面向3D封裝的Cu-Sn-Ni-Cu互連微結(jié)構(gòu)的制備與表征.pdf

1、在細(xì)間距封裝和3D封裝中，銅柱（Cupillars)互連作為一種有可能替代焊點(diǎn)互連的技術(shù)，以其優(yōu)異的機(jī)械性能和抗電迀移性能，成為當(dāng)前研宄的熱點(diǎn)。目前采用熱壓鍵合工藝制備Cu-Sn-Cu互連凸點(diǎn)成為研宄Cu柱互連微結(jié)構(gòu)電迀移性能的主要制備工藝。然而，熱壓鍵合工藝對(duì)電鍍獲得的Cu-Sn柱表面平整度要求較高，且鍵合過(guò)程中形成脆性金屬間化合物（Intermetallic compound，IMC)，對(duì)互連凸點(diǎn)的可靠性存在較大影響。而且，隨著互連

2、凸點(diǎn)尺寸的進(jìn)一步降低，對(duì)熱壓鍵合的工藝參數(shù)選擇提出了更高要求。因此，針對(duì)Cu柱互連微結(jié)構(gòu)的電迀移性能的研宄，亟需研發(fā)新的互連微結(jié)構(gòu)的制備工藝。
　　在本論文中，首先采用光刻和連續(xù)電鍍工藝制備了直徑10-40μm的Cu-Sn-Ni-Cu互連柱，分別研宄Cu柱、Cu-Sn柱、Cu-Sn-Ni柱和Cu-Sn-Ni-Cu柱的幾何形貌和表面形貌，分析制備過(guò)程中互連柱的生長(zhǎng)及表面形貌變化規(guī)律，并對(duì)電鍍獲得的Cu-Sn柱和Cu-Sn-Ni-Cu

3、柱的界面進(jìn)行分析。
　　基于所制備的Cu-Sn-Ni-Cu柱，采用連續(xù)電鍍和三次光刻工藝設(shè)計(jì)并制備Cu-Sn-Ni-Cu互連微結(jié)構(gòu)，包括底層互連線、中間層Cu-Sn-Ni-Cu柱和頂層互連線微結(jié)構(gòu)，并在頂層互連線制備中引入濺射Cu層作為中間層光刻膠的顯影阻擋層，從而獲得了一種新的具有良好電氣性能的互連微結(jié)構(gòu)。
　　結(jié)合所制備的Cu-Sn-Ni-Cu互連微結(jié)構(gòu)的實(shí)際幾何參數(shù)，采用多物理場(chǎng)耦合模擬方法，分析電迀移測(cè)試條件下互連微