LAYERS 9 – 高密度パッケージングにおけるコンタクト抵抗制御の進化
先端パッケージング技術が高密度配線および微細化へ進む中、安定した低コンタクト抵抗の維持は、電気性能および歩留まり確保において極めて重要となっています。この要求に応えるため、EvatecとFraunhofer IZM-ASSIDは、最小2.0μmビア内のシード層コンタクト抵抗を高精度測定可能な高感度ケルビン抵抗テストビークルを共同開発しました。
テスト構造はAl/Ti/Cuメタライゼーション構成を採用し、2.0〜20.0μm径のビアを含みます。また、5μm厚のPBOパッシベーション層により、ウェハレベルパッケージ環境における有機負荷条件を模擬しています。改良型「Generation 2」設計では、SiO₂中に形成された小径ビアを、PBO中の大型ビアで囲む二層ビア構造を採用しており、従来設計で課題となっていたフォトリソ制限を克服しながら、極小コンタクト領域の高精度形成を可能にしています。
ケルビン抵抗は、EvatecのHEXAGON Indexerプラットフォームを用いて形成されました。この装置には、デガス、ICPスパッタエッチ、Ti/Cuシード層成膜が統合されています。さらにアルミペースティングにより揮発性汚染物質をゲッタリングし、酸化関連問題を低減することでチャンバー状態を安定化しています。
55 wafers/hourで処理された25枚ウェハロットでは、10μmおよび20μmビアで安定したコンタクト抵抗を確認しました。一方、より小径構造では連続生産中のチャンバー汚染影響に対する高感度性が示されました。例えば2.0μmビアでは、ロット中で36.5mΩから44mΩへ増加し、約20%上昇が観測されました。
これらの結果は、新型ケルビン抵抗構造がPVDシード層プロセス評価および高密度パッケージ向け安定プロセスウィンドウ確立に有効であることを示しています。その高感度性は、特にチャンバーコンディショニング最適化や高スループット維持において重要な役割を果たします。今後は、さらに高生産性条件下で安定結果を得るため、アルミペースティング頻度最適化が進められる予定です。
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