[发明专利]一种基于铜纳米棒的铜锡铜键合工艺及结构

摘要

本发明公开了一种基于铜纳米棒的铜锡铜键合工艺及结构，该工艺包括：在基片表面依次沉积绝缘层、粘附层和种子层；在种子层上旋涂一层光刻胶，并在光刻胶上制作圆孔；在圆孔中电镀铜获得铜凸点；去除光刻胶，并去除暴露的种子层和粘附层；在铜凸点表面及四周旋涂光刻胶，然后暴露铜凸点上表面；利用上述步骤得到两组基片单元，一组基片单元的铜凸点上电镀锡凸点，并去除光刻胶；另一组基片单元的铜凸点上沉积铜纳米棒，并去除光刻胶；通过热压方式将将两组基片单元键合。所述铜锡铜键合结构由上述键合工艺获得。本发明将铜纳米棒应用于铜锡铜键合，能有效降低键合温度并得到紧密的键合面，制备工艺简单可控，成本低，具有极大的应用价值。

主权项

1.一种基于铜纳米棒的铜锡铜键合工艺，其特征在于，该铜锡铜键合工艺在铜凸点表面利用倾斜溅射法沉积铜纳米棒，再基于铜纳米棒降低互连部分熔点及对键合共面性的要求，实现面向三维微互连的低温铜锡铜键合，将键合温度降至锡熔点以下仍能得到紧密的键合界面，键合温度最低降至60℃，该工艺还能降低对键合环境的要求，从真空或惰性气体降至空气环境，以减少键合过程产生的热变形和热应力，该工艺包括如下步骤：1)在基片表面依次沉积绝缘层、粘附层和种子层；2)在所述种子层上旋涂一层光刻胶，并在所述光刻胶上制作圆孔；3)在所述圆孔中电镀铜，得到铜凸点；4)去除所述光刻胶，利用湿法或干法腐蚀工艺去除暴露的种子层和粘附层；5)在铜凸点表面及四周旋涂一层光刻胶，利用光刻工艺暴露铜凸点的上表面；6)利用步骤1)～5)得到两组结构相同的基片单元，在其中一组基片单元的铜凸点上表面电镀锡凸点，并去除光刻胶；在另一组基片单元的铜凸点上表面利用倾斜溅射法沉积铜纳米棒，并去除光刻胶；铜纳米棒的沉积工艺为：基片和靶材的夹角85°，溅射时间20min～40min，获得直径为100nm～200nm，垂直方向高度为300nm～600nm的倾斜分布的铜纳米棒，且铜纳米棒表面具有直径为10nm‑20nm的微小铜纳米结构；7)通过热压方式将所述锡凸点与所述铜纳米棒键合，以此方式，实现两组基片单元的键合。