專利名稱：用于對晶片焊盤表面進行清洗的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體工藝，具體涉及用于對晶片焊盤表面進行清洗的方法。
背景技術(shù)：
晶片的清洗一直是半導(dǎo)體工藝中一道非常重要的工序。半導(dǎo)體晶片在歷經(jīng)諸如刻 蝕、剝離和切割等復(fù)雜的制造工藝過程中，會產(chǎn)生如非常細的粉塵以及刻蝕、腐蝕殘留物等 污染物，這些污染物會沉淀或者飛濺到晶片上并覆蓋焊盤O^d)(通常為Al焊盤)。隨著集 成電路的縮小，伴隨而來的焊盤尺寸的減小造成對焊盤污染的敏感性增加，焊盤污染可能 造成較差的焊盤抗拉強度和較差的接合強度均勻性，這都會對整個晶片的質(zhì)量造成相當(dāng)嚴(yán) 重的影響，因此在晶片制作完成后，對其進行清洗以便除去晶片和焊盤表面的污染物是非 常重要的一項工藝步驟。在晶片上生長了器件、進行布線之后，晶片表面通常覆蓋有一層鈍化層，以保護所 生長的器件。然而這層鈍化層同時覆蓋了焊盤。為了將焊盤引出對晶片進行測試，需要將 這層鈍化層去除。在現(xiàn)有技術(shù)中通常使用含有氫氟酸的溶液對晶片進行清洗，以去除掉晶 片表面的鈍化層，露出焊盤。具體地，氫氟酸溶液將無光刻膠覆蓋的晶片表面的鈍化層腐蝕 掉，然后將覆蓋在未被腐蝕掉的焊盤表面的光刻膠去掉，以便露出焊盤表面的Al層。圖1示出了傳統(tǒng)的晶片清洗工藝的后期步驟流程圖。在此處，通常使用含氫氟酸 的溶液清洗掉前面的諸如蝕刻等工藝殘留在晶片表面上的化學(xué)物質(zhì)。由于使用一次清洗可 能不能夠充分清洗掉Al焊盤表面凹口的殘留物質(zhì)，因此在步驟101中的清洗可能還需要對 晶片焊盤表面進行第二次清洗。隨后在步驟102進行電性驗收測試，測試晶片的電學(xué)特性， 如晶體管的飽和電流等等。接著，在步驟103，對晶片的外觀進行檢測，可以使用目測或掃 描電子顯微鏡等設(shè)備，檢查晶片的外觀是否有缺陷。在這之后，在步驟104中進行最后的封 裝，完成了晶片的制造過程。在上述的步驟103中，經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)鋁焊盤的表面沒有被沖洗干凈，而是殘留有顆 粒狀雜質(zhì)，導(dǎo)致焊盤被所污染。圖2A的照片示出了實際測得的焊盤表面被污染的情況。如 圖所示，在焊盤202的表面上附著有雜質(zhì)200。通過頻譜測量發(fā)現(xiàn)，這種Al焊盤表面的雜質(zhì) 的主要成分是F(氟)離子。也就是說，在圖1所示的清洗步驟中，由于使用了氫氟酸從而 引入了氟離子，氟離子和焊盤的Al材料發(fā)生反應(yīng)而產(chǎn)生附著在焊盤表面的雜質(zhì)。圖2B-2C 示出了這一變化的原理圖。如圖2B所示，在金屬層203上形成金屬Al焊盤時，通常是通過 物理氣相沉積(PVD)濺射形成的，在濺射形成的Al層中，會在Al的晶粒之間產(chǎn)生孔隙。如 圖2B所示，由于經(jīng)過氫氟酸清洗后的Al焊盤202表面會殘留有少量HF溶液，這些少量的 HF溶液會在這些Al晶粒206的孔隙中殘留F離子201。F離子201與Al焊盤202以及表 面大氣中的水分子204發(fā)生反應(yīng)，如圖2B所示，反應(yīng)的過程如下A1203+(3+X)H20 *2A1(0H)3.(x-3)H20 (x 通常為 ι·2)Α1(0Η)3.(χ-3)Η20+ΗΤ+Γ “ ‘ A1F3+H20
因此在Al焊盤202表面生成了成分為AlF3的化合物205，如圖2C所示。這種化 合物205會附著在Al焊盤202的表面，從而在Al焊盤表面形成缺陷，造成較差的焊盤抗拉 強度和較差的接合強度均勻性，這種在晶片中出現(xiàn)的表面缺陷會導(dǎo)致在晶片裝配過程中的 焊盤剝落，進而使晶片損壞。而且，由于后續(xù)的工藝步驟中不再有清洗的步驟，因此反應(yīng)生 成的AlF3將附著在焊盤表面難以去除掉。從而會晶片的特性造成影響，嚴(yán)重時會導(dǎo)致晶片 失效。因此，需要一種改進的晶片清洗方法，以避免在氫氟酸清洗后在晶片表面產(chǎn)生附 著物，去除晶片焊盤表面的缺陷，從而提高半導(dǎo)體器件的質(zhì)量和良率。

發(fā)明內(nèi)容
在發(fā)明內(nèi)容部分中引入了一系列改進形式的概念，這將在具體實施方式
部分中進 一步詳細說明。本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容部分并不意味著要試圖限定出所要求保護的技術(shù)方案的 關(guān)鍵特征和必要技術(shù)特征，更不意味著試圖確定所要求保護的技術(shù)方案的保護范圍。為了改進晶片的清洗方法，以去除晶片焊盤的表面缺陷，抑制AlF3的生成，本發(fā)明 提出了一種用于對晶片焊盤表面進行清洗的方法，所述方法包括如下步驟用含有氫氟酸 的溶液對晶片進行第一次清洗，以去除晶片表面的鈍化層，露出焊盤；使用去離子水對所述 晶片表面進行第二次清洗；使用異丙醇溶液對所述晶片表面進行第三次清洗；對所述晶片 進行干燥。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，所述方法還包括如下步驟對所述晶片進行電性驗收測 試；對所述晶片外觀進行檢查；對所述晶片進行封裝。優(yōu)選地，所述去離子水的溫度為40°C 50°C。優(yōu)選地，所述第二次清洗的清洗時間為40 50秒。優(yōu)選地，所述第三次清洗的清洗時間為10 20秒。根據(jù)本發(fā)明的改進的對晶片焊盤的清洗方法，去除了晶片上殘留的F離子，抑制 了 AlF3的生成，加強了焊盤抗拉強度和接合強度均勻性，提高了半導(dǎo)體器件的質(zhì)量和良率。


本發(fā)明的下列附圖在此作為本發(fā)明的一部分用于理解本發(fā)明。附圖中示出了本發(fā) 明的實施例及其描述，用來解釋本發(fā)明的原理。在附圖中，圖1示出傳統(tǒng)的晶片清洗工藝的后期步驟流程圖。圖2A晶片表面缺陷的SEM圖；圖2B、2C和2D示出了在晶片焊盤表面上的AlF3形 成過程的示意圖；圖3示出根據(jù)本發(fā)明改進的晶片清洗工藝的后期步驟流程圖。
具體實施例方式在下文的描述中，給出了大量具體的細節(jié)以便提供對本發(fā)明更為徹底的理解。然 而，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯而易見的是，本發(fā)明可以無需一個或多個這些細節(jié)而得以 實施。在其他的例子中，為了避免與本發(fā)明發(fā)生混淆，對于本領(lǐng)域公知的一些技術(shù)特征未進 行描述。
為了徹底了解本發(fā)明，將在下列的描述中提出詳細的步驟，以便說明本發(fā)明是如 何通過改進晶片清洗方法來去除晶片焊盤的表面缺陷。顯然，本發(fā)明的施行并不限定于半 導(dǎo)體領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟習(xí)的特殊細節(jié)。本發(fā)明的較佳實施例詳細描述如下，然而除了這 些詳細描述外，本發(fā)明還可以具有其他實施方式。圖3示出根據(jù)本發(fā)明改進的晶片清洗工藝流程的后期步驟流程圖。在步驟301中 用含HF的溶液對晶片進行清洗，以去除晶片表面的鈍化層，露出焊盤。在步驟302中，使用 40°C 50°C的去離子水對晶片表面進行沖洗，以去除殘留的HF溶液，清洗的時間約為40 50秒；然后在步驟303，使用異丙醇(IPA)溶液對沖洗完的晶片表面再次進行清洗，時間約 為10 20秒，之后進行吹風(fēng)干燥。然后在步驟304，對晶片進行電性驗收測試；在步驟305， 對晶片進行外觀檢查，檢測晶片上的圖案的符合度以及晶片上是否還殘留有如外來雜質(zhì)或 劃痕的缺陷；最后在步驟306，對晶片進行封裝。在上述的用去離子水清洗的步驟302和用IPA溶液清洗并干燥的步驟303中，可 以合并成一步將晶片旋轉(zhuǎn)離心，并向晶片表面噴射溫度約為40°C 50°C的去離子水和IPA 的混合溶液，清洗之后進行吹風(fēng)及干燥。根據(jù)本發(fā)明的又一個實施方式，也可以先將晶片浸 泡在40°C 50°C的去離子水中漂洗抖動，然后噴IPA溶液，然后將晶片吹風(fēng)并干燥。根據(jù)本發(fā)明的晶片清洗方法，在用40°C 50°C的去離子水清洗完晶片后，晶片表 面會有部分殘留的水，此時再用IPA溶液清洗，IPA溶液與晶片表面的水混溶并且在水中擴 散，這樣殘留水的水面各處的IPA濃度不一致。IPA濃度的不一致導(dǎo)致殘留水的表面張力的 差異，這種表面張力的差異引起的張力，即馬拉高尼力(MARANGONI Force)引起晶片表面殘 留水的流動，進而可以清除掉晶片表面上的殘留水。晶片表面殘留的HF溶液中的F離子是形成晶片焊盤缺陷AlF3的主要原因，由 于用冷水(例如溫度低于40°C的水)很難清除晶片表面的殘留HF溶液，因此使用溫度在 400C -50°C的溫水清洗效果會更好。在應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的新的清洗方法對晶片表面進行清 洗后，可以使AlF3W結(jié)晶率(crystal ratio)從20%下降至0. 2%，這樣有效地抑制了 AlF3 的生成，從而去除了晶片焊盤的表面缺陷。本發(fā)明所述的方法并不限于對Al焊盤表面進行清洗。在Al以外的其它金屬材料 用作焊盤材料且用氫氟酸進行清洗的情況下也可以適用本發(fā)明的清洗方法。根據(jù)如上所述的實施方式清洗焊盤的半導(dǎo)體器件可應(yīng)用于多種集成電路(IC) 中。根據(jù)本發(fā)明的IC例如是存儲器電路，如隨機存取存儲器(RAM)、動態(tài)RAM(DRAM)、同步 DRAM (SDRAM)、靜態(tài)RAM(SRAM)、或只讀存儲器(ROM)等等。根據(jù)本發(fā)明的IC還可以是邏輯 器件，如可編程邏輯陣列(PLA)、專用集成電路(ASIC)、合并式DRAM邏輯集成電路(掩埋式 DRAM)、射頻(RF)器件或任意其他電路器件。根據(jù)本發(fā)明方法清洗的IC晶片可用于例如用戶電子產(chǎn)品，如個人計算機、便攜式 計算機、游戲機、蜂窩式電話、個人數(shù)字助理、攝像機、數(shù)碼相機等各種電子產(chǎn)品中。綜上所述，僅是本發(fā)明較佳的實施例而已，并非對本發(fā)明做任何形式上的限制。雖 然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人 員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明 技術(shù)方案做出可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等同實施例。因此，凡是未脫離本發(fā) 明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于對晶片焊盤表面進行清洗的方法，所述方法包括如下步驟用含有氫氟酸的溶液對晶片進行第一次清洗，以去除晶片表面的鈍化層，露出焊盤； 使用去離子水對所述晶片表面進行第二次清洗； 使用異丙醇溶液對所述晶片表面進行第三次清洗； 對所述晶片進行干燥。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述方法還包括如下步驟 對所述晶片進行電性驗收測試；對所述晶片外觀進行檢查； 對所述晶片進行封裝。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述去離子水的溫度為40°C 50°C。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述第二次清洗的清洗時間為40 50秒。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述第三次清洗的清洗時間為10 20秒。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于將對所述晶片第二次清洗和第三次清洗合 并，將所述晶片旋轉(zhuǎn)離心，并噴射去離子水和異丙醇的混合溶液。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于將對所述晶片第二次清洗和第三次清洗合 并，將所述晶片浸泡在去離子水中漂洗抖動，然后噴IPA溶液。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述焊盤的材料是鋁。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于對晶片焊盤表面進行清洗的方法，所述方法包括如下步驟用含有氫氟酸的溶液對晶片進行清洗，以去除晶片表面的鈍化層，露出焊盤；使用去離子水對所述晶片表面進行清洗；使用異丙醇溶液對所述晶片表面進行清洗；對所述晶片進行干燥。根據(jù)本發(fā)明的改進的對晶片焊盤的清洗方法，去除了晶片上殘留的F離子，抑制了AlF3的生成，加強了焊盤抗拉強度和接合強度均勻性，提高了半導(dǎo)體器件的質(zhì)量和良率。
文檔編號B08B3/08GK102039281SQ20091019757
公開日2011年5月4日 申請日期2009年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月21日
發(fā)明者尼風(fēng)云, 李劍, 鄧戰(zhàn)強, 阮志剛, 陳強 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司