硅通孔(TSV)鍍銅填充技術(shù)研究.pdf

1、為了滿足電子產(chǎn)品更輕、更小、更薄、功能性更強(qiáng)的社會需求，發(fā)展3D封裝技術(shù)勢在必行。其中，使用硅通孔方式將芯片之間連接的一種新技術(shù)TSV既是其中之一。通過TSV的連接，可將芯片連接長度縮短到芯片厚度，使邏輯模塊之間的連接變成垂直堆疊，進(jìn)而顯著縮短模塊之間的互連線長度。
　　TSV技術(shù)的關(guān)鍵工序之一是 TSV電鍍填充。TSV電鍍因?yàn)槠涮畛鋾r(shí)間較長、電鍍面銅厚、電鍍CMP工藝難以控制以及電鍍?nèi)毕萋矢叩葐栴}，導(dǎo)致TSV一直難以大規(guī)模推廣，

2、也因此使得TSV電鍍成本一直居高不下。所以，能夠獲得電鍍面銅薄、填充速度快的TSV電鍍方式，一直以來都是TSV電鍍研究者們所急切希望的。Bottom-up填充可以通過填充方式的改變顯著提高TSV填充速度。同時(shí)，Bottom-up填充的也是形成TSV電鍍薄面銅（overburden）的一個(gè)關(guān)鍵過程。
　　本課題討論了TSV的填充方式：Conformal填充和Bottom-up填充的的特點(diǎn)及優(yōu)劣勢，確定了Bottom-up填充相對于C

3、onformal填充具有填充時(shí)間短和電鍍面銅薄等優(yōu)勢，為 TSV技術(shù)工業(yè)化應(yīng)用提供了解決辦法。同時(shí)明確了 TSV電鍍的檢測方法,主要包括橫截面研磨，X射線，F(xiàn)IB和 Top-down的研磨方法。其中，Top-down的研磨檢測方法能夠檢查出TSV填充準(zhǔn)確情況。
　　本文通過對電鍍添加劑基礎(chǔ)性能和添加劑實(shí)際電鍍效果的對比和分析，發(fā)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)TSV Bottom-up填充的關(guān)鍵是電鍍體系中的抑制特性。基于該原理，成功開發(fā)出了實(shí)現(xiàn) TSV

4、Bottom-up填充的抑制劑SYS3360S，并通過 DOE實(shí)驗(yàn)對影響其填充效果的添加劑種類及含量進(jìn)行了研究，同時(shí)對銅離子濃度、酸度、氯離子濃度進(jìn)行了考察，研究發(fā)現(xiàn)鍍液中的各因素對填孔結(jié)果均存在較大的影響，各項(xiàng)工藝參數(shù)均需控制在合理的工藝范圍內(nèi)才能得到無缺陷電鍍結(jié)果，通過優(yōu)化最終我們得出實(shí)現(xiàn)bottom-up填充的添加劑UPT3360及基礎(chǔ)電鍍也比例。
　　本文還對影響TSV電鍍的電流密度、擴(kuò)散時(shí)間及整片電鍍工藝參數(shù)的設(shè)定進(jìn)行了