Brewer Science：做半導體材料的領路人

上個世紀80年代初Brewer Science發(fā)明了Anti-Reflective Coatings(防反射涂層，簡稱“ARC®”)材料，由此革新了光刻工藝，Brewer Science一直致力于通過技術創(chuàng)新不斷推動摩爾定律向前發(fā)展。

在3.20日至22日SEMICON China期間，Brewer Science召開了媒體見面會，和與會媒體分享了材料對半導體市場未來發(fā)展的重要性以及Brewer Science的新產(chǎn)品。

中國的外包半導體封裝測試服務提供商 (OSAT) 已開始提供扇出型晶圓級封裝 (FOWLP) 技術，并使該技術成為其先進封裝工藝的一部分，這一趨勢繼續(xù)呈現(xiàn)增長態(tài)勢。過去一年中，Brewer Science 又在其業(yè)界領先的先進封裝解決方案系列中新增了一些關鍵產(chǎn)品和服務。

Brewer Science的主營業(yè)務主要覆蓋先進光刻、晶圓級封裝與打印電子類新興市場三大塊。作為一家半導體廠商，Brewer Science觸及各行各業(yè)，3D產(chǎn)品、汽車電子、物聯(lián)網(wǎng)、AI等等。

Brewer Science的產(chǎn)品組合

Brewer Science在晶圓級封裝領域提供三種材料: 臨時鍵合/解鍵合材料、重分布層增層材料(redistribution layer build-up materials)、晶圓級蝕刻保護和平坦化材料(etch protection & planarization material)。

為什么需要臨時鍵合/解鍵合呢?難點和挑戰(zhàn)在哪?

一般晶圓厚度大約為700微米，當被打薄到100微米左右時便失去了自我支撐的能力，并且易碎。為了獲得更好的散熱和性能、減小器件尺寸和功耗，所以就得引進臨時鍵合/解鍵合材料，除了提供機械支撐和正面保護的作用外，還可以協(xié)助完成下游工藝步驟。在封裝技術快速發(fā)展的當下，臨時鍵合/解鍵合已經(jīng)得到大力發(fā)展并廣泛運用到了晶圓級封裝(WLP)領域，比如PoP層疊封裝、扇出型(Fan-out)封裝、硅通孔(TSV)技術下的2.5D/3D封裝。

臨時鍵合工藝流程圖

市面上主要的解鍵合方式則有以下四種：

1) 化學解鍵合——適合小規(guī)模試產(chǎn)，化學試劑通過載片上的小孔將材料溶解，便可解開。適合科研機構。

2) 熱滑動解鍵合——當溫度達到一個閾值(150℃甚至200℃)，所用的鍵合材料便會流動，隨后便可進行滑動解鍵合。其中的解開速度與材料厚度、性能都有關系。從材料商的角度來看，更注重安全快速的解鍵合材料。

3) 機械解鍵合——不需要加熱，在室溫情況下就能發(fā)生，目前Brewer Science已經(jīng)能做到20片Wafer/h。

4) 激光解鍵合——速度更快，目前能做到50片wafer/h，該方法也不會產(chǎn)生更多余熱，在業(yè)內(nèi)此方法越來越流行，不過如何能在低能量的情況下，能夠在無殘留或盡可能較少殘留的情況下進行解鍵，就必須要對材料和激光有非常好的了解。

目前來看，超薄晶圓級封裝對于材料的需求包括可耐溫達350℃以上、卓越的黏著力、兼容晶圓與面板制程、滿足打薄厚度可小于50微米、耐化學性、出色的總厚度變化(TTV)、兼容于后段制程(Downstream Process)、高產(chǎn)率易于加工，以及低成本。

晶圓級封裝的需求和挑戰(zhàn)

這些需求也為材料商帶來了新挑戰(zhàn)，如臨時鍵合材料需耐高溫、容易分離不殘留、更廣泛的熱循環(huán)等，因此專注于協(xié)助客戶進入更新制程與封裝技術的Brewer Science，推出了BrewerBOND® T1100 和 BrewerBOND® C1300 系列材料共同創(chuàng)造了 Brewer Science 首個完整、雙層的臨時鍵合和解鍵合系統(tǒng)。BrewerBUILD™ 薄式旋涂裝封裝材料專門用于重分布層 (RDL)——優(yōu)先扇出型晶圓級封裝 (FOWLP)，Brewer Science 預計更多中國公司將會在不久的將來開始使用此工藝。

EUV雖為主流，但Brewer Science仍會繼續(xù)研發(fā)DSA

一直以來，光刻技術的進步對更小半導體工藝節(jié)點至關重要。由于預測到浸潤式光刻技術之擴展能力存在局限性，業(yè)界不斷追求著下一代光刻技術。并且提出了幾種技術，涵蓋極紫外光光刻(EUV)、多波束電子束光刻、納米(nm)壓印光刻及嵌段共聚物的定向自組裝(DSA)技術。

EUV作為主流的光刻技術，目前已被很多大的代工廠所采用，DSA卻未受大量關注。為何Brewer Science會投資研發(fā)DSA?在解答該問題前，先來了解下何為DSA。DSA中文名為嵌段共聚物定向自組裝，DSA于21世紀初得到初步發(fā)展，并在隨后幾年里引起了主要半導體制造商的高度關注，后來在一定程度上失寵，部分原因是EUV光刻獲得了重要投資，取得了進步。而目前，由于EUV技術的成本過高，也暫緩了其快速發(fā)展的腳步。在Brewer Science看來，對于EUV和DSA不是兩者選其一的選擇題，充分利用兩者的優(yōu)勢或許會獲得更大的機會。DSA和EUV它們最終會成為精細間距光刻工藝運用在N7等節(jié)點的主流技術。業(yè)內(nèi)企業(yè)應跳出孤軍奮戰(zhàn)的局面，且材料供貨商和化工公司應建立合作關系以迎接這種轉(zhuǎn)變。所以Brewer Science會對這兩個技術都會投入研發(fā)以應為未來制程技術演進的需求，對于客戶來說他們也會多一種選擇。

Brewer Science對先進光刻的貢獻

清洗工藝流程的示例

最后，Brewer Science認為中國市場將是未來幾年的主要增長市場，隨著中國持續(xù)推進本土半導體制造基礎設施的建設，對于設備和材料的需求也必將大大增加。Brewer Science看好中國市場的未來的發(fā)展，Brewer Science 正在鞏固其作為中國地區(qū)領先材料供應商的地位。

Brewer Science 仍在繼續(xù)擴大其技術組合，以囊括可實現(xiàn)先進光刻、薄晶圓處理、3D 集成、化學和機械設備保護的產(chǎn)品以及基于納米技術的產(chǎn)品，從而更好地推動半導體材料技術的發(fā)展，做這個時代的領路人。