웨이퍼 본딩

웨이퍼 본딩(wafer bonding)은 웨이퍼 수준에서 미소전기기계 시스템(MEMS), 나노전기기계 시스템(NEMS), 마이크로일렉트로닉스 및 광전자 공학 제작을 위한 패키징 기술로, 기계적으로 안정적이고 밀폐된 캡슐화를 보장한다. MEMS/NEMS용 웨이퍼 직경은 100~200mm(4~8인치)이며, 마이크로전자 장치 생산용으로는 최대 300mm(12인치)이다. 마이크로일렉트로닉스 산업 초기에는 1950년대 웨이퍼 직경이 1인치에 불과한 더 작은 웨이퍼가 사용되었다.

 개요 
미소전기기계 시스템(MEMS) 및 나노전기기계 시스템(NEMS)에서 패키지는 민감한 내부 구조를 온도, 습기, 고압 및 산화종과 같은 환경 영향으로부터 보호한다. 기능 요소의 장기 안정성과 신뢰성은 캡슐화 공정에 따라 달라지며, 이는 전체 장치 비용에도 영향을 미친다. 패키지는 다음 요구 사항을 충족해야 한다.
 환경 영향으로부터의 보호
 열 방출
 다양한 기술을 가진 요소 통합
 주변 환경과의 호환성
 에너지 및 정보 흐름 유지

 기술 
일반적으로 사용되고 개발된 본딩 방법은 다음과 같다.
 다이렉트 본딩
 표면 활성화 본딩
 플라스마 활성화 본딩
 애노딕 본딩
 공융 본딩
 유리 프릿 본딩
 접착 본딩
 열압착 본딩
 반응성 본딩
 과도 액상 확산 본딩
 원자 확산 본딩

 요구 사항 
웨이퍼 본딩은 일반적으로 다음과 같이 정의될 수 있는 특정 환경 조건을 필요로 한다.

 기판 표면
 평탄도
 매끄러움
 청결도
 본딩 환경
 본딩 온도
 주변 압력
 가해지는 힘
 재료
 기판 재료
 중간층 재료

실제 본딩은 이러한 모든 조건과 요구 사항의 상호 작용이다. 따라서 적용되는 기술은 현재 기판과 최대 허용 온도, 기계적 압력 또는 원하는 기체 분위기와 같은 정의된 사양을 고려하여 선택되어야 한다.

 평가 
본딩된 웨이퍼는 제작된 장치 또는 공정 개발을 위해 기술의 수율, 본딩 강도 및 밀봉 수준을 평가하기 위해 특성화된다. 따라서 본드 특성화를 위한 여러 가지 접근 방식이 나타났다. 한편으로는 인장 또는 전단 테스트와 같은 본드 강도 평가를 위한 파괴적 기술 외에 균열 또는 계면 공극을 찾기 위한 비파괴 광학 방법이 사용된다. 다른 한편으로는 신중하게 선택된 가스의 고유한 특성 또는 마이크로 공진기의 압력 의존적 진동 거동이 밀봉 테스트에 활용된다.

 각주 

 더 읽어보기 
피터 램, 제임스 루, 마이케 타클로 (편집), Handbook of Wafer Bonding, Wiley-VCH, .

분류:전자공학 제조
분류:화학 결합
분류:반도체 기술