專利名稱:芯片及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種芯片及其制造方法,且特別是涉及一種芯片及其包含以硝酸溶液清洗芯片的制造方法。
在集成電路的形成過程中,為了避免集成電路受外來雜質(zhì)及機(jī)械性的傷害,我們通常在集成電路上方加蓋一層保護(hù)層(Passivation Layer)。氮化硅(Si3N4)與硼硅玻璃(PSG),是兩種非常普遍被使用的保護(hù)層材料,比較常見的護(hù)層厚度約在1μm到2μm之間。之后,利用另一光罩,把作為接墊(Bonding Pad)之用的的金屬區(qū)域,以濕式或干式蝕刻法加以挖開,以形成含鋁接墊或含銅接墊。
此外,在封裝過程中,首先將晶片配置于導(dǎo)線架(Lead frame)或基體(substrate)上并接續(xù)進(jìn)行焊線,使得晶片借由數(shù)個金屬線與導(dǎo)線架或基體電性連接。接著,形成塑料膠體或陶瓷外殼于導(dǎo)線架或基體上以包覆住晶片及金屬線,而塑料膠體或陶瓷外殼并作為絕緣之用。因此,晶片便經(jīng)此封裝過程而形成集成電路。
需要注意的是,在半導(dǎo)體制造過程中,由于微影及蝕刻條件的不同及芯片的儲存環(huán)境的改變,導(dǎo)致芯片的接墊上時常產(chǎn)生缺陷(Defect),導(dǎo)致接墊的表面無法焊接上金屬線,因此便要報(bào)廢此塊芯片,影響到芯片的合格率。至于接墊如何產(chǎn)生缺陷的原因?qū)⒄f明如下1.當(dāng)半導(dǎo)體制造過程中以四氟化碳(CF4)來進(jìn)行芯片的蝕刻時,四氟化碳會與接墊的表面反應(yīng),例如與含鋁接墊接觸反應(yīng)時,使得含鋁接墊的表面變質(zhì)為不易去除的三氟化鋁(AlF3),形成接墊的缺陷。
2.在芯片進(jìn)行微影及蝕刻的過程中,所添加于制造過程中的光阻劑或有機(jī)溶劑倘若無法去除完全或品質(zhì)不良時,也會殘留于接墊的表面上,形成接墊的缺陷。
3.在芯片的儲存環(huán)境中,其他化學(xué)物質(zhì)也會與接墊的表面反應(yīng),導(dǎo)致接墊的表面變質(zhì)或稍微腐蝕,形成接墊的缺陷。
由上述可知,這些接墊的缺陷均會使得芯片產(chǎn)生不良的狀況,甚至,更嚴(yán)重地導(dǎo)致業(yè)者要將整塊不良的芯片報(bào)廢,虧損不少成本。因此,如何解決接墊的缺陷將是一個刻不容緩的課題。
根據(jù)本發(fā)明的目的,提出一種芯片的制造方法。首先,提供一基體,而基體上具有數(shù)個半導(dǎo)體元件及數(shù)個與這些半導(dǎo)體元件電性連接的接墊,且這些半導(dǎo)體元件及這些接墊上覆蓋一保護(hù)層。接著,蝕刻保護(hù)層的部分區(qū)域以裸露出這些接墊,然后,浸泡這些接墊于一硝酸溶液中并沖洗這些接墊,以潔凈這些接墊,并解決這些接墊上的缺陷問題。其中,硝酸溶液是由去離子水及硝酸所組成,而硝酸溶液的濃度約為0.01體積%~30體積%,且硝酸溶液的濃度較佳約為1體積%~10體積%。
根據(jù)本發(fā)明的目的,提出一種芯片,包括一基體及一保護(hù)層,而基體是具有數(shù)個半導(dǎo)體元件及數(shù)個與這些半導(dǎo)體元件電性連接的接墊,保護(hù)層是覆蓋于這些半導(dǎo)體元件上并暴露出這些接墊。其中,這些接墊受到一硝酸溶液的清洗,以解決這些接墊上的缺陷問題,而硝酸溶液的濃度約為0.01體積%~30體積%,且硝酸溶液的濃度較佳約為1體積%~10體積%。
根據(jù)本發(fā)明的目的,提出一種硝酸溶液的新用途,其用于去除芯片上接墊形成后的缺陷,硝酸溶液至少包括去離子水與硝酸。其中,硝酸溶液的濃度約為0.01體積%~30體積%,且硝酸溶液的濃度較佳約為1體積%~10體積%。
下面結(jié)合實(shí)施例及其附圖,對本發(fā)明的上述目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
請參照
圖1A~圖1C,其繪示了依照本發(fā)明的較佳實(shí)施例的芯片的制造流程的剖面圖,并請同時對照圖2,其繪示了依照本發(fā)明的較佳實(shí)施例的芯片的制造方法的流程圖。首先,在圖1A中,即圖2的步驟202中,提供一基體(Substrate)102,接著,進(jìn)入步驟204中,形成數(shù)個半導(dǎo)體元件(Semiconductor Devices)104、介電層106、數(shù)個插塞108及數(shù)個接墊110于基體102上,如圖1B所示。其中,接墊110是借由插塞108與半導(dǎo)體元件104電性連接,當(dāng)然,本發(fā)明是通過一般半導(dǎo)體制造過程中的微影及蝕刻的過程而達(dá)到圖1B的效果。然后,進(jìn)入步驟206中,形成一保護(hù)層(Passivation Layer)112于介電層106及接墊110上,并借由蝕刻保護(hù)層112的對應(yīng)于接墊110的部分區(qū)域的方式,以裸露出接墊110于外界,圖1C所示,利于后續(xù)的打線動作。當(dāng)然,由于接墊110的表面具有變質(zhì)部分及沉積殘物,容易形成接墊110的缺陷,例如殘留于接墊110上的光阻劑、四氟化碳(CF4)與接墊110反應(yīng)所產(chǎn)生的三氟化鋁(AlF3)及儲存環(huán)境對于接墊造成的缺陷等。
為了減少上述的缺陷產(chǎn)生,本發(fā)明的芯片制造方法中包含一芯片清洗步驟,即圖2的步驟208及210,用以有效地解決接墊110上的缺陷問題。首先,在步驟208中,以硝酸溶液清洗芯片100,即浸泡(Soaking)基體102于一硝酸溶液中。其中,硝酸溶液可以輕微地蝕刻接墊110的表面,并去除接墊110的表面的變質(zhì)部分及沉積物。接著,以一去離子水(Distilledwater,DIW)清洗芯片100,即沖洗(Rinsing)基體102,以清洗接墊110,使得去離子水可以去除殘留于芯片上的硝酸溶液。
所以,本發(fā)明利用硝酸溶液的化學(xué)特性,一方面可解決接墊的缺陷,使得處理過后的接墊可以焊上金屬線并進(jìn)行封裝(Package)。因此,本發(fā)明在半導(dǎo)體制造過程中加入硝酸溶液,使得硝酸溶液可清洗芯片并輕微地蝕刻這些接墊表面的變質(zhì)部分及沉積殘物,解決接墊的缺陷問題,而提高芯片的產(chǎn)率,減少芯片報(bào)廢的機(jī)率,且節(jié)省生產(chǎn)成本。
本發(fā)明的硝酸溶液是由去離子水與硝酸依不同體積百分比混合而成,用以有效搶救芯片上的接墊的缺陷。由本發(fā)明實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)用以浸泡具有接墊的芯片的硝酸溶液,其濃度范圍約在0.01體積%~30體積%之間,較佳的約在1體積%~10體積%之間,可有效去除芯片上的接墊的缺陷,并且可通過芯片的品質(zhì)檢測。
需要注意的是,本發(fā)明于芯片完成清洗后并接續(xù)進(jìn)行下列的測試,以證實(shí)本發(fā)明是否有改善接墊的缺陷。其描述如下1.芯片電性測試(Wafer Sort)在分割芯片為數(shù)個晶片前先進(jìn)行芯片上的晶片的電性測試,以確定晶片的良劣狀況。由于本發(fā)明讓晶片損壞的比例降低,所以,本發(fā)明確實(shí)能夠解決接墊的缺陷。
2.芯片焊線程度測試(Bonding Test)進(jìn)行晶片的焊金屬線動作,以確定晶片上的接墊是否焊得住金屬線。由于本發(fā)明讓無法焊接金屬線的晶片的比例降低,所以,本發(fā)明確實(shí)能夠解決接墊的缺陷。
3.最終封裝測試(Final Test)將晶片封裝成集成電路(Integratedcircuit,IC),并對IC作電性測試,以確定IC中的晶片的好壞。由于本發(fā)明讓具有無法正常運(yùn)作的晶片的IC的比例降低,所以,本發(fā)明確實(shí)能夠解決接墊的缺陷。
除以上三種測試之外,借由本發(fā)明的清洗方法完成的晶片,均通過超聲波斷層掃瞄及最終電性測試(SAT&F/T),封裝可靠度測試(Packagereliability test)與產(chǎn)品可靠度測試(Product reliability test)。
因此,在本發(fā)明的清洗方法中,其硝酸溶液的設(shè)討,確實(shí)解決芯片上的接墊的缺陷,提高芯片的合格率,避免產(chǎn)生芯片因接墊的嚴(yán)重缺陷而報(bào)廢的現(xiàn)象,減少生產(chǎn)成本。另外,硝酸溶液是易與去離子水互溶,本發(fā)明使用去離子水完全清洗硝酸溶液,避免硝酸溶液造成芯片的二次污染。
當(dāng)然,熟悉本技術(shù)的人員均可明了本發(fā)明的技術(shù)并不局限于此,例如本發(fā)明可提出另一種芯片清洗方法,首先以一硝酸溶液清洗一芯片,接著,以一離子水清洗芯片,也可達(dá)到解決芯片的缺陷。
圖3為有缺陷的芯片的掃描式電子顯微鏡成分分析(SEM~EDS)圖。圖4為依照本發(fā)明的較佳實(shí)施例制造的芯片的掃描式電子顯微鏡成分分析(SEM~EDS)圖。顯示接墊缺陷在經(jīng)過本發(fā)明的方法處理之后,氟的含量明顯減少。
因此,本發(fā)明上述實(shí)施例所公開的芯片及其制造方法,其以硝酸溶液來清洗芯片的設(shè)計(jì),可解決芯片上的接墊的缺陷,提高芯片的合格率,避免產(chǎn)生芯片因接墊的嚴(yán)重缺陷而報(bào)廢的現(xiàn)象,減少生產(chǎn)成本。
綜上所述,雖然本發(fā)明已以一較佳實(shí)施例公開如上,但其并非用以限定本發(fā)明,任何熟悉本技術(shù)的人員,在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi),當(dāng)可作各種的更動與潤飾,因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)由權(quán)利要求所確定的范圍為淮。
權(quán)利要求
1.一種芯片的制造方法,其特征在于,包括提供一基體,而該基體上具有復(fù)數(shù)個半導(dǎo)體元件以及復(fù)數(shù)個與這些半導(dǎo)體元件電性連接的接墊,且這些半導(dǎo)體元件以及這些接墊上覆蓋一保護(hù)層;蝕刻該保護(hù)層的部分區(qū)域以裸露出這些接墊;以及浸泡這些接墊于一硝酸溶液中并沖洗這些接墊,以潔凈這些接墊。
2.如權(quán)利要求1所述的制造方法,其特征在于所述的硝酸溶液由去離子水及硝酸所組成。
3.如權(quán)利要求1所述的制造方法,其特征在于所述的沖洗這些接墊的步驟是以去離子水進(jìn)行。
4.如權(quán)利要求1所述的制造方法,其特征在于所述的硝酸溶液的濃度為0.01體積%~30體積%。
5.如權(quán)利要求1所述的制造方法,其特征在于所述的硝酸溶液的濃度為1體積%~10體積%。
6.如權(quán)利要求1所述的制造方法,其特征在于所述的接墊為含鋁接墊與含銅接墊之一。
7.一種由權(quán)利要求1至6所述的方法中的任意之一制成的芯片,其特征在于包括一基體,具有復(fù)數(shù)個半導(dǎo)體元件以及復(fù)數(shù)個與這些半導(dǎo)體元件電性連接的接墊;一保護(hù)層,覆蓋于這些半導(dǎo)體元件上并暴露出這些接墊。
8.一種專門用于去除芯片上接墊形成后的缺陷的硝酸溶液,其特征在于,該硝酸溶液至少包括去離子水與硝酸。
9.如權(quán)利要求8所述的硝酸溶液,其特征在于該硝酸溶液的濃度為0.01體積%~30體積%。
10.如權(quán)利要求8所述的硝酸溶液,其特征在于該硝酸溶液的濃度為1體積%~10體積%。
全文摘要
一種芯片及其制造方法,首先,提供一基體,而基體上具有數(shù)個半導(dǎo)體元件及數(shù)個與這些半導(dǎo)體元件電性連接的接墊,且這些半導(dǎo)體元件及這些接墊上是覆蓋一保護(hù)層。接著,蝕刻保護(hù)層的部分區(qū)域以裸露出這些接墊,然后,浸泡這些接墊于一硝酸溶液中并沖洗這些接墊,以潔凈這些接墊。其用以硝酸溶液清洗芯片的設(shè)計(jì),可解決芯片上的接墊的缺陷,提高芯片的合格率,避免產(chǎn)生芯片因接墊的嚴(yán)重缺陷而報(bào)廢的現(xiàn)象,減少生產(chǎn)成本。
文檔編號C23F1/16GK1431683SQ0210162
公開日2003年7月23日 申請日期2002年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月11日
發(fā)明者張芳菊, 余文賓, 王錫欽 申請人:旺宏電子股份有限公司