新開發全新晶片暫時接合/剝離法,並成功於300mm晶圓上實證

 

刊登日期:2023/6/30
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朝向精細化所面臨的門檻不斷提升,近年來可望成為突破半導體元件性能極限的積體電路備受關注。然而在晶圓上接合晶片、確保垂直方向之電路接合與佈線技術上仍有課題待解決,因此需要開發全新接合或集積之方法。日本橫濱國立大學與DISCO、TORAY組成共同研究團隊,成功使用直接接合技術開發出全新的晶片暫時接合/剝離法。
 
在本次的研究中利用了新開發的CVD絕緣膜於晶圓上進行晶片的暫時接合。由於透過電漿活性化直接接合技術進行暫時接合,因此暫時接合界面與多數前段製程具有兼容性,且可望藉此促進更進一步的小型化。除此之外,由於接合界面層為輕薄的固體,可降低接合過程中晶粒移動的風險,俾使Die-to-Wafer之複合接合成為可能,減少暫時接合所需之加工時間與材料損失,同時縮減成本。
 
低溫下堆積之SiO2膜所形成的孔隙與接合能量的控制為暫時接合技術的關鍵。為了實現這些目標,研究團隊就表面的粗糙度、膜組成、電漿活性化之影響、機械特性等部分進行了詳細調查。此外,更實施了在無水狀態下的接合能量測定、界面空隙檢測及TEM等分析,結果證實於低溫下堆積之SiO2膜含有許多的開放區域與水分,具有可做為水儲存層之特性,且證實能夠在接合後的退火中釋放。
 
透過上述實驗結果可知此技術可實現熱剝離,且能夠以較小的力度輕鬆地將晶圓與晶片予以分離。除此之外,研究團隊亦在300 mm的晶圓上進行了示範實證,預期可藉此提高異構3D積體之良率以及接合的位置精準度,並可望降低成本。

資料來源: https://www.ynu.ac.jp/hus/koho/30156/34_30156_1_1_230530094103.pdf
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