Journal of Adhesion and Interface (접착 및 계면)

The Society of Adhesion and Interface, Korea (한국접착및계면학회)
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A Correlation Study on Surface Contamination of Semiconductor Packaging Au Wire by Components of Rinse

반도체 패키지용 Au Wire의 표면처리용 린스 성분에 따른 표면오염 비교 연구

  • Ha-Yeong Kim (Department of Chemical and Biological Engineering, Hanbat National University) ;
  • Yeon-Ryong Chu (Department of Chemical and Biological Engineering, Hanbat National University) ;
  • Jisu Lim (Department of Intelligent Nano Semiconductor, Hanbat National University) ;
  • Gyu-Sik Park (Department of Intelligent Nano Semiconductor, Hanbat National University) ;
  • Jiwon Kim (Department of Chemical and Biological Engineering, Hanbat National University) ;
  • Dahee Kang (Department of Chemical and Biological Engineering, Hanbat National University) ;
  • Yoon-Ho Ra (Department of Chemical and Biological Engineering, Hanbat National University) ;
  • Suk Jekal (Department of Chemical and Biological Engineering, Hanbat National University) ;
  • Chang-Min Yoon (Department of Chemical and Biological Engineering, Hanbat National University)
  • 김하영 (국립한밭대학교 화학생명공학과) ;
  • 추연룡 (국립한밭대학교 화학생명공학과) ;
  • 임지수 (국립한밭대학교 지능형나노반도체학과) ;
  • 박규식 (국립한밭대학교 지능형나노반도체학과) ;
  • 김지원 (국립한밭대학교 화학생명공학과) ;
  • 강다희 (국립한밭대학교 화학생명공학과) ;
  • 라윤호 (국립한밭대학교 화학생명공학과) ;
  • 제갈석 (국립한밭대학교 화학생명공학과) ;
  • 윤창민 (국립한밭대학교 화학생명공학과)
  • Received : 2024.04.30
  • Accepted : 2024.05.16
  • Published : 2024.06.30
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Abstract

In this study, the contamination of gold(Au) wire according to the types of rinse applied for surface treatment in the wire bonding process is investigated and confirmed. For the surface treatment, rinses containing silicon(Si) or those based on organic materials are mainly employed. To identify their effects, surface treatment is conducted on Au wire using two types of rinse at a 1.0 wt% concentration, referred to as Si-including and Oil-based rinse-coated Au wire. Subsequently, a simulation experiment is performed to verify the reactivity of dust containing Si components that could occur in the semiconductor process. Through optical microscopy (OM) and scanning electron microscopy(SEM) analysis, it is observed that a larger amount of dust is adsorbed on the surface of Si-including rinse-coated Au wire compared with the Oil-based rinse-coated Au wire. This is attributed that the rinse containing Si components is relatively polar, causing polar interactions with dust, which also has polarity. Therefore, it is expected that using a rinse without Si components can reduce contamination caused by dust, thereby decreasing the defect rate in the practical wire bonding process.

본 연구에서는 반도체 패키지용 와이어 본딩 공정에서 금(Au) wire의 표면처리에 적용되는 린스의 종류에 따른 Au wire의 오염 현상을 확인하고자 하였다. Au wire의 표면처리를 위해 실리콘(Si) 성분이 함유된 린스와 유기 계통으로만 이루어진 린스를 주로 사용하고 있으며, 실제 영향성을 확인하기 위해 두 종류의 1.0wt% 린스 용액으로 Au wire에 표면처리를 진행하였다. 이후, 반도체 공정에서 발생할 수 있는 Si 성분이 포함된 분진과의 반응성을 확인하기 위한 모사 실험을 진행하였다. 그 결과, optical microscopy(OM) 및 scanning electron microscopy(SEM) 분석을 통해 Si 성분이 함유된 린스로 표면처리한 Au wire의 경우 분진이 다량 흡착되었으며, 유기 계통으로만 이루어진 린스로 표면처리한 Au wire에는 소량의 분진이 흡착된 것을 확인하였다. 이는 Si 성분이 함유된 린스의 경우 상대적으로 극성을 띠기에, 주성분이 극성인 분진과 극성 상호작용을 일으키기 때문이다. 따라서 Si 성분이 존재하지 않는 린스를 사용하여 Au wire를 표면처리할 경우 분진에 의한 오염 현상이 감소하여 실제 와이어 본딩 공정에서 불량률을 낮추는 효과를 볼 수 있을 것으로 기대한다.

Keywords

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