一种用于玻璃通孔制造的新型密封重分布层方法
引用
文章标题：一种用于玻璃通孔制造的新型密封重分布层方法
作者：李世伟、张庚明、张庆云和陈冠能
期刊：IEEE 电子器件学报
数字对象标识符 (DOI)：10.1109/JEDS.2017.2649605
关键词
- 玻璃通孔 (TGV)
- 重分布层 (RDL)
- 玻璃中介层
- 自下而上电镀
- 密封重分布层 (RD)
- 铜填充电镀
- 可靠性
- 电气特性
- 成本效益
简介
本文介绍了一种用于玻璃通孔 (TGV) 制造的新型密封重分布层 (RDL) 方法，该方法通过同时集成铜填充电镀和底部 RDL，简化了传统的自下而上的工艺流程。
摘要
本文介绍了一种新颖的密封重分布层 (RDL) 方法，用于简化用于 3D 集成的玻璃中介层中玻璃通孔 (TGV) 的制造。传统的自下而上 TGV 制造工艺涉及多个步骤，包括铜 (Cu) 填充电镀和铜化学机械抛光 (CMP)，这些步骤成本高昂。该方法将铜填充电镀和底部 RDL 形成集成到一个自下而上的电镀步骤中。这消除了传统自下而上方法中沉积底部金属层通常需要的临时键合或连接技术。
密封 RDL 方法的工作原理如下：
- 在带有激光钻孔的玻璃基板上沉积阻挡/粘附层和铜种子层。
- 使用光刻技术定义 RDL 图案，并通过电镀形成 RDL 密封。
- 在随后自下而上对通孔进行铜电镀的过程中，抗蚀剂层可保护 RDL。
- 最后，去除光刻胶和阻挡层/种子层，完成带有RDL的TGV。
作者在玻璃基板上制作了直径为50 µm、深度为250 µm的TGV，以研究其所提方法的电气特性和可靠性。他们制作并测试了包括开尔文结构、梳状结构和菊花链结构在内的不同结构。结果表明：
- 低电阻：制作的TGV的电阻为3 mΩ，与理论值非常接近。具有多个TGV的菊花链结构的电阻也随TGV数量的增加而线性增加，表明其具有良好的集成性能。
- 优异的绝缘性：梳状结构中相邻TGV之间的漏电流小于1 nA，显著低于硅通孔(TSV)中观察到的典型漏电流。在不同电压偏置下，TGV的电容保持稳定在2 pF。
- 高可靠性：采用密封RDL方法制造的TGV在湿度和热循环测试中表现出卓越的可靠性。菊花链结构即使在高湿度（85%）和高温（130°C）下暴露48小时后仍能保持其线性电阻特性。在-40°C至125°C之间进行500次热循环后，该结构也表现出了更佳的电阻线性度。
作者总结道，密封RDL方法为制造用于3D集成的高性能玻璃中介层提供了一种经济高效的解决方案。该方法能够同时制造底部RDL和Cu填充镀层，无需使用昂贵的电镀添加剂和处理晶圆。
来源：https://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=7809077