[发明专利]清洁引线框以改善导线接合工艺

说明书

本申请要求2011年4月25日提交的美国临时申请61/478,582的优先权，所述申请以其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及清洁半导体芯片和引线框上的金属表面以改善导线接合(wirebonding)工艺的方法。具体而言，本发明涉及包括将所述金属表面暴露于水基清洗液以从所述芯片和引线框的金属表面上除去金属氧化物、污染物和其它残余物的方法。

背景技术

生产半导体器件期间，引线框传统上作为成本有效的方式用于同时安装和处理多个半导体管芯（die）或芯片。每个引线框通常具有多个用于安装芯片的管芯焊盘(die pad)。所述引线框还充当将芯片通过引线框的引线与外部设备电连接的工具。在被称为导线接合的工艺中，接合导线与存在于芯片和引线框的所述引线上的电触头连接。接合焊盘通常由Al构成，但它们也可以是Cu。导线的其它端与引线框上的触头（contact）引线（可以是Ag、Au等）相连。

图1描绘了制造管芯封装的典型常规方法中的相关部分。首先，在步骤10，管芯从已经形成它的晶圆（wafer）上被切割或锯下。在从晶圆上切下管芯之后，在管芯接合或管芯连接步骤12中，将所述管芯的背面与载体或引线框牢固相连。通常，在管芯接合步骤12中，利用有机粘合剂、例如环氧树脂将所述管芯与引线框相连，然后通过烘烤而固化。一旦环氧树脂已经固化，在步骤14中，将所述管芯接合到引线框。

上述将所述金属导线连接到接合焊盘和触头的工艺被称作“导线接合”。导线接合期间可能出现的一个问题是金属导线没有粘住接合焊盘和/或触头。导线和接合焊盘/触头之间的差的粘附可能有若干原因，例如，金属表面氧化，以及在金属表面上有污染物。金属导线与接合焊盘/触头之间的差的粘附可通过诸如NSOP（未粘上焊盘）、NSOL（未粘上引线）、短尾、焊球起翘缺陷、金属互化物均匀性差、接合焊盘陷坑、空洞等，直接或间接地引起工艺故障。这些不仅导致接合工艺低效，而且还可以引起器件可靠性差。为了改善粘附，需要在导线接合之前清洁所述金属表面。

过去，在导线接合步骤14之前，通过例如使引线框和相连的管芯经受氩等离子体，来清洁管芯的正面。然而，这种氩等离子体法有几个缺点。例如，氩等离子体法没有彻底清洁Cu和Al接合焊盘上的残余物和微粒。此外，所述氩等离子体法没有从接合焊盘上有效除去铜或氧化铝。作为最后的例子，所述氩等离子体法不能在不造成所处理元件损害的情况下，从Al接合焊盘有效除去其它污染物例如氟。因此，需要一种清洁导线接合工艺中涉及的金属表面的方法，所述金属表面例如导线、接合焊盘和引线框触头，所述方法不具有上面提到的缺点。

发明内容

本发明通过提供处理引线框组件以从其除去不想要的物质或为后续接合准备引线框组件的表面的方法而满足了这一需要，其中引线框组件包含以下部件或元件中的一种或多种：引线框、管芯、其上具有接合焊盘的管芯、触头、触头引线、和导线，所述方法包括将引线框组件的至少一部分或引线框组件的部件与包含水和至少一种酸或至少一种盐的组合物相接触的步骤。所述接触步骤中使用的组合物可以包含0.003至约25重量%的一种或多种羧酸。

处理引线框组件或衬底的方法，所述引线框组件或衬底包含引线框和至少一个下面列举的部件或元件中的一种或多种：管芯、接合焊盘、管芯附着（die-attach）材料、塑模化合物、触头和导线，所述方法包括以下步骤：将所述引线框组件（半导体衬底）或其部分与包含以下物质、基本由以下物质组成或由以下物质组成的组合物接触：具有选自羧酸或多元酸的酸和所述酸的盐（例如铵盐）的酸缓冲液，酸与盐（例如铵盐）的摩尔比从10:1至1:10；和任选的有机极性溶剂，所述溶剂可以按所有比例在水中混溶；和任选的氟化物、以及水，其中在一些实施方式中，所述组合物具有约3至约7的pH，并且其中所述引线框可以在至少一个表面上包含铝金属；并且所述方法可以包括干燥所述半导体衬底的附加步骤。