14、电子材料分析与测量技术研究

电子材料分析与测量技术研究

在电子材料的研究与应用中，诸多因素会影响其性能和可靠性。本文将探讨铝键合焊盘氟污染问题、凸点下金属化（UBM）系统微观结构演变、热导率测量以及低金浓度测量等方面的研究。

铝键合焊盘氟污染研究

• 问题发现 ：部分晶圆在组装过程中出现键合焊盘变色和键合问题。经光学检查，受影响的键合焊盘有变色和黑点，SEM检查发现“花状”缺陷，EDX分析检测到高氟峰。
• 原因分析
  • TEM分析 ：对未受污染和受污染的键合焊盘进行横截面TEM分析，发现正常键合焊盘的原生氧化铝层厚度为20 - 30 Å，而受腐蚀区域的原生氧化铝层厚度异常超过500 Å。这表明氟污染导致了原生氧化铝层增厚，可能是氟与铝反应形成了难以清洗的复杂化合物。
  • 根因调查 ：通过俄歇分析，发现受影响键合焊盘表面的氟和碳浓度远高于正常键合焊盘。而在线工艺晶圆的氟和碳浓度在监测平均值范围内，因此推测氟污染不是由晶圆制造工艺引起的。
  • 模拟实验与IC分析 ：通过湿箱测试进行模拟实验，发现晶圆直接接触泡沫时会受到更高的氟污染。离子色谱（IC）分析显示，受污染晶圆包装泡沫中的氟含量比未受影响晶圆包装泡沫中的氟含量高25倍以上，从而确认氟污染是由于晶圆包装泡沫材料引起的。
• 预防措施
  • 将所有受影响晶圆的包装泡沫材料更换