Понятие «сращивание» полупроводниковых пластин используется в микроэлектронике уже не одно десятилетие. Оно подразумевает под собой соединение двух пластин либо из одинаковых, либо из двух разных материалов с предварительным совмещением, если речь идет о пластинах со структурами. В последние несколько лет термин и процессы сращивания переживают второе рождение в связи с сильно возросшими требованиями к интеграции и миниатюризации электронных устройств. В особенности это актуально и применяется в таких областях как МЭМС и 3D корпусирование, где без соединения пластин друг с другом уже невозможно создать современные высокотехнологичные компоненты. При этом изменились и требования к самому процессу сращивания, появились новые материалы, задачи и условия их выполнения, в результате чего производители электронных компонентов вынуждены искать альтернативные подходы к выполнению данных процессов. Традиционно сращивание пластин выполняется в два этапа: совмещение пластин на обычной установке совмещения и экспонирования с использованием специальной оснастки, затем их перенос в вакуумную камеру установки сращивания, в которой выполняется их соединение. Такой способ имеет массу ограничений, например:
— наличие вставок между пластинами, которые находятся в постоянном контакте с ними. Толщина вставок ≈100 мкм
— пластины могут быть совмещены только в холодном состоянии
— невозможно обеспечить разную температуру пластин при совмещении и перед контактом. Эта особенность важна при сращивании материалов с разными ТКЛР.
— возможные смещения пластин при удалении вставок после сращивания, при этом оператор оборудования не может на это повлиять. Соответственно есть риск рассовмещения и потери качества.
— низкая скорость вакуумной откачки — отсутствие возможности использования реакционных газов, когда пластины уже в контакте. Также невозможно провести активацию поверхности непосредственно перед сращиванием.
— невозможно подтвердить точность совмещения непосредственно перед приведением пластин в контакт и т. д.
Все перечисленные ограничения могут привести к неконтролируемым результатам. Логичным решением вышеописанных проблем является установка, которая объединяет в себе совмещение пластин и процесс сращивания. Уникальным представителем такого оборудования является запатентованная платформа AWB, компании Applied Microengineering Limited (AML), Англия. Платформа AWB состоит из 4-х модулей, реализованных в одной установке:
— вакуумная камера и интегрированный высоковакуумный насос,
— система прецизионного совмещения, с точностью до ±1 мкм,
— система сращивания пластин, обеспечивающая усилие сращивания до 25 кН, напряжение до 2,5 кВ для анодной сварки,
— система управления на базе ПК.
Концепция и дизайн установки выглядят следующим образом:
Очевидно, что такая конструкция установки превращает вышеописанные недостатки традиционного способа в достоинства и преимущества решения фирмы AML. На сегодняшний день компания предлагает две серийно выпускающиеся модификации на базе платформы AWB:
— Модель AWB04 для пластин диаметром до 150 мм, для кусочков пластин и кристаллов,
— Модель AWB08 для пластин диаметром 200 и 150 мм.
Благодаря наличию высоковакуумной камеры, прецизионной системы совмещения и сращивания, установки серии AWB дают возможность проведения практически всех известных процессов сращивания в одной камере без необходимости переналадки, что в свою очередь обеспечивает широкое технологическое окно для выполнения процессов сращивания.
Наравне с техническими преимуществами такого решения, очевидна и экономическая выгода за счет использования одной установки вместо двух при традиционном процессе совмещения. Одна установка имеет существенно меньшую стоимость, меньшие энергозатраты и затраты на обслуживание, то есть то, что называется «стоимостью владения» оборудованием. К тому же, если на предприятии Заказчика уже имеется установка совмещения и экспонирования, то она может продолжать выполнение своей основной функции — экспонирование фоторезиста, без необходимости ее остановки, переналадки и задействования для выполнения процессов сращивания пластин.
Помимо стандартных особенностей и возможностей оборудования, компания AML постоянно совершенствует свои системы и предлагает своим клиентам новые уникальные функции, такие как:
— Активация радикалов для низкотемпературного сращивания
— Возможность проведения процессов в парах муравьиной кислоты
— Возможность интеграции модуля УФ обработки
— Повышенная точность регулировки планарности пластин
— Автоматическое совмещение и др.
В данной статье кратко описаны характеристики и возможности платформы AWB, за более подробной информацией обращайтесь к специалистам нашей компании, которая является официальным дистрибьютором фирмы AML в. России и странах СНГ.
Знаете ли Вы?
Помимо платформы AWB компания AML предлагает своим заказчикам еще две уникальные установки:— Модель FAB12 — полностью автоматическая промышленная установка для совмещения и сращивания пластин диаметром 300 мм с кассетной загрузкой;
— Модель BRUTE с усилием сращивания до 100 кН.
Кроме этого, фирма AML имеет собственный центр по выполнению контрактных работ по сращиванию пластин, в котором по желанию Заказчиков могут быть проведены работы по трансферу технологий сращивания пластин.