分享一种用于晶圆片混合键合3D异构集成的技术

　　随着传统的2D硅缩放达到其成本极限，半导体行业正在转向异构集成-将具有不同特征尺寸和材料的多个不同组件或管芯的制造，组装和封装到单个设备或封装中，以提高性能，这就是混合键合技术。EVG是面向MEMS、纳米技术和半导体市场的晶圆键合和光刻设备的供应商，近期推出了EVG®320 D2W裸片制备和活化系统，这是业内弟一个用于混合硅酸盐管芯对晶片键合活化和清洗系统。

 

　　晶圆键合系统集成了D2W键合所需的所有关键预处理模块，包括清洁，等离子体活化，芯片对准验证和其他必要的计量工具，并且可以作为单独系统运行，也可以与第三方拾放芯片工具集成键合系统。借助EVG在混合键合技术上数十年的经验，EVG320 D2W满足了对创新工艺解决方案的关键需求，这些工艺解决方案可以加快异构集成的部署并支持新一代设备和系统，例如高带宽存储器（HBM），逻辑开-内存，小芯片，分段和3D片上系统（SoC）设备，以及3D堆叠式背面照明CMOS图像传感器。

 

　　需求分析：

　　混合键合是异构整合的一个关键的工艺过程。

　　AI自动驾驶，增强/虚拟现实（AR/VR）和5G等前沿应用需要开发高带宽，高性能和低功耗设备，并且不能增加生产成本。随着传统的2D硅缩放达到其成本极限，半导体行业正在转向异构集成-将具有不同特征尺寸和材料的多个不同组件或管芯的制造，组装和封装到单个设备或封装中，以提高性能。

　　在某些应用，晶圆对晶圆（W2W）混合键合涉及不同生产线的晶圆堆叠和电连接，是异构集成的核芯过程。但是，在组件或管芯的尺寸不同的情况下，D2W混合键合为实现异构集成提供了可行的途径。凭借其新的D2W键合解决方案，其市场领仙的W2W混合键合解决方案以及其异质集成能力中心支持的行业合作经验，EVG可以很好地支持D2W键合的客户应用需求。

　　EV Group执行技术总监Paul Lindner表示：“ 20多年来，EVG凭借全球蕞大的晶圆键合解决方案安装基础，不断为晶圆对晶圆的混合键合和融合键合建立了新的标准。”“我们已经开始使用专门为芯片对晶圆键合配置的已建立的EVG GEMINI FB晶圆键合机系统的专用版本来满足新兴的芯片对晶圆键合市场的需求。新型EVG320 D2W芯片系统增加了我们在芯片对晶片键合方面的专业知识，并完善了EVG的设备组合，可提供端到端的混合键合解决方案，以加快3D或者异构集成的部署。

 

　　晶圆片对晶圆片混合键合工艺的流程：

　　有几种不同的D2W键合方法可以使用，并根据应用程序和客户要求进行选择相应的设备。在集体D2W接合中，将单个管芯放置在集体管芯载体上，然后运送到目标晶片进行管芯转移，在此处使用W2W混合或融合接合系统来接合管芯到目标晶圆。在直接放置D2W接合中，使用拾放式倒装芯片接合机将单个管芯逐一接合到目标晶圆。等离子体活化和处理晶片上管芯表面的清洁是在管芯和目标晶片之间建立高产率的键合和电界面的必要步骤。这是需要用到EVG320 D2W芯片混合键合系统的地方。

 

　　晶圆缺陷检测设备技术特点：

　　EVG320 D2W是一个高度灵活的平台，具有通用的硬件/软件接口，可与第三方拾放芯片键合系统无缝集成。根据集成和线路平衡的要求，它也可以作为单独系统运行。该系统结合了EVG的高级清洁和等离子体活化技术，该技术可在其行业标准的W2W融合和混合键合平台上使用，并且已在全球数百个已安装的模块中得到了验证。此外，EVG320 D2W还具有EVG的对准验证模块（AVM），这是一个集成的计量模块，可以向芯片键合机提供有关关键工艺参数的直接反馈，这些关键工艺参数包括芯片放置精度和芯片高度信息以及键合后的度量，用于改进过程控制。