펄스-역펄스 전착법을 이용한 SiP용 via의 구리 충진에 관한 연구

Electroplating of Copper Using Pulse-Reverse Electroplating Method for SiP Via Filling

SiP의 3D패키지에 있어서 구리도금은 매우 중요한 역할을 한다 이러한 구리 도금의 조건을 알아보기 위하여 조건이 다른 전해질에서 전기화학적 I-V특성을 분석하였다. 첨가제로 억제제와 촉진제의 특성을 분석하였다. 3D 패키지에 있어서 직경 50, 75, $100{\mu}m$의 via를 사용하였다. Via의 높이는 $100{\mu}m$로 동일하였다. Via의 내부는 확산방지층으로 Ta을 전도성 씨앗층으로 Cu를 magnetron 스퍼터링 방법으로 도포하였다. 직류, 펄스, 펄스-역펄스 등 전류의 파형을 변화시키면서 구리 도금을 하였다. 직류만 사용하였을 경우에는 결함 없이 via가 채워지지 않았으며 펄스도금을 한 경우 구리 충진이 개선을 되었으나 결함이 발생하였다. 펄스-역펄스를 사용한 경우 결함 없는 구리 충진층을 얻을 수 있었다.

Electroplating copper is the important role in formation of 3D stacking interconnection in SiP (System in Package). The I-V characteristics curves are investigated at different electrolyte conditions. Inhibitor and accelerator are used simultaneously to investigate the effects of additives. Three different sizes of via are tested. All via were prepared with RIE (reactive ion etching) method. Via's diameter are 50, 75, $100{\mu}m$ and the height is $100{\mu}m$. Inside via, Ta was deposited for diffusion barrier and Cu was deposited fer seed layer using magnetron sputtering method. DC, pulse and pulse revere current are used in this study. With DC, via cannot be filled without defects. Pulse plating can improve the filling patterns however it cannot completely filled copper without defects. Via was filled completely without defects using pulse-reverse electroplating method.