抄録/ポイント：
抄録/ポイント
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3D集積のためのスルーシリコンビア(TSV)は,主に電気めっき銅とシリコンウエハの間の著しい熱的不整合のために,TSV押出,チップ亀裂,およびキャリア移動度変化のような機械的破壊に敏感である。TSV信頼性の評価は電気めっきCuの正確な機械的性質を必要とし,これは大サイズ試料に対する従来の試験法では達成されない可能性がある。代わりに,ナノインデンテーションは,マイクロスケールまたはナノスケールで材料特性を得るための汎用的で非破壊的な技術として用いることができる。しかし,この技術は実験データの変化に敏感であり,TSV-Cuや他の包装材料についてはまだ完全には理解されていない非ユニークな特性をもたらす可能性がある。本論文では,TSV-Cu試料に対するその場ナノインデンテーションの結果と解析を報告した。各試料は直径20μm,深さ180μmで,200mmシリコンウエハ上に作製した。べき乗則硬化の関係を用いて,Young率(E),降伏強さ(Y)および歪硬化指数(n)を有するTSV-Cuの機械的挙動を特性化した。これらの特性を抽出するために,いわゆる逆解析の2つの方法を実験的試験データに適用した。また,有限要素モデルを構築し,抽出した材料特性に基づく変位負荷曲線を再現した。以下の結果を得た。1)非常に異なる降伏強度と硬化係数によって,同じ荷重-変位曲線を生み出した。これは,単一押込試験がTSV-Cuのためのユニークな材料特性を提供できないことを示している。2)荷重-変位曲線は試験片の位置により変化し,これは恐らくナノインデンテーションに及ぼす粒径の影響または実験誤差によるものである。3)塑性特性は荷重-変位曲線のわずかな変化で劇的に変化する。これは実験データ変化に対する抽出特性の感度を意味する。一般的に,ナノインデンテーション試験の実験データ変化による非一意性と感度は独立していない。本研究は,単一ナノインデンテーション試験自体が,TSV-Cuの材料特性を適切に,ユニークに決定することができないと結論した。ナノインデンテーション技術の最良の利用を行うためには,実験誤差と解析に対する感度を最小化するためにロバストな方法が必要である。Copyright 2018 The Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】
