一種鋁線腐蝕缺陷的處理方法
2023-05-15 23:07:36 1
專利名稱：一種鋁線腐蝕缺陷的處理方法
技術領域：
本發明涉及半導體製造工藝，特別是涉及後段鋁線腐蝕缺陷的處理方法。
背景技術：
後段鋁線布線工藝廣泛被應用於線寬O. 15um以上的晶片生產工藝中，鋁線刻蝕工藝是其中的關鍵，這不僅因為這道工藝決定了鋁線圖形的形成，還因為鋁線刻蝕過程產生的缺陷(defect)對晶片良率的影響非常的大，其中一種鋁線腐蝕缺陷號稱鋁線晶片工藝的頭號殺手，其缺陷產生的機理是鋁線刻蝕完成後，曝露於大氣中的鋁與刻蝕反應殘留的氯在大氣中的水汽作用下發生循環反應，生成A1203的水合物，使鋁線發生斷裂或導電面積縮小，從而引發晶片失效或可靠性下降。由於受腐蝕缺陷影響的晶片可能不會使晶片失效，但具有潛在的電子遷移 (ELECTROMIGRATION, EM)可靠性下降的風險，所以半導體晶圓廠(fab)對這種腐蝕缺陷的處理一般是整片晶圓如果有一顆晶片發現有腐蝕缺陷，則整片晶圓報廢，從而對生產線良率產生巨大殺傷。即，現行的處理辦法一般是發現腐蝕缺陷即晶圓報廢，因此提供一種可以對受到腐蝕缺陷影響的晶圓進行絕緣隔離，避免整片晶圓報廢的處理方法是十分必要的。
發明內容
本發明的目的在於提供一種鋁線腐蝕缺陷的處理方法，能夠減少由於鋁線腐蝕缺陷引起的晶圓報廢，提高生產線良率。為解決上述技術問題，本發明提供一種鋁線腐蝕缺陷的處理方法，所述方法包括下列步驟提供一晶圓，所述晶圓包括底層以及形成於所述底層上的鋁線；定位和識別所述鋁線中的鋁線腐蝕缺陷；在所述鋁線上沉積保護層；利用聚焦離子束裝置刻蝕具有鋁線腐蝕缺陷的鋁線。在鋁線腐蝕缺陷的處理方法中，所述底層為氧化矽。在鋁線腐蝕缺陷的處理方法中，定位和識別所述鋁線中的鋁線腐蝕缺陷的步驟包括利用晶片缺陷掃描定位機臺對晶圓的缺陷進行掃描定位；利用缺陷識別機臺進行缺陷識別；利用晶片缺陷掃描定位機臺獲取的缺陷圖像來確定鋁線腐蝕缺陷的位置。在鋁線腐蝕缺陷的處理方法中，所述保護層為富矽氧化層。在鋁線腐蝕缺陷的處理方法中，利用聚焦離子束裝置刻蝕具有鋁線腐蝕缺陷的鋁線的步驟中，離子能量為4500v 5500v，刻蝕時間為10 100秒。在鋁線腐蝕缺陷的處理方法中，利用聚焦離子束裝置刻蝕具有鋁線腐蝕缺陷的鋁線之後，還包括清洗所述晶圓。
本發明針對招線腐蝕缺陷(metal corrosion),利用聚焦離子束(Focused IonBeam, FIB)裝置，對受腐蝕缺陷影響的晶片進行刻蝕，從而使具有鋁線腐蝕缺陷的鋁線與晶片隔離失效，避免因少量鋁線腐蝕缺陷晶片給整個晶圓帶來的潛在的可靠性問題，從而挽救整片晶圓上的其它正常晶片的出貨，降低由於鋁線腐蝕缺陷引起的晶圓報廢。
圖I為本發明一實施例的一種鋁線腐蝕缺陷的處理方法流程圖；圖2為鋁線腐蝕缺陷縱向剖面圖；圖3為鋁線腐蝕缺陷橫向剖面圖；圖4為鋁線沉積了一層保護層後的縱向剖面圖；圖5為鋁線沉積了一層保護層後的橫向剖面圖；圖6為經過本發明一實施例的處理方法之後的鋁線縱向剖面圖；圖7為經過本發明一實施例的處理方法之後的鋁線橫向剖面圖。
具體實施例方式為使本發明的上述目的、特徵和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。如圖I所示，本發明一實施例的鋁線腐蝕缺陷的處理方法，包括下列步驟SI，提供一晶圓；如圖2和3所示，所述晶圓包括底層I以及形成於所述底層上的鋁線2，底層I 一般為氧化矽，所述鋁線2內具有鋁線腐蝕缺陷3。S2，定位和識別所述鋁線中的鋁線腐蝕缺陷；此步驟中，首先利用晶片缺陷掃描定位機臺對晶圓的缺陷進行掃描定位，然後利用缺陷識別機臺進行缺陷識別，最後利用晶片缺陷掃描定位機臺獲取的缺陷圖像來確定鋁線腐蝕缺陷的位置。所述晶片缺陷掃描定位機臺和缺陷識別機臺為半導體晶圓廠常用的檢測儀器，檢測工序中通常已配備此類設備，因而不會額外增加機臺購置成本。S3，在所述鋁線上沉積保護層4 ；如圖4和5所示，所述保護層4沉積於所述鋁線2上，所述保護層4為富矽氧化層， 富矽氧化層(Silicon Rich Oxide, SR0)厚度一般為200A 300A,從而防止鋁線腐蝕缺陷 3的再循環反應，並且由於所述富矽氧化層4填充性好，可保護鋁線2不會受到之後的高密度等離子(High Density Plasma, HDP)氧化層沉積的損傷。S4，利用聚焦離子束裝置刻蝕具有鋁線腐蝕缺陷的鋁線。如圖6和7所示，完成對已定位和識別過的腐蝕缺陷鋁線進行阻斷絕緣刻蝕，使有腐蝕缺陷的鋁線與正常鋁線隔離，防止其可能帶來的晶片可靠性問題，優選的，利用聚焦離子束裝置刻蝕過程中要注意離子能量以及刻蝕時間，例如，離子能量為4500v 5500v，刻蝕時間為10 lOOsec，使阻斷間歇足夠，且對底層I的過刻蝕足夠，保證鋁線的完全阻斷。 當然，本領域技術人員還可根據鋁線厚度來選擇其它的刻蝕時間和離子能量，本發明對比並不限定。進一步的，利用聚焦離子束裝置刻蝕具有鋁線腐蝕缺陷的鋁線之後，還包括清洗所述晶圓。利用化學溶劑對被刻蝕表面進行清洗，可去除刻蝕殘餘物。經過本發明實施例的鋁線腐蝕缺陷的處理方法後，即可對所述晶圓還可以繼續進行後續的正常晶片工藝流程。本發明利用聚焦離子束裝置對受腐蝕缺陷影響的晶片進行刻蝕，從而使具有鋁線腐蝕缺陷的鋁線與晶片隔離失效，避免因少量鋁線腐蝕缺陷晶片給整個晶圓帶來的潛在的可靠性問題，從而挽救整片晶圓上的其它正常晶片的出貨，降低由於鋁線腐蝕缺陷引起的晶圓報廢。需要說明的是，在圖2至圖7中，只是示意性的表示了底層氧化矽，鋁線腐蝕缺陷和富矽氧化層的結構示意圖，而並未對器件中其它膜層(如阻擋層)等更多部分進行詳細描述，但是本領域技術人員應是知曉的。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
1.一種鋁線腐蝕缺陷的處理方法，其特徵在於，包括提供一晶圓，所述晶圓包括底層以及形成於所述底層上的鋁線；定位和識別所述鋁線中的鋁線腐蝕缺陷；在所述鋁線上沉積保護層；利用聚焦離子束裝置刻蝕具有鋁線腐蝕缺陷的鋁線。
2.如權利要求I所述的鋁線腐蝕缺陷的處理方法，其特徵在於，所述底層為氧化矽。
3.如權利要求I所述的鋁線腐蝕缺陷的處理方法，其特徵在於，定位和識別所述鋁線中的鋁線腐蝕缺陷的步驟包括利用晶片缺陷掃描定位機臺對晶圓的缺陷進行掃描定位；利用缺陷識別機臺進行缺陷識別；利用晶片缺陷掃描定位機臺獲取的缺陷圖像來確定鋁線腐蝕缺陷的位置。
4.如權利要求I所述的鋁線腐蝕缺陷的處理方法，其特徵在於，所述保護層為富矽氧化層。
5.如權利要求I所述的鋁線腐蝕缺陷的處理方法，其特徵在於，利用聚焦離子束裝置刻蝕具有鋁線腐蝕缺陷的鋁線的步驟中，離子能量為4500v 5500v，刻蝕時間為10 100秒。
6.如權利要求I所述的鋁線腐蝕缺陷的處理方法，其特徵在於，利用聚焦離子束裝置刻蝕具有鋁線腐蝕缺陷的鋁線之後，還包括清洗所述晶圓。
全文摘要
本發明公開了一種鋁線腐蝕缺陷的處理方法，包括提供一晶圓，所述晶圓包括底層以及形成於所述底層上的鋁線；定位和識別所述鋁線中的鋁線腐蝕缺陷；在所述鋁線上沉積保護層；利用聚焦離子束裝置刻蝕具有鋁線腐蝕缺陷的鋁線。本發明針對受腐蝕缺陷影響的晶片進行刻蝕，從而使具有腐蝕缺陷的鋁線與晶片隔離失效，避免因少量具有腐蝕缺陷的晶片給整個晶圓帶來的潛在的可靠性問題，從而挽救整片晶圓上的其它正常晶片的出貨。
文檔編號H01L21/3213GK102593048SQ201210050778
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月28日 優先權日2012年2月28日
發明者李程, 楊渝書, 陳玉文 申請人:上海華力微電子有限公司