简介:
薄晶圆临时键合TBDB(Temporary Bonding De-bonding)是处理超薄晶片,易碎。近年来,薄晶圆的应用是扩展为硅通孔(TSV)、柔性电子、MEMS、电源设备等。特别是高密度 TSV 应用推动了对超薄晶圆。随着晶圆厚度的减小,薄晶圆处理技术必须是必需的。薄晶圆的稳定性较差,更容易受到压力的影响,并且所以它必须得到机械保护。
薄晶圆的临时键合并且该载体允许进一步的半导体制造过程,而无需晶圆破损的风险。载体晶圆材料是硅或玻璃在薄晶圆上提供机械稳定性,并保护脆弱的薄晶圆。
粘合过程应在真空环境中实现,以避免气泡。与空气环境相比,最难解决的问题是在真空环境下使用键合机中的晶圆处理,因为真空类型不能使用 picker。在这项研究中,我们开发了机械拾取器解决这个问题并研究成为问题的压力均匀性通常用于热压粘合。
在本研究中,均匀压榨是概念通过使用空气弹簧和金属形成弹簧的方法实现,使用空气弹簧的均匀按压除在按方向外被移除按压面矢量与压力轴自动平行。空气弹簧补偿误差机械加工和装配。金属形式补偿热变形和平面度误差.
这里主要介绍临时键合所涉及的关键技术、材料和工艺:
1.临时键合涉及使用中间粘合剂层将晶圆粘附到载体基板上。这种粘合剂必须在后续的晶圆加工过程中提供足够的机械强度、热稳定性和耐化学性。
2. 关键工艺步骤:晶圆和载体的清洁和准备,通过旋涂、层压或喷涂施加粘合层。使用真空或压力辅助技术进行对准和键合。减薄和加工以实现 100 µm 以下的厚度。
3. 关键技术和创新:低温键合和脱粘粘合剂以降低热应力。用于选择性脱粘的紫外固化粘合剂。柔性载体可减少处理过程中的晶圆翘曲。
4.脱粘技术:机械脱粘:利用剪切力将晶圆与载体分离。热脱粘:加热以削弱或溶解粘合层。激光辅助脱粘:聚焦激光能量以选择性地剥离粘合剂。
5. 技术难点:粘合剂残留,粘合剂残留可能会污染晶圆表面。需开发无残留粘合剂或优化清洁工艺。
解键合等方法:在 TBDB 工艺中,将超薄器件晶圆与载体晶圆分离的去键合工艺必须在室温下快速执行,而不会损坏晶圆。目前正在世界各地尝试剥离根据胶粘剂材料和载体品片的性质,化学脱键合、加热有热解键合、机械解键合、激光解键合和 zonebond 解键合等方法。目前有EVGroup 和 Suss Microtec 正在开发该设备,最近备受关注的解键合方法是激光解键合和 zonbond 解键合!
晶圆翘曲: 加工过程中的翘曲可能导致产量损失。可使用增强载体设计和优化粘合剂材料。
热失配:晶圆、粘合剂和载体之间的热膨胀系数 (CTE) 不匹配。