一种改善铝垫上残留物的方法技术

本发明专利技术提供了一种改善铝垫上残留物的方法，应用于CMOS图像传感器的铝垫制备工艺，其特征在于，提供一半导体基底，于半导体基底上进行以下步骤：于半导体基底表面淀积一氧化层；于氧化层中一第一预定位置形成一凹槽结构；于凹槽结构底部形成接触孔；于氧化层上方覆盖一刻蚀阻挡层，于接触孔内填充刻蚀阻挡层；于刻蚀阻挡层表面形成一铝金属层；于铝金属层表面依次形成一阻挡层和一第一光刻胶层，图案化第一光刻胶层，于一第二预定位置打开第一工艺窗口；以第一光刻胶层为掩膜，对阻挡层、铝金属层和刻蚀阻挡层进行刻蚀，形成铝垫；有益效果：通过一阻挡层避免显影液与金属层直接接触，避免了环形火山坑缺陷的形成。

A method for improving residues on aluminum pads

The invention provides a method for improving the residue on the aluminum pad, which is applied to the preparation process of the aluminum pad for CMOS image sensor. The method is characterized in that the semiconductor substrate is provided with a half conductor substrate and the following steps are carried out on the semiconductor substrate: depositing an oxide layer on the surface of the semiconductor substrate; forming a groove junction at the first predetermined position in the oxide layer; A contact hole is formed at the bottom of the groove structure, an etching barrier layer is covered above the oxide layer, and an etching barrier layer is filled in the contact hole, an aluminum metal layer is formed on the surface of the etching barrier layer, and a barrier layer and a first photoresist layer are successively formed on the surface of the aluminum metal layer, and the first photoresist layer is patterned and the second is predetermined. The first process window is opened at the position; the first photoresist layer is used as a mask to etch the barrier layer, the aluminum metal layer and the etching barrier layer to form an aluminum pad; the beneficial effect is to avoid the direct contact between the developer and the metal layer through a barrier layer and avoid the formation of annular crater defects.

【技术实现步骤摘要】
一种改善铝垫上残留物的方法
本专利技术涉及半导体制造领域，尤其涉及一种改善铝垫上残留物的方法。
技术介绍
在CMOS图像传感器(CIS)的制程中，包括铝垫制备工艺。其制备过程一般为先在一硅衬底上形成一氧化物层。接下来，在氧化物层中形成一凹槽结构，并在凹槽结构底部形成接触孔。接下来，在氧化层上淀积一氮化钽层，以填充接触孔并覆盖凹槽结构的底部及侧壁。接下来，在氮化钽层上淀积一铝金属层，并通过光阻作为掩膜对铝金属层进行刻蚀，以形成铝垫。但这种工艺在后续的刻蚀制程中，会出现多余的氮化钽和氧化物残留，最终形成环形火山坑缺陷(volcanodefect)。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供了一种改善铝垫上残留物的方法，应用于CMOS图像传感器的铝垫制备工艺，其特征在于，提供一半导体基底，于所述半导体基底上进行以下步骤：步骤S1，于所述半导体基底表面淀积一氧化层；步骤S2，于所述氧化层中一第一预定位置形成一凹槽结构；步骤S3，于所述凹槽结构底部形成接触孔；步骤S4，于所述氧化层上方、所述凹槽结构的底部、所述凹槽结构的侧壁覆盖一刻蚀阻挡层，于所述接触孔内填充所述刻蚀阻挡层；步骤S5，于所述刻蚀阻挡层表面形成一铝金属层；步骤S6，于所述铝金属层表面依次形成一阻挡层和一第一光刻胶层，图案化所述第一光刻胶层，于一第二预定位置打开第一工艺窗口；步骤S7，以所述第一光刻胶层为掩膜，对所述阻挡层、所述铝金属层和所述刻蚀阻挡层进行刻蚀，去除所述氧化层表面和所述凹槽结构侧壁上的所述阻挡层、所述刻蚀阻挡层、所述铝金属层和所述接触孔上方的铝金属层，形成铝垫。其中，所述刻蚀阻挡层为一氮化钽层。其中，所述阻挡层为一底部抗反射层。其中，所述阻挡层为一有机薄膜。其中，所述步骤S2中形成所述凹槽结构的步骤包括：步骤S21，于所述氧化层上形成一第二光刻胶层，图案化所述第二光刻胶层，于待形成所述凹槽结构的位置形成第二工艺窗口；步骤S22，以所述第二光刻胶层为掩膜对所述氧化层进行刻蚀，形成所述凹槽结构；步骤S23，去除所述第二光刻胶层。其中，所述步骤S3中，形成所述接触孔的步骤包括：步骤S31，于所述氧化层表面、所述凹槽结构的侧壁和底部形成一第三光刻胶层；步骤S32，图案化所述第三光刻胶层，于所述凹槽结构底部的接触孔制备区形成第三工艺窗口；步骤S33，以所述第三光刻胶层为掩膜对所述氧化层进行刻蚀，形成所述接触孔。其中，所述半导体基底为硅基底。其中，于所述步骤S7后去除所述第一光刻胶层和所述阻挡层。其中，于所述步骤S7的刻蚀中同步去除所述第一光刻胶层和所述阻挡层，并在刻蚀结束时使所述第一光刻胶层和所述阻挡层被完全去除。有益效果：通过在第一光刻胶层与铝金属层之间增加一阻挡层，避免显影液在和第一光刻胶层反应之后直接与铝金属层接触，产生环形火山坑缺陷。附图说明图1为本专利技术一种改善铝垫上残留物的方法具体实施例的流程图；图2a-b为本专利技术一种改善铝垫上残留物的方法具体实施例的结构示意图；图3为本专利技术一种改善铝垫上残留物的方法具体实施例中形成凹槽结构的流程图；图4为本专利技术一种改善铝垫上残留物的方法具体实施例中形成接触孔的流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，但不作为本专利技术的限定。如图1、图2a-2b所示，提出了本专利技术提供了一种改善铝焊盘上残留物的方法，其中，提供一半导体基底1，于所述半导体基底1上进行以下步骤：步骤S1，于所述半导体基底1表面淀积一氧化层2；步骤S2，于所述氧化层2中一第一预定位置形成一凹槽结构；步骤S3，于所述凹槽结构底部形成接触孔；步骤S4，于所述氧化层2上方、所述凹槽结构的底部、所述凹槽结构的侧壁覆盖一刻蚀阻挡层(图中未示出)，于所述接触孔内填充刻所述蚀阻挡层；步骤S5，于所述刻蚀阻挡层表面形成一铝金属层3；步骤S6，于所述铝金属层3表面依次形成一阻挡层4和一第一光刻胶层5，图案化所述第一光刻胶层5，于一第二预定位置打开第一工艺窗口；步骤S7，以所述第一光刻胶层5为掩膜，对所述阻挡层4、所述铝金属层3和所述刻蚀阻挡层进行刻蚀，去除所述氧化层2表面和所述凹槽结构侧壁上的所述阻挡层4、所述铝金属层3、所述刻蚀阻挡层和所述接触孔上方的铝金属层3，形成铝垫。经大量实验发现，环形火山坑缺陷的产生主要是由于铝金属与显影液中的OH-发生反应，生产ALO2-和H2，其化学反应如下：由于反应物AlO2-与Al的蚀刻率不同，在刻蚀后会导致最终有氮化钽层和氧化层部分残留，形成环形火山坑缺陷。上述技术方案中，通过在第一光刻胶层5与铝金属层3之间增加一阻挡层4，避免显影液在和光刻胶层反应之后直接与铝金属层3接触，产生环形火山坑缺陷。如图2a和图3，所述步骤S2中形成所述凹槽结构的步骤包括：步骤S21，于所述氧化层2上形成一第二光刻胶层，图案化所述第二光刻胶层，于待形成所述凹槽结构的位置形成第二工艺窗口；步骤S22，以所述第二光刻胶层为掩膜对所述氧化层2进行刻蚀，形成所述凹槽结构；步骤S23，去除所述第二光刻胶层。如图2a和图4所示，所述步骤S3中，形成所述接触孔的步骤包括：步骤S31，于所述氧化层表面2、所述凹槽结构的侧壁和底部形成一第三光刻胶层；步骤S32，图案化所述第三光刻胶层，于所述凹槽结构的接触孔形成区形成第三工艺窗口；步骤S33，以所述第三光刻胶层为掩膜对所述氧化层2进行刻蚀，形成所述接触孔。在一个较佳的实施例中，所述刻蚀阻挡层为一氮化钽层。在一个较佳的实施例中，所述阻挡层4为一底部抗反射层。底部抗反射涂层(BottomAnti-ReflectionCoating,BARC)为本领域技术人员熟知的材料，因此不再赘述，需要说明的是，该实施例中采用底部抗反射涂层仅用于说明技术方案的可行性，并非对本专利技术的保护范围进行限制。上述技术方案中，使用底部抗反射层作为阻挡层4可以在提高光刻精度的同时避免显影液直接接触铝金属层产生环形火山坑缺陷。在一个较佳的实施例中，所述阻挡层4为一有机薄膜。上述技术方案中，还可以使用与底部抗反射层性质相似的其他有机物形成阻挡层。在一个较佳的实施例中，所述半导体基底为硅基底。在一个较佳的实施例中，于所述步骤S7后去除所述第一光刻胶层5和所述阻挡层4。在一个较佳的实施例中，于所述步骤S7的刻蚀中同步去除所述第一光刻胶层5和所述阻挡层4，并在刻蚀结束时使所述第一光刻胶层5和所述阻挡层4被完全去除。上述技术方案中，第一光刻胶层5的厚度范围为29500～30500埃，阻挡层4的厚度范围为500～700埃。上述技术方案中，该厚度范围内的第一光刻胶层5和阻挡层4可以在步骤S7的刻蚀过程中一起被反应掉，可以节省额外的第一光刻胶层5和阻挡层4的去除步骤。综上所述，通过在铝金属层3和第一光刻胶层5之间添加一由底部抗反射层或其他有机物构成的阻挡层4，可以有效防止因显影过程中显影液接触铝金属层本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改善铝垫上残留物的方法，应用于CMOS图像传感器的铝垫制备工艺，其特征在于，提供一半导体基底，于所述半导体基底上进行以下步骤：步骤S1，于所述半导体基底表面淀积一氧化层；步骤S2，于所述氧化层中一第一预定位置形成一凹槽结构；步骤S3，于所述凹槽结构底部形成接触孔；步骤S4，于所述氧化层上方、所述凹槽结构的底部、所述凹槽结构的侧壁覆盖一刻蚀阻挡层，于所述接触孔内填充所述刻蚀阻挡层；步骤S5，于所述刻蚀阻挡层表面形成一铝金属层；步骤S6，于所述铝金属层表面依次形成一阻挡层和一第一光刻胶层，图案化所述第一光刻胶层，于一第二预定位置打开第一工艺窗口；步骤S7，以所述第一光刻胶层为掩膜，对所述阻挡层、所述铝金属层和所述刻蚀阻挡层进行刻蚀，去除所述氧化层表面和所述凹槽结构侧壁上的所述阻挡层、所述刻蚀阻挡层、所述铝金属层和所述接触孔上方的铝金属层，形成铝垫。

【技术特征摘要】
1.一种改善铝垫上残留物的方法，应用于CMOS图像传感器的铝垫制备工艺，其特征在于，提供一半导体基底，于所述半导体基底上进行以下步骤：步骤S1，于所述半导体基底表面淀积一氧化层；步骤S2，于所述氧化层中一第一预定位置形成一凹槽结构；步骤S3，于所述凹槽结构底部形成接触孔；步骤S4，于所述氧化层上方、所述凹槽结构的底部、所述凹槽结构的侧壁覆盖一刻蚀阻挡层，于所述接触孔内填充所述刻蚀阻挡层；步骤S5，于所述刻蚀阻挡层表面形成一铝金属层；步骤S6，于所述铝金属层表面依次形成一阻挡层和一第一光刻胶层，图案化所述第一光刻胶层，于一第二预定位置打开第一工艺窗口；步骤S7，以所述第一光刻胶层为掩膜，对所述阻挡层、所述铝金属层和所述刻蚀阻挡层进行刻蚀，去除所述氧化层表面和所述凹槽结构侧壁上的所述阻挡层、所述刻蚀阻挡层、所述铝金属层和所述接触孔上方的铝金属层，形成铝垫。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述刻蚀阻挡层为一氮化钽层。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述阻挡层为一底部抗反射层。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述阻挡层...

【专利技术属性】
技术研发人员：段成明，
申请(专利权)人：武汉新芯集成电路制造有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42