ABL 범프를 이용한 마이크로 플립 칩 공정 연구

Study of micro flip-chip process using ABL bumps

차세대 전자 소자 기술에서 전력전달은 소자의 전력을 낮추고 발열로 인한 문제 해결을 위해서 매우 중요한 기술로 대두되고 있다. 본 연구에서는 직사각형 ABL 전력 범프를 이용한, Cu-to-Cu 플립 칩 본딩 공정의 신뢰성 문제에 대해 살펴보았다. 다이 내 범프 높이 차이는 전기도금 후 CMP 공정을 진행했을 경우 약 0.3~0.5μm 이었고, CMP 공정을 진행하지 않았을 경우는 약 1.1~1.4μm으로 나타났다. 또한 면적이 큰 ABL 전력 범프가 입출력 범프 보다 높이가 높게 나타났다. 다이 내 범프 높이 차이로 인해 플립 칩 본딩 공정 시 misalignment 문제가 발생하였고, 이는 본딩 quality 에도 영향을 미쳤다. Cu-to-Cu 플립 칩 공정을 위해선 다이 내 범프 높이 균일도와 Cu 범프의 평탄도 조절이 매우 중요한 요소라 하겠다.

One of the important developments in next generation electronic devices is the technology for power delivery and heat dissipation. In this study, the Cu-to-Cu flip chip bonding process was evaluated using the square ABL power bumps and circular I/O bumps. The difference in bump height after Cu electroplating followed by CMP process was about 0.3~0.5μm and the bump height after Cu electroplating only was about 1.1~1.4μm. Also, the height of ABL bumps was higher than I/O bumps. The degree of Cu bump planarization and Cu bump height uniformity within a die affected significantly on the misalignment and bonding quality of Cu-to-Cu flip chip bonding process. To utilize Cu-to-Cu flip chip bonding with ABL bumps, both bump planarization and within-die bump height control are required.