[发明专利]抑制金属焊盘腐蚀的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制程中金属焊盘的制作领域，尤其涉及一种抑制金属焊盘腐蚀的方法。

背景技术

半导体芯片制程中，制作金属焊盘可实现芯片内部之间及内部与外部的电气连接。然后在后续的切片(die saw)过程中，需要用一定温度的去离子水(Deionized Water)对芯片进行清洗。这时制作在芯片上的金属焊盘(Pad)容易被腐蚀。通常金属焊盘是Al和Cu的合金材料，由于Cu容易在Al的晶界析出，两种活泼性不同的金属Al和Cu在去离子水环境中容易产生原电池效应(Galvanic Effect)，导致活泼性较高的Al容易被腐蚀溶解。Al和Cu合金的金属焊盘中，金属Al的成分要占90％以上，因此当Al被腐蚀溶解掉时，金属焊盘表面就会出现分布不规则的小凹坑。用显微镜观察经过去离子水清洗后的金属焊盘的腐蚀现象非常明显。在后续的打线(Wire bonding)工艺中，将存在腐蚀的金属焊盘与封装引脚进行连接时，容易增大打线的失效率，即金属焊盘未与封装引脚形成导电性连接或金属焊盘与封装引脚之间接触不良，导致后续芯片封装的良率降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种抑制金属焊盘腐蚀的方法，以解决金属焊盘在液体清洗环境下易发生原电池效应导致金属焊盘腐蚀的问题。

为达到上述目的，本发明的抑制金属焊盘腐蚀的方法包括以下步骤：步骤1，在制作好的金属焊盘上形成一层氮化钛层；步骤2：将步骤1中形成的氮化钛层在所述的金属焊盘上保留预设时间后，去除氮化钛层。

进一步地，步骤1中形成的氮化钛层厚度为700～1000埃。

可选地，步骤1中形成氮化钛层采用化学气相沉积法形成，沉积温度为440～460摄氏度，真空压力为1.5～2托，沉积时间为100～135秒。

可选地，步骤2中金属焊盘上氮化钛停留的预设时间至少为2小时，停留环境为常温常压的洁净室。

步骤2中去除氮化钛采用干法蚀刻去除。所述金属焊盘材料为铜和铝的合金。

与传统的金属焊盘制作方法相比，本发明的抑制金属焊盘腐蚀的方法通过在制作好的金属焊盘上先形成TiN层再去除该TiN层，可有效抑制金属焊盘中的Cu从Al的晶界中析出，抑制金属焊盘在液体清洗环境中的原电池效应，从而可有效抑制因原电池效应导致金属焊盘的腐蚀，解决因金属焊盘腐蚀导致的打线制程失效率增大及芯片封装良率下降的问题。

附图说明

以下结合附图和具体实施例对本发明的抑制金属焊盘腐蚀的方法作进一步详细具体的描述。

图1是本发明的抑制金属焊盘腐蚀的方法。

图2是未采用本发明方法处理的金属焊盘EDX测试图。

图3是本发明方法不同工艺条件下处理过的金属焊盘EDX测试图。

图4是未采用本发明方法处理的金属焊盘清洗后的放大照片图。

图5是采用本发明方法处理的金属焊盘清洗后的放大照片图。

具体实施方式

本实施例的抑制金属焊盘腐蚀的方法，请参阅图1，它包括以下步骤：S1：在制作好的金属焊盘上形成氮化钛层；S2：步骤1形成的氮化钛层在所述的金属焊盘上保留预设时间后，去除金属焊盘上的氮化钛层。

其中，金属焊盘材料为铜和铝的合金。铜和铝的合金是目前制作金属焊盘普遍采用的材料。这样可避免采用新材料存在的工艺兼容性的问题，降低成本。

步骤S1中形成的氮化钛层厚度为700～1000埃。为尽量降低本发明所占用的制程时间和成本，步骤1中形成的氮化钛的厚度不宜过厚。

步骤S1中形成氮化碳层采用化学气相沉积法形成。化学气相沉积时，氮化钛的沉积温度为440～460摄氏度，真空压力为1.5～2托，沉积时间为100～135100秒。在此沉积条件下，形成700～1000埃厚度的氮化钛。

步骤S2中金属焊盘上氮化钛层保留的时间至少为2小时。步骤S2中金属焊盘上氮化钛停留的环境为常温常压的洁净室。步骤S1中氮化钛沉积的工艺条件及步骤S2中氮化钛停留的时间均是为保证沉积的TiN层一部分扩散进入金属焊盘，抑制Cu从Al的晶界析出。步骤S2中氮化钛停留在金属焊盘上时间不宜过长，时间过长虽然也能达到抑制Cu从Al的晶界析出的目的，但是此方法占用制程时间过长会降低本发明方法的抑制效率。

为使形成的氮化钛不影响后续对金属焊盘进行打线，实现金属焊盘与封装引脚之间导电性连接，沉积在金属焊盘上氮化钛层需去除。步骤S2中氮化钛采用干法蚀刻去除。干法蚀刻对TiN材料和Al的蚀刻选择性比较好，可完全去除金属焊盘上的TiN材料。