[发明专利]铝薄膜工艺晶须缺陷的监控方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体集成电路制造工艺领域，特别涉及一种铝薄膜工艺晶须缺陷的监控方法。

背景技术

在半导体后段的钝化层（passivation layer）工艺中，需要一层图形化的铝垫（Al pad）结构，铝垫形成在金属互连层上端，作为测试电性连接和封装的引线端。

物理气相沉积(Physical Vapor Deposition，PVD)技术制备铝薄膜被广泛应用于半导体制备领域，而铝薄膜的工艺过程中，由于腔体内的杂质引起薄膜材料异常生长产生刺形或角形的晶须是普遍存在的问题。如图1所示，晶须缺陷的尺寸足够大时，会导致相邻铝衬垫短路；而且在后续金属化图形蚀刻工艺过程中，导致蚀刻不干净，形成如图2所示的残留，影响产品良率。

目前业内只能在铝薄膜工艺结束后扫描这种缺陷的状况，无法对铝薄膜工艺过程中铝晶须的发生情况进行实时的监控，对工艺过程中出现的缺陷反馈较慢，属于事后处置的一种监控方法，严重降低了晶圆生产效率。因此在沉积铝衬垫工艺时，有必要实时的监控晶圆表面的晶须状况，以避免铝晶须缺陷的持续发生。

发明内容

本发明的主要目的旨在提供一种晶须缺陷的在线监控方法，提高产品良率。

为达成上述目的，本发明提供一种铝薄膜工艺中晶须缺陷的监控方法，具体包含以下步骤：在所述铝薄膜工艺过程中，通过残气分析仪对进行所述铝薄膜工艺的反应腔室内的各残余气体进行实时分析处理，得到晶须监控参数，所述晶须监控参数为根据所述各残余气体中将引起晶须缺陷的特定残余气体的分压值所设定的指数；判断所述晶须监控参数是否大于等于阈值；以及若所述晶须监控参数大于等于所述阈值，停止所述铝薄膜工艺。

优选地，所述各残余气体中将引起晶须缺陷的特定残余气体为含碳、氢有机分子基团的气体。

优选地，所述特定残余气体为C₂H₃及C₂H₅O。

优选地，所述阈值为开始发生晶须缺陷时根据所述特定残余气体的分压值所设定的指数。

优选地，所述铝薄膜工艺为PVD沉积铝薄膜工艺，所述反应腔室为PVD腔室。

本发明的有益效果在于，通过残气缺陷仪对真空反应腔室内的残留气体进行分析以精确地检测出在铝薄膜工艺过程中是否出现了晶须缺陷，从而可立即展开相应措施。相较于现有技术中晶须缺陷的事后监控，本发明对铝薄膜工艺的晶须缺陷进行实时监控，使半导体器件生产工艺中产生的缺陷信息实时反馈，可有效提高器件的良率。

附图说明

图1是晶须缺陷的形貌示意图；

图2是采用现有工艺后缺陷经过金属化刻蚀后的形貌示意图；

图3是本发明铝薄膜工艺中晶须缺陷的监控方法的流程示意图；

图4是利用本发明铝薄膜工艺中晶须缺陷的监控方法进行监控的波形图。

具体实施方式

为使本发明的内容更加清楚易懂，以下结合说明书附图，对本发明的内容作进一步说明。当然本发明并不局限于该具体实施例，本领域内的技术人员所熟知的一般替换也涵盖在本发明的保护范围内。

如图3所示，其为本发明铝薄膜工艺中晶须缺陷的监控方法的流程示意图；包括

步骤S1，在铝薄膜工艺中，通过残气分析仪（Residue gas Analyzer）对进行铝薄膜工艺的反应腔室内的各残余气体进行实时分析处理，得到晶须监控参数。

由于铝薄膜工艺是通过PVD沉积工艺在真空环境下进行铝薄膜的制备，本发明利用残气分析仪来对PVD真空反应腔室内的杂质气体的组成和压力进行实时检测。残气分析仪是一个小体积的质谱仪，其工作原理是首先将导入的残留气体离子化，所生成的离子根据质量数的不同而被分离，分离的离子由法拉第杯作为电流检出。该离子电流与残留气体量(分压)成正比，因而可以高精度测定残留气体。在本发明中，残气分析仪是提取出将引起晶须缺陷的特定残留气体的分压值，若存在多种引起晶须缺陷的特定残留气体，则提取这些特定残留气体的和的分压值，对其进行数据处理而得到一个指数，并且以晶须监控参数（AL whisker Index）来表征该指数。这里的特定残留气体为含碳、氢有机分子基团的气体，这些气体在薄膜工艺过程中较容易与铝薄膜反应而产生晶须。