[發(fā)布日期：2023-03-03 15:20:28] 點(diǎn)擊：
什么是TSV?TSV是硅通孔的簡寫，利用通孔進(jìn)行垂直的電連接，貫穿WAFER或芯片。一般來講這種技術(shù)被一些類似臺(tái)積電，聯(lián)電和格芯等全球代工廠代工廠制造的。TSV可以替代引線鍵合和倒裝焊技術(shù)。
TSV用于2.5 d和3 d封裝，用于電連接。根據(jù)TSV被制作的時(shí)間順序有3種類型的TSV，分別指在晶圓制作工藝中的前，中或后段。第一個(gè)在晶圓制作工藝前段，意味著TSV在FEOL段前加工而成。因此工藝流程為：TSV刻蝕->TSV填充->FEOL->BEOL->Thinning+后道晶圓切割處理。第二種是在晶圓加工的中段生成TSV，工藝流程為：FEOL-> TSV刻蝕->TSV填充->BEOL->Thinning+后道晶圓切割處理。第二種在晶圓加工的中段生成TSV是當(dāng)前最普遍采用的方法。最后一種方法簡而言之就是在晶圓加工中的后段生成TSV。工藝流程為：FEOL ->BEOL->Thinning-> TSV刻蝕->TSV填充+后道晶圓切割處理。
是的，TSV可以在沒有引線鍵合情況下制作更薄的封裝，因?yàn)橐€鍵合在Z方向上是需要一定的空間的。倒裝焊沒有引線，但是不能將多個(gè)芯粒進(jìn)行堆疊。而TSV可以做到即薄又可以堆疊多個(gè)芯粒。TSV還具有更短的電傳導(dǎo)通路和更小的信號(hào)延遲。因此TSV的功耗比傳統(tǒng)的引線鍵合及倒裝焊要小，互連密度更高。這意味著它可以處理更多數(shù)據(jù)。
現(xiàn)在讓我們講講如何制作TSV。核心關(guān)鍵步驟從通孔的形成開始，然后沉積絕緣層或阻擋層，接著生成銅晶種沉積，最后進(jìn)行電鍍。蝕刻工藝用于制作TSV被稱作DEEP RIE也叫深度反應(yīng)離子刻蝕，也被稱為博世工藝，因?yàn)樗怯傻聡玖_伯特博世制造的。博世工藝的第一步是PR Patterning形成圖案，這一步定義我們想要刻蝕的區(qū)域。第二步是各向同性蝕刻，在這個(gè)過程中，使用六氟化硫氣體，它腐蝕硅襯底以制造TSV。第三步是鈍化，在該工藝中，使用八氟環(huán)丁烷并制作鈍化層以保護(hù)硅襯底免受蝕刻。第四步是鈍化蝕刻，在此過程中等離子體僅刻蝕底部區(qū)域。第五步與第二步一樣是各向同性蝕刻，但不同的是，此時(shí)有鈍化層保護(hù)所以只蝕刻底部區(qū)域，最終制備出通孔。實(shí)際上，整個(gè)過程是不斷重復(fù)步驟2,3和4。
制備好TSV后，它看起來像這樣。首先有二氧化硅制備的絕緣層。然后由氮化硅、氮化鉭或其它物質(zhì)組成的是阻障層。接著是銅晶種層，最后由銅填充。這是最常見的結(jié)構(gòu)。但有的TSV沒有銅填充，只是保持孔洞。
現(xiàn)在我們有另一個(gè)問題。就是應(yīng)用，TSV廣泛用于圖像傳感器。這張照片是索尼3個(gè)晶粒形成的圖像傳感器。通過使用TSV技術(shù)，它可以以更快的速度生成更多的數(shù)據(jù)，從而制作高質(zhì)量的視頻。
下一個(gè)是存儲(chǔ)。特別是HBM高帶寬存儲(chǔ)器。這是一個(gè)2.5d封裝的存儲(chǔ)器。在2.5d封裝同時(shí)使用帶有TSV技術(shù)的interposer。另一個(gè)是mems，最后一個(gè)是邏輯芯片，但它當(dāng)前還不夠流行，因?yàn)樗茈y制作。這就是對(duì)TSV技術(shù)的簡要介紹。希望這可以幫助您了解基本的TSV技術(shù)。
先進(jìn)封裝設(shè)備類似前道晶圓制造設(shè)備，供應(yīng)商受益先進(jìn)封測(cè)產(chǎn)業(yè)增長。隨著先進(jìn)封裝的發(fā)展，Bumping(凸塊)、Flip(倒裝) 、TSV 和 RDL(重布線)等新的連接形式所需要用到的設(shè)備也越先進(jìn)。以長球凸點(diǎn)為例，主要的工藝流程為預(yù)清洗、UBM、淀積、光刻、焊料 電鍍、去膠、刻蝕、清洗、檢測(cè)等，因此所需要的設(shè)備包括清洗機(jī)、PVD 設(shè)備、光刻機(jī)、 刻蝕機(jī)、電鍍?cè)O(shè)備、清洗機(jī)等，材料需要包括光刻膠、顯影劑、刻蝕液、清洗液等。
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