集成電路器件焊盤缺陷——Crystal Defect的形成機理及其去除與預(yù)防方法研究.pdf

1、在現(xiàn)代半導(dǎo)體工藝中，隨著芯片集成度的增加和尺寸的減小，微電子封裝的精度要求越來越高，鍵合質(zhì)量及可靠性控制與提升的難度加大。芯片焊盤上的crystaldefect是在半導(dǎo)體制造工藝中產(chǎn)生的會引起鍵合失效的主要問題之一，目前國際上尚無很好的解決辦法。因此，研究解決焊盤的crystaldefect這一工藝缺陷問題，對于提高半導(dǎo)體的鍵合，封裝質(zhì)量與可靠性具有很高的理論和應(yīng)用價值。本文以實驗為基礎(chǔ)，通過實踐與理論相結(jié)合，對crystaldefec

2、t的結(jié)構(gòu)特點，形成機理，去除方法以及預(yù)防工作進行了深入地探討與研究。 論文首先介紹了本研究工作的意義、現(xiàn)狀和工作內(nèi)容，并從工作需要出發(fā)介紹了引線鍵合與焊盤制造工藝的原理。然后針對在半導(dǎo)體制造過程中對crystaldefect的漏檢問題提出在光學(xué)顯微鏡下判別crystaldefect的方法，介紹了crystaldefect在電子顯微鏡下的水平與垂直結(jié)構(gòu)以及組成成分特點。設(shè)計了復(fù)制CrystalDefect的實驗，并根據(jù)實驗結(jié)果提出

3、在半導(dǎo)體制造過程中crystaldefect形成的兩個必要因素：a。氫氟酸污染源；b．晶圓存放環(huán)境的濕度偏高(相對濕度大于48﹪)。對crystaldefect的形成機理進行了推論，提出電化學(xué)反應(yīng)模型，將其形成總結(jié)為以下兩個過程：第一步為電化學(xué)反應(yīng)，芯片焊盤的氧化鋁膜和鋁膜組成的系統(tǒng)在F離子與水汽的同時作用下生成氫氧化鋁；第二步為酸堿中和反應(yīng)，氫氧化鋁在HF的作用下生成鋁氟氧的化合物A10xFy，即為crystaldefect。

4、 然后，從實踐出發(fā)，提出使用光刻膠去除劑(EKC)去除crystaldefect，并且通過俄歇電子能譜表面分析與BPT(BondPullTest)和BST(BondShareTest)標(biāo)準(zhǔn)鍵合可靠性測試驗證了該方法的有效性。 最后，本文由實驗結(jié)果提出控制好晶片存放環(huán)境，即潔凈室的濕度是在生產(chǎn)中預(yù)防crystaldefect產(chǎn)生的實際而有效的方法，其效果在本廠的多次實踐中得到證實。 通過本文的工作，從根本上解決了對鋁焊盤的