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清华大学学报(自然科学版)  2014, Vol. 54 Issue (1): 78-83    
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硅晶圆上窄节距互连铜凸点
刘子玉1,蔡坚1,2(),王谦1,程熙云1,石璐璐1
2. 清华大学信息科学与技术国家重点实验室(筹), 北京 100084
Copper bumping for fine pitch interconnections
Ziyu LIU1,Jian CAI1,2(),Qian WANG1,Xiyun CHENG1,Lulu SHI1
1. Institute of Microelectronics, Tsinghua University, Beijing, 100084, China
2. Tsinghua National Laboratory for Information Science and Technology, Beijing, 100084, China
全文: PDF(2858 KB)   HTML
输出: BibTeX | EndNote (RIS)       背景资料
文章导读  
摘要 

为了满足日益减小的互连节距需求,该文研究了晶圆上窄节距铜凸点的成型技术。铜凸点成型主要包括溅射凸点下金属化层(under bump metallization, UBM)、 厚胶光刻、电镀、去胶、刻蚀UBM等。通过研究甩胶、前烘、曝光、显影、后烘等技术参数,优化了正性光刻胶AZ4620的厚胶光刻工艺,并通过理论分析验证了其合理性。同时,进行了湿法腐蚀和干法刻蚀UBM的对比实验,得到了用于超窄节距凸点去除UBM的不同方法。最终获得了节距20 μm、 直径10 μm、 高度10 μm的凸点,侧壁垂直度达到83.95°; 并采用剪切力测试方法表征晶圆上铜凸点强度的分布特点,得到剪切强度接近体材料的剪切强度。

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刘子玉
蔡坚
王谦
程熙云
石璐璐
关键词 厚胶光刻铜凸点窄节距互连    
Abstract

Fine pitch copper bumping on wafers was characterized to meet the demand for smaller interconnections. Electroplating copper bumping involves under bump metallization (UBM) sputtering, thick photoresist, copper electroplating, photoresist removal and UBM etching. The spin coating, soft baking, exposure, developing and post exposure baking of AZ4620 thick photoresist were optimized theoretically. Wet and dry UBM etching are also compared. Copper bumps were fabricated with a 20 μm pitch, 10 μm diameter and 10 μm height with a 83.95° sidewall. The wafer level copper strength uniformity was also checked by shear testing.

Key wordsthick photoresist    copper bumping    fine pitch interconnection
收稿日期: 2013-06-03      出版日期: 2015-04-16
ZTFLH:     
基金资助:国家科技重大专项 (2011ZX02709)
引用本文:   
刘子玉, 蔡坚, 王谦, 程熙云, 石璐璐. 硅晶圆上窄节距互连铜凸点[J]. 清华大学学报(自然科学版), 2014, 54(1): 78-83.
Ziyu LIU, Jian CAI, Qian WANG, Xiyun CHENG, Lulu SHI. Copper bumping for fine pitch interconnections. Journal of Tsinghua University(Science and Technology), 2014, 54(1): 78-83.
链接本文:  
http://jst.tsinghuajournals.com/CN/  或          http://jst.tsinghuajournals.com/CN/Y2014/V54/I1/78
  铜凸点的制备流程
实验设计 晶圆尺寸 甩胶转速 前烘时间 二次甩胶 二次前烘时间 曝光模式 后烘方式 后烘时间
mm r·min-1 min r·min-1 min min
1 100 2 000 2 硬接触 热板 2
2 100 4 000 2 4 000 4 硬接触 热板 2
3 100 4 000 3 4 000 4 低真空 烘箱 30
4 100 4 000 4 4 000 4 低真空 甩干 2
  节距为20 μm铜凸点制备中厚胶光刻工艺研究实验设计
  台阶仪对光刻胶厚度进行测试
  旋转液滴铺展的不同阶段[10]
  光刻图形形貌
  后烘力学分析图
  凸点形貌观察
  剪切力测试
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