志聖壓膜技術再升級 展出Temporary Bonding System

志聖載板晶圓壓合機。

志聖累積數十年的lamination核心技術為基礎，繼真空晶圓壓膜機獲國科會頒前瞻創新獎後，壓膜技術再升級，推出「暫時性貼合製程系統」(Temporary Bonding System)，其優異的產品功能已與國際知名設備大廠同級，且已獲得台灣半導體大廠的採用。志聖工業於9月5日~7日在世貿南港展覽館舉行的SEMICON Taiwan展之攤位號碼為：570，現場展出最新的「暫時性貼合製程系統」及「真空晶圓壓膜製程」相關資料。

隨著近年來SiP技術採用日趨普及，電子產品的輕薄短小趨勢使得超薄型的半導體晶圓需求愈來愈多。然而晶圓的厚度在100μ以下會產生製造上的問題，由於晶圓薄如紙張強度不足，易造成晶圓在製程與運送過程、搬動過程中因捲曲而脆裂，因此在晶圓薄化製程前先行貼上一層玻璃或矽材質的承載材料作為固定。

志聖因應市場的需求，推出「暫時性貼合製程系統」，以真空晶圓壓膜製程的作法，將wafer與glass carrier作暫時性的bonding，進行晶圓薄化及後續的製程後，再將glass carrier進行de-bond，有效的因應3D IC thin wafer handling趨勢帶來的挑戰。

另外，志聖展覽會館內也展出可使用於多項3D IC製程，且榮獲國科會頒前瞻創新獎的「真空晶圓壓膜機」，多項功能包括使用於3D IC TSV製程、3D IC RDL製程、3D IC underfill製程、3D IC Molding製程…等一機多功的優異性能。

在3D IC TSV製程方面，TSV為進行晶片立體堆疊整合最常用的技術之一，目前在TSV填孔絕緣層，使用真空壓膜技術，效果非常好。可完全填附TSV孔洞，沒有任何氣泡的產生。

在3D IC RDL製程方面，所謂的RDL(重分布製程)是將原設計的IC線路接點位置(I/O pad)，透過晶圓級金屬佈線製程和凸塊製程來改變其接點位置。尤其當3D IC的chip經TSV技術做立體堆疊後，其IC線路接點相當之複雜，需再藉由RDL製程將I/O pad做重新的分布才能進行後續的die bond製程。

以RDL的結構而言，除了金屬導線外，另外就是絕緣層。無論是2.5 D或是3D堆疊封裝製程，都需要至少2至3道的重新佈線層製程。如採用spin coating的方式進行塗佈，將難以克服濕式製程均勻度差，光阻利用率低的缺點。而以志聖的乾膜形式真空晶圓壓膜製程進行此絕緣層的壓合，是目前業界唯一克服均勻度、光阻利用率及生產速率的可行方案。

在3D IC underfill製程部分，應用志聖的真空晶圓壓膜製程進行NCF(Non Conductive Film)的貼合，在die bond之前就先將NCF壓合在bump wafer上，而使NCF完全的填入bump間隙並且不產生氣泡，徹底解決在3D IC發展過程中， 由於Bump及Pitch越來越小，利用現行dispensing方法造成underfill無法填滿bump間隙造成氣泡的問題。

在3D IC Molding壓模製程部分，志聖的真空晶圓壓膜製程可在晶圓級封裝執行塑模製程壓膜後之封合，利用真空晶圓製程填覆性佳、無氣泡的優點，解決現有模壓方式產生的未灌滿、氣泡、黏模…等問題，並保障積體電路元件的可靠度與信賴度功能。相較於現有乾式製程輪壓合的方法，志聖的乾式真空晶圓壓膜製程在製作光阻層的應用上，能將10微米到30微米的高厚度的光阻層製作一次完成，且對於光阻材料的利用率高達60%的優點。

而相較於現有spin旋轉塗佈光阻濕式製程，志聖真空晶圓壓膜製程製作光阻層的速度是濕式製程的3倍，於光阻材料使用上相較於濕式製程10%的低光阻使用率，更節省50%以上的用量，大幅提高半導體業界使用者在成本上的競爭能力。除此之外，志聖工業的真空晶圓壓膜製程可減少一個EBR(晶邊清洗)的製程。而省去了EBR的製程及時間，也意味著產品不良率的進一步降低。

除此之外，志聖亦提供一系列其他3D IC相關的製程設備配套的解決方案。在TSV製程部分，提供執行深反應式離子蝕刻(DRIE)功能的ICP Asher、執行固烤功能的Inert gas oven及執行電漿去殘膠(Descum)功能的PRSM-RIE；在RDL製程部分，提供執行電漿去殘膠功能的PRSM-RIE；在Underfill製程部分，提供執行固烤功能的Pressure Oven及執行預處理功能的PRSS(Plasma Stripper)；在Molding製程部分，提供執行預處理功能的PRSS、執行測試功能的Aging Oven、及執行固烤功能的Vacuum Oven；在3D IC Temporary Bonding & De-bonding製程部分，志聖除提供「暫時性貼合製程系統」外，也提供執行固烤功能的Vacuum Oven。