[发明专利]缓解芯片顶层刻蚀时造成下层部位损伤的方法

说明书

本发明公开了一种缓解芯片顶层刻蚀时造成下层部位损伤的方法，该芯片顶层具有凸起部位和凹陷部位，该方法包括以下步骤：在芯片顶层涂覆光刻胶；刻蚀所述光刻胶，使被所述凸起部位暴露出来，所述凹陷部位仍然被光刻胶填充；刻蚀所述凸起部位，直至露出顶层金属；再次刻蚀所述凹陷部位所残留的光刻胶；使用化学溶液腐蚀掉所述顶层金属；以及进行化学机械研磨，直至露出芯片下层部位，完成操作；该方法利用光刻胶与芯片顶层金属外氧化层和钝化层很大的刻蚀选择比，来避免干法刻蚀顶层时，不做平坦化导致的落差传递到下层，从而能够成功保护下层电路结构完整。

技术领域

本发明是关于芯片技术领域，特别是关于一种缓解芯片顶层刻蚀时造成下层部位损伤的方法。

背景技术

芯片是由多层金属线层、介质层和通孔构成，其中每层金属线被介质层隔离并通过通孔连接。当芯片内部失效或分析内部电路结构时，需要对芯片进行去层。芯片去层是指交替使用物理或化学的方法去除芯片上的多层结构，其过程要求每一层都平整地去除，这样才能保证失效点定位准确或电路结构完整。

一般地，芯片在制造过程中每一层会做CMP(Chemical Mechanical Polishing，化学机械研磨)，以实现全局平坦化；而芯片的顶层或重布线层通常不做CMP，直接垫积氧化层和钝化层。这样，由于芯片顶层金属很厚，形貌起伏就会非常的大，尤其是布线密集的地方。图1a所示为芯片最上面两层金属的截面示意图。101为氧化层和钝化层，102为顶层金属，103为介质层(通孔层)，104为芯片的次顶层金属。

现有技术去除芯片顶层的方法大体分为3个步骤：1.干法刻蚀掉钝化层和氧化层，暴露出顶层金属；2.使用化学溶液腐蚀掉顶层金属；3.CMP磨抛阻挡层和氧化层。由于芯片顶层通常不做CMP平坦化，尤其是布线密集处高度落差就会非常大，现有技术使用反应性离子刻蚀，即干法刻蚀钝化层和氧化层101，由于反应性离子刻蚀(即干法刻蚀)属于各向异性刻蚀，该刻蚀只有垂直刻蚀，没有横向钻蚀，所以现有技术会在刻蚀完顶层后，把顶层的高度落差传递到次顶层，很容易把次顶层金属104暴露，如图1b中105a-105e所示。接着使用化学溶液腐蚀顶层金属102时，暴露的下层金属105a-105e也会被化学溶液腐蚀掉，从而导致下层金属断线，CMP后芯片效果即如图1c中106a-106e所示，下层电路结构不完整、信息丢失。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种缓解芯片顶层刻蚀时造成下层部位损伤的方法，该方法利用光刻胶与芯片顶层金属外氧化层和钝化层很大的刻蚀选择比，来避免干法刻蚀顶层时，不做平坦化导致的落差传递到下层，从而能够成功保护下层电路结构完整。

为实现上述目的，本发明提供了一种缓解芯片顶层刻蚀时造成下层部位损伤的方法，该芯片顶层具有凸起部位和凹陷部位，所述方法包括以下步骤：在芯片顶层涂覆光刻胶；刻蚀所述光刻胶，使所述凸起部位暴露出来，所述凹陷部位仍然被光刻胶填充；刻蚀所述凸起部位，直至露出顶层金属；再次刻蚀所述凹陷部位所残留的光刻胶；使用化学溶液腐蚀掉所述顶层金属；以及进行化学机械研磨，磨抛阻挡层和氧化层，直至露出芯片下层部位，完成操作。

在本发明的一实施方式中，所述凸起部位包括顶层金属以及包覆其外的氧化层和钝化层。

在本发明的一实施方式中，在同样的刻蚀条件下，所述氧化层和钝化层对所述光刻胶的刻蚀选择比不小于10。

在本发明的一实施方式中，所述芯片下层部位包括自上而下排列的介质层和次顶层金属。

在本发明的一实施方式中，所述化学溶液为能够与铝或铜反应的化学溶液。

在本发明的一实施方式中，所述能够与铝或铜反应的化学溶液为氢氧化钠溶液或硝酸溶液。