顶部钝化层的刻蚀方法及半导体器件与流程

本公开涉及半导体器件相关，具体地说，涉及一种顶部钝化层的刻蚀方法及半导体器件。

背景技术：

1、在半导体器件制造过程中，器件表面的钝化是关键技术之一。对半导体器件表面进行钝化能够减少器件内部氧化层中的各种电荷，增强对离子沾污的阻挡能力，有效防止受到机械损伤和化学损伤；而为了实现器件内部金属层与外部的电连接，需要对顶部的钝化层进行刻蚀以形成金属层露出通道。

2、现有技术中，在对顶部钝化层进行刻蚀的过程中，存在副产物残留过多的问题，这些副产物会残留在金属层露出通道中，将导致后续封装等工艺窗口变窄甚至影响半导体器件的制程良率。

技术实现思路

1、针对现有技术中的问题，本公开的目的在于提供一种顶部钝化层的刻蚀方法及半导体器件，通过能够有效去除残留在刻蚀通道内的刻蚀副产物，同时不对器件内部金属层造成损伤。

2、具体的，本公开的第一方面提供了一种顶部钝化层的刻蚀方法，其中顶部钝化层形成于半导体器件的最表层金属层之上，包括依次层叠于最表层金属层上方的氧化物层和氮化物层；

3、该种刻蚀方法包括如下步骤：

4、在顶部钝化层的表面通过光刻胶定义最表层金属层的露出区域；

5、根据露出区域，自顶部钝化层的表面对顶部钝化层进行第一次刻蚀，以形成第一刻蚀槽；

6、去除第一次刻蚀于第一刻蚀槽中残留的副产物；

7、根据露出区域，自第一刻蚀槽继续对顶部钝化层进行第二次刻蚀，直至露出最表层金属层以形成第二刻蚀槽；

8、去除第二次刻蚀于第二刻蚀槽中残留的副产物。

9、在上述第一方面的一种可能的实现中，第一蚀刻槽的底部与最表层金属层之间至少间隔部分氧化物层。

10、在上述第一方面的一种可能的实现中，第一次刻蚀和/或第二次刻蚀采用干法刻蚀工艺；

11、干法刻蚀工艺的副产物包括附着在刻蚀表面的高分子聚合物。

12、在上述第一方面的一种可能的实现中，在去除第一次刻蚀于第一刻蚀槽中残留的副产物的过程中，包括：

13、基于去胶工艺，去除附着在第一刻蚀槽的内侧壁的副产物；以及

14、基于去胶工艺，同步去除顶部钝化层的表面的至少一部分光刻胶。

15、在上述第一方面的一种可能的实现中，顶部钝化层的表面剩余的光刻胶满足于第二次刻蚀的过程中定义最表层金属层的露出区域。

16、在上述第一方面的一种可能的实现中，去胶工艺的持续时间小于预设阈值；

17、在去胶工艺的持续时间大于预设阈值的情况下，顶部钝化层的表面剩余的光刻胶无法维持对最表层金属层的露出区域的持续定义。

18、在上述第一方面的一种可能的实现中，在去除第二次刻蚀于第二刻蚀槽中残留的副产物的过程中，包括：

19、基于去胶工艺，去除附着在第二刻蚀槽的内侧壁的副产物；以及

20、基于去胶工艺，同步去除顶部钝化层的表面的全部光刻胶。

21、在上述第一方面的一种可能的实现中，第二刻蚀槽于竖直平面上的剖面面积，大于第一刻蚀槽于竖直平面上的剖面面积；以及

22、第二刻蚀槽于竖直平面上的剖面形状，覆盖第一刻蚀槽于竖直平面上的剖面形状。

23、在上述第一方面的一种可能的实现中，最表层金属层的材料包括金属铝。

24、本公开的第二方面提供了一种半导体器件，该种半导体器件采用前述第一方面提供的顶部钝化层的刻蚀方法制备得到。

25、与现有技术相比，本公开具有如下的有益效果：

26、本公开提供的技术方案在顶部钝化层的完整刻蚀过程中设置两次间隔的刻蚀操作，其中第一次刻蚀操作先去除了最表层金属层上方的部分顶部钝化层，第一次刻蚀操作后最表层金属层并未露出，并在第一次刻蚀操作和第二次刻蚀操作间加入了一次副产物去除工艺，能够有效去除残留在刻蚀通道内的刻蚀副产物，同时保护最表层金属层不受副产物去除工艺的影响而造成损伤，解决了顶部钝化层刻蚀副产物的残留缺陷问题。

技术特征：

1.一种顶部钝化层的刻蚀方法，其特征在于，所述顶部钝化层形成于半导体器件的最表层金属层之上，包括依次层叠于所述最表层金属层上方的氧化物层和氮化物层；

2.根据权利要求1所述的顶部钝化层的刻蚀工艺，其特征在于，所述第一蚀刻槽的底部与所述最表层金属层之间至少间隔部分所述氧化物层。

3.根据权利要求1所述的顶部钝化层的刻蚀方法，其特征在于，所述第一次刻蚀和/或所述第二次刻蚀采用干法刻蚀工艺；

4.根据权利要求1或权利要求3所述的顶部钝化层的刻蚀方法，其特征在于，在所述去除所述第一次刻蚀于所述第一刻蚀槽中残留的所述副产物的过程中，包括：

5.根据权利要求4所述的顶部钝化层的刻蚀方法，其特征在于，所述顶部钝化层的表面剩余的所述光刻胶满足于所述第二次刻蚀的过程中定义所述最表层金属层的所述露出区域。

6.根据权利要求4所述的顶部钝化层的刻蚀方法，其特征在于，所述去胶工艺的持续时间小于预设阈值；

7.根据权利要求1或权利要求3所述的顶部钝化层的刻蚀方法，其特征在于，在所述去除所述第二次刻蚀于所述第二刻蚀槽中残留的所述副产物的过程中，包括：

8.根据权利要求1所述的顶部钝化层的刻蚀方法，其特征在于，所述第二刻蚀槽于竖直平面上的剖面面积，大于所述第一刻蚀槽于竖直平面上的剖面面积；以及

9.根据权利要求1所述的顶部钝化层的刻蚀方法，其特征在于，所述最表层金属层的材料包括金属铝。

10.一种半导体器件，其特征在于，所述半导体器件采用权利要求1至权利要求9中任意一项所述的顶部钝化层的刻蚀方法制备得到。

技术总结本公开提供了一种顶部钝化层的刻蚀方法及半导体器件，其中刻蚀方法包括在顶部钝化层的表面通过光刻胶定义最表层金属层的露出区域；根据露出区域，自顶部钝化层的表面对顶部钝化层进行第一次刻蚀，以形成第一刻蚀槽；去除第一刻蚀槽中残留的副产物；根据露出区域，自第一刻蚀槽继续对顶部钝化层进行第二次刻蚀，直至露出最表层金属层以形成第二刻蚀槽；去除第二刻蚀槽中残留的副产物。本公开提供的技术方案在顶部钝化层的完整刻蚀过程中设置两次间隔的刻蚀操作，并在第一次刻蚀操作和第二次刻蚀操作间加入了一次副产物去除工艺，能够有效去除残留在刻蚀通道内的刻蚀副产物，同时保护最表层金属层不受副产物去除工艺的影响而造成损伤。技术研发人员：王延强,罗来青受保护的技术使用者：上海积塔半导体有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/20