半导体后封装工艺及设备

TSV的研究动态
TSV参数 最小TSV直径 最小TSV间距
TSV的研究动态
参数值 1m 2 m
TSV深宽比
焊凸间距 芯片间距 芯片厚度
>20
25 m
5 m（微凸点180℃） 15 m （无铅铜焊柱260℃）
15-60 m
铜通孔中, TiN粘附/阻挡层和铜种子层都通过溅射来沉 积。然而,要实现高深宽比(AR > 4∶1)的台阶覆盖,传 统的PVD直流磁控技术效果并不令人满意。基于离子化 金属等离子体( IMP)的PVD 技术可实现侧壁和通孔底部 铜种子层的均匀沉积。由于沉积原子的方向性以及从通 孔底部到侧壁溅射材料过程中离子轰击的使用, IMP提 供更好的台阶覆盖性和阻挡层/种子层均匀性。由于电 镀成本大大低于PVD /CVD,通孔填充一般采用电镀铜的 方法实现。
ENDURA腔体构成
ENDURA传输过程
谢谢！
MSP-3200 型全自动磁控溅射 镀膜设备 本设备可在硅片、陶瓷、
玻璃、石英、Ⅲ-Ⅴ族化 合物、金属等材料表面 镀制各种金属、非金属、 化合物薄膜材料。如Al、 Au、Pt、Cr、Ti、Ni、 Cu、NiCr、TiW、W、 SiO、AlO、TaN、ITO、 AZO等，沉积的薄膜具 有良好的均匀性、附着 力，设备具有溅射速率 快、基片升温低、加热 稳定等特点。
--- 3D封装与硅通孔( TSV)工艺技术
2008年至今国际上也只有东芝、Oki-新兴公司,STMicroelectronics、Aptina这些半导体巨头在手机CIS芯片晶圆级 封装中使用最新的TSV技术，并相继研发实现了量产.文中 研究了基于TSV技术的CIS产品晶圆级封装工艺流程,这一 工艺流程经过了批量生产的考验.重点研究了在背面打孔溅 镀铝层后,光刻、镀覆Zn/Ni层、刻蚀铝、去胶、镀覆Au金 属层的顺序问题。
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传统半导体封装的工艺流程
封装技术发展方向
☆圆晶级封装（WLCSP） ☆覆晶封装（Flip Chip） ☆系统封装(SiP) ☆硅穿孔（Through-Silicon-Via） ☆射频模组（RF Module） ☆ Bumping 技术的印刷（Printing）和电镀（Plating）
贴膜
打磨
刻蚀
绝缘层 处理
切割
贴装
溅镀
钻孔
设备：磨抛机、深反应离子刻蚀、激光打孔、磁控溅射
TSV互连的3D芯片堆叠关键技术
(1)通孔的形成； (2)绝缘层、阻挡层和种子层的淀积； (3)铜的填充(电镀)、去除和再分布引线(RDL)电镀； (4)晶圆减薄； (5)晶圆／芯片对准、键合与切片。
采用磁控溅射
晶圆级芯片封装WLCSP
（Wafer Level Chip Scale Packaging）
圆片级CSP产品的封装工艺流程
★ 在圆片上制作接触器的圆片级CSP的封装工艺流程；
圆片→二次布线→减薄→在圆片上制作接触器→接触器电 镀→测试、筛选→划片→激光打标 ★ 在圆片上制作焊球的圆片级CSP的封装工艺流程 圆片→二次布线→减薄→在圆片上制作焊球→模塑包封或 表面涂敷→测试、筛选→划片→激光打标
TSV 技术__第四代封装技术
硅通孔技术(TSV)是通过在芯片和芯片之间、晶圆和晶圆之间制
作垂直导通，实现芯片之间互连的最新技术。 硅通孔TSV （Through-Silicon Via）技术是半导体集成电路产 业迈向3D-SiP 时代的关键技术 TSV技术一般和WLCSP 相结合，工艺流程上可以先钻孔和后钻孔， 主要工艺流程如下：
denton vacuum discovery 635/785
denton vacuum Phoenix
AJA公司 ATC-B-3400-H
Unaxis公司 LLS EVOⅡ
Unaxis Cluster Line200
TSV1200-S型磁控溅射镀膜机
磁控溅射PVD镀膜， 氮化钛（TiN）、氮碳 化钛（TiCN）、氮化 锆（ZrN）、氮化铬 （CrN）、氮化铝钛 （TiAIN）、碳化钛 （TiC）等
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东芝半导体（无锡）有限公司
甘肃永红器材 上海阿法泰克电子有限公司
SDIP24、54、64、56、QFP48
SOP、SSOP、QFΒιβλιοθήκη Baidu、TSOP、SSOP DIP、HDIP、 SDIP、HSOP、LQFP DIP、SOIC、MSO、TSO、PLCC、TO、SOT
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无锡华润微电子封装总厂
SD2P、SDIP、SKDIP、SIP、ZIP、FSIP、FDIP、QFP、 SOP、PLCC
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江苏长电科技
赛意法微电子有限公司 上海松下半导体有限公司
TO-XX、SOT./SOD、DIP 、SOP、PLCC/DQF、IP、 HSOP、SDIP、HSIP、SSOP、FSIP、FDIP
DIP、SOP、BGA SOP008、SOP016、018、028、SDIP028、042； LQFP048、NFS-52、QFP084、TQFP100、TO-220E
---基于TSV技术的CIS芯片晶圆级封装工艺研究
中国大陆半导体封装测试产业 前十大厂商
排名 1 2 3 厂商 Motorola天津半导体有限公司 北京三菱四通微电子公司 南通富士通微电子有限公司
DIP、SIP、SOP、QFP、SSOP、TQFP、MCM
主要封装方式
QFP、CGP、BGA、SSOP、FLIP CHIP
AMAT endura 5500
Brief Description Wafer Size : 200mm Vintage : 2000 Load Lock : Narrow Body and Tilt Out
Robots (standard, HP, HP+, VHP, etc)
12寸的Endura
Varian
3290 STQ Sputtering System
Quantum Sources DC Biasable SST Heaters Digital Eurotherm Heater Controllers Recipe Controlled Heaters RF Etch Station with Heat Low Voltage Ignitor Vips Option with V250 Turbo Pump Load Lock Turbo Option with V70 Turbo Pump ECS Control System 17 Inch Touchscreen Monitor Ferro-Fluidic Coaxial Feedthru 12KW Gen II Power Supplies (Switchable to 3 or 6KW) CTi On-Board Cryo Pump with Compressor Optional CTi Water Pump ( Available upon request )
IC Package （IC的封装形式）
• QFN—Quad Flat No-lead Package 四方无引脚扁平封装 • SOIC—Small Outline IC 小外形IC封装 • TSSOP—Thin Small Shrink Outline Package 薄小外形封装 • QFP—Quad Flat Package 四方引脚扁平式封装 • BGA—Ball Grid Array Package 球栅阵列式封装 • CSP—Chip Scale Package 芯片尺寸级封装