Снижение затрат в производстве 3D ИС: забудьте об адгезивах!

На саммите в Гренобле (Франция), посвященном 3D TSV, который прошел в конце января в технологическом кампусе Minatech, много говорилось о технологичности 3D ИС и связанными с ними затратами и о том, как их снизить, чтобы 3D-корпусирование стало рентабельным победителем для большинства рынков, а не только для нишевых устройств.

Кроме дизайна ИС, проводится множество технологических операций до того, как кристаллы будут собраны в стек, включая изготовление сквозных токопроводящих каналов (TSV), обработку и утончение подложек, открывающее TSV-травление, химико-механическую планаризацию, затем установку микростолбиков, чтобы, наконец, нарастить другую подложку или выбранные кристаллы.

Несомненно, одним из способов снижения стоимости материалов в этих операциях является, в первую очередь, уход от использования избыточного количества материалов и травление минимальных слоев, чтобы минимизировать последующий шаг химико-механической планаризации (и связанные с ним затраты).

Обработка подложек является дорогостоящей задачей, особенно если подложка будет настолько тонкой (до 50 мкм для передового производства), что она похожа на фольгу и должна быть надежно приклеена к держателю при перемещении от одного технологического оборудования к другому.

Сейчас нормой является использование временных адгезивов со своим набором проблем. От них требуется особая тепловая и химическая стойкость, до того момента как они должны быть легко удалены для следующего приклеивания и не оставить следов. Все это делает эти особые временно клеящие адгезивы не только дорогими (а их использование – влияющим на выход годных изделий), но и сами машины, которые распыляют, делают твердыми, а затем отклеивают и удаляют оставшийся адгезив, вносят свой вклад в многомиллионные капитальные расходы, необходимые для производства 3D ИС.

На выставке компания Applied Microengineering Ltd (AML) показала уникальное решение, позволяющее избавиться от адгезива в целом – вакуумное временное удерживание.

Идея кажется удивительно простой. AML подала патент на свое недавно разработанное устройство вакуумного держателя подложек, использующее держатели с вытравленными микроканавками, которые позволяют создать вакуум между держателем и обрабатываемой подложкой.

«Уплотнение, окружающее держатель подложки, сохраняет вакуум до нескольких недель», – объяснил исполнительный директор AML Роб Сантилли (Rob Santilli), демонстрируя стеклянный держатель, чтобы показать вытравленные всасывающие микро-канавки. «Вытравленные канавки могут отличаться глубиной и направленностью, в зависимости от требований конкретной подложки», – добавил Сантилли, который рассматривает временное адгезивное приклеивание как довольно грубый и грязный метод.

TSV 3D-интеграция с использованием вакуумного держателя подложки AML.
Подписи к стрелкам на схеме: Подложка для обработки; Вакуумный держатель AML; Удерживание в устройстве AML, комнатная температура, вакуум, 5 минут; Обработка: межсоединения, максимальная температура 300°С;
Отлипание в устройстве AML: в вакууме10 минут, с накачкой газа 10 минут; Полностью готовая подложка, очистка не требуется.

Операция временного приклеивания может быть заменена стандартным держателем подложки AML (с накачиванием вакуума). Для отклеивания временно приклеенный узел помещается назад в AML-держатель и камера откачивается до давления, меньшего, чем давление герметичной области между держателем и подложкой. От этого подложка освобождается – чистая и готовая для транспортировки или другой технологической операции. В качестве альтернативы, для отлипания в полость может быть закачан газ.

Сантилли подчеркивает, что из-за отсутствия адгезивов любые столбики припоя на подложке устройства могут прямо контактировать с контактными площадками на носителе, который может быть спроектирован так, чтобы центрировать эти столбики в предварительно сделанных выемках для проведения тестирования на подложке.

Источник: EE Times Europe

Оставьте отзывОтмена