用硅蚀刻和湿法清洗开发高产量的硅通孔工艺

引言

本文报道了TSV过程的细节。还显示了可以在8-in上均匀地形成许多小的tsv(直径:6 m，深度:22 m)。通过这种TSV工艺的晶片。研究了TSV的电学特性，结果表明TSV具有低电阻和低电容；小的TSV-硅漏电流和大约83%的高TSV产率。

介绍

使用无切口硅蚀刻和第一金属层的湿法清洗的最后通孔TSV工艺使用无切口硅蚀刻和第一金属层的湿法清洗的最后通孔TSV工艺的流程图。在这项研究中，最初的晶圆是8英寸。采用0.22微米CMOS技术制造的三层Al–Cu布线硅片。首先，8英寸的切边。

图二，使用无切口硅蚀刻和第一金属层的湿法清洗的最后通孔TSV工艺的流程图。

并且支撑玻璃用紫外线固化胶粘合。通过使用自动研磨机/抛光机进行硅研磨和硅化学机械抛光(CMP ),将晶片厚度减薄至约28 μm。通过自动TTV功能，减薄晶片的总厚度变化(TTV)被控制在小于2 μm。

进行了湿法清洗。这是因为湿法清洗过程是在空气气氛中进行的。这种氧-铝键谱可以通过真空中的Ar离子清洗去除。

tsv的电气特性

评估了本研究中提出的通过TSV工艺形成的tsv的以下基本电特性:

(a) TSV电阻，(b)TSV-硅泄漏电流，(c)TSV-硅电容，以及(d) TSV成品率。它们是使用精密半导体参数分析仪和精密LCR计(是德科技4284A)测定的。

TSV抵抗运动

通过使用开尔文图案来评估TSV电阻 以及当施加0和10 mA之间的different输入电流时，测量TSV和第一金属层之间的电压值。

显示了使用和不使用湿法清洗时的TSV电阻测量结果。没有湿法清洗，发现TSV阻力

TSV收益率

使用116个TSV链模式来评估TSV产量. 每个TSV链模式包括20，000个tsv。

数字13 示出了TSV链图案中tsv的数量和电阻之间的关系的示例。TSV链成功连接到20，000个TSV，并且TSV链图案中每个节点的平均电阻较低。作为20，000个TSV的平均值获得的TSV链电阻的可接受质量水平被设置为低于0.2ω/节点。在8英寸的情况下，TSV产量被确定为83%。即使每个芯片使用20，000个tsv。这一数值高于之前的一项研究。

结论

在这项工作中，开发了具有无切口硅蚀刻和第一金属层湿法清洗的最后通孔TSV工艺。硅和二氧化硅之间的界面上的缺口是通过优化深硅蚀刻条件来抑制。用有机碱性溶液湿法清洗第一金属层，以去除第一金属层上的污染物。一些小型TSVs直径:6米；TSV深度:22米；tsv的数量:20，000个/芯片)。发现tsv具有良好的电特性，在8英寸上具有高产量(83%)。威化。

因此，这种最后通孔TSV工艺在促进具有许多小tsv的高性能3D系统的开发方面显示出巨大的潜力。