硅通孔发展现状.ppt

TSV专利技术的发展态势 硅通孔（TSV）技术的发展现状 硅通孔技术(Through- Silicon Via)：通过在芯片之间、晶圆之间制作垂直导通，实现芯片之间互连的技术。 优点： 使芯片在z轴方向堆叠的密度最大； 芯片之间的互连线最短； 外形尺寸最小； 并具有缩小封装尺寸； 高频特性出色； 降低芯片功耗； 热膨胀可靠性高等。 TSV成为目前电子封装技术中 最引人注目的一种技术。 硅通孔（TSV）技术的发展现状 硅通孔（TSV）技术的发展现状 硅通孔（TSV）技术的发展现状 硅通孔（TSV）技术的发展现状 硅通孔（TSV）技术的发展现状 硅通孔（TSV）技术的发展现状 硅通孔（TSV）技术的发展现状 硅通孔（TSV）技术的发展现状 硅通孔（TSV）技术的发展现状 硅通孔（TSV）技术的发展现状 硅通孔（TSV）技术的发展现状 硅通孔（TSV）技术的发展现状 硅通孔（TSV）技术的发展现状 硅通孔（TSV）技术的发展现状 硅通孔（TSV）技术的发展趋势 * 硅通孔技术（TSV）的发展现状 汇报人：张恒 组员：杨祖华，韦启钦，韦华宏 赵必鑫，吴天宇，徐宇丰，肖瑶 。 2007 年至2012年，TSV 专利数量持 续稳步增长，TSV 越来越受到关注。 注：美国（US） 、中国（CN）、中国 台湾（TW） 、韩国（KR）、日本（JP） 、欧洲联盟（EP） 、新加坡（SG）、德 国（DE）、英国（GB）。 减薄（thinning）、键合（bonding）、孔的形 成（TSV Formation）、填孔材料（via filing） 和工艺都是目前工艺研究的主要热点。 TSV互连尚待解决的关键 技术难题和挑战： 通孔的刻蚀 通孔的填充 通孔的工艺流程（先通孔和 后通孔） 晶圆减薄 堆叠形式 键合方式 通孔热应力 通孔的刻蚀技术 通孔的材料填充技术 通孔热应力分析 目录 通孔制造技术——刻蚀 硅通孔技术中孔的形成通常是由刻蚀工艺来完成。孔质量的好坏直接决 定了封装的效果。 半导体行业中大量使用刻蚀技术来制作集成电路，目前己经发展了诸多 刻蚀技术，比如：湿法刻蚀，干法刻蚀，深反应离子刻蚀，激光刻蚀。 反应离子刻蚀(RIE, Reactive Ion Etching) 工艺，是通过活性离子对衬底的物理轰击和化 学反应双重作用的一种刻蚀方式，同时兼有各 向异性和选择性好的优点。 2011东电电子(TEL)一举投产了5款用于三维封装的TSV(硅通孔，through siliconvia)制造装置，投产的5款三维TSV装置分别是硅深刻蚀装置、聚酰亚胺 成膜装置以及3款晶圆键合关联装置。 激光刻蚀是选择一种单频率或多频率的光波，利用高能量的激光束进行刻蚀 钻孔，是近年来发展起来的一项新技术。 如下图所示。该芯片由8张晶圆叠层而成，芯片厚度仅为560um。 三星公司宣称TSV的制作是由激光钻孔完成。 2010年12月，应用材料公司发布了基于Applied Centura Silvia 刻蚀系 统的必威体育精装版硅通孔刻蚀技术。新的等离子源可将硅刻蚀速率提高40%，快速 形成平滑、垂直且具有高深宽比的通孔结构。新系统首次将每片硅片的通 孔刻蚀成本降低到10美元以下，同时保持系统标志性的精确轮廓控制和平 滑垂直的通孔侧壁。 2012年3月，中微半导体设备公司 生产的8英寸硅通孔（TSV）刻蚀设备 Primo TSV200E具有极高的生产率，它 拥有双反应台的反应器，最多可以同时 加工两个晶圆片。此刻蚀设备的单位投 资产出率比市场上其他同类设备提高了 30%。（如下图） 2012年10月，新设备Primo SSC AD-RIE（“单反应器甚高频去耦合反 应离子介质刻蚀机”）是中微公司用 于流程前端（FEOL）及后端（BEOL） 关键刻蚀应用的第二代电介质刻蚀设备， 主要用于22纳米及以下的芯片刻蚀加工。 （如下图） 填充材料 硅通孔 填充技术 填充方法 硅通孔填充材料：铜，多晶硅，钨。主要是铜。 目前影响铜填充的主要问题包括：硅通孔内侧壁种子层的覆盖、硅通孔内 气泡的排除、电镀液质量以及电镀电流密度等. 主要的填充方法：电镀