一種金屬引線的刻蝕方法
2023-09-15 23:46:15
專利名稱：一種金屬引線的刻蝕方法
技術領域：
本發明涉及金屬引線的刻蝕，特別涉及一種金屬引線的刻蝕方法。
背景技術：
刻蝕金屬形成金屬引線通常包括刻蝕金屬和剝離光刻膠兩個步驟，其分別 在等離子刻蝕設備的刻蝕腔及剝離腔中進行，其中，所述剝離腔中設置有一用 於放置晶圓的置放臺和一用於抬升晶圓離開置放臺並支撐晶圓的抬升支撐機
構，金屬引線的刻蝕具體包括以下步驟U)將需進行刻蝕的晶圓設置在刻蝕 腔中，並通入氯氣進行刻蝕以形成所需金屬引線；(b)將刻蝕後的晶圓放置在 置放臺上，並加熱所述剝離腔至280攝氏度；(c )驅動剝離腔至一穩定狀態， 並對所述晶圓進行第一次鈍化；(d)進行光阻剝離；(e)驅動剝離腔至所述 穩定狀態，並對所述晶圓進行第二次鈍化。在完成上述步驟後，晶圓會通過抬 升支撐機構離開置放臺，然後由其他諸如機械手的輸出模塊將所述完成刻蝕及 剝離的晶圓輸出至外界。
但是，晶圓在完成上述步驟(a)後的，其表面會粘附有氯氣或氯原子等活 性氯元素，而後續的步驟均在剝離腔的置放臺上進行操作，置放臺的面積很大， 故附著在晶圓表面的活性氯元素很難被反應氣體帶走，所述活性氯元素會腐蝕 金屬引線，實驗證明，經過上述處理的晶圓在前端開口片盒(F0UP)中置放78 小時後，其表面特別是晶圓邊緣區域會出現活性氯元素腐蝕金屬引線所產生的 顆粒狀金屬氯化物，從而造成器件質量的下降。
發明內容
本發明的目的在於提供一種金屬引線的刻蝕方法，通過所述方法可避免活 性氯元素腐蝕金屬引線。本發明的目的是這樣實現的 一種金屬引線的刻蝕方法，用於一具有刻蝕 腔及剝離腔的等離子刻蝕設備中，該剝離腔中設置有一用於放置晶圓的置放臺 以及一用於抬升晶圓離開置放臺並支撐晶圓的抬升支撐機構，該方法包括以下 步驟(1)將需進行刻蝕的晶圓設置在刻蝕腔中，並通入氯氣進行刻蝕以形成 所需金屬引線；(2)將刻蝕後的晶圓放置在置放臺上，並加熱該剝離腔至一預 定溫度；(3)驅動剝離腔至一穩定狀態，並對該晶圓進行第一次鈍化；(4) 進行光阻剝離；(5)驅動剝離腔至該穩定狀態，並對該晶圓進行第二次鈍化； (6)通過抬升支撐機構將該晶圓抬升至離開置放臺的位置，再對該晶圓進行第 三次鈍化。
在上述的金屬引線的刻蝕方法中，該抬升支撐機構與晶圓接觸的面積小於 該置放臺與晶圓接觸的面積。
在上述的金屬引線的刻蝕方法中，該抬升支撐機構為與晶圓相匹配且對稱 分布的支撐柱。
在上述的金屬引線的刻蝕方法中，在步驟(2)中，加熱剝離腔時剝離腔中 的壓力為1200帕斯卡，氧氣流量為2000標準毫升每分，水蒸氣流量為1000標 準毫升每分，該預定溫度為280攝氏度。
在上述的金屬引線的刻蝕方法中，該穩定狀態為剝離腔中的壓力為400帕 斯卡，水蒸氣流量為1900標準毫升每分。
在上述的金屬引線的刻蝕方法中，在步驟(4)中，剝離腔中的壓力為133. 36 帕斯卡，氮氣流量為280標準毫升每分，氧氣流量為4000標準亳升每分，微波 功率為2000瓦，剝離時間為90秒。
在上述的金屬引線的刻蝕方法中，進行鈍化時剝離腔中的壓力為400帕斯 卡，水蒸氣流量為1900標準毫升每分，微波功率為2000瓦。
在上述的金屬引線的刻蝕方法中，該第一次鈍化的時間為45秒，該第二次 鈍化的時間為10秒，該第三次鈍化的時間為30秒。
與現有技術中在剝離腔中剝離光阻時晶圓 一直放置在置放臺上相比，本發 明的金屬引線的刻蝕方法在完成第二次鈍化後通過一抬升支撐結構使晶圓離開 置放臺，如此將減小晶圓與支撐結構的接觸面積，有利於粘附在晶圓上的活性 氯元素完全脫離晶圓，可避免活性氯元素殘留腐蝕金屬引線。
本發明的金屬引線的刻蝕方法由以下的實施例及附圖給出。 圖1為本發明的金屬引線的刻蝕方法的流程圖。
具體實施例方式
以下將對本發明的金屬引線的刻蝕方法作進一步的詳細描述。 本發明的金屬引線的刻蝕方法，用於 一 具有刻蝕腔及剝離腔的等離子刻蝕 設備中，所述剝離腔中設置有置放臺和抬升支撐機構，其中，所述置放臺用於 放置晶圓以供進行光阻剝離，抬升支撐機構用於抬升晶圓離開置放臺並支撐晶 圓，所述抬升支撐機構與晶圓接觸的面積小於所述置放臺與晶圓接觸的面積。 在本實施例中，所述等離子刻蝕設備為微波等離子刻蝕設備，所述抬升支撐機 構為與晶圓相匹配且對稱分布的支撐柱，所述支撐柱可通過負壓吸附等方式與 晶圓接觸。
參見圖1，本發明的金屬引線的刻蝕方法首先進行步驟SIO，將需進行刻蝕
的晶圓設置在刻蝕腔中，並通入氯氣進行刻蝕以形成所需金屬引線。在本實施 例中，還在氯氣中混有少量的三氯化硼氣體，以去除金屬表面由於空氣中的氧 氣氧化而生成的氧化層。
接著繼續步驟Sll,將刻蝕後的晶圓放置在置放臺上，並加熱所述剝離腔至 一預定溫度。在本實施例中，加熱剝離腔時剝離腔中的壓力為1200帕斯卡，氧 氣流量為2000標準毫升每分，水蒸氣流量為1000標準毫升每分，所述預定溫 度為280攝氏度。
接著繼續步驟S12，驅動剝離腔至一穩定狀態，並對所述晶圓進行第一次鈍 化。在本實施例中，所述穩定狀態為剝離腔中的壓力為400帕斯卡，水蒸氣流 量為1900標準毫升每分，所述第一次鈍化的時間為45秒，第一次鈍化可去除 晶圓表面的 一部分殘留物，所述殘留物包括金屬的氯化物以及一些未與金屬反 應的活性氯元素。
接著繼續步驟S13,進行光阻剝離。在本實施例中，剝離腔中的壓力為13 3. 3 6 帕斯卡，氮氣流量為280標準毫升每分，氧氣流量為4000標準毫升每分，微波功率為2000瓦，剝離時間為90秒。
接著繼續步驟S14,驅動剝離腔至所述穩定狀態，並對所述晶圓進行第二次 鈍化。在本實施例中，所述第二次鈍化的時間為IO秒，第二次鈍化作用是去除 剝離光阻後晶圓的一些殘留物，所述殘留物包括光刻膠、二氧化碳以及活性氯 元素，但由於晶圓置放在面積較大的置放臺上，從而所述些殘留物易附著在晶 圓邊緣區域。
接著繼續步驟S15,通過抬升支撐機構將所述晶圓抬升至離開置放臺的位 置，然後對所述晶圓進行第三次鈍化。在本實施例中，所述第三次鈍化的時間 為30秒，所述晶圓通過抬升支撐機構支撐，晶圓與抬升支撐機構的接觸面積較 小，故晶圓邊緣未被去除的殘留物包括活性氯元素就會順利被氣流帶走，如此 可避免活性氯元素殘留而腐蝕金屬引線。
上述第一、第二和第三次鈍化的鈍化條件均為剝離腔中的壓力為400帕斯 卡，水蒸氣流量為1900標準毫升每分，微波功率為2000瓦。
實驗證明，通過本發明的金屬引線的刻蝕方法處理過的晶圓在前端開口片 盒中置放十天後，其表面並未出現活性氯元素腐蝕金屬引線所產生的顆粒狀金 屬氯化物，而通過現有技術處理的晶圓在前端開口片盒中置^:78小時後其邊緣 就出現了顆粒狀金屬氯化物，由此可見，本發明的方法可有效避免活性氯元素 殘留而腐蝕金屬引線。
綜上所述，本發明的金屬引線的刻蝕方法在完成第二次鈍化後通過一抬升 支撐結構使晶圓離開置放臺，如此將減小晶圓與支撐結構的接觸面積，有利於 粘附在晶圓上的活性氯元素完全脫離晶圓，可避免活性氯元素殘留而腐蝕金屬 引線。
權利要求
1、一種金屬引線的刻蝕方法，用於一具有刻蝕腔及剝離腔的等離子刻蝕設備中，該剝離腔中設置有一用於放置晶圓的置放臺以及一用於抬升晶圓離開置放臺並支撐晶圓的抬升支撐機構，該方法包括以下步驟(1)將需進行刻蝕的晶圓設置在刻蝕腔中，並通入氯氣進行刻蝕以形成所需金屬引線；(2)將刻蝕後的晶圓放置在置放臺上，並加熱該剝離腔至一預定溫度；(3)驅動剝離腔至一穩定狀態，並對該晶圓進行第一次鈍化；(4)進行光阻剝離；(5)驅動剝離腔至該穩定狀態，並對該晶圓進行第二次鈍化；其特徵在於，該方法還包括步驟(6)，通過抬升支撐機構將該晶圓抬升至離開置放臺的位置，再對該晶圓進行第三次鈍化。
2、 如權利要求1所述的金屬引線的刻蝕方法，其特徵在於，該抬升支撐機 構與晶圓接觸的面積小於該置放臺與晶圓接觸的面積。
3、 如權利要求2所述的金屬引線的刻蝕方法，其特徵在於，該抬升支撐機 構為與晶圓相匹配且對稱分布的支撐柱。
4、 如權利要求1所述的金屬引線的刻蝕方法，其特徵在於，在步驟(2) 中，加熱剝離腔時剝離腔中的壓力為1200帕斯卡，氧氣流量為2000標準毫升 每分，水蒸氣流量為1000標準毫升每分，該預定溫度為280攝氏度。
5、 如權利要求1所述的金屬引線的刻蝕方法，其特徵在於，該穩定狀態為 剝離腔中的壓力為400帕斯卡，水蒸氣流量為1900標準毫升每分。
6、 如權利要求1所述的金屬引線的刻蝕方法，其特徵在於，在步驟(4) 中，剝離腔中的壓力為133. 36帕斯卡，氮氣流量為280標準毫升每分，氧氣流 量為4000標準毫升每分，微波功率為2000瓦，剝離時間為90秒。
7、 如權利要求1所述的金屬引線的刻蝕方法，其特徵在於，進行鈍化時剝 離腔中的壓力為400帕斯卡，水蒸氣流量為1900標準毫升每分，微波功率為2000 瓦。
8、 如權利要求l所述的金屬引線的刻蝕方法，其特徵在於，該第一次鈍化 的時間為45秒。
9、 如權利要求l所述的金屬引線的刻蝕方法，其特徵在於，該第二次鈍化的時間為10秒。
10、如權利要求1所述的金屬引線的刻蝕方法，其特徵在於，該第三次鈍 化的時間為30秒。
全文摘要
本發明提供了一種金屬引線的刻蝕方法，用於具有刻蝕腔及剝離腔的等離子刻蝕設備中，該剝離腔中設置有用於放置晶圓的置放臺及用於抬升並支撐晶圓的抬升支撐機構。現有技術在剝離光阻時晶圓始終放置在置放臺上，致使附著在晶圓表面的活性氯元素未被去除乾淨而腐蝕金屬引線。本發明的方法先在刻蝕腔中通入氯氣進行刻蝕；然後再將刻蝕後的晶圓放置在置放臺上，並加熱該剝離腔至預定溫度；之後驅動剝離腔至一穩定狀態，並對晶圓進行初次鈍化；接著進行光阻剝離；然後驅動剝離腔至該穩定狀態，並對晶圓再次進行鈍化；最後通過抬升支撐機構將該晶圓抬升至離開置放臺的位置，再對該晶圓進行第三次鈍化。採用本發明的方法可避免活性氯元素殘留而腐蝕金屬引線。
文檔編號H01L21/28GK101308765SQ20071004065
公開日2008年11月19日 申請日期2007年5月15日 優先權日2007年5月15日
發明者張京晶, 樓豐瑞 申請人:中芯國際集成電路製造(上海)有限公司