铜布线阻挡层与CSP封装中的失效分析

摘要

第一部分是针对铜布线工艺中钽阻挡层失效问题的研究.研究发现钽薄膜制备过程中,硅衬底表面清洁度对钽膜阻挡效果有很大的影响,适当的硅衬底表面清洁处理控制着钽膜的质量,是得到良好阻挡效果的必要条件;其次是对以不同淀积速率制备的钽薄膜的阻挡性能进行比较,结合钽薄膜的微观结构差异,提出钽薄膜失效的机理.第二部分是针对CSP（Chip Scale Pakage）封装（vfBGA）内部芯片断裂问题的研究.首先利用有限元分析软件ANSYS建立了一个三维模型,通过模型评估验证了模型的可靠性,并得到实验方法无法测量的芯片所能承受的最大应力大小;随后对改变器件内部芯片的厚度进行模拟,发现相同器件中芯片厚度对器件承受外力的能力影响不大;最后对实际的测试过程进行模拟计算,预测并找到了导致芯片断裂的根本原因,使其公司的vfBGA器件测试失效率从1800DPM左右下降到100DPM以内,完全达到了客户要求.

目录

文摘

英文文摘

第一部分铜布线工艺中阻挡层钽膜的研究

1.1前言

1.1.1半导体集成电路制造工艺

1.1.2金属化布线技术

1.1.3铜金属化布线技术

1.1.4铜扩散阻挡层

1.1.5论文内容安排

1.2实验过程

1.2.1溅射法及实验仪器

1.2.2薄膜淀积速率测定

1.2.3溅射法制备样品

1.2.4样品退火处理

1.2.5样品分析测试

1.3实验结果与讨论

1.3.1硅片表面清洁度对钽膜质量的影响

1.3.2薄膜淀积速率对钽膜失效的影响

1.3.3结论

参考文献

第二部分CSP封装内部芯片断裂问题的研究

2.1前言

2.1.1封装测试技术简介

2.1.2CSP技术的优点

2.1.3CSP技术的缺点

2.1.4本文内容简介

2.2 vfBGA及其内部芯片断裂问题

2.2.1 vfBGA封装技术

2.2.2 vfBGA内部芯片断裂问题

2.3有限单元法及ANSYS软件

2.3.1有限单元法

2.3.2有限单元法在封装中的应用

2.3.3 ANSYS软件

2.4创建vfBGA模型及模型评估

2.4.1简化模型

2.4.2等效应力(SEQV)

2.4.3模型的评估

2.5模拟结果

2.5.1测试过程的模拟结果

2.5.2芯片厚度改变的模拟结果

2.5.3改变施加外力大小的模拟结果

2.5.4结论

参考文献

论文期间发表的文章

致谢

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