Hello,大家好，我們來分享下先進封裝中TSV需要的相關設備。

TSV 生產流程涉及到深孔刻蝕、PVD、CVD、銅填充、微凸點及電鍍、清洗、減薄、鍵合等二十余種設備，其中深孔刻蝕、氣相沉積、銅填充、清洗、CMP去除多余的金屬、晶圓減薄、晶圓鍵合等工序涉及的設備最為關鍵。

1）深孔刻蝕設備

深孔刻蝕是TSV的關鍵工藝，目前首選技術是基于Bosch工藝的干法刻蝕。深反應等離子刻蝕設備是感應耦合高密度等離子體干法刻蝕機（InductivelyCoupled Plasma Etcher），采用半導體刻蝕機的成熟技術，獨特設計的雙等離子體源實現了對腔室內等離子體密度的均勻控制，滿足硅高深寬比刻蝕工藝的要求。具有穩定可靠的工藝性能、寬闊的工藝窗口和良好的工藝兼容性，用于晶片的高深寬比刻蝕。

Bosch 工藝（來源Tescan）

2）氣相沉積設備

氣相沉積設備主要用于薄膜電路表面的高低頻低應力氧化硅等薄膜淀積。設備具有低溫TEOS工藝沉積氧化硅薄膜，應力易調控，適用于薄膜電路制造中保護膜層的沉積。設備應具有預真空室、基片傳送模塊以及工藝模塊等，傳片及工藝過程自動化。絕緣層做好后，通過物理氣相沉積法（PVD）沉積金屬擴散阻擋層和種子層，為后續的銅填充做好準備。后續的電鍍銅填充要求TSV側壁和底部具有連續的阻擋層和種子層。種子層的連續性和均勻性被認為是 TSV 銅填充最重要的影響因素。根據硅通孔的形狀、深寬比及沉積方法不同，種子層的特點也各有不同，種子層沉積的厚度、均勻性和粘合強度是極為重要的指標。

3）銅填充設備

深孔金屬化電鍍設備用于新一代高頻組件高深寬比通孔填孔電鍍銅工藝，解決高深寬比微孔內的金屬化問題，提高互聯孔的可靠性。TSV填孔鍍銅工序是整個TSV工藝里最核心、難度最大的工藝，對設備的要求比較高，成熟的用于TSV填孔鍍銅的設備價格昂貴。

4）減薄拋光設備

一旦完成了銅填充，則需要對晶圓進行減薄拋光。TSV要求晶圓減薄至50μm甚至更薄，要使硅孔底部的銅暴露出來，為下一步的互連做準備。目前晶圓減薄可以通過機械研磨、化學機械拋光、濕法及干法化學處理等不同的加工工序來實現，但晶圓很難容忍減薄過程中的磨削對晶圓的損傷及內在應力，其剛性也難以使晶圓保持原有的平整狀態，同時后續工藝的晶圓傳遞、搬送也遇到了很大的問題。目前業界的多采用一體機的思路，將晶圓的磨削、拋光、貼片等工序集合在一臺設備內。

5）清洗設備

TSV 的濕法清洗不同于晶圓級封裝等先進封裝，其中有幾個關鍵工序需用到清洗：

①TSV刻蝕后清洗：有比較重的硅的殘留、側壁的polymer比較重，清洗的時候不能破壞底部的二氧化硅；

②TSV長完liner后要把底部的二氧化硅打開后清洗，清洗底部的同時不能破壞側壁長好的liner的二氧化硅；

③大馬士革正面制程刻蝕后的清洗包括Via刻蝕后和Trench刻蝕后；

④露銅過程前后的清洗。

6）檢測量測設備

在后段封裝工藝中，芯片倒裝（Flip-chip）、圓片級封裝（Wafer-level Packaging）和硅通孔（Through-silicon Via，TSV）等先進工藝要求對凸點（Bump）、通孔（TSV）、銅柱（Copper pillar）等的缺損/異物殘留及其形狀、間距、高度的一致性，以及重布線層（Re-distribution layer，RDL）進行無接觸定量檢查和測量，以保證集成電路芯片生產線快速進入量產階段并獲取穩定的高成品率和高經濟效益。