隨著半導體製程節點越來越先進,如剛推出的新一代iPhone處理器採用10奈米(nm)製程的同時,台積電(TSMC)、三星(Samsung)…等已著手布局7奈米製程。半導體邁入新製程對於超薄晶圓需求高漲,但超薄晶片也帶來製造過程的大挑戰,不過,半導體材料供應商,已開始針對這些挑戰,提出解決之道。

Brewer Science半導體製造副技術長James E. Lamb表示,半導體朝先進製程邁進的目的不外乎是體積變小、功耗降低、效能提高及產熱更少…等,但要實現這些目標需要採用可達到異質整合的先進3D堆疊封裝技術。這時候晶圓的厚度就得越來越薄,才能在多層堆疊時,不會使晶片總體厚度無限上綱,影響到IC總體厚度,也因此,超薄晶圓元時代已經來臨。

不過,超薄晶圓也為後段製程帶來挑戰。Lamb指出,其實,無論是晶圓或是面板級的扇出型封裝(FO)架構,都著重在3D系統級封裝和異質整合,而兩者都需要在相同的封裝中容納更多的晶粒,這將使得超薄晶圓易於彎曲,勢必得在底部加上基板支撐,才能讓超薄晶圓安然「撐過」所有的製程階段。也因此,半導體組裝及測試(OSTA)公司開始對雷射分離剝離法產生興趣,看準此趨勢,Brewer Science推出新一代專為雷射分離設計的剝離材料。

Brewer Science最新的剝離材料只需要在室溫即可黏合晶圓與基板,也可以在室溫下剝離。Lamb進一步說明,新材料為High-T熱塑性和可固化材料,具備可耐350度高溫、黏著性佳,以及易於剝離等特性,可以協助業者在面對超薄晶圓時,可以減少因製程過程時或是剝離晶圓與基板時,而造成的晶圓破損。

另一方面,先進製程除了對超薄晶圓的需求看漲外,極紫外線(EUV)微影與定向自組裝(DSA) 製程技術也開始受到重視。Lamb強調,雖然EUV現在成本仍高,正在發展初期,但該技術對於半導體製程的貢獻不僅只在縮小IC尺寸,而是在設計與佈局的第一步有很大的作用。

DSA則是輔助EUV微影模式的轉變,其最大的特色是無需額外光照即可達到30奈米特徵尺寸,此技術雖然也還在發展階段,不過,整合元件製造(IDM)與代工業者的目標是在2年內準備好進行生產。

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Lamb強調,結合EUV與DSA相輔相成的優勢,將可提升IDM與代工業者的製造能力,而Brewer Science也針對這兩個製程技術推出相應的暫時性貼合/剝離材料,以幫助業者能夠順利用先進製程技術生產IC,並達成符合預期的結果。