超细直径低温TSV技术：新型聚合物衬套偏心旋转涂层

"这篇研究论文详细探讨了超细直径低温TSV技术的聚合物衬套偏心旋转涂层的开发，该技术适用于具有更严格热预算的via-middle/via-last工艺。通过采用低成本、低温度的工艺流程，包括聚酰亚胺衬套的离心涂布、无电镀镍阻挡层/种子层以及电镀铜，成功制造出直径为3微米、高深径比为15的TSV。此外，提出了一种创新的偏心旋转涂布技术，显著提高了晶圆级均匀性，并降低了靠近晶圆中心位置的孔隙底部绝缘层的厚度。实验结果显示，所制备的TSV具有低耗尽电容（33fF）、低漏电流（2.2pA@20V）以及在400°C退火后仍保持良好的铜扩散阻挡性能，证明了该技术在高密度应用中的可行性。" 在这篇研究论文中，作者专注于超细直径（3微米）的TSV（硅通孔）技术，这种技术在半导体领域对于提高集成电路的集成度和性能至关重要。TSV允许在三维集成电路中实现垂直互连，从而减少芯片间的延迟和功耗。为了实现这些微小尺寸的TSV，研究人员开发了一种低温工艺流程，包括使用聚酰亚胺作为衬套材料，通过离心涂布来形成衬套，然后进行无电镀镍阻挡层和种子层的沉积，最后是铜的电镀。 传统的旋转涂布方法可能导致晶圆表面涂层不均匀，尤其是在接近晶圆中心的位置。因此，研究人员提出了一个新颖的偏心旋转涂布技术，旨在改善这一问题，提高整个晶圆上的涂层一致性，同时减小TSV底部的绝缘层厚度。这种改进的涂布技术对于确保TSV的质量和性能至关重要，因为均匀的涂层可以防止潜在的电气短路和可靠性问题。 论文的实验结果表明，采用这种新方法制造的TSV具有优异的电性能和热稳定性。低的耗尽电容（33fF）意味着TSV在高频操作下能保持高效，而低漏电流（2.2pA@20V）则确保了较低的功率损耗。此外，TSV在经过高温处理（400°C）后仍能有效阻止铜的扩散，这表明其在高温环境下的稳定性良好，适合于需要多次热处理的先进封装工艺。 这项研究对于推动TSV技术的发展具有重要意义，特别是在满足下一代高密度封装和更严格的热预算要求方面。偏心旋转涂层技术的创新应用，不仅提升了TSV的制造质量，也拓宽了其在电子设备和系统中的应用前景。