JPH1167702A - Method and device for cleaning semiconductor electrode - Google Patents

Method and device for cleaning semiconductor electrode

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JPH1167702A
JPH1167702A JP22798997A JP22798997A JPH1167702A JP H1167702 A JPH1167702 A JP H1167702A JP 22798997 A JP22798997 A JP 22798997A JP 22798997 A JP22798997 A JP 22798997A JP H1167702 A JPH1167702 A JP H1167702A
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JP
Japan
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electrode
ions
hydrogen gas
semiconductor
semiconductor electrode
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JP22798997A
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Japanese (ja)
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Masaharu Mizuta
正治 水田
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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    • H01L2224/85Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • H01L2224/85009Pre-treatment of the connector or the bonding area
    • H01L2224/8501Cleaning, e.g. oxide removal step, desmearing
    • H01L2224/85013Plasma cleaning

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve electric contact and physical connection by forming argon ions by plasma, activating hydrogen gas by bringing the argon gas into contact with hydrogen gas, bringing the activated hydrogen gas into contact with a semiconductor electrode on a semiconductor wafer and cleaning the surface of the electrode. SOLUTION: In a plasma generating chamber 21, argon ion Ar<+> is generated by plasma. The Ar<+> ions are accelerated with the potential of several tens of volts of an accelerating electrode 26 and massively flow into hydrogen gas H2 in a hydrogen-radical generating chamber 31. Furthermore, the hydrogen flows into the generating chamber partly becomes hydrogen ion H<+> and flows into the generating chamber 31. Then, in the generating chamber 31, the hydrogen gas is ionized to more activated radical H<+> ions and H3 <+> ions by the Ar<+> ions. Mainly, these H<+> ions and H3 <+> ions collide into a semiconductor water 32, and the surface of a semiconductor electrode (pad) is cleaned, on oxide alminum is chemically reduced.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、高密度な半導体
ICに設けられる微小な半導体電極表面の清浄方法及び
清浄装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for cleaning the surface of minute semiconductor electrodes provided on a high-density semiconductor IC.

【0002】[0002]

【従来の技術】図4は、従来の半導体ICの製造工程を
示したもので、図中、1は回路設計、2はパターンレイ
アウト、3はマスク製作、4はウェーハプロセス、5は
ウェーハ試験、6は組立て・実装、7は信頼性試験の各
工程を示す。この製造工程のなかで、ウェーハプロセス
4を構成するプロセス技術のレベルは、回路設計の基準
を与えるものであり、製造の中核に位置づけられる。
(例えば、「VSLIの薄膜技術」1頁:丸善株式会社を
参照。)
2. Description of the Related Art FIG. 4 shows a conventional semiconductor IC manufacturing process. In the figure, 1 is a circuit design, 2 is a pattern layout, 3 is a mask fabrication, 4 is a wafer process, 5 is a wafer test, Reference numeral 6 denotes each step of assembly and mounting, and reference numeral 7 denotes each step of the reliability test. In this manufacturing process, the level of the process technology constituting the wafer process 4 provides a standard for circuit design and is positioned at the core of the manufacturing.
(For example, see "VSLI thin film technology" page 1: Maruzen Co., Ltd.)

【0003】図5は、そのウェーハプロセス4を詳しく
図示したもので、図中、8はウェーハ上へのシリコン酸
化膜の生成、9は感光剤(フォトレジスト)の塗布、10
はフォトマスクをかけてICパターンを焼付ける露光、
11は現像、12は酸化膜を溶かすエッチング、13は
不純物拡散、14は感光剤(レジスト)の除去、15は配
線・電極のアルミ蒸着の各工程を示す。また、8aはウ
ェーハプロセスのスタートであり、これは図4のマスク
製作工程3から続く。15aはウェーハプロセスのエン
ドであり、図4のウェーハ試験5の工程へのつながりを
示す。実際には、このうちのシリコン酸化膜の生成8か
ら感光剤(レジスト)の除去14までの工程を何回か繰返
すことによつてICを製造する。(例えば、「わかりや
すい半導体のはなし」64頁:日本実業出版社を参照。)
FIG. 5 illustrates the wafer process 4 in detail. In the figure, reference numeral 8 denotes formation of a silicon oxide film on a wafer, 9 denotes application of a photosensitive agent (photoresist), 10 denotes
Is an exposure that prints an IC pattern using a photomask,
11 denotes development, 12 denotes etching for dissolving an oxide film, 13 denotes impurity diffusion, 14 denotes removal of a photosensitive agent (resist), and 15 denotes aluminum deposition of wiring and electrodes. 8a is the start of the wafer process, which is continued from the mask manufacturing step 3 in FIG. Reference numeral 15a denotes the end of the wafer process, which shows the connection to the wafer test 5 in FIG. Actually, an IC is manufactured by repeating the steps from generation 8 of the silicon oxide film to removal 14 of the photosensitive agent (resist) several times. (For example, see "Understanding Semiconductors" on page 64: See Nihon Jitsugyo Publishing Company.)

【0004】上述の例のように、半導体ICの製造にお
いては、一般に電極はアルミで形成されている為に、容
易に大気中の酸素と反応してその表面は酸化アルミに変
化しており、その厚みは数十オングストロームと言われ
ている。この電極に関して、ウェーハ試験工程5では、
試験装置とつながるプローブカードのタングステン製の
プローブ針(詳細は、公開実用新案、昭和57−146
340号公報を参照)をこの電極とコンタクトさせて電
気的な試験を行ない、組立て工程6では、金属製のワイ
ヤーをこの電極に超音波熱圧着させてリードフレーム上
の電極と接続する。これらのいずれの工程においても、
アルミ電極の表面の酸化アルミは、プローブ針とのコン
タクトや、金属ワイヤーとの接続の機能を十分に発揮す
る上では好ましくない物である。
As described above, in the manufacture of semiconductor ICs, since the electrodes are generally formed of aluminum, the electrodes easily react with oxygen in the atmosphere and the surface thereof is changed to aluminum oxide. Its thickness is said to be tens of angstroms. Regarding this electrode, in the wafer test process 5,
Tungsten probe needle of probe card connected to test equipment (for details, see Published Utility Model, Showa 57-146)
No. 340) is contacted with this electrode to conduct an electrical test, and in an assembling step 6, a metal wire is ultrasonically thermocompression-bonded to this electrode and connected to the electrode on the lead frame. In any of these steps,
Aluminum oxide on the surface of the aluminum electrode is not preferable in sufficiently exhibiting the function of contact with the probe needle and connection with the metal wire.

【0005】従来、前者の酸化アルミ化した電極表面と
プローブ針とのコンタクトに関しては、この電極上をプ
ローブ針にある圧力をかけて滑らせることによって、表
面の酸化アルミを削り取り、その下の純アルミと接合さ
せて良好な接触抵抗の電気的接続を可能とするようにし
ている。また、後者の表面が酸化アルミ化した電極と金
属ワイヤーとの接続に関しては、超音波エネルギーで表
面の酸化アルミを取り除き、または、亀裂を作り、その
下の純アルミと接合させて良好な接合力の物理的接続が
可能となるようにしている。
Conventionally, regarding the former contact between the electrode surface made of aluminum oxide and the probe needle, a certain pressure is applied to the probe needle to slide the electrode over the electrode, thereby scraping the aluminum oxide on the surface and removing the pure aluminum underneath. It is joined to aluminum to enable electrical connection with good contact resistance. In addition, regarding the connection between the electrode and the metal wire whose surface is made of aluminum oxide, the aluminum oxide on the surface is removed with ultrasonic energy or a crack is created, and it is joined with pure aluminum under it, and good bonding strength is obtained. Physical connection is possible.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、最近の半導
体ICの急速な高密度化の動向は、前述の半導体電極の
極小化の要望として現れている。即ち、電極の小型化と
電極間の狭隙化で、小型化については、100μm×100μ
mから50μm×50μmへの極小化である。このように、
電極のコンタクト表面が小さくなると、(1)プローブ
針の先端径を細くしなければならない、(2)プローブ
針の位置(縦・横・高さ)調整作業が極めて困難とな
る、(3)コンタクト不良が発生し易くなる、(4)プロ
ーブ針の削り傷痕がワイヤーボンディング力を弱くす
る、等の弊害を発生することになる。
By the way, the recent trend of rapid densification of semiconductor ICs has emerged as a demand for miniaturization of the aforementioned semiconductor electrodes. In other words, the miniaturization of the electrodes and the narrowing of the gap between the electrodes.
m to 50 μm × 50 μm. in this way,
When the contact surface of the electrode becomes small, (1) the tip diameter of the probe needle must be reduced, (2) the work of adjusting the position (length, width, height) of the probe needle becomes extremely difficult, (3) the contact Defects are likely to occur, and (4) adverse effects such as abrasion marks of the probe needle weakening the wire bonding force will occur.

【0007】その結果、この電極の極小化の動向に対応
して、電気的接続に関しては、更に細くなったプローブ
針の先端の底面に付着する電極表面の酸化アルミにより
コンタクト抵抗が増大する、コンタクト導通不良が早期
に発生する、頻繁なプローブ針の先端の研磨等により加
工作業によるメンテナンスコストが増大するなどの事態
が生じている。また、物理的接続に関しては、電極表面
に付いて接合力に寄与しないプローブ痕が電極全面積に
占める割合が増大してワイヤーボンディング力が低下し
ICの信頼性の低下を引き起こすなどの事態が生じてい
る。
As a result, in response to the trend of miniaturization of the electrodes, regarding the electrical connection, the contact resistance increases due to the aluminum oxide on the electrode surface adhering to the bottom surface of the tip of the probe needle which has become thinner. In some cases, conduction failures occur early, and maintenance costs due to processing work increase due to frequent polishing of the tip of the probe needle. Also, regarding physical connection, the proportion of probe marks on the electrode surface that do not contribute to the bonding force occupy the entire area of the electrode increases, leading to a decrease in wire bonding force and a decrease in IC reliability. ing.

【0008】この発明は、以上のような課題を解決する
ためになされたもので、半導体ICの高密度化と並行し
て極小化する半導体電極に於いて、前述の電気的コンタ
クト、及び物理的接続を良好にする電極を得るための半
導体電極の清浄方法及び清浄装置を提供しようとするも
のである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems. In a semiconductor electrode which is miniaturized in parallel with the increase in the density of a semiconductor IC, the above-mentioned electrical contact and physical An object of the present invention is to provide a method and an apparatus for cleaning a semiconductor electrode for obtaining an electrode having good connection.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】この発明の半導体電極の
清浄方法は、プラズマによりアルゴンイオンを生成し、
このアルゴンイオンを水素ガスに当てて水素ガスを活性
化し、この活性化水素ガスを半導体ウェーハ上の半導体
電極に接触させて上記半導体電極の表面を清浄化するよ
うにしたことを特徴とするものである。
According to the method for cleaning a semiconductor electrode of the present invention, argon ions are generated by plasma.
The argon ions are exposed to hydrogen gas to activate the hydrogen gas, and the activated hydrogen gas is brought into contact with a semiconductor electrode on a semiconductor wafer to clean the surface of the semiconductor electrode. is there.

【0010】また、この発明の半導体電極の清浄方法
は、半導体電極の清浄化を、半導体電極表面にプローブ
針を当ててウェーハテストを行う直前に、または、半導
体電極表面に金属ワイヤーを接続する直前に実施するよ
うにしたことを特徴とするものである。
In the method for cleaning a semiconductor electrode according to the present invention, the cleaning of the semiconductor electrode is performed immediately before a wafer test is performed by applying a probe needle to the surface of the semiconductor electrode, or immediately before a metal wire is connected to the surface of the semiconductor electrode. It is characterized in that it is carried out in the following manner.

【0011】また、この発明の半導体電極の清浄方法
は、プラズマによりアルゴンイオンを生成する空間と、
活性化水素ガスを半導体電極に接触させる空間とを分離
したことを特徴とするものである。
Further, the method for cleaning a semiconductor electrode according to the present invention comprises the steps of:
The present invention is characterized in that a space for contacting an activated hydrogen gas with a semiconductor electrode is separated.

【0012】また、この発明の半導体電極の清浄装置
は、表面に半導体電極を有する半導体ウェーハが内部に
配置され水素ガスを流通させる反応槽と、アルゴンガス
を流通させプラズマを発生させるプラズマ発生槽と、上
記プラズマ発生槽で発生したアルゴンイオンを上記反応
槽の水素ガスに当てる手段とを備えたことを特徴とする
ものである。
Further, the semiconductor electrode cleaning apparatus of the present invention comprises a reaction tank in which a semiconductor wafer having a semiconductor electrode on the surface is disposed inside and a hydrogen gas flowing therethrough, and a plasma generating tank for flowing an argon gas to generate plasma. Means for applying argon ions generated in the plasma generation tank to hydrogen gas in the reaction tank.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

実施の形態1.図1は、この発明の実施の形態による半
導体装置の製造工程のうちウェーハプロセスを示すフロ
ー図である。ウェーハプロセスに入る前の製造工程は、
図4に示したものと同様であるから説明を省略する。こ
の実施の形態のウェーハプロセスは、図1に示すよう
に、ウェーハ上へのシリコン酸化膜の生成工程8、感光
剤(フォトレジスト)の塗布工程9、フォトマスクをかけ
てICパターンを焼付ける露光工程10、現像工程1
1、酸化膜を溶かすエッチング工程12、不純物拡散工
程13、感光剤(レジスト)の除去工程14、配線・電極
のアルミ蒸着工程15、清浄工程16の各工程よりなっ
ている。また、8aはウェーハプロセスのスタートであ
り、16aはウェーハプロセスのエンド、即ち、次のウ
ェーハテストへのつながりを示す。実際には、このうち
のシリコン酸化膜の生成工程8から感光剤(レジスト)の
除去工程14までの工程を何回か繰返すことによつてI
Cを製造する。
Embodiment 1 FIG. FIG. 1 is a flowchart showing a wafer process in a manufacturing process of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. The manufacturing process before entering the wafer process
The description is omitted because it is the same as that shown in FIG. As shown in FIG. 1, the wafer process of this embodiment includes a step 8 of forming a silicon oxide film on a wafer, a step 9 of applying a photosensitive agent (photoresist), and an exposure for printing an IC pattern using a photomask. Step 10, development step 1
1, an etching step 12 for dissolving an oxide film, an impurity diffusion step 13, a photosensitive agent (resist) removing step 14, an aluminum deposition step 15 for wiring and electrodes, and a cleaning step 16. 8a indicates the start of the wafer process, and 16a indicates the end of the wafer process, that is, the connection to the next wafer test. In practice, the steps from the step 8 of forming the silicon oxide film to the step 14 of removing the photosensitive agent (resist) are repeated several times to obtain
C is produced.

【0014】上記のようなウェーハプロセスのうち、ウ
ェーハ上へのシリコン酸化膜の生成工程8から配線・電
極のアルミ蒸着工程15までは、図4で示した工程と同
様である。清浄工程16がこの実施の形態で付加した工
程である。すなわち、この実施の形態では、半導体電極
の表面をプローブでコンタクトしてウェーハ試験工程5
を行う直前に、あるいは、半導体電極の表面に金属ワイ
ヤーをボンディングする直前に、電極表面を清浄化する
工程を入れる。これにより、良好なコンタクトや、良好
なワイヤーボンディング力を得ることができるようにす
るものである。
In the above-described wafer process, the steps from the step 8 of forming a silicon oxide film on the wafer to the step 15 of depositing wiring and electrodes on aluminum are the same as the steps shown in FIG. The cleaning step 16 is a step added in this embodiment. That is, in this embodiment, the surface of the semiconductor electrode is brought into contact with the probe and the wafer testing process 5 is performed.
Immediately before performing or immediately before bonding a metal wire to the surface of the semiconductor electrode, a step of cleaning the electrode surface is provided. Thereby, a good contact and a good wire bonding force can be obtained.

【0015】一般的に、ウェーハプロセス内の洗浄、な
いし清浄化については、レジストやダストの残存物を超
純水で洗い流す「洗浄」作業があるが(図2では省略し
ている)、電極表面に付着した酸化アルミはこの洗浄で
は取り除けない。
In general, for cleaning or cleaning in a wafer process, there is a "cleaning" operation of washing away residual resist and dust with ultrapure water (not shown in FIG. 2). Aluminum oxide adhering to the surface cannot be removed by this cleaning.

【0016】この実施の形態では、還元作用のある還元
剤で電極表面の酸化アルミを還元することによって、電
極表面から酸化アルミを除去して清浄化ないし洗浄する
方法(以下、還元清浄と呼ぶ。)を取る。還元剤として
は、水素、アルゴン、窒素、炭素、一酸化炭素、アルミ
ニウム、鉄等の中から水素を選ぶ。そして、この還元清
浄をする水素イオンを発生させるために、アルゴンプラ
ズマで生起したアルゴンイオンを用いる。
In this embodiment, a method of cleaning aluminum by removing aluminum oxide from the electrode surface by reducing aluminum oxide on the electrode surface with a reducing agent having a reducing action (hereinafter referred to as reduction cleaning). )I take the. As the reducing agent, hydrogen is selected from hydrogen, argon, nitrogen, carbon, carbon monoxide, aluminum, iron and the like. Then, in order to generate hydrogen ions for the reduction cleaning, argon ions generated by argon plasma are used.

【0017】図2は、この実施の形態の清浄工程を実施
するための清浄装置の概略構成例を示す図である。図2
において、20はプラズマ発生槽、21はプラズマ発生
室、22はプラズマ発生用電極、23はアルゴンガスの
導入口、24はアルゴンガスの排出口、25は発生した
アルゴンイオンを加速するための加速電極、26はアル
ゴンイオンの供給口である。また、30は反応槽(水素
ラジカル発生槽)であり、31は反応室(水素ラジカル
発生室)、32は被清浄材である半導体ウェーハ、33
はウェーハ32を載置するウェーハホルダー、34は水
素ガスの導入口、35は水素ガスの排出口である。
FIG. 2 is a diagram showing an example of a schematic configuration of a cleaning apparatus for performing the cleaning step of this embodiment. FIG.
, 20 is a plasma generation tank, 21 is a plasma generation chamber, 22 is a plasma generation electrode, 23 is an argon gas inlet, 24 is an argon gas outlet, and 25 is an accelerating electrode for accelerating the generated argon ions. , 26 are supply ports for argon ions. Reference numeral 30 denotes a reaction tank (hydrogen radical generation chamber), 31 denotes a reaction chamber (hydrogen radical generation chamber), 32 denotes a semiconductor wafer as a material to be cleaned, 33
Is a wafer holder on which the wafer 32 is placed, 34 is a hydrogen gas inlet, and 35 is a hydrogen gas outlet.

【0018】図3は、この実施の形態の清浄工程を実施
するための清浄装置の他の概略構成例を示す図である。
図中、図2と同一の符号は、同一または相当部分を示す
ので、詳細な説明は省略する。この例では、プラズマ発
生槽20と反応槽(水素ラジカル発生槽)30とが、縦
型に配置されている。
FIG. 3 is a diagram showing another schematic configuration example of a cleaning apparatus for performing the cleaning step of this embodiment.
In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 2 indicate the same or corresponding parts, and thus detailed description will be omitted. In this example, a plasma generation tank 20 and a reaction tank (hydrogen radical generation tank) 30 are arranged vertically.

【0019】次に、図2を参照して、この装置の動作を
説明する。この実施の形態では、プラズマ発生室21に
おいて、先ずアルゴンイオンをプラズマによって発生さ
せる。この実施の形態で使う好適なプラズマ装置は、高
周波型ではなく、DC型のものであり、発生エネルギー
のレベルは非常に小さい。プラズマ発生室21の中のプ
ラズマ発生部では、主としてアルゴンガスがAr+イオ
ンのプラズマ(workinggas)になっており、このAr+
イオンが加速電極26の数十ボルトの電位で加速され
て、水素ラジカル発生室31の水素ガスH2中になだれ
込む。また、一部にプラズマ発生室21に入った水素が
水素イオンH+イオンになって水素ラジカル発生室31
に流れる。
Next, the operation of this apparatus will be described with reference to FIG. In this embodiment, first, in the plasma generation chamber 21, argon ions are generated by plasma. The preferred plasma apparatus used in this embodiment is of the DC type, not the high frequency type, and the level of generated energy is very small. In the plasma generator in the plasma generating chamber 21 is primarily argon gas becomes plasma (workinggas) of Ar + ions, the Ar +
The ions are accelerated at a potential of several tens of volts at the acceleration electrode 26 and flow into the hydrogen gas H 2 in the hydrogen radical generation chamber 31. Further, the hydrogen that has partially entered the plasma generation chamber 21 becomes hydrogen ions H + ions, and the hydrogen radical generation chamber 31
Flows to

【0020】次に、反応室(水素ラジカル発生室)21
において、半導体ウェーハ32の半導体電極(パッド)
の表面の清浄化は、主として水素Hによる化学的な還元
による。Ar+イオンによって、水素ガスがより活性化
されたラディカルなH+イオンやH3 +イオンにイオン化
され、主としてこのH+イオンやH3 +イオン(reactive
gas)が被清浄物に衝突し表面を清浄化し、又は、化
学的に酸化アルミを還元する。
Next, a reaction chamber (hydrogen radical generation chamber) 21
, A semiconductor electrode (pad) of the semiconductor wafer 32
The cleaning of the surface is mainly by chemical reduction with hydrogen H. By Ar + ions are ionized more activated radical H + ions and H 3 + ions are hydrogen gas, mainly the H + ions and H 3 + ions (reactive
gas) collides with the object to be cleaned to clean the surface or chemically reduce aluminum oxide.

【0021】なお、図2の装置構成では、プラズマ発生
室21で発生し、アルゴンイオン供給口26から反応室
(水素ラジカル発生室)21に放射されたアルゴンイオ
ンが、直接にウェーハ32を照射しないように構成され
ている。なおまた、この水素ラジカル発生室31には、
従来通常に印加されるようなrf電界などは印加されて
おらず、実質的に無電界で還元清浄を生じさせている。
2, the argon ions generated in the plasma generation chamber 21 and emitted from the argon ion supply port 26 to the reaction chamber (hydrogen radical generation chamber) 21 do not directly irradiate the wafer 32. It is configured as follows. In addition, the hydrogen radical generation chamber 31 includes:
Conventionally, an rf electric field or the like, which is normally applied, is not applied, and the reduction cleaning is caused substantially without an electric field.

【0022】次に、反応室(水素ラジカル発生室)31
で発生する酸化アルミの除去の反応式を次に示す。 Al23 + 9H+ → 2Al + 3H3+ 右辺の生成物は排気することによって除去する。次に、
酸化アルミが除去されたアルミ電極表面では、次のよう
な反応が生じる。 Al + 3O- + 3H+ → Al(OH)3 Al + 3OH- → Al(OH)3 この結果、しばらくの間、アルミ表面の酸化は進行しな
い。この間に、プロービング作業、又はワイヤーボンド
作業を行ない、酸化アルミのない清浄な表面に対してウ
ェーハテストや電極付けを行うことができる。その後、
露出したアルミ電極表面は、結局、酸化アルミAl23
になる。
Next, a reaction chamber (hydrogen radical generation chamber) 31
The reaction formula for removing the aluminum oxide generated in the above is shown below. Al 2 O 3 + 9H + → 2Al + 3H 3 O + The product on the right side is removed by evacuation. next,
The following reaction occurs on the aluminum electrode surface from which aluminum oxide has been removed. Al + 3O - + 3H + → Al (OH) 3 Al + 3OH - → Al (OH) 3 As a result, for some time, the oxidation of the aluminum surface does not proceed. During this time, a probing operation or a wire bonding operation is performed, and a wafer test and electrode attachment can be performed on a clean surface without aluminum oxide. afterwards,
The exposed aluminum electrode surface eventually becomes aluminum oxide Al 2 O 3
become.

【0023】このような条件で処理されたICの電極の
表面は、酸化アルミが取り除かれ、良好な電気的コンタ
クト、又は物理的接続が得られる特徴を持ち、極小化さ
れた電極を持つ高信頼度の高密度ICの量産を可能とす
る。
The surface of the IC electrode treated under such conditions has a feature that aluminum oxide is removed and a good electrical contact or physical connection is obtained, and a highly reliable electrode having a miniaturized electrode is provided. Mass production of high density ICs.

【0024】以上は、ウェーハ試験前での電極の清浄方
法について説明したが、ワイヤーボンディング前の清浄
も同様に実施され同等の効果がある。
Although the method for cleaning the electrodes before the wafer test has been described above, the cleaning before the wire bonding is performed similarly and has the same effect.

【0025】また、以上の説明では省略したが、アルミ
膜で生成された電極と配線(パターン)の内、配線はポ
リイミド等で塗布されている為、結局、電極部分のみの
酸化アルミが還元清浄されることになる。
Although omitted in the above description, of the electrodes and wirings (patterns) formed of an aluminum film, the wirings are coated with polyimide or the like, so that aluminum oxide only in the electrode portions is reduced and cleaned. Will be done.

【0026】更に、ここでは、アルミで生成された電極
の還元清浄について説明したが、他の金属で生成された
電極に付いても、その表面の異物を還元作用で除去で
き、同様の効果が生じることは明らかである。
Further, although reduction cleaning of an electrode made of aluminum has been described here, foreign substances on the surface of an electrode made of another metal can be removed by a reducing action, and the same effect can be obtained. It is clear that this will happen.

【0027】なお、従来アルゴンイオン等の照射によ
り、半導体基板などの表面を清浄化することが行われて
いる例があるが、アルゴンイオンなどを半導体電極(パ
ッド)に当てる方法では次のような事態が生じる。すな
わち、アルゴンは水素に比べて、その原子量が40倍と
大きいために、被清浄物であるパッドの表面を傷つけ、
表面を凹凸にする可能性がある。これはアルゴンなどに
よる清浄が物理的なエッチング作用であるためである。
パッド表面がこのように荒らされると、パッド母材のア
ルミニウムが非常に薄い酸化アルミ(数十オングストロ
ーム)からはみ出して、はみ出したその部分までも酸化
アルミとなり、パッド表面の酸化アルミの層が凹凸しな
がら厚くなってしまう。この実施の形態では、上述した
ように、主としてラジカルな水素イオンにより、還元清
浄をするので、パッド表面を傷つけることがない。
In some cases, the surface of a semiconductor substrate or the like is conventionally cleaned by irradiation with argon ions or the like. However, the method of applying argon ions or the like to a semiconductor electrode (pad) is as follows. Things happen. That is, since the atomic weight of argon is 40 times as large as that of hydrogen, argon damages the surface of the pad to be cleaned,
The surface may be uneven. This is because cleaning with argon or the like is a physical etching action.
When the pad surface is roughened in this way, the aluminum of the pad base material protrudes from the very thin aluminum oxide (several tens of angstroms), and even the protruding portion becomes aluminum oxide, and the aluminum oxide layer on the pad surface becomes uneven. It will be thicker. In this embodiment, as described above, reduction cleaning is performed mainly by radical hydrogen ions, so that the pad surface is not damaged.

【0028】以上のように、この実施の形態では、半導
体電極の表面をプローブでコンタクトしてウェーハテス
トを行う直前に、また、半導体電極の表面に金属ワイヤ
ーをボンディングする直前に、電極表面を清浄化する工
程を入れる。これにより、良好なコンタクト接続をとる
ことができる。また、良好なワイヤーボンディング力を
得ることができる。この清浄工程は、特にウェーハテス
ト等の直前に行うと、一層確実な効果が得られる。ま
た、ウェーハ試験前、又はワイヤーボンディング前に半
導体電極表面に付着した酸化アルミなどを除去し電極表
面の清浄工程を持つ半導体ICの製造工程とすることに
より、高信頼度のICを生産することができる。
As described above, in this embodiment, the electrode surface is cleaned immediately before the wafer test is performed by contacting the surface of the semiconductor electrode with a probe, and immediately before bonding a metal wire to the surface of the semiconductor electrode. Into the process. Thereby, good contact connection can be obtained. Also, a good wire bonding force can be obtained. If this cleaning step is performed immediately before a wafer test or the like, a more reliable effect can be obtained. In addition, it is possible to produce highly reliable ICs by removing aluminum oxide and the like adhering to the surface of the semiconductor electrode before the wafer test or wire bonding and performing a semiconductor IC manufacturing process having a process of cleaning the electrode surface. it can.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上説明したように、この発明では、ア
ルゴンイオンを水素ガスに照射することにより、ラジカ
ルな水素イオンを発生させ、これにより半導体電極表面
の酸化アルミなどを除去して表面清浄を行うようにした
ので、ウェーハ試験や、ワイヤーボンディングを性能よ
く実施することができ、良好なコンタクト接続や、良好
なワイヤーボンディング力を得ることができる。ひいて
は、高信頼度の半導体装置を製造することができる。
As described above, according to the present invention, radical hydrogen ions are generated by irradiating hydrogen gas with argon ions, thereby removing aluminum oxide and the like on the surface of the semiconductor electrode to clean the surface. Since it is performed, a wafer test and wire bonding can be performed with good performance, and good contact connection and good wire bonding force can be obtained. As a result, a highly reliable semiconductor device can be manufactured.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 この発明の実施の形態による半導体装置の製
造工程の内、ウェーハプロセスを示すフロー図である。
FIG. 1 is a flowchart showing a wafer process in a manufacturing process of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【図2】 この発明の実施の形態によるウェーハプロセ
スのうち、清浄工程を実施するための装置の構成を示す
図である。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of an apparatus for performing a cleaning step in a wafer process according to an embodiment of the present invention.

【図3】 この発明の実施の形態によるウェーハプロセ
スのうち、清浄工程を実施するための装置の構成の他の
例を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing another example of the configuration of an apparatus for performing a cleaning step in a wafer process according to an embodiment of the present invention.

【図4】 従来の半導体ICの製造工程を示すフロー図
である。
FIG. 4 is a flowchart showing a conventional semiconductor IC manufacturing process.

【図5】 従来のICの製造工程の内、ウェーハプロセ
スを示すフローである。
FIG. 5 is a flowchart showing a wafer process in a conventional IC manufacturing process.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 回路設計工程、2 パターンレイアウト工程、3
マスク製作工程、4ウェーハプロセス工程、5 ウェー
ハ試験工程、6 組立て・実装工程、7 信頼性試験工
程、8 シリコン酸化膜生成工程、9 感光剤の塗布工
程、10 露光工程、11 現像工程、12 エッチン
グ工程、13 不純物拡散工程、14感光剤の除去工
程、15 配線・電極のアルミ蒸着工程、16 清浄工
程、20 プラズマ発生槽、21 プラズマ発生室、2
2 プラズマ発生用電極、23アルゴンガスの導入口、
24 アルゴンガスの排出口、25 加速電極、26ア
ルゴンイオン供給口、30 反応槽(水素ラジカル発生
槽)、31 反応室(水素ラジカル発生室)、32 半導
体ウェーハ、33 ウェーハホルダー、34 水素ガス
導入口、35 水素ガス排出口。
1 circuit design process, 2 pattern layout process, 3
Mask manufacturing process, 4 wafer process process, 5 wafer test process, 6 assembly / mounting process, 7 reliability test process, 8 silicon oxide film generation process, 9 photosensitizer application process, 10 exposure process, 11 development process, 12 etching Process, 13 impurity diffusion process, 14 photosensitizer removal process, 15 wiring and electrode aluminum deposition process, 16 cleaning process, 20 plasma generation tank, 21 plasma generation chamber, 2
2 plasma generation electrode, 23 argon gas inlet,
24 Argon gas discharge port, 25 Acceleration electrode, 26 Argon ion supply port, 30 Reaction tank (hydrogen radical generation tank), 31 Reaction chamber (hydrogen radical generation chamber), 32 Semiconductor wafer, 33 Wafer holder, 34 Hydrogen gas inlet , 35 Hydrogen gas outlet.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 プラズマによりアルゴンイオンを生成
し、このアルゴンイオンを水素ガスに当てて水素ガスを
活性化し、この活性化水素ガスを半導体ウェーハ上の半
導体電極に接触させて上記半導体電極の表面を清浄化す
るようにしたことを特徴とする半導体電極の清浄方法。
An argon ion is generated by plasma, and the argon ion is applied to a hydrogen gas to activate the hydrogen gas. The activated hydrogen gas is brought into contact with a semiconductor electrode on a semiconductor wafer to clean the surface of the semiconductor electrode. A method of cleaning a semiconductor electrode, wherein the method is to clean.
【請求項2】 半導体電極の清浄化を、半導体電極表面
にプローブ針を当ててウェーハテストを行う直前に、ま
たは、半導体電極表面に金属ワイヤーを接続する直前に
実施するようにしたことを特徴とする請求項1に記載の
半導体電極の清浄方法。
2. The method according to claim 1, wherein the cleaning of the semiconductor electrode is performed immediately before a wafer test is performed by applying a probe needle to the surface of the semiconductor electrode, or immediately before a metal wire is connected to the surface of the semiconductor electrode. The method for cleaning a semiconductor electrode according to claim 1.
【請求項3】 プラズマによりアルゴンイオンを生成す
る空間と、活性化水素ガスを半導体電極に接触させる空
間とを分離したことを特徴とする請求項1又は2に記載
の半導体電極の清浄方法。
3. The method for cleaning a semiconductor electrode according to claim 1, wherein a space for generating argon ions by plasma and a space for contacting the activated hydrogen gas with the semiconductor electrode are separated.
【請求項4】 表面に半導体電極を有する半導体ウェー
ハが内部に配置され水素ガスを流通させる反応槽と、ア
ルゴンガスを流通させプラズマを発生させるプラズマ発
生槽と、上記プラズマ発生槽で発生したアルゴンイオン
を上記反応槽の水素ガスに当てる手段とを備えたことを
特徴とする半導体電極の清浄装置。
4. A reaction tank in which a semiconductor wafer having a semiconductor electrode on its surface is disposed and in which hydrogen gas flows, a plasma generation tank in which argon gas flows to generate plasma, and argon ions generated in the plasma generation tank. And a means for applying hydrogen gas to the hydrogen gas in the reaction tank.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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