GEMINI (FB XT) EVG晶圓鍵合自動(dòng)生產(chǎn)系統(tǒng)

1. 簡(jiǎn)介

對(duì)準(zhǔn)晶圓鍵合是一種用于晶圓級(jí)封蓋，晶圓級(jí)封裝，工程襯底制造，晶圓級(jí)3D集成和晶圓減薄的實(shí)用技術(shù)。反過來(lái)，這些過程使MEMS器件，RF濾波器和BSI（背面照明）CIS（CMOS圖像傳感器）實(shí)現(xiàn)了驚人的增長(zhǎng)。這些過程還使制造工程襯底（例如絕緣體上的硅）成為可能。

主流的鍵合工藝包括：粘合劑，陽(yáng)極，直接/熔融，玻璃粉，焊料（包括共晶和瞬態(tài)液相）和金屬擴(kuò)散/熱壓。選用哪種鍵合工藝合適將取決于應(yīng)用。

EVG擁有超過25年的晶圓鍵合機(jī)制造經(jīng)驗(yàn)，總共擁有2,000多年的晶圓鍵合經(jīng)驗(yàn)，而GEMINI是使用晶圓鍵合的HVM的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

GEMINI FB（熔融鍵合）在室溫和環(huán)境壓力條件下執(zhí)行對(duì)齊的直接鍵合。因?yàn)楫?dāng)晶圓被帶入在對(duì)準(zhǔn)器時(shí)形成初始鍵合，沒有必要配備對(duì)準(zhǔn)鍵合腔。高通量，zui佳的對(duì)準(zhǔn)精度和較小的占地面積，再加上多個(gè)預(yù)處理室，可確保zui佳性能。

2. 特征

■   SmartView? Face-to-Face 對(duì)準(zhǔn) (ZG號(hào): US 6.214.692)

■   透明，背部和紅外對(duì)準(zhǔn)能力

■   Optical Center-to-Center對(duì)準(zhǔn)選項(xiàng)(MBA)

■   用于SiO2熔融，Cu-Cu金屬擴(kuò)散鍵合和聚合物鍵合的專用高產(chǎn)量配置

■   用于晶圓減薄的臨時(shí)鍵合功能

■   擁有wap-in模塊

■   適用于所有的Wafer-to-Wafer (W2W) 和Chip-to-Wafer (C2W)的 鍵合技術(shù)

■   高達(dá)100 kN 的鍵合力

■   易清潔和維修的鍵合室

■   ISO 3 (依據(jù)ISO 14644) 小空間內(nèi)的預(yù)先和后鍵合

3. 鍵合卡盤

鍵合卡盤用于將對(duì)準(zhǔn)的晶圓對(duì)安全可靠地運(yùn)輸?shù)芥I合室，并從鍵合室中移出鍵合的晶圓對(duì)。高度靈活的鍵合卡盤設(shè)計(jì)和材料可優(yōu)化所選鍵合工藝或針對(duì)特殊應(yīng)用的系統(tǒng)定制。

4. 軟件

■   多程序鍵合可以定義通過系統(tǒng)的各個(gè)晶圓的路徑（程序，鍵合室，預(yù)鍵合處理步驟，鍵合卡盤等）

■   多個(gè)模塊功能允許安裝具有不同功能和規(guī)格的模塊，以實(shí)現(xiàn)zui大的靈活性。

■   GEMINI系統(tǒng)能夠跟蹤所有晶圓的每個(gè)處理變量。例如：哪個(gè)晶圓鍵合到哪個(gè)晶圓，以及使用了什么鍵合工具和鍵合室。

GEMINI通過基于Windows?的直觀軟件進(jìn)行操作。提供了針對(duì)不同用戶（操作員，工程師，開發(fā)工程師，管理員）的具有密碼控制訪問權(quán)限的不同登錄級(jí)別。晶圓裝載，對(duì)準(zhǔn)，鍵合和卸載鍵合晶圓的過程是完全可編程的。通過實(shí)時(shí)監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集以及輕松的拖放程序編輯，可確保對(duì)鍵合過程的控制。圖像可以與晶圓ID一起存儲(chǔ)，以供以后參考。

 5.組合

GEMINI (FB XT) EVG晶圓鍵合自動(dòng)生產(chǎn)系統(tǒng)包含：

1）GEMINI? 自動(dòng)生產(chǎn)晶圓鍵合系統(tǒng)

■   晶圓尺寸高達(dá) 300 mm

■   全自動(dòng)集成平臺(tái)，用于晶圓間對(duì)準(zhǔn)和晶圓鍵合

■   底部，IR或SmartView對(duì)準(zhǔn)的配置選項(xiàng)

■   多個(gè)鍵合室

■   晶圓處理系統(tǒng)與鍵合卡盤處理系統(tǒng)分開

■   帶交換模塊的模塊化設(shè)計(jì)

■   結(jié)合了EVG精密對(duì)準(zhǔn)設(shè)備和EVG?500系列系統(tǒng)的所有優(yōu)勢(shì)

■   與獨(dú)立系統(tǒng)相比，占用空間zui小

■   可選的過程模塊：

-LowTemp?等離子活化

-晶圓清洗

-涂膠模塊

-紫外線鍵合模塊

-烘烤/冷卻模塊

-可堆疊的鍵合室

-對(duì)準(zhǔn)驗(yàn)證模塊

2）GEMINI? FB 自動(dòng)生產(chǎn)晶圓鍵合系統(tǒng)

■   晶圓尺寸zui大為300毫米

■   新型SmartView?NT3面對(duì)面鍵合對(duì)準(zhǔn)器，低于50 nm的晶片間對(duì)準(zhǔn)精度

■   多達(dá)六個(gè)預(yù)處理模塊，例如

-清潔模塊

-LowTemp?等離子激活模塊

-對(duì)準(zhǔn)驗(yàn)證模塊

-解鍵合模塊

■   可選功能：

-解鍵合模塊

-熱壓鍵合模塊

3）GEMINI? FB XT 自動(dòng)生產(chǎn)晶圓鍵合系統(tǒng)

■   EVG的GEMINI FB XT集成熔融鍵合系統(tǒng)，擴(kuò)展了現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)，并擁有更高的生產(chǎn)率，更高的對(duì)準(zhǔn)和涂敷精度，適用于諸如存儲(chǔ)器堆疊，3D片上系統(tǒng)（SoC），背面照明的CMOS圖像傳感器堆疊和芯片分割等應(yīng)用。該系統(tǒng)采用了新的SmartView NT3鍵合對(duì)準(zhǔn)器，該鍵合對(duì)準(zhǔn)器是專門為<50 nm的熔融和混合晶片鍵合對(duì)準(zhǔn)要求而開發(fā)的。

4）模塊

旋涂模塊-適用于GEMINI和GEMINI FB用于在晶圓鍵合之前施加粘合劑層。

烘烤/冷卻模塊-適用于GEMINI用于在涂布后和鍵合之前加工粘合劑層。

LowTemp?等離子激活模塊-適用于GEMINI和GEMINI FB等離子激活，用于PAWB（等離子激活的晶圓鍵合）。

清潔模塊-適用于GEMINI和GEMINI FB，使用去離子水和溫和的化學(xué)清潔劑去除顆粒。

模塊化鍵合對(duì)準(zhǔn)器-適用于GEMINI，GEMINI FB和EVG560，如果不需要EVG SmartView技術(shù)或需要邊緣對(duì)準(zhǔn)，則可以使用模塊化鍵合對(duì)準(zhǔn)器。

SmartView?NT-適用于GEMINI和GEMINI FB，讓晶圓在晶圓鍵合之前進(jìn)行晶圓對(duì)準(zhǔn)。

EVG?500系列UV鍵合模塊-適用于GEMINI支持UV固化的粘合劑鍵合。

EVG?500系列鍵合模塊-適用于GEMINI，支持除紫外線固化膠以外的所有主流鍵合工藝。

對(duì)準(zhǔn)驗(yàn)證模塊-適用于GEMINI，GEMINI FB和EVG560，用于驗(yàn)證在鍵合腔或等效模塊中進(jìn)行鍵合之前和/或之后的正確晶圓對(duì)準(zhǔn)（熔融鍵合）。

6. 軟件和支持

基于Windows的圖形用戶界面的設(shè)計(jì)，注重用戶友好性，并可輕松引導(dǎo)操作員完成每個(gè)流程步驟。多語(yǔ)言支持，單個(gè)用戶帳戶設(shè)置和集成錯(cuò)誤記錄/報(bào)告和恢復(fù)，可以簡(jiǎn)化用戶的日常操作。所有EVG系統(tǒng)都可以遠(yuǎn)程通信。因此，我們的服務(wù)包括通過安全連接，電話或電子郵件，對(duì)包括經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證的，實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程診斷和排除故障。EVG經(jīng)驗(yàn)豐富的工藝工程師隨時(shí)準(zhǔn)備為您提供支持，這得益于我們分布于各地的支持結(jié)構(gòu)，包括三大洲的潔凈室空間：歐洲 (HQ), 亞洲 (日本) 和北美 (美國(guó))。

7. 工藝效果

EVG為晶圓鍵合工藝提供完全集成且高度自動(dòng)化的生產(chǎn)系統(tǒng)。zui高水平的自動(dòng)化和過程集成為大規(guī)模制造打開了大門，并確保了過程從研發(fā)階段到生產(chǎn)的可靠過渡。

圖案化晶圓對(duì)的掃描聲顯微鏡圖像。

來(lái)源: Cooperation between EVG and Fraunhofer ENAS

Cu：Sn鍵合層的橫截面。     來(lái)源：Siemens

Ziptronix直接鍵合接口     來(lái)源： Ziptronix

EVG的SmartView?NT2對(duì)準(zhǔn)器上的馬拉松測(cè)試得出的對(duì)準(zhǔn)結(jié)果演示，所有晶圓均以<100 nm的精度對(duì)準(zhǔn)。

銅銅熱壓粘合     來(lái)源：Tezzaron

金屬/粘合劑過孔優(yōu)先3D鍵合界面      來(lái)源：RP