文章核心观点 - 对更高性能的追求正推动先进封装制造商从有机基板转向玻璃芯基板，后者在机械强度、尺寸适应性、电气性能及支持更精细线宽/间距方面具有优势 [2] - 尽管玻璃基板潜力巨大，但目前尚无法完全取代有机基板，后者通过持续创新仍保持可行性，但制造商已开始提前研发玻璃基板技术 [5] - 玻璃通孔是玻璃基板的关键垂直电气连接，其制造过程涉及高精度加工和严格的工艺控制，以克服材料脆性和工艺缺陷带来的挑战 [5][7] - 到2030年，玻璃芯基板收入预计将增长至2.75亿美元，市场增长潜力巨大，投资于全面工艺洞察的制造商将引领行业发展 [16] 玻璃芯基板优势 - 玻璃芯基板具有更优异的机械强度，更适合大尺寸封装 [2] - 玻璃芯基板提供更佳的电气性能，能够满足1.5µm及以下的新型线宽/间距要求 [2] - 玻璃芯基板支持先进逻辑节点和高性能封装的密集互连 [2] 玻璃通孔制造挑战 - 玻璃通孔制造需要超高精度的加工，玻璃材料的脆性给操作和整个制造过程带来挑战 [5] - 制造步骤中可能出现各种误差，包括裂纹、关键尺寸偏差、碎屑清除不彻底、空隙、过填充和过度抛光 [5] - 工艺早期出现的小裂纹有可能在后期发展成更大的缺陷，影响最终产品的性能和可靠性 [5] - TGV的定位精度至关重要，轻微偏差可能导致信号完整性問題或器件失效 [7] - 通孔的形状和尺寸需要严格控制，侧壁过于陡峭或凹陷会影响电镀工艺，导致金属填充不完整或出现空隙 [7] TGV制造流程与工艺控制 - TGV制造始于无缺陷的玻璃面板，进料玻璃面板上的微小缺陷可能在制造过程中累积并导致灾难性故障 [8] - 玻璃面板厚度的均匀性至关重要，厚度不均匀会影响通孔形成的深度控制、表面平整度及后续制造步骤 [9] - 通孔形成后需进行清洗和表面处理，此步骤必须精细控制以避免热损伤，常见的挑战包括控制热输入和碎屑排出 [11] - 籽晶层沉积需在深宽比高的通孔内实现均匀覆盖，表面处理不当或污染可能导致粘附失效 [11] - 电镀法沉积铜需严格控制以避免空隙或接缝，过度电镀会造成表面形貌问题 [12] - 化学机械抛光用于表面平坦化，但可能导致铜结构过度凹陷或腐蚀，不均匀的平坦化会影响器件性能 [12] - 重分布层形成对对准和图案化精度非常敏感，未对准会导致开路或短路 [12] 过程控制与检测解决方案 - 制造前需确保玻璃面板无缺陷，可使用具有亚纳米级灵敏度的检测系统检测表面和边缘缺陷 [13] - 在TGV制造过程中，关键工艺步骤需要进行CD计量和缺陷检测，例如后处理清洗后需检查残留颗粒、微裂纹等 [13] - 需要测量通孔顶部、中部和底部的临界尺寸，以及通孔相对于设计的位置精度，高分辨率光学系统可用于精确监控 [14] - 在金属化和平面化步骤中，检测系统需监测玻璃裂纹和残留物等缺陷，并进行三维计量测量以监测镀层厚度和表面粗糙度 [14] - 亚微米检测工具和良率管理软件的集成可支持高通量检测和高级数据分析，自动化缺陷分类软件可帮助快速识别根本原因 [15] - 通过强大的反馈回路将缺陷数据输入分析软件，制造商可对整个流程进行实时调整，实现更高的效率和良率 [15]