改善顶层金属层的黏附强度的方法与流程

本发明涉及一种半导体集成电路制造方法，特别是涉及一种改善顶层金属层的黏附强度的方法。

背景技术：

在现有一些工艺中，如绝缘衬底上的硅(silicon-on-insulator，soi)相关工艺中，会采用厚铝做顶层金属层(topmetal)。有些特殊结构的铝线，如小块的图形，容易在后续的背面研磨(backsidegrinding)工艺中被破坏。如图1所示，是现有工艺中顶层金属层中出现图形块掉落的照片；图1中标记101所对应的椭圆圈内就丢失了一块金属块图形。其原因可能是这些小块图形和底部的氧化层(oxide)即顶层的层间膜的接触面积不够，在背面工艺的去胶带(de-tape)过程中，或者backsidegrinding受压的时候，受到了破坏。最终会影响器件的性能。

为了防止类似图1所示的小块图形的掉落，现有一种方法是直接增加钝化层(passivation)的厚度，而直接增加钝化层的厚度容易形成针孔(pinhole)，如图2所示，是现有工艺中增加钝化层厚度时所产生的针孔照片，图2中标记102所示的圈内就存在了一个竖直的针孔103。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种改善顶层金属层的黏附强度的方法，能提高顶层金属层的黏附强度，防止顶层金属层的小块图形的掉落，同时还能防止针孔的产生。

为解决上述技术问题，本发明提供的改善顶层金属层的黏附强度的方法包括如下步骤：

步骤一、在由氧化硅组成的最顶层的层间膜的表面形成顶层金属层，对所述顶层金属层进行图形化形成多个顶层金属层图形块。

步骤二、沉积钝化层，所述钝化层覆盖在各所述顶层金属层图形块的顶部表面、侧面和各所述顶层金属层图形块之间的所述层间膜表面；控制所述钝化层的厚度使在各所述顶层金属层图形块的侧面不形成针孔。

步骤三、沉积第二氧化硅层，所述第二氧化硅层覆盖在所述钝化层表面。

步骤四、去除各所述顶层金属层图形块的顶部表面的所述钝化层表面的所述第二氧化硅层，各所述顶层金属层图形块的整个侧面或底部侧面的所述第二氧化硅层保留，各所述顶层金属层图形块之间的所述钝化层表面的所述第二氧化硅层保留，通过所保留的所述第二氧化硅增加各所述顶层金属层图形块和底部的所述层间膜的粘附力。

进一步的改进是，所述顶层金属层的材料为铝。

进一步的改进是，所述钝化层的材料为氮化硅或氮氧化硅。

进一步的改进是，步骤四包括如下分步骤：

步骤41、涂布一层底部抗反射涂层(barc)，所述底部抗反射涂层将各所述顶层金属层图形块之间的区域的底部填充或完全填充。

步骤42、以所述钝化层为终止层进行全面回刻工艺去除各所述顶层金属层图形块的顶部表面的所述钝化层表面的所述第二氧化硅层；各所述顶层金属层图形块的整个侧面或底部侧面的所述第二氧化硅层以及各所述顶层金属层图形块之间的所述钝化层表面的所述第二氧化硅层在所述底部抗反射涂层的保护下而保留。

步骤43、去除所述底部抗反射涂层。

进一步的改进是，步骤三中沉积的所述第二氧化硅层的厚度为各所述顶层金属层图形块的高度的1/3～1/2。

进一步的改进是，步骤四之后还包括进行背面工艺。

进一步的改进是，所述背面工艺包括胶带粘贴工艺以及去胶带工艺。

进一步的改进是，所述背面工艺包括背面研磨工艺。

本发明通过在形成钝化层之后，再形成一层第二氧化硅层，对氧化硅层进行刻蚀处理使各顶层金属层图形块的顶部表面的第二氧化硅层去除，各顶层金属层图形块的整个侧面或底部侧面以及图形块之间的第二氧化硅层保留，通过所保留的第二氧化硅增加各顶层金属层图形块和底部的层间膜的粘附力，所以本发明能提高顶层金属层的黏附强度，防止顶层金属层的小块图形的掉落。

另外，由于本发明提高顶层金属层的黏附强度和钝化层的厚度无关，故本发明能够很好的控制钝化层的厚度，将钝化层的厚度减少到不形成针孔的水平，故本发明还能同时防止针孔的产生。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是现有工艺中顶层金属层中出现图形块掉落的照片；

图2是现有工艺中增加钝化层厚度时所产生的针孔照片；

图3是本发明实施例方法的流程图；

图4a-图4c是本发明实施例方法各步骤中的器件结构的示意图。

具体实施方式

如图3所示，是本发明实施例方法的流程图；如图4a至图4c所示，是本发明实施例方法各步骤中的器件结构的示意图，本发明实施例改善顶层金属层的黏附强度的方法包括如下步骤：

步骤一、如图4a所示，在由氧化硅组成的最顶层的层间膜1的表面形成顶层金属层，对所述顶层金属层进行图形化形成多个顶层金属层图形块2。较佳为，所述顶层金属层的材料为铝。

步骤二、如图4a所示，沉积钝化层3，所述钝化层3的材料为氮化硅或氮氧化硅。所述钝化层3覆盖在各所述顶层金属层图形块2的顶部表面、侧面和各所述顶层金属层图形块2之间的所述层间膜1表面；控制所述钝化层3的厚度使在各所述顶层金属层图形块2的侧面不形成针孔。

步骤三、如图4b所示，沉积第二氧化硅层4，所述第二氧化硅层4覆盖在所述钝化层3表面。较佳为，所述第二氧化硅层4的厚度为各所述顶层金属层图形块2的高度的1/3～1/2。

步骤四、如图4c所示，去除各所述顶层金属层图形块2的顶部表面的所述钝化层3表面的所述第二氧化硅层4，各所述顶层金属层图形块2的整个侧面或底部侧面的所述第二氧化硅层4保留，各所述顶层金属层图形块2之间的所述钝化层3表面的所述第二氧化硅层4保留，通过所保留的所述第二氧化硅增加各所述顶层金属层图形块2和底部的所述层间膜1的粘附力。

较佳为，步骤四包括如下分步骤：

步骤41、如图4b所示，涂布一层底部抗反射涂层5，所述底部抗反射涂层5将各所述顶层金属层图形块2之间的区域的底部填充或完全填充。

步骤42、如图4c所示，以所述钝化层3为终止层进行全面回刻工艺去除各所述顶层金属层图形块2的顶部表面的所述钝化层3表面的所述第二氧化硅层4；各所述顶层金属层图形块2的整个侧面或底部侧面的所述第二氧化硅层4以及各所述顶层金属层图形块2之间的所述钝化层3表面的所述第二氧化硅层4在所述底部抗反射涂层5的保护下而保留。

步骤43、如图4c所示，去除所述底部抗反射涂层5。

在步骤四之后还包括进行背面工艺。所述背面工艺包括胶带粘贴工艺(tape)以及去胶带工艺，所述背面工艺还包括背面研磨工艺。本发明实施例方法通过在各顶层金属层图形块2的至少底部侧面以及各顶层金属层图形块2之间形成第二氧化硅层4，能够增加各顶层金属层图形块2的粘附强度，从而能避免在背面工艺中如去胶带工艺或背面研磨工艺等具有较大压力的工艺中对各顶层金属层图形块2造成破坏，从而提高产品的性能和良率。另外，由于不需要通过增加钝化层3的厚度来增加各顶层金属层图形块2的粘附强度，故能够对钝化层3的厚度进行控制，并避免针孔缺陷的产生。

以上通过具体实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。