A Toray Industries, Inc. anunciou hoje que desenvolveu um material de processo de back-end para semicondutores, essencial para a fabricação de wafers semicondutores com 30 micrômetros ou menos de espessura. As aplicações para este material de ligação temporária incluem memória de alta largura de banda (HBM) de próxima geração (ver nota 1) para semicondutores de IA, memória flash NAND para unidades de estado sólido e semicondutores de potência para veículos elétricos e eletrificados e equipamentos industriais. A empresa já começou a enviar amostras com o novo material. Ela planeja usar suas instalações de produção em massa existentes para iniciar a fabricação em volume até 2028.

Os volumes globais de dados estão aumentando em média 30% ao ano, à medida que a IA e as comunicações de alta velocidade continuam a se expandir. Essa tendência torna vital aprimorar o desempenho dos semicondutores que processam quantidades tão enormes de dados.

Os fabricantes precisam aumentar o número de camadas dos chips semicondutores, ao mesmo tempo que os tornam mais finos para aumentar a capacidade de processamento. Os semicondutores de potência devem ser o mais finos possível para reduzir o consumo de energia e melhorar as velocidades de resposta.

O módulo de elasticidade do novo material da Toray é 2,5 vezes maior que o de seu equivalente convencional. Ele suprime a deformação dos materiais do processo semicondutor durante a retificação traseira (ver nota 2) e distribui a pressão uniformemente por toda a superfície do wafer. Dessa forma, a empresa reduziu a variação total da espessura do wafer (ver nota 3) após o afinamento para menos de 1,0 micrômetro.

A miniaturização de transistores e fiação, essenciais para aprimorar o desempenho de semicondutores no processamento massivo de dados, está atingindo seus limites físicos. Portanto, é cada vez mais difícil melhorar o desempenho estendendo as tecnologias convencionais. Para enfrentar esse desafio, a tecnologia de integração, que empilha verticalmente vários chips semicondutores, está emergindo como uma tecnologia fundamental para melhorar drasticamente o processamento.

A HBM usada em semicondutores de IA (ver Figura 1) e dispositivos de memória flash NAND aproveitam

essa tecnologia de integração vertical para fornecer desempenho de processamento superior e desempenha um

papel vital no projeto de semicondutores de próxima geração.

Os chips semicondutores geralmente se originam de wafers semicondutores que os engenheiros cortam em etapas de processamento de back-end. Os fabricantes devem primeiro afinar os wafers por meio de retificação traseira (back-grinding) antes do corte.

Na retificação traseira, os engenheiros fixam um wafer a um substrato de suporte (nota 4), o retificam e em seguida, separam o wafer afinado do substrato. Esse processo depende de um material de ligação temporário usado nas etapas de back-end (nota 5).

A Toray desenvolve e fabrica materiais de ligação temporária para semicondutores e displays usando poliimida, uma resina altamente resistente ao calor. A Toray projetou e desenvolveu este novo material especificamente para retificação traseira. Usando wafers de silício de 12 polegadas produzidos em massa, demonstrou que o material reduz a espessura dos wafers ao limite prático, mantendo-os altamente uniformes (veja as Figuras 2 e 3). A empresa fabricou o material livre de substâncias per e polifluoroalquiladas e N-metilpirrolidona, que estão cada vez mais sujeitas a regulamentação devido às suas preocupações ambientais e de saúde.

A Toray continuará a alavancar suas principais tecnologias de química orgânica sintética e de polímeros, biotecnologia e nanotecnologia para buscar P&D em materiais inovadores que possam transformar o mundo, em consonância com seu compromisso de agregar valor e contribuir para o progresso social.

Notas

1. A memória de alta largura de banda apresenta velocidades rápidas de transferência de dados. Em semicondutores de IA, ela

desempenha um papel crucial no fornecimento rápido de grandes quantidades de dados para unidades de processamento gráfico

para processamento em tempo real.

2. A retificação traseira é um processo de fabricação de semicondutores que afina os wafers e é

essencial para tornar os chips menores e criar embalagens de maior densidade.

3. A variação total da espessura representa a diferença entre as partes mais espessas e mais finas

de um wafer.

4. Um substrato de suporte fixa e sustenta temporariamente um wafer processado, evitando

deformações ou quebras, especialmente durante o afinamento dos wafers.

5. O material de ligação temporária une um wafer ao substrato de suporte e deve permanecer

ligado durante o processamento, mas permitir fácil remoção posteriormente.

Para mais informações, visite nosso site em https://www.toray.com/

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