[发明专利]一种避免焊盘结晶型缺陷的晶圆制造方法

说明书

本发明涉及半导体制造技术领域，公开了一种避免焊盘结晶型缺陷的晶圆制造方法，包括在设有焊盘结构的晶圆上沉积钝化层、制备焊盘刻蚀开口并刻蚀、灰化处理后采用不含氢氟酸的DSP混合酸进行清洗、将清洗后的晶圆转移至专用晶舟盒中、填充氮气并基于此完成晶圆后续制备工艺的步骤；本发明能够有效避免芯片晶圆焊盘形成结晶缺陷，减少了因此造成的返工和晶圆报废，降低了成本，同时大大提高半导体键合、封装质量与可靠性。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，具体涉及一种避免焊盘结晶型缺陷的晶圆制造方法。

背景技术

在半导体制造过程中,晶圆制造厂的多个工艺平台,如65纳米NOR闪存、55纳米逻辑工艺等平台的产品在正常流片完成以及晶圆片放置一段时间后，焊盘上容易出现结晶状缺陷(Pad Crystal Defect),通过光学显微镜/电子显微镜和特征X涉嫌能谱仪分析结晶物中含有铝、氧和氟元素.

在目前的半导体制造过程中,铝焊盘是最常见的焊盘工艺,而这种结晶物(PadCrystal Defect)也是铝焊盘最主要的一种缺陷形态。而焊盘上生长结晶状缺陷是业界普遍存在的现象，从上述分析中知焊盘所处的环境中存在氟元素成分,这是由于焊盘长时间暴露在空气中,氟元素、空气中的水汽和焊盘表面的铝金属发生化学反应产生结晶状的缺陷,并且随着时间的增加,缺陷会变大变多,如不处理则会影响后续晶圆封装中引线键合(wire bond)的可靠性,严重的情况下会导致产品晶圆的报废；而处理这些结晶物则需要晶圆返回制造厂返工(rework),增加额外的时间和制造成本,这些都不是业内从业人员所愿意看到的。

此外目前晶圆制造厂中，整个后段工艺(BEOL)晶圆中途传输和暂存所使用的晶舟盒(FOUP)是混用的；从而导致晶圆所处的晶舟盒环境中氟元素含量是比较高的，在使用这些氟元素含量较高的混用的晶舟盒装载焊盘已经开口的晶圆时，焊盘表面也更容易产生结晶物。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种避免焊盘结晶型缺陷的晶圆制造方法，通过去除和避免工艺和焊盘所处的环境中残留的氟元素,从而有效避免芯片焊盘形成结晶物缺陷的问题。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

一种避免焊盘结晶型缺陷的晶圆制造方法，所述方法包括：

在设有焊盘结构的晶圆上沉积钝化层，制备焊盘刻蚀开口并刻蚀去除位于开口下方的钝化层；

对晶圆表面进行灰化处理后采用不含氢氟酸的DSP混合酸进行清洗；

将清洗后的晶圆转移至专用晶舟盒中，使用氮气气流排出晶舟盒中气体直至氮气填充盈满；

以专用晶舟盒为流转贮存载体完成晶圆后续制备工艺的步骤。

优选地，所述钝化层包括由上下设置的氮化硅层和二氧化硅层；

所属二氧化硅层的厚度为

所述氮化硅层的厚度为

优选地，所述焊盘为铝焊盘，所述铝焊盘为

优选地，所述制备焊盘刻蚀开口具体为采用焊盘开口的光罩和光刻胶执行光刻工艺的步骤以形成焊盘刻蚀开口。

优选地，所述刻蚀去除位于开口下方的钝化层采用干法刻蚀。

优选地，所述灰化处理具体为采用氧气高温灼烧去除晶圆表面剩余光刻胶和刻蚀产生的残留有机物。

优选地，所述不含氢氟酸的DSP混合酸按照重量比H₂O:H₂SO₄:H₂O₂＝40-60:2-4:6-8组成。

优选地，所述专用晶舟盒中氮气使用量为20-200升。