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弘塑集團提供3D-IC異質整合構裝之完整解決方案

  • 黃天毅

圖1、弘塑科技(GPTC)所設計製作之12吋Wafer量產型設備。

在2018年弘塑集團(Honsu Group)整合三大領域:弘塑科技(GPTC)之半導體濕製程工藝設備、添鴻科技(CLC)之化學品,以及佳霖科技(CIC)之量測儀器,進而提供半導體先進封裝製程從生產到檢測之完整服務。

當今3D-IC異質整合已成為構裝之主流技術,尤其使用3D-IC FOWLP,可將GPU,FPGA,CPU,ASIC及HBM等元件,經由RDL導線進行訊號連接,以實現高度異質整合之構裝結構。

圖2、添鴻科技(CLC)發展出奈米雙晶銅(Nano-Twin Copper)電鍍結構。

圖3、結合高選擇比蝕刻藥水與蝕刻終點監測儀器,銅蝕刻CD Loss可控制在0.02至0.06μm。

為因應3D-IC異質整合及導線微細化之挑戰,弘塑集團推出之方案包含了:電鍍銅(Copper Plating)、光阻顯影(PR Developing)、UBM蝕刻(UBM Etching)、光阻去除(PR Stripping)、晶圓解鍵合平台(Wafer De-bonding Platform)、晶圓與載具之清洗(Cleaning)等製程設備、化學藥液與量測、品質檢驗方案。

在製程設備方面,弘塑科技的設備產品組合(圖1)包括了:單晶圓旋轉濕式蝕刻清洗設備(Single Wafer Spin Processor),濕式工作台(Wet Bench),薄膜載具與晶圓清洗設備(Film Frame & Wafer Cleaner)、整合型濕式浸泡與單晶圓清洗設備(Soaking & Spin Combined System)等,目前均已廣泛地應用在國內外先進晶圓構裝廠的生產線上,並取得相當高的市佔優勢。

在化學藥液方面,添鴻科技(CLC)針對RDL線寬線距(L/S)會由5/5μm往更細方向縮小發展,其中導線對於機械強度、熱穩定性與抗疲勞性(Fatigue Resistance)等可靠度需求,目前已發展出奈米雙晶銅(Nano-Twin Copper)電鍍藥液(圖2);奈米雙晶銅的結構可大幅提高傳統銅線路張力強度,以滿足客戶對於信賴度的要求。

在線路蝕刻方面,為了防止RDL微細線路(L/S=2/2μm)因過度蝕刻,造成CD Loss,添鴻科技開發出高選擇比銅蝕刻液(Cu Etchant),目前銅蝕刻CD Loss可控制在0.02μm至0.06μm(如圖3所示)。

在量測與品檢應用方面,佳霖科技(CIC)提供高速X射線掃描檢測設備,藉由新設計的X射線光機引擎搭配深度學習軟體及高解析度圖像分析,可以清楚檢驗IC凸塊接點的缺陷及完整度。

另外為配合精細線寬的即時監控及製程控制,特別開發蝕刻終點偵測(End Point Detection;EPD)技術,使用雷射光照射晶圓蝕刻表面,經由量測雷射反射強度,以定義蝕刻製程之終點。當金屬層被蝕刻去除時,EPD可驅動設備自動停止蝕刻,以避免線路發生過度蝕刻之問題。

弘塑集團長期耕耘半導體工藝及設備,為了滿足3D IC異質整合構裝之嚴格製程需求,必須從半導體設備、化學品及量測儀器等3個方向作全面考量,如此才能正確設計出符合製程需求之半導體設備與方案。