TSV指Through Silicon Via,硅通孔技术,是通过硅通道垂直穿过组成堆栈的不同芯片或不同层实现不同功能芯片集成的先进封装技术。TSV主要通过铜等导电物质的填充完成硅通孔的垂直电气互连,减小信号延迟,降低电容、电感,实现芯片的低功耗、高速通信,增加带宽和实现器件集成的小型化需求。此前,芯片之间的连接大多都是水平的,TSV的诞生让垂直堆叠多个芯片成为可能。
  TSV用途大致分为3种:背面连接(应用于CIS等)、2.5D封装(TSV在硅中介层)、3D封装(TSV位于有源晶粒中,用于实现芯片堆叠)。目前,国内头部封测企业如长电科技通富微电华天科技晶方科技等都在TSV有所布局。目前国内封测厂进行的TSV工序多用于CIS等封装,高深宽比要求的TSV仍多由晶圆厂来完成。
  TSV制造涉及的相关设备种类繁多。以2.5D interposer为例,其制造流程可以分为三大部分:TSV process-Via last or Viamiddle(TSV孔的制造)、Front side process-Dual Damasceneprocess(正面制程-大马士革工艺)以及Backside process-CuExpose & RDL process(背面制程-露铜刻蚀和RDL制程)。每个部分具体环节对应不同设备及不同指标。TSV生产流程涉及到深孔刻蚀、PVD、CVD、铜填充、微凸点及电镀、清洗、减薄、键合等二十余种设备,其中深孔刻蚀、气相沉积、铜填充、清洗、CMP去除多余的金属、晶圆减薄、晶圆键合等工序涉及的设备最为关键。
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