GEMINI (FB XT) EVG晶圓鍵合自動生產系統

1. 簡介

對準晶圓鍵合是一種用于晶圓級封蓋，晶圓級封裝，工程襯底制造，晶圓級3D集成和晶圓減薄的實用技術。反過來，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）實現了驚人的增長。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，陽極，直接/熔融，玻璃粉，焊料（包括共晶和瞬態液相）和金屬擴散/熱壓。選用哪種鍵合工藝合適將取決于應用。

EVG擁有超過25年的晶圓鍵合機制造經驗，總共擁有2,000多年的晶圓鍵合經驗，而GEMINI是使用晶圓鍵合的HVM的行業標準。

GEMINI FB（熔融鍵合）在室溫和環境壓力條件下執行對齊的直接鍵合。因為當晶圓被帶入在對準器時形成初始鍵合，沒有必要配備對準鍵合腔。高通量，zui佳的對準精度和較小的占地面積，再加上多個預處理室，可確保zui佳性能。

2. 特征

■   SmartView? Face-to-Face 對準 (ZG號: US 6.214.692)

■   透明，背部和紅外對準能力

■   Optical Center-to-Center對準選項(MBA)

■   用于SiO2熔融，Cu-Cu金屬擴散鍵合和聚合物鍵合的專用高產量配置

■   用于晶圓減薄的臨時鍵合功能

■   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

■   高達100 kN 的鍵合力

■   易清潔和維修的鍵合室

■   ISO 3 (依據ISO 14644) 小空間內的預先和后鍵合

3. 鍵合卡盤

鍵合卡盤用于將對準的晶圓對安全可靠地運輸到鍵合室，并從鍵合室中移出鍵合的晶圓對。高度靈活的鍵合卡盤設計和材料可優化所選鍵合工藝或針對特殊應用的系統定制。

4. 軟件

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

■   多個模塊功能允許安裝具有不同功能和規格的模塊，以實現zui大的靈活性。

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

GEMINI通過基于Windows?的直觀軟件進行操作。提供了針對不同用戶（操作員，工程師，開發工程師，管理員）的具有密碼控制訪問權限的不同登錄級別。晶圓裝載，對準，鍵合和卸載鍵合晶圓的過程是完全可編程的。通過實時監控和數據采集以及輕松的拖放程序編輯，可確保對鍵合過程的控制。圖像可以與晶圓ID一起存儲，以供以后參考。

 5.組合

GEMINI (FB XT) EVG晶圓鍵合自動生產系統包含：

1）GEMINI? 自動生產晶圓鍵合系統

■   晶圓尺寸高達 300 mm

■   全自動集成平臺，用于晶圓間對準和晶圓鍵合

■   底部，IR或SmartView對準的配置選項

■   多個鍵合室

■   晶圓處理系統與鍵合卡盤處理系統分開

■   帶交換模塊的模塊化設計

■   結合了EVG精密對準設備和EVG?500系列系統的所有優勢

■   與獨立系統相比，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

-對準驗證模塊

2）GEMINI? FB 自動生產晶圓鍵合系統

■   晶圓尺寸zui大為300毫米

■   新型SmartView?NT3面對面鍵合對準器，低于50 nm的晶片間對準精度

■   多達六個預處理模塊，例如

-清潔模塊

-LowTemp?等離子激活模塊

-對準驗證模塊

-解鍵合模塊

■   可選功能：

-解鍵合模塊

-熱壓鍵合模塊

3）GEMINI? FB XT 自動生產晶圓鍵合系統

■   EVG的GEMINI FB XT集成熔融鍵合系統，擴展了現有標準，并擁有更高的生產率，更高的對準和涂敷精度，適用于諸如存儲器堆疊，3D片上系統（SoC），背面照明的CMOS圖像傳感器堆疊和芯片分割等應用。該系統采用了新的SmartView NT3鍵合對準器，該鍵合對準器是專門為<50 nm的熔融和混合晶片鍵合對準要求而開發的。

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清潔劑去除顆粒。

模塊化鍵合對準器-適用于GEMINI，GEMINI FB和EVG560，如果不需要EVG SmartView技術或需要邊緣對準，則可以使用模塊化鍵合對準器。

SmartView?NT-適用于GEMINI和GEMINI FB，讓晶圓在晶圓鍵合之前進行晶圓對準。

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。

對準驗證模塊-適用于GEMINI，GEMINI FB和EVG560，用于驗證在鍵合腔或等效模塊中進行鍵合之前和/或之后的正確晶圓對準（熔融鍵合）。

6. 軟件和支持

基于Windows的圖形用戶界面的設計，注重用戶友好性，并可輕松引導操作員完成每個流程步驟。多語言支持，單個用戶帳戶設置和集成錯誤記錄/報告和恢復，可以簡化用戶的日常操作。所有EVG系統都可以遠程通信。因此，我們的服務包括通過安全連接，電話或電子郵件，對包括經過現場驗證的，實時遠程診斷和排除故障。EVG經驗豐富的工藝工程師隨時準備為您提供支持，這得益于我們分布于各地的支持結構，包括三大洲的潔凈室空間：歐洲 (HQ), 亞洲 (日本) 和北美 (美國)。

7. 工藝效果

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

圖案化晶圓對的掃描聲顯微鏡圖像。

來源: Cooperation between EVG and Fraunhofer ENAS

Cu：Sn鍵合層的橫截面。     來源：Siemens

Ziptronix直接鍵合接口     來源： Ziptronix

EVG的SmartView?NT2對準器上的馬拉松測試得出的對準結果演示，所有晶圓均以<100 nm的精度對準。

銅銅熱壓粘合     來源：Tezzaron

金屬/粘合劑過孔優先3D鍵合界面      來源：RP