14、超薄芯片加工与系统集成技术全解析

超薄芯片加工与系统集成技术全解析

1. 超薄晶圆加工的临时键合技术

在超薄晶圆加工中，临时键合技术至关重要。有一种临时键合技术采用了释放层进行解键合。在真空键合和键合层固化过程中，表面形貌能得到良好的平整。这种技术可使晶圆堆叠的分离变得相对容易，通过倾斜手柄晶圆和器件晶圆（两者固定在特定的真空夹具上），拉伸力只需克服窄线上的键合粘附力，解键合线会从晶圆边缘向边缘扩展。分离步骤还会去除释放层，使器件晶圆再次摆脱聚合物材料。所使用的键合聚合物能承受高达300°C的温度，这为后续的加工步骤提供了广泛的可能性。

不同的临时键合技术各有优缺点，具体如下表所示：
| 临时键合技术 | 优点 | 难点 |
| — | — | — |
| 胶带 | - 易于应用和去除
- 室温键合，键合周期短
- 晶圆减薄时支撑良好 | - 温度稳定性低
- 晶圆边缘对湿化学物质无密封作用
- 热传递低
- 热膨胀系数与半导体不匹配 |
| 旋涂粘合剂 | - 键合层厚度均匀
- 能够嵌入表面形貌并支撑晶圆边缘
- 湿化学过程中边缘密封良好 | - 解键合后需剥离粘合剂
- 键合通常需要加热、加压和真空，键合周期长
- 温度稳定性有限 |
| 释放层和旋涂粘合剂 | - 无需或便于清洁超薄晶圆
- 能够嵌入表面形貌 | - 解键合时机械力必须仔细控制 |
| 静电键合 | - 无需粘合剂，无需清洁
- 键合和解键合非常简单
- 温度稳定性 > 400°C，热性能与器件晶圆相同
- 与其他载体技术兼容性好，便于超薄晶圆转移
- 能