[发明专利]一种可避免被顶层金属腐蚀的金属垫制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属垫制作工艺，尤其涉及一种可避免被顶层金属腐蚀的金属垫制作方法。

背景技术

随着半导体器件最小特征尺寸的不断减小(已由最初的毫米级别减小到现在的纳米级别)，半导体器件中互联金属导线线宽也随之减小，另外为顺应半导体器件微型化的发展趋势，金属导线的层数也在急剧增加(由最初的单层发展为现在的6至8层)，如此铝导线所产生的电阻/电容时间延迟(RC Time Delay)将会增大且严重影响半导体器件的运行速度。为了改善金属导线线宽缩小和层数增加所造成的时间延迟以及电子迁移可靠性降低等问题，具有比铝更低的电阻率和更高的抗电迁移性能的铜导线就取代铝导线而成为行业标准。

在完成顶层金属铜的制作后，还需在该顶层金属铜上制作作为后续封装互联连接点的金属垫，该金属垫通常为铝垫(Al pad)，在制作该金属垫时需先制作用于将金属垫和顶层金属隔离开来以防止两者相互扩散的扩散阻挡层(通常为氮化钽或氮化钛)，然后通过物理气相沉积工艺(PVD)在该扩散阻挡层上沉积金属层，之后通过光刻和刻蚀形成金属垫。

但是若上述扩散隔离层不致密，扩散性能较强的铜就会穿过该扩散阻挡层而进入到铝垫内。在对制成铝垫的器件的不良品进行能量色散谱分析(EDX)时，发现有一些不良品中的铝垫中存有一定量的铜，该铜必定为顶层金属铜穿过扩散阻挡层而进入该铝垫中的。该顶层金属通过扩散阻挡层扩散进金属垫中一方面会影响该金属垫的流电效率(galvanic efficiency)，另一方面会在后续切割成单个芯片(die)时，使该铝垫与该些扩散进其中的铜发生原电池反应而被腐蚀，如此将会影响铝垫的导电性且增大芯片的电阻，严重时会造成芯片的报废。

因此，如何提供一种可避免被顶层金属腐蚀的金属垫制作方法以避免顶层金属穿过扩散阻挡层而造成流电效率降低和易被腐蚀，已成为业界亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可避免被顶层金属腐蚀的金属垫制作方法，通过所述金属垫制作方法可避免金属垫被顶层金属腐蚀，并可大大提高半导体器件的性能。

本发明的目的是这样实现的：一种可避免被顶层金属腐蚀的金属垫制作方法，该金属垫制作在已制成顶层金属的半导体器件上，该方法包括以下步骤：(1)在该顶层金属上制作扩散阻挡层；(2)通过物理气相沉积工艺沉积金属层；(3)依据金属垫图形进行光刻和刻蚀以形成金属垫；其中，该方法在步骤(1)与步骤(2)间还具有致密该扩散阻挡层的步骤。

在上述的可避免被顶层金属腐蚀的金属垫制作方法中，通过热处理来致密该扩散阻挡层。

在上述的可避免被顶层金属腐蚀的金属垫制作方法中，该热处理在惰性气体氛围中进行，且热处理温度为100至300摄氏度。

在上述的可避免被顶层金属腐蚀的金属垫制作方法中，该惰性气体为氮气或氩气。

在上述的可避免被顶层金属腐蚀的金属垫制作方法中，通过放置在空气中生成自然氧化层来致密该扩散阻挡层，其中，放置时间为30分钟。

在上述的可避免被顶层金属腐蚀的金属垫制作方法中，在步骤(1)中，通过化学气相沉积工艺或原子层沉积工艺来制作该扩散阻挡层。

在上述的可避免被顶层金属腐蚀的金属垫制作方法中，该金属垫制作方法还包括步骤(4)制作覆盖在金属垫周边的保护层。

在上述的可避免被顶层金属腐蚀的金属垫制作方法中，该扩散阻挡层为氮化钽或氮化钛。

在上述的可避免被顶层金属腐蚀的金属垫制作方法中，该顶层金属为铜。

在上述的可避免被顶层金属腐蚀的金属垫制作方法中，该金属层为铝，相应地该金属垫为铝垫。

与现有技术中制作完扩散阻挡层后并无致密步骤致使顶层金属易穿过该扩散阻挡层进入金属垫，从而使金属垫流电效率降低并易被腐蚀相比，本发明的可避免被顶层金属腐蚀的金属垫制作方法在制作完扩散阻挡层后，通过热处理或自然氧化来致密该扩散阻挡层，如此顶层金属就无法穿过该扩散阻挡层而进入金属垫中，避免了由此所造成的金属垫流电效率下降和被腐蚀的现象，大大提高了半导体器件的性能。

附图说明

本发明的可避免被顶层金属腐蚀的金属垫制作方法由以下的实施例及附图给出。

图1为本发明的可避免被顶层金属腐蚀的金属垫制作方法的流程图。

具体实施方式

以下将对本发明的可避免被顶层金属腐蚀的金属垫制作方法作进一步的详细描述。