[发明专利]一种铝衬垫的制造方法

说明书

本发明公开了一种铝衬垫的制造方法，应用于半导体制造领域，沉淀工艺中包括至少两次间隔的沉淀操作，在沉淀操作的间隔时间中于反应腔内进行原位退火操作。本发明的技术方案在不改变晶圆的制造环境条件下，促使了晶粒的原位生长，给予薄膜更多的能量以进行薄膜晶粒的重组，从而得到更大的晶粒，有效地减少了晶粒交界的个数，减少铝薄膜晶粒连接，有效地减少了铝衬垫晶体缺陷的产生，提高了后续封装的良率和可靠性。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种铝衬垫的制造方法。

背景技术

铝衬垫(Al pad)为晶圆(wafer)与外界的连接界面，晶圆通过铝衬垫与外界形成金属连接。铝衬垫的一般制造流程包括：淀积一层铝(Al)薄膜(包含铝薄膜上下的扩散阻挡层黏附层和可能的抗反射层，其中包括Ti、TiN、Ta、TaN)，采用铝刻蚀定义铝衬垫，使用化学气相沉积淀积一层覆盖层(cover layer)，覆盖层可包括氧化硅或氮化硅或其双层结构，再通过干刻工艺打开铝衬垫。

在上述干刻工艺中用到含氟的聚合物(polymer)，导致铝衬垫中产生含氟的缺陷(residue)。在后续的工艺中，晶圆需要被放在前开式晶圆传输盒(FOUP)中或者前开式出货盒(FOBS)中，由于晶圆在FOUP、FOBS或其他塑料材料环境中存在自然降解释放出氟离子(F^-)，且随时间不断增多，同时Fab或者测试厂中40％-50％相对湿度，在铝衬垫表面生成HF，进而在表面就会生成Al(OH)₃、AlF₃，Al(OH)₃和AlF₃均为铝衬垫晶体缺陷(Al PadCrystal Defect)的表现形式。如图5所示，上述原因产生晶体缺陷1的位置都位于铝薄膜铝晶粒的交界处，因为在这些位置上，存在较多的悬挂键，而这些悬挂键又有较高的活性。

晶体缺陷将会影响铝衬垫的物理性能和后续的测试及封装的连线，因此，有必要进行工艺改进。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种铝衬垫的制造方法。

具体技术方案如下：

一种铝衬垫的制造方法，应用于半导体制造领域，包括一沉淀工艺，所述沉淀工艺至少两次间隔的沉淀操作，每次所述沉淀操作中，以预设的功率、反应腔温度、持续时间在反应腔内依次淀积相同厚度的铝薄膜；

在所述沉淀操作的间隔时间中于所述反应腔内进行原位退火操作。

所述原位退火操作中，退火的温度为200摄氏度至400摄氏度。

优选的，每次所述原位退火操作的退火时长是10秒至60秒。

优选的，所述原位退火操作中，退火气氛采用氩气和/或氦气。

优选的，所述沉淀操作的功率为5kW至30kW，反应腔温度为250摄氏度至300摄氏度。

优选的，每次沉淀操作的持续时间为10秒至100秒。

优选的，所述沉淀操作的次数为1次至6次。

优选的，所述沉淀操作采用物理气相沉积。

优选的，每次所述沉淀操作中，所述铝薄膜生长的厚度为10A，所述沉淀操作的次数为3次。

上述技术方案具有如下优点或有益效果：

在不改变晶圆的制造环境条件下，在铝薄膜的淀积生长中，加入一道原位退火，促使了晶粒的原位生长，给予薄膜更多的能量以进行薄膜晶粒的重组，从而得到更大的晶粒，有效地减少了晶粒交界的个数，减少铝薄膜晶粒连接，抵抗产生晶粒缺陷的能力显著增强。在后续的封装测试过程中，有效地减少了铝衬垫晶体缺陷的产生，提高了后续封装的良率和可靠性。

附图说明