[发明专利]半导体器件的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路制造领域，特别是涉及一种半导体器件的制造方法。

背景技术

随着半导体器件制造技术的飞速发展，半导体器件已经具有深亚微米结构，集成电路中包含巨大数量的半导体器件，在如此大规模集成电路中，通常采用多层互连结构，特别是利用双镶嵌工艺形成的多层互连结构，其预先在层间介质层中形成沟槽，然后用导电材料例如铜填充所述沟槽。

而对于与金属互连线电相连的焊盘结构(pad)而言，因其与多层金属互连线结构相比具有相对较大的尺寸，在兼顾器件性能与制作成本的情况下，仍广泛应用金属铝来制造所述焊盘结构。具体请参考图1A～1D，其为现有的半导体器件的制造方法的各步骤相应结构的剖面示意图。

请参考图1A，首先，提供半导体衬底100，所述半导体衬底100内已经形成有半导体器件结构以及其互连线路，为简便，仅仅表示出位于半导体衬底100的主动表面上、用于与外部电路互连的一层金属互连线(top metal)110，所述金属互连线的材料例如为金属铜。与传统的铝工艺相比，铜工艺的优点在于其电阻率较低，导电性能更好，由其制成的金属互连线可以在保持同等甚至更强电流承载能力的情况下做得更小、更密集。

请参考图1B，在半导体衬底100上形成第一钝化层120，所述第一钝化层120是由氮化硅层121、氧化硅层122以及氮氧化硅层123所组成的叠层结构，所述第一钝化层120可通过化学气相沉积的方式形成。

在实际生产中发现，由于在沉积第一钝化层120的过程中，会有升温和降温的过程，温度效应将致使第一钝化层120的各个膜层之间产生应力，且第一钝化层120与其它膜层之间也会由于热膨胀系数不同而产生应力，从而导致第一钝化层120出现一定程度的弯曲。

请参考图1C，刻蚀所述第一钝化层120形成第一开口120A，所述第一开口120A暴露出金属互连线110。

请参考图1D，在第一钝化层120上以及第一开口120A内形成金属层130，所述金属层130的材料例如为金属铝。

请参考图1E，刻蚀金属层130，形成与金属互连线110电连接的焊盘131。

请参考图1F，在第一钝化层120以及焊盘131上形成第二钝化层140，所述第二钝化层140是由氮化硅层141和氮氧化硅层142所组成的叠层结构，由于所述第一钝化层120已经出现了弯曲现象，导致随后形成的第二钝化层140也是不平整的。

请参考图1G，刻蚀第二钝化层140形成第二开口140A，第二开口140A暴露出所述焊盘131。

最后，执行合金(Alloy)工艺，所述合金工艺的温度通常为400～500摄氏度，时间大约为30分钟。所述合金工艺的目的是将半导体衬底100置于高温环境下，并通入氢气和氮气的混合气体，使氢离子与半导体衬底100内的半导体器件的游离态的悬空健结合，形成稳定的形态，同时释放各个膜层之间的应力。

但是，在实际生产中发现，由于第一钝化层120内存在应力，而导致第一钝化层120已经出现弯曲现象，并且在进行合金工艺时，第二钝化层140已经覆盖了第一钝化层120，使得所述合金工艺无法有效释放掉第一钝化层120内的压力，这将导致第一钝化层120和第二钝化层140对焊盘131造成力学影响，并且所述第一钝化层120和第二钝化层140均出现弯曲现象，将使得封装工艺无法顺利进行。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种半导体器件的制造方法，以有效释放掉第一钝化层内的应力，防止出现钝化层弯曲的现象，确保封装工艺顺利进行。

为解决上述技术问题，本发明提供一种半导体器件的制造方法，包括以下步骤：提供具有金属互连线的半导体衬底；在所述半导体衬底上形成第一钝化层，并刻蚀所述第一钝化层形成第一开口，所述第一开口暴露出所述金属互连线；在所述第一钝化层上以及第一开口内形成金属层，并刻蚀所述金属层形成与所述金属互连线电连接的焊盘；执行合金工艺；在所述第一钝化层以及焊盘上形成第二钝化层，并刻蚀所述第二钝化层形成第二开口，所述第二开口暴露出所述焊盘。

可选的，所述合金工艺的温度为400～500摄氏度，所述合金工艺在氢气和氮气的气氛中进行，所述合金工艺的时间为10～90分钟。

可选的，所述第一钝化层包括依次形成的氮化硅层、氧化硅层以及氮氧化硅层，所述第二钝化层包括依次形成的氮化硅层以及氮氧化硅层。

可选的，在所述第一钝化层上以及第一开口内形成金属层之前，还包括：在所述第一钝化层上以及第一开口内形成阻挡层。

可选的，所述阻挡层的材质为钽或氮化钽。