TSV制程的主要工藝流程包括以下幾個(gè)步驟:?深反應(yīng)離子刻蝕(DRIE)法形成通孔,通孔的直徑、深度、形狀和位置都需要精確控制;?化學(xué)氣相沉積(CVD)法沉積絕緣層,絕緣層的厚度、均勻性和質(zhì)量都需要滿足要求;?物理的氣相沉積(PVD)法沉積阻擋層和種子層,阻擋層和種子層的連續(xù)性、覆蓋率和粘合強(qiáng)度都需要保證;?電鍍法填充銅,銅填充的均勻性、完整性和缺陷都需要檢測(cè);?化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)法去除多余的銅,使表面平整;?晶圓減薄和鍵合,將含有TSV的晶圓與其他晶圓或基板進(jìn)行垂直堆疊。深硅刻蝕設(shè)備的控制策略是指用于實(shí)現(xiàn)深硅刻蝕設(shè)備各個(gè)部分的協(xié)調(diào)運(yùn)行和優(yōu)化性能的方法。上海半導(dǎo)體材料刻蝕服務(wù)
先進(jìn)封裝是指一種用于提高集成電路(IC)的性能、功能和可靠性的技術(shù),它通過(guò)將不同的IC或器件以物理或電氣的方式連接起來(lái),形成一個(gè)更小、更快、更強(qiáng)的系統(tǒng)。深硅刻蝕設(shè)備是一種用于制造高縱橫比硅結(jié)構(gòu)的先進(jìn)工藝設(shè)備,它在先進(jìn)封裝中主要用于實(shí)現(xiàn)通過(guò)硅通孔(TSV)或硅中介層(SiP)等技術(shù)的三維堆疊或異質(zhì)集成。深硅刻蝕設(shè)備與先進(jìn)封裝的關(guān)系是密切而重要的,深硅刻蝕設(shè)備為先進(jìn)封裝提供了高效率、高精度和高靈活性的制造工具,而先進(jìn)封裝為深硅刻蝕設(shè)備提供了廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域和市場(chǎng)需求。山西MEMS材料刻蝕工藝深硅刻蝕設(shè)備的技術(shù)發(fā)展之一是氣體分布系統(tǒng)的改進(jìn)。
濕法蝕刻的影響因素分別為:反應(yīng)溫度,溶液濃度,蝕刻時(shí)間和溶液的攪拌作用。根據(jù)化學(xué)反應(yīng)原理,溫度越高,反應(yīng)物濃度越大,蝕刻速率越快,蝕刻時(shí)間越短,攪拌作用可以加速反應(yīng)物和生成物的質(zhì)量傳輸,相當(dāng)于加快擴(kuò)散速度,增加反應(yīng)速度。當(dāng)圖形尺寸大于3微米時(shí),濕法刻蝕用于半導(dǎo)體生產(chǎn)的圖形化過(guò)程。濕法刻蝕具有非常好的選擇性和高刻蝕速率,這根據(jù)刻蝕劑的溫度和厚度而定。比如,氫氟酸(HF)刻蝕二氧化硅的速度很快,但如果單獨(dú)使用卻很難刻蝕硅。
TSV制程是目前半導(dǎo)體制造業(yè)中為先進(jìn)的技術(shù)之一,已經(jīng)應(yīng)用于很多產(chǎn)品生產(chǎn)。例如:CMOS圖像傳感器(CIS):通過(guò)使用TSV作為互連方式,可以實(shí)現(xiàn)背照式圖像傳感器(BSI)的設(shè)計(jì),提高圖像質(zhì)量和感光效率;三維封裝(3Dpackage):通過(guò)使用TSV作為垂直互連方式,可以實(shí)現(xiàn)不同功能和材料的芯片堆疊,提高系統(tǒng)性能和集成度;高帶寬存儲(chǔ)器(HBM):通過(guò)使用TSV作為內(nèi)存模塊之間的互連方式,可以實(shí)現(xiàn)高密度、高速度、低功耗的存儲(chǔ)器解決方案。深硅刻蝕設(shè)備在微機(jī)電系統(tǒng)領(lǐng)域也有著重要的應(yīng)用,主要用于制造傳感器、執(zhí)行器等。
干法刻蝕使用氣體作為主要刻蝕材料,不需要液體化學(xué)品沖洗。干法刻蝕主要分為等離子刻蝕,離子濺射刻蝕,反應(yīng)離子刻蝕三種,運(yùn)用在不同的工藝步驟中。等離子體刻蝕是將刻蝕氣體電離,產(chǎn)生帶電離子,分子,電子以及化學(xué)活性很強(qiáng)的原子(分子)團(tuán),然后原子(分子)團(tuán)會(huì)與待刻蝕材料反應(yīng),生成具有揮發(fā)性的物質(zhì),并被真空設(shè)備抽氣排出。根據(jù)產(chǎn)生等離子體方法的不同,干法刻蝕主要分為電容性等離子體刻蝕和電感性等離子體刻蝕。電容性等離子體刻蝕主要處理較硬的介質(zhì)材料,刻蝕高深寬比的通孔,接觸孔,溝道等微觀結(jié)構(gòu)。電感性等離子體刻蝕,主要處理較軟和較薄的材料。這兩種刻蝕設(shè)備涵蓋了主要的刻蝕應(yīng)用。氧化鎵刻蝕制程是一種在半導(dǎo)體制造中用于形成氧化鎵(Ga2O3)結(jié)構(gòu)的技術(shù)。山東氮化硅材料刻蝕加工廠
深硅刻蝕設(shè)備的關(guān)鍵硬件包括等離子體源、反應(yīng)室、電極、溫控系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、氣體供給系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等。上海半導(dǎo)體材料刻蝕服務(wù)
深硅刻蝕設(shè)備的技術(shù)發(fā)展之一是氣體分布系統(tǒng)的改進(jìn),該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)氣體在反應(yīng)室內(nèi)的均勻分布和動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié),從而提高刻蝕速率和均勻性,降低荷載效應(yīng)和扇形效應(yīng)。例如,LamResearch公司推出了一種新型的氣體分布系統(tǒng),可以根據(jù)不同的工藝需求,自動(dòng)調(diào)整氣體流量、壓力和方向1。該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)高效率、高精度和高靈活性的深硅刻蝕。深硅刻蝕設(shè)備的技術(shù)發(fā)展之二是檢測(cè)系統(tǒng)的改進(jìn),該系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)樣品表面的反射光強(qiáng)度,從而反推出樣品的刻蝕深度和形狀,從而實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制和自適應(yīng)調(diào)節(jié)。例如,LamResearch公司推出了一種新型的光纖檢測(cè)系統(tǒng),可以通過(guò)光纖傳輸樣品表面的反射光信號(hào),利用光譜分析技術(shù)計(jì)算出樣品的刻蝕深度1。該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)高精度、高穩(wěn)定性和高可靠性的深硅刻蝕。上海半導(dǎo)體材料刻蝕服務(wù)