半导体工艺进步引领材料科技发展新方向,先进封装市场增长快

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Dongshun Bai指出,半导体材料入门很容易,但做好很难,“半导体材料对技术的要求非常高,做半导体材料,必须要有多领域跨界的知识,才能做好。”

接近物理极限之后,半导体工艺的每一点进步,都会影响到半导体各个分支领域的技术发展方向。7纳米制造工艺引入EUV(极紫外光设备)设备,必须要为EUV制造工艺匹配相应的光刻胶。

 

“光刻最重要的就是三光,即光刻机、光源和光刻胶,这三光都做好,光刻就没有什么特别的地方,”Brewer Science亚洲营运总监汪士伟(Stanley Wong)告诉探索科技(TechSugar), 光刻过程中的“三光”做好并不容易,以光刻胶反射涂层为例,当光源照射在衬底上的时候如果发生发光,会造成驻波,从而导致刻蚀时线做不直,“在0.5微米工艺时代,有反光还能接受,但到0.25微米、0.18微米或90纳米工艺以后,如果反光控制不好,就无法完成光刻工艺。”

Brewer Science 主要业务

Brewer Science最初就是从光刻胶中的抗反射涂层(ARC)做起,从最基本的抗反射,到湿式ARF、干式ARF,以及多层材料(Multilayer)。“现在业界最热的就是EUV,我们在EUV上花了很多心思,甚至有员工派驻在IMEC,与全球最先进的半导体研发机构一起合作,开发EUV技术。”

汪士伟表示,除了EUV用光刻材料,Brewer Science还在研发另一条技术路径,即DSA(直接自组装,Directed Self-Assembly),EUV工艺已经实现量产,但无论是机台,还是材料,都非常昂贵,而DSA是相对低成本的解决方案。当然,现在DSA的问题是生态不如EUV完整,愿意在DSA上做投入的客户并不多,不过还是有一些客户在和Brewer Science探索DSA的可行性,“美国最大的那一家公司,还在和我们合作DSA的开发。我们在EUV上面投入了很多资源,但如果EUV碰到一些问题的时候,DSA也可以当做一个选项,鸡蛋不能放在一个篮子里面,这是我们的想法,这个产品(DSA)基本到目前为止证明还是可行的。”汪士伟说道。

Brewer Science员工获得最佳青年工程师论文奖

半导体工艺的发展也让晶圆制造与封装测试之间的结合越来越紧密,Brewer Science近年来在封装材料开发上投入了很大的资源。过去一年中,Brewer Science 在先进封装解决方案系列中新增了一些关键产品和服务。BrewerBOND® T1100 和 BrewerBOND® C1300 系列材料共同构成了 Brewer Science 首个完整、双层的临时键合和解键合系统。BrewerBUILD™ 薄式旋装封装材料专门用于重分布层 (RDL)——首款扇出型晶圆级封装 (FOWLP),Brewer Science 预计更多中国公司将会在不久的将来开始探索此工艺。

据Brewer Science晶圆级封装材料商务开发副总监Dongshun Bai介绍,Brewer Science在封装行业已经有超过15年的历史。从2000年左右开始,Brewer Science预见到半导体的未来的发展方向之一是先进封装,推出了一系列适合晶圆级先进封装的材料,例如化学解键合材料(Chemical Release)、热滑动解键合材料(Thermal Slide Release)、机械解键合(Mechnical Release)、激光解键合(Laser Release),以及双层粘式机械解键合(Dual-layer Adhesive Mechnical Release)。不同的解键合技术,对应不同的应用,“不同客户可能在做同一个产品,但其工艺路线不一样,所以每一个客户的需求,对Brewer Science来说都是新挑战,我们必须根据产品具体需求,来调配材料,保证客户需求的性能。在先进封装上,每一个应用都有其对应的特殊材质的工艺,这在先进封装上是非常重要的一点。”Dongshun Bai说道。

Dongshun Bai表示,晶圆级封装的键合/解键合技术面临的挑战越来越多。比如晶圆变得越来越薄,传统晶圆打薄至100微米,但50微米越来越普遍,甚至有些产品要求20微米以下厚度,这就要求键合工艺更精细,以防止晶圆破碎。

“临时键合(Temporary Bonding)听起来简单,但实际上里面的技术要求和后面制造工艺的要求真是层出不穷,是一个非常具有挑战性的领域。主要的挑战有三点。一是加工工程中产生的应力,包括机械应力和热应力;二是要有优良的抗化学性;三是优良的化学兼容性。整体来看,临时键合对材料的要求很高。”Dongshun Bai指出,半导体材料入门很容易,但做好很难,“半导体材料对技术的要求非常高,做半导体材料,必须要有多领域跨界的知识,才能做好。”

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