專利名稱：防止鋁焊盤腐蝕的方法以及鋁焊盤的制作工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種防止鋁焊盤腐蝕的方法以及鋁焊盤的 制作工藝。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體器件的特征尺寸進(jìn)一步縮小，互連線的RC延遲逐漸成為影響電路速 度的主要矛盾，為改善這一點(diǎn)，開(kāi)始采用由金屬銅制作金屬互連線結(jié)構(gòu)的工藝方法。與傳 統(tǒng)的鋁工藝相比，銅工藝的優(yōu)點(diǎn)在于其電阻率較低，導(dǎo)電性更好，由其制成的內(nèi)連接導(dǎo)線可 以在保持同等甚至更強(qiáng)電流承載能力的情況下做得更小、更密集。此外，其在電遷移、RC延 遲、可靠性和壽命等方面也比鋁工藝具有更大的優(yōu)勢(shì)。而對(duì)于與其相連的焊盤結(jié)構(gòu)(pad)， 因其與多層金屬互連線結(jié)構(gòu)相比具有相對(duì)較大的尺寸，在兼顧器件性能與制作成本的情況 下，通常仍是利用傳統(tǒng)的鋁工藝來(lái)制作形成。參考附圖1所示，為形成焊盤的半導(dǎo)體器件的截面結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，半導(dǎo) 體襯底100內(nèi)已經(jīng)形成有半導(dǎo)體器件以及其互連線路，附圖中110為金屬互連線，例如為金 屬銅，金屬互連線110與外部線路的電連接通過(guò)焊盤130實(shí)現(xiàn)，所述焊盤材料為鋁，在金屬 互連線110與焊盤130之間，設(shè)置有用于電絕緣的絕緣材料層120。形成所述鋁焊盤的工 藝通常為在絕緣材料層120上與金屬互連線110對(duì)應(yīng)的位置形成開(kāi)口，在所述開(kāi)口內(nèi)沉積 金屬材料，所述金屬材料可以是鋁，或者金屬鎳，銀，銅等，并在所述絕緣材料層120上沉積 一層金屬鋁層，隨后，在所述金屬層上涂覆光阻層，并通過(guò)曝光，顯影工藝形成光阻圖案，隨 后，刻蝕所述金屬鋁層，在與金屬互連線位置對(duì)應(yīng)的絕緣材料層內(nèi)以及絕緣材料層上形成 鋁焊盤130。刻蝕金屬鋁層的工藝通常采用干法刻蝕，例如采用含C1的刻蝕氣體，刻蝕所述 金屬鋁層之后，通常還要進(jìn)行一步清洗工藝，以去除刻蝕之后金屬鋁表面殘留的刻蝕氣體 以及其它可能存在的殘留物例如各種有機(jī)聚合物(polymer)，所述清洗工藝所采用的清洗 劑例如是DSP溶液(含有H2S04, H20, HF)。但是，通過(guò)上述的清洗工藝之后，發(fā)現(xiàn)仍然會(huì)造成鋁焊盤的腐蝕，參考附圖2所 示，為鋁焊盤表面腐蝕后的SEM圖(掃描電子顯微鏡圖)，附圖中粗糙的黑色物質(zhì)即為鋁焊 盤表面的腐蝕產(chǎn)物，這些物質(zhì)可導(dǎo)致鋁焊盤引線失效。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的問(wèn)題是提供一種防止鋁焊盤腐蝕的方法，避免鋁焊盤在清洗之后發(fā) 生腐蝕。本發(fā)明提供了一種防止鋁焊盤腐蝕的方法，包括提供鋁焊盤，所述鋁焊盤上殘留 有干法刻蝕的刻蝕劑；清洗所述鋁焊盤；對(duì)所述的鋁焊盤進(jìn)行烘烤?？蛇x的，清洗所述鋁焊盤的清洗液含有H2S04，H20, HF?？蛇x的，所述烘烤工藝在清洗所述焊盤之后4小時(shí)內(nèi)進(jìn)行?？蛇x的，所述烘烤工藝的烘烤溫度為100 400攝氏度。所述烘烤時(shí)間為10秒至30分鐘。本發(fā)明還提供一種鋁焊盤的制作工藝，包括提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底的 主動(dòng)表面上具有金屬互連線；在所述互連線上形成絕緣材料層，并刻蝕絕緣材料層在與金 屬互連線對(duì)應(yīng)的位置形成開(kāi)口 ；在所述開(kāi)口內(nèi)以及絕緣材料層上形成金屬鋁層；干法刻蝕 金屬鋁層，形成與金屬互連線電連接的鋁焊盤；清洗所述鋁焊盤；對(duì)所述的鋁焊盤進(jìn)行烘 烤。可選的，清洗所述鋁焊盤的清洗液含有H2so4，H2O, HF。可選的，所述烘烤工藝在清洗所述焊盤之后4小時(shí)內(nèi)進(jìn)行?？蛇x的，所述烘烤工藝的烘烤溫度為100 400攝氏度。所述烘烤時(shí)間為10秒至 30分鐘。由于采用了上述技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)在半導(dǎo)體現(xiàn)有工藝上，增加烘烤的工藝步驟，拉長(zhǎng)了鋁發(fā)生腐蝕的時(shí)間，采用本發(fā) 明所述的工藝方法，在清洗完4小時(shí)以內(nèi)，鋁不會(huì)發(fā)生腐蝕現(xiàn)象。鋁焊盤即使放置在環(huán)境中 72小時(shí)，也不會(huì)發(fā)生任何腐蝕現(xiàn)象。


圖1為形成鋁焊盤的半導(dǎo)體器件的截面結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為鋁焊盤腐蝕處的SEM圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例1防止鋁焊盤腐蝕的方法的工藝流程圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例1形成有鋁焊盤的半導(dǎo)體器件截面結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例2鋁焊盤的制作工藝的工藝流程圖；圖6至圖9為本發(fā)明實(shí)施例2鋁焊盤的制作工藝各個(gè)步驟的截面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)的說(shuō)明。實(shí)施例1本實(shí)施例提供了一種防止鋁焊盤腐蝕的方法，參考附圖3所示的工藝流程圖，包 括步驟S10，提供鋁焊盤，所述鋁焊盤上殘留有干法刻蝕的刻蝕劑；步驟S20，清洗所述鋁 焊盤；步驟S30，對(duì)所述的鋁焊盤進(jìn)行烘烤。參考附圖4所示以及步驟S10，為本實(shí)施例所述的包含鋁焊盤的半導(dǎo)體器件的截 面結(jié)構(gòu)示意圖，附圖的半導(dǎo)體襯底200內(nèi)已經(jīng)形成有半導(dǎo)體器件以及其互連線路，為了附 圖的簡(jiǎn)單，省略附圖中的半導(dǎo)體器件以及大部分的互連線路，僅僅表示出位于半導(dǎo)體襯底 的主動(dòng)表面上、用于與外部電路互連的一層金屬互連線(top metal) 210，所述金屬互連線 的材料例如為金屬銅，金屬互連線210與外部線路的電連接通過(guò)鋁焊盤230實(shí)現(xiàn)，在金屬互 連線210與鋁焊盤230之間，設(shè)置有用于電絕緣的絕緣材料層220。所述的鋁焊盤通常是通 過(guò)刻蝕沉積在絕緣材料層上的金屬鋁層形成的，本實(shí)施例中，所采用的刻蝕工藝為干法刻 蝕，所采用的刻蝕氣體包含有C1，干法刻蝕之后，形成的鋁焊盤上通常都?xì)埩粲锌涛g氣體以 及其它可能存在的殘留物例如有機(jī)聚合物(polymer)。本實(shí)施例所述的防止鋁焊盤腐蝕的 方法即針對(duì)清洗所述鋁焊盤上的殘留物后發(fā)生腐蝕的現(xiàn)象進(jìn)行的。
參考步驟S20，清洗所述鋁焊盤，所述的清洗試劑含有H2S04，H20, HF ；所述的清洗 工藝為現(xiàn)有的清洗工藝，在此不作贅述。發(fā)明人研究認(rèn)為，由于刻蝕金屬鋁層形成鋁焊盤之后焊盤表面的殘留物中含有C1 離子和有機(jī)聚合物(polymer)，而上述的清洗劑僅僅能去除殘留的有機(jī)聚合物，不能去除 C1離子，殘留的C1離子在鋁焊盤上殘留的水的作用下(所述的水來(lái)自于清洗鋁焊盤的步驟 以及大氣中含有的水)，與金屬鋁發(fā)生如下反應(yīng)3C12+2A1 = 2A1C13A1C13+3H20 = A1 (OH) S+3HC16HC1+3A1 = 2A1C13+3H2造成鋁焊盤的腐蝕。因此，針對(duì)上述研究，進(jìn)行步驟S30，對(duì)所述的鋁焊盤進(jìn)行烘烤。為了避免在烘烤前 鋁焊盤已經(jīng)被腐蝕，所述烘烤工藝在清洗所述焊盤之后4小時(shí)內(nèi)進(jìn)行。由于烘烤工藝的目的在于去除鋁焊盤上殘留的水(所述的水來(lái)自于清洗鋁焊盤 的工藝以及大氣中含有的水)，因此，可選的，所述烘烤工藝的烘烤溫度為100至400攝氏 度，烘烤時(shí)間的為10秒至30分鐘。所述的烘烤工藝可以是通過(guò)接觸傳導(dǎo)的加熱方式(包括真空下的加熱方式)，也 可以通過(guò)輻射的加熱方式。為了更好的利用現(xiàn)有的制作工藝，不增加工藝流程，本實(shí)施例所述烘烤工藝可以 采用半導(dǎo)體工藝中灰化去光阻的工藝進(jìn)行。采用上述的方法對(duì)鋁焊盤進(jìn)行處理之后，鋁焊盤即使放置在環(huán)境中72小時(shí)，也不 會(huì)發(fā)生任何腐蝕現(xiàn)象。并且，本實(shí)施例所述的工藝在不改變清洗液的條件下避免了鋁焊盤 的腐蝕。實(shí)施例2本實(shí)施例提供一種鋁焊盤的制作工藝，參考附圖5所示，包括步驟S100，提供半 導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底的主動(dòng)表面上具有金屬互連線；步驟S110，在所述互連線上形 成絕緣材料層，并刻蝕絕緣材料層在與金屬互連線對(duì)應(yīng)的位置形成開(kāi)口 ；步驟S120，在所 述開(kāi)口內(nèi)沉積金屬層，在絕緣材料層上形成金屬鋁層；步驟S130，干法刻蝕金屬鋁層，形成 與金屬互連線電連接的鋁焊盤；步驟S140，清洗所述鋁焊盤；步驟S150，對(duì)所述的鋁焊盤進(jìn) 行烘烤。參考附圖6所示，所述的半導(dǎo)體襯底300內(nèi)已經(jīng)形成有半導(dǎo)體器件以及其互連線 路，為了附圖的簡(jiǎn)單，省略附圖中的半導(dǎo)體器件以及大部分的互連線路，僅僅表示出位于半 導(dǎo)體襯底的主動(dòng)表面上、用于與外部電路互連的一層金屬互連線(top metal)310，所述金 屬互連線的材料例如為金屬銅。參考附圖7所示，在所述互連線上形成絕緣材料層320，所述的絕緣材料層320的 材料例如氮化硅，氮氧化硅，氧化硅等，形成工藝?yán)缁瘜W(xué)氣相沉積法；隨后，刻蝕所述絕緣 材料層320，在與金屬互連線320對(duì)應(yīng)的位置形成開(kāi)口，所述開(kāi)口暴露出部分金屬互連線 320，刻蝕工藝可以是現(xiàn)有技術(shù)的常規(guī)工藝。參考附圖8所示，進(jìn)行步驟S120，在所述開(kāi)口內(nèi)沉積金屬層，所述金屬層例如為金 屬鋁，銅，鎳等，在絕緣材料層上形成金屬鋁層330，形成所述金屬鋁層330的工藝為化學(xué)氣相沉積法，例如等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積。參考附圖9所示，步驟S130，在所述金屬鋁層330上形成光刻膠層，并通過(guò)曝光，顯 影的方法形成光刻膠圖案，以所述光刻膠圖案為掩膜，濕法刻蝕金屬鋁層，形成與金屬互連 線電連接的鋁焊盤330A，刻蝕金屬鋁層的工藝通常采用干法刻蝕，所采用的刻蝕氣體包含 有C1，干法刻蝕之后，形成的鋁焊盤上通常都?xì)埩粲锌涛g氣體以及其它可能存在的殘留物 例如有機(jī)聚合物(polymer)。步驟S140，采用含有H2S04，H20, HF的清洗液清洗所述鋁焊盤330A，由于刻蝕金屬 鋁層形成鋁焊盤之后焊盤表面的殘留物中含有C1離子和有機(jī)聚合物(polymer)，而上述的 清洗劑僅僅能去除殘留的有機(jī)聚合物，不能去除C1離子，殘留的C1離子在鋁焊盤上殘留的 水的作用下(所述的水來(lái)自于清洗鋁焊盤的工藝以及大氣中含有的水)，與金屬鋁發(fā)生反 應(yīng)，造成鋁焊盤的腐蝕。步驟S150，對(duì)所述的鋁焊盤330A進(jìn)行烘烤。為了避免在烘烤前鋁焊盤已經(jīng)被腐 蝕，所述烘烤工藝在清洗所述焊盤之后4小時(shí)內(nèi)進(jìn)行。由于烘烤工藝的目的在于去除鋁焊盤上殘留的水(所述的水來(lái)自于清洗鋁焊盤 的工藝以及大氣中含有的水)，因此，可選的，所述烘烤工藝的烘烤溫度為100至400攝氏 度，烘烤時(shí)間的為10秒至30分鐘。所述的烘烤工藝可以是通過(guò)接觸傳導(dǎo)的加熱方式(包括真空下的加熱方式)，也 可以通過(guò)輻射的加熱方式?？蛇x的，為了更好的利用現(xiàn)有的制作工藝，不增加工藝流程，本實(shí)施例所述烘烤工 藝可以在灰化去光刻膠的工藝中進(jìn)行。由于鋁焊盤上還具有光刻膠層，因此，在采用灰化工 藝去除光刻膠的工藝中進(jìn)行烘焙工藝，不增加任何工藝流程，也不改變?nèi)魏喂に嚵鞒蹋苊?了鋁焊盤的腐蝕。采用本實(shí)施例所述的方法制作的鋁焊盤，即使放置在環(huán)境中72小時(shí)，也不會(huì)發(fā)生 任何腐蝕現(xiàn)象。并且，本實(shí)施例所述的工藝僅僅在現(xiàn)有的制作工藝中增加烘焙的步驟，不改 變現(xiàn)有的工藝流程，液沒(méi)有改變清洗液，并且烘焙的步驟還可以采用隨后去除光刻膠的灰 化工藝進(jìn)行，更加的節(jié)省了工藝流程。雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù) 人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動(dòng)與修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng) 當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種防止鋁焊盤腐蝕的方法，包括提供鋁焊盤，所述鋁焊盤上殘留有干法刻蝕的刻蝕劑；清洗所述鋁焊盤；對(duì)所述的鋁焊盤進(jìn)行烘烤。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防止鋁焊盤腐蝕的方法，其特征在于，所述烘烤工藝在清洗 所述焊盤之后4小時(shí)內(nèi)進(jìn)行。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防止鋁焊盤腐蝕的方法，其特征在于，所述烘烤工藝的烘烤 溫度為100 400攝氏度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防止鋁焊盤腐蝕的方法，其特征在于，清洗所述鋁焊盤的清 洗液含有 H2S04，H20, HF。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防止鋁焊盤腐蝕的方法，其特征在于，所述烘烤時(shí)間為10秒 至30分鐘。
6.一種鋁焊盤的制作工藝，包括提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底的主動(dòng)表面上具有金屬互連線；在所述互連線上形成絕緣材料層，并刻蝕絕緣材料層在與金屬互連線對(duì)應(yīng)的位置形成 開(kāi)口 ；在所述開(kāi)口內(nèi)以及絕緣材料層上形成金屬鋁層；干法刻蝕金屬鋁層，形成與金屬互連線電連接的鋁焊盤；清洗所述鋁焊盤；對(duì)所述的鋁焊盤進(jìn)行烘烤。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鋁焊盤的制作工藝，其特征在于，所述烘烤工藝在清洗所述 焊盤之后4小時(shí)內(nèi)進(jìn)行。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鋁焊盤的制作工藝，其特征在于，所述烘烤工藝的烘烤溫度 為100 400攝氏度。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鋁焊盤的制作工藝，其特征在于，清洗所述鋁焊盤的清洗液 含有 H2S04, H20, HF。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鋁焊盤的制作工藝，其特征在于，所述烘烤時(shí)間為10秒至 30分鐘。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種防止鋁焊盤腐蝕的方法，包括提供鋁焊盤，所述鋁焊盤上殘留有干法刻蝕的刻蝕劑；清洗所述鋁焊盤；對(duì)所述的鋁焊盤進(jìn)行烘烤。本發(fā)明還提供一種鋁焊盤的制作工藝，所述方法可避免鋁焊盤被腐蝕。
文檔編號(hào)H01L21/00GK101866822SQ200910049280
公開(kāi)日2010年10月20日 申請(qǐng)日期2009年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月14日
發(fā)明者呂秋玲, 錢洪濤 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司