Mar 11, 2024 — 沉阳新松半导体设备有限公司成立于2023年,是一家专注于半导体晶圆传输专用设备的研. 发、生产、销售与技术服务的高新技术企业。公司前身为新松机器人自动化股份有限 ...
[25] Shi K W,Yow K Y,LoC。单束和多光束激光槽过程参数开发和40 nm节点的模具特性 - k/ulk Wafer [C]∥2014IEEE 16th 16th Electronics包装技术会议(EPTC),2014年12月3日至5日,2014年12月3日,新加坡。纽约:IEEE出版社,2015:752-759。
弗劳恩霍夫 ENAS 和开姆尼茨大学微技术中心,科技园区 3,09126 开姆尼茨,德国 弗劳恩霍夫 IZM-ASSID,Ringstrasse 12,01468 莫里茨堡,德国 ErzM-Technologies UG,科技园区 1,09126 开姆尼茨,德国
直接键合技术不断发展,以应对“更多摩尔”和“超越摩尔”的挑战。自 20 世纪 90 年代绝缘体上硅 (SOI) 技术的出现以来,CEA-Leti 已在直接键合方面积累了丰富的专业知识。从那时起,CEA-Leti 团队一直在积极创新直接键合,以拓宽应用领域。该技术基于室温下两个紧密接触的表面之间的内聚力。然后,范德华力(氢键)和毛细桥产生所需的粘附能。键合后退火将弱键转变为共价键,最终形成一块材料。随着混合键合的出现,直接键合现在不仅解决了基板制造问题,还解决了 3D 互连领域的问题。本文介绍了 CEA-Leti 开发的不同直接键合技术及其在微电子行业和研发中的应用。在文章的第一部分,简明扼要地介绍了直接键合物理学。然后,概述了最先进的键合技术,包括晶圆对晶圆 (WTW) 混合键合、芯片对晶圆 (DTW) 混合键合和 III-V 异质键合。针对合适的应用领域,比较了每种技术的优势、挑战、应用和利害关系。第三部分重点介绍 CEA-Leti 在 ECTC 2022 和 ESTC 2022 上展示的最新混合键合 D2W 结果。讨论了集成挑战以及专用设备开发的作用。最后一部分介绍了潜在的市场和相关产品,并以具有硅通孔 (TSV) 和多层堆叠的芯片为例。
本文介绍了一种无需依赖载体晶圆即可直接放置芯片到晶圆的替代方法,该方法专门针对混合键合、3DIC 和集成光子学应用而设计。芯片到晶圆键合是异质垂直集成设备制造中的关键工艺,通常涉及在集成到目标晶圆之前将各个芯片放置到载体或处理晶圆上的中间步骤。这种传统方法增加了成本、复杂性、潜在的兼容性问题和工艺步骤。在本研究中,我们提出了一种简化的工艺,消除了对载体晶圆的需求,从而简化了集成并减少了制造步骤。利用大气等离子清洗,我们清洁并激活芯片和目标晶圆的表面,以促进直接放置键合。通过实验验证,我们证明了这种方法的可行性和有效性。我们的研究结果展示了成功的芯片到晶圆键合,界面污染最小,键合强度增强。此外,我们还探讨了大气等离子清洗参数对键合质量的影响,为工艺优化提供了见解。这项研究为芯片到晶圆键合提供了一种有前途的替代方案,提高了垂直集成电路制造的效率和简便性,特别是在混合键合、3DIC 和集成光子学应用领域。
关键词:光子剥离、临时键合和解键合、薄晶圆处理、键合粘合剂 摘要 临时键合和解键合 (TB/DB) 工艺已成为晶圆级封装技术中很有前途的解决方案。这些工艺为晶圆减薄和随后的背面处理提供了途径,这对于使用 3D 硅通孔和扇出晶圆级封装等技术实现异质集成至关重要。这些对于整体设备小型化和提高性能至关重要。在本文中,介绍了一种新颖的光子解键合 (PDB) 方法和相应的键合材料。PDB 通过克服与传统解键合方法相关的许多缺点来增强 TB/DB 工艺。PDB 使用来自闪光灯的脉冲宽带光 (200 nm – 1100 nm) 来解键合临时键合的晶圆对与玻璃作为载体晶圆。这些闪光灯在短时间间隔(~300 µs)内产生高强度光脉冲(高达 45 kW/cm 2 ),以促进脱粘。引言近年来,三维 (3D) 芯片技术在微电子行业中越来越重要,因为它们具有电路路径更短、性能更快、功耗和散热更低等优势 [1]。这些技术涉及异质堆叠多个减薄硅 (Si) 芯片(<100 µm)并垂直互连以形成三维集成电路 (3D-IC) [2]。在现代 3D 芯片技术中,可以使用硅通孔 (TSV) 来代替传统的引线键合技术在硅晶圆之间垂直互连。减薄晶圆使得这些 TSV 的创建更加容易 [3, 4]。为了便于处理薄硅晶圆,需要对硅晶圆进行临时键合。在临时键合工艺中,次级载体晶圆充当主器件晶圆的刚性支撑,并利用两者之间的粘合层将两个晶圆粘合在一起。晶圆粘合在一起后,即可进行背面研磨和后续背面处理。背面处理后,减薄后的晶圆和载体堆叠
2 2401 Brewer Driver,Rolla,MO 65401,美国 * 通讯作者的电子邮件:vikram.turkani@novacentrix.com 摘要 临时键合和脱键合 (TB/DB) 工艺已成为晶圆级封装技术中很有前途的解决方案。这些工艺为晶圆减薄和随后的背面处理提供了途径,这对于使用 3D 硅通孔 (TSV) 和扇出晶圆级封装等技术实现异质集成至关重要。这些对于整体设备小型化和提高性能至关重要。在本文中,介绍了一种新颖的光子脱键合 (PDB) 方法和相应的键合材料。PDB 通过克服与传统脱键合方法相关的许多缺点来增强 TB/DB 工艺。PDB 使用来自闪光灯的脉冲宽带光 (200 nm – 1100 nm) 来脱键合临时键合的晶圆对与玻璃作为载体晶圆。这些闪光灯在短时间间隔(~100 µs)内产生高强度光脉冲(高达 45 kW/cm 2 )以促进脱粘。通过成功将减薄(<70 μm)硅晶圆从玻璃载体上脱粘,证明了 PDB 在 TB/DB 工艺中的可行性。对减薄晶圆和载体的脱粘后清洁进行了评估。通过每个闪光灯提供均匀、大面积照明(75 mm x 150 mm),并且能够串联灯以增加 PDB 工具的照明面积,PDB 方法为晶圆级和面板级封装技术提供了一种高通量、低成本的脱粘解决方案。关键词光子剥离、闪光灯、临时键合和脱粘、临时键合材料、晶圆级封装。
使用Tencor的HRP-250来测量轮廓。使用了来自Cabot的SS12和来自AGC的CES-333F-2.5。在将晶片粘合到粘合之前(氧化物到氧化物和面对面),将顶部晶圆的边缘修剪(10毫米),并同时抛光新的斜角。这可以防止晶片边缘在磨/变薄后突破[1]。将晶圆粘合后,将散装硅研磨到大约。20 µm。之后,通过反应性离子蚀刻(RIE)将粘合晶片的剩余硅移到硅硅基(SOI) - 底物的掩埋氧化物层(盒子)上。另一个RIE过程卸下了2 µm的盒子。之后,粘合晶片的晶圆边缘处的台阶高为3 µm。随后沉积了200 nm的氮化物层,并使用光刻和RIE步骤来构建层。此外,罪被用作固定晶片的si层的固定。必须将设备晶圆边缘的剩余步骤平面化以进行进一步的标准处理。为此,将剩余的罪硬面膜(约180 nm)用作抛光止损层。在平面化之前,将4500 nm的Pe-Teos层沉积在罪恶上。这有助于填充晶圆的边缘。在第一种抛光方法中,将氧化物抛光至残留厚度约为。用SS12泥浆在罪过的500 nm。在这里,抛光是在晶片边缘没有压力的情况下进行的。然后将晶圆用CEO 2泥浆抛光到罪。用CEO 2浆料去除氧化物对罪有很高的选择性,并且抛光在罪恶层上停止。第一种抛光方法花费的时间太长,将氧化物层抛光至500 nm的目标厚度。此外,在抛光SIO 2直到停止层后,用SS12稍微抛光了罪。最后,高度选择性的首席执行官2 -lurry用于抛光罪。结果表明,步进高度很好,但是弹药范围很高(Wafer#1)。第二种方法的抛光时间较小,并在500 nm上停在SIO 2上,而最终的抛光和首席执行官2 -slurry直至罪显示出良好的步进高度,并具有更好的罪恶晶圆范围(Wafer#2)。
本文概述了用于实现纳米、微米和宏观系统以及系统集成的最常见晶圆键合技术。首先,讨论了晶圆键合应用的一般方面。然后是对不同晶圆键合工艺的技术描述,因为不同的键合应用需要与工艺集成和应键合的晶圆上的实际表面层相关的不同工艺。最后,在概述表中显示了优点和缺点以及技术和应用方面,对所述键合工艺进行了系统化和详细的比较。本概述应有助于为晶圆级键合和其他应用选择最合适的工艺。
在本文中,我们考虑了对于 D2W 键合,封装集成商可以使用几种键合技术,从焊球到底部填充 TCB 和混合键合。讨论了各种特定的应用差距和技术载体,以强调 HVM 的采用目前还不是交钥匙工程,而与一直占主导地位的成熟引线键合相比,该技术似乎非常年轻。由于特定外形封装尺寸或设备应用对性能的要求很高,代工封装公司或使用内部封装工艺的大型半导体制造商,因此采用年轻的技术需要仔细规划,以解决潜在的差距和障碍,以实现具有成本效益、高产量和可扩展的技术。I/O 密度将受到关键因素的限制,例如键合对准精度、焊盘或凸块尺寸和金属界面、晶圆或载体晶圆形状/翘曲、如果采用了 CMP 技术,界面均匀性、退火和 DT 限制、底部填充特性、凸块金属选择、应力诱导裂纹形成;必须谨慎处理此处未考虑的其他差距和风险,以确保