为了研究铜（Cu）互连与不同化学性质玻璃基板的兼容性和可靠性，我们在不同玻璃基板上制备了铜测试结构，并进行了有偏置的高加速应力测试（HAST）。

      在不同成分的100毫米玻璃晶片和硅对照晶片上，制作了由交叉铜线构成的测试结构。这些结构用于进行有偏置的HAST实验。根据JESD22-A110-B标准进行测试，HAST测试箱的条件设定为130℃、85%相对湿度（RH），测试持续时间为96小时。在测试过程中，对测试点电极施加了5V的直流偏压。每个晶圆上至少有一个交叉指状测试结构（IDT）点未施加偏压，以便将高温高湿环境的影响与电压偏置应力加上高温高湿环境的综合影响进行区分。这些未加偏压的测试点在HAST测试前后的泄漏电流平均值中并未被计入。

     完成HAST测试后，使用相同的测试条件对晶圆进行了再次电气测试，以检测通过交叉指状结构的泄漏电流。对于硅对照晶片、熔融二氧化硅、SGW3玻璃以及涂有Si3N4阻挡层的SGW8玻璃，测试前后的结果几乎没有变化。然而，在未涂覆阻挡层的SGW8晶圆上，所有IDT的电阻都显著下降。在5V偏压下未钝化的SGW8玻璃晶圆的测试部位，通过光学显微镜观察到有白色物质生成。同一基板类型的未受偏压的测试点没有出现这种现象。其他基板在经过HAST后也未表现出这种外观变化。

     为了确定在未涂覆阻挡层的SGW8玻璃上观察到的白色物质的化学成分，从每种晶圆类型的样品上垂直于Cu线切割，使用扫描电子显微镜（SEM）进行成像，并采用能量色散X射线光谱（EDS）进行化学分析。由于样品是通过切割制备的，Cu线由于其延展性似乎与周围的BCB电介质分离。SGW3的SEM图像如图8所示。在这种基板类型上，大块基板材料与Cu线附近或手指之间BCB/玻璃界面的区域之间没有检测到玻璃成分的差异。具体来说，在相邻的Cu线之间没有观察到Cu的存在。

     偏置HAST和热循环测试被用来评估工程玻璃在中间层应用中的可靠性两个关键方面。首先，通过在-40°C至125°C的1000次热循环，验证了SGW3和SGW8基板上铜填充的TGVs的可靠性。在可靠性测试的第二部分，采用偏置HAST方法研究了铜布线金属与不同类型玻璃基板的兼容性。在SGW3、SGW8、带有1 μm Si3N4阻挡层的SGW8、熔融二氧化硅以及带有3kÅ热氧化物的硅晶片上，制备了线距为10 μm的Cu IDTs。在经过96小时偏置HAST测试之前和之后对IDTs进行的漏电流测量显示，只有未涂覆阻挡层的SGW8基板上的电阻出现了大幅下降。在其他基板上，包括SGW3玻璃，在HAST之后没有观察到泄漏电流的显著变化。通过光学检测结合SEM/EDS分析，确定了铜沿着SGW8玻璃基板顶表面的迁移是导致泄漏路径的原因。氮化硅层提供了有效的屏障，防止了导致Cu迁移的机制。因此，在铜金属化（无论是表面布线金属还是TGV）和用于高CTE的玻璃基板之间应该使用阻挡层。

     中冷低温 HAST-400高加速寿命试验箱是主要用于评估在湿度环境下产品或者材料的可靠性，是通过在高度受控的压力容器内设定和创建温度、湿度、压力的各种条件来完成的，这些条件加速了水分穿透外部保护性塑料包装并将这些应力条件施加到材料本体或者产品内部。相对于传统的高温高湿测试，HAST增加了容器内的压力，使得可以实现超过100℃条件下的温湿度控制，能够加速温湿度的老化效果(如迁移，腐蚀，绝缘劣化，材料老化等)，大大缩短可靠性评估的测试周期，节约时间成本。HAST高加速老化测试已成为某些行业的标准，特别是在PCB、半导体、太阳能、显示面板等产品中，作为标准高温高湿测试的快速有效替代方案。

中冷低温 HAST-400高加速寿命试验箱技术规格:

外形尺寸：970mm*710mm*1700 mm(W*D*H)

标称腔室容积：Ф420mm*657mm(84.4L)

重量：260KG

测试温度：105.0℃~133.3℃/100%RH

110.0℃~140.0℃/85%RH

118.0℃~150.0℃/65%RH

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