JP2004527114A - ワイヤボンディングのための銅メタライゼーションダイの処理方法 - Google Patents

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    • H01L2224/485—Material
    • H01L2224/48505—Material at the bonding interface
    • H01L2224/48599—Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Gold (Au)
    • H01L2224/486—Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Gold (Au) with a principal constituent of the bonding area being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/48638—Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Gold (Au) with a principal constituent of the bonding area being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/48647—Copper (Cu) as principal constituent
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    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
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    • H01L2224/48699—Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Aluminium (Al)
    • H01L2224/487—Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Aluminium (Al) with a principal constituent of the bonding area being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/48738—Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Aluminium (Al) with a principal constituent of the bonding area being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/48747—Copper (Cu) as principal constituent
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Abstract

銅からなるパッドを有する集積回路が複数形成された半導体ウェハの処理方法であって、酸化物を銅パッドから除去するステップと、ウェハを耐衝撃性容器に真空梱包するステップとからなる。酸化物は、多くの方法によって銅パッドから除去することが可能である。第１の方法では、ウェハをアルカリ溶液中でクリーニングし、乾燥したウェハを酸で中和して、ウェハを乾燥させる。第２の方法では、ウェハを酸溶液でクリーニングし、酸でクリーニングしたウェハを水ですすぎ、銅パッドの表面に抗酸化活性剤を塗布し、抗酸化活性剤を塗布したのちにウェハを水ですすぎ、水ですすいだウェハを乾燥させる。第３の方法では、水素約５〜１０％とアルゴン約９０〜９５％とを使用して銅パッドをプラズマクリーニングし、アルミニウムの非常に薄い層を銅パッドの表面にスパッタリングする。酸化パッシベーション層の膜厚は約１〜約５ナノメートルである。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は集積回路に関し、より詳細には、ワイヤボンディングの信頼性を向上させる銅パッド付きのダイを有する半導体ウェハの処理方法（ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｐｒｅｐａｒｉｎｇ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
集積回路（ＩＣ）ダイとは、複数のダイが形成された半導体ウェハ（シリコンウェハなど）から切削された小さな素子である。この種のダイは、通常は腐食から保護するために、はんだ又はエポキシによってリードフレームに取り付けられてパッケージングされている。ダイは、リードフレームにあるリード線に電気的に接続されたのち、ダイとリードフレームとがプラスチックのパッケージに封止される。リードフレームのリード線はパッケージから突出しており、リード線の終端には、ダイと他の回路（プリント配線基板など）とを電気的に接続するためのピンが付いいる。
【０００３】
図４に、ダイをパッケージングする従来の工程を示す。まず、ステップ４０において、ダイが形成されたウェハからダイを切削（すなわち切断）する。ウェハからダイを切削したのちに、ダイボンディング（ダイ取付け）ステップ４２において、ダイの裏面をキャリヤ又はリードフレームにしっかりと取り付ける。通常、ダイボンディングステップ４２においては、ダイはエポキシなどの有機接着剤によってリードフレームに取り付けられて、べークによって硬化される。エポキシが硬化したのち、ステップ４４において、ダイをリードフレームにワイヤボンドする。
【０００４】
図５は、パッケージングされた集積回路５０の拡大断面図である。パッケージングされた回路５０は、ダイ接着パッド５２にボンディングされたダイ５１を有する。ダイ５１は、ワイヤ５４によってリードフレーム５３に接続されている。さらに、ダイ５１、ダイ接着パッド５２及びワイヤ５４のほか、リードフレーム５３の一部がパッケージ５５内に封止又はモールドされている。パッケージ５５は、プラスチック、金属、セラミック、又はその他の公知のパッケージ材料である。
【０００５】
ワイヤ５４は、ダイ５１のボンディングパッドとリードフレーム５３のボンディングパッドとを接続している。最も広く用いられているダイ接続技術に、ワイヤボンディングがある。ワイヤボンディングは、固相溶接工程であって、２種類の金属材料（非常に薄いワイヤ及びパッド面）を接触させる。表面同士を接触させたのち、熱、圧力及び超音波エネルギーの少なくともいずれかを付与すると、電子共有又は原子の相互拡散が生じ、ワイヤボンドが形成される。
【０００６】
ワイヤボンディングは、典型的には、圧力と高温とを組み合わせて用いた熱圧着（Ｔ／Ｃ）ボンディング、圧力、高温及び超音波振動バーストを組み合わせて用いた超音波熱併用圧着（Ｔ／Ｓ）ボンディング、及び圧力と超音波振動バーストとを組み合わせて用いた超音波（Ｕ／Ｓ）ボンディングの３つの標準的工業技術のいずれかによって行なわれる。この３つのワイヤボンディング技法は、広く公知となっている。好ましいボンドワイヤ材料は金であるが、銀、アルミニウム／シリコン、アルミニウム／マグネシウム、パラジウム、及び銅などのその他の材料も使用することができる。
【０００７】
図４に示すように、ワイヤボンディングステップ４４ののちに、通常は紫外オゾン（ＵＶＯ）クリーニングによってダイの裏面をクリーニングする。ＵＶＯクリーニングにおいては、大量の放射線を発するＵＶ−オゾンクリーナを使用して、ダイから有機汚染物質を除去する。最後に、ステップ４８において、ダイとリードフレームとの組立品がモールドされて、図５に示すパッケージングされた回路５０が形成される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
高いクロックレート及び良好な熱管理が求められているほか、ファインピッチ及びウルトラファインピッチの銅ワイヤボンディングを形成することが求められていることによって、ＩＣの分野においてここ数年、アルミニウムではなく銅のワイヤに対する関心が再燃している。金属間相（ｉｎｔｅｒｍｅｔａｌｌｉｃ ｐｈａｓｅ）を防止するためには、銅ワイヤを銅パッドにボンディングすることが望ましい。
【０００９】
しかし、銅は酸化されやすく、比較的急速に腐蝕する。腐食によって、ワイヤボンドの少なくとも一方の端が完全に露出して（ｏｐｅｎ）、ワイヤがパッケージ内部に入り込み、電気回路の短絡が発生するおそれがある。腐食は、湿気及び汚染物質が存在することによって発生する。例えば、ボンディング領域に塩素又は臭素が存在すると、塩化物又は臭化物が生成されて、ボンド腐食が生じる。また、ボンド腐食は、ワイヤボンド相互接続（ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ）の電気抵抗を上昇させる。このため、高信頼性の銅−銅ボンドを形成することが困難となっている。したがって、ワイヤをより高信頼にボンディングできるパッド面を有することが有利である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、より高信頼のワイヤボンドを提供するために、銅からなるパッドを有する集積回路が複数形成された半導体ウェハの処理方法を提供する。本方法は、酸化物を銅パッドから除去するステップと、ウェハを耐衝撃性容器に真空梱包するステップとからなる。酸化物は、多くの方法によって銅パッドから除去することが可能である。第１の方法では、ウェハをアルカリ溶液中でクリーニングし、乾燥したウェハを酸で中和して、ウェハを乾燥させる。第２の方法では、Ｈ２ＳＯ４槽又はＨＮＯ３槽にウェハを浸漬するなどによってウェハを酸溶液でクリーニングし、酸でクリーニングしたウェハを水ですすぎ、銅パッドの表面に抗酸化活性剤を塗布し、抗酸化活性剤を塗布したのちにウェハを水ですすぎ、水ですすいだウェハを乾燥させる。第３の方法では、約０．６７〜２．６７パスカル（約５〜２０ｍＴｏｒｒ）の超低真空圧下で水素約５〜１０％とアルゴン約９０〜９５％とを使用して銅パッドをプラズマクリーニングし、アルミニウムなどの酸化パッシベーションの非常に薄い層を銅パッドの表面にスパッタリングする。酸化パッシベーション層の膜厚は約１〜約１０ナノメートルである。
【００１１】
本発明はさらに、集積回路の銅パッドとリードフレームのパッドとを銅ワイヤによって電気的に接続する方法を提供する。本方法は、水素約５〜１０％とアルゴン約９０〜９５％とを使用して銅パッドのプラズマクリーニングを実施するステップと、洗浄した銅パッドとリードフレームパッドとにワイヤをワイヤボンディングするステップからなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
上記の概要説明並びに下記に示す本発明の好適な種々の実施形態詳細の説明は、添付の図面と併せて読めばよりよく理解されるであろう。本発明を説明するために、現時点において好ましい種々の実施形態を図面に記載する。しかし、本発明は、図面に記載されたとおりの構成及び手段に限定されないということを理解すべきである。
【００１３】
下記に記載する詳細説明と添付の図面とは、本発明の好適な種々の実施形態を説明するものであって、本発明を実施可能な形態に制限を課すものではない。本詳細説明は、例示の実施形態と併せ、手順を実施するための諸ステップのシーケンスを記載する。しかし、同一の機能若しくは同等の機能が、本発明の精神並びに範囲に含まれることを狙った異なる実施形態によって達成され得る。図面においては、同じ要素に対して同一の参照符号が使用される。
【００１４】
上記のとおり、電気的性能及びコストの点で利点を備えているため、銅相互接続メタライゼーション技術を用いた集積回路の形成が多用されるようになっている。金属間相を防止するために、ＩＣに銅パッドが設けられる。典型的には、ＩＣとチップキャリヤ又はリードフレームとのワイヤボンディングには、金及びアルミニウムのワイヤ材料が用いられるが、銅及び銀を使用することもできる。これらのワイヤは、異種のパッド材料にボンディングすると、異なる金属系（ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍ）が生じる。このため、同じ理由によって、銅パッドを設けたＩＣにおいては、銅ワイヤを使用してＩＣの銅パッドとリードフレームとを接続することが望ましい。
【００１５】
しかし、銅は急速に酸化するため、高信頼のワイヤボンドを達成することは困難である。このため、ワイヤボンドのボンダビリティ（ｂｏｎｄａｂｉｌｉｔｙ）及び信頼性を確保するために、ボンディング表面を汚染物質のまったくない状態に保つことが必要となる。典型的には、ある場所でウェハに回路を形成して、ウェハを別の場所に搬送して、ウェハから回路を切削してパッケージングする。ウェハの加工からパッケージングまでの間に長い時間が経過することがあるため、銅パッドの酸化がこの間に生じる。したがって、本発明は、ウェハに回路を形成してから、パッケージング工程が行なわれる場所に出荷するためにウェハが梱包されるまでの間に、集積回路の銅パッドをクリーニングする方法を提供する。
【００１６】
図１に、銅からなるパッドを有する集積回路が複数形成された半導体ウェハの第１の処理方法を示す。銅パッドを有する回路をシリコンウェハに形成する方法は公知となっており、この方法に関する説明を行なわずとも本発明を理解することができる。本発明の種々のプロセスは、ウェハに集積回路を形成した後に実施される。本発明の種々のプロセスが実施されるのは、一般に、ウェハに全ての層を形成して、ウェハを脱イオン水ですすぎ、ウェハの裏面を研磨して、不要な材料を除去させた後であって、好ましくは、これらに続いて各チップ（ダイ）のテスティングが実施された後である。典型的には、テスティングの実施後に、脱イオン水、イソプロピルアルコール、アセトン、メタノール等の溶媒を用いてウェハを再度クリーニングする。本発明は、ウェハのテスティングが行なわれた後のクリーニングを意図し、銅パッドから酸化物を除去して、ウェハを真空梱包するものである。
【００１７】
より詳細には、最初のステップ１０において、ウェハ特に各ダイの銅パッドをアルカリ中でクリーニングする。好ましくは、約１〜約２０秒間、ウェハを室温のアルカリ槽に浸漬すなわち浸すことによって、ウェハをアルカリ溶液でクリーニングする。酸化物を除去するためのアルカリ溶液は、リードフレームの製造において広く用いられており、当業者に公知となっている。
【００１８】
ウェハをアルカリ槽から取り出したら、酸中和ステップ１２を実施する。酸中和ステップ１２は、全ての酸化物を確実に銅パッドから除去するために、好ましくは約１〜約２０秒間、ウェハを室温の酸槽に浸漬すなわち浸すことによって実施される。使用する酸は、好ましくはＨ２ＳＯ４またはＨＮＯ３であるが、商業的に入手可能でありかつ半導体製造プロセスにおいて広く用いられているリン酸、過酸化水素、フッ酸、塩酸などの酸を使用してもよい。このほか、クエン酸などのそれ以外の酸も使用されることを当業者に理解する。
【００１９】
酸中和ステップ１２ののち、ステップ１４においてウェハを乾燥させる。ウェハは、大気又は温風によって乾燥しても、市販のブロードライヤーを使用して乾燥しても、或いはこれらを併用してもよい。別法として、圧縮空気又は圧縮気体（窒素など）を使用してウェハを乾燥させてもよい。乾燥時間は、数秒から数分であり得る。しかし、銅パッドが酸化されることがあるため、ウェハは長時間大気にさらされことが好ましい。
【００２０】
パッケージングを実施するために十分ウェハを乾燥したのち、ステップ１６においてウェハを真空梱包（ｖａｃｕｕｕｍ ｐａｃｋ）する。真空梱包は、一般的に公知となっており、かつ商業的に入手可能な真空梱包装置によって実施される。ウェハは、好ましくは非反応性材料からなる耐衝撃性容器に梱包する。
【００２１】
ダイをパッケージングできる用意が整ったら、ウェハを容器から取り出し、パッケージング工程を開始する。パッケージング工程においては、ボールボンディング又はウェッジボンディングが実施され得る。さらに、当業者は周知のように、ダイ接着にポリマー材料を使用した場合、酸化を防止するためにポリマーを不活性雰囲気下で硬化する必要がある。
【００２２】
図２に、銅からなるパッドを有する集積回路が複数形成された半導体ウェハの第２の処理方法を示す。第１実施形態と同様に、第２実施形態も、好ましくはウェハのダイのテスティングが実施された後に実施される。
【００２３】
より詳細には、テスティングの実施後に、ステップ２０においてウェハを酸溶液でクリーニングし、ステップ２２においてウェハを水ですすぐ。ステップ２０において、好ましくはウェハを室温又は高温の酸槽に浸漬すなわち浸すことによってウェハをクリーニングする。好ましくは、ウェハを酸槽に約２〜２０秒浸漬し、好ましくは約１０秒浸漬する。好ましくは、酸溶液は、Ｈ２ＳＯ４はＨＮＯ３のいずれかであるが、商業的に入手可能でありかつ半導体製造プロセスにおいて広く用いられているリン酸、過酸化水素、フッ酸、塩酸などの酸を使用してもよい。水によるすすぎステップ２２は、好ましくは約２１℃の脱イオン水を使用して約２分実施する。
【００２４】
ステップ２２でウェハをすすいだのち、ステップ２４において、銅パッドの表面に抗酸化活性剤（ａｎｔｉ−ｏｘｉｄａｎｔ ａｃｔｉｖａｔｏｒ）を塗布する。半導体及びリードフレームの製造プロセスにおいて公知となっている商業的に入手可能な任意の抗酸化剤はいずれも使用し得る。好ましくは、ウェハを抗酸化活性剤の槽に浸漬すなわち浸す。しかし、スプレーなど、ほかの方法によって抗酸化活性剤を塗布してもよい。
【００２５】
ウェハを抗酸化剤の槽から取り出したのち、ウェハを水ですすぎ、乾燥させる。好ましくは、ウェハを脱イオン水ですすいだのち乾燥させる。ウェハは、大気又は温風のいずれかによって乾燥され得る。
【００２６】
さらに、乾燥は、商業的に入手可能なブロードライヤーを使用して実施してもよい。
最後に、ステップ１６を実施する。本ステップにおいては、乾燥したウェハを真空梱包する。好ましくは、ウェハを非反応性材料からなる耐衝撃性容器に梱包する。
【００２７】
図３に、銅からなるパッドを有する集積回路が複数形成された半導体ウェハの第３の処理方法を示す。第１及び第２の実施形態と同様に、第３実施形態は、好ましくはウェハのダイのテスティングが実施されたのちに実施される。
【００２８】
より詳細には、テスティングの実施後に、ステップ３０においてウェハから酸化物を除去する。酸化物は、図１に示したアルカリ浴（ステップ１０）、酸中和（ステップ１２）、及び乾燥（ステップ１４）を実施してウェハから除去しても、図２に示した酸浴（ステップ２０）、水によるすすぎ（ステップ２２）、抗酸化活性剤の塗布（ステップ２４）及び水によるすすぎ・乾燥（ステップ２６）を実施して除去してもよい。しかし、酸化物除去ステップ３０で、分子クリーニング（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｃｌｅａｎｉｎｇ）又はプラズマクリーニングを実施し得る。
【００２９】
プラズマクリーニングでは、高出力高周波（ＲＦ）源、マイクロ波、又は直流電流によって気体をプラズマ化させる。高速の気体イオンがボンディング表面（すなわち銅パッド）に衝突し、汚染分子が物理的及び化学的に分解されることで、汚染物質がボンディング表面から除去される。半導体及びリードフレームのプラズマクリーニングは当業者によって公知となっており、この種のプラズマクリーニングを実施するための装置が市販されている。しかし、現行のプラズマクリーニング技法では、銅から酸化物を適切に除去することができない。
【００３０】
従来のプラズマクリーニングにおいては、イオン化される気体は、酸素、アルゴン、窒素、Ａｒ８０％＋Ｏ２２０％、又はＯ２８０％＋Ａｒ２０％である。このほか、Ｏ２／Ｎ２プラズマも使用される。本発明者は、この種の気体では、銅パッドを適切にクリーニングすることができないことを明らかにした。このため、本発明では、プラズマクリーニングステップに、水素約５〜１０％とアルゴン約９０〜９５％とを使用する。実験の結果、クリーニングを行なうイオンが、クリーニング対象の表面に到達するためには、平均自由行程が長くなければならず、このため、Ｈ２気体は、超低真空圧下で使用する必要があることが明らかとなった。換言すれば、プラズマクリーニングは、好ましくは約０．６７〜２．６７パスカル（約５〜２０ｍＴｏｒｒ）の超低圧下で、約８００〜１０００ミリワットのマイクロ波出力を使用して実施される。
【００３１】
ウェハから酸化物を除去したら、ステップ３２において、アルミニウムやその他の有機／無機被覆剤などの酸化パッシベーション材料の薄い層が、好ましくはスパッタリングによって銅パッドに形成される。スパッタリング／ＰＥＣＶＤ（プラズマ促進化学蒸着）は、部分的真空蒸着（ｐａｒｔｉａｌ ｖａｃｕｕｍ ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ）とも呼ばれ、ターゲット（膜材料の固い板など）とウェハとを収容した真空チャンバで実施される物理過程であり、本例においては、ターゲットは好ましくはアルミニウムである。気体アルゴンをチャンバに導入して、イオン化して正電荷を付与する。正に帯電したアルゴン原子が加速されて、アルミニウムに衝突し、アルミニウム原子をはじき出す。はじき出された原子は、銅パッドの表面も含むウェハの表面に堆積する。スパッタリングにより、銅パッドにアルミニウムが均一の膜厚で堆積される。本発明では、スパッタリング時間はわずか約２〜３秒である。
【００３２】
当業界において、酸化を防止するために銅パッドをアルミニウムで被覆することは公知となっているが、従来のアルミニウム被覆では、典型的には１〜２マイクロメートル（１０〜２０ｋÅ）の膜厚が用いられていた。これに対し、本発明は、スパッタリング／ＰＥＣＶＤを使用して、アルミニウム又はその他の無機／有機酸化パッシベーション／ＰＥＣＶＤ材料を被覆する。これらの材料の厚さは、好ましくは約１〜５ナノメートルである。
【００３３】
最後に、上記の二実施形態と同様に、ステップ１６を実施する。換言すれば、乾燥させたウェハを耐衝撃性容器に真空梱包し、この容器は好ましくは非反応性材料からなる。
上記に記載し、かつ図１〜３に示した方法は、ワイヤボンディングの実施前に銅パッドが酸化されることを防止するためにシリコンウェハに形成された集積回路の銅パッドのクリーニング、及びウェハの真空梱包を意図したものである。したがって、上記の方法を実施したウェハを使用することで、より高信頼のワイヤボンドが形成される。
【００３４】
図６に、図４に示しかつ上記に記載した従来の方法と似た半導体の組立て方法を示す。上記のとおり、銅パッドは非常に酸化しやすいため、より高信頼のワイヤボンドを提供するには、組立て工程において注意を払う必要がある。さらに、本発明者は、ダイをウェハから切削し（ステップ４０）、ダイ接着パッド（ステップ４２）にボンディングしたのちに、ワイヤボンディング（ステップ４４）を行なうまでの間にプラズマクリーニング（ステップ６０）を実施することによって、より高信頼のワイヤボンドが可能になるということを明らかにした。
【００３５】
図３に関して上記したように、プラズマクリーニングステップは、水素約５〜１０％とアルゴン約９０〜９５％とを使用して実施される。さらに、プラズマクリーニングは、好ましくは約０．６７〜２．６７パスカル（約５〜２０ｍＴｏｒｒ）の超低真空圧下で、約８００〜１０００ミリワットのマイクロ波出力を使用して実施される。
【００３６】
ダイをクリーニングした後に、ワイヤボンディングステップ４４を実施し、続いてステップ４６で従来のＵＶＯクリーニングを実施して、ステップ４８でモールドすなわち封入を行なう。
【００３７】
本発明は、自明のとおり、ウェハのダイをパッケージングする準備が整った際に、銅パッドの酸化が少なく、このためパッドのワイヤボンディングによって、より高信頼のボンティングが得られるように、銅パッド付きのダイを有するウェハを処理するための方法を提供する。さらに本発明は、パッドのワイヤボンディングによって、より高信頼のボンティングが得られるように、銅パッドの酸化を低減させる、ダイのパッケージング工程の際に銅パッド付きのダイを有するウェハの処理方法を提供する。理解されるように、本発明は、ワイヤボンディングのための銅パッドを調整することを指向したものである。本発明は、ワイヤボンディングに銅ワイヤを使用する場合のみに限定されず、金やアルミニウムなどのほかのワイヤを使用してもよい。さらに、本発明はボールボンディングを使用して実施されているが、ボールボンディングに限定されるものではなく、ウェッジボンディングを使用して実施することもできる。
【００３８】
本発明の種々の好適な実施形態は、例示及び説明を目的として記載しており、これらの実施形態は全てを網羅したものではなく、本発明がこれらの実施形態によって限定されることはない。本発明の幅広い概念から逸脱することなく、上記の種々の実施形態を変更することが可能であることを当業者は理解する。このため、本発明は、本明細書に開示した特定の実施形態に限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の精神並びに範囲内での変更を含んでいる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第１の実施形態による、少なくとも１つの集積回路が形成された半導体ウェハを処理する諸ステップを示すブロック図。
【図２】本発明の第２の実施形態による、少なくとも１つの集積回路が形成された半導体ウェハを処理する諸ステップを示すブロック図。
【図３】本発明の第３の実施形態による、少なくとも１つの集積回路が形成された半導体ウェハを処理する諸ステップを示すブロック図。
【図４】集積回路素子を形成する諸ステップを示すブロック図。
【図５】パッケージングされた集積回路ダイを示す拡大断面図。
【図６】本発明の第４の実施形態による集積回路素子を作成する諸ステップを示すブロック図。

Claims (28)

  1. 銅からなるパッドを有する集積回路が複数形成された半導体ウェハの処理方法であって、
    前記銅パッドから酸化物を除去するステップと、
    前記ウェハを真空梱包するステップとからなる方法。
  2. 酸化物を除去する前記ステップは、
    前記ウェハをアルカリ溶液でクリーニングするステップと、
    前記ウェハを酸で中和するステップと、前記ウェハを乾燥するステップとからなる、請求項１に記載の方法。
  3. 前記クリーニングステップは前記ウェハを約１〜約１０秒間アルカリ槽に浸漬するステップを含む、請求項２に記載の方法。
  4. 前記酸中和ステップは前記ウェハを約１〜約１０秒間酸溶液に浸漬するステップを含む、請求項３に記載の方法。
  5. 真空梱包する前記ステップは前記ウェハを耐衝撃性容器に真空梱包するステップを含む、請求項１に記載の方法。
  6. 酸化物を除去する前記ステップは、
    前記ウェハを酸溶液でクリーニングするステップと、
    酸でクリーニングした前記ウェハを水ですすぐステップとを含む、請求項１に記載の方法。
  7. 前記クリーニングステップは前記ウェハをＨ２ＳＯ４溶液に浸漬するステップを含む、請求項６に記載の方法。
  8. 前記クリーニングステップ前記ウェハをＨＮＯ３溶液に浸漬するステップを含む、請求項６に記載の方法。
  9. 抗酸化活性剤を前記銅パッドの表面に塗布するステップをさらに含む、請求項６に記載の方法。
  10. 前記抗酸化活性剤を塗布した後に前記ウェハを水ですすぐステップと、水ですすいだ前記ウェハを乾燥するステップとをさらに有する、請求項９に記載の方法。
  11. 前記銅パッドの表面に非常に薄いパッシベーション層を形成するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
  12. パッシベーション層を形成する前記ステップは前記銅パッドの表面にパッシベーション材料をスパッタリングするステップを含む、請求項１１に記載の方法。
  13. スパッタされた前記パッシベーション層の厚さは約１〜５ナノメートルである、請求項１２に記載の方法。
  14. 前記パッシベーション材料はアルミニウムを含む、請求項１３に記載の方法。
  15. 酸化物を除去する前記ステップは前記銅パッドのプラズマクリーニングを含む、請求項１１に記載の方法。
  16. 前記プラズマクリーニングは水素約５〜１０％とアルゴン約９０〜９５％とを使用して実施される、請求項１５に記載の方法。
  17. 前記プラズマクリーニングは約０．６７〜２．６７パスカル（約５〜２０ｍＴｏｒｒ）の超低圧において実施される、請求項１６に記載の方法。
  18. 前記プラズマクリーニングは約８００〜１０００ミリワットの出力を使用して実施される、請求項１７に記載の方法。
  19. 酸化物を除去する前記ステップは前記銅パッドのプラズマクリーニングを含む、請求項１に記載の方法。
  20. 前記プラズマクリーニングは水素約５〜１０％とアルゴン約９０〜９５％とを使用して実施される、請求項１９に記載の方法。
  21. 銅からなるパッドを有する集積回路が複数形成された半導体ウェハの処理方法であって、
    前記ウェハをアルカリ溶液中でクリーニングするステップと、
    クリーニングした前記ウェハを酸で中和するステップと、
    前記ウェハを乾燥するステップと、
    前記ウェハを耐衝撃性容器に真空梱包するステップとからなる方法。
  22. 銅からなるパッドを有する集積回路が複数形成された半導体ウェハの処理方法であって、
    前記ウェハを酸溶液でクリーニングするステップと、
    酸でクリーニングした前記ウェハを水ですすぐステップと、
    抗酸化活性剤を前記銅パッドの表面に塗布するステップと、
    前記抗酸化活性剤を塗布した後に前記ウェハを水ですすぐステップと、
    水ですすいだ前記ウェハを乾燥するステップと、
    前記ウェハを耐衝撃性容器に真空梱包するステップとからなる方法。
  23. 前記クリーニングステップは前記ウェハをＨ２ＳＯ４溶液に浸漬するステップを含む、請求項２２に記載の方法。
  24. 前記クリーニングステップは前記ウェハをＨＮＯ３溶液に浸漬するステップを含む、請求項２２に記載の方法。
  25. 銅からなるパッドを有する集積回路が複数形成された半導体ウェハの処理方法であって、
    水素約５〜１０％とアルゴン約９０〜９５％とを使用して前記銅パッドのプラズマクリーニングを実施するステップと、
    厚さが約１〜５ナノメートルのパッシベーション材料の非常に薄い層を前記銅パッドの表面にスパッタリングするステップと、
    前記ウェハを耐衝撃性容器に真空梱包するステップとからなる方法。
  26. 集積回路の銅パッドとリードフレームのパッドとを銅ワイヤによって電気的に接続する方法であって、
    水素約５〜１０％とアルゴン約９０〜９５％とを使用して前記銅パッドのプラズマクリーニングを実施するステップと、
    洗浄した前記銅パッドと前記リードフレームパッドとに前記ワイヤをワイヤボンディングするステップとからなる方法。
  27. 前記プラズマクリーニングは約０．６７〜２．６７パスカル（約５〜２０ｍＴｏｒｒ）の超低圧において実施される、請求項２６に記載の方法。
  28. 前記プラズマクリーニングは約８００〜ｌ０００ミリワットの出力を使用して実施される、請求項２６に記載の方法。
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