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分享一種用于晶圓片混合鍵合3D異構(gòu)集成的技術(shù)

更新時(shí)間:2023-06-08  |  點(diǎn)擊率:880
  隨著傳統(tǒng)的2D硅縮放達(dá)到其成本極限,半導(dǎo)體行業(yè)正在轉(zhuǎn)向異構(gòu)集成-將具有不同特征尺寸和材料的多個(gè)不同組件或管芯的制造,組裝和封裝到單個(gè)設(shè)備或封裝中,以提高性能,這就是混合鍵合技術(shù)。EVG是面向MEMS、納米技術(shù)和半導(dǎo)體市場(chǎng)的晶圓鍵合和光刻設(shè)備的供應(yīng)商,近期推出了EVG®320 D2W裸片制備和活化系統(tǒng),這是業(yè)內(nèi)弟一個(gè)用于混合硅酸鹽管芯對(duì)晶片鍵合活化和清洗系統(tǒng)。
 
  晶圓鍵合系統(tǒng)集成了D2W鍵合所需的所有關(guān)鍵預(yù)處理模塊,包括清潔,等離子體活化,芯片對(duì)準(zhǔn)驗(yàn)證和其他必要的計(jì)量工具,并且可以作為單獨(dú)系統(tǒng)運(yùn)行,也可以與第三方拾放芯片工具集成鍵合系統(tǒng)。借助EVG在混合鍵合技術(shù)上數(shù)十年的經(jīng)驗(yàn),EVG320 D2W滿足了對(duì)創(chuàng)新工藝解決方案的關(guān)鍵需求,這些工藝解決方案可以加快異構(gòu)集成的部署并支持新一代設(shè)備和系統(tǒng),例如高帶寬存儲(chǔ)器(HBM),邏輯開(kāi)-內(nèi)存,小芯片,分段和3D片上系統(tǒng)(SoC)設(shè)備,以及3D堆疊式背面照明CMOS圖像傳感器。
 

 

  需求分析:
  混合鍵合是異構(gòu)整合的一個(gè)關(guān)鍵的工藝過(guò)程。
  AI自動(dòng)駕駛,增強(qiáng)/虛擬現(xiàn)實(shí)(AR/VR)和5G等前沿應(yīng)用需要開(kāi)發(fā)高帶寬,高性能和低功耗設(shè)備,并且不能增加生產(chǎn)成本。隨著傳統(tǒng)的2D硅縮放達(dá)到其成本極限,半導(dǎo)體行業(yè)正在轉(zhuǎn)向異構(gòu)集成-將具有不同特征尺寸和材料的多個(gè)不同組件或管芯的制造,組裝和封裝到單個(gè)設(shè)備或封裝中,以提高性能。
  在某些應(yīng)用,晶圓對(duì)晶圓(W2W)混合鍵合涉及不同生產(chǎn)線的晶圓堆疊和電連接,是異構(gòu)集成的核芯過(guò)程。但是,在組件或管芯的尺寸不同的情況下,D2W混合鍵合為實(shí)現(xiàn)異構(gòu)集成提供了可行的途徑。憑借其新的D2W鍵合解決方案,其市場(chǎng)領(lǐng)仙的W2W混合鍵合解決方案以及其異質(zhì)集成能力中心支持的行業(yè)合作經(jīng)驗(yàn),EVG可以很好地支持D2W鍵合的客戶應(yīng)用需求。
  EV Group執(zhí)行技術(shù)總監(jiān)Paul Lindner表示:“ 20多年來(lái),EVG憑借全球蕞大的晶圓鍵合解決方案安裝基礎(chǔ),不斷為晶圓對(duì)晶圓的混合鍵合和融合鍵合建立了新的標(biāo)準(zhǔn)。”“我們已經(jīng)開(kāi)始使用專門(mén)為芯片對(duì)晶圓鍵合配置的已建立的EVG GEMINI FB晶圓鍵合機(jī)系統(tǒng)的專用版本來(lái)滿足新興的芯片對(duì)晶圓鍵合市場(chǎng)的需求。新型EVG320 D2W芯片系統(tǒng)增加了我們?cè)谛酒瑢?duì)晶片鍵合方面的專業(yè)知識(shí),并完善了EVG的設(shè)備組合,可提供端到端的混合鍵合解決方案,以加快3D或者異構(gòu)集成的部署。
 
  晶圓片對(duì)晶圓片混合鍵合工藝的流程:
  有幾種不同的D2W鍵合方法可以使用,并根據(jù)應(yīng)用程序和客戶要求進(jìn)行選擇相應(yīng)的設(shè)備。在集體D2W接合中,將單個(gè)管芯放置在集體管芯載體上,然后運(yùn)送到目標(biāo)晶片進(jìn)行管芯轉(zhuǎn)移,在此處使用W2W混合或融合接合系統(tǒng)來(lái)接合管芯到目標(biāo)晶圓。在直接放置D2W接合中,使用拾放式倒裝芯片接合機(jī)將單個(gè)管芯逐一接合到目標(biāo)晶圓。等離子體活化和處理晶片上管芯表面的清潔是在管芯和目標(biāo)晶片之間建立高產(chǎn)率的鍵合和電界面的必要步驟。這是需要用到EVG320 D2W芯片混合鍵合系統(tǒng)的地方。
 
  晶圓缺陷檢測(cè)設(shè)備技術(shù)特點(diǎn):
  EVG320 D2W是一個(gè)高度靈活的平臺(tái),具有通用的硬件/軟件接口,可與第三方拾放芯片鍵合系統(tǒng)無(wú)縫集成。根據(jù)集成和線路平衡的要求,它也可以作為單獨(dú)系統(tǒng)運(yùn)行。該系統(tǒng)結(jié)合了EVG的高級(jí)清潔和等離子體活化技術(shù),該技術(shù)可在其行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的W2W融合和混合鍵合平臺(tái)上使用,并且已在全球數(shù)百個(gè)已安裝的模塊中得到了驗(yàn)證。此外,EVG320 D2W還具有EVG的對(duì)準(zhǔn)驗(yàn)證模塊(AVM),這是一個(gè)集成的計(jì)量模塊,可以向芯片鍵合機(jī)提供有關(guān)關(guān)鍵工藝參數(shù)的直接反饋,這些關(guān)鍵工藝參數(shù)包括芯片放置精度和芯片高度信息以及鍵合后的度量,用于改進(jìn)過(guò)程控制。