专利名称：聚对苯撑苯并双恶唑纤维表面处理方法
技术领域：
本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种聚对苯撑苯并双恶唑纤维(PB0，Poly_P_phenylene_2，6-benzobisoxazole)表面处理方法。
背景技术：
基于良好的力学拉伸及断裂强度等独特的物理性质，PBO作为钝化材料在集成电路封装工艺中应用广泛。 为简明起见，下面给出PBO用作钝化层的常见的简单应用模型，该应用模型适用于多种工艺，例如凸点形成工艺中凸点下金属层(UBM)或重新布线层(RDL)的制作等。
图1A IC为现有PBO用作钝化层的结构示意图，结合该图，应用PBO做钝化层的流程通常为 参照图1A，首先在基体10上沉积PBO层11 ; 对于不同的工艺，该基体10的结构不同，例如对于某些凸点形成工艺中UBM的制作，该基体10为包含半导体器件且上表面已制作铝垫块的衬底； 参照图IB，在PBO层11上形成溅射金属层12，该溅射金属层12的材质包括但不限于钛(Ti)及铜(Cu)等; 参照图1C，去除部分溅射金属层12，暴露出PBO层11。 其中基于各种不同工艺，上述各个步骤之间可能包含其他处理步骤。 PBO作为钝化材料应用日益广泛，但在采用上述应用模型的工艺中，由于在有金属
溅射的情况下，在PBO层11中的漏电流很大，数量级处于微安级，这将降低集成电路性能。 在采用其它钝化材料聚酰亚胺(PI)及苯并环丁烯(BCB)等作钝化层时，现有降低
漏电流的方案通常是在暴露出钝化层后，使用氧气或四氟化碳对该钝化层进行灰化处理，
以降低漏电流，从而提高集成电路性能。 但是由于与其它钝化材料例如PI及BCB等相比，PBO对金属电子的吸附能力更强，因此上述灰化处理降低漏电流的方案无法解决PBO钝化层11漏电流过大，降低集成电路性能的问题。
发明内容
本发明提供PBO表面处理方法，以降低表面经由金属溅射的PBO中的漏电流，提高集成电路性能。 本发明提出了 PBO表面处理方法，该方法包括步骤使用氩离子刻蚀金属溅射过的PBO表面。 可选的，所述PBO用作凸点制作工艺中的钝化层，该PBO表面上溅射有金属层；以及在刻蚀去除部分所述金属层而形成凸点下金属层或重新布线层，暴露出PBO后，使用氩离子刻蚀所述PBO表面。 可选的，在所述溅射的金属层为凸点下金属层时，在所述氩离子刻蚀步骤前，还包
3括提供半导体衬底；在半导体衬底上形成金属垫层和PB0钝化层，所述金属垫层镶嵌于 PBO钝化层中，且通过PBO钝化层的第一开口暴露出金属垫层；在PBO钝化层及第一开口内 溅射形成所述金属层；在金属层上形成光刻胶，定义出金属垫层形状，形成第二开口 ，暴露 出金属层；在第二开口内，金属层上依次形成电镀籽晶层和凸点层；去除光刻胶；以及刻蚀 去除部分金属层，形成凸点下金属层，暴露出PBO钝化层。 本发明通过采用氩离子刻蚀表面经由金属溅射的PBO表面，可以去除一定厚度的 PBO钝化层，使得PBO钝化层中的漏电流数值的数量级由微安级降低至皮安，甚至纳安级， 大大减小了 PBO钝化层中的漏电流。 本发明还通过当所述PBO用作凸点制作工艺中的钝化层，该PBO表面上溅射有金 属层时，在刻蚀去除部分所述金属层而形成凸点下金属层或重新布线层，暴露出PBO后，使 用氩离子刻蚀所述PBO表面，从而避免了现有凸点制作工艺中PBO钝化层漏电流过大的问 题，提高了集成电路性能。
图1A 1C为现有PBO用作钝化层的结构示意图为；
图2为本发明实施例提出的PBO表面处理方法的流程图；
图3为本发明实施例中对PBO进行表面处理时的结构示意图；
图4A 41为本发明第一实施例凸点处理工艺中的结构示意图。
具体实施例方式
为解决表面溅射过金属的PBO的漏电流问题，本发明实施例提出如下PBO表面处 理方法。 图2为本发明实施例提出的PBO表面处理方法的流程图，结合该图，该方法包括步 骤使用氩离子刻蚀金属溅射过的PBO表面。所述刻蚀时间较佳的在10秒 30秒；其中 在刻蚀时间为10 20秒时，约能将PBO中漏电流数值降低至皮安(pA)级，在刻蚀时间为 25 30秒时，约能将所述数值降低至纳安(nA)级；此外在刻蚀时间为10 25秒时，降低 漏电流的效果更为稳定。 所述溅射的金属可以有多种，例如钛、铜、镍和铝中的一种或它们的组合。通过上 述方法，PBO中的漏电流大大降低，提高了集成电路的性能。 下面将参照附图对本发明进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例， 应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明而仍然实现本发明的有利效果。因
此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。
为了清楚，不描述实际实施例的全部特征。在下列描述中，不详细描述公知的功能 和结构，因为它们会是本发明由于不必要的细节而混乱。应当认为在任何实际实施例的开 发中，必须作出大量实施细节以实现开发者的特定目标，例如按照有关系统或有关商业的 限制，由一个实施例改变为另一个实施例。另外，应当认为这种开发工作可能是复杂和耗费 时间的，但是对于本领域技术人员来说仅仅是常规工作。 在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要 求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非
4精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。 以背景技术所述的PB0用作钝化层的简要模型为例，实施上述PB0表面处理方法的过程可以为 图3为本发明第一实施例中对PB0进行表面处理时的结构示意图，结合该图，该实施过程包括 步骤al ，首先在基体20上沉积PBO层21 ;
步骤a2，在PBO层21上形成溅射金属层22 ; 步骤a3，刻蚀部分该溅射金属层22，暴露出未被该溅射金属层22覆盖的PBO层21 ; 步骤a4，采用氩离子刻蚀暴露出的PBO层21，得到新的PBO层21a。
基于不同的工艺，上述步骤a2与a3间可能存在其他工艺流程。
实施例一 以刻蚀后的溅射金属层22为UBM层为例，在不含RDL层的凸点形成工艺中，参照图4A 41，为本发明第一实施例凸点处理工艺中的结构示意图。步骤al a4的实施过程可以但不限于为 参照图4A，提供半导体衬底40，该半导体衬底上已形成金属垫层41 ; 半导体衬底40为带有半导体器件的衬底，为简化，此处以空白半导体衬底表示；
对应步骤al，此时基体20由半导体衬底40及金属垫层41构成。 参照图4B，在半导体衬底40及金属垫层41上形成PBO钝化层42，所述金属垫层41嵌于PB0钝化层42中，且通过PBO钝化层42的第一开口 43暴露出金属垫层41 ;
所述形成金属垫层41及PB0钝化层42为本领域公知技术，作为本发明的一个实施方式，首先在半导体衬底40上形成第一金属层，所述第一金属层由铝、铜或其合金组成，其厚度范围为100 400nm ;所述第一金属层采用物理气相沉积(PVD)制备，然后采用现有光刻和蚀刻技术图形化第一金属层，形成金属垫层41 ; 接着在半导体衬底40和金属垫层41上形成PB0钝化层42 ;所述PB0钝化层42采用旋涂方式制备，厚度范围为2 10微米，然后采用现有光刻及显影技术，在PB0钝化层42上形成第一开口 ，所述第一开口暴露出金属垫层41 ; 参照图4C，在PB0钝化层42和金属垫层41上形成金属层44，所述金属层44为
Al、Ni、Cu、Ti、Cr中的一种或它们的组合构成，厚度为200 1500nm。 参照图4D，在金属层44上形成光刻胶层45，通过现有光科技术定义出金属垫块41
的形状，然后进行曝光，被曝光的金属垫层41区域的光刻胶变成水溶性物质，直接去除，在
光刻胶层45中形成第二开口暴露出下层的金属垫层41上的金属层44。 参照图4E，以光刻胶层45为掩膜，在第二开口内，金属层44上形成电镀籽晶层
46，所述电镀籽晶层46为Cu、Ni或其组合构成，所述电镀籽晶层46作为电镀形成凸点层24
的籽晶层，厚度范围为1 IO微米。 参照图4F，继续以光刻胶层45为掩膜，在电镀籽晶层46上形成凸点层47。形成凸点层47为本领域技术人员公知技术，作为本发明的一个实施方式，通过电镀方式形成凸点层47，所述凸点层47为锡(Sn)、锡铅(SnPb)、锡银(SnAg)或者高铅(high lead)合金构成，所述凸点层47的厚度范围为50 400微米。
参照图4G，去除光刻胶层45，去除光刻胶层45为本领域技术人员公知技术。
参照图4H，刻蚀金属层44，形成凸点下金属层44a。在刻蚀金属层44后，容易在 PB0钝化层42表面残留金属离子，造成泄漏电流。 参照图41，采用氩离子刻蚀PB0钝化层42，将未被凸点下金属层44a覆盖的PBO 钝化层42刻蚀去除100 400埃，形成PBO钝化层42a，其刻蚀时间为15 40秒。
然后进行后续流程，最终形成凸点。 本实施例在凸点形成工艺中，采用氩离子刻蚀去除PB0钝化层42表面的金属离 子，大大的降低了 PBO钝化层42中的漏电流，提高了集成电路性能。
实施例二 如果凸点形成工艺中包含RDL层的形成，当形成PBO钝化层，再在PBO钝化层上溅 射RDL层对应的金属，则可在经过后续光刻等工艺流程，对RDL层进行刻蚀，暴露出RDL层 下的PBO钝化层后，对暴露出的PBO钝化层采用氩离子进行刻蚀，以降低该PBO钝化层中的 漏电流。所述刻蚀时间可以参照上述实施例一的数据。结合现有公开的包含RDL层工艺流 程的技术，容易推断出实施例二的实施流程，此处不再赘述。 显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精 神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围 之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
权利要求
一种聚对苯撑苯并双恶唑纤维表面处理方法，其特征在于，包括使用氩离子刻蚀金属溅射过的聚对苯撑苯并双恶唑纤维表面。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述聚对苯撑苯并双恶唑纤维用作凸点制 作工艺中的钝化层，该聚对苯撑苯并双恶唑纤维表面上溅射有金属层；以及在刻蚀去除部分所述金属层而形成凸点下金属层或重新布线层，暴露出聚对苯撑苯并 双恶唑纤维后，使用氩离子刻蚀所述聚对苯撑苯并双恶唑纤维表面。
3. 如权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述溅射的金属层为凸点下金属层时，在 所述氩离子刻蚀步骤前，还包括提供半导体衬底；在半导体衬底上形成金属垫层和聚对苯撑苯并双恶唑纤维钝化层，所述金属垫层镶嵌 于聚对苯撑苯并双恶唑纤维钝化层中，且通过聚对苯撑苯并双恶唑纤维钝化层的第一开口 暴露出金属垫层；在聚对苯撑苯并双恶唑纤维钝化层及第一开口内溅射形成所述金属层； 在金属层上形成光刻胶，定义出金属垫层形状，形成第二开口 ，暴露出金属层； 在第二开口内，金属层上依次形成电镀籽晶层和凸点层； 去除光刻胶；以及刻蚀去除部分金属层，形成凸点下金属层，暴露出聚对苯撑苯并双恶唑纤维钝化层。
4. 如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述刻蚀时间为15秒 30秒。
5. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述刻蚀时间为10秒 30秒。
6. 如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述刻蚀时间为10秒 20秒。
7. 如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述刻蚀时间为25秒 30秒。
8. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述刻蚀去除的聚对苯撑苯并双恶唑纤维 的厚度为100埃 400埃。
9. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属为钛、铜、镍和铝中的一种或它们 的组合。
全文摘要
本发明提供PBO表面处理方法，以降低表面经由金属溅射的PBO中的漏电流，提高集成电路性能。该方法包括步骤使用氩离子刻蚀金属溅射过的PBO表面。
文档编号H01L21/60GK101770947SQ20081020496
公开日2010年7月7日 申请日期2008年12月30日 优先权日2008年12月30日
发明者何智清, 佟大明, 梅娜, 王重阳, 章国伟 申请人:中芯国际集成电路制造(上海)有限公司