简述 Briefly describe:
随着微电子技术的快速发展,集成电路芯片的集成度不断提高,芯片的特征尺寸越来越小,导致芯片内引线的寄生电阻和电容、延迟和功耗的增加。为了解决上述问题,集成电路技术由传统的二维(2D)平面逐渐向三维(3D)集成方向发展。3D 集成是指将多个芯片堆叠在一起,芯片间采用垂直通孔实现电连接的集成电路,这种技术已被广泛视为一种“超越摩尔”的途径。
晶圆键合技术是实现 3D 集成的一个重要的技术手段。传统晶圆键合需要进行高温退火工艺,而过高的温度会带来很多严重的负面效应。这些负面效应包括:
(1)过高的温度会导致某些对温度敏感 IC 和 MEMS 器件的性能劣化,甚至失效;
(2)高温键合时会产生热应力,在完成键合冷却后热应力无法释放,会造成器件工作的稳定性和可靠性降低。尤其是热失配较大的异质材料键合,由于热膨胀系数存在差别,导致温度梯度出现而造成比较大的热应力,热应力又会产生缺陷和位错,使晶圆破裂或完全不能键合;
(3)掺杂的晶圆进行键合时,高温键合过程会使掺杂物质重新扩散,这将改变杂质分布和电学特性。此外,如果晶圆的界面存在一些污染和缺陷,在高温的作用下也会扩散开,使产品失效区域变得不可控,同时使键合界面电学特性劣化。这些问题严重限制了晶圆键合应用的范围,因此开发适用于 MEMS 和 IC 领域的低温键合设备技术是非常重要的。
应用结果 Application results:

性能指标介绍 Performance Metrics Introduction:
1、等离子体活化模块
射频电源:上电极400KHz@1000W,下电极40KHz@500W。
2、清洗模块
主轴旋转速度:0~3000rpm(±1rpm);
兆声喷嘴:频率为1MHz,兆声输出功率0~40W连续可调。
3、键合对准模块
对准精度:±2μm。
4、键合模块
温度范围:室温~500℃;
温控精度:±2%;
最大压力:30KN;
压力均匀性:±5%;
极限真空:1x10-3Pa。
5、红外检测模块
IR-LED光源:波长1350nm;
高清IR相机:波长范围900~1700nm。
6、晶圆传输模块
晶圆尺寸:4/6/8英寸。
7、夹具传输机械手
重复定位精度:±0.05mm。
8、Cassette
工位配置:2进2出。
9、光学寻边模块
X-Z轴:X轴行程8mm,Z轴行程15.5mm,重复定位精度 ±0.1mm;
θ轴:360°旋转,定位精度±0.2°。
性能优势 Briefly describe:
1、等离子体
采用电容耦合等离子体对硅晶圆进行表面处理,相较于其他等离子体技术,其等离子体密度更高,对晶圆伤害小,能够获得更高羟基密度,活化效果好。
2、清洗模块
清洗模块使用兆声源对清洗液体施加高频震荡能量波,清洗液体作为媒介将能量波作用于硅晶圆表面,使得亚微米级的颗粒沾污脱离晶圆表面,以清除来料晶圆本身的沾污和等离子体活化过程中产生的极小颗粒。
3、键合对准模块
键合对准模块通过精密的光学系统和位移系统,可实现±2μm的对准精度。
4、键合模块
键合模块具备高精度的压力均匀性和温控精度,有利于提升键合良率。
5、可定制
可灵活配置晶圆传输模块、夹具传输机械手、cassette、光学寻边模块、等离子体活化模块、兆声清洗模块、键合对准模块、键合模块、红外检测模块等功能模块。
应用领域 Application Fields:
先进封装、MEMS传感器、光电子器件、微流控芯片、功率器件。