鋁墊的製作方法

2023-10-19 09:52:22 1

專利名稱：鋁墊的製作方法
技術領域：
本發明涉及半導體領域，尤其是一種鋁墊的製作方法。
背景技術：
在集成電路製造領域，邏輯產品需要製作鋁製墊片，用於後端測試時作為探針卡 連接的測試端和晶片封裝引腳的焊接點，所以鋁墊對於產品測試時信號傳送和使用都起著 很重要的作用。現有的鋁墊製造工藝，參考圖1A，首先提供半導體基底，該半導體基底上形成有鋁 墊基座102，鋁墊基座102上形成介質層101，所述鋁墊基座102可以是銅互連層，介質層 101可以是氧化矽，刻蝕介質層101露出鋁墊基座102，形成用於沉積鋁墊的凹槽。在鋁沉 積之前，需要對於凹槽內鋁墊基座102和凹槽側壁的介質層101上由於蝕刻工藝帶來的殘 留物103進行預清潔，以保證凹槽內鋁墊基座102和凹槽側壁介質層101的潔淨，使得後續 工藝不受影響。現有採用的是氬(Ar)離子104轟擊的物理方式進行清洗，如圖IB所示，鋁 墊基座102為銅製電路而凹槽側壁材料為氧化矽，當氬離子104由上垂直向下轟擊鋁墊基 座102時，可將之前蝕刻工藝殘留在底部上的殘留物濺射出去。但上述的物理清洗方式引起了其它新問題，參考圖IC首先，氬離子104轟擊鋁墊 基座102底部使得銅製底部上的銅濺射到介質層101上並擴散到以氧化物為材料的側壁 上，使得氧化物內摻入雜質。另外，氬離子轟擊清洗方式是一種物理的清洗方式，對一些化 學吸附的雜質清洗能力很差，從而在鋁墊基座內部產生雜質殘留。又由於鋁的沉積通常是 在高溫的情況下進行的。當預清潔時無法清除所有殘留物103，在鋁沉積時會由於多層金屬 層的應力差和雜質揮發引起鋁墊表面產生須狀的鋁線105。鋁線105過長可能導致相鄰間 的鋁墊短路，造成產品的瑕疵。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是克服現有技術中採用氬進行物理預清潔時容易使 得介質層內摻入金屬雜質、殘留物無法徹底清洗，會造成產品瑕疵的不足，提出一種改善的 鋁墊製作工藝。本發明提供一種鋁墊的製作方法，首先提供已形成鋁墊基座和介質層的晶片，蝕 刻介質層露出鋁墊基座形成用於沉積鋁墊的凹槽；採用化學清洗方式對凹槽槽底的鋁墊基 座和凹槽側壁的介質層進行預清潔；沉積阻擋層，在凹槽內沉積鋁。本發明在預清潔時具體工藝參數為，三氟化氮的流量為每分鐘10 50立方釐米， 氨氣NH3的流量為每分鐘50 250立方釐米，清洗髮生頻率為50 100千赫茲。三氟化氮和氨氣在進行預清潔時去除介質層表面的厚度為30 200埃。阻擋層的材料為氮化鉭和氮化鈦。本發明在所述預清潔後，採用物理氣相沉積的方式在凹槽內形成鋁墊。與現有的技術相比，本發明具有以下優點通過注入三氟化氮(NF3)和氨氣(NH3)離子體化學清洗方式預清潔鋁墊基座，保證了鋁墊基座和側壁不會留有殘留物和含有水分的雜質，避免了在鋁墊沉積的過程中因鋁墊基座上有殘留物而產生鋁須現象和因為水分雜 質導致的滲氣現象；由於採取的是所述的化學清洗方式，該方式不會使得鋁墊基座中銅材 料濺射到側壁引起銅擴散到二氧化矽為材料的側壁上，確保後序工藝中鋁墊信號傳輸的質 量以及產品的良率。


圖IA至IC為現有技術鋁墊的製作方法結構示意圖；圖2為本發明鋁墊製作方法的流程圖；圖3A至3E為本發明鋁墊製作方法的結構示意圖。
具體實施例方式本發明實施例通過使用三氟化氮(NF3)和氨氣(NH3)的化學清洗方式對鋁墊基座 預清潔，徹底清洗晶片鋁墊基座上的殘留物，並避免在鋁沉積過程中發生鋁須和滲氣等不 良現象，保證鋁墊和基座導通信號的完整。為使本發明的上述目的、特徵與優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本發明 的具體實施方式
做詳細的說明。圖2為本發明的製作流程圖，包括以下步驟S200，首先提供已形成鋁墊基座和介 質層的晶片，蝕刻介質層露出鋁墊基座形成用於沉積鋁墊的凹槽；S201，使用化學清洗方式 對凹槽槽底的鋁墊基座和凹槽側壁的介質層進行預清潔；S202，沉積阻擋層；S203，在凹槽 內沉積鋁。圖3A至3E為本發明鋁墊基座預清潔示意圖。下面結合圖2與圖3A至3E對本發 明鋁墊的製作工藝進行詳細描述。參考圖2，S200，首先提供已形成鋁墊基座和介質層的晶片，蝕刻介質層露出鋁墊 基座形成用於沉積鋁墊的凹槽。如圖3A所示，首先提供以銅為材料的鋁墊基座301和在所述鋁墊基座301表面上 形成的以氧化矽為材料的介質層302。通過蝕刻介質層302露出鋁墊基座301，形成鋁墊生 長所需的凹槽，在凹槽槽底的鋁墊基座301上和凹槽槽壁的介質層302上有蝕刻工藝帶來 的殘留物303。參考圖2，S201，使用化學清洗方式對凹槽槽底的鋁墊基座和凹槽側壁的介質層進行預清潔。參考圖3B，使用等離子化的三氟化氮(NF3) 304和氨氣(NH3) 305通過氣體發生設備 從凹槽上方充入，設備採用的設定為發生頻率為50 1ΟΟΚz，使用功率為20W 40W。所 述三氟化氮(NF3)設定流量為每分鐘10 50立方釐米，而氨氣的設定流量為每分鐘50 250立方釐米。所述三氟化氮(NF3) 304和氨氣(NH3) 305與所述鋁墊基座301和所述介質 層302形成化學反應，凹槽上殘留物303被徹底清除，同時將所述介質層302去除30 200 埃的厚度，形成如圖3C所示的結構。其中，氨氣的作用主要是第一、氨氣離子化後產生氫氣 以及氨氣本身的氮元素，對氧化銅起到還原作用，將其還原成銅單質；第二，氨氣離子化後 產生的氮氣，能夠徹底清除殘留物303;第三，氨氣具有很強的吸水性能，能夠將凹槽內的殘留水分吸除。三氟化氮(NF3) 304的作用主要是利用其對介質層表面進行徹底清洗並清 除殘留物。由於採用了所述的三氟化氮(NF3) 304和氨氣(NH3) 305的混合物，獲得所述的三 氟化氮和氨氣單獨使用無法獲得的效果。參考圖2，S202，沉積阻擋層。參考圖3D，上述的預清潔步驟徹底清洗乾淨所述鋁墊基座301和介質層302上 的殘留物和水分後，通過化學氣相沉積(CVD)工藝，對於鋁墊基座和介質層上形成阻擋層 307，使用的材料為氮化鉭和氮化鈦，用於防止金屬鋁墊和介電層中的二氧化矽之間的原子 擴散。參考圖2，S203，在凹槽內沉積鋁。參考圖3E，通過物理氣相沉積(CVD)工藝，將金屬鋁材料沉積到凹槽內，形成鋁墊 306。由於採用了所述三氟化氮(NF3) 304和氨氣(NH3) 305的化學預清潔方式，在鋁沉積 工藝後，沒有發生鋁須和滲氣等影響電路性能的現象。綜上所述，本發明通過注入三氟化氮(NF3)和氨氣(NH3)離子體化學清洗方式預 清潔鋁墊凹槽，保證了鋁墊基座中的銅互連層和介質層不會留有殘留物和含有水分的雜 質，避免了在鋁墊沉積的過程中因鋁墊基座銅互連層由於殘留物產生的鋁須現象和因為水 分雜質導致的滲氣現象；由於採取的是所述的化學清洗方式，該方式不會對於鋁墊基座中 銅材料濺射到側壁引起銅擴散到二氧化矽為材料的介質層上，確保後序工藝中鋁墊信號傳 輸的質量，保證了晶圓的質量和後續工藝的可靠性。顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精 神和範圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬於本發明權利要求及其等同技術的範圍 之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。
權利要求
1.一種鋁墊的製作方法，首先提供已形成鋁墊基座和介質層的晶片，蝕刻介質層露出 鋁墊基座形成用於沉積鋁墊的凹槽；對凹槽槽底的鋁墊基座和凹槽側壁的介質層進行預清潔；沉積阻擋層；在凹槽內沉積鋁；其特徵在於所述預清潔為使用化學清洗方式從所述鋁墊基座上方進行清洗。
2.如權利要求1所述的製作方法，其特徵在於，所述化學清洗的材料採用的是三氟化 氮和氨氣的混合氣體。
3.如權利要求2所述的製作方法，其特徵在於，進行所述化學清洗的具體工藝參數為， 所述三氟化氮的流量為每分鐘10 50立方釐米，所述氨氣NH3的流量為每分鐘50 250 立方釐米，離子發生頻率為50 100千赫茲。
4.如權利要求3所述的製作方法，其特徵在於，所述化學清洗移除所述介質層表面的 厚度為30 200埃。
5.如權利要求1所述的製作方法，其特徵在於，所述介質層採用的材料為氧化矽。
6.如權利要求1所述的製作方法，其特徵在於，所述鋁墊基座採用的材料為銅。
7.如權利要求1所述的製作方法，其特徵在於，所述阻擋層的材料為氮化鉭和氮化鈦 的混合物。
8.如權利要求1所述的製作方法，其特徵在於，在所述預清潔後，採用物理氣相沉積的 方式在凹槽內形成鋁墊。
全文摘要
本發明涉及一種鋁墊的製作方法，首先提供已形成鋁墊基座和介質層的晶片，蝕刻介質層露出鋁墊基座形成用於沉積鋁墊的凹槽；採用化學清洗方式對凹槽槽底的鋁墊基座和凹槽側壁的介質層進行預清潔；沉積阻擋層；在凹槽內沉積鋁。使用化學清洗方式從所述鋁墊基座和側壁上方清洗，保證了鋁墊基座和介質層上不會留有殘留物和含有水分的雜質，確保後序工藝中鋁墊信號傳輸的質量以及產品的良率。
文檔編號H01L21/60GK101996901SQ200910194618
公開日2011年3月30日 申請日期2009年8月26日 優先權日2009年8月26日
發明者何偉業, 劉盛, 楊瑞鵬, 聶佳相 申請人:中芯國際集成電路製造(上海)有限公司