[發明專利]一種驗證金屬后腐蝕缺陷的方法

在審

• 申請號: 202010568526.5
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN111681968A
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發明（設計）人: 郎剛平;信會菊;曾坤;李林;陳寶忠
• 申請（專利權）人: 西安微電子技術研究所
• 主分類號: H01L21/66
• 分類號: H01L21/66
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 朱海臨

本發明公開了一種驗證金屬后腐蝕缺陷的方法，屬于半導體集成電路領域，在金屬刻蝕完成后將金屬裸露放置在FAB環境中，直至金屬表面出現腐蝕缺陷，記錄金屬表面出現腐蝕缺陷的時間，其中，FAB環境的試驗參數為，溫度21～25℃、濕度40％～50％，風速為0.2～0.4m/s。本方法在半導體集成電路的生產環境中即可實施操作，無需特殊的驗證工具，且本發明的驗證方法在6小時內即可檢測出后腐蝕缺陷，顯著縮短了金屬后腐蝕缺陷的驗證周期。

技術領域

本發明屬于半導體集成電路領域，涉及一種驗證金屬后腐蝕缺陷的方法。

背景技術

半導體集成電路生產中經常使用到金屬干法刻蝕流程，在干法刻蝕中，等離子體刻蝕是經常使用的刻蝕方法，現有的干法刻蝕大多是物理和化學混合作用機理，雖然干法刻蝕相比于濕法刻蝕不需要在刻蝕后進行沖洗。但是刻蝕過程依然無法完全控制，有可能導致刻蝕后還存在金屬的后腐蝕缺陷。因此，對半導體集成電路中的金屬后腐蝕缺陷的檢測顯得至關重要。

記載在微電子技術中的一篇名為《干法刻蝕鋁合金引線產生的后腐蝕及其對策》的文獻中記載了金屬后腐蝕缺陷的檢測方法，即現用的針對半導體集成電路生產過程金屬后腐蝕缺陷的檢測方法有：“濕盒子”(WETBOX，在片盒中加水150毫升)驗證方法：a)將刻蝕完成的金屬放在“濕盒子”(WETBOX)中，放置一定時間后確認無后腐蝕缺陷為標準。b)在樣品表面使用水進行處理，提供激發后腐蝕所需要的水分，之后測試“濕盒子”(WETBOX)。c)把樣品放置在雙氧水中，加速后腐蝕形成。d)樣品浸入去離子水中，用離子色譜測試金屬上CL離子數量。e)把樣品在鋁濕法腐蝕液中幾秒，因潛在后腐蝕處，自然氧化層未形成，此處的AL側壁會立即溶解，通過SEM估計金屬側壁的“孔”，可顯示出潛在的后腐蝕。研究結果發現：b)與a)中的“濕盒子”(WETBOX)相仿；c)與d)需要專門的驗證工具(雙氧水專用器具以及色譜儀器)；由于后腐蝕缺陷在圓片上是隨機分布，位置不定，e)方法為抽取樣點進行檢測，具有隨機性。

綜上所述，在以上金屬后腐蝕檢測方法中，由于操作簡單，可實施性強的原因，“濕盒子”(WETBOX)的方法在半導體集成電路生產中被普遍使用，但“濕盒子”(WETBOX)方法一般的驗證時間為48小時，實驗須在48小時后才能出結果，比較耗時。因此，亟需發展一種新的能夠在短時間內完成金屬后腐蝕驗證的方法。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種驗證金屬后腐蝕缺陷的方法，以解決現有的濕盒子法檢測過程耗時較長的技術問題。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案予以實現：

一種驗證金屬后腐蝕缺陷的方法，將刻蝕后的金屬置于FAB環境中靜置3～6h，直至金屬表面出現腐蝕缺陷；所述FAB環境的實驗參數為：溫度為21～25℃，濕度為40％～50％，垂直于金屬表面的風速為0.2～0.4m/s。

優選地，刻蝕后的金屬表面開設有金屬圖形，所述金屬圖形的寬度最大為0.5微米。

金屬的刻蝕方法為干法刻蝕；

優選地，通過氯氣、三氯化硼、氬氣和氮氣的混合氣體對金屬表面進行刻蝕。

優選地，刻蝕之后還包括對金屬表面進行去膠和清洗的過程。

進一步優選地，去膠過程采用的氣體為氧氣、氮氣和水蒸氣的混合氣體；去膠溫度為240～260℃。

進一步優選地，清洗過程包括依次進行的EKC清洗、IPA清洗和沖水甩干。

進一步優選地，刻蝕和去膠均在真空條件下進行，真空壓力最大為2.0Torr。

優選地，金屬以鋁硅銅材料作為襯底。

優選地，襯底中，硅的含量為1％，銅的含量為0.5％。