VON ARDENNE将HiPIMS用于面板级封装玻璃通孔

VON ARDENNE 数十年来一直在大型且形状不规则的基板上沉积薄膜，应用涵盖建筑玻璃、太阳能电池，甚至飞机座舱盖。如今，这家总部位于德累斯顿的公司正把这一经验带入半导体制造最炙手可热的领域之一：面板级封装。

VON ARDENNE 半导体战略副总裁 Guido Ueberreiter 表示：“随着面板级封装等更新形态的出现，我们的设备基本已经为此做好准备。”他于 2025 年加入 VON ARDENNE，此前曾在 GlobalFoundries 担任高管，并在 AMD 从事设计工作。他将该公司描述为第三代家族企业。VON ARDENNE 以 PVD（物理气相沉积）闻名，同时也具备电子束和蒸发能力。在半导体领域，其长期核心业务一直是特殊材料和 MEMS（微机电系统）。

把金属送入孔中

在 SEMICON West 上，VON ARDENNE 宣布，正在其 HISS 水平内联平台上应用 HiPIMS（高功率脉冲磁控溅射，high-power impulse magnetron sputtering），用于在面板的玻璃通孔（TGV）中沉积阻挡层和种子层。随着通孔间距缩小、深宽比升高，保形涂覆通常意味着采用 ALD（原子层沉积）。Ueberreiter 说：“但当你希望更具成本效益时，就需要思考如何采用更便宜的工艺。PVD 就是答案之一，但你必须使用一些特殊技巧，HiPIMS 就是其中之一。”通过脉冲化产生等离子体的电源，HiPIMS 可将离子驱入孔内，从而改善侧壁和底部覆盖。

图1：VON ARDENNE HISS 水平涂覆平台。（© VON ARDENNE Corporate Archive）

由于行业尚未确定面板尺寸，VON ARDENNE 将其视为载具或托盘设计问题。其设备可处理 310 x 310 mm、510 x 515 mm 以及最大 650 x 650 mm 的面板。

采用内联而非集群

大多数半导体沉积设备都是集群工具，工艺腔室围绕中央传输模块布置；VON ARDENNE 则推动内联方式：面板进入设备后，在不破坏真空的情况下依次穿过一系列工艺腔室。这能提高吞吐量并减少搬运，而 Ueberreiter 表示，搬运本身就是一项重大挑战。他说：“非常薄的面板和非常大的外形尺寸，需要提高的仅仅是搬运可靠性，更不用说工艺了。”

腔室可以配置，之后也可重新配置，以适配客户所需的任何叠层，例如钛和氮化钛，随后是铜种子层。这种方法继承自 PV（光伏）和玻璃行业，那里的产线可长达 100 米。他说：“乐高的想法正是由此而来。既然它实际上是一套乐高积木系统，那就让我们搭建乐高套装。”该公司提供水平（HISS）和垂直（VISS）两种内联配置。

他补充说，没有单一供应商能独自解决面板加工问题。VON ARDENNE 正与玻璃基板供应商以及负责钻孔的公司合作，因为侧壁由激光或蚀刻形成的方式会影响其可涂覆性。“这更多是合作，而非孤立。”玻璃附着是最大的工艺挑战之一，该公司正在研究常用的氮化钛和氮化钽之外的粘附层。

当中介层走向光学

Ueberreiter 看到了更远期的更大机会。一旦面板上的铜再分布进入高量产阶段，他预计 chiplet（小芯片）之间的数据链路将转向光。这需要光学材料，例如用于波导的氧化硅和氮化硅，或氮化铝钪。VON ARDENNE 已经为精密光学沉积这些材料，并使用原位光学监测在叠层生长过程中调整每一层。他说：“即使某个原子层稍有偏差，你也可以用下一次迭代来修复。如果有人想做光学中介层，我们已经准备好了。”

编者按： 为了提高效率和时效性，本文在 AI（Anthropic 的 Claude）协助下起草，依据的是 Bodewell Group 安排的一次采访录音以及该公司的新闻材料。本文由 Semiconductor Digest 审核并编辑。