《電子技術(shù)應(yīng)用》
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【大族技術(shù)講堂】半導(dǎo)體激光剝離技術(shù)國(guó)產(chǎn)化的發(fā)展

2019-01-30

近年來(lái),,隨著柔性可穿戴電子對(duì)人們生活的顯著影響,,柔性可穿戴電子器件被應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域,如電子皮膚,、柔性壓力監(jiān)測(cè)鞋墊,、置于隱 形眼鏡中的柔性電路、醫(yī)療監(jiān)護(hù)服裝,、可卷曲顯示器和透明薄膜柔性門電路等,。相對(duì)于傳統(tǒng)電子,柔性電子的優(yōu)勢(shì)明顯,,具有更大的靈活性,,可滿足客戶對(duì)于設(shè)備的形變要求,,一定程度上適應(yīng)不同工作環(huán)境等優(yōu)勢(shì),但是,,隨著元器件朝著小型化超薄和柔性的發(fā)展過(guò)程中,,柔性電子也面臨著新 的挑戰(zhàn)和要求,。尤其在電子電路的制作材料方面,, 傳統(tǒng)的加工裝備以及傳統(tǒng)的加工工藝很難滿足高精 度的加工需求。因?yàn)樵诠に囘^(guò)程中,,柔性的器件或者芯片非常容易彎曲,,很難保證精度。為了解決這個(gè)問(wèn)題,,半導(dǎo)體行業(yè)提出一種臨時(shí)鍵合的工藝,,即將超薄柔性器件先臨時(shí)黏貼在一個(gè)較厚的載片上,在完成后續(xù)的制程以后再通過(guò)簡(jiǎn)易的方式分離柔性的超薄器件與載體,,來(lái)實(shí)現(xiàn)柔性超薄器件的高精度加工,,利用該方法可將20cm或者30cm的硅晶圓加工到100μm 以下。 

 

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 圖1 晶圓器件小型化,,超薄化發(fā)展趨勢(shì)


根據(jù)解鍵合方式的不同,,傳統(tǒng)的臨時(shí)解鍵合工藝主要可分為熱滑移解鍵合法,化學(xué)解鍵合法,,機(jī)械解鍵合法等,。

 

創(chuàng)新性解決方案

 

大族激光顯視與半導(dǎo)體裝備事業(yè)部(以下簡(jiǎn)稱大族顯視與半導(dǎo)體)聯(lián)合國(guó)內(nèi)封裝測(cè)試行業(yè)的龍頭企業(yè)和先進(jìn)材料供應(yīng)商,三方共同探討研發(fā),。以客戶的產(chǎn)品工藝需求為中心,,反復(fù)進(jìn)行工藝實(shí)驗(yàn)。最后,,成功驗(yàn)證出了最優(yōu)化的可行性解決方案,,即激光拆鍵合技術(shù)(Temporary Bonding- Debonding , TBDB),并申請(qǐng)了國(guó)家專利,。由于TBDB工藝的特殊性,,單純銷售設(shè)備的方式已不足以滿足客戶需求,大族顯視與半導(dǎo)體在其領(lǐng)先的設(shè)備技術(shù)基礎(chǔ)上,,融入了新的產(chǎn)品開發(fā)理念,,為客戶提供設(shè)備與材料結(jié)合的綜合性整體解決方案。

 

激光拆鍵合技術(shù)

 

激光拆鍵合技術(shù)是將臨時(shí)鍵合膠通過(guò)旋涂的方式涂在器件晶圓上,,經(jīng)過(guò)烘烤和高溫加壓下將超薄器件臨時(shí)粘結(jié)到較厚的載片上,;臨時(shí)鍵合后,對(duì)其進(jìn)行背面加工,,再通過(guò)激光掃描的方式,,分離超薄器件與載片,,實(shí)現(xiàn)超薄器件的順利加工;最后,,再執(zhí)行清洗工藝,。

  

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圖2 激光拆鍵合TBDB工藝流程

 

大族激光半導(dǎo)體激光剝離設(shè)備(HAN’S DSI-SLLO660)為封裝測(cè)試廠提供了一套材料和設(shè)備相結(jié)合的綜合性解決方案。如在先進(jìn)封裝工藝(FOWLP)中對(duì)激光解鍵合后的晶圓損傷以及晶圓本身翹曲帶來(lái)的一系列問(wèn)題一直沒(méi)有完善的解決方案,,這是因?yàn)镽elease材料的厚度是納米級(jí),,且不同材料CTE不同造成的。大族在深入研究反復(fù)驗(yàn)證并得到大量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)后,,通過(guò)定制TOP-HAT光學(xué)模組保證了在晶圓上面激光能量的均勻性,,解決了晶圓損傷的問(wèn)題,針對(duì)晶圓翹曲開發(fā)的AF(自動(dòng)對(duì)焦)功能,,避免了晶圓Warpage影響剝離效果等問(wèn)題,最終得到了客戶的高度認(rèn)可.

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圖3 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)示意圖

 

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圖4  高斯光轉(zhuǎn)換平頂光示意圖

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圖5 增AF示意圖

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 激光解鍵合與其他方式解鍵合對(duì)比


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