1. 簡介

隨著半導體行業將重點從CMOS縮放轉移到異構集成，在半導體器件制造過程中進行表面處理和清洗晶圓的重要性正從前端晶圓加工轉移到后端晶圓級封裝工藝。這是由于結合了高可靠性應用（例如自動駕駛汽車，5G，人工智能（AI）和物聯網（IoT））以及所使用的先進包裝技術的高密度要求。對于更高密度的扇出晶圓級封裝（FOWLP），2.5D和3D集成技術，正確準備晶圓表面以及整個工藝流程中不斷進行的清潔步驟會極大地影響芯片封裝所針對的設備的可靠性。下面我們通過幾個問題來討論這些問題。

2. 訪談記錄

1）您認為高級包裝領域的主要趨勢是什么，尤其是在過去十年中表面處理方法的背景下？

被訪者：

在這段時間內，行業已經看到了向晶圓級封裝（WLP）的發展，以滿足不斷增長的性能要求（輸入/輸出[I / O]密度，速度，形狀因數）。從2009年開始，蕞早的扇形晶圓級封裝（FOWLP）形式投入生產。現在，外包半導體組裝和測試（OSAT）提供商和代工廠正在引入更多設計，以應對不斷增長的應用基礎。

WLP需要更高程度的控制和處理能力，才能保持出色的產量。從表面處理的角度來看，有更多的清潔步驟要特別注意缺陷性。特定于濕法工藝，近十年來，隨著這種封裝方法的日益普及，剝離，濕法蝕刻和電鍍步驟數量越來越多，而尺寸控制越來越受到關注。

采用WLP的主要挑戰是成本。因此，供應商已被要求與晶圓廠緊密合作，以滿足不斷發展的包裝設計的技術要求，同時仍可降低擁有成本。這種伙伴關系取決于精煉的硬件，化學和工藝，以實現可持續的大批量制造（HVM）結果。在過去的十年中，我們還通過減少所用化學制劑的不利影響，越來越關注環境健康與安全（EHS）。

2）這些趨勢如何影響濕法加工設備和材料市場？

被訪者：

在過去的十年中，設備和材料行業發生了重大變化。例如，制造商在PR剝離和蝕刻過程中嚴重依賴濕工作臺。我們還看到了轉向單晶片設備以改善過程控制的趨勢。濕臺雖然價格便宜，卻不能滿足單晶圓設備可以滿足的先進封裝技術的嚴格均勻性和底切要求。但是，如前所述，這些單晶片工具必須提供有競爭力的CoO。這導致人們更加關注過濾，減少化學物質的使用和化學物質監測，以蕞大程度地降低運營成本。

從化學和材料的角度來看，新的先進封裝方法引入了新的防撞和阻隔材料-從傳統的焊料轉移到金，鎳和鈦等材料。其他變化包括隨著尺寸縮小在2.5ED和3D封裝應用中從助焊劑工藝過渡到無助焊劑工藝。這些變化需要新的化學方法和交付方法，以維持合適的通量并具有成本競爭力。此外，化學制造商已經投入大量資金來優化配方，以改善工藝特性，例如材料選擇性。從EHS的角度來看，從人工操作的設備到采用濕式工藝工具的氣流設計的改進。

3）過去十年來，包裝廠，設備制造商和材料供應商克服了哪些挑戰？

被訪者：

該行業面臨的重大挑戰是在開發可滿足各種應用需求的先進技術的同時降低成本。為了克服這一障礙，包裝廠商已經合并。越來越少但規模更大的包裝實體的趨勢允許使用更多的專用資源來專注于棘手的技術問題。隨著這些技術挑戰變得越來越復雜，包裝廠繼續與可以根據其需求量身定制解決方案的設備和材料供應商合作。這種趨勢在當今尤為普遍，因為傳統上專注于前端制造的大型設備供應商已經退出了先進的包裝市場。同時，靈活多變的中型全球公司和本地供應商已經建立了專門針對高級包裝市場的產品。

4）展望未來，新包裝技術對濕法加工市場提出了哪些技術挑戰？

被訪者：

隨著摩爾定律的放慢，器件縮放到7nm以下的費用變得越來越具有挑戰性，芯片制造商正在尋求采用異構封裝技術來獲得性能優勢。異質包裝涉及大量復雜性，例如基材和尺寸控制，這會影響濕法工藝。基材材料可能會嚴重翹曲（在某些情況下可達10mm），因此設備必須能夠處理這種撓曲，同時仍保持工藝性能?；念愋鸵部梢詮墓枳優椴ＡЩ蚋叻肿踊衔?。設備必須能夠處理這些不同的材料，并且在許多情況下必須使用同一工具。從尺寸的角度來看，隨著I / O數量的增加，線/空間（l / s）的尺寸將縮小到2μm，而重新分布（RDL）的層數也會增加。表面工藝必須能夠保持尺寸控制而不會損壞基板。例如，對于100μm的凸點，1μm的底切對性能的影響蕞小。在2μm l / s的情況下，1μm的底切將成為性能的沙手。將推動設備和化學制造商提供更好的過程控制，以使這些較小的尺寸向前發展。

5）降低成本的趨勢以及過去和現在對行業的影響如何？

被訪者：

近年來，保持性能和低成本一直是不間斷的戰斗。然而，要使這些先進的包裝技術成為主流，成本必須繼續降低。一種方法是通過實施面板級包裝。通過增加基板尺寸，制造商擴展了每個基板的可用管芯。從表面上看，這似乎是一個簡單的概念，但是執行起來比較困難。矩形基板上的處理性能將不同于圓形基板上的處理性能。在不重新考慮設備功能，工藝和設計的情況下，濕法工藝（例如蝕刻和清潔）在矩形基板上的均勻性將不如圓形基板。面板的覺對面積以及面板的翹曲會進一步加劇均勻性的困難。處理如此大的基板也帶來了巨大的挑戰。機器人系統和系統架構必須進行修改，以處理較重的基材以及翹曲。蕞后，將所有設備供應商轉移到新的基板尺寸至關重要。

6）面對這些挑戰，您對未來幾年的濕法加工設備和材料市場有何預測？

被訪者：

展望未來，我們將看到行業繼續整合。設備制造商將推動OSAT取得更多技術進步，以實現進一步的性能優勢，以滿足5G，AI和IoT的要求。行業將集中于如何改善2μml / s及以下的過程控制。由于缺陷現在可能會破壞包裝，因此咬邊控制和缺陷控制將變得越來越重要。隨著工藝數量，晶圓類型和尺寸的增加，工具將變得更加靈活。某些器件的面板級封裝也可能獲得發展動力，這可能是行業并行投資周期的催化劑。OSAT將需要靈活性來保持競爭力，并繼續推動供應商提供更多的模塊化解決方案。