[發明專利]提高驅動芯片可靠度的電漿源表面處理裝置及方法

在審

• 申請號: 202010217474.7
• 申請日: 2020-03-25
• 公開（公告）號: CN111370352A
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 許原誠;時慶楠;李雨;周德榕
• 申請（專利權）人: 江蘇匯成光電有限公司
• 主分類號: H01L21/67
• 分類號: H01L21/67;H01L21/48
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 王峰

本發明公開了半導體集成電路領域內的一種提高驅動芯片可靠度的電漿源表面處理裝置及方法，裝置包括電漿機，電漿機內設置有反應室，反應室處于兩個相互對應設置的電極之間，兩個電極之間通過電源適配器與射頻電源施加有電壓，所述反應室內豎直設置有至少兩根轉軸，所述轉軸上沿軸向間隔設置有若干圓形轉盤，轉盤與轉軸相垂直，轉盤表面設置有若干晶圓載臺，所述反應室分別與抽真空組件、制程氣體輸送組件相連接，與所述電漿機的門體相對應地設置有晶圓上下料機構；方法包括將晶圓放入反應室進行氮氣電漿處理。本發明能夠降低阻障層的鈦或鈦鎢氧化成氧化鈦，達到提高液晶屏幕驅動芯片金凸塊可靠度的目的。

技術領域

本發明屬于半導體集成電路領域，特別涉及一種提高驅動芯片可靠度的電漿源表面處理裝置及方法。

背景技術

現有技術中，在半導體封裝制造業液晶屏幕驅動芯片金凸塊制程工藝中，常規制程為濺射凸塊阻障層(UBM, under bump metal)后，以黃光光阻制程定義凸塊位置，經由化學電鍍或無電解電鍍將金沉積在晶圓上型成金凸塊，再藉由濕法刻蝕將光阻與多余的凸塊阻障層去除。

凸塊阻障層可為鈦或鈦鎢，一般以雙氧水進行氧化反應達到蝕刻的效果, 發生反應：TiW + 2H₂O₂ →TiO₂ + W + 2H₂O，Ti + 2H₂O₂ →TiO₂ + 2H₂O；因此以雙氧水為蝕刻液的凸塊阻障層表面為氧化鈦。由于凸塊阻障層可為鈦或鈦鎢，因鈦或鈦鎢與金凸塊之間為不同金屬，有電位差存在，在含氧或含水氣環境中容易讓鈦或鈦鎢氧化形成氧化鈦,而氧化鈦形成后,容易吸附水氣,表面烴基(-OH)變多,加速阻障層氧化速率,導致可靠度失效。

液晶屏幕驅動芯片金凸塊制造完成, 后續還需經過電性測試,研磨,切割,與封裝工序, 在封裝完成前皆曝露在大氣中,將無法避免與氧氣、水氣接觸。在電性測試過程中會在金凸塊上給予電壓,或者受熱,這些都會加速凸塊阻障層鈦或鈦鎢氧化,導致可靠度失效。

發明內容

本發明的目的之一是提供一種提高驅動芯片可靠度的電漿源表面處理裝置，能夠通過反應室對晶圓進行處理，利用氮氣電漿降低金凸塊阻障層的鈦或鈦鎢氧化成氧化鈦，達到提高液晶屏幕驅動芯片金凸塊可靠度的目的。

本發明的目的是這樣實現的：一種提高驅動芯片可靠度的電漿源表面處理裝置，包括電漿機，電漿機內設置有反應室，反應室處于兩個相互對應設置的電極之間，兩個電極之間通過電源適配器與射頻電源施加有電壓，所述反應室內豎直設置有至少兩根轉軸，轉軸的下端與電漿機底部轉動連接，轉軸的上端向外延伸出電漿機并與旋轉驅動機構傳動連接，所述轉軸上沿軸向間隔設置有若干圓形轉盤，轉盤與轉軸相垂直，轉盤表面設置有若干晶圓載臺，所述反應室分別與抽真空組件、制程氣體輸送組件相連接，與所述電漿機的門體相對應地設置有晶圓上下料機構。

本裝置工作時，晶圓上下料機構先將晶圓送入反應室內各轉盤的晶圓載臺上，然后抽真空組件將反應室內的空氣抽出，再通過制程氣體輸送組件將氮氣輸入反應室，旋轉驅動機構帶動各轉盤轉動，通過氮氣電漿對晶圓金凸塊底部的阻障層進行處理，使得阻障層表面的TiO₂改質成NTiO₂，杜絕了水汽中羥基與TiO₂結合，避免了水汽將其氧化；凸塊底部阻障層表面的Ti改質成TiN，形成鈍化層，杜絕其變成TiO₂，避免了氧氣氧化；最終實現完全阻絕了阻障層的氧化，提高了凸塊的可靠性；晶圓處理完成后，晶圓上下料機構將晶圓取出，并送到指定下料位置。與現有技術相比，本發明的有益效果在于：晶圓上下料機構可以實現對晶圓進行自動上下料，處理更加方便，提高工作效率；晶圓轉動時進行電漿處理，可以確保阻障層表面的TiO₂和Ti與氮氣電漿充分接觸；設置多個轉盤同時對晶圓處理，可以提高晶圓的處理效率。