臨時(shí)晶圓鍵合系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)-靜電而非粘合劑（一）

1. 簡介

臨時(shí)晶圓鍵合廣 泛用于半導(dǎo)體器件制造和半導(dǎo)體器件封裝應(yīng)用中，尤其是在Z方向尺寸的變化要求越來越薄的硅器件以及越來越薄的封裝器件的今 天。這意味著必須通過暫時(shí)將其粘合到某種堅(jiān)固的載體上來通過部分制造和封裝過程來支撐晶圓和分割后的芯片，以防止由于晶圓或芯片的機(jī)械應(yīng)力而導(dǎo)致線良率損失。

我們經(jīng)常想到使用膠水或其他粘合劑將物體永 久或暫時(shí)粘合在一起，將一個(gè)物體固定到另一個(gè)物體上。但是，如果將膠粘劑用作固定的臨時(shí)工具，那么我們將需要處理如何安全剝離物體而不損壞過程的方法。我們還需要處理脫膠后殘留的任何殘留物，以免將膠粘劑殘留物轉(zhuǎn)移到其他物體上，或者避免使現(xiàn)在剝離的物體再次粘在其他物體上。

半導(dǎo)體行業(yè)，包括先進(jìn)的封裝行業(yè)，已經(jīng)通過優(yōu)化在載體到晶圓的鍵合中使用的膠粘劑配方，并隨后使用涉及熱結(jié)合的方法對兩者進(jìn)行鍵合，實(shí)現(xiàn)了商業(yè)上成功的工藝流程，用于臨時(shí)鍵合和分離薄硅晶片的激光，溶劑和各種機(jī)械技術(shù)。這些基于粘合劑（或基于聚合物的）的臨時(shí)粘合材料，以及用于施加和去除它們的設(shè)備，是由許多知名企業(yè)提供的，包括EVGroup，3M，BrewerScience，HDMicroSystems和其他。

當(dāng)然，所有這些都是問題讀者熟悉的領(lǐng)域，他們都學(xué)習(xí)了會(huì)議演講，一般文獻(xiàn)以及對臨時(shí)晶圓鍵合材料和一般都擁有設(shè)備的使用經(jīng)驗(yàn)。

2. 臨時(shí)晶圓鍵合的新方法

我們喜歡看到新穎的方法以及用新穎的方式挑戰(zhàn)傳統(tǒng)智慧。這就是為什么在蕞近舉行的美國真空學(xué)會(huì)第41屆年度設(shè)備展覽會(huì)和技術(shù)研討會(huì)的北加州分會(huì)上，我對位于加利福尼亞普萊森頓的受訪者公司展示的新型臨時(shí)晶圓鍵合方法感到震驚，離Milpitas的NCCAVS事件不太遠(yuǎn)。

除了粘合劑或聚合材料的工程粘性是臨時(shí)粘合的基礎(chǔ)之外，自然界中還有其他力會(huì)導(dǎo)致物體聚在一起并粘附。例如，考慮重力。具有質(zhì)量的物體將重力施加到其他具有質(zhì)量的物體上，它們與它們的質(zhì)量成比例，并且與物體之間的距離成反比。我們由于引力的吸引而黏附在地球上（大部分來自地球，但有一部分來自我們），由于那里巨大的引力場，我們無法逃離黑洞的事件視界足以指揮銀河系結(jié)構(gòu)。

但是，至少到目前為止，我們無法關(guān)閉重力。

磁力呢？好吧，與依靠質(zhì)量的重力不同，磁力取決于材料本身的磁性，某些材料（通常是金屬）極易受到磁場的影響，而其他許多材料則不然。如果我們正確地調(diào)整磁極的方向，兩個(gè)強(qiáng)力永磁體將粘在一起（如果不正確，則彼此排斥），但是強(qiáng)力永磁體將對玻璃無用。如果我們正確選擇材料系統(tǒng)，并且使用電磁體而不是永磁體，那么我們就有一個(gè)可以打開和關(guān)閉（粘結(jié)和脫粘，只要物體響應(yīng)磁場）的系統(tǒng)，粘結(jié)力為我們?nèi)绾渭?lì)和控制電磁體的功能。

3. 使用靜電力的臨時(shí)晶圓鍵合

靜電作用是兩個(gè)相反電荷的物體在短距離內(nèi)相互吸引的結(jié)果。當(dāng)適當(dāng)?shù)卣{(diào)制物體之一的電荷時(shí)，可以根據(jù)物體的材料特性直接控制粘附力。

我們通常在半導(dǎo)體固定設(shè)備中操縱靜電力，以粘合和脫膠（實(shí)際上是卡盤和去卡盤），這些晶圓是在配有靜電卡盤的等離子蝕刻工具，PVD系統(tǒng)等中處理的。這些ESC將晶片平放在卡盤上，在蝕刻或沉積過程中將晶片牢牢固定在適當(dāng)?shù)奈恢?，并?/span>ESC還允許在高能處理過程中直接控制晶片溫度，例如我們在等離子蝕刻中所需要的。

但是，這些ESC固定在適當(dāng)?shù)奈恢?/span>–晶圓進(jìn)入處理室，放置在斷電的ESC上，通過為ESC通電而“鍵合”，然后在蝕刻或PVD工藝中通過使ESC斷電而脫鍵終止。晶圓離開時(shí)，ESC會(huì)停留。

有一種想法是將靜電卡盤鍵合和脫鍵的簡便性與已經(jīng)建立的臨時(shí)晶圓載體技術(shù)相結(jié)合，該技術(shù)可用于薄晶圓處理，從而使粘合劑和聚合物粘合材料繞過靜電。臨時(shí)鍵合一般需要配合解鍵合技術(shù)工藝，以下這個(gè)就是EVG805解鍵合機(jī)，點(diǎn)擊圖片可以查看產(chǎn)品參數(shù)。

這是新的，也很有趣的知識，我們在下一篇文章《臨時(shí)晶圓鍵合系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)-靜電而非粘合劑（二）》將會(huì)探討這個(gè)問題，以讓讀者了解更多信息。