一种金属层去除方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体芯片制作领域，特别涉及一种金属层去除方法。
【背景技术】
[0002]半导体芯片中的金属多选用铝合金材料(铝硅铜合金或铝硅合金，主要成分均为铝)，为了减小接触电阻、防止硅铝互溶等问题，一些产品(如CMOS (互补金属氧化物半导体)、DM0S (双扩展金属氧化物半导体)等)通常在上述合金下方与氧化硅层交界处依次沉积钛和氮化钛。而对于CMOS产品而言，为了减小孔的尺寸有时会选用钨来填充孔，起连接不同电路层次的作用。
[0003]在芯片制造过程中产品的返工，反向工程及产品失效分析均迫切需要一种可将金属层去除，而不损伤下方层次的方法。目前，等离子体刻蚀或化学方法均可实现金属层中铝合金层的去除。而钨、氮化钛的去除是个难点，目前主要通过等离子体刻蚀达到去除的目的，该方法存在着等离子体刻蚀设备成本高昂，配套设施较多，效率低下，操作复杂的缺点。而传统的化学方法无法达到完全去除金属层而不损伤金属下方的氧化硅层次，且存在耗时较长、去除不彻底等缺点。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是提供一种金属层去除方法，通过使用化学方法逐层去除半导体芯片的金属层，并且不损伤下方的层次，具有操作简单、高效、成本低廉的特点。
[0005]为了解决上述技术问题，本发明实施例提供一种金属层去除方法，应用于半导体芯片，所述金属层包括钨、氮化钛及钛层，其中，所述方法具体为:用浓硫酸浸泡所述半导体芯片去除钨、氮化钛及钛层。
[0006]进一步的，所述去除钨、氮化钛及钛层的方法具体为:用加热至沸腾的质量浓度为97%的浓硫酸浸泡所述半导体芯片2至3分钟。
[0007]所述金属层去除方法，其中，所述金属层还包括铝合金层，所述方法还包括:用盐酸浸泡所述半导体芯片去除铝合金层。
[0008]进一步的，所述去除铝合金层的方法具体为:常温下，用质量浓度为36%的盐酸浸泡所述半导体芯片5至10分钟。
[0009]进一步地，紧邻半导体芯片二氧化硅层的金属层为钨、氮化钛及钛层，所述钨、氮化钛及钛层的最外层为铝合金层，所述金属层的去除方法为:
[0010]用盐酸浸泡所述半导体芯片，去除铝合金层；然后将所述半导体芯片在浓硫酸中浸泡去除钨、氮化钛及钛层。
[0011]进一步地，紧邻半导体芯片二氧化硅层的金属层为钨、氮化钛及钛层，所述钨、氮化钛及钛层的外面一层为铝合金层，所述铝合金的外面还分布着钨、氮化钛及钛层，所述金属层的去除方法为:
[0012]将所述半导体芯片在浓硫酸中浸泡2至3分钟，去除钨、氮化钛及钛层；待半导体芯片冷却后，将半导体芯片在盐酸中浸泡去除铝合金层；最后将所述半导体芯片在浓硫酸中浸泡去除钨、氮化钛及钛层。
[0013]本发明的上述技术方案的有益效果如下:
[0014]上述方案中，通过使用化学方法，对半导体芯片的金属层进行分批去除，并且不损伤金属层下方的层次，使用此方法，能有效的将金属层去除，操作简单、高效，成本低廉。
【附图说明】
[0015]图1为本发明实施例的半导体芯片金属层去除前的金属层次示意图；
[0016]图2为本发明实施例的半导体芯片金属层去除后的示意图。
【具体实施方式】
[0017]为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
[0018]本发明针对现有的用等离子体刻蚀去除钨、氮化钛及钛层的设备成本高昂，配套设施较多，效率低下，操作复杂的问题，提供一种金属层去除方法。
[0019]本发明提供的一种金属层去除方法，应用于半导体芯片，所述金属层包括钨、氮化钛及钛层，其中，所述方法具体为:用浓硫酸浸泡所述半导体芯片去除钨、氮化钛及钛层。
[0020]进一步的，所述方法的具体实现过程为:用加热至沸腾的质量浓度为97%的浓硫酸浸泡所述半导体芯片2至3分钟。
[0021]上述方法是利用加热时浓硫酸的强氧化性去除半导体芯片的钨、氮化钛及钛层。
[0022]对于通常的半导体芯片来说，芯片的金属层还包括铝合金层，因此对于本发明提供的金属层去除方法，其中，所述金属层还包括铝合金层，所述方法具体为:用盐酸浸泡所述半导体芯片去除铝合金层。
[0023]进一步的，所述方法的具体实现过程为:常温下，用质量浓度为36%的盐酸浸泡所述半导体芯片5至10分钟。
[0024]应用此方法可以方便的去除半导体芯片的金属层中铝合金层。
[0025]以上方法的实施过程，对于不同的金属层次具有不同的处理顺序，下面举例说明。
[0026]如图1所示，所述半导体芯片的金属层分布顺序为:与二氧化硅层5相邻的钛4、氮化钛3以及用来填充孔的钨层2，最外层的为铝合金层1，此种金属层的去除顺序为:首先在常温下，将半导体芯片在质量浓度为36%的盐酸中浸泡5至10分钟，去除铝合金层；然后将所述半导体芯片在加热至沸腾的质量浓度为97%的浓硫酸中浸泡2至3分钟，利用浓硫酸的强氧化性去除钨、氮化钛及钛层。
[0027]如图2所示，去除金属层的半导体芯片剩下二氧化硅层5裸露在外面。
[0028]对于一些半导体材料，可能没有用到用来填充孔的钨，此时半导体芯片金属层的分布为:紧邻二氧化硅层的为氮化钛及钛层，最外层为铝合金层，此种金属层的去除顺序为:首先在常温下，将半导体芯片在质量浓度为36 %的盐酸中浸泡5至10分钟，去除铝合金层；然后将所述半导体芯片在加热至沸腾的质量浓度为97%的浓硫酸中浸泡2至3分钟，利用浓硫酸的强氧化性去除氮化钛及钛层。
[0029]所述半导体芯片金属层的分布顺序还可以为紧邻二氧化硅层的为钨、氮化钛及钛层，上面一层为铝合金层，铝合金层的上面还分布着钨、氮化钛及钛层，此种半导体芯片的金属层的去除顺序为:将所述半导体芯片在加热至沸腾的质量浓度为97%的浓硫酸中浸泡2至3分钟，利用浓硫酸的强氧化性去除钨、氮化钛及钛层；待半导体芯片冷却后，常温下，将半导体芯片在质量浓度为36%的盐酸中浸泡5至10分钟，去除铝合金层；最后将所述半导体芯片在加热至沸腾的质量浓度为97%的浓硫酸中浸泡2至3分钟，利用浓硫酸的强氧化性去除钨、氮化钛及钛层。
[0030]应当说明的是，当所述半导体芯片的金属层分布顺序与上述方案不同时，所有运用此种方法去除金属层的方案均属于本发明的保护范围，在此不一一列举。
[0031]利用上述方法，根据不同产品的金属层次结构安排所述去除步骤，在不损伤下方层次的基础上，实现了对不同金属层次产品的金属层的去除，操作简单、高效，成本低廉。
[0032]以上所述的是本发明的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明所述原理前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种金属层去除方法，应用于半导体芯片，所述金属层包括钨、氮化钛及钛层，其特征在于，所述方法包括:用浓硫酸浸泡所述半导体芯片去除钨、氮化钛及钛层。2.根据权利要求1所述的金属层去除方法，其特征在于，所述去除钨、氮化钛及钛层的方法具体为:用加热至沸腾的质量浓度为97%的浓硫酸浸泡所述半导体芯片2至3分钟。3.根据权利要求2所述的金属层去除方法，其特征在于，所述金属层还包括铝合金层，所述方法还包括:用盐酸浸泡所述半导体芯片去除铝合金层。4.根据权利要求3所述的金属层去除方法，其特征在于，所述去除铝合金层的方法具体为:常温下，用质量浓度为36%的盐酸浸泡所述半导体芯片5至10分钟。5.根据权利要求4所述的金属层去除方法，其特征在于，紧邻半导体芯片二氧化硅层的金属层为钨、氮化钛及钛层，所述钨、氮化钛及钛层的最外层为铝合金层，所述金属层的去除方法为: 用盐酸浸泡所述半导体芯片，去除铝合金层；然后将所述半导体芯片在浓硫酸中浸泡去除鹤、氣化钦及钦层。6.根据权利要求4所述的金属层去除方法，其特征在于，紧邻半导体芯片二氧化硅层的金属层为钨、氮化钛及钛层，所述钨、氮化钛及钛层的外面一层为铝合金层，所述铝合金的外面还分布着钨、氮化钛及钛层，所述金属层的去除方法为: 将所述半导体芯片在浓硫酸中浸泡2至3分钟，去除钨、氮化钛及钛层；待半导体芯片冷却后，将半导体芯片在盐酸中浸泡去除铝合金层；最后将所述半导体芯片在浓硫酸中浸泡去除钨、氮化钛及钛层。
【专利摘要】本发明提供了一种金属层去除方法。本发明属于半导体芯片制作领域。所述金属层去除方法，应用于半导体芯片，所述金属层包括钨、氮化钛及钛层，其中，所述方法包括：用浓硫酸浸泡所述半导体芯片去除钨、氮化钛及钛层。所述方法解决了用等离子体刻蚀去除钨、氮化钛及钛层的设备成本高昂，配套设施较多，效率低下，操作复杂的问题，通过使用化学方法逐层去除半导体芯片的钨、氮化钛及钛层，并且不损伤下方的层次，操作简单、高效，成本低廉。
【IPC分类】H01L21/768, H01L21/3213
【公开号】CN105225944
【申请号】CN201410250762
【发明人】曹婷
【申请人】北大方正集团有限公司, 深圳方正微电子有限公司
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2014年6月6日