技術名稱：覆晶接合面之檢測方法
技術形式：中華民國專利（1件）
授權形式：專利授權；技術移轉
技術來源：國立大學
應用產業：積體電路產業；晶片測試測試

技術描述：
材料之銲點可靠度分析，係電子產品中一項重要的考量。覆晶能應用於極高密度的電子構裝製程，在未來的構裝連線與接合技術中，將有極高比例的應用。其製作流程為先將IC晶片置放到構裝基板上，完成銲錫凸塊與基板之焊墊(pad)對位之後，再利用迴流（Reflow）熱處理過程，配合銲錫熔融時之表面張力效應使銲錫成球而完成IC晶片與構裝基板之接合。由於係將晶片的電路面朝下，因此稱為覆晶。在熱處理的過程中，銲料與上下接合面之間，經由不同材料間的擴散行為而呈現界面反應，甚至產生介金屬化合物(Intermetallic compound；IMC)。而介金屬相的生成，為造成銲點斷裂、破壞的主要因素。其熱處理後所形成的厚度、種類、形態與組成均會大大地影響到覆晶的電性表現與可靠度。因此如何製備一個清晰的SEM照片以瞭解這層介金屬化合物的介面反應形成機制是此類分析工作中頗為重要的一環。

本發明所使用的蝕刻方法是利用離子束對覆晶試片進行表面處理，主要係藉著離子束能量與蝕刻時間這兩個條件的交互配合，以便對試片的表面進行處理。傳統上的蝕刻方法是利用化學溶液對試片表面進行浸蝕的反應，其為一種選擇性的蝕刻方法，故必須依材質的種類和所欲研究的結構而使用不同的化學溶液蝕刻，即特定的化學溶液只對特定的材料或組成才具有蝕刻的效用。是故利用化學蝕刻來處理含有多種元素或相的試片時，會造成某一些元素或相有過蝕刻的問題。除此之外，化學溶液在調配上的危險性及其對於環境的傷害與污染均是應受重視的課題。而本研究所使用之離子束蝕刻方式，可對多元或多相的試片，去除其表面因為研磨?光所產生的變形部份，特別是對於錫球及其相接之金屬墊間所生成的介金屬化合物而獲得較利於SEM分析的試片形態，再現性極高。

從圖一中可以發現，經由特定條件進行離子束蝕刻的處理之後，可以觀察到錫球內的鉛及錫兩相的界面變得較為清晰，而且可以看到錫球及其相接之金屬墊或銲墊間的介金屬化合物(Intermetallic compound；IMC)成波浪狀之表面型態，對於其成分或微硬度等分析作業將有所助益，進而可精確地量測出這層介金屬化合物的厚度。除此之外，亦可清楚地觀察到鎳層之柱狀微結構。另外從圖二也可發現，藉著選取不同的離子束蝕刻能量及蝕刻時間組合，也可以獲得相同的結果。
由於可精確的量測介金屬化合物的厚度，我們發現，使用此離子束的蝕刻方法，在不同的蝕刻能量或蝕刻時間下，介金屬化合物的厚度均維持在1微米左右，因此，此離子束蝕刻方式，將不會對試片產生另外的影響，改變其應有的特性。(1122字)

關鍵圖式：

圖一　（A）化學蝕刻結果 （B）離子束蝕刻結果

圖二　（A）經過2.5 keV 7 min蝕刻後的結果（B）經過4.5 keV 3 min蝕刻後的結果