一种监控晶圆化学镀层质量的方法技术

本发明专利技术涉及一种监控晶圆化学镀层质量的方法，包括：提供表面已形成化学镀层的晶圆，化学镀层包括第一金属层及位于第一金属层表面的第二金属层，第二金属层与第一金属层采用不同的金属元素形成；在晶圆的第二金属层表面贴膜，对贴膜后的晶圆在预设时间内持续加热，加热一段时间后将膜剥离，然后利用显微镜观察第二金属层表面，若观察到有局部色差，则表明第一金属层的镀层质量异常。若第一金属层表面产生了尖刺状缺陷，则第二金属层镀液会沿尖刺状缺陷缝隙渗入其中，晶圆受热后缝隙内镀液挥发出来的气体受到膜的阻挡无法逃逸并不断腐蚀膜表面的胶层以及第二金属层表面，显微镜下可观察到第二金属层表面形成局部色差。观察到第二金属层表面形成局部色差。观察到第二金属层表面形成局部色差。

【技术实现步骤摘要】
一种监控晶圆化学镀层质量的方法


[0001]本专利技术涉及半导体制造
，具体涉及一种监控晶圆化学镀层质量的方法。

技术介绍

[0002]半导体器件在制造过程中，芯片表面的金属化层时常采用化学镀方式形成，例如芯片表面的镍层大多数通过化学镀镍方式形成。采用化学镀工艺时，化学镀液的温度及反应速率对于镀层的质量存在显著的影响，当晶圆被放入化学镀液中时，若晶圆表面出现明显的化学镀速率差，则会在晶圆的晶格交接处发生镀层沉积不均匀而形成尖刺状的镀层缺陷（如图1所示），该尖刺状缺陷影响镀层的质量，对于半导体器件的可靠性造成隐患。这种尖刺状缺陷在宏观和微观下均很难被发现，给实际生产中监控化学镀层质量带来困难。

技术实现思路

[0003]本专利技术公开一种监控晶圆化学镀层质量的方法，能够用于实际生产中检验化学镀层是否有尖刺状缺陷，通过该方法控制化学镀层的质量，可有助于提升半导体器件的可靠性。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：一种监控晶圆化学镀层质量的方法，包括：提供表面已形成化学镀层的晶圆，所述化学镀层包括采用化学镀方式形成的第一金属层以及采用化学镀方式在所述第一金属层的表面形成的第二金属层，所述第二金属层与所述第一金属层采用不同的金属元素形成，其特征在于：在所述晶圆的所述第二金属层的表面贴膜；对贴膜后的所述晶圆在预设时间内持续加热；将加热后的所述晶圆表面的所述膜进行剥离；将剥膜后的所述晶圆放置于显微镜下观察所述第二金属层的表面是否有颜色异常，若观察到有局部色差，则表明所述第一金属层的镀层质量异常。
[0005]进一步，所述第一金属层所采用金属元素的活动性大于所述第二金属层所采用金属元素的活动性。
[0006]进一步，所述第一金属层为镍层，所述第二金属层为金层。
[0007]进一步，所述加热的温度为50℃～90℃。
[0008]进一步，所述预设时间为30min～60min。
[0009]将上述给出的监控方法用于实际生产中对同批次晶圆的化学镀层质量进行检验时，可采用如下技术方案来实现：一种监控晶圆化学镀层质量的方法，包括：提供多片同时被放入同一化学镀液中形成化学镀层的晶圆，所述化学镀层包括采用化学镀方式形成的第一金属层以及采用化学镀方式在所述第一金属层的表面形成的第二金属层，所述第二金属层与所述第一金属层采用不同的金属元素形成；
在多片形成化学镀层的晶圆中至少选择一片作为检验片晶圆，在检验片晶圆的所述第二金属层表面贴膜；对贴膜后的所述检验片晶圆在预设时间内持续加热；将加热后的所述检验片晶圆表面的所述膜进行剥离；将剥膜后的所述检验片晶圆放置于显微镜下观察所述第二金属层的表面是否有颜色异常，若观察到有局部色差，则表明与所述检验片晶圆一起进行化学镀的每个晶圆的所述第一金属层的镀层质量异常。
[0010]进一步，所述第一金属层所采用金属元素的活动性大于所述第二金属层所采用金属元素的活动性。
[0011]进一步，所述第一金属层为镍层，所述第二金属层为金层。
[0012]进一步，所述加热的温度为50℃～90℃。
[0013]进一步，所述预设时间为30min～60min。
[0014]本专利技术在晶圆上已完成第二次化学镀所形成的第二金属层表面贴膜，并对晶圆进行加热，若第一次化学镀后形成的第一金属层表面产生了尖刺状缺陷，则进行第二次化学镀时，第二镀液会沿尖刺状缺陷缝隙渗入其中，当加热贴膜后的晶圆时，渗入尖刺状缺陷内的第二镀液受热挥发，挥发出来的气体受到膜的阻挡无法逃逸，挥发出来的气体不断腐蚀膜表面的胶层以及第二金属层表面，以令第二金属层表面对应尖刺状缺陷处形成具有色差的点状，待膜被剥离后将晶圆在显微镜下观察，清晰可见具有局部色差的点状现象，本专利技术通过上述方法可监控晶圆的化学镀层质量是否有异常，能够及时发现及时处理，避免影响半导体器件的可靠性。
附图说明
[0015]图1为生产过程中利用本专利技术的方法监控到的化学镀镍后晶圆表面产生的尖刺状缺陷在显微镜下观察的断面结构图；图2为实施例中监控方法的流程图。
具体实施方式
[0016]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0017]本实施例公开一种监控晶圆化学镀层质量的方法，该方法尤其能够检验出化学镀层中是否产生了尖刺状缺陷，如图2所示，监控方法包括如下内容：S1：提供表面已形成化学镀层的晶圆；上述化学镀层包括采用化学镀方式形成的第一金属层以及采用化学镀方式在第一金属层的表面形成的第二金属层，第二金属层与第一金属层采用不同的金属元素形成。
[0018]S2：在晶圆的表面贴一层膜，令该层膜覆盖住第二金属层的表面；S3：对贴膜后的晶圆在预设时间内持续加热；S4：将加热后的晶圆表面上的膜进行剥离；S5：将剥膜后的晶圆放置于显微镜下观察其第二金属层的表面是否有颜色异常，若观察到有局部色差，则表明第一金属层的镀层质量异常。
[0019]作为上述技术方案的进一步优化，上述提及的第一金属层所采用金属元素的活动性大于第二金属层所采用金属元素的活动性，例如：第一金属层是通过化学镀镍方式形成的镍层，第二金属层是通过化学镀金方式形成的金层。
[0020]进一步说明，上述提及的对晶圆进行加热时采用的温度为50℃～90℃，加热的预设时间为30min～60min。
[0021]上述给出的方法能检验出第一金属层表面是否产生尖刺状缺陷，以第一次化学镀镍和第二次化学镀金为例来说明，其原理说明如下：当晶圆被放置在镀镍液中时，若晶圆表面发生镀镍速率差则会因为镍沉积不均匀而在晶格交接处形成如图1所示的尖刺状缺陷，带有尖刺状缺陷的晶圆被放置在镀金液中进行镀金时，镀金液会沿尖刺状缺陷的缝隙渗入其内；当晶圆被加热后，镀金液受热挥发出气体，挥发出来的大量气体不断腐蚀膜表面的胶层以及金层的表面，由于尖刺状缺陷中渗入的镀金液较多，此处被膜遮挡镀金液大量积聚在金层和膜之间，尖刺状缺陷对应处挥发出来的气体比其他区域多且对金层腐蚀持续时间长，金层被腐蚀后的颜色与其他区域形成显著的点状色差，将膜剥离后在显微镜下观察可清晰的看到上述现象，由此可判断第一金属层的镀层质量是否发生异常。
[0022]将上述给出的监控方法用于实际生产中进行镀层质量检验时，考虑到方法的可操作性和检验方法的快速性，可采用如下技术方案来实现：Step1：提供多片同时被放入同一化学镀液中形成化学镀层的晶圆，化学镀层包括采用化学镀方式形成的第一金属层以及采用化学镀方式在第一金属层的表面形成的第二金属层，第二金属层与第一金属层采用不同的金属元素形成；其中，第一金属层所采用金属元素的活动性大于第二金属层所采用金属元素的活动性，例如：第一金属层是通过化学镀镍方式形成的镍层，第二金属层是通过化学镀金方式形成的金层。
[0023]Step2：在多片已完成Step1的晶圆中至少选择一片作为检验片晶圆，在检验片晶圆的第二金属层表面贴膜；当同一批次完成化学镀的晶圆数量较多时（即多片形成化学镀层的晶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种监控晶圆化学镀层质量的方法，包括：提供表面已形成化学镀层的晶圆，所述化学镀层包括采用化学镀方式形成的第一金属层以及采用化学镀方式在所述第一金属层的表面形成的第二金属层，所述第二金属层与所述第一金属层采用不同的金属元素形成，其特征在于：在所述晶圆的所述第二金属层的表面贴膜；对贴膜后的所述晶圆在预设时间内持续加热；将加热后的所述晶圆表面的所述膜进行剥离；将剥膜后的所述晶圆放置于显微镜下观察所述第二金属层的表面是否有颜色异常，若观察到有局部色差，则表明所述第一金属层的镀层质量异常。2.根据权利要求1所述的一种监控晶圆化学镀层质量的方法，其特征在于：所述第一金属层所采用金属元素的活动性大于所述第二金属层所采用金属元素的活动性。3.根据权利要求2所述的一种监控晶圆化学镀层质量的方法，其特征在于：所述第一金属层为镍层，所述第二金属层为金层。4.根据权利要求1所述的一种监控晶圆化学镀层质量的方法，其特征在于：所述加热的温度为50℃～90℃。5.根据权利要求1或4所述的一种监控晶圆化学镀层质量的方法，其特征在于：所述预设时间为30min～60min。6.一种监控晶圆化学镀层质量的方法，其特征在于，包括：提供多片同时被放入同一...

【专利技术属性】
技术研发人员：高冰玲，
申请(专利权)人：绍兴中芯集成电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：