電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/莫婷婷）近期，青禾晶元發(fā)布了全球首臺(tái)獨(dú)立研發(fā)C2W&W2W雙模式混合鍵合設(shè)備SAB 82CWW系列，可用于存儲(chǔ)器、Micro-LED顯示、CMOS圖像傳感器、光電集成等領(lǐng)域。

官方介紹，該產(chǎn)品采用一體化設(shè)備架構(gòu)，將C2W和W2W兩種技術(shù)路線從“非此即彼”變?yōu)椤皡f(xié)同進(jìn)化”。SAB 82CWW系列具備以下特點(diǎn)：雙模工藝集成；兼容8寸和12寸晶圓；超強(qiáng)芯片處理能力；兼容不同的對(duì)準(zhǔn)方式、創(chuàng)新的鍵合方式，實(shí)現(xiàn)高良率鍵合；高精度、高效率；智能化偏移補(bǔ)償?shù)取?br />

雙模式混合鍵合，解決異質(zhì)集成與大規(guī)模量產(chǎn)兼容難題

在先進(jìn)封裝領(lǐng)域，混合鍵合設(shè)備的主要作用是將芯片或晶圓以極細(xì)的間距直接連接在一起，實(shí)現(xiàn)高性能、低功耗的芯片集成。根據(jù)晶圓的目標(biāo)種類可分為芯片對(duì)晶圓（C2W）還是晶圓對(duì)晶圓（W2W）兩種技術(shù)路線。這兩種技術(shù)路線各有優(yōu)劣勢(shì)，因此也成為企業(yè)的抉擇難點(diǎn)。

C2W技術(shù)路線支持芯片篩選和異構(gòu)集成，具備較高的靈活性。可以使用多種材料創(chuàng)新組合增強(qiáng)功能。但需要將每顆芯片對(duì)準(zhǔn)晶圓，雖然能提高成品率，但對(duì)準(zhǔn)精度要求高，在一定程度上也會(huì)限制生產(chǎn)進(jìn)度。

W2W技術(shù)路線可以一次性對(duì)整片晶圓上的眾多小芯片進(jìn)行鍵合操作，鍵合了兩個(gè)相同技術(shù)的晶圓，相對(duì)來說操作更加簡(jiǎn)單。但鍵合過程中會(huì)受到晶圓平整度、鍵合均勻壓力、溫度分布等問題的影響良率，且同樣有對(duì)準(zhǔn)精準(zhǔn)度難題。

青禾晶元此次發(fā)布的SAB 82CWW系列支持C2W和W2W雙模式混合鍵合，突破了傳統(tǒng)鍵合技術(shù)的局限，實(shí)現(xiàn)無縫適配研發(fā)與生產(chǎn)需求，解決了異質(zhì)集成與大規(guī)模量產(chǎn)難以兼顧的行業(yè)痛點(diǎn)。

該設(shè)備采用靈活的模塊化設(shè)計(jì)，支持芯片到晶圓（C2W）和晶圓到晶圓（W2W）兩種模式的混合鍵合。這種設(shè)計(jì)不僅能夠無縫適配從研發(fā)到生產(chǎn)的各種需求，還提高了設(shè)備利用率。

設(shè)備廠商出招提升對(duì)準(zhǔn)精度、鍵合精度指標(biāo)

在對(duì)準(zhǔn)精度方面，SAB 82CWW系列提供片間同軸和紅外穿透兩種對(duì)準(zhǔn)方式，對(duì)準(zhǔn)精度優(yōu)于±300nm（同軸）和±100nm（紅外），應(yīng)對(duì)不同尺寸和材質(zhì)的芯片。此外，C2W和W2W鍵合技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)準(zhǔn)精度±30nm、鍵合精度±100nm的，C2W單鍵合頭UPH最高可達(dá)1000片/小時(shí)。通過創(chuàng)新鍵合技術(shù)，青禾晶元的鍵合設(shè)備能夠滿足Micro-LED對(duì)亞微米級(jí)對(duì)準(zhǔn)精度和高可靠性的需求。

當(dāng)前國(guó)產(chǎn)主要的鍵合設(shè)備廠商包括拓荊科技、華卓精科、芯源微、芯睿科技、上海微電子等。隨著封裝技術(shù)的升級(jí)，對(duì)準(zhǔn)精準(zhǔn)度≤50 nm已經(jīng)成為鍵合設(shè)備的關(guān)鍵性能，上述設(shè)備廠商都在通過技術(shù)開發(fā)提高對(duì)準(zhǔn)精準(zhǔn)度。

要想實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵的對(duì)準(zhǔn)精度和鍵合精度，那必須實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵點(diǎn)mark位置精確提取。華卓精科張豹在公開演講中提到了幾大關(guān)鍵技術(shù)，一是利用高精度亞像素圖像識(shí)別技術(shù)，通過圖片精確識(shí)別出子母mark的輪廓，以及中心點(diǎn)，用來作為它在坐標(biāo)系中的一個(gè)原點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)幾十納米的識(shí)別精度。

其次是原位同軸校準(zhǔn)技術(shù)，用來減少對(duì)準(zhǔn)單元視覺系統(tǒng)在拍照過程中的運(yùn)動(dòng)，以減少運(yùn)動(dòng)帶給上下相機(jī)位置的納米級(jí)別的變化，從而提高對(duì)準(zhǔn)精度，縮短對(duì)準(zhǔn)時(shí)間。

晶圓鍵合設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)還有BCD開發(fā)，主要是利用卡盤材料的彈性變形來補(bǔ)償晶圓的微觀塑性變形造成的精度損失，減少晶圓翹曲對(duì)精度的影響。材料通常使用的是陶瓷類材料。“一般來說這個(gè)產(chǎn)品是準(zhǔn)消耗品，國(guó)外產(chǎn)品的成本約是100萬(wàn)/個(gè)，我們現(xiàn)在開發(fā)的產(chǎn)品在尺寸上和性能上能夠做到對(duì)標(biāo)，且價(jià)格是競(jìng)品的一半左右。”張豹表示。

此外，在做完鍵合后，需要在設(shè)備上在線監(jiān)測(cè)精度是否達(dá)標(biāo)。華卓精科的圖像識(shí)別系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)識(shí)別精度36納米到23納米左右的量級(jí)。

通過技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，鍵合設(shè)備廠商能夠不斷提升其產(chǎn)品的對(duì)準(zhǔn)精準(zhǔn)度，滿足市場(chǎng)對(duì)高性能半導(dǎo)體產(chǎn)品日益增長(zhǎng)的需求。

小結(jié)：

華卓精科招股書顯示，如果要實(shí)現(xiàn)1萬(wàn)片晶圓/月的產(chǎn)能，要用4-5臺(tái)晶圓級(jí)鍵合設(shè)備。隨著需求的增加，鍵合設(shè)備的需求將不斷提升。與此同時(shí)，為了滿足先進(jìn)封裝技術(shù)的需求，鍵合設(shè)備也將持續(xù)迭代。

青禾晶元發(fā)布全球首臺(tái)雙模式混合鍵合設(shè)備SAB 82CWW系列，突破了傳統(tǒng)技術(shù)局限，解決異質(zhì)集成與大規(guī)模量產(chǎn)兼容難題，采用一體化架構(gòu)及靈活模塊化設(shè)計(jì)，具備多種優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，青禾晶元與國(guó)內(nèi)設(shè)備廠商都在通過多種關(guān)鍵技術(shù)提升對(duì)準(zhǔn)和鍵合精度，以滿足市場(chǎng)對(duì)高性能半導(dǎo)體產(chǎn)品的需求，且在成本上具有優(yōu)勢(shì)。可以期待的是，國(guó)產(chǎn)鍵合設(shè)備將不斷發(fā)展迭代。