用于金属表面上的有机涂膜的厚度测量方法技术

本发明专利技术涉及一种用于金属表面上形成的有机涂膜（例如有机可焊保护膜）的厚度测量方法。在此方法中，测量形成于第一金属表面上的至少一个参考有机涂膜的吸收光谱，以及由吸收光谱来计算预定波长范围内的吸收强度。通过破坏性测量来测量参考有机涂膜的厚度。然后，基于参考有机涂膜的吸收强度和测得的厚度来确定相关性。测量所要测量的有机涂膜的吸收光谱。由所要测量的有机涂膜的吸收光谱来计算预定波长范围内的吸收强度，以及基于该相关性，来由有机涂膜的吸收强度来计算其厚度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于有机涂膜(coating film)的厚度测量方法，更具体地，涉及一种用于在具有较大表面粗糙度的金属焊盘(pad)例如铜焊盘上形成的亚微米级有机可焊保护膜的厚度测量方法。
技术介绍
涂膜的厚度通常根据破坏性和非破坏性技术来测量。涂膜在破坏性分析中会丧失其功能，而在非破坏性技术中则保留其功能。破坏性技术对涂膜造成物理/化学破坏，其达到了使涂膜很难恢复的程度。而且，破坏性测量仅在受限的区域中执行，因而很难呈现整个涂膜的特性。相反的是，非破坏性技术例如红外线(IR)分析被公认可用于分析厚度以及成分。非破坏性技术的优点在于使涂膜可保持其功能，并可实现快速分析。尽管有这些优点，但非破坏性技术不适合作为用于金属表面上形成的有机涂膜(例如铜表面上形成的有机可焊保护(OrganicSolderability Preservative，OSP)膜)的厚度测量方法。这是因为形成于较粗糙金属表面上的有机涂膜的相当不规则的厚度的缘故，其妨碍了用标准校验(standardization)。特别地，当是在蚀刻过的铜图样上形成的OSP膜时，用标准校验变得更加困难。所以，OSP膜的厚度使用了如下面将要参照图1a、图1b和图2所描述的最新的破坏性、间接测量技术来测量。图1a示出了可涂覆OSP膜的芯片级封装(chip-scale package)10。如图1a所示，在上面安装有芯片14的衬底12的下侧上形成蚀刻的铜图样16，并且该铜图样经由内部电路(未示出)连接至芯片14。在铜图样16上涂覆OSP膜18，以提高可焊性。重要的是，考虑到电可靠性和可焊性，形成亚微米级的适当厚度的OSP膜18。然而，由于OSP膜18形成于如图1b所示的铜图样16的粗糙表面(图1a中的放大的A部分)上，所以难以用非破坏性测量(例如光谱法)来测量OSP膜18的厚度。因此，常规地，OSP膜厚度通过如图2所示的间接的、破坏性分析来测量。参照图2，在S21中根据特定处理条件(例如，处理时间)，在衬底上形成厚度待测量的OSP膜。在此情况下，用于厚度测量的衬底在其上面形成有预定面积的铜图样，如现实当中所用到的那样，其表面粗糙度等于图1a中的铜膜的表面粗糙度。然后，在S23中用盐酸溶液将OSP膜完全溶解，制得有机溶液，然后在S25中对该有机溶液应用紫外线光谱法，以测量OSP材料的浓度。然后，在S27中基于测得的浓度(OSP材料的量)和OSP膜面积来计算OSP膜厚度。在S29中基于这些特定处理条件下制得的OSP膜厚度，来估算相同处理条件下实际生产的产品上的OSP膜的厚度。然而，上述厚度测量方法只不过是特定处理条件下所执行的可靠性较差的间接测量技术。此外，该厚度测量方法由于各个处理条件要求不同的厚度数据，所以变得复杂。
技术实现思路
本专利技术旨在解决现有技术的上述问题，因此本专利技术的一个目的在于提供了一种用于有机涂膜的厚度测量方法，更具体地，一种用于在具有较大表面粗糙度的金属焊盘(例如铜焊盘)上形成的亚微米级有机可焊保护膜的厚度测量方法。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种用于有机涂膜的厚度测量方法，所述方法包括以下步骤测量形成于第一金属表面上的至少一个参考有机涂膜的吸收光谱；由所述有机涂膜的吸收光谱来计算预定波长范围内的吸收强度；通过破坏性测量来测量所述参考有机涂膜的厚度；基于所述参考有机涂膜的吸收强度和测得的厚度来确定吸收强度与膜厚度之间的相关性；测量形成于第二金属表面上的、所要测量的有机涂膜的吸收光谱；由所要测量的有机涂膜的吸收光谱来计算所述预定波长范围内的吸收强度；以及基于吸收强度与膜厚度之间的相关性，来由所要测量的有机涂膜的吸收强度来计算其厚度。所要测量的有机涂膜可有利地可涂覆在由于蚀刻而具有高表面粗糙度的金属表面上，其中所述参考有机涂膜和所要测量的有机涂膜在金属上形成，具有在相等的蚀刻条件下产生的表面粗糙度。优选地，所述参考有机涂膜可以是有机可焊保护膜，以及其中所要测量的有机涂膜可以是形成于印刷电路板的铜图样上的有机可焊保护膜。优选地，所述参考有机涂膜可以包括多个参考有机涂膜，所述多个参考有机涂膜包含优选地以不同的量涂覆于单位表面面积上的有机材料。优选地，所述吸收光谱可通过红外线光谱法来测量，以及所述预定波长范围可对应于所述参考有机涂膜的主要成分的吸收峰值范围。在本专利技术的一个特定实施例中，通过破坏性测量来测量所述参考有机涂膜的厚度的步骤可包括溶解所述第一金属表面上的所述参考有机涂膜；分析所述溶液中的有机材料的浓度；以及基于分析出的浓度来计算所述参考有机涂膜的厚度，其中，分析所述溶液中的有机材料的浓度的步骤可通过红外线光谱法来进行。在本专利技术的另一个特定实施例中，所述厚度测量方法还可包括在高度抛光的晶片上形成均匀厚度的标准材料膜；测量所述标准材料膜的吸收光谱；由所述标准材料膜的吸收光谱来计算所述预定波长范围内的吸收强度；以及计算所述标准材料膜的吸收强度与所述有机涂膜的吸收强度之间的比率，其中，确定吸收强度与膜厚度之间的相关性的步骤确定了吸收强度的所述比率与膜厚度之间的相关性，以及其中，由其吸收强度来计算所要测量的有机涂膜的厚度的步骤基于所述标准材料膜的吸收强度与所要测量的有机涂膜的吸收强度之间的所述比率来计算所述有机涂膜的厚度。通过利用形成于光滑表面上的标准材料膜、基于由于金属表面粗糙度造成的厚度变化来测量有机涂膜的厚度，可以有效地减少由外部影响所导致的任何误差。在此情况下，所述晶片可以是硅晶片，所述标准材料可以是二萘嵌苯(perylene)，以及测量所述标准材料膜的吸收光谱的步骤可通过红外线光谱法来执行。附图说明通过下面结合附图的详细描述，可以更清楚地理解本专利技术的上述及其它的目的、特征和其它优点，附图中图1a是示出常规的芯片级封装的剖视图；图1b是示出图1a所示的芯片级封装的衬底的焊盘表面的剖视图；图2是示出用于OSP膜的常规厚度测量方法的流程图；图3a和图3b是示出本专利技术的用于有机涂膜的厚度测量方法的流程图；图4是示出根据本专利技术的一个优选实施例的用于有机涂膜的厚度测量方法的流程图；图5是示出可用于本专利技术的IR光谱仪系统的示意图；图6a是示出本专利技术的参考有机涂膜的IR吸收光谱的曲线图；图6b是示出本专利技术的参考有机涂膜的IR吸收强度与厚度之间的相关性的曲线图； 图7a是示出本专利技术的标准材料膜(例如，二萘嵌苯)的IR吸收光谱的曲线图；图7b是示出本专利技术的参考有机涂膜与标准材料膜的IR吸收强度比与参考有机涂膜厚度之间的相关性的曲线图；以及图8是示出本专利技术的对OSP膜的FIB分析估算的视图。具体实施例方式以下将参照附图给出本专利技术的详细描述。图3a和图3b是示出本专利技术的用于有机涂膜的厚度测量方法的流程图。可将本专利技术的用于有机涂膜的厚度测量方法细分为通过利用参考有机涂膜来计算吸收强度与厚度之间的相关性的过程(图3a)，和基于计算出的相关性来测量有机涂膜的厚度的过程(图3b)。首先，如图3a所示，本专利技术的厚度测量方法首先是在S31中测量参考金属表面上的参考有机涂膜的吸收光谱。此处，上面形成有参考有机涂膜的参考金属表面是具有预定金属表面面积的衬底。该金属表面与上面形成有实际上要测量的有机涂膜的金属表面处于相同条件之下。当实际要测量的有机涂膜是蚀刻的铜表面上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于有机涂膜的厚度测量方法，所述方法包括以下步骤：测量形成于第一金属表面上的至少一个参考有机涂膜的吸收光谱；由所述参考有机涂膜的吸收光谱来计算预定波长范围内的吸收强度；通过破坏性测量来测量所述参考有机涂膜的厚度； 基于所述参考有机涂膜的吸收强度和测得的厚度来确定吸收强度与膜厚度之间的相关性；测量形成于第二金属表面上的、所要测量的有机涂膜的吸收光谱；由所要测量的有机涂膜的吸收光谱来计算所述预定波长范围内的吸收强度；以及基 于吸收强度与膜厚度之间的所述相关性，由所要测量的有机涂膜的吸收强度来计算其厚度。

【技术特征摘要】
KR 2004-12-7 10-2004-01026101.一种用于有机涂膜的厚度测量方法，所述方法包括以下步骤测量形成于第一金属表面上的至少一个参考有机涂膜的吸收光谱；由所述参考有机涂膜的吸收光谱来计算预定波长范围内的吸收强度；通过破坏性测量来测量所述参考有机涂膜的厚度；基于所述参考有机涂膜的吸收强度和测得的厚度来确定吸收强度与膜厚度之间的相关性；测量形成于第二金属表面上的、所要测量的有机涂膜的吸收光谱；由所要测量的有机涂膜的吸收光谱来计算所述预定波长范围内的吸收强度；以及基于吸收强度与膜厚度之间的所述相关性，由所要测量的有机涂膜的吸收强度来计算其厚度。2.根据权利要求1所述的厚度测量方法，其中，所述参考有机涂膜和所要测量的有机涂膜在金属上形成，具有在相等的蚀刻条件下产生的表面粗糙度。3.根据权利要求1所述的厚度测量方法，其中，所述参考有机涂膜是有机可焊保护膜，以及其中，所要测量的有机涂膜是形成于印刷电路板的铜图样上的有机可焊保护膜。4.根据权利要求1所述的厚度测量方法，其中，所述参考有机涂膜包括多个参考有机涂膜，所述多个参考有机涂膜包括以不同的量涂覆于单位表面面积上的有机材料。5.根据权利要求1所述的厚度测量方法，其中，所述吸收光谱通过红外线光谱法来测量。6.根据权利要求1所述的厚度测量方法，其中，所述预定波长范围对应于所述参考有机涂膜的主要成分的吸收峰值范围。7.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔熙圣，李孝洙，金真暎，李熙珍，
申请(专利权)人：三星电机株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]