Wafer-To Wafer Bonden

Reaktives Bonden

Wafer to Wafer Bonden

Permanente und temporäre Fügeverfahren zur Verbindung von Wafersubstraten

Unter dem Begriff Waferbonden werden alle permanenten oder temporären Fügeverfahren verstanden, die zur Verbindung zweier oder mehrerer Wafer mit und ohne Zwischenschicht genutzt werden können. In der Abteilung System Packaging stehen neben den traditionellen Waferbondverfahren, wie dem Siliziumdirektbonden, dem anodischen Bonden, Glas Fritte Bonden und adhäsive Bonden auch metallische Fügeverfahren wie das eutektische Bonden zur Verfügung.

Diese Verfahren werden zur Montage von Sensor- und Aktorkomponenten, für die Fertigung von Substratmaterialien für HF-Bauelemente und für die Waferlevelintegration von elektronischen, mikromechanischen oder optischen Komponenten angewendet und im Hinblick auf ihre Anwendungsparameter (z.B. Temperatur), Ausbeute und Festigkeit fortwährend optimiert. Weitere Ansätze für Technologieentwicklungen sind durch die zunehmende Materialvielfalt in der Mikrosystemtechnik gegeben. Insbesondere Kunststoffe, Metalle und Keramiken werden derzeit intensiv untersucht, um Aspekte wie Temperatur-, Medienbeständigkeit oder auch niedrige Kosten in die Produktentwicklung einzubeziehen.

 

So wird beispielsweise das Thermokompressionsbonden oder das Fügen durch den Einsatz reaktiver, nano skalierter Multilagensysteme als Verbindungstechnologie zwischen zwei Metallen untersucht. Für andere Verfahren ist die Vorbehandlung durch spezielle Prozesse, wie Plasmaaktivierung oder chemisch mechanische Polierprozesse, bedeutend. Neben einer nasschemischen Wafervorbehandlung kann durch chemisch-reaktive Plasmaentladungen die Festigkeit von direkt gebondeten Materialverbünden gesteigert werden (plasmaaktiviertes Bonden).

 

Um die Aufbauhöhe zu reduzieren ist in den letzten Jahren der Bedarf an gedünnten Wafer drastisch gestiegen. Mit Dicken unter 50μm sind diese ultradünnen Wafer biegbar und vereinfachen neuartige Anwendungen wie das Durchkontaktieren gestapelter Wafer (Through-Silicon Vias, TSV). Für die Herstellung ultradünner Wafer wurden in den letzten Jahren verstärkt neue temporäre Waferbond- und Debondverfahren erarbeitet, die bei Reduzierung der Materialdicke eine mechanische Stabilität der Wafer gewährleistet. Die Abteilung System Packaging legt dabei den Fokus auf ein adhäsives Debondverfahren, welches ermöglicht den Device vom Carrier-Wafer in einem peel-off Verfahren bei Raumtemperatur wieder zu trennen.

 

Für das permanente und temporäre Bonden auf Waferlevel steht eine vollständige Reinraum-Präparationslinie einschließlich Charakterisierungsausrüstung für die Bearbeitung von 4" bis 8"Substraten zur Verfügung.

 

Oberflächenaktiviertes Bonden

 

SLID Bonden

 

Thermo- kompressionsbonden

 

Reaktives Bonden