改善小尺寸再分布通孔金属层台阶覆盖率的方法与流程

本发明涉及半导体，特别是涉及一种改善小尺寸再分布通孔金属层台阶覆盖率的方法。

背景技术：

1、后段铜互连工艺为目前半导体制程中常用的工艺技术，随着客户需求多样化，小关键尺寸(约2.7um)rv(再分布通孔)在填充铝时由于pvd工艺存在的自屏蔽效应，堆积在顶部的原子遮蔽了孔的开口，使得后续到来的原子难以沉积在侧壁，造成铝填充空隙。且在后续钝化层工艺中空隙内会存在钝化层以及氟化铝残留，影响bumping(凸块制造)接线。

2、为解决上述问题，需要提出一种新型的改善小尺寸再分布通孔金属层台阶覆盖率的方法。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种改善小尺寸再分布通孔金属层台阶覆盖率的方法，用于解决现有技术中小关键尺寸再分布通孔在填充铝时由于pvd工艺存在的自屏蔽效应，堆积在顶部的原子遮蔽了孔的开口，使得后续到来的原子难以沉积在侧壁，造成铝填充空隙。且在后续钝化层工艺中空隙内会存在钝化层以及氟化铝残留，影响凸块制造接线的问题。

2、为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种改善小尺寸再分布通孔金属层台阶覆盖率的方法，包括：

3、步骤一、提供半导体衬底，在半导体衬底上形成集成电路器件；

4、在所述半导体衬底上形成互连结构，其中，所述互连结构包括与所述集成电路器件连接的多个导电部件；

5、步骤二、在所述互连结构上形成第一钝化层，所述第一钝化层由自下而上的ndc层和位于ndc层上的氧化层组成，在所述氧化层上形成光刻胶层，光刻打开所述光刻胶层以定义出再分布通孔的形成位置；

6、步骤三、利用各向同性的湿法刻蚀在所述氧化层上形成剖面为上宽下窄梯形的再分布通孔，利用各向异性的干法刻蚀继续刻蚀所述再分布通孔的底部至互连结构上，使得所述再分布通孔的剖面形成为漏斗形，去除剩余的所述光刻胶；

7、步骤四、在所述再分布通孔上沉积金属层；

8、图案化所述金属层以形成再分布层(rdl)金属部件。

9、优选地，步骤一中的所述半导体衬底包括块状半导体衬底或绝缘体上硅(soi)衬底。

10、优选地，步骤三中的所述湿法刻蚀的方法包括：以200：1的氢氟酸湿法刻蚀所述氧化层，使得所述再分布通孔侧壁上的所述氧化层刻蚀去除2800至3200埃。

11、优选地，步骤三中的所述干法刻蚀的方法为反应式离子刻蚀。

12、优选地，步骤四中在形成所述金属层前，还包括：在所述第一钝化层上和位于所述第一开口内的所述顶部导电部件上沉积阻挡层；对所述阻挡层实施氧气处理以形成扩散层。

13、优选地，步骤四中的所述金属层的材料为铝。

14、优选地，所述阻挡层的包括钽膜和位于所述钽膜上的氮化钽膜。

15、优选地，所述扩散层包括钽、氧和氮。

16、优选地，所述方法还包括步骤五：在所述再分布层金属部件和所述第一钝化层上形成第二钝化层，其中，所述再分布层金属部件作为接合焊盘从所述顶部导电部件延伸至所述第二钝化层的开口。

17、优选地，步骤五中的所述第一钝化层由自下而上的ndc层和位于ndc层上的氧化层组成。

18、如上所述，本发明的改善小尺寸再分布通孔金属层台阶覆盖率的方法，具有以下有益效果：

19、本发明通过对再分布通孔(rv)现有刻蚀工艺形成的直角侧壁倾斜角度进行优化，rv孔开口尺寸增大能显著改善金属层在pvd工艺过程中的自屏蔽效应，提高台阶覆盖率，防止后续造成钝化层以及刻蚀副产物聚合物残留。

技术特征：

1.一种改善小尺寸再分布通孔金属层台阶覆盖率的方法，其特征在于，至少包括：

2.根据权利要求1所述的改善小尺寸再分布通孔金属层台阶覆盖率的方法，其特征在于：步骤一中的所述半导体衬底包括块状半导体衬底或绝缘体上硅(soi)衬底。

3.根据权利要求1所述的改善小尺寸再分布通孔金属层台阶覆盖率的方法，其特征在于：步骤三中的所述湿法刻蚀的方法包括：以200：1的氢氟酸湿法刻蚀所述氧化层，使得所述再分布通孔侧壁上的所述氧化层刻蚀去除2800至3200埃。

4.根据权利要求1所述的改善小尺寸再分布通孔金属层台阶覆盖率的方法，其特征在于：步骤三中的所述干法刻蚀的方法为反应式离子刻蚀。

5.根据权利要求1所述的改善小尺寸再分布通孔金属层台阶覆盖率的方法，其特征在于：步骤四中在形成所述金属层前，还包括：在所述第一钝化层上和位于所述第一开口内的所述顶部导电部件上沉积阻挡层；对所述阻挡层实施氧气处理以形成扩散层。

6.根据权利要求1所述的改善小尺寸再分布通孔金属层台阶覆盖率的方法，其特征在于：步骤四中的所述金属层的材料为铝。

7.根据权利要求5所述的改善小尺寸再分布通孔金属层台阶覆盖率的方法，其特征在于：所述阻挡层的包括钽膜和位于所述钽膜上的氮化钽膜。

8.根据权利要求7所述的改善小尺寸再分布通孔金属层台阶覆盖率的方法，其特征在于：所述扩散层包括钽、氧和氮。

9.根据权利要求1所述的改善小尺寸再分布通孔金属层台阶覆盖率的方法，其特征在于：所述方法还包括步骤五：在所述再分布层金属部件和所述第一钝化层上形成第二钝化层，其中，所述再分布层金属部件作为接合焊盘从所述顶部导电部件延伸至所述第二钝化层的开口。

10.根据权利要求9所述的改善小尺寸再分布通孔金属层台阶覆盖率的方法，其特征在于：步骤五中的所述第一钝化层由自下而上的ndc层和位于ndc层上的氧化层组成。

技术总结
本发明提供一种改善小尺寸再分布通孔金属层台阶覆盖率的方法，提供半导体衬底，在半导体衬底上形成集成电路器件；在半导体衬底上形成互连结构，其中，互连结构包括与集成电路器件连接的多个导电部件；在互连结构上形成第一钝化层，第一钝化层由自下而上的NDC层和位于NDC层上的氧化层组成，在氧化层上形成光刻胶层，光刻打开光刻胶层以定义出再分布通孔的形成位置；利用各向同性的湿法刻蚀在氧化层上形成剖面为上宽下窄梯形的再分布通孔，利用各向异性的干法刻蚀继续刻蚀再分布通孔的底部至互连结构上，使得再分布通孔的剖面形成为漏斗形，去除剩余的光刻胶。本发明能够提高台阶覆盖率，防止后续造成钝化层以及刻蚀副产物聚合物残留。

技术研发人员：刘宇翔,高国磊,吕穿江,张磊,王晓日
受保护的技术使用者：华虹半导体（无锡）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/10