CN114709139A - 一种改善芯片铝焊盘氧化的方法 - Google Patents
一种改善芯片铝焊盘氧化的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114709139A CN114709139A CN202111509016.1A CN202111509016A CN114709139A CN 114709139 A CN114709139 A CN 114709139A CN 202111509016 A CN202111509016 A CN 202111509016A CN 114709139 A CN114709139 A CN 114709139A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pad
- fluorine
- cleaning
- etching
- remove
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/48—Manufacture or treatment of parts, e.g. containers, prior to assembly of the devices, using processes not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326
- H01L21/4814—Conductive parts
- H01L21/4821—Flat leads, e.g. lead frames with or without insulating supports
- H01L21/4828—Etching
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/48—Manufacture or treatment of parts, e.g. containers, prior to assembly of the devices, using processes not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326
- H01L21/4814—Conductive parts
- H01L21/4821—Flat leads, e.g. lead frames with or without insulating supports
- H01L21/4835—Cleaning, e.g. removing of solder
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
- H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
Abstract
本发明公开了一种改善芯片铝焊盘氧化的方法，具体的方法及工艺流程包括以下过程：S1:Cover ET刻蚀Al PAD；S2:湿法清洗pad去除残留物；S3:跳过氧气表面处理直接进入Final alloy过程；S4:最后再进行一次表面清洗去除表面氟；本发明通过优化传统芯片Cover ET loop工艺流程，从而减少芯片Al pad表面含氟氧化物产生，进而提高芯片键合质量和可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及半导体集成电路制造工艺领域，具体是一种改善芯片铝焊盘氧化的方法。
背景技术
铝金属由于具有良好的抗氧化性和焊接性能，在工艺节点中仍然被保留作为制造芯 片外互连和焊盘的制作材料。但在引线键合前，铝焊盘由于缺乏钝化层保护而暴露在外部 环境中，使其仍容易受到卤族元素的腐蚀。焊盘结晶缺陷是铝焊盘表面受氟元素侵蚀所产 生的一种结晶型缺陷，会在封装工艺中造成引线键合失效，严重影响芯片的良率和可靠性。 造成焊盘结晶缺陷产生的原因有很多，除了运输包装、芯片封装等过程造成的影响之外， 在晶圆的加工过程中焊盘氟元素的引入是一个重要原因。
铝作为表面金属层时，在半导体工艺中对铝表面的钝化层进行刻蚀打开PAD窗口后， 铝PAD暴露在空气中易与环境中的水汽、氟发生电化学反应形成氟氧化物等晶体缺陷，晶体缺陷是损伤性缺陷，其在OM(目检)情况下体现为焊盘的突起，SEM(电子显微镜 下)下体现为一团异常物，如图1所示，这种晶体缺陷会引起封装键合失效或造成键合可 靠性问题。芯片焊盘上的含氟氧化层是在半导体制造工艺中引起键合失效的主要原因之 一，尤其在薄铝产品上更为明显。
在现有技术中，90nm逻辑BKM工艺流程如图2所示，工艺流程中多增加一次WETClean可去除大颗结晶PAD Crystal；但后续随着存放时间加长，却发生表面氧化现象， EDX分析依然含有大量氟，如图3所示，并且有By Slot效应，即高Slot位置最为严重， 如图4所示；因此怀疑氟析出model，导致后续存放过程中影响PAD。
焊盘作为芯片内部电路与外部引线连接的接口，对芯片的良品率以及可靠性有着重要 的影响。一方面，焊盘表面的状态会影响到引线键合的质量，焊盘表面存在缺陷会引起引 线键合失效或引线键合可靠性差等问题，从而降低后段封测的良率，甚至影响最终产品的 可靠性。另一方面，由于焊盘制造工序位于整个晶圆制造工序的末尾，由于焊盘表面存在 缺陷而造成报废的晶圆都已接近成品，使得报废的成本变得很高。因此，研究焊盘制造中 的缺陷问题，对保证晶圆生产质量，提升整体晶圆制造良率与可靠性，降低产品报废风险 有着积极的意义。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种改善芯片铝焊盘氧化的方 法，来优化传统芯片Cover ET loop工艺流程，从而减少芯片Al pad表面含氟氧化物产生， 从能提高半导体键合质量，提高封装质量与可靠性。
为实现上述目的及其它相关目的，本发明提供一种改善芯片铝焊盘氧化的方法，如图 5所示，包括以下过程：
S1:Cover ET刻蚀Al PAD；
S2:湿法清洗pad去除残留物；
S3:跳过氧气表面处理直接进入Final alloy过程；
S4:最后再进行一次表面清洗去除表面氟。
作为本发明进一步的方案：所述S1中，Cover ET利用干刻工艺去除焊盘表面的钝化 层薄膜,Cover ET工艺主要分为四个步骤，分别是主刻蚀、过刻蚀、后处理和Ar+Treatment。
作为本发明再进一步的方案：所述S2中，采用湿法清洗去除刻蚀工艺中的刻蚀残留 物及光阻残留物，整个清洗工艺过程可以简要概括为化学药液清洗、药液甩干、DIWrinse 和干燥等多个工艺步骤的组合。
作为本发明再进一步的方案：所述S3中，与现有工艺流程相比，在第一次湿法清洗后跳过表面氧气处理过程，直接进入final alloy过程。
作为本发明再进一步的方案：所述S4中，final alloy过程后还需进行一次湿法清洗， 以去除表面析出的氟。与现有工艺流程相比，第二次湿法清洗后不再进行表面氧气处理过 程，Final alloy长时间高温作用下会有效去除PAD晶隙内或表面残留的氟，表面氧气处 理的过程会形成致密氧化层，阻挡氟去除。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明中所采用清洗液和刻蚀工艺都是常见的，配置方便，便于操作。
2、本发明技术方案是在现有技术基础上，通过优化传统芯片Cover ET loop工艺流程， 去除两次表面氧化处理过程，降低了工艺成本，能够减少芯片Al pad表面含氟氧化物产生， 能改善铝焊盘的结晶缺陷，从能提高半导体键合质量，提高封装质量与可靠性。
3、本发明从表面氟氧产生机理分析，得出改善铝焊盘表面含氟氧化物的方法。实验 结果表明，本发明对Al pad表面氧化有很好的改善作用。
附图说明
图1为正常焊盘表面与异常焊盘表面的对比电镜图。
图2为原90nm逻辑BKM工艺流程图。
图3为异常焊盘表面含氟氧化层变化的电镜图。
图4为异常焊盘表面EDX分析效果图。
图5为优化后的90nm逻辑BKM工艺流程图。
图6为优化后的实验效果示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地 描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本 发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实 施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例中改善芯片铝焊盘氧化的方法是在对现有技术所存在的问题做深入分 析而得到，故在介绍本发明实施例方法之前，先介绍一下现有技术及存在的问题。
在半导体工艺过程中，芯片铝焊盘往往在其表面形成有结晶缺陷。这种结晶缺陷主要 是由于半导体工艺中的含氟物质，如刻蚀工艺中采用的含氟气体的残留，与空气中的水蒸 气、氧气结合发生反应，形成含氟氧化物。随着时间的延长，产生面含氟氧化物的现象越 严重，这些缺陷往往影响后续封装工艺的进行，更严重的引起晶圆报废。
在现有技术中，90nm逻辑BKM工艺流程如图2所示，现有工艺流程中Final alloy长时间高温作用下会有效去除PAD晶隙内或表面残留的氟，O2 treatment的过程会形成致 密氧化层，阻挡氟去除。后续随着存放时间加长，却发生表面氧化现象，如图3所示。EDX 分析依然含有大量氟，如图4所示，并且有By Slot效应，即高Slot位置最为严重。
为了解决现有技术中的技术问题，本发明提供了一种改善芯片铝焊盘氧化的方法，来 优化传统芯片Cover ET loop工艺流程，所述方法如图5所示，包括以下过程：
S1:Cover ET刻蚀Al PAD；
S2:湿法清洗pad去除残留物；
S3:跳过氧气表面处理直接进入Final alloy过程；
S4:最后再进行一次表面清洗去除表面氟。
所述S1中，Cover ET利用干刻工艺去除焊盘表面的钝化层薄膜,Cover ET工艺主要分 为四个步骤，分别是主刻蚀、过刻蚀、后处理和Ar+Treatment。
所述S2中，采用湿法清洗去除刻蚀工艺中的刻蚀残留物及光阻残留物，整个清洗工 艺过程可以简要概括为化学药液清洗、药液甩干、DIW rinse和干燥等多个工艺步骤的组 合。
所述S3中，与现有工艺流程相比，在第一次湿法清洗后跳过表面氧气处理过程，直接进入final alloy过程。
所述S4中，final alloy过程后还需进行一次湿法清洗，以去除表面析出的氟。与现 有工艺流程相比，第二次湿法清洗后不再进行表面氧气处理过程，Final alloy长时间高温 作用下会有效去除PAD晶隙内或表面残留的氟，表面氧气处理的过程会形成致密氧化层， 阻挡氟去除。
实验效果显示：新条件对PAD表面氧化有很好的改善作用，如图6所示。采用的评价方法：每条件4片，相同位置，相同倍率下，中心2*2cm面积氧化颗粒平均数。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依 然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替 换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本 发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种改善芯片铝焊盘氧化的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1:Cover ET刻蚀Al PAD；
S2:湿法清洗pad去除残留物；
S3:跳过氧气表面处理直接进入Final alloy过程；
S4:最后再进行一次表面清洗去除表面氟。
2.根据权利要求1所述的一种改善芯片铝焊盘氧化的方法，其特征在于：所述S1中，Cover ET利用干刻工艺去除焊盘表面的钝化层薄膜,Cover ET工艺主要分为四个步骤，分别是主刻蚀、过刻蚀、后处理和Ar+Treatment。
3.根据权利要求1所述的一种改善芯片铝焊盘氧化的方法，其特征在于：所述S2中，采用湿法清洗去除刻蚀工艺中的刻蚀残留物及光阻残留物，整个清洗工艺过程可以简要概括为化学药液清洗、药液甩干、DIW rinse和干燥等多个工艺步骤的组合。
4.根据权利要求1所述的一种改善芯片铝焊盘氧化的方法，其特征在于：所述S2中，刻蚀后湿法清洗主要利用化学药液和去离子水湿法清洗刻蚀后晶圆表面残留的刻蚀聚合物和光阻灰化物等杂质。清洗液不仅能够去除氧化物性的残留物，还可以用于去除有机物残留的极性有机溶剂以及防止金属腐蚀的抑制剂确保清洗效果达到工艺集成要求。
5.根据权利要求1所述的一种改善芯片铝焊盘氧化的方法，其特征在于：所述S3中，与现有工艺流程相比，在第一次湿法清洗后跳过表面氧气处理过程，直接进入final alloy过程。
6.根据权利要求1所述的一种改善芯片铝焊盘氧化的方法，其特征在于：所述S4中，final alloy过程后还需进行一次湿法清洗，以去除表面析出的氟。与现有工艺流程相比，第二次湿法清洗后不再进行表面氧气处理过程，Final alloy长时间高温作用下会有效去除PAD晶隙内或表面残留的氟，表面氧气处理的过程会形成致密氧化层，阻挡氟去除。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111509016.1A CN114709139A (zh) | 2021-12-10 | 2021-12-10 | 一种改善芯片铝焊盘氧化的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111509016.1A CN114709139A (zh) | 2021-12-10 | 2021-12-10 | 一种改善芯片铝焊盘氧化的方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114709139A true CN114709139A (zh) | 2022-07-05 |
Family
ID=82166298
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111509016.1A Pending CN114709139A (zh) | 2021-12-10 | 2021-12-10 | 一种改善芯片铝焊盘氧化的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114709139A (zh) |
-
2021
- 2021-12-10 CN CN202111509016.1A patent/CN114709139A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100867287B1 (ko) | 세정제 조성물 | |
| KR100970069B1 (ko) | 반도체 장치의 제조 방법 및 반도체 제조 장치 | |
| JP3810607B2 (ja) | 集積回路の基板表面の不純物を除去するための洗浄水溶液及びこれを用いた洗浄方法 | |
| CN102399648B (zh) | 一种含氟清洗液 | |
| JP4221191B2 (ja) | Ｃｍｐ後洗浄液組成物 | |
| JP2002069495A (ja) | 洗浄剤組成物 | |
| CN102039281B (zh) | 用于对晶片焊盘表面进行清洗的方法 | |
| JP3679216B2 (ja) | 半導体基板の洗浄液及びこれを使用する洗浄方法 | |
| JP2009238896A (ja) | 半導体集積回路装置の製造方法 | |
| CN108630518B (zh) | 半导体晶圆的清洗方法 | |
| US20100258143A1 (en) | Scrubber clean before oxide chemical mechanical polish (cmp) for reduced microscratches and improved yields | |
| US8741066B2 (en) | Method for cleaning substrates utilizing surface passivation and/or oxide layer growth to protect from pitting | |
| US6635565B2 (en) | Method of cleaning a dual damascene structure | |
| US6054393A (en) | Method for improving the wet process chemical sequence | |
| CN114709139A (zh) | 一种改善芯片铝焊盘氧化的方法 | |
| US20020036001A1 (en) | Cleaning equipment, cleaning method, semiconductor manufacturing device, and semiconductor device | |
| CN102024752B (zh) | 一种改进芯片切割的方法 | |
| CN109148262B (zh) | 一种太阳能多晶黑硅片的清洗方法 | |
| US20050048777A1 (en) | Method for fabricating semiconductor device | |
| US6638365B2 (en) | Method for obtaining clean silicon surfaces for semiconductor manufacturing | |
| JP3759789B2 (ja) | 半導体装置の洗浄に使用される洗浄液及びこれを用いた洗浄方法 | |
| CN101764075B (zh) | 晶片背面缺陷的监测方法和系统 | |
| CN113956925A (zh) | 一种用于半导体材料的金属离子清洗剂 | |
| CN102569023B (zh) | 一种减少金属腐蚀的清洗方法 | |
| US20080299682A1 (en) | Method for removing poly silicon |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |