一种提高半导体器件键合可靠性的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及半导体工艺技术领域，特别是涉及一种提高半导体器件键合可靠性的 方法。
【背景技术】
[0002] 在半导体制造工艺中，完成前段的半导体器件的制造和后段的金属互连结构的制 造工艺后，需要在顶层金属互连线上形成焊垫；在封装工艺中，将外引线直接键合在焊垫 上，或者在该焊垫上形成焊料凸块。铝金属具有较低的电阻率，易蚀刻以及与介质材料、金 属材料具有较好的粘结性等优点，常用来制造焊垫。由于铝工艺简单，成本较低，在65nm甚 至更小的技术节点的工艺中，也常常用铝金属制造焊垫。但是由于铝材料化学性质活泼，且 铝焊垫处于半导体集成芯片的最顶层，铝焊垫容易发生钝化，并且容易受到水或者卤素元 素的侵蚀而产生电化学反应，进而产生大量的缺陷，影响互连的质量和可靠性。
[0003] 在半导体器件上形成焊垫之后，一般需要对半导体器件进行高温筛选，选出符合 要求的半导体器件，淘汰不符合要求的半导体器件。但是在高温筛选过程中，半导体器件与 半导体器件之间划片槽中的衬底表面会有F原子逃逸出来，停留在铝焊垫的表面。进行过 高温过程的半导体器件若长时间存储在潮湿的环境中，逃逸出来的F原子很容易与A1焊 垫的钝化层A1203发生反应在所述铝焊垫上形成含氟的残留颗粒，导致局部区域A1金属缺 失，使焊垫表面不平整，进行外引线键合时容易发生外引线键合不牢固，影响半导体器件的 键合质量，严重时甚至会使器件失效，可靠性降低。
[0004] 因此，如何去除进行高温筛选测试后焊垫表面的残留颗粒，提高焊垫表面键合的 可靠性是本领域技术人员需要解决的课题。
【发明内容】
[0005] 鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种提高半导体器件键合 可靠性的方法，用于解决现有技术中进行高温筛选测试后焊垫容易键合失效的问题。
[0006] 为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种提高半导体器件键合可靠性的 方法，所述提高半导体器件键合可靠性的方法至少包括以下步骤：
[0007] 1)提供进行高温筛选测试后的半导体晶圆，所述半导体晶圆包括至少两个半导体 器件单元，其中，每个半导体器件单元表面形成具有残留颗粒的焊垫；
[0008] 2)采用刻蚀工艺去除所述焊垫上的残留颗粒；
[0009] 3)在所述焊垫表面进行引线键合。
[0010] 作为本发明提高半导体器件键合可靠性的方法的一种优化方案，所述半导体器件 单元间由划片槽隔开。
[0011] 作为本发明提高半导体器件键合可靠性的方法的一种优化方案，所述高温筛选测 试的温度范围为200~500°C。
[0012] 作为本发明提高半导体器件键合可靠性的方法的一种优化方案，采用干法刻蚀或 者湿法刻蚀工艺去除所述焊垫上的残留颗粒。
[0013] 作为本发明提高半导体器件键合可靠性的方法的一种优化方案，采用湿法刻蚀工 艺去除所述焊垫上的残留颗粒，刻蚀采用稀释的氢氟酸溶液，所述氢氟酸溶液的浓度范围 为45:1~55:1，进行刻蚀的温度范围为20~30°C，刻蚀的时间范围为8~15秒。
[0014] 作为本发明提高半导体器件键合可靠性的方法的一种优化方案，所述焊垫为铝焊 垫。
[0015] 作为本发明提高半导体器件键合可靠性的方法的一种优化方案，所述残留颗粒为 A1F3。
[0016] 作为本发明提高半导体器件键合可靠性的方法的一种优化方案，进行所述步骤2) 之后还包括对所述半导体晶圆的清洗步骤。
[0017] 如上所述，本发明的提高半导体器件键合可靠性的方法，包括步骤：首先，提供进 行高温筛选测试后的半导体晶圆，所述半导体晶圆包括至少两个半导体器件单元，其中，每 个半导体器件单元表面形成具有残留颗粒的焊垫；采用刻蚀工艺去除所述焊垫上的残留颗 粒。本发明在进行了半导体晶圆的高温筛选测试之后，增加一道刻蚀步骤，用于去除焊垫表 面的残留颗粒，避免残留颗粒停留在焊垫表面影响焊垫的键合质量，从而提高半导体器件 的键合可靠性，降低成本。
【附图说明】
[0018] 图1为本发明提高半导体器件键合可靠性的方法的工艺流程示意图。
[0019] 图2为本发明提高半导体器件键合可靠性的方法中高温筛选测试时氟原子逃逸 出来的示意图。
[0020] 图3为本发明的提高半导体器件键合可靠性的方法中焊垫刻蚀前的结构示意图。
[0021] 图4为本发明的提高半导体器件键合可靠性的方法中焊垫刻蚀后的结构示意图。
[0022] 元件标号说明
【主权项】
1. 一种提高半导体器件键合可靠性的方法，其特征在于，所述提高半导体器件键合可 靠性的方法至少包括步骤： 1) 提供进行高温筛选测试后的半导体晶圆，所述半导体晶圆包括至少两个半导体器件 单元，其中，每个半导体器件单元表面形成具有残留颗粒的焊垫； 2) 采用刻蚀工艺去除所述焊垫上的残留颗粒； 3) 在所述焊垫表面进行引线键合。
2. 根据权利要求1所述的提高半导体器件键合可靠性的方法，其特征在于：所述半导 体器件单元间由划片槽隔开。
3. 根据权利要求1所述的提高半导体器件键合可靠性的方法，其特征在于：所述高温 筛选测试的温度范围为200~500°C。
4. 根据权利要求1所述的提高半导体器件键合可靠性的方法，其特征在于：采用干法 刻蚀或者湿法刻蚀工艺去除所述焊垫上的残留颗粒。
5. 根据权利要求4所述的提高半导体器件键合可靠性的方法，其特征在于：采用湿法 刻蚀工艺去除所述焊垫上的残留颗粒，刻蚀采用稀释的氢氟酸溶液，所述氢氟酸溶液的浓 度范围为45 :1~55 :1，进行刻蚀的温度范围为20~30°C，刻蚀的时间范围为8~15秒。
6. 根据权利要求1所述的提高半导体器件键合可靠性的方法，其特征在于：所述焊垫 为铝焊垫。
7. 根据权利要求6所述的提高半导体器件键合可靠性的方法，其特征在于：所述残留 颗粒为AlF3。
8. 根据权利要求1所述的提高半导体器件键合可靠性的方法，其特征在于：进行所述 步骤2)之后还包括对所述半导体晶圆的清洗步骤。
【专利摘要】本发明提供一种提高半导体器件键合可靠性的方法，包括步骤：首先，提供进行高温筛选测试后的半导体晶圆，所述半导体晶圆包括至少两个半导体器件单元，其中，每个半导体器件单元表面形成具有残留颗粒的焊垫；采用刻蚀工艺去除所述焊垫上的残留颗粒；最后，在所述焊垫表面进行引线键合。本发明提供的提高半导体器件键合可靠性的方法是在进行了半导体晶圆的高温筛选测试之后，增加一道刻蚀步骤，用于去除焊垫表面的残留颗粒，保证焊垫表面的平整度，从而提高半导体器件的键合可靠性，降低成本。
【IPC分类】H01L21-60
【公开号】CN104835748
【申请号】CN201410045835
【发明人】张楠生
【申请人】中芯国际集成电路制造(上海)有限公司
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2014年2月8日