最後更新:2026年10月8日測試・可靠度內連線・金屬化中國大陸:腐蚀

腐蝕(Corrosion)是什麼

Corrosion

腐蝕(corrosion)是金屬與水分、氧、離子、藥液等發生化學反應而溶解或轉變為氧化物的劣化現象。在半導體領域,鋁導線蝕刻後殘留氯造成的腐蝕、銅CMP後的電化腐蝕(galvanic corrosion)、封裝內焊墊的腐蝕等都是問題,會造成斷線或電阻上升。與機械磨耗的侵蝕(erosion)有所區別。

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

定義與原理

腐蝕(Corrosion)是金屬與周圍的水分、氧、離子、藥液等發生化學或電化學反應,溶解或轉變為氧化物等而劣化的現象。在半導體領域,會發生在鋁或銅導線、打線焊墊(bonding pad)、設備的金屬零組件等,造成導線斷線、電阻上升與微粒產生。相似的名詞「侵蝕(Erosion)」是指研磨或流體造成的機械性磨耗,與化學反應造成的腐蝕有所區別。

製造過程中的代表例,是導線蝕刻後與研磨後的腐蝕。以氯系氣體對鋁導線進行乾式蝕刻後,導線側壁與光阻上會殘留氯,與大氣中的水分反應形成鹽酸,進而腐蝕導線(after-corrosion,蝕刻後腐蝕)。為防止此現象,會在蝕刻後立即以電漿處理或水洗去除氯。銅導線CMP後,銅表面處於裸露狀態並暴露於藥液或水中,容易因銅與阻障金屬的電位差而發生電化學腐蝕(電化腐蝕,galvanic corrosion)或氧化,因此會使用含防蝕劑的清洗液,並管控到下一道製程前的等待時間(Q-Time)來抑制。

腐蝕在產品可靠度上也很重要。穿過封裝樹脂進入的水分,以及樹脂或污染物中所含的氯等各種離子到達鋁焊墊時,在施加電壓的狀態下腐蝕會持續進行,最終導致斷線。這種耐受性以在高溫高濕條件下施加電壓的HAST(高加速溫濕度應力試驗)或壓力鍋試驗來評估,對策包括晶片表面的保護層(鈍化層)與樹脂的純度。在製造設備方面,處理氯系、氟系等腐蝕性氣體的管路與零組件,會使用電解拋光的不鏽鋼或耐蝕性高的合金與鍍層。

腐蝕(Corrosion)的常見問題

腐蝕(corrosion)與侵蝕(erosion)有何不同?
腐蝕是金屬與水分或藥液等發生化學反應而溶解或變質的現象。侵蝕則是研磨或流體、粒子撞擊造成的機械性磨耗。在半導體CMP中,圖案密集區被過度研磨的現象稱為侵蝕(erosion)。
什麼是蝕刻後腐蝕(after-corrosion)?
以氯系氣體蝕刻鋁導線後,殘留在導線側壁等處的氯與大氣中的水分反應形成鹽酸,經過一段時間後腐蝕導線的現象。可在蝕刻後立即以電漿處理或水洗去除殘留氯來防止。

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