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半导体晶圆键合：科学、技术与应用 17
T. Wernicke、B. Rebhan、V. Vuorinen、M. Paulasto-Krockel、V. Dubey、K. Diex、D. Wünsch、M. Baum、M. Wiemer、S. Tanaka、J. Froemel、KE Aasmundtveit、HV Nguyen、V. Dragoi
利用飞秒激光脉冲将 PMMA 键合到硅上
文献中，较小的间距可预期较高的剪切强度。事实上，在之前关于飞秒激光粘合两层 PMMA 层的研究 [20] 中发现，每次激光通过产生的缺陷和空隙都会被下一条激光线产生的熔融材料填充。因此，增加连续激光线之间的重叠可提高焊接强度。相反，在我们的案例中，当激光束经过之前产生的激光修改线时，即当 h/w < 1 时，可以注意到剪切强度的降低。该结果可以归因于 PMMA 和硅之间的锚定“断裂”，这是由于激光在已经加工好的线上扫描造成的。另一方面，增加间距对剪切应力有负面但不太明显的影响。这可能
优化芯片准备和处理以实现高产量混合芯片到晶圆键合
摘要 混合铜/电介质键合是一种成熟的晶圆对晶圆 (W2W) 键合技术，但将该技术应用于芯片对晶圆 (D2W) 键合却具有挑战性。芯片或晶圆上的极小颗粒可能会导致空隙/非键合区域。用于混合 W2W 的晶圆清洁和激活工艺已经相当成熟，但将其应用于减薄和单片化芯片进行 D2W 键合却非常具有挑战性。为了允许（部分）重复使用现有的晶圆级清洁、计量和激活工艺和设备，我们提出了一个新概念，即在玻璃载体晶圆上对芯片进行单片化、清洁和激活。在完成芯片准备步骤后，直接从载体晶圆上拾取芯片。这种方法不需要额外的拾取和放置步骤，并且避免使用传统的切割胶带。使用这种新方法进行的首次直接电介质 D2W 键合实验显示出非常有希望的键合产量，键合的 50 µm 薄芯片数量众多，完全没有空隙。此外，通过消除切割胶带，减薄晶圆和单个芯片始终由刚性表面支撑，从而实现超薄芯片处理。在本研究中，我们还报告了厚度小于 10 µm 的芯片的处理。关键词载体系统、混合键合、互连、拾取和放置、薄芯片
临时键合和解键合过程中的清洁和颗粒挑战
电话：707-628-5107 电子邮件：jbahena@veeco.com 摘要 5G、物联网和其他全球技术趋势的需求，加上缩小工艺节点成本的增加，已导致向更集成的封装要求转变。扇出晶圆级封装、2.5D/3D IC 封装和异构集成等先进封装技术的出现，为更小尺寸、更高功能和带宽带来了潜力。为了实现这些技术，通常需要对器件晶圆进行背面处理或减薄。这就要求使用临时粘合材料将器件晶圆粘附到刚性载体晶圆上，以便在处理和加工过程中提供机械支撑。释放载体后，必须彻底清除器件晶圆上的临时粘合材料。许多此类粘合剂都暴露在高功率激光或高温下，这使得清除更具挑战性。临时键合材料去除的亚微米级颗粒清洁要求也达到了通常为前端处理保留的标准。这在 3D 工艺中尤其重要，例如混合键合，其中特征和间距尺寸接近 < 1 µm，清洁不充分会导致后续键合工艺失败。因此，必须仔细考虑所有处理步骤以满足严格的颗粒要求。这项工作研究了硅晶片上涂层和烘烤的临时键合材料的去除，重点是获得最佳颗粒结果的加工条件。通过进行试样级研究和测量表面特性，在烧杯级评估了几种化学物质。根据这些发现，使用可定制的单晶圆加工工具对 300 毫米晶圆进行了研究。关键词临时键合材料、湿法清洗、晶圆级封装、单晶圆加工。I.简介 虽然晶体管和节点缩放一直在不断进步，但相关的成本和复杂性要求采用其他途径来提高性能。最突出的是，先进封装中的 2.5D/3D 集成通过将不同尺寸和材料的不同组件集成到单个设备中，显示出巨大的前景 [1]。由于许多当前的集成工艺流程都需要对设备晶圆进行背面处理或减薄，因此使用临时键合和脱键合 (TBDB) 系统已被证明是必要的多种类型的集成技术已经得到开发，例如扇出型晶圆级封装 (FOWLP)、2.5D 中介层、3D 硅通孔 (TSV) 和堆叠封装 (PoP)，具有高集成度、低功耗、小型化和高可靠性等预期优势 [1-3]。
通孔-中间 TSV 晶圆混合键合中 Cu 突起对连接电阻的影响
摘要 本研究研究了铜突起对连接电阻的影响，作为中通孔硅通孔 (TSV) 晶片混合键合的详细数据。在制备了多个具有不同铜突起量的 Cu TSV 晶片和 Cu 电极晶片并通过表面活化键合方法使用超薄 Si 膜进行键合后，通过四端测量评估了键合晶片的连接电阻（即 TSV、Cu 电极和界面电阻之和）。结果表明，Cu 突起量是中通孔 TSV 晶片与超薄 Si 膜混合键合的关键参数，通过调节 Cu 突起可以在不进行热处理的情况下实现 TSV 和 Cu 电极之间的电连接。关键词 中通孔 硅通孔(TSV) 直接Si/Cu研磨 混合键合I.引言 随着摩尔定律的放缓，带有硅通孔(TSV)[1-6]的三维集成电路(3D-IC)已经成为实现高速、超紧凑和高功能电子系统的可行解决方案。3D-IC在某些电子系统中的接受度越来越高。然而，要将3D-IC技术应用于许多电子系统，需要进一步降低TSV形成成本、实现TSV小型化和提高TSV产量。在各种TSV形成工艺中，中通孔Cu-TSV工艺可以有效减小TSV尺寸并提高TSV产量，因为该工艺易于形成(1)小TSV，并且(2)TSV与多层互连之间的电接触。然而，如果晶圆背面露出的TSV高度变化很大，则可能会发生TSV断裂或接触失效。在之前的研究中，我们提出了一种 Cu-TSV 揭示工艺，包括直接 Si/Cu 研磨和残留金属去除 [7-9]（图 1），以克服这一问题。首先，使用新型玻璃化砂轮进行直接 Si/Cu 研磨，并使用高压微射流 (HPMJ) 对砂轮进行原位清洁。由于非弹性
纳米、微米和宏观晶圆键合技术
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。
晶圆键合和 CMP
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
混合晶圆键合中的 CMP 挑战回顾...
ST Microelectronics 和 LETI：S. Lhostis、A. Farcy、E. Deloffre、F. Lorut 等人在拉斯维加斯电子元件和技术会议 ECTC 上发表演讲（2016 年）。
工艺参数对Ag-SiC复合板键合性能的影响...
摘要：对直径25 μ m的Ag-2.35Au-0.7Pd-0.2Pt-0.1Cu合金丝在不同工艺参数下进行了键合性能试验。利用扫描电子显微镜（SEM）研究了电击发（EFO）电流和EFO时间对无空气球（FAB）变形能力的影响，以及超声功率和键合力对键合特性的影响。实验结果表明：随着EFO电流和EFO时间的增加，FAB从预热尖端生长为小球、规则球，最后生长为高尔夫球，在25 mA和650 μ s时FAB呈现最佳形状。当EFO电流为25 mA时，FAB直径与EFO时间呈非线性关系，可用三次方程表示。进一步研究发现，在键合力一定的情况下，随着超声功率的增加，捣碎的球直径越来越大，毛细孔印迹越来越明显，尾部宽度也随之增大，反之亦然。球键合的最佳超声功率为70 mW，键合力为45 gf；楔键合的最佳超声功率为90 mW，键合力为75 gf。最后，在最佳工艺参数下制备的键合线样品，在破坏性拉力测试后均未发生球键合和楔键合剥离现象，在球剪切测试后键合焊盘上金属间化合物完全覆盖，形貌完好，键合线样品具有较高的键合强度，从而提高了微电子产品的可靠性。该研究为含Pt银基键合合金线的可靠性研究提供了技术支持。
PowerCu 软键合带
PowerCu Soft 键合带是 Heraeus 下一代功率器件的首选材料，可使模块工作温度高于 250°C。与标准铝键合带相比，PowerCu Soft 键合带具有出色的导电性、更高的熔断电流值和非凡的机械性能。它非常适合用于高工作温度和最高稳健性挑战的先进封装模块。由于铝和铜的机械性能不同，处理 PowerCu Soft 键合带需要更高的键合力和特殊的耗材。稳定且可控的键合工艺需要坚固的正面铜金属化。Heraeus Die Top System (DTS) 可提供完美的匹配解决方案。