此,去除焊盘105表面的含氣残留物,特别是含氣残留物中的氣离子,有利于降 低焊盘105被腐蚀的程度,从而提高半导体器件的导电性和可靠性。
[0085] 本实施例中,采用酸性清洗处理109清洗去除焊盘105表面的含氣残留物,酸性清 洗处理109既能去除焊盘105表面的含氣聚合物,又能去除氣离子。作为一种解释,酸性清 洗处理109去除氣离子(F)的作用机理为;酸性清洗处理109的清洗液中具有氨离子(H+), 氨离子与氣离子之间结合后形成氣化氨(HF),HF在去离子水中具有较大的溶解度,从而使 氣离子转化为氣化氨溶解在去离子水中,达到去除氣离子的效果。
[0086] 本实施例中,所述清洗液为磯酸铅(化明4;化romium化OS地ate)溶液,其中,溶液 中磯酸铅的质量百分比为15%至40%。选择磯酸铅溶液作为酸性清洗处理109的清洗液的 原因在于:磯酸铅溶液能够起到去除焊盘105表面残留的氣离子的作用;同时,在一定条件 下,磯酸铅溶液对焊盘105的材料的刻蚀速率小,二者之间发生的化学反应几乎可W忽略 不计,因此,采用磯酸铅溶液对焊盘105进行处理后,焊盘105本身的材料未受到不良影响。
[0087] 清洗液的酸性(PH值)与酸性清洗处理109的处理温度有关,若酸性清洗处理109 的处理温度过低,则清洗液的酸性过弱,清洗液中的氨离子量过少,清洗液中的不利于去除 氣离子;若酸性清洗处理109的处理温度过高,则有可能造成清洗液的酸性过强,造成清洗 液与焊盘105的材料反应速率急剧增加;因此,本实施例中,酸性清洗处理109的处理温度 为 50°C至 100°C。
[0088] 若酸性清洗处理109的处理时间过短,则不足W最大程度的去除焊盘105表面的 氣离子;若酸性清洗处理109的处理时间过长,则清洗液对焊盘105作用的时间过长,可能 会对焊盘105造成不良影响。因此,本实施例中,酸性清洗处理109的处理时间为50S至 200S。
[0089] 在执行酸性清洗处理109之后还包括步骤;采用去离子水对焊盘105表面进行清 洗。
[0090] 采用去离子水对焊盘105表面进行清洗的目的在于;去除焊盘105表面的清洗液, 防止清洗液残留在焊盘105表面会对焊盘105造成不良影响,并且,去除焊盘105表面的清 洗液,防止所述清洗液影响后续继续去除焊盘105表面残留的氣离子的能力。
[0091] 请参考图10,对所述焊盘105执行碱性清洗处理110,所述碱性清洗处理110采用 的清洗液具有碱性。
[0092] 酸性清洗处理109 (请参考图9)在一定程度上减少了焊盘105表面的氣离子残 留,然而,若焊盘105为接地焊盘,由于接地焊盘具有积累电荷的特性,较常规焊盘而言,接 地焊盘处的电荷量更高,即使在接地焊盘表面具有较少量的氣离子残留,也可能由于高电 荷量而更容易引发原电池效应,造成常规焊盘未被腐蚀而接地焊盘发生腐蚀。因此,在酸性 清洗处理109后,有必要进一步去除焊盘105表面残留的氣离子。
[0093] 对所述焊盘105执行碱性清洗处理110的好处在于;一方面,进一步去除焊盘105 表面残留的氣离子,进一步降低焊盘105被腐蚀的程度;另一方面,对焊盘105执行酸性清 洗处理109之后,焊盘105表面可能残留有氣化氨,氣化氨在水溶液中具有相对较强的酸 性,而对焊盘105执行碱性清洗处理110后,能够起到中和氣化氨酸性的作用,防止在焊盘 105表面残留的氣化氨对焊盘105造成腐蚀作用。
[0094] 由前述分析可知,在对焊盘105执行酸性清洗处理109、去离子水清洗工艺步骤之 后,立即对焊盘105执行碱性清洗处理110,从而尽快的起到中和焊盘105表面残留的氣化 氨的作用。作为一个实施例,在酸性清洗处理109、去离子水清洗工艺步骤之后,在间隔0S 至30S之内,对焊盘105执行碱性清洗处理110。
[0095] 所述清洗液为胺碱有机溶剂,本实施例中,所述胺碱有机溶剂为碱性显影液。
[0096] 由于碱性显影液中存在大分子基团,所述大分子基团对氣离子具有较强的亲和 性,从而吸附带走残留在焊盘105表面的氣离子,达到进一步去除焊盘105表面氣离子的作 用,进一步降低焊盘105被腐蚀的概率,进一步提高焊盘105的抗
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