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本文我們展示了一個(gè)使用純濕法方法的清潔過程的性能，光刻膠和側(cè)壁聚合物的去除是通過結(jié)合浸泡和使用環(huán)?；瘜W(xué)方法的高壓噴霧工藝來完成的，這減少了流程步驟的總數(shù)，從而降低了總體成本，先前的工作表明，物理分析，包括SEM、EDX和Auger，以及電氣測(cè)試，都需要確定清潔度，本研究的重點(diǎn)是電氣測(cè)試，以確定僅濕清潔的性能。
通過硅通(TSV)技術(shù)允許通過芯片垂直進(jìn)行電氣連接，當(dāng)集成到設(shè)計(jì)中時(shí)，該技術(shù)可用于減少互連長(zhǎng)度，減少軟件包的大小，并增加芯片之間的帶寬。在博世DRIE蝕刻過程中，這是通過交替進(jìn)行的腐蝕性蝕刻步驟和含氟聚合物沉積來完成的，各種清潔的工藝被用來從TSV中去除這種聚合物材料，我們展示了一個(gè)使用獨(dú)家濕式方法的新濕式清潔過程的性能，使用電氣測(cè)試進(jìn)行性能評(píng)估，并使用物理計(jì)量學(xué)進(jìn)行驗(yàn)證。
每個(gè)晶片在精確控制的條件下浸泡在加熱、循環(huán)、溶劑浸沒浴中，測(cè)序基于下游工藝時(shí)間，確保芯片浸泡時(shí)間相同，通過適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)性質(zhì)，浸泡時(shí)間允許光刻膠的溶解和去除側(cè)壁聚合物涂層，浸泡后，溶劑濕晶片被運(yùn)送到一個(gè)單晶片自旋工藝站，以完全去除殘留的光刻膠和側(cè)壁聚合物，高壓化學(xué)風(fēng)扇噴霧的使用增強(qiáng)了殘差的去除。沖洗過程確保了晶片的完全清潔和無顆粒。
工藝流程如圖2所示。正硅酸四乙酯(TEOS)薄膜首先沉積在(a)，蝕刻TSV與由臭氧/TEOS熱化學(xué)氣相沉積過程(c)，形成的氧化物排列銅屏障和種子膜被沉積，銅被電鍍到TSV(d)，中使用CMP去除TSV-Cu覆蓋層，并在TSV(e)上方形成單一大馬士革金屬。
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圖2
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)采用新的Veeco濕清潔代替現(xiàn)有的dHF/nh4OH：h2o2濕清潔，并代替灰和現(xiàn)有的濕清潔，去除灰分步驟可將RIE處理時(shí)間減少33%。POR是有記錄的過程。用電氣測(cè)試來評(píng)價(jià)清潔過程的性能，顯示了測(cè)試設(shè)置的示意圖。我們測(cè)量低壓下基底的泄漏電流，然后以階梯式斜坡電壓，以找到TSV介質(zhì)斷裂的電壓，在我們的標(biāo)準(zhǔn)配置中，正電壓施加于CuTSV，我們使用光學(xué)照明產(chǎn)生少數(shù)載流子，并增加一個(gè)延遲，允許tsv氧化物硅電容器為充電。
使用表中的配方表對(duì)5x50tev處理的步驟進(jìn)行清洗。研究了三種不同的浸泡時(shí)間，每次進(jìn)行兩種沖洗過程，變化總共運(yùn)行了三次，此外，使用我們的POR并行處理五片晶，在沒有濕清潔的情況下處理兩片，圖2顯示了在5v時(shí)從tsv到晶片背面的泄漏電流，每個(gè)分裂的細(xì)胞使用條形和胡須圖顯示，在每個(gè)晶圓上測(cè)量了32個(gè)直徑，用于分裂細(xì)胞的所有晶圓都被結(jié)合在棒狀體和晶須中。
沒有濕清洗的分裂細(xì)胞與使用我們的標(biāo)準(zhǔn)SC1和高頻清洗的晶片類似，這表明TSVis中的聚合物主要通過灰分過程去除，與標(biāo)準(zhǔn)工藝晶圓相比，在Veeco清洗過的晶圓均顯示有泄漏電流的微小增加，浸泡時(shí)間和沖洗過程不影響可重復(fù)方式的泄漏電流測(cè)量。
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圖5
擊解波電壓如圖5所示,PORsplit電池中所有死亡設(shè)備的故障電壓均大于100v,所有沒有清潔工藝的模具都在60v前失敗了,在Veeco清洗的薄片有一些模具在100v以下出現(xiàn)故障，隨著清潔時(shí)間的增加，有更好的性能的趨勢(shì)。在Veeco清洗過的晶圓的性能稍好，這表明有一些材料需要去除。在Veeco清洗的晶圓與POR晶圓有相似的泄漏，外圍模具具有較低的測(cè)量電流,浸泡時(shí)間對(duì)泄漏電流的影響不大,無灰點(diǎn)2x40的故障電壓,隨著清潔時(shí)間的增加，外圍模具顯示出性能更好的趨勢(shì)。
電氣和物理分析表明，Veeco濕清潔可以從tsv中去除光刻膠和側(cè)壁聚合物殘留物。Veeco濕清洗過程已經(jīng)證明了基于泄漏電流和介電擊穿電壓與POR相似的結(jié)果，同時(shí)消除了灰分，這是等離子體過程的重要組成部分。數(shù)據(jù)中的額外擴(kuò)展代表了大晶圓間和晶圓內(nèi)的變化，這可能是由于演示工具的手動(dòng)特性以及從演示站點(diǎn)發(fā)運(yùn)和返回晶圓所需的額外時(shí)間?？偟膩碚f，Veeco濕清潔工藝顯示了等效電氣結(jié)果，通過消除等離子體灰降低了成本。