CN103182384A - 一种对焊盘表面进行清洗的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种对晶片焊盘表面进行清洗的方法，该方法包括：将晶片浸入ACT940溶液中对晶片进行第一设定时间清洗，同时向ACT940溶液中持续通入CO₂气体，以去除晶片焊盘表面的氟离子；将所述晶片浸入氮甲基吡咯烷酮溶液中对晶片进行第二设定时间清洗，以清洗晶片上的ACT940溶液；对所述晶片进行快速倾卸冲洗，以清洗晶片上的氮甲基吡咯烷酮溶液；对所述晶片进行干燥处理。所述通入的CO₂气体溶解于ACT940溶液所引入的氢离子可以与氟离子相结合生成氟化氢气体，有效降低了焊盘表面的残留的氟离子的含量，抑制了CuF2的生成，从而改善焊盘表面的缺陷。

Description

一种对焊盘表面进行清洗的方法

技术领域

本发明涉及半导体工艺，特别是涉及用于对焊盘表面进行清洗的方法。

背景技术

在半导体制造工艺中，随着芯片的集成度的增加，对微电子封装的精度要求变得越来越高，因此对键合质量及其可靠性的要求也随之增大，而键合质量的优劣很大程度上取决于焊盘的质量。

图1为形成焊盘的半导体器件的剖面图，参考图1，焊盘的制作方法包括：提供半导体基底100，所述基底内形成有半导体器件层以及金属互连线(topmetal)110；在所述半导体基底100上依次形成有刻蚀阻挡层130和第一钝化层140；刻蚀所述第一钝化层140和刻蚀阻挡层130，在与金属互连线110对应的位置形成焊盘开口；在所述焊盘开口内淀积形成金属铝层或铝合金层；去除第一钝化层上多余的金属铝层，形成与金属互连线110电连接的焊盘120；随后在所述的第一钝化层140以及焊盘上形成第二钝化层150；刻蚀所述第二钝化层150，露出焊盘120。由于使用了含氟(F)的气体例如，CF₄、C₄F₈等来干法刻蚀焊盘上的第二钝化层150，故逸出的氟离子会附着在焊盘120表面，当采用ACT940(欧洲专利申请EP2290046公开了所述ACT940的配方)清洗焊盘上的在刻蚀过程中所产生的聚合物以及杂质时，如图2所示，附着在焊盘120表面的氟离子会与焊盘中的铜反应(由于ACT940中含有用于保护铝的抑制剂成分，所以氟离子不会和铝反应)，使得Cu反应变成Cu离子进溶液中，在焊盘表面形成坑洞，从而在焊盘表面形成缺陷。一旦焊盘表面存在缺陷就会造成较差的焊盘抗拉强度和较差的结合强度均匀性，导致引线失败，对器件的导电性、可靠性带来负面影响，因此，去除焊盘表面的缺陷对器件制造而言非常重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种对焊盘表面进行清洗的方法，以用于改善焊盘表面的缺陷的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种对焊盘表面进行清洗的方法，用于改善晶片焊盘表面的缺陷，包括：将晶片浸入ACT940溶液中对晶片进行第一设定时间清洗，同时向ACT940溶液中持续通入CO₂气体，以去除晶片焊盘表面的氟离子；将所述晶片浸入氮甲基吡咯烷酮溶液中对晶片进行第二设定时间清洗，以清洗晶片上的ACT940溶液；对所述晶片进行快速倾卸冲洗，以清洗晶片上的氮甲基吡咯烷酮溶液；对所述晶片进行干燥处理。

作为优选，所述通入的CO₂气体的流量为2～4L/min。

作为优选，所述ACT940溶液的浓度为77％～78％，温度为68℃～70℃。

作为优选，所述第一设定时间为15～25min。

作为优选，所述氮甲基吡咯烷酮溶液的浓度为100％，温度为26℃～28℃。

作为优选，所述第二设定时间为5～15min。

作为优选，所述对所述晶片进行快速倾卸冲洗步骤包括使用去离子水对晶片冲洗和使用丙醇溶液对晶片清洗。

与现有技术相比，本发明的一种对焊盘表面进行清洗的方法通过在清洗过程中向ACT940清洗液中持续通入CO₂气体，降低了焊盘表面的残留的氟离子的含量，抑制了CuF₂的生成，能够有效改善焊盘表面的缺陷。

附图说明

图1为形成有焊盘的半导体器件的剖面图；

图2为采用现有的清洗的方法对晶片进行清洗后的焊盘表面局部放大图；

图3为本发明实施例的对焊盘表面进行清洗的方法的流程图；

图4为本发明的对焊盘表面进行清洗的方法对晶片进行清洗后的焊盘表面局部放大图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

下面将结合具体实施例对本发明的一种对焊盘表面进行清洗的方法进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明，而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。

图3示出了本发明实施例的对焊盘表面进行清洗的方法的流程图，如图2所示，所述对焊盘表面进行清洗的方法包括如下：

在步骤310中，将晶片浸入ACT940溶液中对晶片进行清洗，同时向ACT940溶液中持续通入CO₂气体，以去除晶片焊盘表面的氟离子。所述晶片上形成有由上述现有焊盘制作方法形成的焊盘，由于使用了含氟(F)的气体例如，CF₄、C₄F₈等，来干法刻蚀焊盘上的钝化层，焊盘表面会有大量残留的逸出的氟离子(F^-)。所述ACT940溶液为含有胺基的有机溶剂，所述ACT940溶液的浓度为77％～78％，温度为68℃～70℃，用于去除刻蚀所述焊盘上的钝化层的过程中所产生的聚合物以及杂质；在ACT940对晶片进行清洗的同时，向ACT940溶液中通入CO₂气体，以去除晶片焊盘表面的氟离子，所述CO₂气体的流量为2～4L/min；所述清洗的时间(即第一设定时间)为15～25min。

在步骤320中，将所述晶片浸入氮甲基吡咯烷酮溶液中对晶片进行清洗，以清洗晶片上的ACT940溶液。所述氮甲基吡咯烷酮溶液的浓度为100％，温度为26℃～28℃。所述清洗时间(即第二设定时间)为5～15min。

在步骤330中，对所述晶片进行快速倾卸冲洗，以清洗晶片上的氮甲基吡咯烷酮溶液。所述快速倾卸冲洗包括使用去离子水对晶片冲洗和使用丙醇溶液对晶片清洗，可以先将晶片浸入去离子水中，使用去离子水快速冲刷晶片，接着使用丙醇(IPA)溶液进行清洗并排出清洗液；或者将晶片旋转离心，并向晶片表面喷射温度约为40℃～50℃的去离子水和丙醇的混合溶液。

最后，在步骤340中，对所述晶片进行干燥处理，使得晶片充分干燥。

由于在采用ACT940清洗焊盘上的在刻蚀过程中所产生的聚合物以及杂质时，焊盘表面大量残留的逸出的氟离子与焊盘中的铜反应(由于ACT940中含有用于保护铝的抑制剂成分，所以氟离子不会和铝反应)是形成焊盘缺陷CuF₂的主要原因，本发明的对焊盘表面进行清洗的方法在该清洗过程中向ACT940溶液中持续通入CO₂气体，所述CO₂气体会与ACT940溶液中的水结合，产生氢离子(H⁺)和碳化氢离子(HCO₃ ^-)，所述H⁺能够与焊盘表面的氟离子(F^-)结合产生氟化氢(HF)气体，有效降低了焊盘表面的残留的氟离子的含量，抑制了CuF₂的生成，从而改善焊盘表面的缺陷。

图4为本发明的对焊盘表面进行清洗的方法对晶片进行清洗后的晶片局部放大图，与图2相比，采用本发明实施例的方法进行清洗后的晶片几乎不存在焊盘表面缺陷，进一步验证了本发明能够有效改善焊盘表面缺陷。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种对晶片焊盘表面进行清洗的方法，用于改善晶片焊盘表面的缺陷，其特征在于，包括：

将晶片浸入ACT940溶液中对晶片进行第一设定时间清洗，同时向ACT940溶液中持续通入CO₂气体，以去除晶片焊盘表面的氟离子；

将所述晶片浸入氮甲基吡咯烷酮溶液中对晶片进行第二设定时间清洗，以清洗晶片上的ACT940溶液；

对所述晶片进行快速倾卸冲洗，以清洗晶片上的氮甲基吡咯烷酮溶液；

对所述晶片进行干燥处理。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通入的CO₂气体的流量为2～4L/min。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述ACT940溶液的浓度为77％～78％，温度为68℃～70℃。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一设定时间为15～25min。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氮甲基吡咯烷酮溶液的浓度为100％，温度为26℃～28℃。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二设定时间为5～15min。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述晶片进行快速倾卸冲洗步骤包括使用去离子水对晶片冲洗和使用丙醇溶液对晶片清洗。

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