최근 반도체 후공정 패키징 중 TSV공정이 무엇인지 궁금합니다.
최근에 AI 반도체가 떠오르면서 언론에서 HBM3난 라는 차세대 메모리 반도체 얘기가 나오더군요.
그러면서 TSV공정이 매우 중요하다고 들었는데요. 그렇다면 이 TSV공정이 정확히 무엇이고 어떠한 형태이며
난이도가 어느 수준이길래 어렵다고 하는건지 궁금합니다.
안녕하세요. 박정철 과학전문가입니다.
TSV는 반도체 후공정 공정 중 하나로, 3차원적인 칩 구조를 만들기 위해 사용되는 기술입니다. TSV 공정은 주로 2.5D 및 3D 칩 스택을 구성하는 데 사용됩니다. 이러한 스택은 다양한 칩이 상호 연결되어있는 구조로, 더 많은 기능을 가진 작고 밀도가 높은 전자 제품을 만들 수 있게 합니다.
TSV를 만들기 위해 실리콘 웨이퍼가 필요합니다. 웨이퍼의 표면에 절연 층과 금속 층이 형성됩니다. 웨이퍼에 접근하기 위해 소재 제거 기법(예: 드라이 엣치)을 사용하여 TSV를 형성합니다. 이 단계에서 원하는 깊이와 직경으로 구멍을 만듭니다. TSV 내부와 연결되는 메탈 라인과 패드를 형성합니다. 이 단계에서 금속 층을 증착하고, 리소그래피 등의 기술을 사용하여 정확한 회로 패턴을 형성합니다.여러 개의 칩(2D 또는 3D)을 상호 연결하여 스택으로 조립합니다. 각 칩은 TSV를 통해 서로 연결됩니다. 스택된 칩 사이에 접착제나 보호 코팅 등의 후공정 처리가 수행됩니다.
만족스러운 답변이었나요?간단한 별점을 통해 의견을 알려주세요.TSV(Through-Silicon Via)는 반도체 후공정 중 하나로, 실리콘 웨이퍼(반도체 판)를 통과하는 작은 구멍 또는 통로를 만들어 다양한 반도체 칩 간의 연결을 허용하는 기술입니다. TSV는 다중 칩 패키지(Multi-Chip Package)를 만들거나 3D 칩 스택(3D Chip Stacking) 기술을 구현하는 데 사용됩니다.
TSV 공정은 다음과 같은 특징을 갖습니다:
구조: TSV는 실리콘 웨이퍼 내에 수직으로 뚫린 작은 구멍 또는 통로입니다. 이 구멍은 실리콘 웨이퍼의 여러 층 사이를 연결하거나 다중 칩 패키지에서 다른 칩으로 연결하는 데 사용됩니다.
용도: TSV는 반도체 칩 간의 데이터 및 전력 전달을 용이하게 하며, 다중 칩 패키지에서는 작은 공간 내에 여러 칩을 적재할 수 있도록 합니다. 이를 통해 공간 효율성과 성능 향상을 달성할 수 있습니다.
난이도: TSV 공정은 고도의 정밀성과 미세한 제어를 요구하는 복잡한 공정 중 하나입니다. 실리콘 웨이퍼 내부에 정확하게 구멍을 뚫어야 하며, 이러한 공정은 미세한 층 간 위치 정렬과 에칭(etching) 공정을 포함합니다. 따라서 TSV 공정은 기술적으로 어렵고 높은 난이도를 갖는 공정 중 하나로 인식됩니다.
중요성: TSV는 3D 칩 스택 기술과 같이 현대 반도체 제조에서 중요한 역할을 합니다. 특히 AI 반도체와 같이 고성능 및 고밀도의 칩을 만들 때 TSV는 전체 칩의 성능 및 효율성에 큰 영향을 미칩니다. 또한 HBM(High Bandwidth Memory)과 같은 메모리 구현에서도 TSV가 핵심 역할을 합니다.
TSV 공정은 반도체 제조 분야에서 중요한 기술 중 하나이며, 미래에는 더 많은 응용 분야에서 사용될 것으로 예상됩니다. 따라서 TSV 기술 개발은 계속해서 진화하고 발전할 것으로 예상됩니다.
만족스러운 답변이었나요?간단한 별점을 통해 의견을 알려주세요.안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.
SV는 Through Silicon Via의 약자로, 실리콘을 뚫어서 전도성 재료로 채운 전극을 뜻합니다.이 기술은 칩을 적층하기 위한 기술로, 이전까지 칩과 칩 또는 칩과 서브스트레이트를 와이어로 연결하던 것을 이 기술을 통해 칩에 구멍을 뚫어서 전도성 재료인 금속 등으로 채워 수직으로 칩을 연결하는 기술입니다.
TSV는 적층 시에는 칩 단위 공정을 하지만, 적층 전에 TSV를 형성하고, 적층 연결을 위해 칩 앞뒤에 솔더 범프를 형성하는 공정을 웨이퍼 레벨로 진행합니다. 때문에 웨이퍼 레벨 패키지 기술로 분류되기도 합니다.
만족스러운 답변이었나요?간단한 별점을 통해 의견을 알려주세요.안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.
TSV 공정은 Through Silicon Via의 약자로, 실리콘 웨이퍼를 관통하는 미세한 구멍을 형성하여 칩을 연결하는 공정입니다. 기존에는 칩과 칩을 와이어로 연결하는 와이어 본딩 방식을 사용했지만, 와이어 본딩 방식은 I/O 수의 제한, 단락 접촉 불량 등의 문제점이 있습니다. TSV 공정은 이러한 문제점을 해결할 수 있는 새로운 기술로, 차세대 메모리 반도체인 HBM3에서 핵심 기술로 사용되고 있습니다. TSV 공정은 크게 3단계로 진행됩니다. 첫 번째 단계에서는 실리콘 웨이퍼에 미세한 구멍을 뚫는 공정입니다. 두 번째 단계에서는 구멍 내부에 전도성 물질을 충전하는 공정입니다. 세 번째 단계에서는 구멍을 보호하는 공정입니다. TSV 공정의 난이도는 높은 편입니다. 첫 번째 단계에서는 매우 미세한 구멍을 뚫어야 하는데, 이 과정에서 실리콘 웨이퍼가 손상될 위험이 있습니다. 두 번째 단계에서는 구멍 내부에 전도성 물질을 충전해야 하는데, 이 과정에서 구멍이 막히거나, 전도성 물질이 균일하게 충전되지 않을 위험이 있습니다. 세 번째 단계에서는 구멍을 보호해야 하는데, 이 과정에서 구멍이 손상될 위험이 있습니다. TSV 공정은 아직까지 개발 초기 단계에 있으며, 다양한 난관에 직면해 있습니다. 하지만, TSV 공정은 차세대 메모리 반도체 개발에 필수적인 기술로, 향후 지속적으로 연구 개발이 이루어질 것으로 예상됩니다.
만족스러운 답변이었나요?간단한 별점을 통해 의견을 알려주세요.안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다.
TSV는 반도체 칩의 실리콘 다이를 수직으로 관통하는 작은 구멍이며, 이를 통해 다이 내부의 다양한 층들 간에 전기적인 연결이 이루어집니다. TSV는 칩의 크기를 줄이고 성능을 향상시키는 데 도움이 되며, 높은 대역폭과 낮은 전력 소비를 제공합니다.
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