[發明專利]一種可避免被頂層金屬腐蝕的金屬墊制作方法

無效

• 申請號: 200710046687.2
• 申請日: 2007-09-29
• 公開（公告）號: CN101399214A
• 公開（公告）日: 2009-04-01
• 發明（設計）人: 聶佳相
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: H01L21/60
• 分類號: H01L21/60
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所
• 代理人: 屈 蘅;李時云

技術領域

本發明涉及金屬墊制作工藝，尤其涉及一種可避免被頂層金屬腐蝕的金屬墊制作方法。

背景技術

隨著半導體器件最小特征尺寸的不斷減小(已由最初的毫米級別減小到現在的納米級別)，半導體器件中互聯金屬導線線寬也隨之減小，另外為順應半導體器件微型化的發展趨勢，金屬導線的層數也在急劇增加(由最初的單層發展為現在的6至8層)，如此鋁導線所產生的電阻/電容時間延遲(RC?Time?Delay)將會增大且嚴重影響半導體器件的運行速度。為了改善金屬導線線寬縮小和層數增加所造成的時間延遲以及電子遷移可靠性降低等問題，具有比鋁更低的電阻率和更高的抗電遷移性能的銅導線就取代鋁導線而成為行業標準。

在完成頂層金屬銅的制作后，還需在該頂層金屬銅上制作作為后續封裝互聯連接點的金屬墊，該金屬墊通常為鋁墊(Al?pad)，在制作該金屬墊時需先制作用于將金屬墊和頂層金屬隔離開來以防止兩者相互擴散的擴散阻擋層(通常為氮化鉭或氮化鈦)，然后通過物理氣相沉積工藝(PVD)在該擴散阻擋層上沉積金屬層，之后通過光刻和刻蝕形成金屬墊。

但是若上述擴散隔離層不致密，擴散性能較強的銅就會穿過該擴散阻擋層而進入到鋁墊內。在對制成鋁墊的器件的不良品進行能量色散譜分析(EDX)時，發現有一些不良品中的鋁墊中存有一定量的銅，該銅必定為頂層金屬銅穿過擴散阻擋層而進入該鋁墊中的。該頂層金屬通過擴散阻擋層擴散進金屬墊中一方面會影響該金屬墊的流電效率(galvanic?efficiency)，另一方面會在后續切割成單個芯片(die)時，使該鋁墊與該些擴散進其中的銅發生原電池反應而被腐蝕，如此將會影響鋁墊的導電性且增大芯片的電阻，嚴重時會造成芯片的報廢。

因此，如何提供一種可避免被頂層金屬腐蝕的金屬墊制作方法以避免頂層金屬穿過擴散阻擋層而造成流電效率降低和易被腐蝕，已成為業界亟待解決的技術問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種可避免被頂層金屬腐蝕的金屬墊制作方法，通過所述金屬墊制作方法可避免金屬墊被頂層金屬腐蝕，并可大大提高半導體器件的性能。

本發明的目的是這樣實現的：一種可避免被頂層金屬腐蝕的金屬墊制作方法，該金屬墊制作在已制成頂層金屬的半導體器件上，該方法包括以下步驟：(1)在該頂層金屬上制作擴散阻擋層；(2)通過物理氣相沉積工藝沉積金屬層；(3)依據金屬墊圖形進行光刻和刻蝕以形成金屬墊；其中，該方法在步驟(1)與步驟(2)間還具有致密該擴散阻擋層的步驟。

在上述的可避免被頂層金屬腐蝕的金屬墊制作方法中，通過熱處理來致密該擴散阻擋層。

在上述的可避免被頂層金屬腐蝕的金屬墊制作方法中，該熱處理在惰性氣體氛圍中進行，且熱處理溫度為100至300攝氏度。

在上述的可避免被頂層金屬腐蝕的金屬墊制作方法中，該惰性氣體為氮氣或氬氣。

在上述的可避免被頂層金屬腐蝕的金屬墊制作方法中，通過放置在空氣中生成自然氧化層來致密該擴散阻擋層，其中，放置時間為30分鐘。

在上述的可避免被頂層金屬腐蝕的金屬墊制作方法中，在步驟(1)中，通過化學氣相沉積工藝或原子層沉積工藝來制作該擴散阻擋層。

在上述的可避免被頂層金屬腐蝕的金屬墊制作方法中，該金屬墊制作方法還包括步驟(4)制作覆蓋在金屬墊周邊的保護層。

在上述的可避免被頂層金屬腐蝕的金屬墊制作方法中，該擴散阻擋層為氮化鉭或氮化鈦。

在上述的可避免被頂層金屬腐蝕的金屬墊制作方法中，該頂層金屬為銅。

在上述的可避免被頂層金屬腐蝕的金屬墊制作方法中，該金屬層為鋁，相應地該金屬墊為鋁墊。

與現有技術中制作完擴散阻擋層后并無致密步驟致使頂層金屬易穿過該擴散阻擋層進入金屬墊，從而使金屬墊流電效率降低并易被腐蝕相比，本發明的可避免被頂層金屬腐蝕的金屬墊制作方法在制作完擴散阻擋層后，通過熱處理或自然氧化來致密該擴散阻擋層，如此頂層金屬就無法穿過該擴散阻擋層而進入金屬墊中，避免了由此所造成的金屬墊流電效率下降和被腐蝕的現象，大大提高了半導體器件的性能。

附圖說明

本發明的可避免被頂層金屬腐蝕的金屬墊制作方法由以下的實施例及附圖給出。

圖1為本發明的可避免被頂層金屬腐蝕的金屬墊制作方法的流程圖。

具體實施方式

以下將對本發明的可避免被頂層金屬腐蝕的金屬墊制作方法作進一步的詳細描述。