Wet etch post-process for promoting electroplating in Cu-TSV
Loading...
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Kemian tekniikan korkeakoulu |
Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Authors
Date
2023-10-10
Department
Major/Subject
Functional Materials
Mcode
CHEM3025
Degree programme
Master's Programme in Chemical, Biochemical and Materials Engineering
Language
en
Pages
80+8
Series
Abstract
Electronics are in a transitional phase where 2D electronics are losing their capability to keep up with Moore’s Law. 3D integration is the next step that allows the continuation to improve efficiency in electronics. Vital technology to stack the microchips on top of each other that have previously been placed side-by-side is through-wafer-interconnects. These vias allow chips to be electrically connected with short interconnect length and without the need for traditional wirebonding. This thesis aimed to explore the possibilities of wet etch process modification for copper filled TSVs to improve seed layer deposition and electroplating process steps. TSVs were fabricated by Bosch etch and post-process tests involved various mixtures of HF/HNO3 solutions. TSVs were characterized empty and filled with copper by optical and electron microscope to see post-process effect on via and modification effect on copper filling. Roughness improvement by wet etching proved to be challenging and better results are obtained by optimizing dry etch parameters for minimal roughness. Profile improvement proved to be successful and repeatable with more diluted HNA solutions.Elektroniikka on siirtymävaiheessa missä 2D-elektroniikka on menettämässä kykynsä ylläpitämään Mooren lakia. 3D-integraatio on seuraava askel, jonka avulla voidaan jatkaa elektroniikan tehokkuuden parantamista. Keskeinen tekniikka on piikiekkojen läpivienti, minkä avulla aikaisemmin vierekkäin sijoitetut mikrosirut voidaan pinota päällekkäin. Näiden läpivientien avulla sirut voidaan kytkeä sähköisesti lyhyellä liitäntäpituudella ja ilman perinteistä johdotusta. Tämän diplomityön tarkoituksena oli tutkia läpiviennin muokkauksen mahdollisuuksia märkäsyövytysprosessilla jolla voisi parantaa siemenkerroksen pinnoitusta ja galvanointiprosessilla kuparilla läpiviennin täyttämistä. Läpiviennit olivat niin sanotusti sokeita, jotka valmistettiin Bosch-prosessilla ja jälkikäsittelyyn testattiin erilaisia HF/HN O3 -liuoksia. Läpiviennit karakterisoitiin sekä tyhjinä että täytettynä kuparilla käyttäen optista- ja pyyhkäisyelektronimikroskooppia. Käyttäen molempia kuvantamiseen pystyttiin arvioimaan jälkiprosessoinnin vaikutus läpivientiin ja muokkauksen vaikutus kuparitäyttöön. Karheuden parantaminen märkäsyövytyksellä osoittautui haastavaksi ja parempia tuloksia saadaan optimoimalla kuivasyövytyksen parametrit minimaalisen karheuden saavuttamiseksi. Profiilin parantaminen osoittautui onnistuneeksi ja toistettavaksi laimennetummilla HNA-liuoksilla.Description
Supervisor
Franssila, SamiThesis advisor
Dekker, JamesKeywords
through-silicon-via, wet etching, profile, smoothness