一种焊盘缺陷的检测方法
【技术领域】
[0001]本发明属于半导体器件缺陷分析领域，特别是涉及一种焊盘缺陷的检测方法。
【背景技术】
[0002]在现代半导体工艺中，随着芯片集成度的增加和尺寸的减小，芯片引脚间距越来越细密化，半导体器件焊盘的质量逐渐成为影响器件失效的主要因素之一。
[0003]焊盘作为在半导体器件与其他半导体器件或电子元件间形成连接以构成电子电路模块的承接组件，要求具有良好的导电性和高可靠性，在半导体器件的内部结构中具有重要的作用。对焊盘制作工艺进行优化，历来是器件结构工程师追求的目标。
[0004]现有技术中，通用的半导体器件的焊盘由铜线以及焊接于铜线上的铝焊盘组成。由于焊盘的质量对于半导体器件的性能有着举足轻重的作用，在芯片封装前，通常需要对焊盘缺陷进行检测，然后根据检测结果执行相应的排除操作。
[0005]影响焊盘质量的两个重要的缺陷是焊盘表面的铝突起缺陷(pad hillock)以及由于焊盘下方的铜扩散所形成的铜扩散缺陷(Cu diffus1n) 0通常，采用光学显微镜或电子扫描显微镜对铝突起缺陷以及铜扩散缺陷进行检测。然而，由于铝突起缺陷以及铜扩散缺陷在显微镜下的形貌非常相似，难以区分。但是，铝突起缺陷以及铜扩散缺陷是完全不同的两种缺陷，它们的形成机理也截然不同。因此，如果分析不当，常常会发生误判，从而导致后续的排除操作发生异常，影响半导体器件的性能和稳定性。
[0006]针对上述缺陷,现有的一种解决方法是采用FIB(聚焦离子束,Focused 1n beam)分析方法对半导体焊盘中的铝突起缺陷以及铜扩散缺陷进行分析判断。FIB是将液态金属(Ga)离子源产生的离子束经过离子枪加速，聚焦后照射于样品表面产生二次电子信号取得电子像。其原理是，当采用FIB能观察到突起时，则判断该缺陷为铜扩散缺陷，若观察不到缺陷时，则判断该缺陷为铝突起缺陷。然而，由于FIB成本较高，而且操作耗时，更重要的一点是，其需要精准的定位才能捕捉到铜扩散突起，如果定位不准确捕捉不到铜扩散缺陷区域，则会将该铜扩散缺陷误判为铝突起缺陷。
[0007]鉴于以上缺点，本发明提供一种焊盘缺陷的检测方法，可以快速地检测出铝突起缺陷以及铜扩散缺陷，并且，可以使上述两者之间的误判几率几乎降低至零。
【发明内容】
[0008]鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种焊盘缺陷的检测方法，用于解决现有技术中焊盘表面的铝突起缺陷以及铜扩散缺陷难以区分容易导致误判的问题。
[0009]为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种焊盘缺陷的检测方法，包括以下步骤:
[0010]步骤I )，提供形成有第一金属焊盘结构半导体器件；
[0011]步骤2)，采用显微分析法确定所述第一金属焊盘表面的缺陷区域，其中，所述缺陷区域为第一金属突起缺陷或第二金属扩散缺陷；
[0012]步骤3)，采用腐蚀溶液对所述缺陷区域进行腐蚀，其中，所述腐蚀溶液对所述第一金属的腐蚀速率远大于对所述第二金属的腐蚀速率；
[0013]步骤4)，采用显微分析法对所述缺陷区域进行检测，其中:
[0014]若所述缺陷区域被去除，则判断所述缺陷区域为第一金属突起缺陷；
[0015]若所述缺陷区域未被去除，则判断所述缺陷区域为第二金属扩散缺陷。
[0016]作为本发明的焊盘缺陷的检测方法的一种优选方案，所述腐蚀溶液对所述第一金属及第二金属的腐蚀速率比不小于10: I。
[0017]作为本发明的焊盘缺陷的检测方法的一种优选方案，所述第一金属为铝，所述第二金属为铜。
[0018]作为本发明的焊盘缺陷的检测方法的一种优选方案，步骤3)采用的腐蚀溶液为HCl溶液。
[0019]作为本发明的焊盘缺陷的检测方法的一种优选方案，所述HCl溶液的质量分数为20% ?40%。
[0020]作为本发明的焊盘缺陷的检测方法的一种优选方案，步骤3)对所述缺陷区域腐蚀时间为I?5min。
[0021]作为本发明的焊盘缺陷的检测方法的一种优选方案，步骤2)及步骤4)所述的显微分析法米用光学显微镜或扫描电子显微镜。
[0022]作为本发明的焊盘缺陷的检测方法的一种优选方案，步骤3)在腐蚀后还包括采用去离子水对所述第一金属焊盘结构进行冲洗的步骤。
[0023]进一步地，所述冲洗步骤后，还包括采用氮气枪将所述第一金属焊盘结构进行吹干的步骤。
[0024]如上所述，本发明提供一种焊盘缺陷的检测方法，包括以下步骤:步骤1)，提供形成有第一金属焊盘结构半导体器件；步骤2)，采用显微分析法确定所述第一金属焊盘表面的缺陷区域，其中，所述缺陷区域为第一金属突起缺陷或第二金属扩散缺陷；步骤3)，采用腐蚀溶液对所述缺陷区域进行腐蚀，其中，所述腐蚀溶液对所述第一金属的腐蚀速率远大于对所述第二金属的腐蚀速率；步骤4)，采用显微分析法对所述缺陷区域进行检测，其中:若所述缺陷区域被去除，则判断所述缺陷区域为第一金属突起缺陷；若所述缺陷区域未被去除，则判断所述缺陷区域为第二金属扩散缺陷。本发明通过对焊盘缺陷区域进行化学处理前后形貌的对比，可以快速有效地区分出铝突起缺陷及铜扩散缺陷，并几乎可以实现零误判。本发明步骤简单，检测成本低，可以广泛用于半导体器件缺陷分析领域。
【附图说明】
[0025]图1显示为本发明的焊盘缺陷的检测方法步骤流程示意图。
[0026]图2显示为本发明的焊盘缺陷的检测方法步骤2)采用显微分析法所获得焊盘表面缺陷区域示意图。
[0027]图3?图4显示为本发明的焊盘缺陷的检测方法经过腐蚀处理后焊盘表面缺陷区域示意图，其中，图3中焊盘经过腐蚀后缺陷被去除，可以判断该缺陷为铝突起缺陷；图4经过腐蚀后缺陷未被去除，可以判断该缺陷为铜扩散缺陷。
[0028]元件标号说明
[0029]101第一金属焊盘
[0030]102缺陷区域
[0031]Sll?S14步骤I)?步骤4)
【具体实施方式】
[0032]以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的【具体实施方式】加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
[0033]请参阅图1?图4。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
[0034]如图1?图4所示，本实施例提供一种焊盘缺陷的检测方法，包括以下步骤:
[0035]如图1所示，首先进行步骤I) S11，提供形成有第一金属焊盘结构半导体器件。
[0036]作为实例，所述半导体器件可以为一切具有焊盘结构的半导体器件，在本实施例中，所述第一金属为铝。所述铝焊盘结构用于引出铜互连结构。
[0037]如图1及图2所示，然后进行步骤2)S12，采用显微分析法确定所述第一金属焊盘101表面的缺陷区域102，其中，所述缺陷区域102为第一金属突起缺陷或第二金属扩散缺陷。
[0038]作为示例