[发明专利]一种用于硅通孔互连金属力学性能的测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及微尺寸金属力学性能的测试方法，特别涉及一种用于硅通孔电镀金属力学性能的测试方法。

背景技术

随着对电子产品功能和性能的要求不断提高的背景下，三维集成和三维封装技术作为一类高性能封装技术在近些年发展迅速。使用这类技术可以将多个芯片集成在一起，用尽可能短的连线实现芯片间的通讯，实现更多功能和更强性能。早先的这类技术主要基于封装基板实现，芯片间互连线较长，且密度受限。近些年，随着硅穿孔（Through Silicon Via，TSV）技术的出现，芯片间互连可以更短更密，实现更高的性能提升。

TSV孔内的互连金属一般是采用电镀的方法形成，互连金属的电镀质量对最终产品的可靠性、性能、成本等有重要的作用，对于如何获得高质量的互连金属及其本身的材料特性如何都引起了人们的广泛兴趣。在微尺度下，材料特性除了受尺寸效应影响外，制造工艺至关重要，不同的材料特性反映了不同的制造工艺。因此，材料特性的合理表征能够指导如何获得合适的制造工艺。

由于TSV孔的特殊性，对于互连金属的表征存在着很大的难度。微尺度力学特性的表征方法主要有单轴拉伸法、纳米压痕法、悬臂梁法、薄膜压力膨胀法等，其中单轴拉伸法是最直接的表征方法，但是在微尺度下，存在着如何方便的将TSV互连金属夹持、轴向拉伸并且精确测量等难点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于硅通孔互连金属力学性能的测试方法，解决了现有技术无法方便的将硅通孔互连金属夹持、拉伸并且精确测量的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于硅通孔互连金属力学性能的测试方法，包含：

获得互连金属；

在硅基片一上制作凹槽，将所述互连金属放置在所述凹槽里；

以放置在所述凹槽里的互连金属和硅基片一为对象，采用MEMS加工工艺，制作出微拉伸结构；

通过所述微拉伸结构对所述互连金属施加拉力，同时测出所述互连金属的位移，从而获得力与位移的关系。

进一步地，所述获得互连金属包含：

在硅基片二上制作硅通孔，并在所述硅通孔中形成互连金属；

将位于所述硅通孔中的互连金属与所述硅基片二剥离，从而得到独立的所述互连金属。

进一步地，所述独立的互连金属的个数包含一个或一个以上。

进一步地，将所述互连金属放置在所述凹槽里后，还包含：

将所述互连金属的两端分别与所述硅基片一连接。

进一步地，所述连接的方法包含胶粘接或焊球焊接。

进一步地，所述微拉伸结构包含：

支撑框架，其由所述硅基片一形成；

质量块，其由所述硅基片一形成，其通过弹性支撑结构与所述支撑框架连接；

互连金属，其一端与所述支撑框架连接，另一端与所述质量块连接。

进一步地，位移标记，其设置在所述质量块上。

进一步地，所述微拉伸结构包含的互连金属的数量是一个或一个以上。

进一步地，所述弹性支撑结构包含弹簧状或弹片状。

本发明提供的用于硅通孔互连金属力学性能的测试方法，解决了现有技术无法方便的将硅通孔互连金属夹持、轴向拉伸并且精确测量的问题。

附图说明

图1是本发明实施例提供的用于硅通孔互连金属力学性能的测试方法中制作的待测硅通孔以及位于其中的互连金属的示意图；

图2是本发明实施例提供的用于硅通孔互连金属力学性能的测试方法中获得的单个、独立的TSV互连金属的示意图；

图3是本发明实施例提供的用于硅通孔互连金属力学性能的测试方法中作为硅基片的硅基片的凹槽的示意图；

图4是本发明实施例提供的用于硅通孔互连金属力学性能的测试方法中TSV互连金属两端与硅基片固定的示意图；

图5是本发明实施例提供的用于硅通孔互连金属力学性能的测试方法制作的微拉伸结构中弹性支撑结构采用弹簧状的示意图；

图6是本发明实施例提供的用于硅通孔互连金属力学性能的测试方法制作的微拉伸中弹性支撑结构采用弹片状结构的示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供的用于硅通孔互连金属力学性能的测试方法包含的操作步骤如下：

步骤一，参见图1，在硅基片二2上制作硅通孔TSV及位于其中的互连金属1，采用的方法包括但不限于刻孔、氧化、溅射、电镀、化学机械抛光等工艺，其中TSV孔可以为盲孔、通孔。TSV互连金属1可以是实心柱状、空心柱状、实心圆台状、空心圆台状等；