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body_diff: "[{\"diffs\":[[1,\"<html>\\\r\\\n<head>\\\r\\\n  <title>HBM工艺制造流程与原理</title>\\\r\\\n  <basefont face=\\\"微软雅黑\\\" size=\\\"2\\\" />\\\r\\\n  <meta http-equiv=\\\"Content-Type\\\" content=\\\"text/html;charset=utf-8\\\" />\\\r\\\n  <meta name=\\\"exporter-version\\\" content=\\\"YXBJ Windows/608924 (zh-CN, DDL); Windows/10.0.0 (Win64); EDAMVersion=V2;\\\"/>\\\r\\\n  <meta name=\\\"content-class\\\" content=\\\"yinxiang.peso.superNote\\\"/>\\\r\\\n  <meta name=\\\"application-data:yinxiang.noteLayout\\\" content=\\\"{\\\"lineSpace\\\":\\\"recommend\\\",\\\"paragraphSpace\\\":\\\"recommend\\\"}\\\"/>\\\r\\\n  <style>\\\r\\\n\\tbody, td {\\\r\\\n\\t  font-family: 微软雅黑;\\\r\\\n\\t  font-size: 12pt;\\\r\\\n\\t}\\\r\\\n  </style>\\\r\\\n</head>\\\r\\\n<body>\\\r\\\n<a name=\\\"1205\\\"></a>\\\r\\\n<h1>HBM工艺制造流程与原理</h1>\\\r\\\n\\\r\\\n<div><span style=\\\"\\\"><div style=\\\"max-width: 700px;\\\"><p></p><div style=\\\"--en-blockquote: true; box-sizing: border-box; border-left: 3px solid #b4c0cc; background-position: initial initial; background-repeat: initial initial;\\\"><div>原文链接: <a href=\\\"http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=Mzg2MDcwOTk4MQ==&amp;mid=2247484946&amp;idx=1&amp;sn=3509a0cfb01a0ecd69c09695d18aed26&amp;chksm=cf3c0a9f22b1945333e6cf8689562cac99d80cd532c1d36903292217d81b4c3143752298b034&amp;mpshare=1&amp;scene=1&amp;srcid=1011UrHpOUl1AcJ7UiL5gngU&amp;sharer_shareinfo=d1674e2eccec8c57f534cbbb336d3f00&amp;sharer_shareinfo_first=d1674e2eccec8c57f534cbbb336d3f00#rd\\\"><span>http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=Mzg2MDcwOTk4MQ==&amp;mid=2247484...</span></a></div></div><p></p><div style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\"><div style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\"><div style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\"><div style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\"><span style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\">原创</span><span style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\"><span style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\">jjfly686</span></span><span style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\"><a style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\"> 半导体与物理 </a></span><span style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\"><em style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\"></em></span></div><div style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\"><p style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent; text-align: center;\\\"><img src=\\\":/105567f6ac0d4c2c88f51665c52d8411\\\" type=\\\"image/png\\\" data-filename=\\\"640.png\\\" style=\\\"--en-marks: %7B%22align%22%3A%22center%22%7D; -webkit-tap-highlight-color: transparent; height: auto; width: auto;\\\" width=\\\"auto\\\"/><br style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\"/></p><p style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\">  随着人工智能技术的迅猛发展，对高性能计算资源的需求日益增加。<span style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent; letter-spacing: 0.578px; text-wrap: wrap;\\\">HBM（High Bandwidth Memory）</span>作为一种先进的存储解决方案，凭借其卓越的数据传输速率、低功耗和紧凑的设计，成为支撑AI应用的关键技术之一。HBM是高性能的DRAM堆叠而成，是利用TSV（Through-Silicon Via，硅穿孔）技术实现多层DRAM芯片的垂直堆叠。下面我们详细介绍HBM工艺制造流程与原理。</p><p style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\"><img src=\\\":/839a2d63faa34e549d15d729ad1afc73\\\" type=\\\"image/png\\\" data-filename=\\\"640.png\\\" style=\\\"--en-marks: %7B%22align%22%3A%22center%22%7D; -webkit-tap-highlight-color: transparent; letter-spacing: 0.034em; text-align: center; text-wrap: wrap; height: auto; width: auto;\\\" width=\\\"auto\\\"/></p><h4 style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\"><span style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent; font-size: 20px;\\\"><strong style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\">基本原理</strong></span></h4><p style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\">  TSV技术通过在硅基板中创建垂直的导电通道，实现芯片间的直接连接。这些导电通道的直径（CD）通常在1-5微米之间，深度可达10-50微米。TSV技术不仅能够实现高密度的垂直互连，还能显著减少信号延迟，提高数据传输速率。</p><p style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\"><img src=\\\":/a2dd4247db32429293f672036fa8de6d\\\" type=\\\"image/jpeg\\\" data-filename=\\\"640.jpg\\\" style=\\\"--en-marks: %7B%22align%22%3A%22center%22%7D; -webkit-tap-highlight-color: transparent; height: auto; width: auto;\\\" width=\\\"auto\\\"/></p><h4 style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\"><span style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent; font-size: 20px;\\\"><strong style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\">制造流程</strong></span></h4><ol style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\"><li style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent; font-weight: bold;\\\"><p style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\"><span style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\"><strong style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\">前中段处理</strong></span></p></li><ul style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\"><li style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\"><p style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\">前中段互连工艺：首先，完成所有<span style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent; letter-spacing: 0.578px; text-wrap: wrap;\\\">前中段</span>互连工艺，包括金属布线、接触孔填充等。这些工艺步骤确保了芯片内部的电路连接和功能实现。</p></li><li style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\"><p style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\">钝化层蚀刻：对晶圆表面进行钝化层蚀刻，暴露出焊盘（bond pads）。这些焊盘将用于后续的TSV连接，确保芯片间能够通过TSV实现电气连接。</p></li><li style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\"><p style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\">保护电路：使用胶带从晶圆正面覆盖，保护已经制造好的电路，防止在后续的背面减薄工艺中受损。</p></li></ul><p style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent; text-align: center;\\\"><img src=\\\":/0d02e1d23bfb4c1bbd45477524b27d9e\\\" type=\\\"image/png\\\" data-filename=\\\"640.png\\\" style=\\\"--en-marks: %7B%22align%22%3A%22center%22%7D; -webkit-tap-highlight-color: transparent; height: auto; width: auto;\\\" width=\\\"auto\\\"/></p><li style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent; font-weight: bold;\\\"><p style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\"><span style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\"><strong style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\">背面减薄</strong></span></p></li><ul style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\"><li style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\"><p style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\">减薄工艺：从晶圆背面开始减薄，直至暴露出TSV铜插头。对于标准的300毫米硅晶圆（初始厚度约为775微米），为了暴露出50微米深的TSV，需要从背面去除至少725微米的硅材料。</p></li><li style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\"><p style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\">减薄方法：常用的减薄方法包括机械研磨（grinding）、化学机械抛光（CMP）和湿法刻蚀（wet etching-stripe）。这些方法可以精确地控制减薄的厚度，确保TSV铜插头完全暴露。</p></li></ul><p style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\"><img src=\\\":/518f5e9f1aaf47d8b3b6ec71e884b9be\\\" type=\\\"image/png\\\" data-filename=\\\"640.png\\\" style=\\\"--en-marks: %7B%22align%22%3A%22center%22%7D; -webkit-tap-highlight-color: transparent; letter-spacing: 0.578px; text-align: center; text-wrap: wrap; height: auto; width: auto;\\\" width=\\\"auto\\\"/></p><li style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent; font-weight: bold;\\\"><p style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\"><span style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\"><strong style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\">TSV插头暴露与金属凸点形成</strong></span></p></li><ul style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\"><li style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\"><p style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\">绝缘层沉积与去除：在减薄后的晶圆背面沉积一层绝缘层，然后通过蚀刻工艺再次暴露出TSV铜插头。这一步骤确保TSV插头在后续的金属凸点形成过程中不会受到污染。</p></li><li style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\"><p style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\">金属凸点形成：在暴露出的TSV铜插头上形成金属凸点（bumps）。这些凸点将用于后续的芯片堆叠过程中实现芯片之间的电气连接。常见的金属凸点材料包括铜、金、锡等。凸点的形成通常采用电镀或蒸发工艺。</p></li></ul><p style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\"><img src=\\\":/f4ef9288e6b74f53a25a1a4b2aadc10c\\\" type=\\\"image/png\\\" data-filename=\\\"640.png\\\" style=\\\"--en-marks: %7B%22align%22%3A%22center%22%7D; -webkit-tap-highlight-color: transparent; letter-spacing: 0.578px; text-align: center; text-wrap: wrap; height: auto; width: auto;\\\" width=\\\"auto\\\"/></p><li style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent; font-size: 20px; font-weight: bold;\\\"><p style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\"><span style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent; font-size: 20px;\\\"><strong style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\">晶圆键合</strong></span></p></li><ul style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\"><li style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\"><p style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\">键合准备：将带有凸点的减薄晶圆与一个未减薄的承载晶圆（handling wafer）键合。承载晶圆用于提供机械支撑，防止在后续工艺中损坏减薄的晶圆。</p></li><li style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\"><p style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\">键合工艺：键合工艺包括热压键合（thermal compression bonding）、共晶键合（eutectic bonding）和熔融键合（fusion bonding）等。这些键合方法确保了芯片间的可靠连接。</p></li><li style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\"><p style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\">移除保护胶带：移除减薄晶圆正面的保护胶带，并对晶圆进行清洁，确保表面无污染。这一步骤为后续的多晶圆堆叠做好准备。</p></li></ul><p style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\"><img src=\\\":/f3154c53711b4ab6a7344009a509e8f2\\\" type=\\\"image/png\\\" data-filename=\\\"640.png\\\" style=\\\"--en-marks: %7B%22align%22%3A%22center%22%7D; -webkit-tap-highlight-color: transparent; letter-spacing: 0.578px; text-align: center; text-wrap: wrap; height: auto; width: auto;\\\" width=\\\"auto\\\"/></p><li style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent; font-weight: bold;\\\"><p style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\"><span style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\"><strong style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\">多晶圆堆叠</strong></span></p></li><ul style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\"><li style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\"><p style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\">第一层：将带有凸点的减薄DRAM晶圆与承载晶圆键合。</p></li><li style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\"><p style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\">第二层：移除第一层DRAM晶圆正面的保护胶带，清洁表面。</p></li><li style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\"><p style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\">第三层：将另一片带有凸点的减薄DRAM晶圆键合到第一层DRAM晶圆上。</p></li><li style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\"><p style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\">第四层：重复上述步骤，继续键合更多的DRAM晶圆，直到达到所需的层数。</p></li></ul><ul style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\"><li style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\"><p style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\">堆叠方式：根据具体需求，可以选择不同的堆叠方式，如面对面（Face-to-Face, F2F）和背对背（Back-to-Back, B2B）键合。</p></li><li style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\"><p style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\">堆叠示例：下图展示了四个DRAM晶圆通过TSV技术堆叠在一起的示例。每个晶圆都按照上述步骤处理后，通过TSV技术实现堆叠。具体的堆叠过程如下：</p></li></ul><p style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\"><img src=\\\":/54de2cd346bd4c14872ae077079c8f05\\\" type=\\\"image/png\\\" data-filename=\\\"640.png\\\" style=\\\"--en-marks: %7B%22align%22%3A%22center%22%7D; -webkit-tap-highlight-color: transparent; letter-spacing: 0.578px; text-align: center; text-wrap: wrap; height: auto; width: auto;\\\" width=\\\"auto\\\"/></p><p style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\"><br style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\"/></p></ol><h4 style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\"><strong style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\"><span style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent; font-size: 20px;\\\">技术挑战与未来展望</span></strong></h4><p style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\">尽管HBM技术在提高芯片性能方面表现出色，但也面临一些挑战：</p><ul style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\"><li style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\"><p style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\">制造成本：HBM工艺复杂，涉及多个高精度步骤，增加了制造成本。为了降低成本，需要不断优化工艺流程和材料选择。</p></li><li style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\"><p style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\">良率控制：HBM工艺中的每一个步骤都需要严格控制，以确保高良率。良率的提升是实现大规模生产的前提条件。</p></li><li style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\"><p style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\">热管理：多层堆叠芯片会产生更多的热量，需要有效的热管理方案。常见的热管理方法包括散热片、冷却液和热管等。</p></li><li style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\"><p style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\">可靠性：多层堆叠芯片的可靠性是一个重要问题。需要通过严格的测试和验证，确保芯片在各种工作条件下的稳定性和寿命。</p></li></ul><p style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\"><img src=\\\":/3a0b358e9c0d4d978ce452150226cca2\\\" type=\\\"image/jpeg\\\" data-filename=\\\"640.jpg\\\" style=\\\"--en-marks: %7B%22align%22%3A%22center%22%7D; -webkit-tap-highlight-color: transparent; width: auto; height: auto;\\\" width=\\\"auto\\\"/></p><p style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\"><span style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\">参考文献：3D IC devices, technologies, and manufacturing / Hong Xiao.</span></p><p style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent; text-wrap: wrap; min-height: 1em; background-color: rgb(255,255,255); text-align: center; letter-spacing: 2px;\\\"><span style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent; letter-spacing: 0.5px; font-size: 20px;\\\"><strong style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\"><span style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent; letter-spacing: 0.5px; color: rgb(89,89,89); text-align: justify; white-space-collapse: preserve;\\\">▼请关注我吧！</span></strong><strong style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent;\\\"><span style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent; letter-spacing: 0.5px; color: rgb(89,89,89); text-align: justify; white-space-collapse: preserve;\\\">▼</span></strong></span></p><p style=\\\"-webkit-tap-highlight-color: transparent; text-align: center;\\\"><img src=\\\":/9e8c6b03c7254cee9ccf308033314114\\\" type=\\\"image/jpeg\\\" data-filename=\\\"640.jpg\\\" style=\\\"--en-marks: %7B%22align%22%3A%22center%22%7D; -webkit-tap-highlight-color: transparent; letter-spacing: 0.578px; text-align: center; text-wrap: wrap; width: auto; height: auto;\\\" width=\\\"auto\\\"/></p></div></div></div></div></div></span>\\\n</div></body></html>\\u0000\"]],\"start1\":0,\"start2\":0,\"length1\":0,\"length2\":13249}]"
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