Fejlettebb anyagok a mikrochipek összeköttetéseihez

A Fraunhofer IPMS és a BASF együttműködő partnerei a „LAM Sabre Extreme” folyamatberendezés előtt. © Fraunhofer IPMS / A Fraunhofer IPMS és a BASF együttműködő partnerei a „LAM Sabre Extreme” folyamatberendezés előtt. © Fraunhofer IPMS

300 mm-es tisztatér a Fraunhofer IPMS-től. © Fraunhofer IPMS / 300 mm-es tisztatér a Fraunhofer IPMS-től. © Fraunhofer IPMS

Résztvevők a tízéves együttműködési ünnepségen. © Fraunhofer IPMS / Participants of the ten-year collaboration celebration. © Fraunhofer IPMS

Teljesítményorientált, energiatakarékos, összetett – a modern mikrochipek gyártói folyamatosan új kihívásokkal szembesülnek, különösen az ott szükséges elektromos kapcsolatok terén. A Fraunhofer IPMS és a BASF tíz éve közösen foglalkozik ezzel a problémával, és infrastruktúrájuk és kompetenciáik összefogásával iparilag megbízható értékeléseket tesznek lehetővé vegyszerek, folyamat- és terméktesztelések terén a chipintegrációhoz.

A Fraunhofer Fotonikus Mikroszisztémák Intézete IPMS és a vegyianyag-óriás BASF büszkén tekint vissza tíz sikeres évre az együttműködésből. Közösen dolgoznak a „BASF Plating-Labs” keretében innovatív és egyedi megoldásokon a félvezetőgyártás és chipintegráció területén. A Fraunhofer IPMS Center Nanoelectronic Technologies (CNT) pilot tesztjei során stratégiákat dolgoznak ki és valósítanak meg, hogy anyagokat és technológiákat hatékonyabbá és költséghatékonyabbá tegyenek a félvezető integrációban. „Együttműködésünkkel a piaci növekvő kihívásokat célozzuk meg, és lehetővé tesszük új technológiák alkalmazását az összekötő- és csomagolási területen” – magyarázza Dr. Lothar Laupichler, a BASF Electronic Materials senior alelnöke.

Folyamatértékelés ipari szabvány szerint

A mikrochip gyártása és integrációja során számos elektrokémiai folyamat zajlik. A különböző áramkörök összekötéséhez és a vezetőcsík hálózat kialakításához különböző rétegeket kell felvinni a szilíciumlapra. A teljes integráció különböző lépéseihez és a későbbi alkalmazási területekhez a vegyszereket és a munkafolyamatokat az egyedi ügyfélfolyamatokhoz kell igazítani. A BASF-tal való együttműködés során az elmúlt években új vegyszereket értékeltek galvanikus bevonási eljárásokhoz.

Ugyanakkor ügyfélszintű termékteszteket és demonstrációs próbákat végeztek a szilíciumlapokon. A BASF egy korszerű folyamatberendezést telepített a Fraunhofer IPMS tisztatéri létesítményében, amelyet a tapasztalt tudósok működtetnek. Ez lehetővé teszi, hogy a partnerek ugyanazt a berendezéstechnológiát használják, mint az iparban. Ez jelentősen csökkenti az ügyfelek kvalifikációs költségeit. Ezáltal csökken az fejlesztési idő és költség, és hatékonyabb folyamatokat lehet kiépíteni. Az innovatív megoldások így közvetlenül a gyártási körülmények között fejleszthetők és értékelhetők.

Közvetlen felhasználási lehetőségek ipari partnereknél

A múlt tíz évben a projektpartnerek több mint 12 000 folyamatindítást regisztráltak. „A kifejlesztett vegyianyag-csomagok és termékek közvetlenül alkalmazhatók ügyfeleink ipari folyamataiban” – mondja Dr. Benjamin Lilienthal-Uhlig, a Fraunhofer IPMS Next Generation Computing üzletágának vezetője. Például a miniaturizált áramkörök összekötési struktúráinak gyártásában, például Dual Damascene technológiák esetén. Továbbá fontosak az interposerek, chiplet-ek és 3D-csomagok gyártásában, különösen a Pillar, RDL, TSV típusú átvezetések esetén, vagy a Wafer-to-Wafer hibrid kötés metallétegeinek kialakításában.

2014 júniusában az intézet és a vegyianyag-óriás közösen alapították meg az együttműködést a CNT-ben megnyitott szűrő-gyártó létesítmény keretében. A Fraunhofer IPMS itt biztosítja BASF számára a 300 mm-es tisztatéri infrastruktúrát. Ez az együttműködés a Silicon Saxony hálózatnak is hasznot hoz. Lehetővé teszi más helyszíni intézmények, például a Dresdner Fraunhofer IZM-ASSID részleg vagy közvetlen folyamatfejlesztések bevonását, különösen a Fraunhofer IPMS globális ipari partnerei számára (Bosch, Infineon, GlobalFoundries). Az újonnan alapított CEASAX Kutatóközpont („Center for Advanced CMOS and Heterointegration Saxony”) lehetővé teszi, hogy a jövőben szorosabban dolgozzanak alkalmazásorientált megoldásokon, különösen a mikroszisztémák heterointegrációja terén.