焊盘制作方法及CIS芯片的封装方法技术

本发明专利技术公开了焊盘制作方法及CIS芯片的封装方法，属于半导体器件技术领域，焊盘制作方法，包括提供具有金属互连结构的衬底，并在所述衬底的表面上形成钝化层，并通过贯穿所述介质层的导电通孔相互连接；刻蚀所述钝化层，形成沟槽；对所述沟槽的内表面进行等离子体清洗；刻蚀所述沟槽的底部的钝化层，形成连通所述沟槽的至少一个过孔，后对所述过孔和所述沟槽的内壁和底部进行湿法清洗，且所述过孔的孔径大于或等于所述导电通孔的孔径的四倍。通过优化形成过孔的工艺掩膜，优化过孔的孔径，在过孔形成前及形成后均进行清洗以去除聚合物，从而能够解决因TR过高而导致焊盘在后续封装工艺中容易脱落的问题，对工艺的改善具有重要意义。意义。意义。

【技术实现步骤摘要】
焊盘制作方法及CIS芯片的封装方法


[0001]本专利技术涉及半导体器件
，特别涉及焊盘制作方法及CIS芯片的封装方法。

技术介绍

[0002]CIS(Contact Image Sensor，接触式图像传感器)部分产品在封装时会suffer padpeeling(焊盘脱落)现象，当金属层间介质的透射率越大时，焊盘(pad)脱落的概率越高。这是因为：当前工艺刻蚀衬底上的钝化层而形成的用以容置焊盘的沟槽较浅，且进一步使用2X via mask(2倍过孔掩膜版)刻蚀沟槽底部的钝化层而得到的过孔截面积过小，由此造成在沟槽的底部有较多的polymer(有机聚合物)残留。进而在沟槽中形成焊盘后，结合图1所示出的各个TR(Transmissivity，透射率)下的焊盘中心和边缘的图像，可见，TR越大，沟槽底部上的polymer残留越严重，致使金属在填充沟道及其底部下方的过孔后，形成的焊盘因沟槽底部的polymer残留而无法与沟槽周围的钝化层过孔中的金属及钝化层下方的相应结构等良好接触，最终在后续的封装过程(例如引线焊接等)中出现焊盘脱落的问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供焊盘制作方法及CIS芯片的封装方法，以解决焊盘容易脱落的问题。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种焊盘制作方法，包括以下步骤：
[0005]提供具有金属互连结构的衬底，并在所述衬底的表面上形成钝化层，所述金属互连结构包括至少一上层金属层、下层金属层，且所述上层金属层和所述下层金属层之间设置有相应的介质层，并通过贯穿所述介质层的导电通孔相互连接；
[0006]刻蚀所述钝化层，形成用以容置焊盘且未贯穿所述钝化层的沟槽；
[0007]对所述沟槽的内表面进行等离子体清洗；
[0008]刻蚀所述沟槽的底部的钝化层，形成连通所述沟槽的至少一个过孔，后对所述过孔和所述沟槽的内壁和底部进行湿法清洗，所述过孔至少暴露出所述上层金属层的顶部，且所述过孔的孔径大于或等于所述导电通孔的孔径的四倍；
[0009]淀积金属，以填充所述过孔并在所述沟槽中形成焊盘，且所述焊盘通过所述过孔中的金属与所述上层金属层电性连接。
[0010]优选地，所述导电通孔的孔径为140nm～150nm。
[0011]优选地，所述沟槽底部的多个所述过孔均匀排布在所述沟槽中且阵列排布。
[0012]优选地，相邻所述过孔之间的水平间距和/或所述过孔与所述导电通孔之间的垂直间距，大于或等于所述过孔的孔径的二倍。
[0013]优选地，刻蚀形成所述过孔的步骤包括：采用去离子水对所述沟槽的内壁进行清洗，然后进行刻蚀以形成所述过孔，并通入清洁气体以带出所述过孔中的刻蚀残留物。
[0014]优选地，采用至少包括氢气的工艺气体对所述沟槽的内表面进行等离子体清洗，将所述刻蚀残留物带出的所述清洁气体包括氢气，湿法清洗所述过孔和所述沟槽的溶液包
括苯乙烯溶液。
[0015]优选地，对所述沟槽的内表面进行纯氢等离子体清洗。
[0016]优选地，所述钝化层为单层膜结构或者多层膜堆叠而成的复合结构，所述钝化层的材质包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅和聚酰亚胺中的至少一种。
[0017]优选地，刻蚀所述钝化层以形成所述沟槽后，所述沟槽底部的钝化层的厚度为
[0018]本专利技术还提供一种CIS芯片的封装方法，包括：
[0019]采用上述的焊盘制作方法，在相应的衬底的焊盘区中形成焊盘；
[0020]将相应的引线的一端电性连接到所述焊盘上。
[0021]在本专利技术提供的焊盘制作方法及CIS芯片的封装方法，通过在刻蚀钝化层形成未贯穿的沟槽之后且在刻蚀沟槽底部的钝化层而进一步形成过孔之前，对沟槽的内表面进行等离子体清洗，去除沟槽中附着的有机聚合物，还在形成过孔之后湿法清洗过孔内壁的残留物，并且，优化过孔的孔径，将过孔的孔径(例如至少560nm)调整为导电通孔的至少4倍，提高焊盘与下方的金属互连结构中的上层金属层电性连接的可靠性，从而能够解决因TR过高而导致焊盘在后续封装工艺中容易脱落的问题，对工艺的改善具有重要意义。
附图说明
[0022]图1是现行工艺下不同透射率下的聚合物残留图像；
[0023]图2是一种焊盘制作方法的金属互连结构顶部形成钝化层后的剖面结构示意图；
[0024]图3是一种焊盘制作方法的形成沟槽后的剖面结构示意图；
[0025]图4是一种焊盘制作方法的形成过孔后的剖面结构示意图；
[0026]图5是一种焊盘制作方法的形成焊盘后的剖面结构示意图；
[0027]图6是一种焊盘制作方法的一种实施例形成的过孔俯视结构示意图；
[0028]图7是当前技术手段下和经过氢气处理后的形成的聚合物残留对比图像；
[0029]图8是当前技术手段下2倍的导电通孔的孔径和4倍的导电通孔的孔径连接的聚合物残留对比图像；
[0030]图9是为减少聚合物所采用的具体措施以及改善效果的表格。
[0031]图中：
[0032]1、上层金属层；2、钝化层；31、沟槽；32、过孔；4、焊盘。
具体实施方式
[0033]以下结合附图和具体实施例对本专利技术提出的焊盘制作方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本专利技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。
[0034]专利技术人研究发现，随着金属层间介质的透射率增大，由于沟槽中会残留聚合物从而会导致焊盘脱落，因此，专利技术人为减少聚合物对焊盘连接可靠性的影响，进行了多次实验，从针对降低聚合物附着、增强聚合物祛除、减少聚合物产生等方向进行多次实验，如图9所示，由展示出的多次实验的结果可以直接且毫无异议的得出，通过纯氢气进行PET(PRE ETCH刻蚀前)清洗，能够有效减少沟槽内的聚合物残留。
[0035]专利技术人为进一步提高焊盘连接的可靠性，改善聚合物，针对于过孔的孔径再进行了改进，采用4倍于导电通孔的孔径进行实验，如图8所示的实验数据，由图8所示出实验数据可以直接且毫无异议的得出，优化过孔直径能够改善过孔内表面聚合物的残留量。
[0036]具体的，请参考图2
‑
6，其为本专利技术实施例的示意图。一种焊盘制作方法，包括以下步骤：
[0037]S1，如图2所示，提供具有金属互连结构的衬底(未示出)，并在衬底的表面上形成钝化层2，金属互连结构包括至少一上层金属层1、下层金属层(图中未标注)，且上层金属层1和下层金属层之间设置有相应的介质层，并通过贯穿介质层的导电通孔相互连接，其中，钝化层2为单层膜结构或者多层膜堆叠而成的复合结构，钝化层2的材质包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅和聚酰亚胺中的至少一种。
[0038]金属互连结构中的下层金属层，包括至少一层金属层，通过下层金属层上的导电通孔对上层金属层1进行支撑，从而提高后续焊盘4设置的稳定性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种焊盘制作方法，其特征在于，包括以下步骤：提供具有金属互连结构的衬底，并在所述衬底的表面上形成钝化层，所述金属互连结构包括至少一上层金属层、下层金属层，且所述上层金属层和所述下层金属层之间设置有相应的介质层，并通过贯穿所述介质层的导电通孔相互连接；刻蚀所述钝化层，形成用以容置焊盘且未贯穿所述钝化层的沟槽；对所述沟槽的内表面进行等离子体清洗；刻蚀所述沟槽的底部的钝化层，形成连通所述沟槽的至少一个过孔，后对所述过孔和所述沟槽的内壁和底部进行湿法清洗，所述过孔至少暴露出所述上层金属层的顶部，且所述过孔的孔径大于或等于所述导电通孔的孔径的四倍；淀积金属，以填充所述过孔并在所述沟槽中形成焊盘，且所述焊盘通过所述过孔中的金属与所述上层金属层电性连接。2.如权利要求1所述的焊盘制作方法，其特征在于，所述导电通孔的孔径为140nm～150nm。3.如权利要求1所述的焊盘制作方法，其特征在于，所述沟槽底部的多个所述过孔均匀排布在所述沟槽中且阵列排布。4.如权利要求1所述的焊盘制作方法，其特征在于，相邻所述过孔之间的水平间距和/或所述过孔与所述导电通孔之间的垂直间距...

【专利技术属性】
技术研发人员：王腾，赵冬兰，王润泽，
申请(专利权)人：上海华力微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：