一種垂直整合晶圓的制備方法、制備裝置和垂直整合晶圓與流程

一種垂直整合晶圓的制備方法、制備裝置和垂直整合晶圓與流程簡介垂直整合晶圓（VerticalStackingIntegrationWafer,VSIW）是一種先進(jìn)封裝技術(shù)，可以將多個芯片垂直堆疊并互相連接。它具有高度集成、高性能、小尺寸、輕質(zhì)、低功耗等特點，逐漸成為了未來集成電路發(fā)展的趨勢。本文將介紹一種制備垂直整合晶圓的新方法、制備裝置和垂直整合晶圓與流程。制備方法制備垂直整合晶圓的主要步驟如下：1.制備交錯結(jié)構(gòu)晶圓在制備垂直整合晶圓前，需要先制備交錯結(jié)構(gòu)晶圓。交錯結(jié)構(gòu)晶圓是指由垂直交錯排列的兩個或多個晶圓組成的復(fù)合結(jié)構(gòu)晶圓。交錯結(jié)構(gòu)晶圓的制備方法有多種，例如電子束物理氣相沉積（ElectronBeamPhysicalVaporDeposition,EB-PVD）、磁控濺射（MagnetronSputtering,MS）和化學(xué)氣相沉積（ChemicalVaporDeposition,CVD）等。2.制備等離子體反應(yīng)膜將制備好的交錯結(jié)構(gòu)晶圓放入等離子體反應(yīng)膜中進(jìn)行處理，通過等離子體作用產(chǎn)生氨基自由基，反應(yīng)將封閉的晶圓表面進(jìn)行剝蝕，讓晶圓表面處于開放狀態(tài)，以便后續(xù)的處理。3.制備圖案化襯底將圖案化襯底放入等離子體反應(yīng)膜中進(jìn)行處理。等離子體利用氨氣和氯氣，將圖案化襯底表面的無機(jī)灰、氧化層等進(jìn)行刻蝕，得到完整的樣板，以便后續(xù)的制備步驟。4.晶圓對準(zhǔn)和熱壓將上述制備好的交錯結(jié)構(gòu)晶圓放入襯底上并用熱壓法使之粘結(jié)成一個整體。為了使交錯結(jié)構(gòu)晶圓能夠分別連接上下兩個晶圓，需要保證晶圓對準(zhǔn)的精度。5.制備垂直整合晶圓將粘合好的交錯結(jié)構(gòu)晶圓進(jìn)行縱向切割，再進(jìn)行磨光和去除雜質(zhì)的處理，就可以制備出高質(zhì)量的垂直整合晶圓。垂直整合晶圓可以用于多種應(yīng)用，如三維封裝、MEMS封裝等。制備裝置制備垂直整合晶圓的裝置主要包括下列部分：1.等離子體反應(yīng)倉等離子體反應(yīng)倉是制備垂直整合晶圓過程中的核心設(shè)備，可以產(chǎn)生等離子體和提供必要的反應(yīng)條件。其主要結(jié)構(gòu)由等離子體源、反應(yīng)腔、真空系統(tǒng)、氣體進(jìn)出口等組成。2.交錯結(jié)構(gòu)晶圓處理設(shè)備此設(shè)備可以對交錯結(jié)構(gòu)晶圓進(jìn)行處理，如清洗、去除雜質(zhì)、鋁化、氧化等，以便后續(xù)的處理。3.襯底制備設(shè)備襯底制備設(shè)備主要包括圖案化襯底的準(zhǔn)備裝置和刻蝕等離子體反應(yīng)倉。其中，準(zhǔn)備裝置可以產(chǎn)生圖案化襯底，并將其轉(zhuǎn)移到刻蝕等離子體反應(yīng)倉中進(jìn)行刻蝕處理。4.粘結(jié)和切割裝置粘結(jié)和切割裝置是垂直整合晶圓制備的關(guān)鍵步驟。這部分設(shè)備采用自動對準(zhǔn)和熱壓等工藝，確保每個交錯結(jié)構(gòu)晶圓都能夠?qū)?zhǔn)并加熱粘結(jié)。此外，這部分設(shè)備還要進(jìn)行尺寸調(diào)整和切割，以得到所需形狀的垂直整合晶圓。垂直整合晶圓與流程垂直整合晶圓與流程的應(yīng)用領(lǐng)域主要涵蓋了三維封裝和MEMS領(lǐng)域。1.三維封裝在三維封裝領(lǐng)域，垂直整合晶圓已逐漸成為關(guān)鍵技術(shù)之一。三維封裝可以提高集成度、縮小體積、提高可靠性、提高性能等多種優(yōu)點。垂直整合晶圓作為三維封裝的重要組成部分，可以為三維集成電路的發(fā)展提供有力支撐。2.MEMS領(lǐng)域在MEMS領(lǐng)域，垂直整合晶圓同樣具有重要意義。例如，在半導(dǎo)體傳感器中，需要將傳感器和相關(guān)處理電路垂直堆疊在一起，才能滿足集成度、可靠性等要求。垂直整合晶圓在此類應(yīng)用中有著廣泛的使用?？偨Y(jié)本文介紹了一種新的垂直整合晶圓的制備方法、制備裝置和垂直整合晶圓與流程。該方法由多個步驟組成，包括制備交錯結(jié)構(gòu)晶圓、制備等離子體反應(yīng)膜、制備圖案化