SÜSS MicroTec setzt seine mehr als siebzigjährige Expertise in der Mikrostrukturierung und seinen hohen Anspruch an Leistungsfähigkeit und Qualität auf dem Gebiet der Wafer-Bond-Anlagen um. In vertrauensvoller Zusammenarbeit mit Forschungseinrichtungen und Materialherstellern entstehen intelligente Lösungen mit Spitzentechnologien. Die Anlagen finden vielfältige Einsatzmöglichkeiten im Bereich von Anwendungen der 2,5D- und 3D-Integration, der Herstellung und dem Packaging von MEMS, LED und Power-Devices wie auch in Forschung und Entwicklung.
Unter Bonden ist das Verbinden von zwei oder mehreren Substraten oder Wafern z.B. aus Glas oder Silizium mit Hilfe verschiedener chemischer und physikalischer Effekte zu verstehen. Hauptanwendungsgebiet für das Wafer-Bonden stellen MEMS dar, bei denen die sensorischen Bauteile verkapselt werden. Advanced Packaging, 3D-Integration und die Herstellung von CMOS-Bildsensoren bilden weitere Märkte. Das temporäre Bonden als ein Spezialgebiet des Wafer-Bonden gilt als Schlüsseltechnologie für die 3D-Integration.
Adhäsives Bonden
Für Bondmethoden mit Polymeren und Adhäsiven stehen verschiedenste Materialien wie Epoxid, Trockenfilm, BCB, Polyimide und UV-härtende Verbindungen zur Verfügung.
Highlight:
Anodisches Bonden
Das anodische Bonden beinhaltet das Verkapseln von Komponenten auf dem Wafer mittels ionischem Glas. Beim Dreifach-Stapel-Bonden werden drei Schichten (d.h. Glas-Silizium-Glas) gleichzeitig verbunden, was sowohl die Funktionalität als auch die Ausbeute verbessert.
Eutektisches Bonden
Für das eutektische Bonden von Wafern wird sich die besondere Eigenschaft von eutektischen Metallen zunutze gemacht. Wie lötmetallartige Legierungen sind diese in der Lage, schon bei niedrigen Temperaturen zu schmelzen. Das ermöglicht die Erzeugung planerer Oberflächen.
Eutektisches Bonden benötigt eine präzise Dosierung der Bondkraft sowie eine gleichmässige Verteilung der Temperatur, um „Reflow“-Löten des eutektischen Materials steuern zu können.
Fusionsbonden
Unter Fusionsbonden versteht man die spontane Verbindung von zwei planaren Substraten mit einem Dielektrikum (typischerweise Siliziumoxid) als Bondfläche. Der Prozess beinhaltet normalerweise eine ordnungsgemäße Oberflächenaktivierung, welche die Substrate weitgehend hydrophil macht. Anschließend werden die Substrate ausgerichtet, in Kontakt gebracht und letztlich bei erhöhter Temperatur getempert.
Verfügbar:
Automatische Bonder
Halbautomatische Bonder
Halbautomatische Bond-Aligner
Halbautomatische Mask- und Bond-Aligner
Glasfritt-Bonden
Beim Glasfritt-Bonden wird die Glasfritte mittels Siebdruck auf die Bondflächen appliziert. Die dabei entstandenen Strukturen werden aufgeschmolzen und mit dem zweiten Substrat in Kontakt gebracht. Beim Abkühlen entsteht eine mechanisch stabile Verbindung.
Hybrid-Bonden
Hybrid-Bonden stellt eine Erweiterung des Fusionsbondens dar, so dass neben dem Dielektrikum auch metallische Strukturen im Bond-Interface zu finden sind, welche während des Temperns mittels Diffusionsvorgang gebondet werden. Ein erfolgreiches Bondergebnis erfordert dabei eine sehr sorgfältige Kontrolle der Metallstrukturtopographie.
Auf dem Markt sind unterschiedliche Kombinationen von Klebe- und Löseschichten für eine mechanische Trennung des Trägerwafers vom zu bearbeitenden Wafer erhältlich. Es ist daher entscheidend, Parameter wie Debond-Geschwindigkeit und eingesetzte Debond-Kraft variieren zu können, um die jeweilige Methode zu unterstützen. Der Prozess sollte dabei kontrolliert und überwacht ablaufen. Beim Debonden wird der dünne Wafer auf einer Sägefolie gehalten, so dass er nach dem Ablösen des Trägerwafers noch weiter prozessiert werden kann.
Die mechanischen Debond-Verfahren von SÜSS MicroTec laufen bei Raumtemperatur ab und eignen sich für alle gängigen Klebstoffe und Verfahren für das temporäre Bonden. Nach dem Debonden müssen die Wafer von Rückständen von Kleber- und/oder Löseschichten gereinigt werden. Einige Arten von Sägefolien, auf denen der Wafer platziert ist, weisen eine eingeschränkte Beständigkeit gegenüber Reinigungsmedien auf. Diese gilt es während der Waferreinigung zu schützen.
Highlights
Metalldiffusions-Bonden
Das Metalldiffusions-Bonden basiert auf Cu-Cu, Al-Al, Au-Au und anderen metallischen Bindungen. Darüber hinaus ermöglicht die Verwendung von Metalldiffusion, zwei Wafer in einem einzigen Schritt mechanisch und elektrisch miteinander zu verbinden. Die Technik ist für die Verbindung in 3D-Anwendungen wie 3D-Stacking erforderlich.
SLID-Bonden
Das SLID-Bonden (engl. solid-liquid inter-diffusion) basiert auf der Diffusion und der Vermischung verschiedener Metalle. Die Schmelztemperatur der Legierung ist nach dem Bond sehr viel höher als die Bondtemperatur, was die Anwendungsbreite deutlich erhöht.