專利名稱：除去半導體器件的焊盤區(qū)中的晶格缺陷的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及除去半導體器件的焊盤(PAD)區(qū)中的晶格缺陷的方法，特別涉及用有機溶劑(EKC，ACT等)清潔和氬氣等離子體濺射修復處理除去半導體器件的焊盤(PAD)區(qū)中的晶格缺陷的方法，特別是用有機溶劑(EKC，ACT等)清潔和氬氣等離子體濺射修復處理除去動態(tài)隨機存取存儲器(以下簡稱DRAM)的焊盤(PAD)區(qū)中的晶格缺陷的方法。
背景技術(shù)：
半導體器件包括各種類型的有源器件，例如，，動態(tài)隨機存取存儲器(DRAM)是一種具有多層結(jié)構(gòu)的半導體器件，為了將在各個膜層中形成的構(gòu)件連接在一起以構(gòu)成一個完整的DRAM，和使DRAM與其他的半導體器件或其他電子元件連接而構(gòu)成需要的電子電路模塊，要完成這些連接就必須構(gòu)成許多的焊盤，焊盤是極其重要的連接構(gòu)件，因此，要求焊盤具有良好的導電性和高可靠性，焊盤區(qū)中的晶格缺陷會對焊盤導電性和高可靠性造成負面影響。
通用的半導體器件的焊盤形成工藝包括以下步驟；步驟1，在已經(jīng)形成有半導體器件的其他構(gòu)件的襯底上形成導電層，例如，鋁或鋁合金層；步驟2，在鋁或鋁合金層上涂覆光刻膠(PR)；步驟3，用具有焊盤圖形的掩模對導電層進行光刻和腐蝕，對要構(gòu)成焊盤的導電層構(gòu)圖；步驟4，進行灰化(Ashing)處理，除去導電層上的光刻膠；步驟5，進行有機溶劑清洗，清除光刻膠；步驟6，在已形成的具有焊盤圖形的導電層上形成鋁合金鈍化層；步驟7，在已形成有鋁合金鈍化層的導電焊盤上形成聚酰亞胺保護層，由此形成焊盤。
在現(xiàn)有的焊盤形成工藝中，由于在對導電層光刻腐蝕構(gòu)圖的步驟3中，所用的腐蝕劑是含氟的腐蝕劑，腐蝕劑中逸出的氟離子在隨后的工藝步驟中會造成焊盤區(qū)出現(xiàn)晶格缺陷，焊盤區(qū)中的晶格缺陷會對焊盤的導電性和高可靠性造成負面影響。為了防止在焊盤區(qū)中產(chǎn)生晶格缺陷，現(xiàn)有的工藝中嚴格控制步驟6(在已形成的具有焊盤圖形的導電層上形成鋁合金鈍化層)與步驟7(在已形成有鋁合金鈍化層的導電焊盤上形成聚酰亞胺保護層)之間的間隔時間(Q時間)。但是，這種限定鋁合金鈍化層形成步驟(步驟6)與聚酰亞胺保護層形成步驟(步驟7)之間的間隔時間(Q時間)的方法并不是特別可靠，一旦超過了Q時間，就可能會在焊盤區(qū)中產(chǎn)生Crystals Defect(晶格缺陷)。而且，即使在聚酰亞胺保護層形成后還會發(fā)現(xiàn)焊盤區(qū)中有晶格缺陷。這些缺陷會對DRAM的可靠性造成負面影響。
發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述的缺陷提出本發(fā)明方法。本發(fā)明的目的是，提出一種用有機溶劑(EKC，ACT等)清潔和氬氣等離子體濺射修復處理除去焊盤區(qū)中的晶格缺陷的方法。
按本發(fā)明的除去焊盤區(qū)中的晶格缺陷的方法，是在上述的現(xiàn)有的焊盤形成方法的鋁合金鈍化層形成步驟(步驟6)之后，在聚酰亞胺保護層形成步驟(步驟7)之前，進行步驟S1，檢測焊盤區(qū)中是否存在晶格缺陷，如果在焊盤區(qū)中存在晶格缺陷，則進行步驟S2，采用有機溶劑(EKC，ACT等)清潔處理，也就是說，用含有胺(Amine)基的胺堿有機溶劑清潔處理形成了鋁合金鈍化層的焊盤區(qū)，以消除焊盤中的晶格缺陷。如果進行了有機溶劑(EKC，ACT等)清潔處理的焊盤區(qū)形成聚酰亞胺保護層后，在步驟S3檢測焊盤區(qū)中是否存在晶格缺陷，如果所形成的焊盤區(qū)中仍然存在晶格缺陷，這時，要消除焊盤區(qū)中的晶格缺陷，就必須進行步驟S4，進行氬氣(Ar)等離子體濺射修復處理，以進一步消除焊盤區(qū)中的晶格缺陷。
按照本發(fā)明的一個技術(shù)方案，在焊盤的鋁合金鈍化層形成步驟之后，在其上形成聚酰亞胺保護層之前，檢測焊盤區(qū)中是否存在晶格缺陷，如果焊盤區(qū)中存在晶格缺陷，則進行有機溶劑(EKC，ACT等)清潔處理，以除去焊盤區(qū)中的晶格缺陷。所述的有機溶劑(EKC，ACT等)清潔處理，是用胺堿，即含有胺基的有機溶劑，例如，EKC-270/265，或ACT-940等有機溶劑，進行清潔處理。除去由于腐蝕劑中逸出的氟離子(F+)在焊盤區(qū)中產(chǎn)生的晶格缺陷。如果進行了有機溶劑(BKC，ACT等)清潔處理的焊盤區(qū)形成聚酰亞胺保護層后，所形成的焊盤區(qū)中仍然存在晶格缺陷，這時，要消除焊盤區(qū)中的晶格缺陷，就必須進行氬氣(Ar)等離子體濺射修復處理，以進一步消除焊盤區(qū)中的晶格缺陷。
附圖是說明書的一個組成部分，與說明書的文字部分一起說明本發(fā)明的原理和特征，附圖中顯示出代表本發(fā)明原理和特征的實施例。其中，圖1是現(xiàn)有的半導體器件的焊盤形成工藝流程圖；圖2是按本發(fā)明的半導體器件的焊盤形成工藝流程圖；圖3是有機溶劑(EKC，ACT等)清潔處理流程圖；圖4是用光學顯微鏡(OM)拍攝的焊盤區(qū)中有晶格缺陷的顯微鏡照片；圖5是用可傾斜的電子掃描顯微鏡(Jo-SEM)拍攝的焊盤區(qū)中有晶格缺陷的顯微鏡照片；和圖6是用能散X射線光譜(EXD)分析法進行組分分析結(jié)果的光譜照片。
具體實施例方式
圖2是按本發(fā)明的半導體器件的焊盤形成工藝流程圖。圖2所顯示的按本發(fā)明的半導體器件的焊盤形成工藝流程是在圖1所顯示的現(xiàn)有的半導體器件的焊盤形成工藝流程的步驟6與步驟7之間增加了步驟S1(檢測焊盤區(qū)中是否存在晶格缺陷)；和步驟S2(當步驟S1檢測到焊盤區(qū)中存在晶格缺陷時，進行有機溶劑(EKC，ACT等)清潔處理)。如果，在步驟7之后，即焊盤區(qū)上形成聚酰亞胺保護層之后，進行步驟S3，檢測焊盤區(qū)中是否存在晶格缺陷，如果步驟S3檢測焊盤區(qū)中仍然存在晶格缺陷，則進行步驟S4，對焊盤區(qū)進行氬氣(Ar)等離子體濺射修復處理，以除去焊盤區(qū)中的晶格缺陷。
圖2是按本發(fā)明的半導體器件的焊盤形成工藝流程圖。圖2所顯示的按本發(fā)明的半導體器件的焊盤形成工藝流程是在圖1所顯示的現(xiàn)有的半導體器件的焊盤形成工藝流程的步驟6與步驟7之間增加了步驟S1(檢測焊盤區(qū)中是否存在晶格缺陷)；和步驟S2(當步驟S1檢測到焊盤區(qū)中存在晶格缺陷時，進行NEKC清潔處理)，并在圖1所顯示的現(xiàn)有的半導體器件的焊盤形成工藝流程的步驟7之后增加了步驟S3(測焊盤區(qū)中是否存在晶格缺；和步驟S4(當步驟S3測到焊盤區(qū)中存在晶格缺陷時，進行氬氣(Ar)等離子體濺射修復處理。其中的步驟S1和S3用光學顯微鏡(OM)檢測焊盤區(qū)中是否有晶格缺陷，當發(fā)現(xiàn)焊盤區(qū)中有晶格缺陷時，拍攝有晶格缺陷的焊盤的顯微鏡照片，并用可傾斜的電子掃描顯微鏡(Jo-SEM)拍攝有晶格缺陷的焊盤區(qū)的顯微鏡照片。
具體實施例以下參見圖2和圖3詳細描述按照本發(fā)明的用有機溶劑(EKC，ACT等)清潔和行氬氣(Ar)等離子體濺射修復處理除去半導體器件的焊盤(PAD)區(qū)中的晶格缺陷的方法。圖2是按本發(fā)明的半導體器件的焊盤形成工藝流程圖。圖3是有機溶劑(EKC，ACT等)清潔處理流程圖。
在圖2顯示的按照本發(fā)明的半導體器件的焊盤形成工藝流程是在圖1所顯示的現(xiàn)有的半導體器件的焊盤形成工藝流程的步驟6與步驟7之間增加了步驟S1(檢測焊盤區(qū)中是否存在晶格缺陷)；和步驟S2(當步驟S1檢測到焊盤區(qū)中存在晶格缺陷時，進行有機溶劑(EKC，ACT等)清潔處理)。其中的步驟S1，用光學顯微鏡(OM)檢測焊盤區(qū)中是否有晶格缺陷，當發(fā)現(xiàn)焊盤區(qū)中有晶格缺陷時，拍攝有晶格缺陷的焊盤的顯微鏡照片，并用可傾斜的電子掃描顯微鏡(Jo-SEM)拍攝有晶格缺陷的焊盤區(qū)的顯微鏡照片。然后，進行步驟S2，進行EKC清潔處理。圖3是EKC清潔處理流程圖。
進行圖3顯示的EKC清潔處理流程中包括的以下步驟步驟S2-1，焊盤導電層上形成了鋁合金鈍化層后的襯底浸泡在有機溶劑中，所用的清潔劑是胺堿，即含有胺基的有機溶劑，例如，EKC270/265，或者是ACT 940，用有機溶劑浸泡時，有機溶劑的溫度范圍是40℃-75℃，優(yōu)選的有機溶劑的溫度范圍是65℃，浸泡時間是5分鐘-40分鐘，優(yōu)選的浸泡時間是20±5分鐘；步驟S2-2浸泡在NMP中，常溫下浸泡的時間是5分鐘到10分鐘；步驟S2-3去離子水沖洗，沖洗的時間是5分鐘到10分鐘步驟S2-4異丙醇干燥(常溫下時間5~10分鐘)；結(jié)束。
完成了步驟S2的全部EKC清潔處理流程后，進行步驟7，在經(jīng)過有機溶劑(EKC，ACT等)清潔處理的半導體器件的焊盤上形成聚酰亞胺保護層，然后進行步驟S3，檢測焊盤區(qū)中是否存在晶格缺陷，如果焊盤區(qū)中存在晶格缺陷，則進行步驟S4，進行氬氣(Ar)等離子體濺射修復處理，以進一步消除焊盤區(qū)中的晶格缺陷。
氬氣(Ar)等離子體濺射修復處理中的處理條件是氬氣(Ar)等離子體濺射修復處理室中的真空度是50-200mTorr，氬氣(Ar)等離子體濺射修復處理中用的電功率是300-500W，氬氣(Ar)等離子體濺射修復處理中使氬氣(Ar)流入，氬氣(Ar)等離子體濺射修復處理后焊盤導電層鋁的損失量應小于1000。
通過以上描述的用氬氣(Ar)等離子體濺射修復處理，進一步消除了焊盤區(qū)中存在的晶格缺陷，能保證半導體器件的焊盤具有良好的導電性和高可靠性，由此可以構(gòu)成具有高可靠性的半導體器件。
以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明的范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護的范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求
1.除去半導體器件的焊盤區(qū)中的晶格缺陷的方法，包括以下步驟步驟1，在已經(jīng)形成有半導體器件的其他構(gòu)件的襯底上形成導電層，例如，鋁或鋁合金層；步驟2，在鋁或鋁合金導電層上涂覆光刻膠(PR)；步驟3，用具有焊盤圖形的掩模對導電層進行光刻和腐蝕，對要構(gòu)成焊盤的導電層構(gòu)圖；步驟4，進行灰化(Ashing)處理，除去導電層上的光刻膠；步驟5，進行有機溶劑清洗，清除光刻膠；步驟6，在已形成的具有焊盤圖形的導電層上形成鋁合金鈍化層；步驟7，在已形成有鋁合金鈍化層的導電焊盤上形成聚酰亞胺保護層；制成半導體器件的焊盤，其特征是，在步驟6之后和步驟7之前的進行步驟S1，檢測到焊盤區(qū)中是否存在晶格缺陷，步驟S2，在步驟S1中檢測到焊盤區(qū)中有晶格缺陷時，對焊盤區(qū)進行EKC清潔處理，以消除焊盤區(qū)中存在的晶格缺陷；在步驟7之后還包括步驟S3，檢測到焊盤區(qū)中是否存在晶格缺陷步驟S4，在步驟S3中檢測到焊盤區(qū)中有晶格缺陷時，對已形成的焊盤結(jié)構(gòu)進行氬氣(Ar)等離子體濺射修復處理，以進一步消除焊盤區(qū)中的晶格缺陷。
2.按照權(quán)利要求1的方法，其特征是，步驟S1和步驟S3，檢測焊盤區(qū)中是否存在晶格缺陷；是用光學顯微鏡(OM)和可傾斜的電子掃描顯微鏡(Jo-SEM)檢測焊盤區(qū)中的晶格缺陷，并用能散X射線光譜分析法進行組分分析。
3.按照權(quán)利要求1的方法，其特征是，步驟S2還包括以下步驟步驟S2-1，焊盤導電層上形成了合金鈍化層后的襯底浸泡在有機溶劑中；步驟S2-2浸泡在NMP中；步驟S2-3去離子水沖洗；步驟S2-4異丙醇干燥。
4.按照權(quán)利要求3的方法，其特征是，步驟S2-1中，所用的清潔劑是胺堿，即含有胺基的有機溶劑，例如，EKC270/265，或者是ACT 940。
5.按照權(quán)利要求4的方法，其特征是，步驟S2-1中，用有機溶劑浸泡，有機溶劑的溫度范圍是40℃-75℃。
6.按照權(quán)利要求5的方法，其特征是，步驟S2-1中，用有機溶劑浸泡，優(yōu)選的有機溶劑的溫度范圍是65℃。
7.按照權(quán)利要求4的方法，其特征是，步驟S2-1中，用有機溶劑浸泡，浸泡時間是5分鐘-40分鐘。
8.按照權(quán)利要求7的方法，其特征是，步驟S2-1中，用有機溶劑浸泡，優(yōu)選的浸泡時間是20±5分鐘。
9.按照權(quán)利要求3的方法，其特征是，步驟S2-2中，浸泡在NMP中，浸泡的溫度是常溫。
10.按照權(quán)利要求3的方法，其特征是，步驟S2-2中，浸泡在NMP中，浸泡的時間是5分鐘到10分鐘。
11.按照權(quán)利要求3的方法，其特征是，步驟S2-3中用去離子水沖洗，沖洗的時間是5分鐘到10分鐘。
12.按照權(quán)利要求3的方法，其特征是，步驟S2-4中，用異丙醇干燥(常溫下時間5～10分鐘)。
13.按照權(quán)利要求1的方法，其特征是，步驟S4中的氬氣(Ar)等離子體濺射修復處理的處理條件是氬氣(Ar)等離子體濺射修復處理室中的真空度是50-200mTorr，氬氣(Ar)等離子體濺射修復處理中用的電功率是300-500W，氬氣(Ar)等離子體濺射修復處理中使氬氣(Ar)流入，氬氣(Ar)等離子體濺射修復處理后焊盤導電層鋁的損失量應小于1000。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用有機溶劑(EKC，ACT等)清潔和氬氣等離子體濺射修復處理除去半導體器件的焊盤(PAD)區(qū)中的晶格缺陷的方法，在焊盤的鋁合金鈍化層形成步驟之后，在其上形成聚酰亞胺保護層之前，檢測焊盤區(qū)中是否存在晶格缺陷，如果焊盤區(qū)中存在晶格缺陷，則進行有機溶劑(EKC，ACT等)清潔處理，以除去焊盤區(qū)中的晶格缺陷。經(jīng)過所述的EKC清潔處理后并在焊盤區(qū)上形成了聚酰亞胺保護層后，如果發(fā)現(xiàn)焊盤區(qū)中仍然存在晶格缺陷則進行氬氣等離子體濺射修復處理進一步除去半導體器件的焊盤(PAD)區(qū)中的晶格缺陷。
文檔編號H01L21/28GK1725456SQ20041005307
公開日2006年1月25日 申請日期2004年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月22日
發(fā)明者蔣曉鈞, 徐立, 吳長明, 郭文彬 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司