ထုပ်ပိုးမှုနည်းပညာသည် ဆီမီးကွန်ဒတ်တာစက်မှုလုပ်ငန်းတွင် အရေးကြီးဆုံးလုပ်ငန်းစဉ်များထဲမှတစ်ခုဖြစ်သည်။ အထုပ်၏ပုံသဏ္ဍာန်အရ၊ ၎င်းကို socket ပက်ကေ့ချ်၊ မျက်နှာပြင်တပ်ဆင်မှုအထုပ်၊ BGA ပက်ကေ့ခ်ျ၊ ချစ်ပ်အရွယ်အစားအထုပ် (CSP)၊ တစ်ခုတည်းသောချစ်ပ်မော်ဂျူးအထုပ် (SCM၊ ပုံနှိပ်ဆားကစ်ဘုတ် (PCB) ပေါ်ရှိ ဝါယာကြိုးကြားကွာဟချက်)၊ နှင့် ပေါင်းစပ်ထားသော circuit (IC) board pad matches)၊ multi-chip module package (MCM၊ အမျိုးအစားကွဲချစ်ပ်များကို ပေါင်းစပ်နိုင်သော) wafer level package (WLP၊ fan-out wafer level အပါအဝင်၊ ပက်ကေ့ဂျ် (FOWLP)၊ မိုက်ခရိုမျက်နှာပြင်တောင် အစိတ်အပိုင်းများ (microSMD)၊ စသည်)၊ သုံးဖက်မြင် ပက်ကေ့ခ်ျ (micro bump interconnect package၊ TSV အပြန်အလှန်ချိတ်ဆက်မှု ပက်ကေ့ခ်ျ၊ စသည်)၊ စနစ်ပက်ကေ့ဂျ် (SIP)၊ ချစ်ပ်စနစ် (SOC)။
3D ထုပ်ပိုးမှုပုံစံများကို အဓိကအားဖြင့် အမျိုးအစားသုံးမျိုးခွဲထားသည်- မြှုပ်ထားသောအမျိုးအစား (စက်ပစ္စည်းကို အလွှာပေါင်းများစွာဝါယာကြိုးများဖြင့် မြှုပ်ထားခြင်း သို့မဟုတ် အလွှာတွင်မြှုပ်နှံခြင်း)၊ တက်ကြွသောအလွှာအမျိုးအစား (ဆီလီကွန်ဝေဖာပေါင်းစည်းခြင်း- တက်ကြွသောအလွှာတစ်ခုအဖြစ် ပထမဦးစွာ အစိတ်အပိုင်းများနှင့် wafer အလွှာကို ပေါင်းစပ်ပါ။ ; ထို့နောက် အလွှာပေါင်းများစွာ အပြန်အလှန်ချိတ်ဆက်မှုလိုင်းများကို စီစဉ်ပြီး အပေါ်ဆုံးအလွှာတွင် အခြားချစ်ပ်များ သို့မဟုတ် အစိတ်အပိုင်းများကို စုစည်းကာ) နှင့် စီထားသည်။ အမျိုးအစား (ဆီလီကွန် wafers များ ၊ ဆီလီကွန် wafers များဖြင့် စီထားသော ချစ်ပ်ပြားများ၊ နှင့် ချစ်ပ်များဖြင့် တွဲထားသော ချစ်ပ်များ)။
3D အပြန်အလှန်ချိတ်ဆက်မှုနည်းလမ်းများတွင် ဝါယာကြိုးချည်ခြင်း (WB)၊ Flip Chip (FC)၊ ဆီလီကွန်မှတဆင့် (TSV)၊ ဖလင်စပယ်ယာ စသည်တို့ ပါဝင်ပါသည်။
TSV သည် ချစ်ပ်များကြား ဒေါင်လိုက်ချိတ်ဆက်မှုကို နားလည်သည်။ ဒေါင်လိုက်အပြန်အလှန်ဆက်သွယ်မှုမျဉ်းသည် အတိုဆုံးအကွာအဝေးနှင့် ပိုမိုအားကောင်းသောကြောင့်၊ ၎င်းသည် သေးငယ်သောအသွင်ပြောင်းခြင်း၊ သိပ်သည်းဆမြင့်မားခြင်း၊ စွမ်းဆောင်ရည်မြင့်မားခြင်းနှင့် ဘက်စုံသုံး ကွဲပြားသောဖွဲ့စည်းပုံထုပ်ပိုးမှုကို နားလည်ရန် ပိုမိုလွယ်ကူသည်။ တစ်ချိန်တည်းမှာပင်၊ ၎င်းသည် မတူညီသောပစ္စည်းများ၏ ချစ်ပ်များကို အပြန်အလှန်ချိတ်ဆက်နိုင်သည်။
လက်ရှိတွင် TSV လုပ်ငန်းစဉ်ကို အသုံးပြုသည့် မိုက်ခရိုအီလက်ထရွန်းနစ် ထုတ်လုပ်မှုနည်းပညာ နှစ်မျိုးရှိသည်- သုံးဖက်မြင် ဆားကစ်ထုပ်ပိုးခြင်း (3D IC ပေါင်းစပ်မှု) နှင့် သုံးဖက်မြင် ဆီလီကွန်ထုပ်ပိုးခြင်း (3D Si ပေါင်းစပ်မှု)။
ပုံစံနှစ်မျိုး၏ ကွာခြားချက်မှာ-
(1) 3D ဆားကစ်ထုပ်ပိုးမှုတွင် အဖုအထစ်များအဖြစ် ပြင်ဆင်ထားရန် ချစ်ပ်လျှပ်ကူးပစ္စည်းများ လိုအပ်ပြီး အဖုအထစ်များသည် အပြန်အလှန်ချိတ်ဆက်ထားသည် (ချည်နှောင်ခြင်း၊ ပေါင်းစပ်ခြင်း၊ ပေါင်းစပ်ခြင်း၊ ဂဟေဆော်ခြင်း စသည်ဖြင့်)၊ 3D ဆီလီကွန်ထုပ်ပိုးမှုသည် ချစ်ပ်များအကြား တိုက်ရိုက်ချိတ်ဆက်မှုတစ်ခု (အောက်ဆိုဒ်နှင့် Cu အကြားချိတ်ဆက်မှု)၊ -Cu bonding)။
(2) 3D circuit integration နည်းပညာကို wafers (3D circuit packaging၊ 3D silicon ထုပ်ပိုးမှု) အကြား ချိတ်ဆက်ခြင်းဖြင့် chip-to-chip bonding နှင့် chip-to-wafer bonding တို့ကို 3D circuit ထုပ်ပိုးခြင်းဖြင့်သာ ရရှိနိုင်ပါသည်။
(3) 3D ဆားကစ်ထုပ်ပိုးခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်ဖြင့် ပေါင်းစပ်ထားသော ချစ်ပ်များကြားတွင် ကွာဟချက်ရှိပြီး စနစ်၏စက်ပိုင်းဆိုင်ရာနှင့် လျှပ်စစ်ဂုဏ်သတ္တိများကို တည်ငြိမ်စေရန်အတွက် စနစ်၏ အပူစီးကူးမှုနှင့် အပူချဲ့ကိန်းကို ချိန်ညှိရန်အတွက် ဒိုင်လျှပ်စစ်ပစ္စည်းများကို ဖြည့်စွက်ရန်လိုအပ်ပါသည်။ 3D ဆီလီကွန်ထုပ်ပိုးမှု လုပ်ငန်းစဉ်ဖြင့် ပေါင်းစပ်ထားသော ချစ်ပ်များကြားတွင် ကွာဟချက်မရှိသည့်အပြင် ချစ်ပ်၏ ပါဝါသုံးစွဲမှု၊ ထုထည်နှင့် အလေးချိန်တို့မှာ သေးငယ်ပြီး လျှပ်စစ်စွမ်းဆောင်မှု ကောင်းမွန်ပါသည်။
TSV လုပ်ငန်းစဉ်သည် အလွှာမှတစ်ဆင့် ဒေါင်လိုက်အချက်ပြလမ်းကြောင်းတစ်ခုကို တည်ဆောက်နိုင်ပြီး သုံးဖက်မြင်စပယ်ယာလမ်းကြောင်းတစ်ခုအဖြစ် RDL ကို အလွှာ၏အပေါ်နှင့်အောက်ခြေရှိ RDL ကို ချိတ်ဆက်နိုင်သည်။ ထို့ကြောင့် TSV လုပ်ငန်းစဉ်သည် သုံးဖက်မြင် passive ကိရိယာဖွဲ့စည်းပုံတည်ဆောက်ရန်အတွက် အရေးကြီးသော အုတ်မြစ်များထဲမှ တစ်ခုဖြစ်သည်။
ရှေ့ဆုံးမျဉ်း (FEOL) နှင့် နောက်ဘက်စွန်း (BEOL) အကြား မှာကြားချက်အရ TSV လုပ်ငန်းစဉ်ကို ပင်မရေစီးကြောင်း ထုတ်လုပ်မှု လုပ်ငန်းစဉ် (၃)မျိုး ခွဲခြားနိုင်သည် ၊ ဥပမာအားဖြင့် ပထမ (ViaFirst)၊ အလယ် (Via Middle) နှင့် ပုံတွင်ပြထားသည့်အတိုင်း နောက်ဆုံး (Via Last) လုပ်ငန်းစဉ်။
1. etching လုပ်ငန်းစဉ်မှတဆင့်
ထွင်းဖောက်ခြင်း လုပ်ငန်းစဉ်သည် TSV ဖွဲ့စည်းပုံကို ထုတ်လုပ်ရန် သော့ချက်ဖြစ်သည်။ သင့်လျော်သော ထွင်းထုခြင်း လုပ်ငန်းစဉ်ကို ရွေးချယ်ခြင်းသည် TSV ၏ စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ ကြံ့ခိုင်မှုနှင့် လျှပ်စစ်ဂုဏ်သတ္တိများကို ထိရောက်စွာ တိုးတက်စေပြီး TSV သုံးဖက်မြင် စက်ပစ္စည်းများ၏ အလုံးစုံ ယုံကြည်စိတ်ချရမှုနှင့် ဆက်စပ်နေပါသည်။
လက်ရှိတွင်၊ ပင်မ TSV သတ္တုစပ်ခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်အားဖြင့် လေးခုရှိပါသည်- Deep Reactive Ion Etching (DRIE)၊ စိုစွတ်သော etching၊ photo-assisted electrochemical etching (PAECE) နှင့် လေဆာတူးဖော်ခြင်း။
(၁) Deep Reactive Ion Etching (DRIE)၊
DRIE လုပ်ငန်းစဉ်ဟုလည်းသိကြသော နက်ရှိုင်းသော ဓာတ်ပြုအိုင်းယွန်း etching သည် TSV etching လုပ်ငန်းစဉ်တွင် အသုံးအများဆုံးဖြစ်ပြီး TSV အချိုးအစားမြင့်မားသော အဆောက်အဦများမှတစ်ဆင့် TSV ကို နားလည်ရန် အဓိကအားဖြင့် အသုံးပြုပါသည်။ သမားရိုးကျ ပလာစမာ ထွင်းထုခြင်း လုပ်ငန်းစဉ်များသည် ယေဘူယျအားဖြင့် ထွင်းထုမှုနှုန်း နည်းပါးပြီး etching mask ရွေးချယ်မှု နည်းပါးခြင်းဖြင့် ယေဘုယျအားဖြင့် မိုက်ခရိုများစွာ၏ အနက်ကိုသာ ရရှိနိုင်သည်။ Bosch သည် ဤအခြေခံပေါ်တွင် သက်ဆိုင်ရာ လုပ်ငန်းစဉ်များကို မြှင့်တင်မှုများ ပြုလုပ်ထားသည်။ SF6 အား ဓာတ်ပြုဓာတ်ငွေ့အဖြစ်အသုံးပြုကာ ဘေးနံရံများအတွက် လျှို့ဝှက်ကာကွယ်မှုအဖြစ် etching လုပ်ငန်းစဉ်အတွင်း C4F8 ဓာတ်ငွေ့ကို ထုတ်လွှတ်ခြင်းဖြင့်၊ ပိုမိုကောင်းမွန်သော DRIE လုပ်ငန်းစဉ်သည် မြင့်မားသောရှုထောင့်အချိုးအစားမှတစ်ဆင့် etching အတွက် သင့်လျော်သည်။ ထို့ကြောင့် ၎င်းကို တီထွင်သူပြီးနောက် Bosch လုပ်ငန်းစဉ်ဟုလည်း ခေါ်တွင်သည်။
အောက်ဖော်ပြပါပုံသည် DRIE လုပ်ငန်းစဉ်ကို ထွင်းထုထားခြင်းဖြင့် မြင့်မားသောရှုထောင့်အချိုးအစား၏ ဓာတ်ပုံဖြစ်သည်။
DRIE လုပ်ငန်းစဉ်ကို TSV လုပ်ငန်းစဉ်တွင် ၎င်း၏ကောင်းမွန်သောထိန်းချုပ်နိုင်စွမ်းကြောင့် တွင်ကျယ်စွာအသုံးပြုသော်လည်း ၎င်း၏အားနည်းချက်မှာ ဘေးနံရံပြားချပ်ချပ်ညံ့ဖျင်းပြီး scallop ပုံသဏ္ဌာန်အတွန့်ချို့ယွင်းမှုများဖြစ်ပေါ်လာမည်ဖြစ်သည်။ မြင့်မားသောရှုထောင့်အချိုးမှတဆင့် etching လုပ်သောအခါ ဤချို့ယွင်းချက်သည် ပို၍သိသာသည်။
(၂) ရေစိုခံခြင်း။
Wet etching သည် အပေါက်များကို ဖောက်ရန်အတွက် mask နှင့် chemical etching ပေါင်းစပ်မှုကို အသုံးပြုသည်။ အသုံးအများဆုံး etching solution သည် KOH ဖြစ်ပြီး၊ ၎င်းသည် mask မှ ကာကွယ်ခြင်းမရှိသော ဆီလီကွန်အလွှာပေါ်ရှိ ရာထူးများကို ထွင်းထုနိုင်ပြီး အလိုရှိသော အပေါက်ဖွဲ့စည်းပုံကို ပုံဖော်နိုင်သည်။ Wet etching သည် အစောဆုံး အပေါက်ဖောက်ခြင်း လုပ်ငန်းစဉ်ကို တီထွင်ခဲ့သည်။ ၎င်း၏ လုပ်ငန်းစဉ် အဆင့်များနှင့် လိုအပ်သော ပစ္စည်းကိရိယာများသည် ရိုးရှင်းသောကြောင့် TSV ၏ အမြောက်အမြား ထုတ်လုပ်ရန်အတွက် ကုန်ကျစရိတ် သက်သာသည်။ သို့သော်၊ ၎င်း၏ဓာတုဗေဒနည်းအရ ထွင်းထုထားသောယန္တရားသည် ဤနည်းဖြင့်ဖွဲ့စည်းထားသော အပေါက်မှတစ်ဆင့် ဆီလီကွန် wafer ၏ပုံဆောင်ခဲများ တိမ်းညွှတ်မှုဒဏ်ကို ခံရမည်ဖြစ်ပြီး၊ ထွင်းဖောက်ထားသောအပေါက်သည် ဒေါင်လိုက်မဟုတ်သော်လည်း ကျယ်ပြန့်သောအပေါ်ပိုင်းနှင့် ကျဉ်းသောအောက်ခြေ၏ ရှင်းလင်းသောဖြစ်စဉ်ကို ပြသမည်ဖြစ်သည်။ ဤချို့ယွင်းချက်သည် TSV ထုတ်လုပ်ရေးတွင် စိုစွတ်သော etching ကို ကန့်သတ်ထားသည်။
(၃) ဓါတ်ပုံ-လျှပ်စစ်ဓာတ် သတ္တုစပ်ခြင်း (PAECE)၊
Photo-assisted electrochemical etching (PAECE) ၏ အခြေခံနိယာမမှာ electron-hole pairs များ၏ မျိုးဆက်ပွားမှုကို အရှိန်မြှင့်ရန်အတွက် ခရမ်းလွန်ရောင်ခြည်ကို အသုံးပြုပြီး electrochemical etching လုပ်ငန်းစဉ်ကို အရှိန်မြှင့်ရန် ဖြစ်ပါသည်။ အသုံးများသော DRIE လုပ်ငန်းစဉ်နှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက PAECE လုပ်ငန်းစဉ်သည် 100:1 ထက်ကြီးသော အလွန်ကြီးမားသော ရှုထောင့်ပုံစံများကို ထွင်းထုခြင်းအတွက် ပိုမိုသင့်လျော်သော်လည်း ၎င်း၏ အားနည်းချက်မှာ DRIE ထက် ထွင်းထုခြင်း၏ ထိန်းချုပ်နိုင်မှုမှာ အားနည်းနေပြီး ၎င်း၏နည်းပညာလည်း ဖြစ်နိုင်သည်။ သုတေသနနှင့် လုပ်ငန်းစဉ်များ မြှင့်တင်ရန် လိုအပ်ပါသည်။
(၄) လေဆာတူးဖော်ခြင်း။
အထက်ပါနည်းလမ်းသုံးမျိုးနှင့် ကွဲပြားပါသည်။ လေဆာတူးဖော်ခြင်းနည်းလမ်းသည် ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာနည်းလမ်းသက်သက်ဖြစ်သည်။ TSV ၏အပေါက်ဖောက်လုပ်ခြင်းကို ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာအရ သိရှိနားလည်ရန် သတ်မှတ်ထားသော ဧရိယာရှိ အမှုန်အမွှားပစ္စည်းများ အရည်ပျော်ပြီး အငွေ့ပျံစေရန် စွမ်းအင်မြင့်လေဆာရောင်ခြည်ကို အဓိကအသုံးပြုသည်။
လေဆာ တူးဖော်ခြင်းဖြင့် ဖွဲ့စည်းထားသော အပေါက်သည် မြင့်မားသော ရှုထောင့်အချိုးရှိပြီး ဘေးနံရံသည် အခြေခံအားဖြင့် ဒေါင်လိုက်ဖြစ်သည်။ သို့သော်၊ လေဆာတူးဖော်ခြင်းသည် အမှန်တကယ်အားဖြင့် အပေါက်ကိုဖွဲ့စည်းရန်အတွက် ဒေသတွင်းအပူကိုအသုံးပြုထားသောကြောင့် TSV ၏အပေါက်နံရံသည် အပူဒဏ်ကြောင့်အပျက်သဘောဆောင်သောသက်ရောက်မှုရှိပြီး ယုံကြည်စိတ်ချရမှုကို လျော့နည်းစေသည်။
2. Liner အလွှာ အစစ်ခံခြင်း လုပ်ငန်းစဉ်
TSV ထုတ်လုပ်ခြင်းအတွက် နောက်ထပ်သော့ချက်နည်းပညာမှာ liner အလွှာ အစစ်ခံခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်ဖြစ်သည်။
အပေါက်ဖောက်ထွင်းပြီးနောက် လိုင်းအလွှာ အစစ်ခံခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်ကို လုပ်ဆောင်သည်။ စုဆောင်းထားသော liner အလွှာသည် ယေဘုယျအားဖြင့် SiO2 ကဲ့သို့သော အောက်ဆိုဒ်တစ်ခုဖြစ်သည်။ liner အလွှာသည် TSV ၏အတွင်းပိုင်း conductor နှင့် substrate အကြားတွင်တည်ရှိပြီး DC current ယိုစိမ့်မှုကို သီးခြားခွဲထုတ်ခြင်း၏ အခန်းကဏ္ဍကို အဓိကအားဖြင့် လုပ်ဆောင်သည်။ အောက်ဆိုဒ်ကို အပ်နှံခြင်းအပြင် နောက်လုပ်ငန်းစဉ်တွင် conductor ဖြည့်ရန်အတွက် အတားအဆီးနှင့် အစေ့အလွှာများလည်း လိုအပ်ပါသည်။
ထုတ်လုပ်လိုက်သည့်အလွှာသည် အောက်ပါအခြေခံလိုအပ်ချက်နှစ်ခုနှင့် ကိုက်ညီရမည်-
(1) insulating အလွှာ၏ပြိုကွဲဗို့အား TSV ၏အမှန်တကယ်အလုပ်လုပ်လိုအပ်ချက်များနှင့်ကိုက်ညီသင့်သည်။
(၂) စုဆောင်းထားသော အလွှာများသည် အလွန်တသမတ်တည်းဖြစ်ပြီး တစ်ခုနှင့်တစ်ခု ကောင်းစွာ တွယ်တာမှုရှိသည်။
အောက်ဖော်ပြပါပုံသည် ပလာစမာအဆင့်မြှင့်တင်ထားသော ဓာတုအခိုးအငွေ့ထွက်မှု (PECVD) ဖြင့် စုဆောင်းထားသည့် လိုင်နာအလွှာ၏ ဓာတ်ပုံကို ပြသထားသည်။
မတူညီသော TSV ထုတ်လုပ်မှုလုပ်ငန်းစဉ်များအတွက် အပ်နှံခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်ကို ချိန်ညှိရန်လိုအပ်သည်။ အပေါက်ဖောက်ခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်အတွက်၊ အောက်ဆိုဒ်အလွှာ၏ အရည်အသွေးကို မြှင့်တင်ရန်အတွက် အပူချိန်မြင့်မားသော အပ်နှံခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်ကို အသုံးပြုနိုင်သည်။
ပုံမှန်အားဖြင့် အပူချိန်မြင့်မားစွာ စုဆောင်းခြင်းသည် အရည်အသွေးမြင့် SiO2 လျှပ်ကာအလွှာတစ်ခုအဖြစ် အပူဓာတ်တိုးခြင်းဖြစ်စဉ်နှင့် ပေါင်းစပ်ထားသော tetraethyl orthosilicate (TEOS) ကို အခြေခံနိုင်သည်။ အလယ်မှအပေါက်နှင့် နောက်အပေါက်ဖောက်ခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်အတွက် BEOL လုပ်ငန်းစဉ်ကို အပ်နှံစဉ်အတွင်း ပြီးစီးသွားသည့်အတွက် BEOL ပစ္စည်းများနှင့် လိုက်ဖက်မှုရှိစေရန်အတွက် အပူချိန်နိမ့်နည်းလမ်းတစ်ခု လိုအပ်ပါသည်။
ဤအခြေအနေအောက်တွင် SiO2 သို့မဟုတ် SiNx ကို insulating အလွှာအဖြစ် PECVD ကိုအသုံးပြုခြင်းအပါအဝင် အပ်နှံမှုအပူချိန်ကို 450° ကန့်သတ်ထားသင့်သည်။
နောက်ထပ်အသုံးများသည့်နည်းလမ်းမှာ အက်တမ်အလွှာ အပ်နှံခြင်း (ALD) ကို အသုံးပြုပြီး denser insulating layer တစ်ခုရရှိရန် Al2O3 ကို အပ်နှံရန်ဖြစ်သည်။
3. သတ္တုဖြည့်ခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်
TSV ဖြည့်သွင်းခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်သည် TSV ၏အရည်အသွေးကိုဆုံးဖြတ်သည့်အခြားသော့ချက်နည်းပညာဖြစ်သည့် liner အပ်နှံခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်ပြီးနောက်ချက်ချင်းလုပ်ဆောင်သည်။
ဖြည့်စွက်နိုင်သောပစ္စည်းများတွင် doped polysilicon၊ tungsten၊ carbon nanotubes စသည်တို့ကို အသုံးပြုသည့် လုပ်ငန်းစဉ်ပေါ် မူတည်၍ ပါဝင်သော်လည်း ပင်မရေစီးကြောင်း အများစုမှာ electroplated copper ဖြစ်နေဆဲဖြစ်ပြီး ၎င်း၏ လုပ်ငန်းစဉ်သည် ရင့်ကျက်ပြီး လျှပ်စစ်နှင့် အပူစီးကူးမှု မြင့်မားသောကြောင့် ဖြစ်သည်။
အပေါက်အတွင်း ၎င်း၏လျှပ်စစ်ပလပ်စတစ်နှုန်း၏ ဖြန့်ဖြူးမှုကွာခြားချက်အရ ၎င်းကို ပုံတွင်ပြထားသည့်အတိုင်း subconformal၊ conformal၊ superconformal နှင့် bottom-up electroplating method များအဖြစ် ပိုင်းခြားနိုင်ပါသည်။
TSV သုတေသန၏အစောပိုင်းအဆင့်တွင် အဓိကအားဖြင့် Subconformal electroplating ကိုအသုံးပြုခဲ့သည်။ ပုံ (က) တွင်ပြထားသည့်အတိုင်း electrolysis မှပေးသော Cu အိုင်းယွန်းများသည် ထိပ်တွင် စုစည်းနေပြီး အောက်ခြေတွင် လုံလောက်စွာဖြည့်စွက်ထားခြင်း မရှိသည့်အတွက်၊ အောက်ခြေမှတဆင့် အပေါက်၏ထိပ်ရှိ electroplating rate သည် အပေါ်မှအောက်ထက်ပိုမိုမြင့်မားစေသည်။ ထို့ကြောင့်၊ အပေါက်၏ထိပ်ကို လုံးဝမဖြည့်မီတွင် ကြိုတင်ပိတ်ထားမည်ဖြစ်ပြီး အတွင်းတွင် ကြီးမားသော ကွက်လပ်တစ်ခု ဖြစ်လာမည်ဖြစ်သည်။
ပုံ (ခ) တွင် ပုံ (ခ) တွင် ဖော်စပ်သော လျှပ်စစ်ပလပ်စတစ် နည်းလမ်း၏ သရုပ်ဖော်ပုံနှင့် ဓာတ်ပုံကို ပြထားသည်။ Cu ion များ၏ တူညီသော ဖြည့်စွက်အားဖြည့်မှုကို သေချာစေခြင်းဖြင့်၊ အပေါက်အတွင်းရှိ အနေအထားတစ်ခုစီရှိ electroplating rate သည် အခြေခံအားဖြင့် တူညီသောကြောင့် အတွင်းတွင် ချုပ်ရိုးတစ်ခုသာ ကျန်ရှိမည်ဖြစ်ပြီး၊ void volume သည် subconformal electroplating method ထက် များစွာသေးငယ်သောကြောင့်၊ တွင်ကျယ်စွာအသုံးပြုသည်။
ပျက်ပြယ်ခြင်းမရှိသော ဖြည့်စွက်အကျိုးသက်ရောက်မှုကို ထပ်မံရရှိစေရန်အတွက်၊ တူညီသောလျှပ်စစ်ပလပ်စတစ်နည်းလမ်းကို အကောင်းဆုံးဖြစ်အောင်ပြုလုပ်ရန် superconformal electroplating နည်းလမ်းကို အဆိုပြုခဲ့သည်။ ပုံ (ဂ) တွင်ပြထားသည့်အတိုင်း Cu ions ထောက်ပံ့မှုကို ထိန်းချုပ်ခြင်းဖြင့်၊ အောက်ခြေရှိ ဖြည့်စွက်နှုန်းသည် အခြားရာထူးများထက် အနည်းငယ်ပိုမိုမြင့်မားသည်၊ ထို့ကြောင့် ဘယ်ဘက်မှ ချုပ်ရိုးကို လုံးဝဖယ်ရှားရန် အောက်ခြေမှ အပေါ်မှ ဆီဖြည့်နှုန်း၏ အဆင့် gradient ကို ပိုကောင်းအောင်ပြုလုပ်ပေးပါသည်။ လုံးဝပျက်ပြယ်ခြင်းမရှိသော သတ္တုကြေးနီဖြည့်သွင်းခြင်းကို အောင်မြင်စေရန်အတွက် ကိုက်ညီသော electroplating နည်းလမ်းဖြင့်၊
အောက်ခြေ-အပေါ်လျှပ်စစ်ပလပ်စတစ်နည်းလမ်းကို အလွန်လိုက်လျောညီထွေရှိသောနည်းလမ်း၏ အထူးကိစ္စရပ်အဖြစ် ယူဆနိုင်သည်။ ဤကိစ္စတွင်၊ အောက်ခြေမှလွဲ၍ electroplating နှုန်းကို သုညအထိ ဖိနှိပ်ထားပြီး အောက်ခြေမှ ထိပ်အထိ electroplating ကိုသာ တဖြည်းဖြည်း လုပ်ဆောင်သည်။ conformal electroplating method ၏ ပျက်ပြယ်ခြင်းမရှိဘဲ အားသာချက်အပြင်၊ ဤနည်းလမ်းသည် electroplating time တစ်ခုလုံးကို ထိထိရောက်ရောက် လျှော့ချနိုင်သောကြောင့် မကြာသေးမီနှစ်များအတွင်း တွင်ကျယ်စွာ လေ့လာခဲ့သည်။
4. RDL လုပ်ငန်းစဉ်နည်းပညာ
RDL လုပ်ငန်းစဉ်သည် သုံးဖက်မြင်ထုပ်ပိုးမှုလုပ်ငန်းစဉ်တွင် မရှိမဖြစ်လိုအပ်သော အခြေခံနည်းပညာတစ်ခုဖြစ်သည်။ ဤလုပ်ငန်းစဉ်အားဖြင့်၊ ဆိပ်ကမ်းပြန်လည်ဖြန့်ဖြူးခြင်း သို့မဟုတ် ပက်ကေ့ဂျ်များကြား အပြန်အလှန်ချိတ်ဆက်မှု၏ ရည်ရွယ်ချက်ကို အောင်မြင်စေရန်အတွက် သတ္တု အပြန်အလှန်ချိတ်ဆက်မှုများကို အလွှာနှစ်ခုစလုံးတွင် ထုတ်လုပ်နိုင်သည်။ ထို့ကြောင့် RDL လုပ်ငန်းစဉ်ကို fan-in-fan-out သို့မဟုတ် 2.5D/3D ထုပ်ပိုးမှုစနစ်များတွင် တွင်ကျယ်စွာအသုံးပြုပါသည်။
သုံးဖက်မြင်စက်ပစ္စည်းများတည်ဆောက်ခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်တွင်၊ RDL လုပ်ငန်းစဉ်ကို အများအားဖြင့် TSV သည် သုံးဖက်မြင်စက်ပစ္စည်းတည်ဆောက်ပုံအမျိုးမျိုးကို သိရှိနားလည်စေရန်အတွက် TSV အပြန်အလှန်ချိတ်ဆက်ရန်အသုံးပြုသည်။
လက်ရှိတွင် ပင်မရေစီးကြောင်း RDL လုပ်ငန်းစဉ်နှစ်ခုရှိသည်။ ပထမတစ်မျိုးမှာ photosensitive ပိုလီမာများကို အခြေခံပြီး ကြေးနီလျှပ်စစ်ပလပ်စတစ်နှင့် ထွင်းထုခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်များနှင့် ပေါင်းစပ်ထားသည်။ အခြားတစ်ခုသည် Cu Damascus လုပ်ငန်းစဉ်ကို PECVD နှင့် chemical mechanical polishing (CMP) လုပ်ငန်းစဉ်ဖြင့် အကောင်အထည်ဖော်သည်။
အောက်ပါတို့သည် ဤ RDL နှစ်ခု၏ ပင်မရေစီးကြောင်း လုပ်ငန်းစဉ်လမ်းကြောင်းများကို မိတ်ဆက်ပေးပါမည်။
Photosensitive Polymer ကို အခြေခံ၍ RDL လုပ်ငန်းစဉ်ကို အထက်ပုံတွင် ပြထားသည်။
ပထမဦးစွာ PI သို့မဟုတ် BCB ကော်အလွှာကို လှည့်ခြင်းဖြင့် wafer ၏မျက်နှာပြင်ပေါ်တွင် ဖုံးအုပ်ထားပြီး အပူပေးပြီး ကုသပြီးနောက်၊ လိုချင်သောအနေအထားတွင် အပေါက်များကိုဖွင့်ရန် photolithography လုပ်ငန်းစဉ်ကိုအသုံးပြုပြီး etching ပြုလုပ်ပါသည်။ ထို့နောက်၊ photoresist ကိုဖယ်ရှားပြီးနောက် Ti နှင့် Cu တို့သည် အတားအဆီးအလွှာနှင့် မျိုးစေ့အလွှာအဖြစ် ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာအငွေ့ထွက်ခြင်းလုပ်ငန်းစဉ် (PVD) ဖြင့် wafer ပေါ်တွင် ကြဲချသွားပါသည်။ ထို့နောက် RDL ၏ ပထမအလွှာကို photolithography နှင့် electroplating Cu လုပ်ငန်းစဉ်များ ပေါင်းစပ်ခြင်းဖြင့် ထိတွေ့နေသော Ti/Cu အလွှာပေါ်တွင် ထုတ်လုပ်ကာ၊ ထို့နောက် photoresist ကို ဖယ်ရှားပြီး ပိုလျှံနေသော Ti နှင့် Cu ကို ဖယ်ထုတ်ပါသည်။ Multi-layer RDL ဖွဲ့စည်းပုံကို ဖွဲ့စည်းရန် အထက်ဖော်ပြပါ အဆင့်များကို ပြန်လုပ်ပါ။ ဒီနည်းလမ်းကို စက်မှုလုပ်ငန်းမှာ လောလောဆယ် ပိုအသုံးများပါတယ်။
RDL ထုတ်လုပ်မှုအတွက် နောက်ထပ်နည်းလမ်းမှာ PECVD နှင့် CMP လုပ်ငန်းစဉ်များကို ပေါင်းစပ်ထားသည့် Cu Damascus လုပ်ငန်းစဉ်အပေါ် အခြေခံသည်။
photosensitive polymer ကိုအခြေခံ၍ ဤနည်းလမ်းနှင့် RDL လုပ်ငန်းစဉ်ကြား ခြားနားချက်မှာ အလွှာတစ်ခုစီကို ထုတ်လုပ်ခြင်း၏ ပထမအဆင့်တွင် PECVD ကို SiO2 သို့မဟုတ် Si3N4 အား insulating အလွှာအဖြစ် အပ်နှံရန် အသုံးပြုပြီး၊ ထို့နောက် ပြတင်းပေါက်ကို photolithography ဖြင့် insulating layer တွင် ဖွဲ့စည်းထားပါသည်။ ဓာတ်ပြု ion etching နှင့် Ti/Cu အတားအဆီး/ အစေ့အလွှာ နှင့် conductor ကြေးနီတို့သည် အသီးသီး ကွဲအက်သွားပြီးနောက် conductor အလွှာကို CMP ဖြင့် လိုအပ်သော အထူအထိ ပါးလွှာသွားသည် ။ လုပ်ငန်းစဉ်၊ ဆိုလိုသည်မှာ RDL အလွှာ သို့မဟုတ် အပေါက်မှတဆင့် အလွှာတစ်ခု ဖွဲ့စည်းသည်။
အောက်ပါပုံသည် Cu Damascus လုပ်ငန်းစဉ်အပေါ်အခြေခံ၍ တည်ဆောက်ထားသော Multi-layer RDL ၏ဖြတ်ပိုင်းအပိုင်း၏ ဇယားကွက်နှင့် ဓာတ်ပုံဖြစ်သည်။ TSV သည် အပေါက်အပေါက်အလွှာ V01 နှင့် ပထမဆုံးချိတ်ဆက်ထားပြီး RDL1၊ through-hole layer V12 နှင့် RDL2 ၏အစီအစဥ်အရ အောက်ခြေမှထိပ်သို့ တန်းစီထားသည်ကို တွေ့ရှိနိုင်သည်။
RDL အလွှာတစ်ခုစီ သို့မဟုတ် အပေါက်အပေါက်အလွှာတစ်ခုစီကို အထက်ဖော်ပြပါနည်းလမ်းအတိုင်း ဆက်တိုက်ထုတ်လုပ်သည်။RDL လုပ်ငန်းစဉ်သည် CMP လုပ်ငန်းစဉ်ကို အသုံးပြုရန်လိုအပ်သောကြောင့် ၎င်း၏ထုတ်လုပ်မှုကုန်ကျစရိတ်သည် photosensitive ပေါ်လီမာအပေါ်အခြေခံထားသော RDL လုပ်ငန်းစဉ်ထက် မြင့်မားသောကြောင့် ၎င်း၏အသုံးချပရိုဂရမ်သည် အတော်လေးနည်းပါးပါသည်။
5. IPD လုပ်ငန်းစဉ်နည်းပညာ
သုံးဖက်မြင် စက်ပစ္စည်းများ ထုတ်လုပ်ခြင်းအတွက်၊ MMIC တွင် တိုက်ရိုက်ချိတ်ဆက်ထားသော Chip ပေါင်းစည်းမှုအပြင် IPD လုပ်ငန်းစဉ်သည် ပိုမိုပြောင်းလွယ်ပြင်လွယ်ရှိသော နည်းပညာဆိုင်ရာ လမ်းကြောင်းကို ပံ့ပိုးပေးပါသည်။
IPD လုပ်ငန်းစဉ်ဟုလည်းသိကြသော ပေါင်းစပ်ထားသော passive စက်ပစ္စည်းများသည် on-chip inductors၊ capacitors၊ resistors၊ balun converters စသည်တို့အပါအဝင် passive devices များအားလုံးကို ပေါင်းစပ်နိုင်သော passive device library တစ်ခုအဖြစ် သီးခြားအလွှာတစ်ခုပေါ်တွင် ပေါင်းစပ်နိုင်သည်။ ဒီဇိုင်းလိုအပ်ချက်အရ ပြောင်းလွယ်ပြင်လွယ် ခေါ်သည်။
IPD လုပ်ငန်းစဉ်တွင် passive devices များကို transfer board တွင်ထုတ်လုပ်ပြီး တိုက်ရိုက်ပေါင်းစပ်ထားသောကြောင့်၎င်း၏ process flow သည် on-chip ပေါင်းစပ်ခြင်းထက် ICs များထက်ပိုမိုရိုးရှင်းပြီး passive device library အဖြစ်ကြိုတင်အမြောက်အမြားထုတ်လုပ်နိုင်ပါသည်။
TSV သုံးဖက်မြင် passive စက်ပစ္စည်းထုတ်လုပ်ခြင်းအတွက်၊ TSV နှင့် RDL အပါအဝင် သုံးဖက်မြင်ထုပ်ပိုးမှုလုပ်ငန်းစဉ်များ၏ ကုန်ကျစရိတ်ဝန်ထုပ်ဝန်ပိုးကို IPD က ထိထိရောက်ရောက် ထေမိနိုင်ပါသည်။
ကုန်ကျစရိတ်အားသာချက်များအပြင် IPD ၏နောက်ထပ်အားသာချက်မှာ၎င်း၏ပြောင်းလွယ်ပြင်လွယ်မှုမြင့်မားသည်။ IPD ၏ ပြောင်းလွယ်ပြင်လွယ်များထဲမှ တစ်ခုကို အောက်တွင် ပုံတွင်ပြထားသည့်အတိုင်း ကွဲပြားသော ပေါင်းစပ်မှုနည်းလမ်းများတွင် ထင်ဟပ်ပါသည်။ ပုံ (က) တွင်ပြထားသည့်အတိုင်း Flip-chip လုပ်ငန်းစဉ်မှတစ်ဆင့် IPD ကို ပက်ကေ့ခ်အလွှာထဲသို့ တိုက်ရိုက်ပေါင်းစပ်ခြင်း၏ အခြေခံနည်းလမ်းနှစ်ခုအပြင် ပုံ (က) သို့မဟုတ် ပုံ (ခ) တွင်ပြထားသည့်အတိုင်း ချိတ်ဆက်ခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်ကို အလွှာတစ်ခုတွင် IPD ၏နောက်ထပ်အလွှာကို ပေါင်းစပ်နိုင်သည်။ ပုံ (ဂ)-(င) တွင် ပြထားသည့်အတိုင်း IPD ၏ ကျယ်ပြန့်သော passive device ပေါင်းစပ်မှုများ ရရှိစေရန်။
တစ်ချိန်တည်းမှာပင်၊ ပုံ (စ) တွင်ပြထားသည့်အတိုင်း IPD အား ပေါင်းစည်းထားသော ချစ်ပ်ကို တိုက်ရိုက်မြှုပ်နှံရန်အတွက် အဒက်တာဘုတ်အဖြစ် ထပ်မံအသုံးပြုနိုင်ပါသည်။
သုံးဖက်မြင် passive devices များတည်ဆောက်ရန် IPD ကိုအသုံးပြုသောအခါ TSV လုပ်ငန်းစဉ်နှင့် RDL လုပ်ငန်းစဉ်ကိုလည်းအသုံးပြုနိုင်ပါသည်။ လုပ်ငန်းစဉ်စီးဆင်းမှုသည် အခြေခံအားဖြင့် အထက်ဖော်ပြပါ on-chip ပေါင်းစည်းမှုလုပ်ဆောင်ခြင်းနည်းလမ်းနှင့် တူညီပြီး ထပ်ခါတလဲလဲ လုပ်ဆောင်မည်မဟုတ်ပါ။ ခြားနားချက်မှာ ပေါင်းစပ်မှု၏အရာဝတ္ထုသည် ချစ်ပ်မှ အဒက်တာဘုတ်သို့ ပြောင်းသွားသောကြောင့်၊ တက်ကြွသောဧရိယာနှင့် အပြန်အလှန်ချိတ်ဆက်မှုအလွှာအပေါ် သုံးဖက်မြင်ထုပ်ပိုးမှုလုပ်ငန်းစဉ်၏အကျိုးသက်ရောက်မှုကို ထည့်သွင်းစဉ်းစားရန်မလိုအပ်ပါ။ ၎င်းသည် IPD ၏နောက်ထပ်သော့ပြောင်းလွယ်ပြင်လွယ်ကိုဖြစ်ပေါ်စေသည်- အမျိုးမျိုးသောအလွှာပစ္စည်းများကို passive devices များ၏ဒီဇိုင်းလိုအပ်ချက်အရ လိုက်လျောညီထွေရွေးချယ်နိုင်သည်။
IPD အတွက် ရရှိနိုင်သော အလွှာပစ္စည်းများသည် Si နှင့် GaN ကဲ့သို့သော အသုံးများသော တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်းအလွှာများသာမက Al2O3 ကြွေထည်များ၊ အပူချိန်နိမ့်/အပူချိန်မြင့်မားသော ကြွေထည်ပစ္စည်းများ၊ ဖန်သားကြမ်းလွှာများ စသည်တို့ဖြစ်သည်။ ဤအင်္ဂါရပ်သည် passive ၏ ဒီဇိုင်းပြောင်းလွယ်ပြင်လွယ်ကို ထိရောက်စွာ ချဲ့ထွင်ပေးပါသည်။ IPD ဖြင့် ပေါင်းစပ်ထားသော ကိရိယာများ။
ဥပမာအားဖြင့်၊ IPD မှပေါင်းစပ်ထားသော သုံးဖက်မြင် passive inductor တည်ဆောက်ပုံသည် inductor ၏စွမ်းဆောင်ရည်ကို ထိထိရောက်ရောက် မြှင့်တင်ရန်အတွက် glass substrate ကို အသုံးပြုနိုင်သည်။ TSV ၏ အယူအဆနှင့် ဆန့်ကျင်ဘက်အားဖြင့် ဖန်သားကြမ်းပေါ်တွင် ပြုလုပ်ထားသော အပေါက်များကို through-glass vias (TGV) ဟုခေါ်သည်။ IPD နှင့် TGV လုပ်ငန်းစဉ်များကို အခြေခံ၍ ထုတ်လုပ်ထားသော သုံးဖက်မြင် inductor ၏ ဓာတ်ပုံကို အောက်ပါပုံတွင် ပြထားသည်။ ဖန်အလွှာ၏ ခံနိုင်ရည်အားသည် Si ကဲ့သို့သော သမားရိုးကျ တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်း ပစ္စည်းများထက် များစွာ မြင့်မားသောကြောင့် TGV သုံးဖက်မြင် inductor သည် ပိုမိုကောင်းမွန်သော လျှပ်ကာပစ္စည်းများ ရှိပြီး ကြိမ်နှုန်းမြင့်မားသော ကပ်ပါးကပ်ပါးသက်ရောက်မှုကြောင့် ဖြစ်ပေါ်လာသော ထည့်သွင်းဆုံးရှုံးမှုသည် ၎င်းထက် များစွာ သေးငယ်ပါသည်။ သမားရိုးကျ TSV သုံးဖက်မြင် inductor ။
အခြားတစ်ဖက်တွင်၊ သတ္တု-လျှပ်ကာ-သတ္တု (MIM) capacitors များသည် ပါးလွှာသောဖလင်စုဆောင်းခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်မှတဆင့်ဖန်သားလွှာ IPD တွင်ထုတ်လုပ်နိုင်ပြီး၊ သုံးဖက်မြင် passive filter တည်ဆောက်ပုံအဖြစ် TGV သုံးဖက်မြင် inductor နှင့်အပြန်အလှန်ချိတ်ဆက်နိုင်သည်။ ထို့ကြောင့်၊ IPD လုပ်ငန်းစဉ်သည် သုံးဖက်မြင် passive စက်ပစ္စည်းအသစ်များ ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုအတွက် ကျယ်ပြန့်သော အသုံးချနိုင်စွမ်းရှိသည်။
စာတိုက်အချိန်- နိုဝင်ဘာ-၁၂-၂၀၂၄