鋁焊盤的製作方法
2023-05-26 20:59:31
專利名稱：鋁焊盤的製作方法
技術領域：
本發明涉及半導體製造領域，特別涉及一種鋁焊盤的製作方法。
背景技術：
隨著電子設備的廣泛應用，半導體的製造工藝得到了飛速的發展，在半導體的 製造流程中，涉及鋁焊盤的製作方法，鋁焊盤為晶圓與外界連接的互連界面，可通過在 鋁焊盤表面的鍵接連線使得晶圓與外界形成金屬連接。在現有技術中，鋁焊盤的製作方 法包括採用物理氣相沉積(PVD)工藝在整個晶圓表面形成鋁薄膜層，採用光刻工藝和 蝕刻工藝形成鋁焊盤，然後對鋁焊盤進行溼法清洗，最後進行退火處理，並將帶有鋁焊 盤的晶圓存放於工廠中以供後續使用。其中，當對鋁焊盤進行溼法清洗時，通常採用含 氫氟酸(HF)的清洗試劑衝洗鋁焊盤表面，用以去除由於蝕刻而在鋁焊盤表面的殘留有機 物，HF的濃度一般為百萬分之八十五左右。然而，在實際應用中，採用PVD工藝形成鋁薄膜層後，由於金屬鋁在空氣中極 易被氧化，這就會在鋁焊盤的表面形成20埃至35埃的厚度不一、分布不均勻、緻密度一 般的氧化鋁(Al2O3)薄膜，當採用含HF的清洗試劑對鋁焊盤進行溼法清洗時，HF和HF 中所含的水會與Al2O3薄膜發生化學反應而生成氟化鋁(AlF3)和氫氧化鋁(Al(OH)3),而 且，工廠的空氣溼度一般大於50%，空氣中的水蒸氣與Al2O3薄膜發生化學反應也會生成 Al(OH)3, AlFjnAl(OH)3都會造成鋁焊盤的表面形成水晶狀缺陷，這些缺陷會影響鋁焊 盤的物理表觀以及後續的鍵接連線。
發明內容
有鑑於此，本發明提供一種鋁焊盤的製作方法，以避免鋁焊盤的表面形成水晶 狀缺陷。為達到上述目的，本發明的技術方案具體是這樣實現的一種鋁焊盤的製作方法，採用物理氣相沉積PVD工藝在晶圓表面形成鋁薄膜 層，並採用光刻工藝和蝕刻工藝形成鋁焊盤後，其特徵在於，該方法包括採用含有硫酸H2SO4的清洗試劑衝洗鋁焊盤表面；採用氧氣O2對鋁焊盤表面進行等離子體處理，在鋁焊盤表面形成氧化鋁Al2O3 薄膜；進行退火處理。該方法進一步包括將帶有鋁焊盤的晶圓存儲於空氣相對溼度小於48%的環境 中。所述H2SO4的體積比為3%至10%。所述Al2O3薄膜的厚度為40埃至70埃。所述等離子體處理的溫度為230°C至300°C，所述等離子體處理的時間為30秒至 120 秒。
由上述的技術方案可見，採用PVD工藝形成鋁薄膜層，並採用光刻工藝和蝕刻 工藝形成鋁焊盤後，採用含有H2SO4的清洗試劑衝洗鋁焊盤表面，然後採用O2對鋁焊盤 表面進行等離子體處理，在鋁焊盤表面形成Al2O3薄膜，因此，這樣就可完全避免鋁焊盤 表面形成水晶狀缺陷。
圖1為本發明所提供的鋁焊盤的製作方法 的流程圖。
具體實施例方式為使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下參照附圖並舉實施 例，對本發明進一步詳細說明。圖1為本發明所提供的鋁焊盤的製作方法的流程圖，如圖1所示，該方法包括以 下步驟步驟101，採用PVD工藝在晶圓表面形成鋁薄膜層，並採用光刻工藝和蝕刻工 藝形成鋁焊盤。本步驟的內容為現有技術，在此不予贅述。步驟102，採用含有硫酸(H2SO4)、且不含HF的清洗試劑衝洗鋁焊盤表面。在本步驟中，採用含H2SO4的清洗試劑代替了現有技術中含HF的清洗試劑，從 而可避免AlF3W生成，其中，H2SO4的體積比優選地為3%至10%，由於將H2SO4的體 積比控制在所述優選的範圍內，H2SO4僅與鋁焊盤表面所殘留有機物發生化學反應，而不 與鋁焊盤發生化學反應，更不會對鋁焊盤造成腐蝕。步驟103，採用氧氣(O2)對鋁焊盤表面進行等離子體處理，在鋁焊盤表面形成
Al2O3薄膜。其中，等離子體處理的方法為現有技術的內容。步驟102結束後，H2SO4可將鋁焊盤表面所殘留有機物去除掉，從而使鋁焊盤的 表面暴露出來，在本步驟中，使O2以等離子的形式與鋁焊盤表面發生物理和化學反應， 最終在鋁焊盤表面形成40埃至70埃的Al2O3薄膜，這就相當於在鋁焊盤表面形成了 Al2O3 鈍化層，Al2O3鈍化層可作為鋁焊盤的隔離保護層。為了在鋁焊盤的表面形成分布均勻、緻密的Al2O3薄膜，等離子體處理的溫度優 選地為230°C至300°C，等離子體處理的時間優選地為30秒至120秒。需要說明的是，由於採用了步驟102，可避免AlF3W生成，但是同樣會導致鋁焊 盤出現水晶狀缺陷的Al(OH)3還沒有被完全避免，因此，在本步驟中，採用O2對鋁焊盤 的表面進行等離子體處理，一方面，可在鋁墊層表面形成40埃至70埃的緻密的Al2O3薄 膜，40埃至70埃的緻密的Al2O3薄膜不會影響鋁焊盤的鍵接和電性能，而且Al2O3鈍化 層可作為鋁焊盤的隔離保護層；另一方面，等離子體處理是在高溫環境下進行的，這就 使得Al2O3薄膜無法與水發生化學反應，從而避免了 Al (OH) 3的生成。步驟104，進行退火處理。本步驟的內容與現有技術相同，在此不予贅述。步驟105，將帶有鋁焊盤的晶圓存儲於空氣相對溼度小於48%的環境中。
由於採用了步驟102和步驟103，則可避免在溼法清洗的過程中形成AlF3和 Al(OH)3,從而可避免鋁焊盤表面形成水晶狀缺陷，但是，在後續的流程中，如果將晶圓 置於溼度比較大的環境中，鋁焊盤表面的Al2O3薄膜還有可能與空氣中的水蒸氣發生化學 反應從而形成Al(OH)3,因此，當對帶有鋁焊盤的晶圓進行存儲時，也應儘量降低存儲 環境中的空氣溼度。所述空氣相對溼度是指在22°C且一個標準大氣壓時，1千克空氣中含有的水 的質量與1千克空氣在飽和狀態下含有的水的質量之比。需要說明的是，步驟105為非必要技術特徵，當步驟104結束後，可直接對鋁焊 盤進行鍵接連線，因而不需要對帶有鋁焊盤的晶圓進行存儲，當步驟104結束後，也可 對帶有鋁焊盤的晶圓進行存儲，以供後續的鍵接連線。至此，本流程結束，可進入後續的工藝流程。可見，上述流程在對鋁焊盤進行溼法清洗時，首先採用含有H2SO4的清洗試劑 洗鋁焊盤表面，然後採用O2對鋁焊盤表面進行等離子體處理，在鋁焊盤表面形成Al2O3 薄膜，並在退火處理後，將帶有鋁焊盤的晶圓存儲於空氣溼度小於等於48%的環境中， 因此，這樣就可完全避免鋁焊盤表面形成水晶狀缺陷。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並非用於限定本發明的保護範圍。凡 在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換以及改進等，均應包含在本發 明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種鋁焊盤的製作方法，採用物理氣相沉積PVD工藝在晶圓表面形成鋁薄膜層， 並採用光刻工藝和蝕刻工藝形成鋁焊盤後，其特徵在於，該方法包括採用含有硫酸H2SO4的清洗試劑衝洗鋁焊盤表面；採用氧氣O2對鋁焊盤表面進行等離子體處理，在鋁焊盤表面形成氧化鋁Al2O3薄膜；進行退火處理。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，該方法進一步包括將帶有鋁焊盤的 晶圓存儲於空氣相對溼度小於48%的環境中。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述H2SO4的體積比為3%至10%。
4.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述Al2O3薄膜的厚度為40埃至70埃。
5.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，所述等離子體處理的溫度為230°C至 300°C,所述等離子體處理的時間為30秒至120秒。
全文摘要
本發明提供了一種鋁焊盤的製作方法，採用物理氣相沉積PVD工藝在晶圓表面形成鋁薄膜層，並採用光刻工藝和蝕刻工藝形成鋁焊盤後，該方法包括採用含有硫酸H2SO4的清洗試劑衝洗鋁焊盤表面；採用氧氣O2對鋁焊盤表面進行等離子體處理，在鋁焊盤表面形成氧化鋁Al2O3薄膜；進行退火處理。採用該方法能夠避免鋁焊盤的表面形成水晶狀缺陷。
文檔編號H01L21/321GK102024718SQ20091019540
公開日2011年4月20日 申請日期2009年9月9日 優先權日2009年9月9日
發明者徐長春, 王曉豔, 王豔琴, 陳其道 申請人:中芯國際集成電路製造(上海)有限公司