安集科技 彭洪修-第十二届张江高科·芯谋研究集成电路产业领袖大会 分论坛精彩分享

8 月 28 日，第十二届张江高科·芯谋研究集成电路产业领袖大会分论坛在上海张江举办。分论坛分设两场——设备材料零部件分论坛与硅光和算力芯片分论坛，来自半导体产业链各环节的企业代表、专家学者齐聚一堂，围绕最新的产业趋势、前沿技术与市场走势展开深入分享。

安集科技产品及研发管理副总经理彭洪修在设备材料零部件分论坛上做了题为《异质集成电镀挑战及解决方案》的精彩分享。

彭洪修首先梳理了互连技术的演进逻辑。从 90nm 的铜大马士革，到 32nm 引入 TiN 硬掩模与 Co Cap 层，到 10~7nm 在 MOL 引入钴，到 5nm 引入钌作 Liner，再到 3~2nm 在 BEOL 引入钼——每一次制程节点跃迁，都伴随着新材料的导入。而在异质集成、3D IC 的语境下，硅通孔（TSV）与混合键合（Hybrid Bonding）已成为支撑 AI 算力互连的核心工艺，也带来了两组核心挑战。

TSV 面临三个难题：一是铜与硅热膨胀系数差异带来的应力问题，形成 KOZ 进入区，限制封装密度；二是热处理后铜膨胀顶开介质层的 Pumping 问题，影响可靠性；三是电镀过程中的 Micro/Macro Void，随温度效应会不断扩大。

围绕 TSV，安集科技的解决方案聚焦"底部填充+晶粒调控"。通过整平剂与加速器的协同作用，实现电场敏感的选择性吸附——在 TSV 口部抑制沉积、在底部快速铜生长，达成高速率、无孔洞的 Bottom-Up 填充。彭洪修展示的数据显示，5×56 结构在约 26 分钟即可实现无 Void 填充。同时，公司通过对晶粒尺寸与晶界长度的调控，将 Void 数量从 18 个降至 7 个；结合 ECP-CMP 一体化方案，最终实现 CMP 后零 Void。此外，公司开发的 TSV3 药水体系相比传统 Cu-MSA 体系，具有更大的晶粒尺寸与更高的 (111) 晶向占比，铜膨胀显著降低，有效改善 Pumping 与 KOZ。

Hybrid Bonding 的核心挑战在于低温键合。传统常规铜键合温度普遍在 350℃，容易带来翘曲、热应力等风险；如何用 200~250℃ 实现完整键合，是行业公认的难题。安集科技提出纳米铜解决方案：纳米铜在电镀完成后 7 天内晶粒尺寸稳定不长大，无需 In-situ Anneal；而在 180℃ 以上，晶粒能够快速长大形成低温键合的驱动力。更关键的是，纳米铜在 200℃ 首次退火后铜膨胀均匀，且连续 5 次 200℃ 退火不再持续增长——"这意味着 HBM 一层层堆叠时，后续工艺温度不会持续叠加应力，让更多层堆叠成为可能。"公司与合作伙伴共同验证，纳米铜在 250℃ 2 小时条件下已实现完美键合：铜铜之间完全融合，晶粒完美生长在一起，无任何 Void 缺陷。

安集科技成立于 2004 年，2019 年科创板上市，2025 年营收超 3.5 亿美元，员工超 900 人、专利超 700 项。公司自 2018 年起在铜铜键合领域布局 CMP、清洗、电镀 total solution，目前国内所有 Hybrid Bonding 客户均在使用其方案。

彭洪修最后表示："安集一直只做一件事，就是液体和固体表面的微观技术。围绕 TSV 铜电镀与低温铜键合，我们将继续为客户提供 CMP、湿电子化学品与电镀液添加剂的综合解决方案，助力 3D IC 与异质集成产业发展。"