Copper Via Filling Using Organic Additives and Wave Current Electroplating

유기물 첨가제와 펄스-역펄스 전착법을 이용한 구리 Via Filling에 관한 연구

Copper deposition studies have been actively studied since interests on 3D SiP were increased. The defects inside via can be easily formed due to the current density differences on entrance, bottom and wall of via. So far many different additives and current types were discussed and optimized to obtain void-free copper via filling. In this research acid cupric sulfate plating bath containing additives such as PEG, SPS, JGB, PEI and wave current applied electroplating were examined. The size and shape of grain were influenced by the types of organic additives. The cross section of specimen were analyzed by FESEM. When PEI was added, the denser copper deposits were obtained. Electroplaing time was reduced when 2 step via filling was employed.

반도체 소자의 집적도가 높아짐에 따라 3D SiP에 대한 관심이 높아지고 전기도금법을 이용한 구리 via filling이 활발히 연구되어왔다. Via filling시 via 입구와 바닥에 전류밀도 차이로 인해 via 내부에 결함이 발생하기 쉽다. 여러 가지 유기물 첨가제와 전류인가 방식의 변화를 통한 via filling을 하였다. 첨가된 유기물은 PEG, SPS, JGB, PEI를 사용하였다. 유기물이 첨가된 용액을 이용하여 펄스와 역펄스 방법을 이용하여 via filling을 하였다. 유기물의 첨가에 따른 도금된 구리 입자의 크기 및 형상에 관하여 고찰하였으며 도금 후 via 시편의 단면을 FESEM으로 관찰하였다. JGB에 비하여 PEI를 사용한 경우 치밀한 도금층을 얻을 수 있었다. 2 step via filling을 사용한 경우 via filling 시간을 단축시킬 수 있었다.