临时键合及解键合解决方案
Solutions for Temporary Bonding and Debonding

临时键合是一项必不可少的工艺,可为薄晶圆或待减薄的晶圆提供机械支撑,这对于 3D IC、功率器件和 FoWLP 晶圆以及处理易碎材料(如化合物半导体)都很重要。

 

超薄器件晶圆的制备

随着半导体元器件的不断小型化和集成化,对于超薄晶圆(厚度小于100 μm)的需求变得愈发显著。对于超薄器件晶圆尤其是化合物半导体材料晶圆,由于其自身柔性和易脆性以及在前道加工过程中容易出现翘曲、起伏和封装精度低等问题,导致其在后续工艺(背面减薄、光刻、刻蚀、金属图案化等)加工过程中容易受损,且物理结构和稳定性发生严重恶化。为了提高器件良率、封装精度和成本效益,随后研发人员提出了一种解决方法,即通过采用一个载体晶圆(通常用硅、玻璃或蓝宝石衬底)作为临时支撑系统,通过粘合剂与超薄器件晶圆暂时性地粘结在一起,以便顺利进行后续加工。当后续工艺全部完成后,再将临时支撑的载体晶圆与超薄器件晶圆分离,进而最终得到加工完成的完好超薄器件晶圆。

临时键合/ 解键合(TBDB: Temporary Bonding & De-Bonding)工艺技术便应运而生了。随着先进封装技术与3D 集成的飞速发展,如今此技术已经发展成为了面向大尺寸超薄晶圆的拿持与后道工艺加工处理的重要解决方案。

临时键合胶可根据材料物理形态而划分为临时键合蜡、复合胶带以及旋转涂敷式胶粘剂,如临时键合胶包括热塑性树脂、热固性树脂及光刻胶等。临时键合技术原理即类似于胶黏剂键合主要包括加热固化及UV 固化两类。

目前常见的解键合技术包括四种,即化学浸泡解键合、热滑移解键合、机械解键合、紫外/ 红外激光解键合。考虑到临时键合/ 解键合技术在未来高密度异质集成中的可扩展性,临时键合材料必须兼容高温和耐化学等工艺条件。