[發明專利]焊盤的表面處理方法及焊盤的制作方法

有效

• 申請號: 201410414953.2
• 申請日: 2014-08-21
• 公開（公告）號: CN105355566B
• 公開（公告）日: 2018-10-23
• 發明（設計）人: 嚴凱;鐘鑫生;張英男;李斌生
• 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: H01L21/48
• 分類號: H01L21/48
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 吳貴明;張永明

本申請提供了一種焊盤的表面處理方法及焊盤的制作方法。該表面處理方法包括以下步驟：對焊盤進行表面氧化處理；對表面氧化處理后的焊盤進行濕法清洗。該焊盤制作方法包括：在具有互連金屬層的襯底上沉積焊盤材料薄膜；刻蝕該焊盤材料薄膜形成焊盤；對該焊盤進行表面灰化處理；按照本申請提供的表面缺陷去除方法對焊盤的表面進行表面缺陷去除；對焊盤的表面進行濕法清洗處理。通過該制作方法所得到的焊盤表面上的缺陷得以減少，進而有利于提高后續引線鍵合的強度和芯片的封裝效果。

技術領域

本申請涉及半導體集成電路制作技術領域，更具體地，涉及一種焊盤的表面處理方法及焊盤的制作方法。

背景技術

芯片焊盤將芯片的輸入/輸出端(引腳)與外部器件、電路連接起來，是溝通芯片內部世界與外部電路的重要橋梁。隨著集成電路上晶體管及電路密度的增大，芯片上的輸入/輸出引腳從幾十根逐漸增加到幾百根，甚至可能達到2000多根。因此，芯片焊盤是半導體器件極為重要的連接構件，焊盤的質量直接影響引線連接等封裝工藝，甚至還會影響芯片運行速度以及半導體器件的各項性能。

在現有技術中，焊盤的制作通常有兩種方法。一種方法是采用物理氣相沉積(PVD)工藝在已形成互連金屬層的晶圓表面形成焊盤材料薄膜層，接著采用光刻工藝和蝕刻工藝形成焊盤，然后對焊盤進行灰化處理，以去除光刻膠，再對焊盤進行濕法清洗形成焊盤。另一種方法是在已形成互連金屬層的晶圓表面上涂上光刻膠，用具有焊盤圖形的掩膜對導電層進行光刻和刻蝕，形成焊盤的圖形，然后采用物理氣相沉積工藝沉積焊盤材料薄膜層，最后在焊盤上形成聚酰亞胺保護層。

焊盤在制造以及與金屬互連線的連接過程中會在焊盤上引入缺陷，例如，焊盤松動，焊盤晶格損傷，焊盤表面引入雜質及凹坑等。下面將以凹坑缺陷為例，具體闡明焊盤缺陷的形成過程：因為金屬互連線需要與焊盤之間形成相連，所以互連線材料的原子會擴散到焊盤材料的晶界處，結晶形成細小的晶粒；因為焊盤制作過程中通常需要采用濕法清洗工藝來清洗焊盤的表面，以除去光刻膠或者制備工藝中殘留的其他雜質，所以在清洗過程中細小的晶粒會與清洗溶液發生化學反應，導致細小的晶粒被腐蝕掉，從而在焊盤上留下了凹坑形成凹坑缺陷。焊盤上的凹坑也是目前焊盤制造工藝中最常見的缺陷之一。圖1示出了現有焊盤的制作方法得到的焊盤表面電鏡圖，從該電鏡圖中可以看出，焊盤上不但存在較大尺寸的凹陷，也存在許多尺寸較小的凹陷。

焊盤存在上述缺陷后，會對焊盤的導電性和可靠性造成負面影響。例如，焊盤表面存在的凹坑會造成焊盤與引線鍵合的強度變低，使得引線與焊盤接觸不良，芯片與外部電路的電流輸入輸出不夠穩定，甚至造成芯片不能正常使用。

發明內容

本申請旨在提供一種焊盤的表面處理方法及焊盤的制作方法，以減少焊盤表面上的缺陷。

本申請提供了一種焊盤的表面處理方法，該焊盤與互連金屬層鍵合，該表面處理方法包括以下步驟：對焊盤進行表面氧化處理；對表面氧化處理后的焊盤進行濕法清洗。

進一步地，上述表面處理方法中，表面氧化處理的步驟包括：將氧氣和氮氣形成的混合氣體送入真空等離子腔體中；電離該混合氣體，生成氧等離子體；將氧等離子體與焊盤表面進行接觸。

進一步地，上述表面處理方法中，混合氣體中氮氣和氧氣的體積比在1：10～2000的范圍內。

進一步地，上述表面處理方法中，氧氣的體積流量為2000～10000毫升/分鐘。

進一步地，上述表面處理方法中，氮氣的體積流量為5～200毫升/分鐘。

進一步地，上述表面處理方法中，采用射頻電離混合氣體從而生成氧等離子體，射頻的感應功率為50～2500瓦。

進一步地，上述表面處理方法中，表面氧化處理的溫度為250℃～320℃，表面氧化處理的時間為40～100秒。