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晶圆用的载片（carrier）– MEMS和传感器封装的有用且必要的工具
1.简介
在MEMS和半导体行业中，晶圆厚度正在不断减少。这是因为市场对小型设备的需求，这些小型设备以降低的成本提供了更多的功能。为此，需要实现更小的封装尺寸。造成这种趋势的主要原因是消费类应用，但对更小封装尺寸的需求也归因于技术优势，例如更好的电气性能或改进的热管理。
较小的封装尺寸要求极薄的基板来构建器件。这些薄而超薄的基板还支持传感器的3D封装，例如互补金属氧化物半导体（CMOS）图像传感器等。大量生产薄晶圆对处理和加工工具提出了严峻的要求。
由于薄的厚度，薄的晶圆容易受到应力和破坏。晶片在处理和加工过程中的翘曲会导致很高的成品率损失，甚至可能导致不再处理晶片。这意味着需要一种在晶圆和基板尺寸上具有高度灵活性的薄晶圆处理技术。承载晶片需要具有某些特性，例如：机械强度；耐化学和高温；极低的公差（厚度变化低至1μm）；并根据使用的材料调整热膨胀，例如砷化镓（GaAs），磷化铟（InP），硅（Si）或碳化硅（SiC）。此外，处理工具有时需要适合于GaAs和Si之类的材料，甚至适用于CMOS兼容的材料。
由玻璃，石英或硅制成的高端载体晶片可以满足上述要求。由于玻璃和石英的热稳定性以及对酸和其他化学物质的抵抗力，因此它们是用于载体晶片的出色材料。由于它们是透明的，因此可以监视玻璃和石英载体晶圆的键合以及与之分离的粘合力。此外，玻璃载体晶片可以被清洗和重复使用，从而有助于降低成本和环境保护。
2.薄晶圆处理
在薄晶圆处理过程中，使用聚合物基粘合剂将设备晶圆临时粘合到高精度的刚性载片（载体晶圆）上。临时键合的一般过程流程如图1所示。使用标准的半导体工艺工具处理和加工器件晶圆后，可通过多种技术进行释放（解胶），即化学试剂溶解粘合剂，加热降低粘度粘合剂或激光的作用会降低粘合力。
图1：临时晶圆键合的一般流程
3.解胶方法–适用于不同应用的载体
在临时晶圆键合过程中，需要在处理结束时从器件晶圆上移除载体晶圆。根据设备的特性和所使用的工艺，对载片的规格要求不同。下面介绍了具有常见解胶工艺特殊性能的不同类型的载片（载体晶片）。
3.1。激光释放载片（载体晶片）
在激光剥离中，通过将其暴露在激光下会降低粘合强度（图2）。解胶方法可以在室温下进行。
对于激光剥离工艺，需要能够透射相关激光波长的高度透明的载片。双面抛光的玻璃或石英载片具有出色的表面质量，因此可以满足激光剥离工艺的要求。激光曝光后，可以将器件晶圆与载片分离。
最后，需要清洗载片，然后可以重复使用几次。激光剥离法主要用于扇出晶圆级封装（fan-out wafer-level packaging, FoWLP）和高级封装工艺中。
简介：使用由玻璃或石英制成的高度透明和双面抛光的载体，可以透射将器件与载片脱键所需的相关激光波长。
图2：激光剥离剥离
3.2。用于化学释放的载片
在这里，解胶是由化学物质造成的，该化学物质在对器件晶圆进行处理（包括减薄）后溶解了粘合剂（图3）。对载片打孔以使溶剂能够通过它并与粘合剂接触。这样的载体晶片可以通过将空白玻璃载体与最新的构图技术和严格的公差相结合来生产。为了能够尽快分配化学物质，需要具有高密度的极小孔。可以创建超过150,000个大小相等的通孔，这样可以提供平滑且安全的解胶，同时承载晶片可以承受机械影响。
用于化学释放的载片的总厚度变化（TTV）可低至1微米，并且具有多种线性热膨胀系数（CTE）适应性材料。这些载片最多可重复使用50次。
简介：为了使溶剂与粘合剂接触，使用了具有相同大小的高密度孔的穿孔载片。
图3：化学释放解胶
3.3。用于热释放的载片
热塑性粘合剂用于将器件晶圆或单个芯片粘合到载体晶圆上。这些粘合剂在较高的温度下（即从100°C开始）粘度降低，因此经过加热处理后，可以从承载晶圆（载片）上推下器件晶圆（图4）。为此，需要用到无孔的载片或具有凹陷区载片。
摘要：使用了空白无孔的载片或带有凹陷区的载片。
图4：热解胶
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