IR LayerRelease™ 技术依托硅基底实现纳米级精度薄膜层转移,在先进封装制程中可摒弃玻璃基板,实现超薄薄膜三维堆叠工艺。EV Group(EVG)研发的 IR LayerRelease™ 技术是可完全适配半导体前端制程的剥离工艺,核心原理采用红外(IR)激光:硅材料对该红外激光波段呈光学透明特性,激光可穿透硅片。配合专用配方无机剥离层,红外激光触发分离,能以纳米级精度从硅承载片上剥离任意超薄薄膜与功能层。IR LayerRelease™技术可在FoWLP 扇出型晶圆级封装(包含塑封重构晶圆工艺)、3D SIC 三维堆叠集成电路中介层等先进封装场景中使用硅基承载片。同时该工艺可耐受高温制程,为三维集成电路、三维顺序集成打造全新工艺路线;即便硅承载片上的超薄膜层,也可完成混合键合与熔融键合,革新第三代半导体异构集成技术与下一代缩微晶体管的材料转移方案。通过制程缩放、三维集成与系统工艺协同优化实现系统性能提升的关键行业驱动因素
在三维集成工艺中,超薄晶圆加工所需的承载片技术是提升系统性能、拓宽互联带宽的关键。行业现有成熟方案为玻璃承载片:通过有机胶临时键合堆叠器件层,再用紫外(UV)激光分解胶层剥离器件晶圆,最终永久键合至成品晶圆。但玻璃基板与现有以硅片为基准设计的半导体产线设备兼容性差,产线改造升级成本高昂;且有机粘结剂制程耐受温度普遍低于 300℃,仅能用于半导体后段工艺。本技术采用搭配无机剥离层的硅基承载片,彻底解决温度上限与玻璃基板设备适配难题。红外激光分离可达纳米级精度,无需变更现有量产工艺(POR 在制工艺,processes of record)即可加工极薄器件晶圆;超薄器件层堆叠后可实现更高带宽互连,为下一代高性能芯片的裸片分区、架构设计提供全新方案。融合裸片置放、制程加工与超薄芯粒重构的重构式晶圆对晶圆集成工艺,搭配高带宽晶圆混合键合实现 D2W 集成当前 3nm 及以下制程晶体管研发路线,陆续采用埋入式电源轨、背面供电网络、CFET 互补场效应晶体管、二维原子沟道等新型架构,上述工艺均需要极薄材料的精准层转移。硅承载片 + 无机剥离层方案可满足前端制程对洁净度、材料兼容性、高温工艺的严苛要求。传统方案只能通过研磨、抛光、刻蚀整片去除硅承载片,会造成器件层微米级面内厚度偏差,无法满足先进节点超薄堆叠需求。EVG 全新 IR LayerRelease™ 技术通过红外激光 + 无机剥离材料实现硅片纳米精度激光解键合,先进封装不再依赖玻璃基板,规避玻璃适配与高温受限问题;在不改写现有前端量产工艺的前提下,依托硅承载片完成单微米及以下超薄薄膜转移。该纳米级剥离工艺适配先进半导体发展路线:助力器件与封装轻薄化、拓展异构集成能力,同时省去玻璃基板,降低整体制造成本。依托剥离层工艺实现超薄晶圆正背堆叠,在兼容前段制程的硅载片上完成键合叠装工艺原理:从硅晶圆背面入射特定波长红外激光(硅对此波段透光);通过标准薄膜沉积工艺预先集成在硅堆叠结构内的无机剥离层吸收红外光能,在预设精准位置完成硅基分层剥离。相较于有机胶(剥离层厚度数微米),无机剥离层可做到仅数纳米,剥离精度大幅提升;无机材质最高耐受1000℃高温,兼容外延生长、薄膜沉积、退火等有机胶无法实现的前端高温工艺,拓展大量新型层转移应用。- 支撑超薄薄膜熔融键合、混合键合堆叠,开创颠覆性三维集成工艺流程;
- 可与任意混合键合 / 熔融键合工艺搭配,适配先进芯片制造与三维堆叠;
- 兼容现有 FEOL 前端制程的原材料、量产工艺与产线基础设施;
- 转移层均匀度由外延工艺决定,摆脱传统研磨、抛光、刻蚀减薄带来的厚度均匀性短板;
- 搭配熔融键合,可实现三五族半导体(III-Vs)、二维材料、超晶格等各类特种材料通用转移。
- 沿用成熟标准制程,无需因承载片耐热限制改用低温特殊工艺;
- 可在硅基板上采用顶尖光刻工艺制备超细间距重布线层;
- 无需为适配玻璃晶圆改造设备、增加背面镀膜工艺,省去大额设备改造成本。
IR=Infrared(红外);
FoWLP=Fan-out Wafer-level Packaging(扇出型晶圆级封装);
3D SIC=3D Stacked ICs(三维堆叠集成电路);
UV=Ultraviolet(紫外);
CFET=Complementary Field-Effect Transistors(互补场效应晶体管);
FEOL=Front End Of Line
获取 IR LayerRelease™ 技术白皮书可访问 EVG 官网,或私信后台回复:IR LayerRelease。
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