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应用于暂时粘结、基片保护和MOEMS封装的新型材料

发布时间:2008/5/27 0:00:00 访问次数:494

(布鲁尔科技有限公司,上海 200o21)

摘 要:随着微电子制造商持续缩小晶体管基极和其他元件的尺寸,集成电路的密度不断增大,电路连接工艺中开始使用低良介电质和铜导电体。为了进一步提高电路整体性能与射电频率性能、缩小体积、降低电源损耗、提高散热效率,承载电路的基片的厚度正在持续变薄。常规的工艺已经无法加工先进的超薄基片。为了解决这个工艺中的难题,brewer science利用自己先进的材料、工艺、机械设备的研究开发水平,正在开发一套崭新的超薄基片的加工操作流程。介绍用于将超薄基片暂时粘结到另一载体的系列材料和流程,完成加工以后,基片和载体可以很容易地分离。另外,对用于保护基片的新型涂料也进行了介绍。在对基片进行薄化和切割的时候,这种涂料可以对基片提供有效的保护。最后,介绍了高透明高折射材料,这些材料用在高亮度发光二极管(hb—led)和微光电机械系统(moems)中,可以降低由封装引起的光损耗。

关键词:暂时粘结; 保护涂层; 微光电机械系统; 封装; 新型材料

中图分类号:tn305.94文献标识码:a文章编号:1004-4507(2005)05-0057-05

由于手机和其他消费型无线电子产品向更多功能和更小体积的发展,需要对芯片采取叠加封装。通过这种技术可以将记忆电路(如nand/flash)和逻辑电路(如典型的asic芯片)重叠封装在一起。除了其它步骤,这类封装要求对晶圆进行减薄,薄晶圆切割,多芯片叠加和芯片问加衬垫等工艺处理[1]。

除在硅工艺中采用晶圆减薄之外,复合半导体器件也需要晶圆减薄使其具有更佳的功耗和射频特性。由于完成加工的晶圆成本很高,在封装过程中晶圆的破碎率将直接影响整体成本。为减少晶圆破碎,需要将载有电路且超薄易碎晶圆临时粘结到另一载体上。

1 暂时粘结技术的开发

brewer science正在开发一系列专门用于暂时粘结用途的材料。这些材料在硅晶圆和复合半导体晶圆减薄、背面加工和大面积载体粘结等工艺中是必不可少的。这些产品的化学组成是针对晶圆加工时所处的恶劣环境条件而设计的。此外,还要考虑晶圆跟载体剥离时的机械、化学和温度等因素。例如,晶圆减薄过程中常常是将晶圆置于浓度很高的koh或混合酸之中,这时就需要粘结剂抗强碱强酸。剥离通常是由加热软化实现的,有时则要求用溶剂来消除粘结。用于显示器的大面积基片通常需要高机械强度的粘结剂,在剥离时又不能使用任何化学试剂。

2 粘结工艺

brewer science公司的粘结材料是以液体形式提供的,可以直接旋转涂布在晶圆上。配方中固体含量是由所需膜的厚度决定,膜的均匀度可以通过涂布条件进行优化。典型的粘结产品旋涂速度曲线如图1所示。

如果期望将基片上已有的构型平面化,可以做多次涂布。典型的流程包括动态加料、旋转涂布、清洗边缘(ebr)。ebr溶剂取决于粘结剂的聚合物系统。旋转涂布和ebr之后,在170~200℃的温度下软烘并冷却,随后加热加压粘结到载体晶圆上。一般这些步骤是在有通孔的晶圆上在250℃的真空烘箱内完成。图2给出了其中一种brewer science材料的粘结与消除粘结的流程图。 这种工艺也适合于商业化设备在常压下粘结载体晶圆,关键是要做到无气泡粘结。

除了机械性能和化学惰性,粘合后的基片在处理时偶尔会暴露于高温下(>250℃)。为了能够剥离,粘合剂应在高于300 cc时保持其稳定性。在暴brewer science的聚合物旋转涂层是为在强蚀露于这些温度后,brewer science的有些材料在 刻剂长时间浸泡提供最大保护而设计的,同时保留tmah中仍然可以溶解,如图3所示。因此完成加 了容易剥离的功能。这些新材料为批量微机械加工工操作后,可以使用简单的tmah浸泡而剥离。

如上所述,brewer science还有众多材料正在开发,可以达到当今对暂时晶圆粘结的许多要求。

3 pro-tek刑系列

如今的微电机械系统(mems)设备制造商面临在深层硅湿法蚀刻过程中保护电子线路和其它敏感设备构造的挑战。这种类型的蚀刻,要求设备在具有强腐蚀性的酸或碱溶液中长时间浸泡,且温度高于室温。brewer science己为碱性蚀刻剂开发出一种多涂层

(布鲁尔科技有限公司,上海 200o21)

摘 要:随着微电子制造商持续缩小晶体管基极和其他元件的尺寸,集成电路的密度不断增大,电路连接工艺中开始使用低良介电质和铜导电体。为了进一步提高电路整体性能与射电频率性能、缩小体积、降低电源损耗、提高散热效率,承载电路的基片的厚度正在持续变薄。常规的工艺已经无法加工先进的超薄基片。为了解决这个工艺中的难题,brewer science利用自己先进的材料、工艺、机械设备的研究开发水平,正在开发一套崭新的超薄基片的加工操作流程。介绍用于将超薄基片暂时粘结到另一载体的系列材料和流程,完成加工以后,基片和载体可以很容易地分离。另外,对用于保护基片的新型涂料也进行了介绍。在对基片进行薄化和切割的时候,这种涂料可以对基片提供有效的保护。最后,介绍了高透明高折射材料,这些材料用在高亮度发光二极管(hb—led)和微光电机械系统(moems)中,可以降低由封装引起的光损耗。

关键词:暂时粘结; 保护涂层; 微光电机械系统; 封装; 新型材料

中图分类号:tn305.94文献标识码:a文章编号:1004-4507(2005)05-0057-05

由于手机和其他消费型无线电子产品向更多功能和更小体积的发展,需要对芯片采取叠加封装。通过这种技术可以将记忆电路(如nand/flash)和逻辑电路(如典型的asic芯片)重叠封装在一起。除了其它步骤,这类封装要求对晶圆进行减薄,薄晶圆切割,多芯片叠加和芯片问加衬垫等工艺处理[1]。

除在硅工艺中采用晶圆减薄之外,复合半导体器件也需要晶圆减薄使其具有更佳的功耗和射频特性。由于完成加工的晶圆成本很高,在封装过程中晶圆的破碎率将直接影响整体成本。为减少晶圆破碎,需要将载有电路且超薄易碎晶圆临时粘结到另一载体上。

1 暂时粘结技术的开发

brewer science正在开发一系列专门用于暂时粘结用途的材料。这些材料在硅晶圆和复合半导体晶圆减薄、背面加工和大面积载体粘结等工艺中是必不可少的。这些产品的化学组成是针对晶圆加工时所处的恶劣环境条件而设计的。此外,还要考虑晶圆跟载体剥离时的机械、化学和温度等因素。例如,晶圆减薄过程中常常是将晶圆置于浓度很高的koh或混合酸之中,这时就需要粘结剂抗强碱强酸。剥离通常是由加热软化实现的,有时则要求用溶剂来消除粘结。用于显示器的大面积基片通常需要高机械强度的粘结剂,在剥离时又不能使用任何化学试剂。

2 粘结工艺

brewer science公司的粘结材料是以液体形式提供的,可以直接旋转涂布在晶圆上。配方中固体含量是由所需膜的厚度决定,膜的均匀度可以通过涂布条件进行优化。典型的粘结产品旋涂速度曲线如图1所示。

如果期望将基片上已有的构型平面化,可以做多次涂布。典型的流程包括动态加料、旋转涂布、清洗边缘(ebr)。ebr溶剂取决于粘结剂的聚合物系统。旋转涂布和ebr之后,在170~200℃的温度下软烘并冷却,随后加热加压粘结到载体晶圆上。一般这些步骤是在有通孔的晶圆上在250℃的真空烘箱内完成。图2给出了其中一种brewer science材料的粘结与消除粘结的流程图。 这种工艺也适合于商业化设备在常压下粘结载体晶圆,关键是要做到无气泡粘结。

除了机械性能和化学惰性,粘合后的基片在处理时偶尔会暴露于高温下(>250℃)。为了能够剥离,粘合剂应在高于300 cc时保持其稳定性。在暴brewer science的聚合物旋转涂层是为在强蚀露于这些温度后,brewer science的有些材料在 刻剂长时间浸泡提供最大保护而设计的,同时保留tmah中仍然可以溶解,如图3所示。因此完成加 了容易剥离的功能。这些新材料为批量微机械加工工操作后,可以使用简单的tmah浸泡而剥离。

如上所述,brewer science还有众多材料正在开发,可以达到当今对暂时晶圆粘结的许多要求。

3 pro-tek刑系列

如今的微电机械系统(mems)设备制造商面临在深层硅湿法蚀刻过程中保护电子线路和其它敏感设备构造的挑战。这种类型的蚀刻,要求设备在具有强腐蚀性的酸或碱溶液中长时间浸泡,且温度高于室温。brewer science己为碱性蚀刻剂开发出一种多涂层

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