[發(fā)明專利]鋁薄膜工藝晶須缺陷的監(jiān)控方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310631450.6
• 申請日: 2013-11-29
• 公開（公告）號: CN103646897A
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡彬彬;韓曉剛;陳建維;張旭升
• 申請（專利權(quán)）人: 上海華力微電子有限公司
• 主分類號: H01L21/66
• 分類號: H01L21/66
• 代理公司: 上海天辰知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 31275
• 代理人: 吳世華;陶金龍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體集成電路制造工藝領(lǐng)域，特別涉及一種鋁薄膜工藝晶須缺陷的監(jiān)控方法。

背景技術(shù)

在半導(dǎo)體后段的鈍化層（passivation?layer）工藝中，需要一層圖形化的鋁墊（Al?pad）結(jié)構(gòu)，鋁墊形成在金屬互連層上端，作為測試電性連接和封裝的引線端。

物理氣相沉積(Physical?Vapor?Deposition，PVD)技術(shù)制備鋁薄膜被廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體制備領(lǐng)域，而鋁薄膜的工藝過程中，由于腔體內(nèi)的雜質(zhì)引起薄膜材料異常生長產(chǎn)生刺形或角形的晶須是普遍存在的問題。如圖1所示，晶須缺陷的尺寸足夠大時，會導(dǎo)致相鄰鋁襯墊短路；而且在后續(xù)金屬化圖形蝕刻工藝過程中，導(dǎo)致蝕刻不干凈，形成如圖2所示的殘留，影響產(chǎn)品良率。

目前業(yè)內(nèi)只能在鋁薄膜工藝結(jié)束后掃描這種缺陷的狀況，無法對鋁薄膜工藝過程中鋁晶須的發(fā)生情況進(jìn)行實(shí)時的監(jiān)控，對工藝過程中出現(xiàn)的缺陷反饋較慢，屬于事后處置的一種監(jiān)控方法，嚴(yán)重降低了晶圓生產(chǎn)效率。因此在沉積鋁襯墊工藝時，有必要實(shí)時的監(jiān)控晶圓表面的晶須狀況，以避免鋁晶須缺陷的持續(xù)發(fā)生。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的旨在提供一種晶須缺陷的在線監(jiān)控方法，提高產(chǎn)品良率。

為達(dá)成上述目的，本發(fā)明提供一種鋁薄膜工藝中晶須缺陷的監(jiān)控方法，具體包含以下步驟：在所述鋁薄膜工藝過程中，通過殘氣分析儀對進(jìn)行所述鋁薄膜工藝的反應(yīng)腔室內(nèi)的各殘余氣體進(jìn)行實(shí)時分析處理，得到晶須監(jiān)控參數(shù)，所述晶須監(jiān)控參數(shù)為根據(jù)所述各殘余氣體中將引起晶須缺陷的特定殘余氣體的分壓值所設(shè)定的指數(shù)；判斷所述晶須監(jiān)控參數(shù)是否大于等于閾值；以及若所述晶須監(jiān)控參數(shù)大于等于所述閾值，停止所述鋁薄膜工藝。

優(yōu)選地，所述各殘余氣體中將引起晶須缺陷的特定殘余氣體為含碳、氫有機(jī)分子基團(tuán)的氣體。

優(yōu)選地，所述特定殘余氣體為C₂H₃及C₂H₅O。

優(yōu)選地，所述閾值為開始發(fā)生晶須缺陷時根據(jù)所述特定殘余氣體的分壓值所設(shè)定的指數(shù)。

優(yōu)選地，所述鋁薄膜工藝為PVD沉積鋁薄膜工藝，所述反應(yīng)腔室為PVD腔室。

本發(fā)明的有益效果在于，通過殘氣缺陷儀對真空反應(yīng)腔室內(nèi)的殘留氣體進(jìn)行分析以精確地檢測出在鋁薄膜工藝過程中是否出現(xiàn)了晶須缺陷，從而可立即展開相應(yīng)措施。相較于現(xiàn)有技術(shù)中晶須缺陷的事后監(jiān)控，本發(fā)明對鋁薄膜工藝的晶須缺陷進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，使半導(dǎo)體器件生產(chǎn)工藝中產(chǎn)生的缺陷信息實(shí)時反饋，可有效提高器件的良率。

附圖說明

圖1是晶須缺陷的形貌示意圖；

圖2是采用現(xiàn)有工藝后缺陷經(jīng)過金屬化刻蝕后的形貌示意圖；

圖3是本發(fā)明鋁薄膜工藝中晶須缺陷的監(jiān)控方法的流程示意圖；

圖4是利用本發(fā)明鋁薄膜工藝中晶須缺陷的監(jiān)控方法進(jìn)行監(jiān)控的波形圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的內(nèi)容更加清楚易懂，以下結(jié)合說明書附圖，對本發(fā)明的內(nèi)容作進(jìn)一步說明。當(dāng)然本發(fā)明并不局限于該具體實(shí)施例，本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員所熟知的一般替換也涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。

如圖3所示，其為本發(fā)明鋁薄膜工藝中晶須缺陷的監(jiān)控方法的流程示意圖；包括

步驟S1，在鋁薄膜工藝中，通過殘氣分析儀（Residue?gas?Analyzer）對進(jìn)行鋁薄膜工藝的反應(yīng)腔室內(nèi)的各殘余氣體進(jìn)行實(shí)時分析處理，得到晶須監(jiān)控參數(shù)。

由于鋁薄膜工藝是通過PVD沉積工藝在真空環(huán)境下進(jìn)行鋁薄膜的制備，本發(fā)明利用殘氣分析儀來對PVD真空反應(yīng)腔室內(nèi)的雜質(zhì)氣體的組成和壓力進(jìn)行實(shí)時檢測。殘氣分析儀是一個小體積的質(zhì)譜儀，其工作原理是首先將導(dǎo)入的殘留氣體離子化，所生成的離子根據(jù)質(zhì)量數(shù)的不同而被分離，分離的離子由法拉第杯作為電流檢出。該離子電流與殘留氣體量(分壓)成正比，因而可以高精度測定殘留氣體。在本發(fā)明中，殘氣分析儀是提取出將引起晶須缺陷的特定殘留氣體的分壓值，若存在多種引起晶須缺陷的特定殘留氣體，則提取這些特定殘留氣體的和的分壓值，對其進(jìn)行數(shù)據(jù)處理而得到一個指數(shù)，并且以晶須監(jiān)控參數(shù)（AL?whisker?Index）來表征該指數(shù)。這里的特定殘留氣體為含碳、氫有機(jī)分子基團(tuán)的氣體，這些氣體在薄膜工藝過程中較容易與鋁薄膜反應(yīng)而產(chǎn)生晶須。