本發(fā)明涉及半導(dǎo)體芯片制造工藝技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鋁刻蝕方法及裝置。

背景技術(shù)：

在半導(dǎo)體芯片制造業(yè)中，芯片的線寬越來越小，集成度越來越高，對(duì)機(jī)臺(tái)的要求也越來越高。鋁刻蝕是半導(dǎo)體芯片制造領(lǐng)域的主要刻蝕工藝之一，其金屬層大多使用純鋁、鋁銅、鋁硅、鋁硅銅等合金，而鋁刻蝕的主要作用就是將設(shè)計(jì)好的金屬連線圖形轉(zhuǎn)移到產(chǎn)品上，從而實(shí)現(xiàn)連線或者柵極的作用。

在傳統(tǒng)的半導(dǎo)體芯片封裝時(shí)，大部分產(chǎn)品都是打金線，而為了節(jié)約成本，部分產(chǎn)品也開始采用銅線來封裝。而采用銅線封裝需要芯片焊接處的金屬鋁必須足夠厚，一般要大于2微米以上，但大于2微米的鋁是非常粗糙的。另外，CMOS(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)的產(chǎn)品線寬比較小，最上一層金屬的最小線寬一般需要小于5微米，這樣會(huì)導(dǎo)致刻蝕起來非常困難。

在半導(dǎo)體制造業(yè)界，對(duì)6寸晶圓進(jìn)行金屬鋁刻蝕的主流機(jī)臺(tái)為TCP9600、P5000、DPS等型號(hào)，但這些機(jī)臺(tái)的缺點(diǎn)是價(jià)格昂貴。而應(yīng)用材料的8330機(jī)臺(tái)價(jià)格則相對(duì)低，但因其腔體大、采用單功率發(fā)生器控制、使用一爐多片且最多為18片的生產(chǎn)方式生產(chǎn)等原因，其各向異性刻蝕的能力很弱，厚鋁產(chǎn)品(鋁厚2微米以上)在作業(yè)后常會(huì)出現(xiàn)大量異常，如底切、后腐蝕、鋁殘留等現(xiàn)象，導(dǎo)致后續(xù)無法進(jìn)行芯片生產(chǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種鋁刻蝕方法及裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中半導(dǎo)體芯 片的鋁刻蝕制造成本高的技術(shù)問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種鋁刻蝕方法，包括：

對(duì)鍍有鋁金屬層的襯底進(jìn)行涂膠光刻后，在真空腔內(nèi)進(jìn)行刻蝕，并在刻蝕所獲得的鋁條側(cè)壁生成用來保護(hù)所述側(cè)壁的聚合物；

刻蝕后在所述真空腔內(nèi)去除光刻膠；

清洗去除所述聚合物。

進(jìn)一步地，

在刻蝕時(shí)所述真空腔內(nèi)的壓強(qiáng)小于28mTorr。

進(jìn)一步地，

刻蝕時(shí)通入所述真空腔內(nèi)的氣體的體積流量為：Cl₂：20～38標(biāo)準(zhǔn)毫升每分鐘，BCl₃：135～165標(biāo)準(zhǔn)毫升每分鐘，CHF₃：小于20標(biāo)準(zhǔn)毫升每分鐘；

將所述氣體電離的功率為：1000～1400瓦。

進(jìn)一步地，

所述聚合物為含有碳、氫、氟、氯的聚合物。

進(jìn)一步地，所述刻蝕后在所述真空腔內(nèi)去除光刻膠包括：

通過在真空腔內(nèi)利用氧氣電離后的等離子體與所述光刻膠反應(yīng)去除所述光刻膠，并去除一部分所述聚合物。

另一方面，本發(fā)明還提供一種鋁刻蝕裝置，包括：

刻蝕單元，用于對(duì)涂膠光刻后的鍍有鋁金屬層的襯底在真空腔內(nèi)進(jìn)行刻蝕，并在刻蝕所獲得的鋁條側(cè)壁生成用來保護(hù)所述側(cè)壁的聚合物；

去膠單元，用于刻蝕后在所述真空腔內(nèi)去除光刻膠；

清洗單元，用于清洗去除所述聚合物。

進(jìn)一步地，

所述刻蝕單元在刻蝕時(shí)所述真空腔內(nèi)的壓強(qiáng)小于28mTorr。

進(jìn)一步地，

所述刻蝕單元在刻蝕時(shí)通入所述真空腔內(nèi)的氣體的體積流量為： Cl₂：20～38標(biāo)準(zhǔn)毫升每分鐘，BCl₃：135～165標(biāo)準(zhǔn)毫升每分鐘，CHF₃：小于20標(biāo)準(zhǔn)毫升每分鐘；

將所述氣體電離的功率為：1000～1400瓦。

進(jìn)一步地，

所述聚合物為含有碳、氫、氟、氯的聚合物。

進(jìn)一步地，

所述去膠單元還用于：通過在真空腔內(nèi)利用氧氣電離后的等離子體與所述光刻膠反應(yīng)去除所述光刻膠，并去除一部分所述聚合物。

和/或，所述刻蝕單元和所述去膠單元進(jìn)行刻蝕和去膠的機(jī)臺(tái)為應(yīng)用材料8330機(jī)臺(tái)。

可見，本發(fā)明可以在一種價(jià)格較低的(如：應(yīng)用材料8330)機(jī)臺(tái)上進(jìn)行作業(yè)，完成鋁厚2.0微米以上產(chǎn)品鋁刻蝕的工藝，其鋁條線寬最小可以做到2微米。這個(gè)工藝節(jié)約了CMOS產(chǎn)品封裝時(shí)需要打金線的成本，能夠改為打銅線，大大提高了產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明實(shí)施例鋁刻蝕方法的流程示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例2鋁刻蝕裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有 作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

在鋁刻蝕的過程中，當(dāng)使用價(jià)格相對(duì)較低的應(yīng)用材料8330機(jī)臺(tái)時(shí)，由于其各向異性太弱，因此必須加重聚合物的量來進(jìn)行鋁條側(cè)壁保護(hù)，否則會(huì)發(fā)生底切異常。并且，當(dāng)鋁厚大于2微米后，金屬鋁會(huì)變得非常粗糙，容易導(dǎo)致刻蝕殘留發(fā)生，因此需要增加刻蝕時(shí)的轟擊力度，以解決鋁粗糙問題造成的影響。而聚合物的增加，會(huì)阻擋鋁刻蝕的順利進(jìn)行，增加鋁殘留的概率及程度，必須將生成的聚合物及時(shí)抽走。

鑒于以上思想，本發(fā)明實(shí)施例首先提供一種鋁刻蝕方法，參見圖1，包括：

步驟101：對(duì)鍍有鋁金屬層的襯底進(jìn)行涂膠光刻后，在真空腔內(nèi)進(jìn)行刻蝕，并在刻蝕所獲得的鋁條側(cè)壁生成用來保護(hù)所述側(cè)壁的聚合物；

步驟102：刻蝕后在所述真空腔內(nèi)去除光刻膠；

步驟103：清洗去除所述聚合物。

可選地，為了保證刻蝕時(shí)真空腔的壓強(qiáng)，以將刻蝕時(shí)生成的聚合物及時(shí)抽走，避免留下殘留，在刻蝕時(shí)真空腔內(nèi)的壓強(qiáng)可以小于28mTorr。

可選地，為了保證鋁刻蝕的速度和質(zhì)量，在刻蝕時(shí)通入真空腔內(nèi)的氣體的體積流量可以為：Cl₂：20～38標(biāo)準(zhǔn)毫升每分鐘，BCl₃：135～165標(biāo)準(zhǔn)毫升每分鐘，CHF₃：小于20標(biāo)準(zhǔn)毫升每分鐘；將氣體電離的功率可以為：1000～1400瓦。

其中，在通入氣體進(jìn)行電離并對(duì)鋁刻蝕的過程中，所生成的聚合物為含有碳、氫、氟、氯的聚合物。

在完成鋁刻蝕后，為了防止光刻膠中殘留有氯，在接觸到空氣中的水汽時(shí)發(fā)生后腐蝕，可以通過在真空腔內(nèi)利用氧氣電離后的等離子體與光刻膠反應(yīng)去除光刻膠，并去除一部分聚合物。

實(shí)施例1：

本發(fā)明實(shí)施例1提供一種鋁刻蝕方法，其利用應(yīng)用材料8330機(jī)臺(tái)， 通入真空腔的氣體壓強(qiáng)為小于28mTorr；通入氣體的體積流量為：Cl₂：20～38標(biāo)準(zhǔn)毫升每分鐘，BCl₃：135～165標(biāo)準(zhǔn)毫升每分鐘，CHF₃：小于20標(biāo)準(zhǔn)毫升每分鐘；將氣體電離的功率發(fā)生器的功率為：1000～1400瓦。

在進(jìn)行鋁刻蝕的過程中，首先在硅片的金屬間介質(zhì)(IMD)層上鍍上一層鋁金屬層并進(jìn)行涂膠光刻，涂膠光刻的過程包括涂光刻膠、曝光及顯影，把需要刻蝕掉的地方露出來，不需要刻蝕掉的地方則由光刻膠阻擋。

然后傳進(jìn)應(yīng)用材料8330主腔體里，通入上述設(shè)定的氣體流量，在通過真空泵將真空腔抽真空到所設(shè)定的壓強(qiáng)值后，打開功率發(fā)生器至預(yù)設(shè)功率值，將所通入穩(wěn)定的氣體電離，得到含氯、氟的等離子氣體。

在真空腔內(nèi)使得氯與金屬鋁發(fā)生反應(yīng)，所生成的揮發(fā)性的三氯化鋁由真空泵抽走，同時(shí)，氯與氟與光刻膠會(huì)發(fā)生反應(yīng)，生成含有碳、氫、氟、氯的聚合物，該聚合物用來保護(hù)鋁的側(cè)壁，避免底切的發(fā)生。

在完成鋁刻蝕后，為了防止光刻膠中殘留有氯，在接觸到空氣中水汽時(shí)發(fā)生后腐蝕，可以直接在真空腔腔體里進(jìn)行去膠，原理主要是靠O₂電離后的等離子體與光刻膠反應(yīng)，將光刻膠去除，與此同時(shí)也會(huì)去掉一部分聚合物。在這一過程中，在光刻膠中及聚合物中的氯將會(huì)被真空泵抽走。

去膠完成后，將元器件傳出腔體，進(jìn)行聚合物去除清洗，完成整個(gè)鋁刻蝕過程。

實(shí)施例2：

本發(fā)明實(shí)施例2還提供一種鋁刻蝕裝置，參見圖2，包括：

刻蝕單元201，用于對(duì)涂膠光刻后的鍍有鋁金屬層的襯底在真空腔內(nèi)進(jìn)行刻蝕，并在刻蝕所獲得的鋁條側(cè)壁生成用來保護(hù)所述側(cè)壁的聚合物；

去膠單元202，用于刻蝕后在所述真空腔內(nèi)去除光刻膠；

清洗單元203，用于清洗去除所述聚合物。

其中，可選地，刻蝕單元201在刻蝕時(shí)真空腔內(nèi)的壓強(qiáng)小于28mTorr。

可選地，刻蝕單元201在刻蝕時(shí)通入真空腔內(nèi)的氣體的體積流量為：Cl₂：20～38標(biāo)準(zhǔn)毫升每分鐘，BCl₃：135～165標(biāo)準(zhǔn)毫升每分鐘，CHF₃：小于20標(biāo)準(zhǔn)毫升每分鐘；將所述氣體電離的功率為：1000～1400瓦。

可選地，聚合物為含有碳、氫、氟、氯的聚合物。

可選地，去膠單元202還可以用于：通過在真空腔內(nèi)利用氧氣電離后的等離子體與所述光刻膠反應(yīng)去除所述光刻膠，并去除一部分所述聚合物。

刻蝕單元201和去膠單元202進(jìn)行刻蝕和去膠的機(jī)臺(tái)可以為應(yīng)用材料8330機(jī)臺(tái)。

可見，本發(fā)明實(shí)施例可以在一種價(jià)格較低的(如：應(yīng)用材料8330)機(jī)臺(tái)上進(jìn)行作業(yè)，完成鋁厚2.0微米以上產(chǎn)品鋁刻蝕的工藝，其鋁條線寬最小可以做到2微米。這個(gè)工藝節(jié)約了CMOS產(chǎn)品封裝時(shí)需要打金線的成本，能夠改為打銅線，大大提高了產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

最后應(yīng)說明的是：以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。