[發明專利]改善鋁線中銅析出缺陷的方法

在審

• 申請號: 202010620698.2
• 申請日: 2020-07-01
• 公開（公告）號: CN111883456A
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 劉俊
• 申請（專利權）人: 上海華虹宏力半導體制造有限公司
• 主分類號: H01L21/67
• 分類號: H01L21/67
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 焦健

本發明公開了一種改善鋁線中銅析出缺陷的方法，針對鋁淀積之后的晶圓在進行后續高溫工藝，當在對晶圓進行加工，機臺設備由于異常而出現報警停止運轉時，立即升起晶圓承臺上的舉升頂針，使晶圓脫離高溫的晶圓承臺，避免晶圓承臺的熱傳導使晶圓處于長期高溫而導致晶圓上銅從鋁中析出，降低了銅顆粒導致晶圓缺陷的風險。

技術領域

本發明涉及半導體器件制造領域，特別涉及一種改善鋁線中銅析出缺陷的方法。

背景技術

鋁線常被用來做半導體芯片的金屬連接線，用來作第一層金屬連接線直到頂層金屬連接線。由于純鋁線的電子遷移特性較差，所以通常在鋁中摻入0.5%質量的銅來改善。從鋁成長之后所使用到的金屬濺射設備、金屬刻蝕設備、干法去膠設備、化學氣相沉積設備等，由于其工藝存在200攝氏度以上的高溫，如果硅片停留時間過長，銅也容易從鋁線中析出，而形成難以被刻蝕的小的銅顆粒。由于其本身導電，尤其會在密集的小線寬的鋁線之間形成漏電通道，從而對芯片良率產生很大的影響。如圖1所示，是某芯片產品第一層金屬布線的密集區失效的解析顯微圖片，圖中白色豎條狀的為金屬鋁線，通過顯微照片，可以看出鋁線之間析出了銅顆粒，形成缺陷，而這些顆粒會導致鋁線之間短路。

從鋁淀積之后所使用到的金屬濺射設備、金屬刻蝕設備、干法去膠設備、化學氣相沉積等設備。當以上設備，由于硅片傳送以外的原因比如，硅片背面氣壓、氣壓、MFC流量、RF射頻功率、RF反射波等報警時設備會立刻停止正在進行的工藝作業，并且硅片就會停在設備腔體內的高溫的晶圓承臺上。如圖2所示，圖中包含有45度角和水平視圖角度，晶圓緊貼在晶圓承臺上。出現異常機臺停轉時往往由于工程師不能立刻處理此類異常，使得硅片在超過200攝氏度的設備腔體內的高溫承臺上停留超過一個小時以上，從而造成銅從鋁線中析出，進而形成難以被刻蝕的小的銅顆粒。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種改善鋁線中銅析出缺陷的方法，解決硅片在晶圓承臺上由于異常而導致過熱的問題。

為解決上述問題，本發明所述的改善鋁線中銅析出缺陷的方法，當在對晶圓進行加工時，機臺設備由于異常而出現報警停止運轉時，立即升起晶圓承臺上的舉升頂針，使晶圓脫離高溫的晶圓承臺，避免晶圓承臺熱傳導使晶圓處于長期高溫而導致銅從鋁中析出。

進一步的改進是，所述的機臺設備是鋁淀積之后所使用到的設備，指包含金屬濺射設備、金屬刻蝕設備、干法去膠設備、化學氣相沉積設備。

進一步的改進是，所述晶圓承臺的舉升頂針，在機臺設備正常運作時，收縮到晶圓承臺內部，使晶圓緊貼于晶圓承臺表面。

進一步的改進是，所述晶圓上包含有鋁線或者是鋁薄膜，所述的鋁線或鋁薄膜摻有0.5%質量比的銅。

進一步的改進是，所述的機臺設備在處于報警時會立即停止運轉。

進一步的改進是，所述的機臺設備報警是指硅片背面氣壓、氣壓、MFC流量、RF射頻功率、RF反射波參數異常時機臺設備報警。

本發明所述的改善鋁線中銅析出缺陷的方法，當設備機臺出現異常而停止運轉時，迅速升起晶圓承臺上的舉升頂針，將晶圓頂起，使晶圓脫離高溫的晶圓承臺，避免熱傳導使晶圓處于長時間的高溫，降低鋁中銅析出的風險。

附圖說明

圖1 是晶圓中鋁線析出銅形成缺陷的顯微圖片。

圖2 是晶圓在晶圓承臺上的狀態圖。

圖3 是晶圓在晶圓承臺上且舉升頂針頂起晶圓的示意圖。

圖4 是本發明方法示意圖。

具體實施方式