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摘要：本研究展示了一种使用新开发的CVD绝缘膜将芯片临时键合到晶圆上的方法，临时键合通过等离子体激活的直接键合完成，是一种新型垂直布线形成技术和芯片集成技术，可以实现Die-to-Wafer（裸晶到晶圆）的“混合键合”，并且可以减少因临时键合而产生的材料加工时间，减少材料损耗以及降低成本。

关键词：半导体、后道工序、晶圆、芯片集成、临时键合、CVD绝缘膜

日本横滨国立大学、株式会社DISCO、东丽工程株式会社利用直接键合技术，成功开发出一种新型芯片临时键合和分离技术。

“芯粒（Chiplet）集成”作为一种突破半导体器件的小型化极限，追求更高性能和更低功耗的技术而备受关注。但是，将芯片键合到晶圆上并确保垂直电连接的键合/布线技术仍然存在问题，需要新型键合和集成方法。

本研究展示了一种使用新开发的CVD绝缘膜将芯片临时键合到晶圆上的方法。在这种方法中，临时键合是通过等离子体激活的直接键合完成的。

因此，临时键合界面与大多数前道工序兼容，据称这是一种有望扩展的集成技术，例如使用先进的晶圆厂技术进一步小型化。

此外，由于界面层薄且坚固，因此可以降低键合过程中芯片移位的风险。据称，这是一种新型垂直布线形成技术和芯片集成技术，可以实现Die-to-Wafer（裸晶到晶圆）的“混合键合”，并且可以减少因临时键合而产生的材料加工时间，减少材料损耗以及降低成本。

实现临时键合的关键在于通过在低温下沉积的SiO₂薄膜形成有意的空隙和受控的键合能。研究小组详细研究了表面粗糙度、薄膜成分、机械性能和等离子体激活对实现这些的影响。

此外，为了阐明机理，研究小组进行了界面分析（例如，在无水气氛中的键合能测量、界面空位检查、TEM分析）。

通过TDS(热解吸光谱)和正电子湮没谱学(PAS)的结合，研究表明，在低温下沉积的SiO₂包含许多空隙，内部有水，可以起到储水层的作用，并在键合后退火过程中释放出来。这使得热分离成为可能，并且可以用非常小的力轻松分离晶圆和芯片。

该集成技术已在300mm晶圆上进行了演示。研究小组表示，这种新型临时键合技术可实现先进的异质3D集成，提高良率，提高键合对准精度并降低成本。

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横滨国立大学：开发出用于半导体后道工序的新型芯片集成方法