专利名称：对半导体器件的保护层残留聚合物的去除方法
技术领域：
本发明涉及半导体制作领域，特别涉及一种对半导体器件的保护层残留聚合物的去除方法。
背景技术：
在半导体制作过程的最后阶段，当制作完半导体器件的顶层金属层，也就是在顶层介质层上形成压焊点金属之后，还需要沉积保护层及对所沉积的保护层进行刻蚀，露出压焊点金属，最终得到半导体器件。对最终得到的半导体器件进行参数测试通过后，就可以封装得到芯片了。目前，在半导体器件的顶层金属层沉积保护层及对所沉积的保护层进行刻蚀的方法流程图如图1所示，参照图加 2d所示的在半导体器件的顶层金属层沉积保护层及对所沉积的保护层进行刻蚀过程的剖面示意图，进行具体说明步骤101、如图加所示，在半导体器件的顶层金属层101沉积保护层102，在加中， 顶层金属层101只是示意图，其中该金属层中具有填充金属的通孔及压焊点等，在图中未示出；在该步骤中，保护层102为氮化硅层，当然，在顶层金属层和保护层之间还包括采用所沉积的二氧化硅作为材料的层间介质层；在该步骤中，沉积的保护层102采用化学气相沉积(CVD)方式进行；步骤102、如图2b所示，在所沉积的保护层102上旋涂光刻胶层103，然后以具有保护层图形的掩膜对该光刻胶层进行曝光及对光刻胶层103显影后，得到具有保护层图形的光刻胶层103 ；步骤103、如图2c所示，以具有保护层图形的光刻胶层103为掩膜对保护层102进行刻蚀，得到具有保护层图形的保护层102 ；步骤104、如图2d所示，采用灰化方法和湿洗的方式去除剩余的光刻胶层103 ；在本步骤中，灰化方法为半导体器件衬底被加热，同时半导体器件的光刻胶暴露在氧等离子体或臭氧中反应，消除光刻胶；湿洗方法为采用硫酸和双氧水的混合物、或者氨水和双氧水的混合物湿洗半导体器件，去除残留的光刻胶。在上述过程中，当刻蚀保护层时，会产生刻蚀残留物，特别是在保护层的侧壁上形成，它产生的原因有多种，例如保护层中的污染物、选择的刻蚀速度过快、刻蚀反应腔中的污染物或/和光刻胶层中不均勻的杂质分布等。在刻蚀保护层时所产生的刻蚀残留物是不可避免的，且成分复杂，包括刻蚀剂和反应生成物等无机材料，所产生的残留聚合物链有很强的难以氧化和去除的碳氟键，所以无法采用步骤104的以氧化为原理的灰化和湿洗的方式完全去除。因此，为了完全去除刻蚀保护层所产生的刻蚀残留物，在步骤104后还增加了超声波方式或对保护层进一步刻蚀处理。但是，随着半导体器件的特征尺寸减小，得到具有保护层图形的保护层的深宽比也提高，如果采用超声波方式或对保护层进一步刻蚀完全去除保护层侧壁上的刻蚀残留物，就会在具有保护层图形的保护层上施加压力，施加在具有保护层图形的保护层上的压力就随着特征尺寸的逐渐减小而逐渐增大，最终导致保护层的倒塌。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种对半导体器件的保护层残留聚合物的去除方法，该方法能够在保证保护层不塌陷的基础上完全去除半导体器件的保护层残留聚合物。为达到上述目的，本发明实施的技术方案具体是这样实现的一种对半导体器件的保护层残留聚合物的去除方法，该方法包括在半导体器件的顶层金属层上沉积保护层后，涂覆光刻胶层；以具有保护层图形的掩膜对光刻胶层曝光后显影，得到具有保护层图形的光刻胶层；以具有保护层图形的光刻胶层为掩膜，刻蚀保护层，在保护层上残留聚合物；采用灰化和湿洗的方式去除剩余的光刻胶层，采用去离子水喷射的方式去除残留聚合物。所述去离子水喷射为分子化喷射或高压喷射。所述分子化喷射为采用氮气喷射出离子水；所述高压喷射为采用泵增压喷射去离子水。所述残留聚合物位于保护层侧壁，所述去离子水喷射到保护层侧壁上。所述去除残留聚合物的时间长度与残留聚合物的数量成正比。由上述技术方案可见，本发明为了在保护层的深宽比提高之后，完全去除保护层的刻蚀残留聚合物且不引起保护层的倒塌，不采用现有的超声波方式或进一步刻蚀保护层的方式，而是采用去离子水喷射清洗的方式对保护层的刻蚀残留物进行去除，直接采用去离子水针对性的喷射刻蚀残留物，而不是采用现有技术的采用超声波方式或对保护层进一步刻蚀具有保护层图形的保护层表面来去除刻蚀残留物，不会在具有保护层图形的保护层表面施加引起保护层倒塌的压力。采用去离子水针对性的喷射刻蚀残留物，特别是具有保护层图形的保护层两侧的残留物，施加给具有保护层图形的保护层压力很小或没有，就不会像现有技术那样将压力直接作用于保护层表面，不会使得保护层承受巨大压力，不会造成倒塌。
图1为现有技术在半导体器件的顶层金属层沉积保护层及对所沉积的保护层进行刻蚀的方法流程图；图加 图2d为现有技术在半导体器件的顶层金属层沉积保护层及对所沉积的保护层进行刻蚀过程的剖面示意图；图3为本发明在半导体器件的顶层金属层沉积保护层及对所沉积的保护层进行刻蚀的方法流程图；图如 图如为本发明在半导体器件的顶层金属层沉积保护层及对所沉积的保护层进行刻蚀过程的剖面示意图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明作进一步详细说明。从现有技术可以看出，完全去除保护层的刻蚀残留聚合物过程中，造成保护层的倒塌原因就是采用了超声波方式或进一步刻蚀保护层方式都会直接作用于保护层表面，使得保护层表面压力增大或损伤保护层表面，造成深宽比越来越大的保护层的倒塌。为了克服以上问题，本发明提出采用去离子水喷射清洗的方式对保护层的刻蚀残留物进行去除，比如只是针对有刻蚀残留聚合物的地方，保护层的侧壁处采用去离子水喷射清洗，这样，就不像现有技术那样在去除保护层的刻蚀残留聚合物的过程中，直接作用于保护层表面，不会使得保护层承受巨大压力，不会造成倒塌。本发明直接采用去离子水针对性的喷射刻蚀残留物，而不是采用现有技术的采用超声波方式或对保护层进一步刻蚀具有保护层图形的保护层表面来去除刻蚀残留物，不会在具有保护层图形的保护层表面施加引起保护层倒塌的压力。采用去离子水针对性的喷射刻蚀残留物，特别是具有保护层图形的保护层两侧的残留物，施加给具有保护层图形的保护层压力很小或没有，就不会像现有技术那样将压力直接作用于保护层表面，不会使得保护层承受巨大压力，不会造成倒塌。在本发明中，采用去离子水喷射去除的方式可以为分子化喷射清洗或高压喷射清洗，其中，分子化喷射清洗是采用氮气带出离子水进行清洗，高压喷射清洗采用泵增压喷射离子水进行清洗，清洗的时间长度根据保护层刻蚀残留聚合物的多少确定，两者成正比。图3为本发明在半导体器件的顶层金属层沉积保护层及对所沉积的保护层进行刻蚀的方法流程图，结合图如 图4e为本发明在半导体器件的顶层金属层沉积保护层及对所沉积的保护层进行刻蚀过程的剖面示意图，进行详细说明步骤301、如图如所示，在半导体器件的顶层金属层101沉积保护层102，在加中， 顶层金属层101只是示意图，其中该金属层中具有填充金属的通孔及压焊点等，在图中未示出；在该步骤中，保护层102为氮化硅层，当然，在顶层金属层和保护层之间还包括采用所沉积的二氧化硅作为材料的层间介质层；在该步骤中，沉积的保护层102采用CVD方式进行；步骤302、如图4b所示，在所沉积的保护层102上旋涂光刻胶层103，然后以具有保护层图形的掩膜对该光刻胶层进行曝光及对光刻胶层103显影后，得到具有保护层图形的光刻胶层103 ；步骤303、如图如所示，以具有保护层图形的光刻胶层103为掩膜对保护层102进行刻蚀，得到具有保护层图形的保护层102 ；在本步骤中，具有保护层图形的保护层102还会存在刻蚀形成的残留聚合物，特别是在具有保护层图形的保护层102的侧壁上；步骤304、如图4d所示，采用灰化方法和湿洗的方式去除剩余的光刻胶层103 ；步骤305、如图如所示，采用去离子水喷射的方式对刻蚀保护层102所产生的刻蚀残留聚合物104进行完全去除；在本步骤中，去离子水喷射可以采用分子化喷射清洗或高压喷射清洗，喷射时只针对残留聚合物处进行，比如具有保护层图像的保护层102的侧壁；在本步骤中，去离子水喷射的时间长度可以根据残留聚合物的多少成正比，直到完全去除。以上举较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种对半导体器件的保护层残留聚合物的去除方法，该方法包括 在半导体器件的顶层金属层上沉积保护层后，涂覆光刻胶层；以具有保护层图形的掩膜对光刻胶层曝光后显影，得到具有保护层图形的光刻胶层； 以具有保护层图形的光刻胶层为掩膜，刻蚀保护层，在保护层上残留聚合物； 采用灰化和湿洗的方式去除剩余的光刻胶层，采用去离子水喷射的方式去除残留聚合物。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述去离子水喷射为分子化喷射或高压喷射。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述分子化喷射为采用氮气喷射出离子水； 所述高压喷射为采用泵增压喷射去离子水。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述残留聚合物位于保护层侧壁，所述去离子水喷射到保护层侧壁上。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述去除残留聚合物的时间长度与残留聚合物的数量成正比。
全文摘要
本发明公开了一种对半导体器件的保护层残留聚合物的去除方法，该方法包括在半导体器件的顶层金属层上沉积保护层后，涂覆光刻胶层；以具有保护层图形的掩膜对光刻胶层曝光后显影，得到具有保护层图形的光刻胶层；以具有保护层图形的光刻胶层为掩膜，刻蚀保护层，得到具有保护层图形的保护层且在保护层上残留聚合物；采用灰化和湿洗的方式去除剩余的光刻胶层，采用去离子水喷射的方式去除残留聚合物。本发明可以在保证保护层不塌陷的基础上完全去除半导体器件的保护层残留聚合物。
文档编号H01L21/02GK102486990SQ201010569639
公开日2012年6月6日 申请日期2010年12月1日 优先权日2010年12月1日
发明者代大全, 吴森, 张校平, 秦伟 申请人:中芯国际集成电路制造(上海)有限公司