XB8 Wafer-Bonder

Universalgerät für Wafer-Bondprozesse mit hoher Bondkraft

Der XB8 Wafer-Bonder ist für eine Vielzahl von Bondverfahren konzipiert und erlaubt eine Bearbeitung von Substraten bis zu einer Wafergröße von 200 mm. Alle Prozessparameter lassen sich je nach Anforderung flexibel anpassen, was die Anlage ideal für die Anwendung in Forschung und Entwicklung macht. In der Produktion sorgen der hohe Automatisierungsgrad und die durchdachte Konstruktion des XB8 für eine hohe Prozessstabilität. Damit ist der XB8 Wafer Bonder ideal für Anwendungen aus den Bereichen MEMS, Advanced Packaging, 3D-Integration und LED geeignet.

Highlights

Flexibilität in der Prozessentwicklung

Prozessstabilität

Hohe Ausbeute

Hohe Wiederholgenauigkeit

Der XB8 Wafer-Bonder verfügt über eine abgeschlossene Prozesskammer mit einer automatischen Beladefunktion. Während des Beladens wird die Kammer mit Stickstoff geflutet, um bestmögliche Sauberkeit sicherzustellen. Der hohe Automatisierungsgrad minimiert den Einfluss des Operators auf das Prozessergebnis. Die thermische Entkopplung des Heizers von der eigentlichen Bondkammer ermöglicht eine exakt reproduzierbare Prozesstemperatur und gleichzeitig eine bestmögliche Wiederholgenauigkeit der Bondkraft.

Homogene Temperatur- und Bondkraftverteilung 

Die thermisch entkoppelten, keramischen Heizer sorgen für eine gleichmäßige Temperaturverteilung und garantieren gleichzeitig eine optimale Bondkrafthomogenität über den gesamten Temperaturbereich. Das einzigartige Mehrzonen-Heizsystem von SÜSS MicroTec erlaubt eine erweiterte Regelung der Temperaturverteilung. Der innovative Aufbau des XB8 Wafer-Bonders ermöglicht eine optimale Bondkraft- und Temperaturverteilung über den Wafer und somit eine hohe Ausbeute.

In Kombination mit den Bond Alignern von SÜSS MicroTec bietet der XB8 eine hochpräzise Wafer-zu Wafer-Ausrichtung für den Bondprozess.

Für besondere Prozessbedingungen bietet der XB8 verschiedene spezialisierte Tooling-Optionen.

 

 

  • Bondkraft: bis zu 60 oder 100 kN, Wiederholgenauigkeit: < 2 %
  • Temperatur bis 550 °C, Wiederholgenauigkeit: <1,5 %
  • Präzise Einstellung aller Parameter im Bondrezept
  • Rampenfunktion
  • Schnelles Erhitzen (30 K/min) und aktives Kühlen (30 K/min) zur Reduzierung der Durchlaufzeit
  • Wafergrößen: 4, 6, 8 Zoll
  • Spezielles Tooling für Bruchteile

Für die bestmögliche Post-Bond-Justage enthält die XB8 das Feature zur kraftfreien Entfernung von Abstandshaltern, sogenannten Spacern. Diese Funktion bietet dem Bediener maximale Flexibilität bei der Entfernung von Abstandshaltern.

Das Design ermöglicht es, jeden Abstandshalter einzeln zu entfernen. Gesteuert wird dies reproduzierbar über das Bond-Rezept. Während der Entnahmesequenz wird die Klemme an der jeweiligen Position vom Waferstack angehoben, der Abstandshalter entfernt und anschließend die Klemme erneut gesetzt. Aufgrund der sequenziellen Entfernung der Spacer ist die Justierung jederzeit über die zwei verbleibenden Klemmen sichergestellt.

Verfügbar in:

Halbautomatische Bonder

Der XB8 Wafer Bonder verfügt über eine geschlossene Prozesskammer mit automatisierter Fixture-Ladefunktion. Während des Ladens wird die Kammer mit Stickstoff geflutet, um eine bestmögliche Reinheit zu gewährleisten. Aufgrund des hohen Automatisierungsgrades haben die Anwender bei der Beladung nur minimalen Einfluss auf das Prozessergebnis. Das Heizelement ist von der eigentlichen Bondkammer thermisch entkoppelt. Dies ermöglicht präzise wiederholbare Prozesstemperaturen bei gleichzeitig optimaler Wiederholgenauigkeit der Bondkraft. Die Unabhängigkeit vom Bediener und das ausgefeilte Design des XB8 Wafer Bonders garantieren eine konstant hohe Prozessstabilität und ein optimales Prozessergebnis.

Adhäsives Bonden

Für Bondmethoden mit Polymeren und Adhäsiven stehen verschiedenste Materialien wie Epoxid, Trockenfilm, BCB, Polyimide und UV-härtende Verbindungen zur Verfügung.

Highlight:

  • Vergleichsweise niedrige Temperatur zum Schutz von sensiblen Bauteilen

Verfügbar:

Automatische Bonder

Halbautomatische Bonder

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.

Verfügbar in:

Automatische Bonder

Halbautomatische Bonder

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.

Verfügbar in:

Automatische Bonder

Halbautomatische Bonder

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.

Verfügbar in:

Automatische Bonder

Halbautomatische Bonder

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.

Verfügbar in:

Automatische Bonder

Halbautomatische Bonder

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.

Verfügbar in:

Automatische Bonder

Halbautomatische Bonder

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.

Verfügbar in:

Automatische Bonder

Halbautomatische Bonder

Der Bond-Head beinhaltet einen so genannten Center Pin. Mit diesem ist es möglich, einen Kontakt zwischen beiden Wafern an ihren Mittelpunkt herzustellen. Dadurch wird eine hervorragende Justierung auch nach der thermischen Ausdehnung der zu bondenden Wafer gewährleistet. Der Center Pin wird verwendet, um eine Fusionsverbindung in der Mitte des Wafer-Stacks zu initiieren oder um beim anodischen Bonden ein Pre-Bond zu setzen und somit beim Entfernen der Spacer eine Dejustage zu vermeiden.

Verfügbar in:

Halbautomatische Bonder

Der Bond-Head bietet eine exzellente Gleichmäßigkeit von Temperatur und Bondkraft. Somit gewährleistet er in Kombination mit der von SÜSS MicroTec entwickelten Technologie zur sequenziellen Entfernung von Abstandshaltern eine hervorragende Justierung nach dem Bonden. Das Design von Bond-Head und Tooling ermöglicht dank minimaler Ausschlusszonen eine optimale Ausbeute.

Verfügbar in:

Halbautomatische Bonder

Das offene Fixture verfügt über einen Transportring mit minimaler Kontaktfläche, auf der die Wafer gestützt werden. Diese Art des Fixtures ermöglicht den direkten Kontakt zwischen den Wafern und den oberen und unteren Tooling-Platten, die fest im Bonder verbaut sind. Dies führt zu einer optimalen Temperaturverteilung über die Wafer. Darüber hinaus ermöglicht dies optimale Aufheiz- und Abkühlraten und ist damit die beste Wahl für Applikationen mit hohem Durchsatz, da die untere und obere Tooling-Platte im Bonder verbleiben.

Verfügbar in:

Halbautomatische Bonder

Geschlossene Fixtures sind für die Handhabung unregelmäßiger Substratformen sowie empfindlicher Materialien wie Lithiumtantalat konzipiert und dafür mit einem Transportring mit integrierter keramischen SiC-Tooling-Platte ausgestattet. Empfindliche Substrate wie MEMS und optische Devices müssen während des Handlings vollständig unterstützt und geschützt werden. Für diese Anwendungen ist das geschlossene Fixture ideal geeignet.

Verfügbar in:

Halbautomatische Bonder

Das Multi-Bond-Fixture wird in Kombination mit einem speziellen Belade- und mechanischen Justiersystem eingesetzt. Es ermöglicht sowohl das gleichzeitige Bonden mehrerer Wafer. Dieses Tooling gibt es für unterschiedliche Wafergrößen. Das Bonden mehrerer Wafer im gleichen Bond-Zyklus ermöglicht es, den Durchsatz des gesamten Systems zu maximieren.

Verfügbar in:

Halbautomatische Bonder

Downloads
XB8 Datenblatt 1123kb
SÜSS Produktportfolio 2434kb
Publications

Wafer-Level Packaging Using High Force Bonding of AlGe

Wafer-Level Packaging Using High Force Bonding of AlGe

Low-Temperature Hermetic Seal Bonding for Wafer-Level MEMS Packaging Using Submicron Gold Particles with Stencil Printing Patterning

Low-Temperature Hermetic Seal Bonding for Wafer-Level MEMS Packaging Using Submicron Gold Particles with Stencil Printing Patterning

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