可避免氟化半导体元件的金属接点的方法技术

本发明专利技术揭示一种避免氟化半导体元件的金属接点的方法。首先提供一半导体底材，其上具有一金属接点。然后，形成且覆盖一保护层于半导体底材与金属接点上。随后，进行一蚀刻步骤以蚀穿保护层直到暴露金属接点的部分表面为止，并形成一预定开口于保护层中，其中，在等离子体蚀刻步骤完成后，一蚀刻反应层会形成于保护层上。之后，进行一移除步骤以便于去除保护层上的蚀刻反应层，且形成一不具有氟化物的金属接点及接触窗。借此，可避免残留的蚀刻反应物与金属接点于后续工艺步骤中发生反应。此外，对于半导体元件的多重内层结构而言，本发明专利技术亦可应用于形成各金属层上方的介层洞或是接触窗的制作过程中。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术有关一种半导体元件的金属接点的形成方法，且特别是有关于一种避免氟化半导体元件的金属接点的方法。(2)
技术介绍
当电子元件的尺寸越做越小，便一直有各种尝试，试图缩小集成电路晶片与印刷电路板的接合连接空间。晶片上的集成电路与印刷电路板之间的电路连接是通过位于晶片周围的焊垫(Bonding Pad)。传统的焊垫结构通常包括一接合金属层(Bonding Metal Layer)与一形成于一介电层上的阻障层(Barrier Layer)，此介电层通常为一二氧化硅层。接合金属层是与晶片中一个或多个半导体元件进行电路连接，而位于介电层上的阻障层则有助于粘着(Adhere)接合金属层与介电层，此接合金属层通常为一铝层。晶片焊垫与印刷电路板的导线(Lead)以导线架(Lead Frame)连接，此即为导线架封装工艺。在此导线架封装工艺中，晶片是被固定在由排列的导线构成的导线架上，并以细接合导线连接晶片焊垫与导线架的导线。整个晶片与导线架总成被包覆在塑胶或高分子材料中，然后通过导线架延伸的导线被固定在印刷电路板上。另一种封装工艺，即Chip-on-Board工艺是将晶片直接固定在印刷电路板上，其与导线架封装工艺相较，具有节省空间与减轻重量等优点。晶片上的集成电路与印刷电路板之间的电路连接是通过封装导线接合(Wire Bonding)方式，以导线将晶片的焊垫(Pad)与印刷电路板的导线接合。导线的接合(Bonding)可用许多技术完成，这些技术包括超声波接合(Ultrasonic Bonding)法与热压(Thermocompression Bonding)法。超声波接合法是以超声波或震动将导线与焊垫接合。热压法利用升高的温度与压应力将导线与焊垫接合。两者均直接施加机械或/与热能于焊垫上，这样也造成焊垫与晶片的损坏。此外，传统形成焊垫的工艺中，蚀刻介电层的方法为具有氟化物的等离子体蚀刻工艺。因此，在等离子体蚀刻步骤完成后，会产生一层氟化层于保护层上，此将在造成后续工艺过程中产生诸多缺陷，例如，阻碍晶片上的集成电路元件与焊垫之间的电性接合，此导致可靠度的降低与晶片寿命的减少。此外，对于半导体元件的多重内层(Multi-InterLayers)结构而言，在各金属层上方的介层洞或接触窗的形成过程中，亦造成上述的金属接点的氟化现象。鉴于上述的种种原因，我们更需要一种新的半导体元件的金属接点的形成方法。以便于提升后续工艺步骤的生产率以及优良率。(3)
技术实现思路
本专利技术的目的是在提供一种避免氟化半导体元件的金属接点的方法，以有效地提高制作的优良率与生产率，从而提高经济上的效益与产业上的利用性。为实现上述目的，根据本专利技术一方面的半导体元件的焊垫的形成方法，其特点是，包括下列步骤提供一半导体底材，其上具有一金属接点；形成一第一保护层于该半导体底材与该金属接点上；进行一蚀刻步骤以蚀穿该第一保护层直到暴露该金属接点的部分表面为止，并形成一预定开口蚀穿于该金属接点的部分表面上，其中，该蚀刻步骤完成后，一蚀刻反应层形成于该第一保护层上；以及进行一移除步骤以去除该第一保护层上的该蚀刻反应层，且共形生成一第二保护层于该金属接点的表面上，并形成该焊垫。根据本专利技术另一方面的半导体元件的焊垫的形成方法，其特点是，包括下列步骤提供一半导体底材；形成一金属接点于该半导体底材上；形成且覆盖一钝化层于该半导体底材与该金属接点上；形成一聚亚酰胺层于该钝化层上；进行一黄光显影步骤以蚀穿该聚亚酰胺层并形成一预定开口于该聚亚酰胺层中；进行一第一蚀刻步骤并通过该预定开口蚀穿该钝化层直到暴露该金属接点的部分表面为止，其中，于该第一蚀刻步骤完成后，一蚀刻反应层共形生成于该聚亚酰胺层上，且残留聚合物于整个结构上；进行一第二蚀刻步骤以去除聚合物；以及进行一移除步骤以去除该聚亚酰胺层上的该蚀刻反应层，且共形生成一保护层于该金属接点的表面上，并形成该焊垫。根据本专利技术又一方面的一种避免氟化半导体元件的金属接点的方法，其特点是，包括下列步骤提供一半导体底材；形成一金属接点于该半导体底材上；形成且覆盖一介电层于该半导体底材与该金属接点上；共形生成一聚酰胺层于该介电层上；进行一黄光显影步骤以蚀穿该聚亚酰胺层并形成一开口于该聚亚酰胺层中；进行一具有氟化物的等离子体蚀刻步骤并通过该开口蚀穿该介电层直到暴露该金属接点的部分表面为止，其中，于该具有氟化物的等离子体蚀刻步骤完成后，一氟化物层共形生成于该聚亚酰胺层上，且残留聚合物于整个结构上；进行一湿式蚀刻步骤以去除聚合物；以及进行一具有一氧气与氮气的混合气体源的灰化步骤以去除该聚亚酰胺层上的该氟化物层，且共形生成一氧化保护层于该金属接点的表面上，其中，氧气与氮气的混合比约为100∶1900，且氧含量约为总气体量的5％。根据本专利技术再一方面的一种半导体元件的接触窗的形成方法，其特点是，包括下列步骤提供一半导体底材，该半导体底材具有一金属接点与一介电层覆盖于该半导体底材与该金属接点上；形成一光阻层于该介电层上；与借助该光阻层进行一具有氟化物的等离子体蚀刻步骤以蚀穿该介电层直到暴露该金属接点的部分表面为止，并形成一接触窗于该介电层中，其中，该蚀刻步骤所采用的氧气含量约小于总气体量的10％，且在蚀刻步骤完成后，形成一氧化物保护层于该接触窗的表面上。采用上述方案，可有效避免残留的蚀刻反应物与金属接点于后续工艺步骤中发生反应。为进一步说明本专利技术的目的、结构特点和效果，以下将结合附图对本专利技术进行详细的描述。(4)附图说明图1A与图1B是根据本专利技术的第一较佳实施例中，形成半导体元件的接触窗的剖面图；图2A至图2D是根据本专利技术的第二较佳实施例中，形成半导体元件的焊垫的剖面图；图3A至图3D是根据本专利技术的第三较佳实施例中，借由灰化制程以形成半导体元件的焊垫的剖面图；与图4所不是本专利技术的氟化物含量与传统制程的氟化物含量的实验数据图。(5)具体实施方式本专利技术在此所探讨的方向为一种半导体元件的金属接点制程。为了能彻底地了解本专利技术，将在下列的描述中提出详尽的步骤或元件。显然地，本专利技术的施行并未限定于半导体元件的技艺者所熟习的特殊细节。另一方面，众所周知的工艺步骤或元件并未描述于细节中，以避免造成本专利技术不必要的限制。本专利技术的较佳实施例将被详细描述如下，然而除了这些详细描述之外，本专利技术还可以广泛地施行在其他的实施例中，且本专利技术的范围不受限定，而以权利要求书所限定的专利保护范围为准。参考图1A与图1B所示，在本专利技术的第一实施例中，首先提供一半导体底材100，半导体底材100上具有一金属接点110，与一介电层120覆盖于半导体底材100与金属接点110上。然后，形成一光阻层130于介电层120上方，并借助光阻层130进行一蚀刻步骤140，例如，具有氟化物的等离子体蚀刻步骤，以蚀穿介电层120直到暴露金属接点110的部分表面为止，并形成一接触窗(或介层洞)150于介电层120中，其中，蚀刻步骤140至少采用一含量约小于总气体量的10％的氧气。此外，在蚀刻步骤140完成后，形成一氧化物保护层160于金属接点110的表面上。之后，移除光阻层130。借此，可避免残留蚀刻反应物于半导体结构中。参考图2A至图2D所示，在本专利技术的第二实施例中，首先提供一半导体底材200，其上具有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体元件的焊垫的形成方法，其特征在于，包括下列步骤：提供一半导体底材，其上具有一金属接点；形成一第一保护层于该半导体底材与该金属接点上；进行一蚀刻步骤以蚀穿该第一保护层直到暴露该金属接点的部分表面为止，并形成一预定开口蚀穿 于该金属接点的部分表面上，其中，该蚀刻步骤完成后，一蚀刻反应层形成于该第一保护层上；以及进行一移除步骤以去除该第一保护层上的该蚀刻反应层，且共形生成一第二保护层于该金属接点的表面上，并形成该焊垫。

【技术特征摘要】
1.一种半导体元件的焊垫的形成方法，其特征在于，包括下列步骤提供一半导体底材，其上具有一金属接点；形成一第一保护层于该半导体底材与该金属接点上；进行一蚀刻步骤以蚀穿该第一保护层直到暴露该金属接点的部分表面为止，并形成一预定开口蚀穿于该金属接点的部分表面上，其中，该蚀刻步骤完成后，一蚀刻反应层形成于该第一保护层上；以及进行一移除步骤以去除该第一保护层上的该蚀刻反应层，且共形生成一第二保护层于该金属接点的表面上，并形成该焊垫。2.如权利要求1所述的半导体元件的焊垫的形成方法，其特征在于，所述的保护层的材质包括一聚亚酰胺。3.如权利要求1所述的半导体元件的焊垫的形成方法，其特征在于，所述的蚀刻步骤包括一具有氟化物的等离子体蚀刻步骤。4.如权利要求1所述的半导体元件的焊垫的形成方法，其特征在于，所述的移除步骤采用一氧气与氮气的混合气体源。5.如权利要求4所述的半导体元件的焊垫的形成方法，其特征在于，所述的氧气与氮气的混合气体源的混合比的比例约为100/1900。6.如权利要求4所述的半导体元件的焊垫的形成方法，其特征在于，所述的氧含量约为总气体量的5％。7.一种半导体元件的焊垫的形成方法，其特征在于，包括下列步骤提供一半导体底材；形成一金属接点于该半导体底材上；形成且覆盖一钝化层于该半导体底材与该金属接点上；形成一聚亚酰胺层于该钝化层上；进行一黄光显影步骤以蚀穿该聚亚酰胺层并形成一预定开口于该聚亚酰胺层中；进行一第一蚀刻步骤并通过该预定开口蚀穿该钝化层直到暴露该金属接点的部分表面为止，其中，于该第一蚀刻步骤完成后，一蚀刻反应层共形生成于该聚亚酰胺层上，且残留聚合物于整个结构上；进行一第二蚀刻步骤以去除聚合物；以及进行一移除步骤以去除该聚亚酰胺层上的该蚀刻反应层，且共形生成一保护层于该金属接点的表面上，并形成该焊垫。8.如权利要求7所述的半导体元件的焊垫的形成方法，其特征在于，所述的第...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄旺根，蔡居光，
申请(专利权)人：旺宏电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]