$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

Wafer 레벨에서의 위치에 따른 TSV의 Cu 충전거동
Cu-Filling Behavior in TSV with Positions in Wafer Level 원문보기

마이크로전자 및 패키징 학회지 = Journal of the Microelectronics and Packaging Society, v.21 no.4, 2014년, pp.91 - 96  

이순재 (서울시립대학교 신소재공학과) ,  장영주 (서울시립대학교 신소재공학과) ,  이준형 (서울시립대학교 신소재공학과) ,  정재필 (서울시립대학교 신소재공학과)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

TSV기술은 실리콘 칩에 관통 홀(through silicon via)을 형성하고, 비아 내부에 전도성 금속으로 채워 수직으로 쌓아 올려 칩의 집적도를 향상시키는 3차원 패키징 기술로서, 와이어 본딩(wire bonding)방식으로 접속하는 기존의 방식에 비해 배선의 거리를 크게 단축시킬 수 있다. 이를 통해 빠른 처리 속도, 낮은 소비전력, 높은 소자밀도를 얻을 수 있다. 본 연구에서는 웨이퍼 레벨에서의 TSV 충전 경향을 조사하기 위하여, 실리콘의 칩 레벨에서부터 4" 웨이퍼까지 전해 도금법을 이용하여 Cu를 충전하였다. Cu 충전을 위한 도금액은 CuSO4 5H2O, H2SO4 와 소량의 첨가제로 구성하였다. 양극은 Pt를 사용하였으며, 음극은 $0.5{\times}0.5 cm^2{\sim}5{\times}5cm^2$ 실리콘 칩과 4" 실리콘 wafer를 사용하였다. 실험 결과, $0.5{\times}0.5cm^2$ 실리콘 칩을 이용하여 양극과 음극과의 거리에 따라 충전률을 비교하여 전극간 거리가 4 cm일 때 충전률이 가장 양호하였다. $5{\times}5cm^2$ 실리콘 칩의 경우, 전류 공급위치로부터 0~0.5 cm 거리에 위치한 TSV의 경우 100%의 Cu충전률을 보였고, 4.5~5 cm 거리에 위치한 TSV의 경우 충전률이 약 95%로 비아의 입구 부분이 완전히 충전되지 않는 경향을 보였다. 전극에서 멀리 떨어져있는 TSV에서 Cu 충전률이 감소하였으며, 안정된 충전을 위하여 전류를 인가하는 시간을 2 hrs에서 2.5 hrs로 증가시켜 4" 웨이퍼에서 양호한 TSV 충전을 할 수 있었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Through silicon via (TSV) technology is to form a via hole in a silicon chip, and to stack the chips vertically for three-dimensional (3D) electronics packaging technology. This can reduce current path, power consumption and response time. In this study, Cu-filling substrate size was changed from Si...

주제어

AI 본문요약
AI-Helper 아이콘 AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • , 실제 TSV 생산 중에 사용되는 웨이퍼 레벨에서의 충전거동에 관한 연구는 미흡한 상황이다. 따라서 본 연구에서는 웨이퍼 레벨에서의 양호한 TSV충전을 위하여 웨이퍼의 위치에 따른 충전 거동에 관하여 알아보고자 한다.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
레이저드릴링(Laser drilling)기법은 어떻게 진행되는가? 용한 레이저드릴링(Laser drilling)기법도 사용된다.4,5) 실리콘 웨이퍼에 비아가 형성된 후에는 스퍼터링을 통하여 Cu 또는 Au 시드층(seed layer)을 형성한 후, 통상 대량생산에 용이한 전해도금을 이용하여 비아 내부에 Cu를 충전한다.14) 비아 내부의 Cu 충전은 도금액 성분, 전류밀도, 전류 파형, 도금 시간, 온도 등에 따라 충전 거동이 달라지며, 최근 이러한 충전 거동을 분석하는 연구가 다방면으로 이루어 지고 있다.
TSV기술이란? TSV기술은 실리콘 칩에 관통 홀(through silicon via)을 형성하고, 비아 내부에 전도성 금속으로 채워 수직으로 쌓아 올려 칩의 집적도를 향상시키는 3차원 패키징 기술로서, 와이어 본딩(wire bonding)방식으로 접속하는 기존의 방식에 비해 배선의 거리를 크게 단축시킬 수 있다. 이를 통해 빠른 처리 속도, 낮은 소비전력, 높은 소자밀도를 얻을 수 있다.
전자 제품들에 사용되는 칩에 요구되는 특성은? 최근 카메라, 노트북, 스마트폰과 같은 전자 제품들이 경박단소화 되고, 이때 사용되는 칩은 고밀도화와 고기능화를 통한 고집적화를 요구하게 되었다. 그러나 칩의 배선폭을 줄여 집적도를 향상시키는 방법은 물리적 한계에 도달 하게 되면서, 칩을 3차원적으로 적층하여 칩의 집적도를 항샹시키는 3차원 패키징(3-Dimensional packaging) 관련 연구가 활발히 진행되고 있다.
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (15)

  1. J. H. Lau, "Evolution, challenge, and outlook of TSV, 3D IC integration and 3d silicon integration", Advanced Packaging Materials (APM), Xiamen, 462, IEEE (2011). 

  2. P. Garrou, C. Bower and P. Ramm, "Handbook of 3D integration, Technology and Application of 3D Integrated Circuits", Volume 1, pp.22-35, John Wiley & Sons., (2008). 

  3. S. P. Robert, "Three-Dimensional Integrated Circuits and the Future of System-on-Chip Designs", Proceeding of the IEEE, 94(6), 1214 (2006). 

  4. J. H. Jun, I. R. Kim, M. Mayer, Y. N. Zhou, S. B. Jung and J. P. Jung, "A New Non-PRM Bumping Process by Electroplating on Si Die for Three Dimensional Packaging", Materials Transactions., 51(10), 1887 (2010). 

  5. I. H. Jeong, D. H. Jung, K. S. Shin, D. S. Shin and J. P. Jung, "Electrical Characteristics and Thermal Shock Properties of Cu-Filled TSV Prepared by Laser Drilling", Electrical Materials Letters, 9(4), 389 (2013). 

  6. K. Y. K. Tsui, S. K. Yau, V. C. K. Leung, P. Sun and D. X. Q. Shi, "Parametric Study of Electroplating-based Via-filling Process for TSV Applications", International Conference on Electronic Packaging Technology and High Density Packaging (ICEPT-HDP), Beijing, 23, IEEE (2009). 

  7. L. Hofmann, R. Ecke, S. E. Schulz, T. Gessner, "Investigations regarding Through Silicon Via filling for 3D integration by Periodic Pulse Reverse Plating with and without additives", Microelectronic Engineering, 88(5), 705 (2011). 

  8. J. A. T. Norman, M. Perez, S. E. Schulz, T. Waechtler, "New precursors for CVD copper metallization", Microelectronic Engineering, 85(10), 2159 (2008). 

  9. Q. Li, H. Ling, H. Cao, Z. Bian, M. Li and D. Mao, "Through silicon via Filling by Copper Electroplating in Acidic Cupric Methanesulfonate Bath", International Conference on Electronic Packaging Technology and High Density Packaging (ICEPT-HDP), Beijing, 68, IEEE (2009). 

  10. S. C. Hong, W. J. Kim and J. P. Jung, "High-Speed Cu filling into TSV and Non-PR Bumping for 3D chip Packaging", J. Microelectron. Packag. Soc., 18(4), 49 (2011). 

  11. S. C. Hong, W. G. Lee, W. J. Kim, J. H. Kim and J. P. Jung, "Reduction of defects in TSV filled with Cu by high-speed 3-step PPR for 3D Si chip stacking", Microlectronics Reliability, 51(12), 2228 (2011). 

  12. E. H. Choi, Y. S. Lee and S. K. Rha, "Effects of current Density and Organic Additives on Via Copper Electroplating for 3D Packaging", Kor. J. Mater Res., 22(7), 374 (2012). 

  13. S. C. Hong, S. Kumar, D. H. Jung, W. J. Kim and J. P. Jung, "High Speed Cu-Ni Filling into TSV for 3-Dimensional Si Chip Stacking", Met. Mater. Int., 19(1), 123 (2013). 

  14. J. H. Lee, Y. S. Koo, K. T. Kim and M. W. Jung, "The Effects of Levelers on Electrodeposition of Copper in TSV Fillig", J. Microelectron. Packag. Soc., 19(2), 55 (2012). 

  15. E. S. Kim, M. J. Lee, S. D. Kim and S. E. K. Kim, "Ti/Cu CMP process for wafer level 3D integration", J. Microelectron. Packag. Soc., 19(3), 37 (2012). 

저자의 다른 논문 :

관련 콘텐츠

오픈액세스(OA) 유형

GOLD

오픈액세스 학술지에 출판된 논문

저작권 관리 안내
섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로