Materiales mejorados para las conexiones de los microchips

Los socios de cooperación del Fraunhofer IPMS y BASF frente a la planta de proceso “LAM Sabre Extreme”. © Fraunhofer IPMS / Los socios de cooperación del Fraunhofer IPMS y BASF frente a la herramienta de proceso “LAM Sabre Extreme”. © Fraunhofer IPMS

Sala limpia de 300 mm del Fraunhofer IPMS. © Fraunhofer IPMS / Sala limpia de 300 mm del Fraunhofer IPMS. © Fraunhofer IPMS

Participantes de la celebración del décimo aniversario de colaboración. © Fraunhofer IPMS / Participants of the ten-year collaboration celebration. © Fraunhofer IPMS

Altamente eficiente, de bajo consumo, complejo – Los fabricantes de microchips modernos enfrentan constantemente nuevos desafíos, también en lo que respecta a las conexiones eléctricas necesarias allí. El Fraunhofer IPMS y BASF han dedicado diez años a esta problemática y, mediante la unión de sus infraestructuras y competencias, permiten una evaluación industrialmente relevante de productos químicos, pruebas de procesos y productos para la integración de chips.

El Instituto Fraunhofer para Microsistemas Ópticos IPMS y la empresa química BASF celebran con orgullo diez años de colaboración exitosa. Juntos trabajan en el marco de su «BASF Plating-Labs» en soluciones innovadoras y a medida en el campo de la producción de semiconductores y la integración de chips. Dentro de las pruebas piloto en el Centro de Tecnologías Nanoelectrónicas (CNT) del Fraunhofer IPMS, se desarrollan y aplican estrategias para hacer que los materiales y tecnologías en la integración de semiconductores sean más eficientes y económicos. »Con nuestra cooperación abordamos los desafíos crecientes del mercado y posibilitamos nuevas tecnologías en el área de interconexión y embalaje«, explica el Dr. Lothar Laupichler, Vicepresidente Senior de Materiales Electrónicos en BASF.

Evaluación de procesos según estándares industriales

En la fabricación e integración de un microchip, se llevan a cabo numerosos procesos electroquímicos. Para conectar los circuitos y crear la red de conductores dentro de un chip, se deben aplicar varias capas de metal o aleaciones metálicas sobre la oblea. Para diferentes etapas en la integración general y distintos casos de uso posteriores, los productos químicos y los pasos de trabajo deben adaptarse a los procesos específicos de los clientes. En el marco de la colaboración con BASF, en los últimos años se han evaluado nuevos productos químicos para procesos de deposición galvánica.

Al mismo tiempo, se realizaron pruebas de productos y demostraciones para clientes a nivel de oblea. BASF instaló un sistema de proceso de última generación en la sala limpia del Fraunhofer IPMS, que es operado por científicos y científicas experimentados allí. De este modo, los socios de la cooperación utilizan la misma tecnología de equipo que se emplea en la industria. Esto permite a los clientes reducir significativamente su esfuerzo de calificación. Así, se ahorra tiempo y costos de desarrollo, y se pueden establecer procesos más eficientes. Las soluciones innovadoras pueden desarrollarse y evaluarse directamente bajo condiciones de producción.

Posibilidades de uso directo en socios industriales

En los últimos diez años, los socios del proyecto han registrado más de 12.000 inicios de proceso. »Los paquetes químicos y productos desarrollados pueden aplicarse directamente en los procesos industriales de nuestros clientes«, dice el Dr. Benjamin Lilienthal-Uhlig, jefe del área de Next Generation Computing en el Fraunhofer IPMS. Por ejemplo, se utilizan para la fabricación de estructuras de cableado en circuitos miniaturizados para tecnologías Dual Damascene. Además, los productos son relevantes en la fabricación de interposers, chiplets y paquetes 3D para estructuras de re-cableado (Pillar, RDL, TSV) o forman las capas metálicas en el soldado híbrido de obleas a obleas.

En junio de 2014, el instituto de investigación y la empresa química fundaron la colaboración en el marco de la planta de cribado (Screening-Fab) inaugurada en el CNT. El Fraunhofer IPMS pone a disposición de BASF su infraestructura de sala limpia de 300 mm para ello. Los clientes y socios también se benefician de la red de Silicon Saxony. Esto permite la incorporación de otras instalaciones locales, como el Instituto Fraunhofer IZM-ASSID en Dresde, o el desarrollo directo de procesos específicamente para los socios industriales globales del Fraunhofer IPMS (Bosch, Infineon, GlobalFoundries). El recientemente fundado Centro de Investigación CEASAX («Center for Advanced CMOS and Heterointegration Saxony») permitirá en el futuro trabajar aún más estrechamente en soluciones orientadas a la aplicación, especialmente en lo que respecta a la heterointegración de microsistemas.