KR20080051287A - Method for forming bonding pad of semiconductor - Google Patents

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Abstract

A method for forming a bonding pad of a semiconductor device is provided to prevent the corrosion of the bonding pad by removing residual fluorine gas through a PET(ethylene terephthalate) process using plasma. A metal layer is formed on a lower dielectric layer(100). The metal layer is comprised of a barrier metal layer, an aluminum layer, and an anti-reflective layer. After a passivation layer is formed on an upper portion of the metal layer, a pad pattern is formed(110). The passivation layer is selectively etched by using the pad pattern as a mask to form a pad opening(120). A PET process is performed to remove a residual fluorine gas from an etching chamber(130). A lead line is connected to the bonding pad to be bonded(140). The PET process is performed by using H2 plasma. The PET process is performed under room temperature of 10 to 30 °C and within 10 to 20 seconds.

Description

반도체소자의 본딩패드 형성방법{METHOD FOR FORMING BONDING PAD OF SEMICONDUCTOR}Bonding pad formation method of semiconductor device {METHOD FOR FORMING BONDING PAD OF SEMICONDUCTOR}

도 1a 및 도 1b는 종래에 통상적으로 실시되는 반도체소자의 본딩패드 형성방법을 설명하기 위한 공정 단면도이고,1A and 1B are cross-sectional views illustrating a method for forming a bonding pad of a conventional semiconductor device.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 반도체소자의 본딩패드 형성방법의 공정 순서도이고,2 is a process flowchart of a bonding pad forming method of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention;

도 3은 본 발명의 반도체소자의 본딩패드 형성방법에 따라서 플로린의 감소를 보여주는 그래프이다.3 is a graph showing the reduction of florin according to the bonding pad forming method of the semiconductor device of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10 : 하부 절연막 12 : 배리어 금속막10 lower insulating film 12 barrier metal film

14 : 알루미늄막 16 : 반사 방지막14 aluminum film 16: antireflection film

18 : 패시베이션막 18: passivation film

본 발명은 반도체소자의 본딩패드 형성방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 본딩패드에 불량이 발생되지 않도록 효과적인 플로린(F) 제거가 이루어질 수 있 도록 한 반도체소자의 본딩패드 형성방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of forming a bonding pad of a semiconductor device, and more particularly, to a method of forming a bonding pad of a semiconductor device such that an effective florin (F) can be removed to prevent defects in the bonding pad.

반도체 소자는 그 내부에 여러 가지 기능을 갖는 회로를 포함하는데, 이러한 회로는 외부의 전기적 시스템과 연결되어야 반도체로서의 기능을 수행하게 된다.The semiconductor device includes circuits having various functions therein, which must be connected to an external electrical system to function as a semiconductor.

이와 같이, 내부의 여러 회로를 외부의 전기적 시스템과 연결시키기 위해서는 다수의 본딩패드를 형성하여야 한다.As such, a plurality of bonding pads must be formed in order to connect various internal circuits with external electrical systems.

즉, 본딩패드에 도전성 와이어를 연결시킴으로써 외부와 반도체간의 상호 데이터 교환이 가능한 것이다.That is, by connecting a conductive wire to the bonding pad, data exchange between the outside and the semiconductor is possible.

한편, 반도체 금속 라인을 형성하기 위해서 알루미늄에 미량의 구리를 함유시킨 금속 재료를 대부분 사용하고 있다.On the other hand, in order to form a semiconductor metal line, most metal materials which contained a trace amount of copper in aluminum are used.

본딩패드는 최상위 금속 배선을 노출시킴으로써 외부와 연결되는데, 도 1a 및 도 1b는 종래의 전형적인 본딩패드 형성 과정을 설명하기 위한 도면이다.The bonding pads are connected to the outside by exposing the topmost metal wires, and FIGS. 1A and 1B are views for explaining a conventional bonding pad forming process.

먼저, 도 1a에 도시한 바와 같이, 하부 절연막(10) 상에 배리어 금속막(12), 알루미늄막(14), 반사 방지막(16)으로 구성된 금속막을 형성하고, 그 상부에 패시베이션막(18)을 형성한다.First, as shown in FIG. 1A, a metal film composed of the barrier metal film 12, the aluminum film 14, and the anti-reflection film 16 is formed on the lower insulating film 10, and the passivation film 18 is formed thereon. To form.

그 후, 포토 공정 및 식각 공정을 통해 본딩패드의 개구를 형성한다. 경우에 따라서는 패시베이션막(18) 상에 폴리이미드층을 덥고 폴리이미드층을 마스크로 사용하여 본딩패드의 개구를 형성하기도 한다.Thereafter, an opening of the bonding pad is formed through a photo process and an etching process. In some cases, the opening of the bonding pad may be formed by using a polyimide layer on the passivation film 18 and using the polyimide layer as a mask.

이러한 본딩패드의 개구 형성시 일반적으로 건식 식각 공정을 사용하는데, 식각 가스로 플로린(F)이 함유된 가스를 사용할 경우 노출된 알루미늄막(14) 상에 플로린이 잔류하게 된다.In the formation of the opening of the bonding pad, a dry etching process is generally used. When using a gas containing florin (F) as an etching gas, florin remains on the exposed aluminum film 14.

잔류된 플로린은 본딩패드의 부식으로 불량을 가져옴으로 이를 제거하여야 하며, 이를 위하여 종래의 후속 공정에서는 통상 큐어링(curing) 공정을 실시한다. 이러한 큐어링 공정에 수행되는 큐어링 장비는 대부분 배치(batch) 타입으로서 고온(300 내지 350℃)에서 장시간(30분 내지 1시간) 구동되곤 한다.Residual florin must be removed by the corrosion of the bonding pads, which is to be removed. To this end, a conventional curing process is usually performed. Most of the curing equipment performed in this curing process is a batch type and is often driven for a long time (30 minutes to 1 hour) at a high temperature (300 to 350 ° C).

그런데, 큐어링 공정에서 플로린이 완전히 제거되지 못하는 경우가 종종 발생되며, 이러한 경우, 도 1b에 도시한 바와 같은 알루미늄-플로린-옥사이드 계열의 화합물(20)이 알루미늄막(14) 상에 두껍게 생성됨을 알 수 있다.However, in the curing process, the fluorine may not be completely removed. In this case, the aluminum-fluorine-oxide-based compound 20 as shown in FIG. 1B may be thickly formed on the aluminum layer 14. Able to know.

이러한 화합물(20)은 후속되는 프로빙 공정시 탐침(probe)이 화합물을 뚫지 못하는 문제로 발전하게 된다. 특히, 배치 타입의 큐어링 장비를 사용하는 경우에는 챔버 내부의 온도 불균일성에 의해 웨어퍼간의 편차가 더욱 심하게 된다.Such compound 20 develops into a problem that a probe cannot penetrate the compound during a subsequent probing process. In particular, in the case of using a batch type curing equipment, the variation between the wafers becomes more severe due to the temperature nonuniformity inside the chamber.

또한, 본딩패드를 형성하기 위하여 건식 식각 이후 화학물질 투입시 알루미늄 내부의 구리성분이 미세하게 응집되는데, 고온 공정에서 장시간 큐어링을 실시할 경우 구리의 응집을 가속화시켜 소위 '갈바닉' 부식을 야기시키는 문제점이 발생한다.In addition, in order to form a bonding pad, the copper component inside the aluminum is finely agglomerated when the chemical is added after the dry etching. When curing is performed for a long time in a high temperature process, the copper component is accelerated to cause the so-called 'galvanic' corrosion. A problem occurs.

본 발명은 상기한 바와 같은 결점을 해소시키기 위하여 안출된 것으로서, 플로린이 완전히 제거되지 않는 큐어링 공정 대신에 식각공정 이후에, 챔버에서 H2 플라즈마로 실시되는 PET를 통하여 잔여 플로린 가스를 제거하도록 한 반도체소자의 본딩패드 형성방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the above-described drawbacks, and after the etching process, instead of the curing process in which the florin is not completely removed, the residual florin gas is removed through PET carried out by H 2 plasma in the chamber. It is an object of the present invention to provide a method for forming a bonding pad of a semiconductor device.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 반도체소자의 본딩패드 형성방법에 있어서, 하부 절연막 상에 배리어 금속막, 알루미늄막, 반사 방지막으로 구성된 금속막을 형성하는 단계와, 금속막 상부에 패시베이션막을 형성한 후 패드 패턴을 형성하는 단계와, 패드 패턴을 마스크로 하여 패시베이션막을 선택 식각함으로써 패드 개구를 형성하는 단계와, 식각챔버에서 잔류 플로린을 제거하기 위하여 PET 처리하는 단계와, 본딩패드에 리드선을 연결하여 본딩하는 단계를 포함하는 반도체소자의 본딩패드 형성방법을 제공한다. According to an aspect of the present invention, a method of forming a bonding pad of a semiconductor device includes forming a metal film including a barrier metal film, an aluminum film, and an antireflection film on a lower insulating film, and forming a passivation film on the metal film. And forming a pad pattern, forming a pad opening by selectively etching the passivation film using the pad pattern as a mask, performing a PET process to remove residual florin from the etching chamber, and connecting a lead wire to the bonding pad. It provides a bonding pad forming method of a semiconductor device comprising the step of bonding.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시 예를 참조하여 구체적으로 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the most preferred embodiment of the present invention in order that the present invention may be easily implemented by those skilled in the art.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 반도체소자의 본딩패드 형성방법의 공정 순서도이고, 도 3은 본 발명의 반도체소자의 본딩패드 형성방법에 따라서 플로린의 감소를 보여주는 그래프이다.2 is a flowchart illustrating a method of forming a bonding pad of a semiconductor device according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a graph showing reduction of florin according to the method of forming a bonding pad of a semiconductor device of the present invention.

도 2에서와 같이 반도체소자의 본딩패드 형성방법의 공정 순서도에 따르면, 하부 절연막 상에 배리어 금속막, 알루미늄막, 반사 방지막으로 구성된 금속막을 형성하는 단계(100)와, 금속막 상부에 패시베이션막을 형성한 후 패드 패턴을 형성하는 단계(110)와, 패드 패턴을 마스크로 하여 패시베이션막을 선택 식각함으로써 패드 개구를 형성하는 단계(120)와, 식각챔버에서 잔류 플로린을 제거하기 위하여 PET 처리하는 단계(130)와, 본딩패드에 리드선을 연결하여 본딩하는 단계(140)를 포함한다.According to the process flow chart of the method of forming a bonding pad of a semiconductor device as shown in FIG. 2, a step 100 of forming a metal film including a barrier metal film, an aluminum film, and an anti-reflection film on a lower insulating film, and a passivation film formed on the metal film And forming a pad pattern (110), forming a pad opening by selectively etching the passivation film using the pad pattern as a mask (120), and processing the PET to remove residual florin from the etching chamber (130). And bonding the lead wires to the bonding pads (140).

그리고 위의 PET처리 단계(130)에서는, H2 플라즈마를 이용하여 처리하게 되며, 더욱이 10∼30℃의 상온에서 이루어지며, 10 내지 20초 이내에 수행된다.And in the above PET treatment step 130, it is treated using H 2 plasma, moreover is made at room temperature of 10 ~ 30 ℃, it is performed within 10 to 20 seconds.

이하 첨부된 도 1a 내지 도 1b를 다시 참고하여 본 발명의 실시 예에 따른 반도체소자의 본딩패드 형성방법을 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a method of forming a bonding pad of a semiconductor device according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1A to 1B.

하부 절연막(10) 상에 배리어 금속막(12), 알루미늄막(14), 반사 방지막(16)으로 구성된 금속막을 형성한다.(단계100)On the lower insulating film 10, a metal film composed of the barrier metal film 12, the aluminum film 14, and the anti-reflection film 16 is formed.

그리고 금속막 상부에 패시베이션막(18)을 형성한 후, 패드 패턴을 형성하며(단계110), 이 후에, 패시베이션막을 선택 식각하여 패드 개구를 형성한다.(단계120)After the passivation film 18 is formed on the metal film, a pad pattern is formed (step 110), after which the passivation film is selectively etched to form a pad opening (step 120).

그리고 잔류하는 플로린을 제거하기 위하여 식각챔버에서 PET 처리를 진행하게 되며(단계130), 이 때, PET처리는 H2 플라즈마를 이용하여 처리하게 되며, 더욱이 10∼30℃의 상온에서 이루어지며, 10 내지 20초 이내에 수행된다.And to remove the remaining florin in the etching chamber to proceed with the PET treatment (step 130), at this time, the PET treatment is processed using H 2 plasma, and further made at room temperature of 10 ~ 30 ℃, 10 To within 20 seconds.

이로서, 도 3의 그래프를 통하여, 잔류하는 플로린이 급격히 감소되는 것을 알 수 있다.As a result, it can be seen from the graph of FIG. 3 that the remaining florin is rapidly reduced.

그리고 본딩패드에 리드선을 연결하여 본딩을 실시하게 된다.(단계140)Then, the lead wires are connected to the bonding pads to perform bonding (step 140).

이처럼 종래에 플로린이 완전히 제거되지 못하는 큐어링 공정 대신에 식각 이후에 PET처리 공정을 추가함으로써, 잔여 플로린의 제거가 보다 효과적으로 이루어질 수 있다.As such, by adding a PET treatment process after etching instead of a curing process in which the florin is not completely removed, residual florin may be more effectively removed.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 반도체소자의 본딩패드 형성방법을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다. What has been described above is just one embodiment for carrying out the method of forming a bonding pad of a semiconductor device according to the present invention, and the present invention is not limited to the above-described embodiment, as claimed in the following claims. Without departing from the gist of the invention, anyone of ordinary skill in the art to which the present invention will have the technical spirit of the present invention to the extent that various modifications can be made.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 반도체소자의 본딩패드 형성방법은, 플로린이 완전히 제거되지 않는 큐어링 공정 대신에 식각공정 이후에, 챔버에서 H2 플라즈마로 실시되는 PET를 통하여 잔여 플로린 가스를 제거함으로써, 본딩패드의 부식을 방지하여 불량을 방지할 수 있는 효과를 가지고 있다.As described above, in the method of forming a bonding pad of the semiconductor device according to the present invention, after the etching process instead of the curing process in which the fluorine is not completely removed, residual fluorine gas is discharged through PET, which is carried out by H 2 plasma in the chamber. By removing it, it is possible to prevent corrosion of the bonding pads and to prevent defects.

Claims (3)

반도체소자의 본딩패드 형성방법에 있어서,In the method of forming a bonding pad of a semiconductor device, 하부 절연막 상에 배리어 금속막, 알루미늄막, 반사 방지막으로 구성된 금속막을 형성하는 단계와,Forming a metal film including a barrier metal film, an aluminum film, and an anti-reflection film on the lower insulating film; 상기 금속막 상부에 패시베이션막을 형성한 후 패드 패턴을 형성하는 단계와,Forming a pad pattern after forming a passivation film on the metal film; 상기 패드 패턴을 마스크로 하여 상기 패시베이션막을 선택 식각함으로써 패드 개구를 형성하는 단계와,Forming a pad opening by selectively etching the passivation film using the pad pattern as a mask; 식각챔버에서 잔류 플로린을 제거하기 위하여 PET 처리하는 단계와,PET treatment to remove residual florin from the etching chamber; 상기 본딩패드에 리드선을 연결하여 본딩하는 단계,Bonding a lead wire to the bonding pads; 를 포함하는 반도체소자의 본딩패드 형성방법.Bonding pad forming method of a semiconductor device comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 PET처리 단계는,The PET treatment step, H2 플라즈마를 이용하여 처리하는 공정인 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 본딩패드 형성 방법.Bonding pad forming method of a semiconductor device, characterized in that the step of processing using H 2 plasma. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 PET처리 단계는,The PET treatment step, 10∼30℃의 상온에서 이루어지며, 10 내지 20초 이내에 수행되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 본딩패드 형성 방법.Bonding pad forming method of a semiconductor device, characterized in that performed at room temperature of 10 to 30 ℃, carried out within 10 to 20 seconds.
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