面向临时键合/解键TBDB的ERS光子解键合技术

随着轻型可穿戴设备和先进数字终端设备的需求不断增长，传统晶圆逐渐无法满足多层先进封装（2.5D/3D堆叠）的需求。它们体积较大、重量重、且在高温和大功率环境下表现欠佳，难以适应行业的快速发展。如今，半导体制造商倾向于采用厚度小于 100 μm的薄晶圆。然而，晶圆越薄就越容易破损，为此，行业开发了各种临时键合和解键 (TBDB) 技术，利用专用键合胶将器件晶圆临时固定在刚性载板上，以提升制造过程的稳定性和良率。
现有解键方法的局限性
完成晶圆减薄等一系列后端工艺后，如何无损地分离载板与键合胶成为关键。现有的解键合方法各有优缺点：
- 热滑解键：通过加热融化键合材料来分离晶圆和载板，但键合材料的热稳定性较低，易产生残留，影响后续加工。
- 化学解键：使用化学溶剂溶解键合胶来确保零残留。这种方法虽然有效，大量化学品的使用不仅增加成本，也对环境造成不良影响，还可能导致晶圆翘曲。
- 机械剥离：通过刀片施加机械应力来分离晶圆和载板。虽然避免了化学试剂和加温的过程，但外加的机械应力大大增加了超薄晶圆碎裂的风险。因此，这种方法更适用于面积较小或较厚的晶圆。
- 激光解键：当前主流技术，利用激光透过玻璃载板照射键合胶，使其发生物理或化学变化，实现解键。然而，这种方法需特定的激光释放层（Laser release layer），工艺繁琐复杂，且玻璃载板损耗高，成本居高不下。
光子解键合： 低成本、良率高、零应力的革新方案
为克服现有解键合技术的不足，ERS在2024年 推出了 Luminex 系列光子解键合机，为 TBDB 工艺带来了革命性的解决方案。该技术突破性的摒弃了传统的激光释放层，而在玻璃载板上加一层永久的光吸收反应层（CLAL，Carrier with Laser Absorbing Layer），这样做的目的是省去了激光解键合中的旋涂（Spin coating）工艺，同时也不再需要昂贵的IR或UV激光器，而是采用高照射强度的闪光灯溶解载板和晶圆之间的键合胶，从而保证脱胶且无残留。
该闪光灯拥有可调控的光源波长（200至1100nm）以及照射强度（最高可达45 kW/cm²），特殊的玻璃载板与光吸收层组合（CLAL）吸收光并将光能转化为热能，促使键合材料发生反应。由于照射时间极短，以及玻璃载板优良的光学和温度表现，不但保证了在室温下完成解键合工艺，还保护了晶圆。
ERS光子解键的独特优势：
· 解键合无施加任何外力，无残胶
· 与激光解键合相比，运营成本降低超过30%
· 兼容多种键合材料
· 简化工艺流程
· 大幅提高良率
作为Luminex核心部件之一的玻璃载板（CLAL），通过PVD工艺将涂层覆盖在玻璃载板上，仅需薄薄一层就可将55%的光能转化为热能，并且该CLAL可以重复使用，大大降低了企业的耗材成本。
ERS开创性的设计让该机器具备以下独特的优势：
· 解键合无施加任何外力，无残胶
· 与传统激光解键合相比，运营成本降低超过30%
· 可兼容多种键合材料
· 简化工艺流程：无需旋涂工艺，无需投入额外设备
· 光子解键合在工艺上的优势将大幅提高良率
此外，Luminex 系列还支持晶圆级/面板级先进封装，面板尺寸可达 600 x 600 mm，非常适合人工智能芯片、功率IC、GPU和HBM等高端应用。
ERS光子解键合技术不仅攻克了薄晶圆解键合的技术瓶颈，更为半导体制造设定了新标准。它以低成本、高可靠性、零应力的特性，在确保高产量的同时，最大化提升良率，是推动下一代半导体先进封装工艺发展的关键一步。