晶圆级键合技术的最新发展

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中国晶圆片键合机市场现状及未来发展趋势

中国晶圆片键合机市场现状及未来发展趋势

中国晶圆片键合机市场现状及未来发展趋势中国晶圆片键合机市场现状及未来发展趋势1. 前言随着科技的不断发展,中国晶圆片键合机市场正逐步壮大。

在这篇文章中,我们将以从简到繁、由浅入深的方式探讨中国晶圆片键合机市场的现状及未来发展趋势。

我们将深入了解晶圆片键合机的作用、市场需求情况、行业发展背景和未来趋势,帮助读者更全面、深刻地了解这一领域。

2. 晶圆片键合机的作用晶圆片键合机是半导体设备中的重要组成部分,主要用于将晶圆片与导线键合,以完成半导体器件的制造。

在半导体行业中,晶圆片键合机的性能和稳定性至关重要,对于提高半导体器件的生产效率和品质具有重要意义。

3. 市场需求情况当前,中国晶圆片键合机市场呈现出日益增长的趋势。

这主要源于半导体行业的快速发展,以及消费电子、通信、汽车电子等领域对半导体器件需求的不断增加。

据市场研究数据显示,中国晶圆片键合机市场规模已经逐渐扩大,需求量不断攀升。

4. 行业发展背景在全球半导体市场不断扩大的背景下,中国作为世界上最大的半导体消费市场之一,其半导体产业也得到了迅速发展。

作为半导体生产制造的关键环节,晶圆片键合机的市场需求与日俱增。

中国政府也加大了对半导体产业的支持力度,促进了半导体设备制造业的发展。

5. 未来发展趋势展望未来,中国晶圆片键合机市场有望继续保持快速增长的态势。

随着5G、人工智能、物联网等新兴技术的飞速发展,对半导体器件的需求将进一步扩大,进而推动了晶圆片键合机市场的发展。

中国制造业智能化和自动化水平不断提高,对高性能、高精度的晶圆片键合机提出了更高的要求,这也将促进市场竞争和技术创新。

中国半导体产业链的逐步完善和自主研发能力的增强,也将为晶圆片键合机市场提供更多的发展机遇。

6. 个人观点在我看来,中国晶圆片键合机市场充满了发展机遇和挑战,需要企业加大研发力度,不断提升产品性能和品质,以适应市场需求的快速变化。

政府应继续制定支持政策,为行业发展提供更多的支持和帮助。

晶圆级键合与芯片堆叠 -回复

晶圆级键合与芯片堆叠 -回复

晶圆级键合与芯片堆叠-回复晶圆级键合与芯片堆叠:实现芯片级集成的关键技术引言随着电子产品的迅猛发展,如今人们对于更小、更强大的芯片性能和更多功能的需求也越来越高。

为了应对这一需求,晶圆级键合与芯片堆叠技术应运而生。

本文将介绍晶圆级键合与芯片堆叠技术的原理、方法和应用,并对其未来发展进行展望。

一、晶圆级键合技术的原理和方法晶圆级键合技术是一种将多个芯片在晶圆级别上进行连接的方法。

它主要通过键合技术,将两个或多个芯片的金属焊接点分别连接在一起,实现信号的传输和电力的供应。

1. 金属键合金属键合是晶圆级键合技术中最常用的一种方法。

它采用导电性能良好的金属材料,如铜线、银线等,通过热压的方式将芯片上的金属焊接点与对应位置上的焊盘连接起来。

金属键合技术可以实现高密度连接,且能够提供较好的电性能和可靠的信号传输。

2. C4键合C4键合,即“控制塔射流钳位焊合”(Controlled Collapse Chip Connection),它是一种晶圆级键合技术中的重要方法。

在C4键合中,芯片上的焊盘通过熔化并浓缩形成圆锥形,然后与基片上的对应位置进行键合。

C4键合技术可以实现高密度的连接,且具有较高的可靠性和良好的电性能。

二、芯片堆叠技术的原理和方法芯片堆叠技术是将多个芯片在垂直方向上进行堆叠,并通过各层芯片之间相互连接的一种技术。

芯片堆叠技术可以大大提高芯片的集成度和性能,并减少系统体积和功耗。

1. 2.5D堆叠技术2.5D堆叠技术是一种将不同功能的芯片堆叠在一起的方法。

它通过将芯片封装在同一基片上,然后通过硅通孔、铜柱、探针等方式将芯片之间进行连接。

2.5D堆叠技术可以实现不同功能芯片的集成,如将处理器、内存、图形处理器等集成在同一系统中。

2. 3D堆叠技术3D堆叠技术是一种将相同或不同功能的芯片在垂直方向上进行堆叠的方法。

它采用封装模块,在芯片上方和下方分别添加封装层,然后通过金属键合、焊锡球等方式将芯片之间进行连接。

混合晶圆键合 evg

混合晶圆键合 evg

混合晶圆键合evg全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:混合晶圆键合技术是一种先进的半导体制程技术,它在集成电路制造中起着至关重要的作用。

EVG作为这一领域的领军企业,不断推动着混合晶圆键合技术的发展和应用。

本文将详细介绍混合晶圆键合技术的原理、优势和应用,以及EVG在该领域的贡献和创新。

一、混合晶圆键合技术的原理混合晶圆键合技术是一种通过键合设备将两个或多个不同材料的晶圆精确连接起来的技术。

在半导体制造工艺中,由于不同材料的特性和功能各异,需要将它们进行键合,以实现多功能元件或器件的制作。

混合晶圆键合技术通过高精度的对准和键合工艺,能够实现不同材料的精确对接,并在接触面形成牢固的连接,从而实现不同功能元件的集成。

混合晶圆键合技术的原理主要包括以下几个步骤:首先是对准,通过键合设备精确调整两个晶圆的位置和方向,使它们能够完美对齐;然后是键合,通过热压或其他键合方式,将两个晶圆的接触面加热并施加压力,形成键合连接;最后是检测,通过各种检测手段对键合后的晶圆进行质量检测,确保连接的牢固性和稳定性。

混合晶圆键合技术相比传统的封装技术和晶圆间连接技术具有许多优势。

混合晶圆键合技术可以实现不同材料的精确连接,能够实现更多功能的集成,提高器件性能和功能;混合晶圆键合技术可以实现高密度的集成,能够在有限空间内实现更多功能元件的布局,提高晶体管密度和功率密度;混合晶圆键合技术具有高效率和高可靠性,能够快速完成键合工艺,并能够在不同环境和工作条件下稳定运行;混合晶圆键合技术还可以实现材料的再利用和回收,减少资源浪费和环境污染。

混合晶圆键合技术在半导体制造领域具有广泛的应用。

在先进的微处理器、存储器、传感器和射频器件制造中,混合晶圆键合技术可以实现不同材料的集成和连接,提高器件性能和功能;在集成光电子器件和MEMS器件制造中,混合晶圆键合技术可以实现材料的精确连接和高密度的集成,提高器件的性能和稳定性;在化合物半导体器件和新型材料器件制造中,混合晶圆键合技术可以实现新材料的集成和应用,推动器件的发展和创新。

micro led衬底玻璃、晶圆键合等工艺

micro led衬底玻璃、晶圆键合等工艺

一、背景介绍微型LED是一种新兴的显示技术,具有体积小、功耗低、亮度高、响应速度快等优点,因此备受关注。

而微型LED的制造工艺是影响其性能和成本的关键因素之一。

其中,衬底玻璃和晶圆键合等工艺是微型LED制造中的重要环节,对于提高产品质量和降低成本具有重要作用。

二、微型LED衬底玻璃工艺微型LED的衬底是LED器件的基础,直接影响LED的性能和稳定性。

传统LED的衬底一般采用蓝宝石基板,但其成本较高,制造过程复杂。

而近年来,衬底玻璃技术逐渐成为微型LED的发展趋势。

衬底玻璃具有制造成本低、材料透明度好、热传导性能优异等优点,可以有效提高LED器件的亮度和稳定性。

1. 衬底玻璃的选择微型LED衬底玻璃的选择首先考虑材料的透明度和热传导性能。

透明度直接影响LED器件的发光效率,而热传导性能则影响LED器件的散热效果。

常见的衬底玻璃材料有硼硅玻璃、镍镉硼硅玻璃等,不同的材料具有不同的特性,因此在选择衬底玻璃时需要综合考虑LED器件的具体要求和工艺成本。

2. 衬底玻璃的生产工艺衬底玻璃的生产工艺包括原料准备、玻璃熔制、成型、抛光等环节。

其中,玻璃熔制工艺是衬底玻璃制备的关键环节,其熔制温度、成型工艺、抛光工艺等均对衬底玻璃的质量和性能产生影响。

优化衬底玻璃的生产工艺,提高玻璃的透明度和平整度,对于改善LED器件的质量和亮度具有重要意义。

三、晶圆键合工艺晶圆键合是微型LED制造中的另一个关键环节,其质量直接影响LED 器件的性能和可靠性。

晶圆键合工艺一般分为前端晶圆键合和后端晶圆键合两个环节。

1. 前端晶圆键合前端晶圆键合是指LED芯片与衬底之间的键合工艺。

其关键是实现LED芯片与衬底的精确对准和牢固连接。

传统的前端晶圆键合工艺采用金属线键合或电镀键合,但这些工艺存在着工艺复杂、成本高、性能有限等问题。

近年来,新型的晶圆键合技术逐渐发展起来,包括等离子体键合、焊接键合、贴附键合等。

这些新技术能够实现高精度、高可靠性的LED芯片键合,提高LED器件的性能和可靠性。

2024年晶圆键合机市场前景分析

2024年晶圆键合机市场前景分析

2024年晶圆键合机市场前景分析摘要本文就晶圆键合机市场的发展趋势进行分析,通过对行业内各种因素的调研和分析,得出晶圆键合机市场的前景显示出一定的增长潜力。

本文主要从市场规模、技术发展、竞争格局和应用领域等方面对其前景进行了分析,并展望了未来发展的趋势。

1. 引言晶圆键合机是半导体制造过程中的重要设备,用于将不同功能的芯片或器件键合在一起。

随着半导体产业的持续发展和技术的进步,晶圆键合机市场也呈现出一定的增长势头。

2. 市场规模晶圆键合机市场的规模受到多个因素的影响。

一方面,半导体产业的增长对晶圆键合机市场起到了推动作用。

另一方面,晶圆键合技术的不断创新和进步也扩大了市场需求。

根据市场研究机构的数据,晶圆键合机市场预计在未来几年内将保持稳定增长,并有望达到XX亿美元的规模。

3. 技术发展随着半导体制造工艺的不断进步,晶圆键合技术也在不断发展。

新一代的晶圆键合机采用了更高精度、更高效率的键合技术,能够满足不断增长的市场需求。

同时,晶圆键合技术还在不断拓展应用领域,涉及到更多的材料和器件类型。

4. 竞争格局晶圆键合机市场竞争激烈,存在着多个主要厂商。

这些厂商通过技术创新和产品升级来增强市场竞争力。

同时,一些新兴企业也在市场中崭露头角,通过低成本和高性能的产品吸引市场份额。

因此,厂商之间的竞争将促进市场的健康发展和创新。

5. 应用领域晶圆键合机的应用领域也在不断扩展。

除了传统的半导体领域,晶圆键合技术在光电子、封装测试以及医疗器械等领域也得到了广泛应用。

随着新兴技术的快速发展,晶圆键合机市场有望进一步扩大。

6. 发展趋势晶圆键合机市场未来的发展趋势主要包括以下几个方面:- 技术不断创新和进步,提升键合效率和精度。

- 应用领域持续拓展,包括光电子、生化传感器等领域。

- 市场竞争将越发激烈,厂商需加快产品研发和升级,提高市场竞争力。

结论综上所述,晶圆键合机市场显示出一定的增长潜力。

随着半导体产业的快速发展和技术的不断进步,晶圆键合机市场将继续保持稳定增长,并有望在未来几年内达到更大规模的市场。

晶圆级键合与芯片堆叠 -回复

晶圆级键合与芯片堆叠 -回复

晶圆级键合与芯片堆叠-回复晶圆级键合与芯片堆叠是现代微电子领域中非常重要的工艺技术,它们在集成电路制造中发挥着重要作用。

本文将介绍晶圆级键合和芯片堆叠的概念、工艺流程和应用领域,以及这些技术的发展趋势。

晶圆级键合是指将多个芯片或器件连结在一起形成一个单元,以实现更高的功能集成和性能提升。

键合的过程是将芯片的金属引线与封装基板或其他芯片的引线或电极相连接的技术。

晶圆级键合一般包括金属键合和焊接键合两种方式。

金属键合是指使用金属线将芯片引线和基板引线连接在一起,通过焊接的方式进行连接。

这种方式具有很高的可靠性和连接性能,适用于高频率和高功率应用。

而焊接键合则是将芯片和基板的引线直接通过热压力焊接的方式连接在一起,也常用于高可靠性应用。

晶圆级键合的工艺流程一般包括以下几个步骤:准备工作、键合前处理、键合操作和后处理。

首先是准备工作,包括检查设备状态、准备键合工具和材料。

然后是键合前处理,主要是清洗和粗糙化芯片引线和基板引线的表面,以提高键合的可靠性。

接着是键合操作,即在键合机上将芯片引线和基板引线通过键合工具连接在一起。

最后是后处理,主要包括检查键合的质量和性能,修复和清理键合区域。

芯片堆叠是指将多个芯片或器件垂直堆叠在一起以实现更高的集成度。

芯片堆叠可以通过两种方式实现:一种是通过通过晶圆级键合将多个芯片键合在一起,形成一个多层结构;另一种是通过在同一个芯片上堆叠多个功能层,形成垂直集成的结构。

芯片堆叠的优点包括提高集成度、减小尺寸、增加带宽、降低功耗和提高可靠性等。

通过芯片堆叠技术,可以在有限的空间内实现更多的功能和性能,满足现代电子产品对小型化、高性能的需求。

芯片堆叠的工艺流程一般包括以下几个步骤:基础层制备、功能层制备、界面层制备和堆叠操作。

首先是基础层制备,将芯片的基础层进行加工和制备,包括晶圆加工、金属线键合和背面薄化等工艺。

然后是功能层制备,将不同功能的芯片或器件堆叠在基础层上,并进行金属键合和封装等工艺。

晶圆直接键合技术发展分析

晶圆直接键合技术发展分析

晶圆直接键合技术发展分析作者:刘文杰来源:《西部论丛》2018年第10期摘要:晶圆直接键合是通过晶圆界面处的原子在外界能量的作用下,通过范德华力、分子力甚至原子力使晶圆键合成为一体的技术。

该键合技术由于避免了中介层引起的污染也无需外部电场的作用而成为研究热点。

本文结合专利文献统计情况,对晶圆直接键合技术的发展进行了分析,并从分析结果中得到了有益的结论。

关键词:低温键合直接键合晶圆一、晶圆键合技术发展介绍20世纪80年代,由美国IBM公司的Lasky和日本东芝公司的Shimbo等人提出了硅晶圆直接键合技术,该技术是把两片经过镜面抛光的硅晶圆片经表面清洗,在室温下直接贴合,再经过退火处理提高键合强度,将两片晶圆结合成为一个整体的技术。

为获得足够高的硅-硅晶圆键合强度,通常需要施加较高的退火温度(800~1000℃),该退火温度接近硅材料的熔点(1410℃),因此该方法又被称为硅熔键合或热键合法。

由于晶圆直接键合不需要借助于中间层,可实现材料之间的直接连接,并且也没有杂质引入,因此,在其诞生之初便成为了热门的键合方法,但是由于该方法需要在800~1000℃的高温退火条件下才能达到足够的键合强度,而高温退火过程中,则容易诱发内部元件的热应力,同时还可能会导致掺杂元素发生有害扩散,以及对温度敏感元件造成很大损伤,因此很大程度上限制了其在晶圆级封装方面的应用。

为克服直接键合因高温退火所引发的异质材料、结构间的热膨胀和热应力,20世纪90年代以来低温键合(二、晶圆直接键合技术的专利申请状况统计分析图1-2是根据VEN专利数据库中涉及晶圆键合技术的专利申请量进行统计而制作。

图1所示为不同国家或地区的相关申请量分布情况,在VEN数据库中,有关于晶圆键合的专利申请量多达17000多件,其中,美国、日本、韩国等电子工业发达国家在该技术领域中仍然发挥了重要作用,申请量也非常可观。

可喜的是,中国作为发展中国家也正以迅猛的势头在这场技术革新中稳步前进。

中国晶圆片键合机市场现状及未来发展趋势

中国晶圆片键合机市场现状及未来发展趋势

我国晶圆片键合机市场现状及未来发展趋势一、背景介绍我国晶圆片键合机市场是半导体行业的重要组成部分,晶圆片键合技术是半导体封装过程中的重要环节。

随着技术的不断进步和需求的增长,我国晶圆片键合机市场蕴含着巨大的商机和发展潜力。

本文将对我国晶圆片键合机市场的现状和未来发展趋势进行深入探讨。

二、现状分析1. 市场规模根据数据统计,我国晶圆片键合机市场规模近年来呈现出稳步增长的态势。

加上国家在半导体产业上的政策扶持和资金投入,我国半导体行业不断崛起,带动了晶圆片键合机市场的发展。

目前,我国晶圆片键合机市场规模已经位居全球前列。

2. 技术水平我国晶圆片键合机行业的技术水平在不断提高,一批技术过硬的企业不断涌现。

与国外先进技术相比,我国晶圆片键合机行业在一些方面还存在一定差距,但在国内市场的推动下,我国企业正在积极进行技术研发和创新,逐步缩小与国外差距。

3. 市场竞争我国晶圆片键合机市场存在着激烈的竞争态势。

国内外品牌企业纷纷进入我国市场,加剧了市场的竞争激烈度。

晶圆片键合技术的专利和核心技术成为企业竞争的重要制高点,技术创新成为市场竞争的关键。

三、未来发展趋势1. 技术创新未来,我国晶圆片键合机市场将持续加大技术创新力度。

随着新一代通信技术的到来,对晶圆片键合技术的要求也将更高。

企业需要不断加大研发投入,提高核心技术竞争力,以满足市场对高性能、高可靠性晶圆片键合机的需求。

2. 国际合作随着我国半导体产业进一步开放,国际合作将成为未来的发展趋势。

我国晶圆片键合机企业需要通过与国际先进企业的合作,引进国外先进技术和管理经验,提高自身竞争力。

3. 服务升级未来,我国晶圆片键合机企业将更加注重服务的升级和提升。

高品质的产品质量和良好的售后服务将成为市场竞争的新制胜点,客户需求将成为企业发展的关键导向。

四、个人观点我国晶圆片键合机市场作为半导体产业的重要组成部分,具有巨大的发展潜力。

在未来的市场中,技术创新、国际合作和服务升级将是企业持续发展的重要方向。

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晶圆级键合技术的最新发展
2011-11-24 19:37:28 来源:SUSS MicroTec 评论:0点击:179
Shari Farrens 博士
晶圆键合部-首席科学家
SUSS MicroTec
1. 引言
晶圆级MEMS(微电子机械系统)键合技术应用于生产加速度计、压力传感器和陀螺仪等领域已数十年。

汽车工业一直以来都是这些MEMS器件的主要最终用户。

但近期例如手机和游戏机产业的需求导致MEMS消费类产品市场爆发性增长,使得这一行业发生了巨大变化。

最重大的变化可能就是更大的市场和更低的成本要求。

同时,集成MEMS 器件和CMOS控制器或其它IC部件的需求,使得该技术研究开始转向关注怎样才能制造这些器件。

MEMS的晶圆级键合方式以往主要为阳极键合和玻璃浆料键合。

这两种键合方式在产品使用寿命期间,都具有十分良好的气密性,并且对于上游制造方面的严苛要求如颗粒沾污和表层形貌,都具有相对良好的适应性。

然而,这些方法并不能解决极限尺寸、集成度和垂直封装的问题。

2. 高级MEMS 键合要求
新型MEMS芯片需要满足更小产品尺寸的要求。

实现这一目标最合适的方式应当是金属封装技术。

相比其它材料,金属具有更低的透气性,因此可以提供更好的气密等级。

金属密封材料在晶圆片上占用更小的面积,晶圆也就可以容纳更多的器件,所以在提高气密性的同时,微机械部件的实际尺寸也减小了。

金属密封技术的另一个特点是,它为芯片提供了电通路。

所以在设计芯片时可以引入垂直互联金属层,实现晶圆堆叠和先进封装技术,从而进一步减小芯片尺寸,降低成本。

3. 金属键合技术
金属键合技术大体上可以分为两类:非熔化型扩散法以及自平坦化(熔化)共熔晶反应。

在运用这两种技术时,可以根据所希望的技术参数和要求,分别选取适合的金属系。

金属扩散键合,是一种典型的热压力键合。

首先,使金或铜沉积到需要连接的部件表面,然后将部件相互对准后置入精密晶圆键合机,如SUSS MicroTec公司的CB200中。

键合机控制腔室内气氛,加热加压将部件键合到一起。

扩散键合是物质界面间原子相互混合的结果,键合结果气密性极好。

对于表面粗糙度和形貌都符合一定要求的器件,扩散键合是一种很好的选择。

键合中,金属层并不熔化,因此必须与需要键合的表面紧密接触,对于粗糙表面、表面有颗粒或其它表面缺陷的情况,这种键合方式就不合适了。

在共熔晶键合过程中,两种金属熔合为合金并固化。

可用于共熔晶键合的金属材料有AuSi,、AuSn、AuGe、CuSn、AlGe,以及其它一些不常用的合金材料。

共熔晶键合过程中,基片上的金属层在被称为共熔温度Te的特定温度下相互熔合。

合金沉积当量或金属层厚度决定了合金的合金温度Te。

金属共熔后发生了数个重要的工艺变化。

首先,金属材料熔化会导致金属层在结合面加速混合和消耗。

这提供了一个良好的控制反应,可以形成均匀界面。

其次,金属形成流体状态,这样在界面上,包括任何表面异形区域都可以自平坦化。

最后,共熔晶键合的重点是在重新凝固后使混合物形成晶体结构,从而获得很高的热稳定性。

因此在任何时候T>Te 时,晶圆键合中的合金过程并不会由于一定的合金比例成分而结束,而是在界面处形成一个更稳定的熔融金相。

4. 金属键合用于MEMS制造的优势
金属键合在MEMS器件制造时主要用于将器件密封于真空环境以及为装运而将器件封装。

图1显示了不同制造方法和封装方式之间的区别。

真空等级不够低或者是随着器件使用时间的增长,真空会降低,传统键合方式的密封环必须很大,芯片尺寸也因此更大。

在使用以金属为介质的键合技术后,密封环尺寸可以10倍的量级减小,MEMS器件尺寸也可相应做得更小,一片晶圆片上就可容纳更多芯片。

据客户报告,因此在生产制造时总体成本下降达75%。

图1 传统的适用于引线键合封装的阳极键合、玻璃浆料键合与金属键合封装的差异对比示意图
切片后器件被封装并装配到控制线路板上,有源器件和无源器件通过线焊相互连接。

金属键合时,金属层垂直连接,重新分布,或直接与焊球连接,同时MEMS器件可以被堆叠于其它部件的顶部,这样整体上减小了封装尺寸,降低了复杂程度。

5. 其它注意事项
金属沉积层会影响键合结果的质量。

金属沉积层通常厚3-5um。

与此相比,玻璃浆料键合时,浆料层厚达30-150um。

当覆盖层不合适时,图形化密封环的宽反会达到几十微米以上。

沉积层的产生方法包括电镀、化学气相沉积、溅射和蒸发。

溅射和蒸发很少使用,因为这两种方式对目前的厚度要求,沉积速率太慢,不够经济。

不同的方式导致不同的金属层纯度和颗粒尺寸。

在大多数金属键合技术中,可以认为金属层纯度越高,反应速率越快。

此外,当温度较低时,晶粒界线对原子运动起到主要作用,较小的晶粒尺寸会更好。

金属的表面氧化作用也会阻碍界面反应,并且导致电特性很差。

在对准和键合前进行表面处理能够帮助去除这些反应层。

具体方法有几种,例如用等离子干法处理和化学湿法清洗。

此外,键合机舱室的质量也会对预防热压键合时粘污层的重新生长造成重大影响。

高级金属键合需要精确的对准和键合设备。

生产设备解决方案,例如SUSSMicroTec 公司的XBC系列中的键合机,键合腔室以电解法抛光,生产型载入窗口,正向压等措施差可以有效避免舱室和样品暴露于外界环境。

高精确对准机可以保证微米级别的对准精度,化学方法的使用确保了高电性良率。

6. 金属工艺相关建议
金属系的选择取决于温度的限制,材料的兼容性,以及界面要求:如导电性、光学反射率、厚度均匀性等。

建议在惰性气氛中进行金属键合,以便传热和保证热均匀性,抑制氧化并且保持腔室洁净。

表I 列出了晶圆级键合最常用的金属系和典型工艺变量。

根据图表显示,基于金材料的金属工艺不适用于CMOS制造,但这不包括传统金线焊在封装步骤的使用。

表I 金属键合选项及结果
另一个建议是用化学机械抛光(CMP)处理金属层。

IC工业中用于200mm和300mm晶圆片的镶铜工艺发展已经相当成熟。

但用于铜的小尺寸晶圆片CMP工艺却很难找到。

所以金更适用于小尺寸MEMS器件制造。

因为可以使用CMP技术,故而可以使用扩散键合。

扩散键合要求相对光滑的表面(粗糙度<2-5nm RMS)。

7. 薄晶圆片处理
金属键合的最大优势是能够直接转入垂直封装。

3D封装可以显著降低生产成本。

减薄晶圆片的通常工艺步骤需要将器件附着于临时性载片上。

器件晶圆片正面朝下,附着的粘合层将经历一系列需要在背面进行的工艺:包括研磨,抛光和随后的金属沉积,用以准备永久封装器件。

器件晶圆片减薄,以及背面工艺完成后,减薄的晶圆片与载片分离并进行最后的封装。

这整个工艺过程被称为临时性键合。

临时粘合的选择可以按照附着和拆分载片,温度稳定性,载具通用性这些工艺种类来分类。

表II给出了四种主流供应商产品的数据[4-7]。

其它因素还包括产量、COO建模和需要的厚度范围。

表II 临时键合材料供应商及其基本粘合特性
8. 总结
晶圆片键合应用于MEMS工业已达数十年时间,业界有责任建立标准规范,设定气密性、键合强度、缺陷检测、批量生产设备。

而高级CMP工艺、硅垂直深孔刻蚀、金属填充互联技术的发展将促使CMOS工业继续进步。

MEMS 和CMOS生产制造技术的交叉彻底变革了整个市场。

向金属键合技术转变,满足了工业生产和薄晶圆片处理的需要,促进了先进MEMS生产消费市场的快速成长。

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