첨단반도체 패키징을 위한 레이저 기반 TBDB 기술의 최근 기술 동향 = Recent Technology Trends in Laser-Based Temporary Bonding and Debonding for Advanced Semiconductor Packaging

국문 초록 (Abstract)

레이저 기반 temporary bonding and debonding (TBDB) 기술은 초박형 웨이퍼 및 고집적 첨단 반도체 패키징을 위한 핵심 공정으로 부상하고있다. TDBD 기술에서 기존의 디본딩 방식은 웨이퍼 손상, 열 응력, 공정 복잡성 등의 한계를 가지는 반면, 레이저 기반 TBDB 기술은 release layer 계면에 국부적이고 선택적인 에너지 전달이 가능하여, 초박형 및 취약한 웨이퍼에서도 저손상 및 고정밀 박리가 가능하다. 본 논문에서는 레이저 기반 TBDB 기술의 기본 원리, 소재, 그리고 공정 특성을 체계적으로 정리하였다. 특히 광열 분해, 광화학 반응, thermoelastic stress-wave 효과, 그리고 hot stamping 효과 등 주요 디본딩 메커니즘을 다물리적 관점에서 고찰하였다. 또한 캐리어 기판, adhesive 및release 소재들의 최근 연구 동향을 정리하고, 이들의 광학적·열적·계면 특성이 공정 및 품질 성능에 미치는 영향을 분석하였다. 또한 레이저파장, 에너지 밀도, 펄스 지속시간, 스캐닝 방식 등 주요 공정 변수들이 디본딩 품질과 잔여물 형성에 미치는 영향을 심층적으로 검토하였다.
최근에는 저손상 계면 분리, residue-free 공정, 저 에너지 밀도 기반의 멀티스캐닝과 같은 기술이 주목받고 있으며, 본 논문에서는 이러한 최신 연구 동향을 함께 논의하였다. 마지막으로 fan-out 패키징, 2.5D/3D 패키징 및 HBM과 같은 주요 응용 분야에서 TBDB 기술의 응용에 대해서 소개하고, 향후 레이저 기반 TBDB 기술의 발전 방향과 연구 과제를 제시하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Laser-based temporary bonding and debonding (TBDB) has become an essential technology for advanced semiconductor packaging, particularly for ultra-thin wafers and high-density integration. Conventional debonding methods face limitations such as wafer damage, thermal stress, and process complexity, whereas laser-based approaches enable highly localized energy at the release layer interface, allowing lowdamage, high-precision, and selective separation even for ultra-thin and fragile wafers. This review summarizes the fundamental principles, materials, and process characteristics of laser-based TBDB. Key mechanisms—including photothermal decomposition, photochemical effects, thermoelastic stress-wave generation, and hot stamping—are discussed from a multi-physics perspective. Recent developments in carrier substrate, adhesive and release materials are summarized, focusing on their optical, thermal, and interfacial properties. The influence of laser parameters such as wavelength, fluence, pulse duration, and scanning methods on debonding quality and residue formation is also examined.
In addition, emerging trends such as low-damage interfacial debonding, residue-free processing, and low-fluence multiscanning are reviewed.
Applications in fan-out packaging, 2.5D/3D integration, and HBM are briefly addressed, along with future research directions.