[发明专利]湿法刻蚀后的清洗方法

说明书

技术领域

本发明属于半导体集成电路制造工艺领域，涉及一种金属铝湿法刻蚀后的清洗方法。

背景技术

随着集成电路集成度的不断增长，集成电路中器件特征尺寸不断缩小，集成电路生产加工的精细程度也在不断加大。而在集成电路生产制造环节中决定器件最终尺寸的刻蚀工艺就凸显的越发重要。在集成电路不断向小尺寸发展的要求下，干法刻蚀工艺因为具有良好的侧壁控制能力、良好的特征尺寸控制能力、最小的光刻胶脱落和粘附问题、良好的均匀性以及良好的工艺稳定和可控性得到了广泛的应用。而湿法刻蚀工艺因为是各向同性的化学腐蚀，刻蚀过程中对横向和纵向都产生腐蚀，特征尺寸控制能力差。在高集成度、小特征尺寸的超大规模集成电路中，几乎不再使用。

但是，金属湿法刻蚀工艺却具有成本低、产能大、无电荷积累、无物理损伤等优点。这使得湿法工艺在一些特殊产品制造领域中得到广泛应用。如功率器件产品、高可靠性产品、航空航天抗辐照产品、MEMS(Micro-electro Mechanical Systems，微电子机械系统)等。

目前广泛使用的金属铝湿法刻蚀工艺一般是用铝腐蚀液刻蚀金属，然而，因为湿法刻蚀的各向同性，腐蚀液在刻蚀金属铝的同时，也腐蚀铝下层的薄氧化层。当薄氧化层厚度h小于铝条之间的间距s，则当金属铝被完全刻蚀干净的时候，薄氧化层已经被腐蚀干净，衬底材料硅也被腐蚀，形成硅屑析出，如图1所示。因此，需要对金属铝湿法刻蚀后产生的硅屑进行清洗。通常采用干法或湿法工艺清洗刻蚀后产生的硅屑。请参考图2，其所示为现有技术中金属铝湿法刻蚀及去硅屑工艺步骤，包括金属铝光刻，光刻胶烘干，光刻胶灰化，湿法刻蚀金属铝，去光刻胶以及干法或湿法去硅屑。其中，干法去硅屑采用离子轰击的方法将刻蚀后的残留物去除，工艺成本低、工艺时间短、操作简单、通量大，适合于大批量产品生产。但是使用干法工艺会引入等离子体损伤和电荷积累，降低产品的可靠性和抗辐射水平。湿法去硅屑则采用化学腐蚀的方法去除刻蚀后的残留物，不对衬底产生损伤和电荷积累，避免等离子损伤和电荷积累对产品可靠性和抗辐照水平的影响。但湿法工艺去硅屑的能力相比干法工艺要弱，无法完全去除硅屑，会产生硅屑残留的问题。在后续工艺中，残留的硅屑会飘散到硅片的各个部分，形成肉眼可见的黑点，从而无法满足产品在线检验和出货检验要求。如果硅屑留在金属连线或封装焊盘上，则会引起可靠性问题和封装问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种湿法刻蚀后的清洗方法，以保证湿法刻蚀后硅片表面满足质量检验要求。为达成上述目的，本发明湿法刻蚀后的清洗方法包括以下步骤：

完成金属铝湿法刻蚀工艺后，进行第一次湿法去除硅屑残留；

通过光刻工艺在经湿法刻蚀后的金属铝上形成光刻胶；

进行光刻胶烘干；

进行光刻胶干法灰化；

进行第二次湿法去除硅屑残留。

优选的，所述金属铝湿法刻蚀工艺包括：通过光刻工艺在所述金属铝上形成图形化的光刻胶；进行光刻胶烘干；进行光刻胶干法灰化；以光刻胶为掩膜，湿法刻蚀所述金属铝以形成沟槽，所述沟槽贯穿所述金属铝下方的薄氧化层并延伸至衬底，使所述衬底产生所述硅屑残留；去除所述光刻胶。

优选的，所述薄氧化层的厚度小于所述沟槽的宽度。

优选的，所述光刻工艺包括涂覆光刻胶层，曝光及显影，其中所述光刻胶层的厚度为2至2.5微米。

优选的，进行光刻胶烘干的温度为100至120℃，时间为10至30分钟。

优选的，进行光刻胶干法灰化的灰化气体为四氟化碳与氧气，灰化时间为10至30秒。

优选的，通过铝腐蚀液湿法刻蚀所述金属铝，其中所述铝腐蚀液成分包括80%磷酸，5%硝酸，5%乙酸和10%水；工艺温度为35至45℃。

优选的，去除所述光刻胶的工艺气体为氧气，时间为30至90分钟。

优选的，通过去硅屑液湿法去除硅屑残留，其中所述去硅屑液的成分包括60%~70%磷酸，5%~10%硝酸，10%~20%乙酸和10%~20%水；工艺温度为23至25℃，时间为1至10分钟。

本发明的优点在于，通过增加了二次光刻金属铝等步骤，在增加湿法去除硅屑残留工艺时间的同时保护金属铝不受影响，不仅能够有效减少硅屑残留并去除残留的硅渣，也不会产生电荷积累和等离子损伤，能够保证器件和产品的可靠性以及抗辐照性能，满足特殊产品对高可靠性以及高抗辐照性能的要求。

附图说明

图1所示为具有薄氧化层结构的金属铝湿法刻蚀后示意图。