Brewer Science：扛着摩尔定律前进的材料供应商

原创小亚 TechSugar

半导体产业的发展，离不开历史上几个重要节点。

文︱小亚

图︱网络

“半导体产业的发展，离不开历史上几个重要节点。1947年贝尔实验室发明了晶体管，大约十年后，集成电路的发明让产业进入下一个时代，并出现了诸如收音机、电话等应用，人们生活开始改观。乔布斯也掀起了PC发展热潮，但随着计算机尺寸的缩小，能耗的减小，从机械角度来看，这尺寸和能耗的发展趋势似乎遇到了瓶颈。于是，我们开始用化学、材料的角度分析，光刻技术就出现了。当光刻走到1微米，光刻机也遇到了瓶颈。那么，Brewer Science的登场恰到好处。”

这段话出自Brewer Science策略关系总监Doyle Edwards，在半导体发展历史中，我们看到了属于Brewer Science的浓墨一笔：“上个世纪80年代初Brewer Science发明了Anti-Reflective Coatings（防反射涂层，简称“ARC®”）材料，革新了光刻工艺，一直致力于通过技术创新不断推动摩尔定律向前发展。”

Brewer Science策略关系总监Doyle Edwards

此后，Brewer Science的产品组合不断扩大，目前囊括了可实现先进光刻、薄晶圆处理、3D 集成、化学和机械器件保护的产品以及基于纳米技术的产品，其主营业务主要覆盖高级光刻、晶圆级封装与打印电子类新兴市场三大块。作为一家半导体厂商，Brewer Science触及各行各业，3D产品、汽车电子、物联网、AI等等。

正如Doyle Edwards介绍那样，Brewer Science作为材料供应商，会从材料设计角度，根据不同时段不同市场的需求进行预测，并作出相关布局。从时间轴来看，Brewer Science一直不断为业界提供工艺解决方案，化学解键合、热滑动解键合、机械解键合、激光解键合等。“未来Brewer Science继续会不断提供适应工艺需求的材料。”

据Brewer Science晶圆级封装材料事业部商务发展副总监Dongshun Bai介绍，在晶圆级封装领域，Brewer Science提供三种材料: 临时键合/解键合材料、重分布层增层材料（redistribution layer build-up materials）、晶圆级蚀刻保护和平坦化材料（etch protection & planarization material）。

为什么需要临时键合/解键合呢？一般晶圆厚度大约为700微米，当被打薄到100微米左右便失去了自我支撑的能力，并且易碎。所以就得引进临时键合/解键合材料，除了提供机械支撑和正面保护的作用外，还可以协助完成下游工艺步骤。在封装技术快速发展的当下，对晶圆打薄的要求会越来越高，甚至会打薄到几微米，市场也在不断追求更薄和尺寸更小。临时键合/解键合已经得到大力发展并广泛运用到了晶圆级封装（WLP）领域，比如PoP层叠封装、扇出型（Fan-out）封装、硅通孔（TSV）技术下的2.5D/3D封装。

此外，Dongshun Bai依次介绍了化学、热滑动、机械、激光解键合的概念。几种解键合的策略如同其命名一般，各有各的适用范围和优势。

化学解键合——适合小规模试产，化学试剂通过载片上的小孔将材料溶解，便可解开。适合科研机构。

热滑动解键合——当温度达到一个阈值（150℃甚至200℃），所用的键合材料便会流动，随后便可进行滑动解键合。其中的解开速度与材料厚度、性能都有关系。从材料商的角度来看，更注重安全快速的解键合材料。

机械解键合——不需要加热，在室温情况下就能发生，目前Brewer Science已经能做到20片Wafer/h。

激光解键合——速度更快，目前能做到50片wafer/h，该方法也不会产生更多余热，在业内此方法越来越流行，不过如何能在低能量的情况下，能够在无残留或尽可能较少残留的情况下进行解键，就必须要对材料和激光有非常好的了解。

目前来看，超薄晶圆级封装对于材料的需求包括可耐温达350℃以上、卓越的黏着力、兼容晶圆与面板制程、满足打薄厚度可小于50微米、耐化学性、出色的总厚度变化(TTV)、兼容于后段制程（Downstream Process）、高产率易于加工，以及低成本。

这些需求对材料商而言也带来了新挑战，如临时接合材料需耐高温、容易分离不残留、更广泛的热循环等，因此专注于协助客户进入更新制程与封装技术的Brewer Science，推出Dual-Layer一代的BrewerBOND® T1100/C1300系列材料，作为因应。

关于Dual-Layer，Dongshun Bai表示，改变了临时键合/解键合的路线，以前都使用热塑性材料，需要较高温度进行键合。而Dual-Layer一代在借助UV光照的条件下，室温就能进行键合和固化，非常适合于热敏感和高应力器件。该系统并能实现高于300℃甚至400℃的热稳定性。这种材料也表明临时键合/解键合材料达到了一个新的高度。从下表中的一个例子也可以看出，在高温处理后并不会产生很多翘曲（只有28.4微米）。