GEMINI (FB XT) EVG晶圆键合自动生产系统

GEMINI (FB XT) EVG晶圆键合自动生产系统

1. 简介

对准晶圆键合是一种用于晶圆级封盖，晶圆级封装，工程衬底制造，晶圆级3D集成和晶圆减薄的实用技术。反过来，这些过程使MEMS器件，RF滤波器和BSI（背面照明）CIS（CMOS图像传感器）实现了惊人的增长。这些过程还使制造工程衬底（例如绝缘体上的硅）成为可能。

主流的键合工艺包括：粘合剂，阳极，直接/熔融，玻璃粉，焊料（包括共晶和瞬态液相）和金属扩散/热压。选用哪种键合工艺合适将取决于应用。

EVG拥有超过25年的晶圆键合机制造经验，总共拥有2,000多年的晶圆键合经验，而GEMINI是使用晶圆键合的HVM的行业标准。

GEMINI FB（熔融键合）在室温和环境压力条件下执行对齐的直接键合。因为当晶圆被带入在对准器时形成初始键合，没有必要配备对准键合腔。高通量，zui佳的对准精度和较小的占地面积，再加上多个预处理室，可确保zui佳性能。

2. 特征

■   SmartView® Face-to-Face 对准 (ZG号: US 6.214.692)

■   透明，背部和红外对准能力

■   Optical Center-to-Center对准选项(MBA)

■   用于SiO2熔融，Cu-Cu金属扩散键合和聚合物键合的专用高产量配置

■   用于晶圆减薄的临时键合功能

■   拥有wap-in模块

■   适用于所有的Wafer-to-Wafer (W2W) 和Chip-to-Wafer (C2W)的 键合技术

■   高达100 kN 的键合力

■   易清洁和维修的键合室

■   ISO 3 (依据ISO 14644) 小空间内的预先和后键合

3. 键合卡盘

键合卡盘用于将对准的晶圆对安全可靠地运输到键合室，并从键合室中移出键合的晶圆对。高度灵活的键合卡盘设计和材料可优化所选键合工艺或针对特殊应用的系统定制。

4. 软件

■   多程序键合可以定义通过系统的各个晶圆的路径（程序，键合室，预键合处理步骤，键合卡盘等）

■   多个模块功能允许安装具有不同功能和规格的模块，以实现zui大的灵活性。

■   GEMINI系统能够跟踪所有晶圆的每个处理变量。例如：哪个晶圆键合到哪个晶圆，以及使用了什么键合工具和键合室。

GEMINI通过基于Windows®的直观软件进行操作。提供了针对不同用户（操作员，工程师，开发工程师，管理员）的具有密码控制访问权限的不同登录级别。晶圆装载，对准，键合和卸载键合晶圆的过程是完全可编程的。通过实时监控和数据采集以及轻松的拖放程序编辑，可确保对键合过程的控制。图像可以与晶圆ID一起存储，以供以后参考。

 5.组合

GEMINI (FB XT) EVG晶圆键合自动生产系统包含：

1）GEMINI® 自动生产晶圆键合系统

■   晶圆尺寸高达 300 mm

■   全自动集成平台，用于晶圆间对准和晶圆键合

■   底部，IR或SmartView对准的配置选项

■   多个键合室

■   晶圆处理系统与键合卡盘处理系统分开

■   带交换模块的模块化设计

■   结合了EVG精密对准设备和EVG®500系列系统的所有优势

■   与独立系统相比，占用空间zui小

■   可选的过程模块：

-LowTemp™等离子活化

-晶圆清洗

-涂胶模块

-紫外线键合模块

-烘烤/冷却模块

-可堆叠的键合室

-对准验证模块

2）GEMINI® FB 自动生产晶圆键合系统

■   晶圆尺寸zui大为300毫米

■   新型SmartView®NT3面对面键合对准器，低于50 nm的晶片间对准精度

■   多达六个预处理模块，例如

-清洁模块

-LowTemp™等离子激活模块

-对准验证模块

-解键合模块

■   可选功能：

-解键合模块

-热压键合模块

3）GEMINI® FB XT 自动生产晶圆键合系统

■   EVG的GEMINI FB XT集成熔融键合系统，扩展了现有标准，并拥有更高的生产率，更高的对准和涂敷精度，适用于诸如存储器堆叠，3D片上系统（SoC），背面照明的CMOS图像传感器堆叠和芯片分割等应用。该系统采用了新的SmartView NT3键合对准器，该键合对准器是专门为<50 nm的熔融和混合晶片键合对准要求而开发的。

4）模块

旋涂模块-适用于GEMINI和GEMINI FB用于在晶圆键合之前施加粘合剂层。

烘烤/冷却模块-适用于GEMINI用于在涂布后和键合之前加工粘合剂层。

LowTemp™等离子激活模块-适用于GEMINI和GEMINI FB等离子激活，用于PAWB（等离子激活的晶圆键合）。

清洁模块-适用于GEMINI和GEMINI FB，使用去离子水和温和的化学清洁剂去除颗粒。

模块化键合对准器-适用于GEMINI，GEMINI FB和EVG560，如果不需要EVG SmartView技术或需要边缘对准，则可以使用模块化键合对准器。

SmartView®NT-适用于GEMINI和GEMINI FB，让晶圆在晶圆键合之前进行晶圆对准。

EVG®500系列UV键合模块-适用于GEMINI支持UV固化的粘合剂键合。

EVG®500系列键合模块-适用于GEMINI，支持除紫外线固化胶以外的所有主流键合工艺。

对准验证模块-适用于GEMINI，GEMINI FB和EVG560，用于验证在键合腔或等效模块中进行键合之前和/或之后的正确晶圆对准（熔融键合）。

6. 软件和支持

基于Windows的图形用户界面的设计，注重用户友好性，并可轻松引导操作员完成每个流程步骤。多语言支持，单个用户帐户设置和集成错误记录/报告和恢复，可以简化用户的日常操作。所有EVG系统都可以远程通信。因此，我们的服务包括通过安全连接，电话或电子邮件，对包括经过现场验证的，实时远程诊断和排除故障。EVG经验丰富的工艺工程师随时准备为您提供支持，这得益于我们分布于各地的支持结构，包括三大洲的洁净室空间：欧洲 (HQ), 亚洲 (日本) 和北美 (美国)。

7. 工艺效果

EVG为晶圆键合工艺提供完全集成且高度自动化的生产系统。zui高水平的自动化和过程集成为大规模制造打开了大门，并确保了过程从研发阶段到生产的可靠过渡。

图案化晶圆对的扫描声显微镜图像。

来源: Cooperation between EVG and Fraunhofer ENAS

Cu：Sn键合层的横截面。     来源：Siemens

Ziptronix直接键合接口     来源： Ziptronix

EVG的SmartView®NT2对准器上的马拉松测试得出的对准结果演示，所有晶圆均以<100 nm的精度对准。

铜铜热压粘合     来源：Tezzaron

金属/粘合剂过孔优先3D键合界面      来源：RP