A test method for filling effect of TSV copper plating belongs to the field of material preparation and connection. It includes steps 1: cutting and sampling TSV wafer samples after chemical mechanical polishing, and putting TSV samples from different areas on the wafer into crucible; step 2: then putting crucible into tubular furnace, and feeding argon into tubular furnace as protective gas; raising the temperature of tubular furnace to post-heat preservation at the rate of 10 C/min; closing the tubular furnace to heat preservation after the completion of the heat preservation process. The device keeps the sample in the quartz tube of the tube furnace under argon protection. Open the cover of the tube furnace and cool the quartz tube and TSV sample in it. Step 3: When the temperature in the tube furnace is lowered to room temperature, the sealed state of the quartz tube is removed, and the samples in the quartz tube are taken out and observed under the metallographic microscope. The method has the advantages of short analysis period, convenient and effective, low cost, and can save time and cost.
【技术实现步骤摘要】
一种TSV电镀铜填充效果的测试方法
本专利技术为一种检测TSV电镀铜填充效果的方法,属于材料制备与连接领域,使用有效且快捷的退火方法判断铜填充TSV的内部填充情况,可以降低时间以及人工成本。
技术介绍
随着电子产品向着微型化,多功能化的发展,集成电路中的互连形式面临更高密度电流、更快响应时间的挑战。TSV(ThroughSiliconVia,硅通孔)技术,作为一种新兴的互连技术,可以实现芯片垂直堆叠,是理论上具有更小体积以及最快的响应时间的互连形式,在2.5D、3D封装中扮演着重要角色。在TSV的制作过程中,将TSV孔用铜填充满对于三位集成电路TSV制程来说至关重要,电镀铜过程中出现的空隙可能造成潜在的电性能、热性能以及机械可靠性问题。电镀铜过程完成后,铜会在晶圆表面形成一层铜覆盖层,后续工艺过程中多采用CMP(ChemicalMechanicalPolishing,化学机械抛光)方法去除表面多余的铜。然而不论是电镀完成后,还是CMP完成后,TSV的顶部一直会被铜覆盖,导致实际的填充情况很难被观察。然而在对不同尺寸TSV电镀参数进行调试的过程中,却必须了解大量不同参数下TSV中铜的填充情况。因此,如何方便快捷的对TSV中电镀铜的填充情况有所了解就变得十分重要。目前常用的检测TSV中铜填充情况的方法主要有两种。一种是采用切片的方法,对晶圆不同区域内的TSV进行金相试样的制备,随后通过金相显微镜或者扫描电子显微镜对样品的形貌进行观察,对铜的填充情况进行判断。金相切片过程繁琐,取样后,需用树脂将样品包裹固封,随后对目标位置进行研磨抛光,如果对一个晶圆样品中取17 ...
【技术保护点】
1.一种TSV电镀铜填充效果的测试方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)将化学机械抛光后的TSV晶圆用金刚石刻刀切割取样,并将样品置于坩埚中;(2)将放有样品的坩埚置于管式炉中,开启真空阀门,打开真空泵抽真空至4pa以下,之后关闭真空阀门,关闭真空泵;在石英管中通入氩气作为保护气体,打开升温开关,以10℃/min的升温速度将管式炉中的温度升高至铜的蠕变温度,并在峰值温度保温30min;退火的峰值温度范围400℃到450℃。保温过程完成后,关闭管式炉加热装置,保持样品仍然在氩气保护下;打开管式炉保温炉盖,将石英管以及其中的TSV样品进行自然降温;(3)当管式炉中的温度降低至室温后,解除石英管的密封状态,将石英管中的样品取出,在金相显微镜下观察;TSV在经历退火后会发生电镀铜相对于基体硅的胀出现象;在金相观察过程中,若发现电镀铜表面发出金属光泽,铜胀出形式为局部胀出或者不胀出,局部胀出的高度范围为0.5μm以内;则TSV中电镀铜完成了无空洞填充。
【技术特征摘要】
1.一种TSV电镀铜填充效果的测试方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)将化学机械抛光后的TSV晶圆用金刚石刻刀切割取样,并将样品置于坩埚中;(2)将放有样品的坩埚置于管式炉中,开启真空阀门,打开真空泵抽真空至4pa以下,之后关闭真空阀门,关闭真空泵;在石英管中通入氩气作为保护气体,打开升温开关,以10℃/min的升温速度将管式炉中的温度升高至铜的蠕变温度,并在峰值温度保温30min;退火的峰值温度范围400℃到450℃。保温过程完成后,关闭管式炉加热装置,保持样品仍然在氩气保护下;打开管式炉保温炉盖,将石英管以及其中的TSV样品进行自然降温;(3)当管式炉中的温度降低至室温后,解除石英管的密封状态,将石英管中的样品取出,在金相显微镜下...
【专利技术属性】
技术研发人员:马立民,赵雪薇,王乙舒,郭福,
申请(专利权)人:北京工业大学,
类型:发明
国别省市:北京,11
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