比較最後更新 2026年10月8日

侵蝕(Erosion)與腐蝕(Corrosion)的差異

侵蝕與腐蝕都是材料逐漸流失的現象,中文的「侵蝕」與「腐蝕」字面也相近,因此常被混淆。在半導體製程中,兩者都會導致導線不良,但成因、發生場合與對策完全不同。以下以CMP與導線為例,整理這2種現象的差異。

Verdict結論

差異在於「被什麼削掉」。侵蝕(erosion)是研磨或流體・微粒撞擊造成的機械性磨耗,在半導體中指CMP時導線密集區被磨得比周圍更多的現象。腐蝕(corrosion)是金屬與水分・氧氣・離子・藥液發生化學反應而溶解或變質的現象,代表例有鋁導線蝕刻後的腐蝕,以及銅CMP後的電化學(伽凡尼)腐蝕。侵蝕靠均勻化密度的虛擬圖形來預防,腐蝕則靠去除殘留物、防蝕劑與等待時間管理來預防。

主要差異

侵蝕(Erosion)與腐蝕(Corrosion)依比較項目比較
比較項目侵蝕(Erosion)腐蝕(Corrosion)
成因機械性磨耗(研磨・流體・微粒撞擊)化學性・電化學性反應
必要條件外力與相對運動水分・氧氣・離子・藥液與金屬
半導體中的代表例CMP時導線密集區整體被過度研磨鋁導線的蝕刻後腐蝕(after-corrosion)、銅CMP後的腐蝕
圖形相依性強(程度隨導線密度改變)取決於材料組合・電位差・殘留物
結果導線變薄、電阻上升,平坦度變差導線斷線・電阻上升・微粒
主要對策虛擬圖形、研磨條件・研磨液最佳化去除殘留物、防蝕劑、Q-Time管理、保護膜

CMP的侵蝕是「密度」問題

在CMP中,細導線密集的區域,導線金屬與其間的絕緣膜會一起被磨掉,整體比周圍沒有圖形的區域更低。這就是侵蝕,與寬導線中央凹陷成碟狀的碟化(dishing)並列為CMP代表性的形狀不良。導線變薄會使電阻上升,表面的高低差也會影響上層的曝光與研磨。基本對策是在設計規則中設定圖形密度的上下限,並在空白區域放入虛擬圖形以均勻化密度。

腐蝕是「反應」問題

腐蝕是金屬與水分或藥液反應所引起。以氯系氣體蝕刻鋁導線後,殘留的氯會與大氣中的水分反應而溶蝕導線,造成蝕刻後腐蝕;銅CMP後,裸露的銅會因與阻障金屬之間的電位差而溶出,發生伽凡尼腐蝕。成為產品之後,滲入封裝的水分與離子也會腐蝕焊墊。對策包括去除殘留物、使用含防蝕劑的清洗液、管理製程間的等待時間,以及用保護膜阻隔水分。

兩者也可能同時發生

CMP進行中,研磨液藥劑的化學作用,與研磨粒及研磨墊的機械作用會同時發揮。化學作用過強時,銅的腐蝕與凹陷會變得明顯;機械作用過強時,則是刮傷與侵蝕變得明顯。在流體高速流動的配管或設備零組件中,也有流動造成的磨耗與腐蝕疊加而加速劣化的「沖蝕腐蝕(erosion-corrosion)」現象。追查不良原因時,從形狀與發生位置判斷何者為主因非常重要。

常見問題

CMP的侵蝕與碟化有什麼不同?
侵蝕是細導線密集的區域連同導線與絕緣膜整體被過度研磨而變低的現象。碟化則是寬導線或焊墊的金屬部分中央凹陷成碟狀的現象。兩者都是CMP的形狀不良,取決於圖形的密度與寬度。
如何防止銅CMP後的腐蝕?
使用含防蝕劑(苯并三唑等)的研磨液或清洗液保護銅表面,並管理從CMP到下一道製程的等待時間(Q-Time),縮短裸露的銅暴露在水分與氧氣中的時間。清洗後的乾燥與保管環境氣氛也要加以管理。

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