[发明专利]重布线层制造方法及MEMS器件制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种重布线层制造方法及MEMS器件制造方法。

背景技术

微机电系统(Micro-Electro-MechanicalSystems，简称MEMS)是指微细加工技术制作的，集微型传感器、微型构件、微型执行器、信号处理、控制电路等于一体的微型器件或系统，其制造过程是以薄膜沉积、光刻、外延、氧化、扩散、注入、溅射、蒸镀、刻蚀、划片和封装等为基本工艺步骤来制造复杂三维形体的微加工过程，尺寸通常在微米或纳米级。在MEMS器件制造过程中，为了实现MEMS器件在内部或者与外部电气连接，通常会在MEMS芯片的顶层金属(topmetal)上制作重布线层(RedietributionLayer，RDL，再分布互连层)，通过RDL层实现MEMS器件的信号的输入/输出，最终使MEMS发挥预定的功能。

现有技术中的重布线层形成过程，一般是在MEMS晶圆的顶层金属互连层(topmetal,TM)表面依次形成刻蚀阻挡层(氮化钛TiN)、铝Al层以及图案化的光刻胶层，然后采用干法刻蚀工艺(请参考图1A)或湿法刻蚀工艺(请参考图1B)来刻蚀铝层来形成重布线层，该重布线层可以形成导电垫和焊接垫以及与导电垫和焊接垫的连线。然而，通过干法刻蚀工艺直接形成RDL层时，刻蚀最终很难停止在刻蚀阻挡层TiN表面，容易过刻蚀而造成TM层损耗，同时干法刻蚀时的侧向刻蚀不均匀，容易形成Al栅栏缺陷(Alfencedefect)；而通过湿法刻蚀工艺直接形成RDL层时，由于重力作用，刻蚀窗口底部的刻蚀液腐蚀力较大，容易造成底部Al的关键尺寸(CD)收缩(shrink)，同时会有较多残留物聚集在底部。显然，上述干法刻蚀或湿法刻蚀工艺形成的重布线层的可靠性较低，影响最终封装的芯片的性能和良率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种重布线层制造方法及MEMS器件制造方法，能够避干法刻蚀形成重布线层时对顶层互连金属层的损耗和重布线层本身缺陷的问题，同时还能够避免湿法刻蚀形成重布线层时重布线层关键尺寸收缩以及刻蚀残留物较多的问题。

为解决上述问题，本发明提出一种重布线层制造方法，包括：

提供一半导体衬底，在所述半导体衬底上依次形成刻蚀阻挡层、导电金属层以及图案化的光刻胶层，所述光刻胶层的图案定义了所述导电金属层形成重布线层的位置；

以所述光刻胶层为掩膜，采用干法刻蚀工艺部分刻蚀所述导电金属层，以降低所述光刻胶层未覆盖的导电金属层的厚度，并使剩余的导电金属层仍能全面覆盖所述刻蚀阻挡层；

在设定的重布线层刻蚀制程排队等待时间Q-time内，继续以所述光刻胶层为掩膜，采用湿法刻蚀工艺完全去除所述光刻胶层未覆盖的导电金属层的剩余厚度，刻蚀停止在所述刻蚀阻挡层表面，形成重布线层。

进一步的，所述半导体衬底中形成有MEMS器件电路以及电气连接点，所述重布线层与所述MEMS器件电路通过电气连接点电连接；或者，所述半导体衬底中形成有MEMS器件电路以及MEMS器件电路上方的金属互连结构，所述MEMS器件电路通过金属互连结构与所述重布线层电气连接。

进一步的，所述刻蚀阻挡层为氮化钛或者氮化钽。

进一步的，所述导电金属层为铝或铜。

进一步的，在半导体衬底上形成的导电金属层厚度为1μm～2μm，所述干法刻蚀后导电金属层的剩余厚度为0.15μm～1.25μm。

进一步的，所述排队等待时间Q-time小于12小时，所述湿法刻蚀工艺的时间占所述排队等待时间Q-time的30％～70％。

进一步的，所述干法刻蚀的工艺参数包括：工艺气体包括Cl₂、BCl₃和N₂，源射频功率为500W～1500W，偏置射频功率为100W～200W，工艺时间为40s～100s；所述湿法刻蚀的工艺参数包括：硝酸1％～2％体积比，磷酸75％～85％体积比，醋酸5％～10％体积比,水10％～20％体积比，工艺温度25℃～50℃，导电金属层刻蚀速率为

本发明还提供一种MEMS器件制造方法，包括：

提供一具有MEMS器件电路的MEMS衬底，所述MEMS衬底表面上形成有电气连接点或者金属互连结构；

按照上述之一的方法在所述MEMS衬底表面上形成重布线层，所述重布线层与所述电气连接点或金属互连结构电气连接。

进一步的，采用电镀回流或者激光植球工艺在所述重布线层表面形成导电凸点。