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文章要点：
1.减薄使晶圆超薄化已成为先进封装技术中的关键工艺之一；采用临时晶圆载板对超薄晶圆进行保护和支撑是常见的方法；临时键合胶是把功能晶圆和临时载板黏接在一起的中间层材料，是晶圆减薄工艺的关键材料；
2.临时键合材料主要应用在以扇出型圆片级封装、三维堆叠圆片级封装为代表的圆片级封装中和以三维集成电路封装、2.5D无源中介转接层封装为代表的基于TSV技术的三维封装中；
3.临时键合胶是确保整个临时键合工艺顺利实现的关键，而材料的选择与其对应的工艺流程是密不可分的，因此必须综合考虑材料性能、工艺可行性、生产效率等多方面因素，此外对产品的适用性、工艺加工窗口、工艺加工时间、良率、成本等都是影响材料选择的重要指标；
4.临时键合胶是在基础黏料中加入助剂混合配比形成的；可用作基础黏料的高分子聚合物材料包括热塑性树脂、热固性树脂、光刻胶等；助剂包括增黏剂、抗氧剂和流平剂等；临时键合胶的材料性能主要是由基础黏料的性质决定的；主要方式为加热固化和UV固化两种；
5.解键合工艺分为热释放解键合、化学释放解键合、激光解键合、机械释放解键合等
6.目前，市场上临时键合胶多被国外供应商垄断，包括Brewer Sciences、3M、DuPont、Thin Materials、Dow Corning、东京应化工业株式会社（TOK）和Dow Chemical等；国内企业包括浙江中纳晶微电子科技有限公司及化讯半导体材料有限公司。
随着集成电路制造工艺特征尺寸不断缩小，加之以三维集成为代表的先进封装技术的引入，电子元器件中的晶圆的厚度越来越薄，单个晶圆的厚度需要减小到100μm甚至更薄。这些超薄晶圆在封装过程中会由于机械和热应力等因素产生翘曲或断裂。
为了防止这些损伤，通常在封装前使用某种特定的中间层材料，将超薄晶圆临时键合到一个晶圆载板上，这种工艺称为临时键合工艺（Temporary Bonding）。在临时键合工艺中，将晶圆和晶圆载板临时黏接在一起的中间层材料一般是有机黏接剂材料，称为临时键合胶。
一、临时键合胶在先进封装中的应用
（一）超薄晶圆的发展
在高端电子产品，特别是智能手机、平板电脑、智能手表、游戏系统、可穿戴电子设备等消费类电子产品的驱动下，集成电路不断向更小、更薄、更轻及多功能和低成本的方向发展。过去，电子产品的功能在模块层次上就可以实现，如今则要求在封装层次上实现。因此，封装技术在集成电路等电子产品中的地位越来越重要。为了满足产品小型化的要求，在二维平面上制造集成电路的空间已经变得十分有限。因此，先进封装技术的发展主要集中到三维结构上，这样不仅可以减小封装体积，还可以提高电学性能，减小寄生效应和时间延迟。
基于上述优势，出现了许多垂直封装技术（3D封装），如堆叠封装（Package in Package，PiP）、叠层封装（Package on Package，PoP）、多芯片封装（MCP）、系统级封装、圆片级封装、TSV技术等。但是，无论采用哪种堆叠形式或集成方式，都不可避免地要求晶圆的厚度更薄。因此，减薄使晶圆超薄化已成为先进封装技术中的关键工艺之一。一般情况下，将厚度在100μm以下的晶圆称为超薄晶圆。在一些先进的封装应用中，需要将晶圆减薄至30μm，甚至到10μm以下（见图1）。随着封装技术的发展和电子元器件需求的不断提高，三维结构堆叠的层数越来越多，晶圆的厚度将越来越薄。因此，在先进封装技术中超薄晶圆的应用和发展将变得愈发重要。
图1 晶圆厚度的变化
超薄晶圆的主要优点包括：
（1）降低封装的整体厚度，特别是在先进的三维芯片堆叠封装和叠层封装中，进一步减小晶圆厚度是降低封装厚度的必然选择。
（2）增强散热，先进封装中的晶圆数量及其功耗不断增加，减薄晶圆可以有效降低热阻，改善散热效果。
（3）增强电学性能，采用超薄晶圆使得元器件间互连长度缩短，从而提高信号的传输速率、减少寄生功耗、提升信噪比。
（4）提高集成度，在三维集成硅通孔技术中采用超薄晶圆，在满足一定深宽比的要求下，制造节距更小、密度更高的硅通孔。
（5）降低成本，对超薄晶圆进行刻蚀、钻孔、钝化、电镀等后续工艺，其加工速度和产量都能够大大提高，同时可以有效降低材料使用成本。
基于这些优点，超薄晶圆得到了越来越广泛的应用。例如：圆片级封装这类高集成度的集成电路产品，需要使用超薄晶圆以进一步缩短互连长度，提高信号传输速率；系统级芯片类应用，需要使用超薄晶圆以尽量减小封装尺寸；功率器件及光伏产品要求更薄的基底材料，从而提高功率传输性能及透光性；柔性电子产品则要求更薄的芯片来确保良好的弯折性能。如图2所示，超薄晶圆的主要应用领域包括MEMS器件、CMOS图像传感器（CMOS Image Sensor，CIS）、中介转接层、射频器件、发光二极管、功率器件、光伏器件等。
图2 超薄晶圆的主要应用领域
超薄晶圆近年来的发展如图3所示。业界预测超薄晶圆市场至2027年达到93亿美元，复合年均增长率（CAGR）为2.3%。其中，产能最高的12英寸晶圆的CAGR将达到2.8%，这主要是由美国、加拿大、日本、中国及欧洲国家驱动的。2020年，美国的超薄晶圆市场将达到21亿美元，而中国市场将以CAGR 4.4%的增速至2027年达到18亿美元。从全球市场分布的角度来看，由于工业化和城市化的快速发展，不断推动集成电路产业的升级，加之劳动力成本低、消费类电子产品需求量大、经济状况良好等因素，因此亚太地区将成为超薄晶圆的主要市场。
图3 超薄晶圆近年来的发展
（二）临时键合工艺
1.超薄晶圆的支撑与保护
硅片的初始厚度一般为几百微米，减薄就是要将其背面的大部分体硅去除，体硅的去除虽然不会影响晶圆的电学性能，但会显著降低晶圆的机械性能。当硅片被减薄到100μm以下时，晶圆在工艺中产生的残余应力、机械强度降低，加之受到自身质量的影响，会表现出显著的柔性和脆性，很容易翘曲、弯折，甚至破裂（见图4）。
图4 超薄晶圆
因此，对于超薄晶圆，必须使用外部支撑的方法对其进行保护。可以提供机械支撑的方法有很多，主要包括将晶圆与载板晶圆连接、置于承载超薄晶圆的特殊卡盘中、黏附到晶圆划片膜上及采用键合或底部填充的方法使其形成封装结构等。这些支撑系统的使用，以及晶圆在不同系统之间的传输，在超薄晶圆的生产加工过程中都至关重要。晶圆在减薄过程中的精准固定、减薄后的可靠传输及完成器件制造后的分离划片等，都是超薄晶圆加工技术中面临的严苛挑战。
2.临时载板
采用临时晶圆载板（Temporary Wafer Carrier或Carrier Wafer，简称临时载板）对超薄晶圆进行保护和支撑是常见的方法，其在技术兼容性方面具有很多优势。
首先，超薄晶圆与临时载板键合后形成的叠层结构的尺寸与未经减薄的标准晶圆基本一致。因此，无须对现有的加工设备进行任何改造，或者添加特殊卡盘和片盒等配件即可直接使用，可实现标准晶圆加工与临时键合晶圆加工工艺间的无缝衔接与转换。
其次，临时载板的放置与去除仅需要添加临时键合机与解键合机两台设备，对生产线布局影响不大。临时键合晶圆的热力学性能与标准晶圆差别不大，可以采用与已在标准晶圆制造中得到质量认证的加工参数相同或相近的工艺配方进行加工制造。
最后，由于临时键合使超薄晶圆得到了充分的保护，使其可以承受机械压力、化学腐蚀、高温加热等各种加工条件，且后续的背面工艺不会受到超薄晶圆厚度的影响，从而大大提高了工艺的可行性和灵活性。
临时载板主要与晶圆正面结合，以便晶圆背面继续加工，因此对临时载板的表面有较高要求。临时载板材料首先要与功能晶圆兼容性好，以便进行对准及键合，同时要满足支撑强度高、厚度均一性好、不易被污染、可多次循环使用、成本低等要求。很多类型的刚性材料都可以用作临时载板材料，如硅、玻璃、陶瓷、蓝宝石、金属等，其中硅和玻璃比较常用，两者各有优缺点。
硅晶圆加工的设备和工艺都已成熟完备，采用硅载板的临时键合与标准硅晶圆的加工技术兼容性高，无须改造设备或调整工艺就可以实现生产制造。由于硅载板与功能晶圆的材料性能相匹配，因此在高温加工步骤中键合的晶圆叠层仍可以保持平整，从而保证了工艺可靠性。同时硅的热导率高，利于热量传导，可以提高加工速度和生产效率。然而，硅载板的材料参数固定，且透光性差，在一些特殊工艺中并不适用。
玻璃的机械和传热性能不如硅，由于玻璃载板与硅晶圆参数不匹配，因此会产生翘曲、应力等可靠性问题。使用玻璃载板的工艺比硅载板复杂，要求添加或改造工艺设备，并调整工艺流程和工艺参数。玻璃材料的优势在于透光性好，且根据不同的加工工艺和选材，可以调整其材料特性。因此，在许多有特殊要求的应用中需要采用玻璃作为临时载板材料，如在采用激光解键合时，玻璃载板良好的透光性使其成为必然的选择。
3.临时键合设备及工艺介绍
临时键合是实现先进封装中超薄晶圆制造和背面加工的关键工艺之一。这一工艺包括临时键合与解键合两部分，可以由EV Group、SUSS MicroTec等公司开发的专用设备完成（见图5）。同时设备供应商提供了典型的临时键合/解键合工艺流程。
图5 临时键合及解键合设备
如图6和图7所示，功能晶圆正面完成前道工艺加工后，在临时载板或功能晶圆上通过压合、粘贴或旋涂等方法制造一层中间层材料作为键合黏接剂；
翻转功能晶圆，使其正面与临时载板对准，然后将二者转移至键合腔进行键合；
完成临时键合后，对功能晶圆进行减薄，减薄一般包括机械研磨、化学抛光等步骤；
完成减薄后，进行深硅刻蚀、扩散阻挡层及种子层沉积、电镀、机械化学抛光、光刻、刻蚀、金属化等背面加工，形成再布线层、TSV等结构；
加工完成后，可以采用不同方式的解键合工艺将功能晶圆与临时载板分离；
对二者分别进行清洗后，将功能晶圆转移到划片膜或其他支撑系统中，以便进行下一步工艺，临时载板则可以马上进行再次利用。
在以上工艺流程中，仅添加了临时键合机与解键合机两台设备，其他步骤均可采用与标准晶圆制造相同的设备与工艺完成。
图6 EVG标准临时键合/解键合工艺流程示意图
图7 SUSS标准临时键合/解键合工艺流程示意图
（三）临时键合的要求
临时键合胶（Temporary Bonding Adhesive）是把功能晶圆和临时载板黏接在一起的中间层材料。这种材料具有成本低、键合温度低、键合强度高、对键合表面质量要求不高、载板多样性好、工艺制程简单且兼容性好等优点，是晶圆减薄工艺的关键材料。
从晶圆背面工艺的复杂程度的角度考虑，可以将需要临时键合的产品分为两类：一类是圆片级封装产品，这类产品需要在减薄晶圆上制造再布线层，由于工艺相对简单、制造成本低、产量高等优点，因此在中低端电子产品中的应用非常广泛；另一类是基于TSV技术的3D、2.5D集成产品，这类产品在制造再布线层前需要在减薄晶圆上进行钻孔、填孔、机械化学抛光等一系列TSV相关工艺，步骤多、技术复杂、加工难度大、制造成本较高，但其集成度高并具有出色的电学性能，适合应用在高端电子产品中。
与此对应，临时键合材料主要应用在以扇出型圆片级封装（FOWLP）、三维堆叠圆片级封装（3D WLP）为代表的圆片级封装中和以三维集成电路封装（3D IC）、2.5D无源中介转接层（Interposers）封装为代表的基于TSV技术的三维封装中。
对于不同加工要求的产品，其对应的临时键合在键合方法、键合工艺和材料选择上有所区分，以对超薄晶圆提供更有效的保护支撑。
以Via-last TSV结构的两种制造工艺为例，一种是Bump-last工艺，另一种是Bump-first工艺，图8和图9分别展示了两种工艺的流程。Bump-last工艺首先进行临时键合和晶圆减薄；然后采用干法刻蚀形成TSV；接着沉积氧化层和种子层；接下来电镀填孔并制造再布线层；最后在电镀凸点等完成后去除临时载板。在Bump-first工艺中，TSV和再布线层制造与Bump-last工艺基本相同，凸点制造在临时键合前已经完成，所以在再布线层工艺结束后即可去除临时载板和键合胶材料，露出在减薄及背面工艺中被保护的凸点结构。
图8 Bump-last工艺流程示意图
图9 Bump-first工艺流程示意图
两种工艺的制造顺序不同，对临时键合材料的要求也不同。在Bump-last工艺中，可以采用厚度较薄的黏接层；而在bump-first工艺中，需要更厚的黏接层以保护已制造好的凸点结构。但是，黏接剂的导热性能不好，在等离子体增强化学气相沉积法（Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，PECVD）等高温工艺中不能有效散热，会使键合界面温度升高，从而导致黏接层失效。因此，需要选用热稳定性较高的临时键合胶。另外，黏接层厚度越大，厚度均一性越难保证，因此需要在键合前后检测总体厚度变化，并调整优化键合工艺参数。凸点结构的机械性能在高温下不够稳定，建议尽量采用可以在室温下进行的工艺。
通常，需要晶圆减薄并进行背面加工工艺的先进封装都会使用临时键合胶。因此，随着超薄晶圆在先进封装中广泛应用，对临时键合材料的需求几乎已经遍及了整个晶圆减薄市场，并具有广阔的发展前景。
对于临时键合材料，一方面要求其能够将晶圆叠层紧密地键合在一起，使功能晶圆得到可靠的支撑和保护，并可承受后续工艺中机械压力、化学腐蚀、高温加热等一系列严苛的加工条件（见图10）；另一方面在加工完成后，要求可以通过快速简便的方法将功能晶圆和临时载板安全分离。
图10 典型背面工艺中的加工条件
临时键合胶是确保整个临时键合工艺顺利实现的关键，而材料的选择与其对应的工艺流程是密不可分的，因此必须综合考虑材料性能、工艺可行性、生产效率等多方面因素。临时键合材料需要满足的几点基本要求如下。
1）热稳定性高
晶圆的临时键合体系需要经受晶圆背面加工过程中的许多高温工艺，如介质层沉积、聚合物固化、回流焊、金属烧结、晶圆永久键合等。其中有些工艺温度会高达400℃以上，这些高温工艺会导致多种材料或互连失效。因此，热稳定性是临时键合材料需要具备的重要特性之一。
临时键合胶的热稳定性是指在高温工艺中，材料对分解和排气的耐受能力。常见的高温失效现象表现为材料分解后产生气体，在晶圆键合界面间的局部区域形成孔洞，最终导致分层。使用真空腔进行临时键合，可以将黏接剂中挥发性溶液产生的气体有效排出。然而，真空腔会加剧挥发性分解物质的形成。
热稳定性的评估方法有很多，其中热重分析（Thermogravimetric Analysis，TGA）是一种比较简便的常用方法。TGA可以测量临时键合胶随温度和时间变化的质量损失。该实验在开放的容器内进行，高温加热使材料分解，释放出气体，因此质量减小。在实际晶圆键合情况下，热分解产生的气体被限制在晶圆之间的狭小空间中，无法释放出去，随着气体的压力增大，最终界面分层。TGA的测量结果虽然与实际工艺并不完全一致，但仍可以作为评估材料热稳定性的合理参考指标。TGA测量的热失重曲线如图11所示，材料在高温条件下的失重百分比越低，其热稳定性越高。热稳定性较高的材料可以有效地增大临时键合胶使用的工艺温度范围，保证键合晶圆在背面工艺过程中完好无损。
图11 TGA测量的热失重曲线
2）化学稳定性高
临时键合胶必须对各种强酸、强碱等腐蚀性化学试剂有较高的耐受力，如抛光液、刻蚀硅和金属的药液、电镀液等。在进行晶圆背面加工工艺过程中，会使用到多种化学试剂，包括氧化剂、强酸、强碱及多种有机溶剂。因此，在不同温度下经历多种严苛工艺的临时键合胶需要具有良好的化学稳定性。
抗化学腐蚀能力差的临时键合胶会导致键合界面分层和破片的发生。在评估临时键合胶的化学稳定性时，首先将晶圆键合对置入不同的化学试剂中，设定加热温度和浸泡时间，然后进行解键合测试，观察键合对是否出现剥离或腐蚀等现象。
集成电路制程中常用的化学溶剂为丙酮、N-甲基吡咯烷酮、盐酸、过氧化氢（又称双氧水）、氢氧化钾、四甲基氢氧化铵、硝酸、甲醇、异丙醇、乳酸乙酯、丙二醇甲醚等。通过表1所示的化学试剂测试而不发生剥离现象的临时键合胶具有较好的化学稳定性。
表1 临时键合胶的典型化学稳定性测试
3）黏接强度高
临时键合胶对不同材料的晶圆（硅、玻璃等）及金属层、介质层等材料表面需要具有很高的黏接强度。作为临时键合体系中的黏接层，临时键合胶必须具有足够的黏接强度以保证功能晶圆不会在工艺过程中产生滑移。
当评估临时键合胶的黏接强度时，可以采用剪切测试的方法，测量室温下晶圆键合对间黏接层的剪切力（见图12）。通常，当剪切强度大于20MPa时，则认为临时键合胶的黏接强度足以满足功能晶圆的整个加工工艺要求。此外，临时键合胶的黏接强度可以通过添加交联剂或偶联剂等方法进行调节。
图12 剪切测试示意图
4）机械稳定性好
临时键合胶需要具有较好的保护支撑性，在晶圆的减薄、抛光等工艺中提供良好的支撑，有效保护晶圆上的轮廓、线路及晶圆的边缘，且对表面金属没有腐蚀性。在晶圆背面加工工艺中有很多热循环过程，因此希望降低临时键合胶的热膨胀系数，减小其与晶圆材料的热失配，使内部机械热应力最小化，以便在整个工艺过程中，键合的晶圆和临时载板能够时刻保持较低的翘曲度，保证后续工艺的顺利进行。
热膨胀系数可以通过热机械分析（Thermomechanical Analysis，TMA）进行测量。所有物质都会因温度改变而产生涨缩变化，高分子聚合物材料的一个重要参数是玻璃化温度（Tg）。
如图13所示，当聚合物材料升温到某种温度区间时，会由原先常温下较坚硬的“玻璃态”，转化为高温下较柔软且具有塑性的“橡胶态”。TMA曲线记录了样品的厚度随温度的变化，利用外推法可知两条曲线延伸虚线的交点所指示的温度，即材料的Tg。Tg前后的曲线斜率有明显差异，说明了两者截然不同的热膨胀系数，即α1和α2。在每段温度范围内，近似地认为厚度与温度呈线性关系，因此计算曲线的斜率，即可得到所测材料在该温度范围内的热膨胀系数。
图13 聚合物材料TMA曲线示意图
5）均一性好
增加临时键合胶的厚度有利于补偿晶圆表面形貌、改善超薄晶圆的翘曲。键合工艺测试表明，为了保证晶圆的平整，黏接层的厚度至少要大于15μm。同时，涂覆在晶圆表面的临时键合胶厚度必须非常均一，即具有较高的平整度与连续性。厚度不均一的黏接层，会导致晶圆在背面加工工艺中发生翘曲和破损。
对于涂胶和临时键合后的黏接层表面平整度，正常规格要求在胶层厚度的±2%区间内变化，总厚度变化（Total Thickness Variation，TTV）要小于2μm。涂胶工艺中的厚度控制是实现良好键合的重要保障。反射法测量旋涂后的临时键合胶厚度均一性如图14所示。
图14 反射法测量旋涂后的临时键合胶厚度均一性
6）操作性好
临时键合胶的键合及解键合的工艺流程需要与现有前后道工艺设备兼容，工艺相对简单，具有较高的成品率。当整个集成工艺完成后，可以采用多种解键合方法（如加热、激光、化学、外力等）使黏接层失效，之后将晶圆键合对分离，其上残余的临时键合胶可以用溶剂清洗或其他手段彻底去除，达到晶圆表面无残留，且对晶圆没有任何污染的效果。
除以上几点要求外，临时键合胶对产品的适用性、工艺加工窗口、工艺加工时间、良率、成本等都是影响材料选择的重要指标。
二、临时键合胶类别和材料特性
（一）临时键合胶分类
1.按临时键合胶的物理形态分类
按照材料的物理形态分类，临时键合胶可以分为蜡状物（Wax）、复合胶带（Tape）和旋转涂敷（Spin-coating）黏合剂。
蜡状物黏合剂是比较早得到应用的临时键合材料，一般需要用专用的涂胶系统将其涂敷到临时载板上。蜡状物黏合剂的使用温度较低，即使是耐高温类的材料一般也只能承受170℃的工作温度。
影响蜡状物黏合剂被大规模使用的一个主要原因是其复杂的解键合和清洗过程。为了去除蜡状物黏合剂，需要将晶圆键合对在价格昂贵的化学溶剂中浸泡很长时间，溶剂用量大且需要经常更换，导致生产效率低、成本高而且晶圆在清洗过程中可能会因为缺乏有效的保护支撑而产生破裂等可靠性问题。
复合胶带黏合剂一般采用双面结构（见图15），在采用层压法键合时将保护膜去掉，使热释放层与具有保护涂层的功能晶圆表面结合，黏接层与临时载板表面结合，这样在室温下就可以完成可靠的键合。在加热解键合后，复合胶带黏合剂几乎没有残留，清洗简便。
复合胶带黏合剂的缺点是厚度均一性差，以及使用温度偏低（＜180℃）。经过多年技术改进，复合胶带黏合剂可以实现TTV＜2μm，热稳定性也有所提升，加之工艺简单的优势，其在超薄晶圆加工中得到了普遍应用。
图15 复合胶带黏合剂双面结构示意图
旋转涂敷黏合剂是目前最常用的临时键合胶。液态材料通常采用旋转涂敷的方法施加到固体材料表面上形成涂层，旋转涂敷工艺的加工速度快、温度调节范围大、可适用材料广泛。将液态黏合剂通过旋转涂敷工艺施加到晶圆表面，可以达到最佳厚度控制，膜厚变化小于1%，总厚度可以达到几十微米，非常适用于对整个表面均一性要求较高的大尺寸晶圆，以及制造带有凸点结构晶圆的无孔洞厚胶保护膜。
旋转涂敷黏合剂的热稳定性明显高于其他两种键合胶，可以承受250℃的高温，一些耐高温类的材料可以承受的温度达到400℃以上，扩大了加工工艺窗口，且材料溶解性好，解键合后可以在化学溶剂中被快速清洗掉，没有残胶问题。
2.按临时键合胶的基础黏料分类
临时键合胶是在基础黏料中加入助剂混合配比形成的。可用作基础黏料的高分子聚合物材料包括热塑性树脂（Thermoplastic）、热固性树脂（Thermoset）、光刻胶（Photoresist）等。助剂包括增黏剂、抗氧剂和流平剂等，通过改变助剂的含量和配方，可以优化和调节某些特定的材料参数。临时键合胶的材料性能主要是由基础黏料的性质决定的，因此基础黏料的选择至关重要。
1）热塑性树脂
热塑性树脂的特性是受热软化、冷却硬化。在常温下，这类树脂材料呈现固体形态，是具有高分子量的线型或带少量支链的聚合物，分子间没有交联。在加热加压条件下，热塑性树脂会软化流动，但分子结构基本没有变化，不发生化学反应。当受热的温度和时间超过一定范围时，热塑性树脂会发生降解或分解。
热塑性树脂的优点是容易加工成型、变形能力大、抗冲击性能好、可以返工、易于清洗等；其缺点是耐热性不佳、刚度较低。
常见的热塑性树脂包括聚氯乙烯（PVC）、聚酰胺（PA）、橡胶等。
2）热固性树脂
热固性树脂的特性是其在加热加压作用下，会发生化学反应而固化成型。这一反应是不可逆的，之后受热不会再次软化，且不能溶解。
这类树脂材料在固化前分子量不高，呈现为固体或黏稠液体形态，在成型过程中黏度降低，可以软化流动，并具有可塑性。当发生化学反应后，热固性树脂的分子间交联固化，形成稳定的高分子量体型结构。
当受热温度过高时，热固性树脂会发生分解或炭化。热固性树脂的优点是耐热性好、刚度大、硬度高、尺寸稳定性高；其缺点是性脆、机械性能较差。
常见的热固性树脂包括环氧树脂、酚醛树脂、有机硅树脂等。
3）光刻胶
光刻胶又称为光致抗蚀剂，是一种对光敏感的混合液体，主要成分是感光树脂、增感剂和溶剂。当光线照射感光树脂后，曝光区域内会发生化学反应，溶解性、亲合性等材料的物理特性发生显著变化。使用适当的显影液进行处理，可溶解的部分被去除，则得到需要保留的图形。
按照感光树脂的化学结构分类，光刻胶可以分为光聚合型、光分解型、光交联型三类光刻胶；按照化学反应机理和显影原理分类，光刻胶可以分为负性和正性两类光刻胶。
光刻胶材料利用其感光特性，可以把制造在掩模版上的图形转移到晶圆表面的氧化层中，还可以在后续的刻蚀、离子注入等工艺中，保护下面的材料。由于光刻胶具有耐热性高、工艺简单、涂层平整度好等优点，因此适合用作临时键合胶。
常见的光刻胶包括聚酰亚胺（Polyimide）、苯并环丁烯（Benzocyclobutene，BCB）等。
以下介绍几类应用在临时键合胶中的主要基础黏料。
（1）橡胶（Rubber）类的塑料，属于热塑性树脂，以热剪切或溶剂溶解方式分离。
（2）丙烯酸类型（Acrylic），以激光辅助方式分离。
（3）聚酰亚胺类（Polyimide），需要化学溶剂溶解或激光辅助。
（4）有机硅胶（Silicone），可以纵向拉伸分离。
（5）氨基甲酸乙酯（Urethane）类塑料，使用化学溶剂溶解分离。
（6）苯并环丁烯（Benzocyclobutene，BCB），使用化学溶剂溶解分离。
3.按键合与解键合方式分类
临时键合胶的键合与解键合都是通过输入外界能量（如光、热及外力）使临时键合胶的黏接性能生效或失效来实现的。能量输入的方式需要根据临时键合材料的性能及临时键合工艺的要求等因素进行选择。
临时键合的主要方式为加热固化和UV固化两种，光刻胶类的感光树脂材料可以进行UV固化键合，其他黏合剂材料大都采用加热方法实现键合。
临时键合区别于永久键合的关键是其解键合工艺。解键合工艺分为热释放解键合（Thermal Release Debond）、化学释放解键合（Chemical Release Debond）、激光解键合（Laser Debond）、机械释放解键合（Mechanical Release Debond）等。
解键合工艺的具体介绍如下。
1）热释放解键合（Thermal Release Debond）
热释放解键合采用加热的方法使临时键合胶的黏度降低，从而实现功能晶圆与临时载板的分离。针对不同的基础黏料，热释放解键合又可以分为热滑移解键合和热分解解键合。
（1）热滑移解键合（Thermal Sliding Debond）。
热滑移解键合是利用热塑性黏合剂受热软化、冷却硬化特性而开发出来的一种独特的解键合工艺。在温度较低时，热塑性黏合剂的黏度高、硬度大，可以给临时键合结构提供足够的保护支撑。当热塑性黏合剂被加热至玻璃化温度，即解键合温度以上时，其黏度和硬度大大降低，此时就可以通过滑移的方式将功能晶圆从临时载板上分离下来，如图16所示。
图16 热滑移解键合过程示意图
热滑移解键合的原理比较简单，但在实际应用中需要非常细致的工艺设计。
为了实现滑移分离，要对临时键合结构施加剪切力，如果超薄晶圆没有适当的支撑则可能发生断裂，制造好的凸点可能被损伤。因此，在整个解键合过程中，需要将功能晶圆的背面安装在晶圆卡盘中，在解键合完成后则将功能晶圆转移到装有划片膜的框架上进行支撑保护。另外，在解键合工艺中要对温度严格控制，临时键合结构的两侧需要同时加热，保证热塑性黏合剂始终处于均匀的低黏度、半液体状态，以便滑移分离的顺利进行。
热滑移解键合的优点是，适用于多种材料的载板、在解键合过程中功能晶圆可以得到有效的保护、残余的黏合剂易清洗。其主要缺点是，解键合温度为热塑性黏合剂能承受的最高温度，这使热预算受到严重限制，很多高温的晶圆背面工艺都无法实施。
目前，热滑移解键合临时键合胶产品主要包括美国Brewer Science公司的WaferBond HT-10.10及国内化讯半导体材料有限公司生产的Samcien®WLP TB18和Samcien® WLP TB1202等。其中，化讯半导体材料有限公司的热滑移解键合临时键合胶已经为国内的部分先进封装测试企业批量供货，该材料目前主要用于超薄指纹识别芯片的封装工艺过程。
（2）热分解解键合（Thermal Decomposition Debond）
热分解解键合的原理是，高分子聚合物在高温下分子链发生断裂，聚合物分子量急剧下降，宏观表现为材料的强度、延展性等性能显著降低，黏度同样大幅降低，从而实现键合结构的分离。
热分解解键合适用于热固性黏合剂材料。固化后的临时键合胶，在氮气环境下被加热到350℃以上的高温，会发生热分解使临时键合胶失去对晶圆的黏性。热分解解键合示意图如图17所示，当临时键合胶被完全分解后不会有任何残留，可以小心地采用楔形移动设备将功能晶圆从临时载板上移开。
图17 热分解解键合示意图
热分解解键合的优点是，适用于多种材料的载板、无须施加外力、黏合剂无残留。其主要缺点是，解键合温度较高，可能对功能晶圆中的电路产生不良影响。
目前，化讯半导体材料有限公司已经研发出相关的双面胶带样品Samcien®TED 4180，该产品有望应用于扇出型封装的临时键合工艺。
2）化学释放解键合（Chemical Release Debond）
化学释放解键合是一种几乎不产生应力的工艺，非常适用于小批量生产研发。化学释放解键合的过程是将晶圆键合对浸没到对应的化学溶剂中，使临时键合胶在超声波或兆声波辅助条件下溶解或分解，如图18所示，从而实现功能晶圆和临时载板的分离。
图18 化学释放解键合过程示意图
由于功能晶圆与临时载板之间的空隙通常只有10～30μm，因此使用化学溶剂来溶解临时键合胶的过程非常漫长。为了加快溶剂的扩散和溶解过程，使临时键合胶与化学溶剂有效反应，通常需要使用带孔的临时载板。
化学释放解键合的优点：适用于多种材料的载板、溶解温度低、不产生应力，不需要复杂的解键合设备且操作简单。其缺点：在临时载板上开孔不仅会增加制造成本和复杂性，还会降低载板的机械强度，对晶圆减薄的均一性造成影响；载板开孔不易清洗，且临时键合胶会从载板开孔处与卡盘接触造成污染；化学释放使键合结构分离后，功能晶圆单独悬浮在溶剂中，可能会由于得不到有效支撑保护而造成损伤；解键合时间长且溶剂用量大。因此，化学释放解键合多用于对产量和可靠性要求不高的产品中。
目前已经批量生产并供应的化学释放临时键合胶产品，主要包括美国Brewer Science公司的WaferBond® CR-200及国内化讯半导体材料有限公司生产的Samcien® WLP CB1228等。
3）激光解键合（Laser Debond）
激光解键合是一种无应力的解键合方法，其原理是利用光源的照射使聚合物黏合剂发生光分解，降低黏度从而与界面分离。此类临时键合胶包括黏接层和释放层两层材料，黏接层涂覆在功能晶圆表面，释放层涂覆在透明的玻璃载板上。
在解键合时，将临时键合结构放入解键合腔中，无须加热加压，选择特定波长的激光光源，设置脉冲能量并透过玻璃载板，将激光光源集中投射到黏接层和释放层的界面上，键合界面的黏度迅速降低。当功能晶圆保持在卡盘上的时候，临时键合胶即可从晶圆上剥落，临时载板随后可从叠层上移除（见图19），从而实现功能晶圆和临时载板的分离。
图19 激光解键合过程示意图
激光解键合的优点包括室温操作、无应力、解键合速度快、适合于大批量生产。然而，应用这种方法必须使用透光性好的玻璃作为临时载板，不能使用成本低廉、工艺兼容性优异的硅载板。
目前，激光解键合临时键合胶产品主要包括美国Brewer Science公司的BrewerBond® 701及国内化讯半导体材料有限公司生产的Samcien® WLP LB203及Samcien®WLP LB208等，化讯半导体材料有限公司的相关产品已经通过一些圆片级封装客户的生产线验证，即将获得规模化应用。
4）机械释放解键合（Mechanical Release Debond）
机械释放解键合是指对临时键合结构施加垂直于表面方向的拉力，使得临时载板从功能晶圆表面剥离（Peel off或Lift off），如图20所示。
图20 机械释放解键合过程示意图
适用于机械释放解键合的临时键合胶可以承受很强的剪切力，在减薄过程中可以为晶圆提供有效保护。在垂直方向上，通过一个或多个释放层的设计控制材料黏度，在室温下施加很小的拉力就可以使键合结构分离。
当进行机械释放解键合时，需要使用配有特殊剥离卡盘的解键合设备。功能晶圆被固定在装有划片膜的框架上，框架吸附在真空卡盘上；临时载板被固定在真空卡盘上。沿着载板边缘的解键合线均匀施加很小的初始拉力，解键合波会迅速传遍整个键合界面，功能晶圆与临时载板分离。
机械释放解键合的优点是可适用于多种材料的载板、可以在室温及较低的应力下实现、解键合时间短、适用于大规模量产。其缺点是需要配备特殊的卡盘系统。此外，虽然在解键合过程中仅对临时载板施加拉力，这使剥离时功能晶圆的受力尽量减小，但机械应力仍可能对晶圆表面的电路造成损伤。
目前，国际上主要以Brewer Science公司的BrewerBond® 220和BrewerBond® 305为键合材料，以BrewerBond®510为释放层材料进行机械释放解键合；国内主要以化讯半导体材料有限公司生产的Samcien® WLP MB4118为键合材料，以Samcien® WLP MB3100为释放层材料进行机械释放解键合，这些产品已经通过先进封装测试客户的生产线验证，获得了良好的市场反应。
（二）典型产品介绍
目前市场上临时键合胶产品多被国外供应商垄断，主要包括Brewer Sciences的WaferBond和ZoneBond系列产品、3M的LTHC系列产品、DuPont的HD-3000系列产品、Thin Materials的T-MAT系列产品、Dow Corning的WL系列产品、东京应化工业株式会社（TOK）的Zero Newton系列产品和Dow Chemical的Cyclotene系列产品，这些临时键合胶的相应产品特性如表2所示。
表2 主要临时键合胶的产品特性
不同的材料供应商采用不同的工艺方法，因此他们对临时键合胶的性能、设备要求及载板的选择各不相同。目前已经商业化的产品只能满足临时键合胶材料的部分性能要求，在某些应用特性方面还不能完全满足封装工艺的要求，仍有很多方面的挑战亟待解决，还需要进一步的深入研究。
以下针对几款目前市场上主流的临时键合胶产品及其工艺特点进行详细的介绍。
1）WaferBond HT-10.10
WaferBond HT-10.10是一种热塑性黏合剂，基础黏料为聚烯烃混合物，在室温下其黏度非常好，解键合与清洗比较方便。
WaferBond HT-10.10产品工艺流程图如图21所示。黏合剂以溶剂的形式被旋涂到临时载板上并进行烘烤；将功能晶圆翻转后与临时载板对准，在真空腔中加热键合，键合温度约为180℃，键合压力小于8kN；在解键合前先用卡盘保护功能晶圆，再加热，黏合剂随温度上升会变软，在温度和横向力的共同作用下实现功能晶圆与临时载板的分离；减薄后的功能晶圆需要进行溶剂清洗去除残胶；最后将功能晶圆用适当的方式保护支撑。
图21 WaferBond HT-10.10产品工艺流程图
这种将晶圆键合对通过滑移剥离的方法即热滑移解键合。WaferBond HT-10.10与很多其他的热塑性黏合剂都适于采用热滑移解键合的方法。
WaferBond HT-10.10的键合过程非常简单，但解键合过程比其他方法复杂，要考虑热滑移过程及后续清洗过程中对晶圆的保护。此外，WaferBond HT-10.10的软化点仅为180℃，对于200℃以上的键合温度的耐受能力较差，其高温黏接性能仍需改善。
2）3M晶圆支撑系统
3M公司开发的晶圆支撑系统是基于UV固化键合和激光剥离两个过程的。其临时键合胶的材料体系主要由两种组分构成，一种是可以在室温下UV固化的黏合剂，另一种是能够吸收激光能量并进行光热转换的黏接材料，称为光热转换材料（Light to Heat Conversion Material，LTHC）。
3M晶圆支撑系统工艺流程图如图22所示，在功能晶圆上旋涂UV固化黏合剂用于临时键合及晶圆保护，同时在玻璃载板上旋涂LTHC作为剥离层；将玻璃载板翻转后与功能晶圆对准，使UV激光透过玻璃载板照射到功能晶圆的黏合剂上实现UV固化键合；在解键合前将功能晶圆一侧放置在划片膜上进行保护，激光穿过玻璃载板作用在LHTC上，实现玻璃载板的去除；最后将功能晶圆上的保护层用脱膜胶带揭掉。在整个解键合过程中，功能晶圆都由划片膜保护支撑，在解键合工艺完成后不需要清洗。
图22 3M晶圆支撑系统工艺流程图
3M公司的这种晶圆支撑系统的优点是在室温下即可实现键合与解键合、解键合应力低、超薄晶圆始终被有效保护、可以选择具有更高热稳定性的临时键合胶、解键合后不需要清洗等。然而，激光解键合必须使用透明的玻璃载板，且解键合完成后需要将功能晶圆从UV固化的保护膜上分离开来，增加了一步工艺，在一定程度上降低了解键合效率。
3）T-MAT
T-MAT的临时键合工艺应用了机械释放解键合的方法，利用释放层使黏接材料的热学和力学性能分离。在室温下施加垂直方向的拉力使晶圆键合对解键合，以便对临时键合胶的热稳定性进行调节。
T-MAT产品工艺流程图如图23所示，在功能晶圆上旋涂前驱体材料，并通过PECVD形成一层100～150nm厚的释放层；同时在临时载板上旋涂一层弹性体，这是一种高温材料，在180℃左右固化使功能晶圆与临时载板键合；在解键合前将功能晶圆一侧放置在划片膜上进行保护，并用真空卡盘吸附划片膜，临时载板也用真空卡盘吸附；沿临时载板边缘在垂直方向上施加很小的初始拉力，解键合波会在键合界面迅速扩散并将功能晶圆与临时载板分离；最后对功能晶圆进行溶剂清洗去除残胶。
图23 T-MAT产品工艺流程图
T-MAT产品的特点是其释放层可以使黏接材料在平面内具有很强的黏接强度，以承受晶圆减薄等背面工艺中的剪切力；而在垂直方向上的黏接强度非常弱并可调，可以实现室温下的机械释放解键合。然而，机械释放解键合必须通过特殊的卡盘进行操作，加大了工艺复杂性，解键合线的设计也会影响解键合波的传递及解键合效率。
三、新技术与材料发展
临时键合技术的开发必须由材料供应商（如Thin Materials、Brewer Science、3M、TOK、Fujiflim等）与设备供应商（如EVG、SUSS等）一起，联合各大研究机构进行深度合作，从材料选择、配方调整、设备改进、工艺优化等多个方面共同研发，针对不同产品的需求提供适合的解决方案。
1）ZoneBond技术
ZoneBond技术的创造者是全球领先的薄晶圆加工材料与工艺专业企业——Brewer Science公司。该公司与EVG和SUSS等设备供应商通过技术合作，将ZoneBond技术成功商业化。
ZoneBond技术的关键是对临时载板进行分区（见图24）。ZoneBond技术示意图如图25所示。首先通过选择性表面处理，把临时载体表面划分为中心区和外围边缘区两个区域。中心区（Zone1）进行化学处理，其相对于临时键合胶的黏接强度大幅降低；没有被处理的外围边缘区（Zone2）则保持较强的黏接强度。当功能晶圆与分区后的临时载板通过黏接材料键合时，键合对主要靠载板的Zone2实现黏接，因此又称为边缘键合（Edge bond）。在完成减薄和背面工艺后，使用化学溶剂将Zone2的临时键合胶去除。此时支撑功能晶圆的是Zone 1的临时键合胶，而其黏接强度很弱，在室温下仅需要较低的外力就可将临时载板与键合胶剥离开来。
图24 分区载板
图25 ZoneBond技术示意图
ZoneBond技术支持高温研磨和背面加工，并支持低应力解键合，为临时晶圆键合、薄晶圆加工和解键合应用提供了新的思路，解决了晶圆厚度过薄产生的加工难题。ZoneBond技术允许使用硅、玻璃和其他材料制造临时载板，在黏合剂的选择上更加灵活，其工艺及设备使用与现有的临时键合平台兼容。此外，ZoneBond技术的解键合过程无须在晶圆上施加垂直力，可在室温下实现键合对分离，显著降低了超薄晶圆破损的风险。
2）电化学解键合技术
作为一种常温低应力解键合技术，电化学解键合技术使用的是具有电化学活性的聚合物黏合剂材料，名为Electrelease（ER）。ER材料同时具有基体功能（Matrix Functionality）和电解功能（Electrolytic Functionality），基体功能使黏合剂将晶圆键合在一起，电解功能可提供足够的离子导电性使键合对在界面处发生电化学反应（Faradaic Reaction）。
电化学解键合技术的主要原理是，在对键合体系施加一定的电压时，阳极表面发生氧化反应形成氧化物，黏合剂与界面间的结合强度降低。
电化学解键合技术示意图如图26所示，首先在功能晶圆上溅射一层金属材料作为施加电压时的阳极部分，在临时载板上旋涂经过稀释的ER黏合剂，然后进行晶圆对准及键合，完成减薄工艺。在解键合前，将临时载板固定在金属板上，一方面作为施加电压的阴极部分，另一方面便于拿持临时载板；功能晶圆则用UV划片膜进行保护。以与功能晶圆和临时载板接触的金属层为电极加载外部电压，在功能晶圆一侧施加电压，则阳极界面上发生解键合，黏合剂的结合力大幅降低，功能晶圆很容易被剥离下来。
图26 电化学解键合技术示意图
电化学解键合技术采用室温下低应力解键合，避免使用化学溶剂，是一种有效的临时键合方法。然而，施加外部电压需要在功能晶圆和临时载板侧设计金属层作为电极，增加了技术复杂性。此外，黏合剂材料的多样性和性能优化需要进一步的研究。
3）移动静电载板技术
移动静电载板（Mobile electrostatic carrier，e-carrier）技术是一种新的利用带静电的载板来承载超薄晶圆的技术（见图27）。在载板正面制造一对相同的大电极盘，在两个电极盘上沉积多层介电材料进行电荷存储，并使载板表面与外界绝缘。当功能晶圆被放置在载板上时，开始用外接电源对载板上的电极充电。充电后生成的静电场使功能晶圆背面的载荷子（电子与空穴）分离，在功能晶圆与载板之间产生吸引力形成一组键合对结构。充电完成后电源被断开，静电力可以持续作用很长时间。键合对与平板电容器相似，其间的静电力F可以用如下公式计算：
式中，ε是绝缘层的介电常数；A是电极面积（一般为功能晶圆表面积的一半）；d是电极和功能晶圆的距离；U是外接电压。
图27 移动静电载板原理结构
这种带静电的刚性载板可以采用硅、玻璃、陶瓷等多种材料制造。选用硅作为载板材料，可以带来热导率高、热膨胀系数匹配、工艺兼容性好等许多优势。其中，高质量的薄膜制造对静电载板的性能尤为重要，其原因包括以下两点。
（1）为了保持静电力长时间有效，必须要求电极与功能晶圆间，以及电极与载板间具有很好的绝缘性。
（2）绝缘层的厚度越薄，静电力越大，硅晶圆的多种标准薄膜制造工艺正好满足这一需求。
静电载板需要具备的重要特性是在与外接电源断开后，可以在高温工艺条件下长时间保持静电力。实验表明，采用静电载板保护的键合对在室温下，其高静电势可以多日保持稳定，因此为超薄晶圆的安全运输、存储及操作提供了潜在的解决方法。其他研究显示，静电载板可以承受回流焊、刻蚀、溅射、PECVD等多种高温、等离子工艺条件。当温度超过300℃时，较高的漏电流会使电极快速放电。然而，即使在电极放电后，静电力仍然存在。
这一现象可以用约翰逊-拉别克效应（Johnsen-Rahbek Effect）来解释，即注入绝缘层的电荷，因为与表面距离近，存在持续充电效果强大的静电场，因此高温漏电流并不一定会降低静电力。
静电载板在液体环境中存在一些问题。例如，在刻蚀液或电镀液中，液体会流入静电载板与功能晶圆的空隙，有介电性的液体会向电场强度高的方向流动，这一化学渗漏可能对晶圆功能面造成腐蚀、污染等损伤。如果焊盘保护不当，那么低电阻率的液体会导致电极放电。虽然可以使用聚合物制造密封环结构防止液体渗入，但这增加了工艺复杂度，也降低了系统热稳定性。
静电载板的制造可以达到很高的平整度，在直径200mm和直径300mm的晶圆面积上厚度变化范围在1～2μm之间，可以满足三维叠层应用的精度要求。静电载板系统的临时键合与解键合效率都高于临时键合胶系统，但要求晶圆背面必须导电，更多地适用于带有背面金属层的晶圆。
静电场对正常厚度功能晶圆的电学性能影响不大，但当晶圆被减薄到100μm以下，且采用超薄栅极氧化层时，需要进一步评估其电场强度的影响。
静电载板系统可以与临时键合胶系统形成组合工艺系统。如图28所示，静电载板可以作为解键合完成后的晶圆载体，继续完成后续的晶圆正面工艺，如再布线层、凸点制造等。静电载板具有传输转接功能，类似于卡盘，可以辅助临时键合与解键合工艺操作。
图28 静电载板系统与临时键合胶系统的联合应用
4）气流喷射解键合技术
气流喷射解键合技术（Air Jetting Wafer Debonding）是Micro Materials Inc（MMI）开发的一种在室温下通过气流喷射进行机械释放解键合的技术，该技术需要配合该公司自主研发的临时键合胶使用，当需要解键合的时候首先利用气流在临时载板边缘喷射出一个气孔，然后向气孔中持续进行气流喷射扩大分层，最后将临时载板和功能晶圆分开。
图29所示为气流喷射解键合原理图，图30所示为气流喷射解键合工艺流程图。
图29 气流喷射机械解键合原理图
图30 气流喷射解键合工艺流程图
5）无载板系统
键合需要足够的黏接强度，而解键合需要降低黏接强度，这两种要求相互矛盾，加之晶圆背面的高温工艺要求，临时键合材料的选择及应用存在一定的局限性。因此，无载板系统（Carrierless System）的出现成为了操作超薄晶圆的一种有效方法。
无载板工艺是指在晶圆减薄时，保留边缘2～3mm宽度的圆环部分作为支撑，从而提供足够的机械稳定性，降低弯曲变形的风险，晶圆内部被减薄的部分可以在没有其他外部支撑结构的情况下，完成后续的背面加工工艺。这种新型减薄工艺是由Disco公司最早研发的，称为TAIKO工艺。支撑圆环部分可以在整个晶圆制造工艺完成后，采用研磨或激光切割等方法去除。
如图31和图32所示，支撑圆环结构的设计需要与晶圆背面工艺兼容。如果采用连续圆环，则旋涂和清洗等工艺中的液态材料无法有效排出晶圆区域。因此，必须在圆环上设计导液槽结构，且开槽的倾斜角至关重要。从制造工艺角度出发，沿径向开设一定数量的窄槽即可为工艺中的液态材料提供排放通道。然而从机械角度分析，径向开槽会使晶圆结构的几何惯性矩最小化，当受到径向弯曲力时，晶圆更容易弯曲甚至断裂。如果将开槽设计为倾斜方向（与径向保持一定夹角），则晶圆的机械完整性与减薄前相比几乎不受影响，这种结构在满足导液需求的同时，可以提供足够的几何惯性矩以承受工艺中可能来自各个方向的弯曲力，与后续工艺实现很好的兼容性。
图31 Taiko工艺与常规晶圆减薄工艺的对比
图32 无载板系统设计图
由圆环支撑的超薄晶圆和未减薄晶圆具有相同的外圈厚度，可以采用标准工艺及设备进行加工和操作，因此无载板系统非常适用于超薄晶圆量产。无载板系统的引入实现了晶圆自支撑，避免了使用额外的刚性载板及聚合物黏合剂，简化了工艺，降低了成本，同时提高了晶圆结构的热稳定性与化学稳定性，并增强散热性能。然而，无载板系统只能在晶圆边缘位置提供支撑，对内部减薄部分由形貌和热失配等产生的局部形变无法控制，可能影响后续的晶圆切割和封装等工艺。
以上的相关技术可以用图33进行总结概括，主要技术分为两类。
图33 超薄晶圆支撑与保护技术
第一类技术采用临时载板对功能晶圆进行支撑与保护，这一类技术又分为两种，一种是对临时键合材料的性能，或者对解键合工艺方法进行改进；另一种是对临时载板的结构和工作机理进行创新。
第二类技术无须借助额外的临时载板，通过对功能晶圆自身结构的设计改造，达到自支撑的目的。这些技术都存在各自的优势与缺陷，需要进一步改进与优化，可以看到所有的研究都是根据实际产品的性能要求，并通过材料、工艺、设备的协同配合来完成的。
6）临时键合材料的新要求
随着晶圆薄型化需求的增加及背面工艺复杂度的不断加大，对临时键合材料与技术提出了更高的要求。
（1）在晶圆分离时不需要施加外部的应力。目前市场上的临时键合材料都需要使用热应力和剪切、剥离、拉伸等机械应力来分离，或者需要激光烧蚀等辅助设备，这些都可能对超薄晶圆的完整性产生影响。
（2）在与载板分离前，功能晶圆能贴附在切割膜上而得到支撑，并能够在切割膜上直接清洗临时键合胶的残留。
（3）在室温下进行解键合分离，从而避免高温解键合对晶圆潜在的损伤。
（4）与目前单一晶圆解键合工艺相比，能够批量进行晶圆解键合以满足大规模生产的要求。
高清晰度（大于800万像素）的图像传感器（Image Sensor）芯片利用了晶圆背面TSV工艺来进行晶圆的临时键合、减薄和解键合的制程，所有的图像传感器制造商目前都是临时键合胶的用户，包括豪威科技（Omnivision）、索尼、东芝、精材科技（Xintec）和国内的晶方科技（WLCSP）、华天昆山等公司。
由于市场对DDR4和Wide I/O的需求较大，因此目前市场上临时键合胶的一类主要用户为存储芯片的制造商，包括Samsung、Hynix、Micron等。
另一类临时键合胶的用户为整合3D IC和2.5D硅基板的IDM和晶圆制造代工厂，其中包括英特尔、AMD、IBM、台积电、TI、高通和NXP。
目前还没有任何一种临时键合胶可以满足3D IC大规模生产的需求，各个公司都在进一步改善目前的临时键合胶与临时键合技术，以满足3D IC技术的快速发展与大规模生产需求。
临时键合胶的主要竞争点如下。
（1）适合大规模生产的晶圆分离技术。
（2）提升目前键合与解键合的良率。
（3）降低目前键合与解键合设备的成本。
（4）在解键合时保持对超薄晶圆的支撑。
（5）在切割膜上对超薄晶圆的直接清洗。
（6）可重复使用的载板。
来源：材料汇
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