面向臨時(shí)鍵合/解鍵TBDB的ERS光子解鍵合技術(shù)

隨著(zhù)輕型可穿戴設備和先進(jìn)數字終端設備的需求不斷增長(cháng)，傳統晶圓逐漸無(wú)法滿(mǎn)足多層先進(jìn)封裝（2.5D/3D堆疊）的需求。它們體積較大、重量重、且在高溫和大功率環(huán)境下表現欠佳，難以適應行業(yè)的快速發(fā)展。如今，半導體制造商傾向于采用厚度小于 100 μm的薄晶圓。然而，晶圓越薄就越容易破損，為此，行業(yè)開(kāi)發(fā)了各種臨時(shí)鍵合和解鍵 (TBDB) 技術(shù)，利用專(zhuān)用鍵合膠將器件晶圓臨時(shí)固定在剛性載板上，以提升制造過(guò)程的穩定性和良率。

現有解鍵方法的局限性

完成晶圓減薄等一系列后端工藝后，如何無(wú)損地分離載板與鍵合膠成為關(guān)鍵?，F有的解鍵合方法各有優(yōu)缺點(diǎn)：

- 熱滑解鍵：通過(guò)加熱融化鍵合材料來(lái)分離晶圓和載板，但鍵合材料的熱穩定性較低，易產(chǎn)生殘留，影響后續加工。

- 化學(xué)解鍵：使用化學(xué)溶劑溶解鍵合膠來(lái)確保零殘留。這種方法雖然有效，大量化學(xué)品的使用不僅增加成本，也對環(huán)境造成不良影響，還可能導致晶圓翹曲。

- 機械剝離：通過(guò)刀片施加機械應力來(lái)分離晶圓和載板。雖然避免了化學(xué)試劑和加溫的過(guò)程，但外加的機械應力大大增加了超薄晶圓碎裂的風(fēng)險。因此，這種方法更適用于面積較小或較厚的晶圓。

- 激光解鍵：當前主流技術(shù)，利用激光透過(guò)玻璃載板照射鍵合膠，使其發(fā)生物理或化學(xué)變化，實(shí)現解鍵。然而，這種方法需特定的激光釋放層（Laser release layer），工藝繁瑣復雜，且玻璃載板損耗高，成本居高不下。

光子解鍵合： 低成本、良率高、零應力的革新方案

為克服現有解鍵合技術(shù)的不足，ERS在2024年 推出了 Luminex 系列光子解鍵合機，為 TBDB 工藝帶來(lái)了革命性的解決方案。該技術(shù)突破性的摒棄了傳統的激光釋放層，而在玻璃載板上加一層永久的光吸收反應層（CLAL，Carrier with Laser Absorbing Layer），這樣做的目的是省去了激光解鍵合中的旋涂（Spin coating）工藝，同時(shí)也不再需要昂貴的IR或UV激光器，而是采用高照射強度的閃光燈溶解載板和晶圓之間的鍵合膠，從而保證脫膠且無(wú)殘留。

該閃光燈擁有可調控的光源波長(cháng)（200至1100nm）以及照射強度（最高可達45 kW/cm²），特殊的玻璃載板與光吸收層組合（CLAL）吸收光并將光能轉化為熱能，促使鍵合材料發(fā)生反應。由于照射時(shí)間極短，以及玻璃載板優(yōu)良的光學(xué)和溫度表現，不但保證了在室溫下完成解鍵合工藝，還保護了晶圓。

ERS光子解鍵的獨特優(yōu)勢：

• 解鍵合無(wú)施加任何外力，無(wú)殘膠

• 與激光解鍵合相比，運營(yíng)成本降低超過(guò)30%

• 兼容多種鍵合材料

• 簡(jiǎn)化工藝流程

• 大幅提高良率

作為L(cháng)uminex核心部件之一的玻璃載板（CLAL），通過(guò)PVD工藝將涂層覆蓋在玻璃載板上，僅需薄薄一層就可將55%的光能轉化為熱能，并且該CLAL可以重復使用，大大降低了企業(yè)的耗材成本。

ERS開(kāi)創(chuàng )性的設計讓該機器具備以下獨特的優(yōu)勢：

• 解鍵合無(wú)施加任何外力，無(wú)殘膠

• 與傳統激光解鍵合相比，運營(yíng)成本降低超過(guò)30%

• 可兼容多種鍵合材料

• 簡(jiǎn)化工藝流程：無(wú)需旋涂工藝，無(wú)需投入額外設備

• 光子解鍵合在工藝上的優(yōu)勢將大幅提高良率

此外，Luminex 系列還支持晶圓級/面板級先進(jìn)封裝，面板尺寸可達 600 x 600 mm，非常適合人工智能芯片、功率IC、GPU和HBM等高端應用。

ERS光子解鍵合技術(shù)不僅攻克了薄晶圓解鍵合的技術(shù)瓶頸，更為半導體制造設定了新標準。它以低成本、高可靠性、零應力的特性，在確保高產(chǎn)量的同時(shí)，最大化提升良率，是推動(dòng)下一代半導體先進(jìn)封裝工藝發(fā)展的關(guān)鍵一步。

想要了解更多關(guān)于該光子解鍵合技術(shù)以及ERS先進(jìn)封裝設備解決方案，歡迎您瀏覽ERS的官網(wǎng)www.ers-gmbh.com 有任何問(wèn)題請郵件聯(lián)系我們info@ers-gmbh.de