最後更新:2026年10月8日製造流程基礎薄膜沉積(CVD/PVD/ALD)中國大陸:附着力

附著性(黏著性)是什麼

Adhesion

附著性(黏著性)是指薄膜與底層或材料之間不剝離而黏附在一起的強度。半導體由許多不同材料堆疊而成,界面附著性不足就會發生剝離不良。在導線中的阻障金屬、微影中的HMDS處理、封裝中的封膠附著都很重要,可透過附著層或表面處理來提高。

目錄5 項
  1. 定義與原理
  2. 常見問題
  3. 相關企業
  4. 相關用語
  5. 比較文章

定義與原理

附著性(黏著性:Adhesion)是指薄膜與底層,或2種材料之間不剝離而黏附在一起的強度。半導體晶片與封裝由金屬・絕緣膜・樹脂・陶瓷等性質不同的多種材料堆疊而成,若其界面附著性不足,就會在製造中或使用中發生薄膜剝離(剝離・脫層,delamination)的不良。英文adhesion意為「附著・密合」,中文依上下文也稱為附著性、黏著性或附著力。

附著性成為問題的代表性情況如下。(1)導線製程:銅與氧化層或低介電常數膜的附著力弱,因此會在中間夾入鉭、氮化鉭、鈦等阻障金屬作為附著層。脆弱且柔軟的低介電常數膜容易因CMP的力量或熱應力而從界面剝離,成為導線可靠度的課題。(2)微影:光阻與晶圓的附著力弱時,圖案會在顯影中剝落,因此以HMDS處理使表面疏水化。(3)封裝:封膠與導線架或晶片的界面若剝離,吸收的水分會因焊接時的熱而膨脹造成爆米花裂紋(popcorn crack),並決定對濕氣的耐受性(MSL)。

提高附著性的主要方法包括:夾入附著層(黏著層)、以電漿或藥液清潔・活化表面、使表面粗化以增加接觸面積,以及以耦合劑或底漆形成化學鍵結。附著性的評估會使用撕膠帶的膠帶測試、以針刮劃的刮痕測試、拉扯黏著柱的拉柱測試(stud pull test),以及以數值求出薄膜界面抗剝離能力的4點彎曲測試等。膜的內應力大時,即使附著良好,應力造成的剝離力也會變強,因此須與應力一併管理。

附著性(黏著性)的常見問題

附著性不佳會發生什麼不良?
會發生薄膜從底層剝離的脫層(delamination)。在導線中,低介電常數膜會因CMP或熱應力而剝離;在光阻中,圖案會在顯影中流失;在封裝中,封膠剝離後縫隙中的水分會因焊接的熱而膨脹裂開,導致爆米花裂紋等問題。
如何提高附著性?
方法包括在中間夾入附著層(如銅導線的阻障金屬)、以電漿或藥液清潔・活化表面、使表面粗化以增加接觸面積,以及以HMDS或耦合劑形成化學鍵結。降低膜的內應力,對防止剝離也很重要。

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