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Stress Simulation of Cu/Sn to BCB hybrid bonding

Stress Simulation of Cu/Sn to BCB hybrid bonding. 學生 : 張志丞 指導教授 : 陳冠能教授. Cu TSVwith Cu/Sn Bump 基本結構. 5M Pa. BCB. 示意圖. 模擬結構圖. 提供 5M Pa 的下壓力道測試所受熱應力變化 提供從室溫 (25 ℃ )~250 ℃ 測試所受熱應力變化. TSV with Cu/Sn bump 模擬結果. 在 2M Pa 下壓力產生的結果. Max:2.332e8. Max : 2.332×10 8 Pa

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Presentation Transcript

  1. Stress Simulationof Cu/Sn to BCB hybrid bonding 學生 : 張志丞 指導教授 : 陳冠能教授

  2. Cu TSVwith Cu/Sn Bump基本結構 5M Pa BCB 示意圖 模擬結構圖 • 提供5M Pa的下壓力道測試所受熱應力變化 • 提供從室溫(25℃ )~250℃ 測試所受熱應力變化

  3. TSVwith Cu/Sn bump模擬結果 在2M Pa 下壓力產生的結果 Max:2.332e8 Max : 2.332×108 Pa Min : 5.1878 ×105 Pa 在Si和TSV交界有最大應力變化 在25 ℃~250 ℃產生的結果 Max:1.116158e9 Max : 1.116158×109Pa Min : 1.752157×106Pa 在Si和TSV交界有最大應力變化

  4. Scallop 結構 Si/ oxide / TiN / Cu TSV (474nm/72nm) 52nm 329nm 在製作TSV的蝕刻過程中會產生Scallop狀的缺陷，模擬在這樣 的結構下從溫度-40 ℃~250 ℃下對結構的影響

  5. Scallop在-40 ℃ ~250 ℃模擬結果 TiN Si SiO2 Cu Cu SiO2 TiN Max:7.374309e8 在TiN和氧化層及Cu之間的交界處 會有最大應力變化(箭頭為壓力方向) Max : 7.374309×108Pa Min : 2.3052×105Pa

  6. 結論 • 對TSV with Cu/Sn bump的模擬 1.溫度變化產生的熱應力變化大於壓力，不 過都還在不使結構受損的範圍。 2.在Si和TSV的交界有最大應力變化，在Cu/Sn bump和metal line之間也有滿大的應力變化。 • 對Scallop的模擬 1.由於每一層材質的不同加上Scallop的結構，使 TiN兩側受到熱應力的變化擠壓。 2.雖然受到熱應力變化，不過仍然在不會損害材 料的範圍內

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