为了进一步提高芯片整合度,3D封装成为近来业者积极投入的重点。半导体设备业者AVIZA以其深层蚀刻技术为基础,已开发出完整的制程方案,并锁定新兴的TSV(Through-Silicon Via,直通硅晶穿孔)先进封装技术为其业务重点。
AVIZA公司PVD/CVD/Etch产品部门总经理Kevin Crofton指出,因为制程微缩和低介电值材料的限制,3D堆栈式封装技术已被视为能否以较小尺寸来制造高效能芯片的关键。而TSV技术是透过以垂直导通来整合晶圆堆栈的方式,以达到芯片间的电气互连。此一技术能够以更低的成本有效提高系统的整合度与效能。
他引述Yole Development的研究数据指出,到2009年,包括2D SiP(系统级封装)、3D SiP、以及TSV等具备高功能性且高密度的先进封装技术将占市场的36%,而其中蚀刻和PVD将为其关键技术。
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sp; 针对蚀刻技术,Crofton表示,由于TSV需要有贯穿晶圆厚度的导孔,因此适合于采用深层硅蚀刻技术(deep Si etching,DSi),才能产生长宽比高以及平坦的导孔尺寸。而目前一般采用的Bosh蚀刻制程,虽然有蚀刻速率高、产出量高的优点,但由于会产生扇形(scallop)的沟槽外形,而使沉积的困难度增加。
而AVIZA以其在沟槽式DRAM制造中所被广泛采用的深层硅蚀刻技术,将同样能够应用在TSV所需的蚀刻制程中。
他表示,3D封装技术是一个新兴成长的市场,以AVIZA在蚀刻以及薄膜沉积系统产品方面的基础,我们将能够提供完整的3D封装制程技术,包括电浆蚀刻、化学气相沉积介电值辅助层(dielectric CVD liner)、金属阻层、以及种子层(seed layer)沉积,能够帮助业者缩短进入此一技术的困难度。
但由于TSV需要将多颗晶粒做直接的互连堆栈,因此在芯片堆栈方位的控制、材料间兼容性、可靠性等多方面都还有议题尚待解决。
他表示,目前包括日月光、硅品、台积电等领先半导体制造业者都已经开进行TSV技术的研发,但由于此技术尚未完全成熟,可能要等到明年底或是2010年左右才有可能进入量产阶段。
日前,日月光(ASE)已宣布将采用AVIZA的Omega i2L蚀刻系统,以作为先进封装制程技术的研发。