CN106548968A - 一种半成品晶圆及制备半成品晶圆的临时键合方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种半成品晶圆的临时键合方法,它包括以下步骤:S1、通过键合胶将功能晶圆和载片晶圆键合;S2、在功能晶圆和载片晶圆的接缝处沿周向设置一薄膜层,用于隔离键合胶和外部环境。本发明提供一种半成品晶圆的临时键合方法,其通过增设薄膜层可以很好的隔绝外部环境对于键合胶的侵蚀,因此晶圆加工过程中的抗化学性好,同时由于薄膜层的设置,因此可以降低对于键合胶抗化学性的要求,其在解键合过程中可以实现键合胶快速高效的分解,最终达到快速解键合的目的。
Description
技术领域
本发明涉及微电子的技术领域,具体地是一种半成品晶圆及制备半成品晶圆的临时键合方法。
背景技术
随着电子行业的发展,电子芯片已然朝着微小化趋势发展。而晶圆作为电子芯片的核心部件,其尺寸必然随着市场的需求进一步的缩小,由此行业内形成超薄晶圆的概念,即厚度小于等于100微米以下的晶圆,而对于此类超薄晶圆,随着厚度的下降其加工过程必然会产生一系列的技术难题,例如碎裂、崩边等。行业内为了实现超薄晶圆的加工所采用的解决方法是在待加工的半成品晶圆的背面临时键合一载片,用于提高晶圆的强度,在晶圆完成加工后与载片进行解键合,由此完成对于半成品晶圆的加工。
但是在现有的这一晶圆和载片的临时键合过程中,其对于临时键合用的键合胶的化学性能存在以下矛盾点:首先,上述的键合胶需要具备较好的抗化学性,以便于抵抗晶圆加工过程中的外来化学试剂对于键合胶的腐蚀,例如蚀刻工序的化学试剂,同时,由于晶圆加工完成后需要与载片进行解键合,因此又需要键合胶容易被清洗剂溶解清洗,简单来说,上述的键合胶在晶圆加工过程中需要具备良好的抗化学性,而在晶圆完成加工后又能快速的被化学试剂溶解,从而实现晶圆和载片的解键合。不难看出,上述对于键合胶抗化学性的要求存在矛盾,因此现有技术中的键合胶只能折中选择。即,牺牲键合胶的部分抗化学性来达到解键合过程中快速溶解清洗的目的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是:提供一种半成品晶圆的临时键合方法,其通过增设薄膜层可以很好的隔绝外部环境对于键合胶的侵蚀,因此晶圆加工过程中的抗化学性好,同时由于薄膜层的设置,因此可以降低对于键合胶抗化学性的要求,其在解键合过程中可以实现键合胶快速高效的分解,最终达到快速解键合的目的。
本发明所采取的技术方案是:提供一种半成品晶圆的临时键合方法,其特征在于:它包括以下步骤:
S1、通过键合胶将功能晶圆和载片晶圆键合;
S2、在功能晶圆和载片晶圆的接缝处沿周向设置一薄膜层,用于隔离键合胶和外部环境。
所述步骤S2包括:
步骤X1、在功能晶圆或载片晶圆近接缝处的外表面上沿周向涂覆一液态的防护剂;
步骤X2、对液态的防护剂施加朝向接缝处所在位置移动的作用力;
步骤X3、当功能晶圆或载片晶圆上的液态防护剂朝接缝处所在位置延伸至封堵接缝处时固化防护剂形成一薄膜层。
所述的步骤X1之前设有步骤X0、将载片晶圆连同功能晶圆水平放置;
且步骤X1中的防护剂涂覆在位于接缝处上方的功能晶圆或载片晶圆上;
且步骤X3中的作用力为重力。
所述步骤S2包括:
步骤Y1、将载片晶圆连同功能晶圆置于一工作台上,所述工作台上设有机械臂,机械臂上安装有一刷子,刷子的刷头延伸至近接缝处所在位置,所述机械臂连同机械臂上的刷子与工作台之间沿载片晶圆的周向相对转动;
步骤Y2、在刷头上附着有液态的防护剂,且刷头与接缝处碰触;
步骤Y3、刷头沿载片晶圆的周向相对于工作台至少转动一周,且液态防护剂随刷头涂抹于接缝处上;
步骤Y4、固化接缝处上的防护剂。
所述步骤S2包括:
步骤Z1、将载片晶圆连同功能晶圆置于一工作台上,所述工作台上设有一喷嘴,所述喷嘴指向功能晶圆或载片晶圆的接缝处;
步骤Z2、液态的防护剂经喷嘴喷射于接缝处,且喷嘴相对于工作台以及工作台上的载片晶圆和功能晶圆周向转动。
采用以上结构后,本发明的一种半成品晶圆的临时键合方法与现有技术相比具有以下优点:首先,可以降低键合胶对于抗化学性的要求,因此可以选用的种类更加宽泛,其次,通过破除薄膜层可以直接使键合胶与溶解剂接触,解键合过程简单,并且由于键合胶可以选用抗化学性弱的种类,因此解键合过程更加快速高效。
本发明所要解决的另一个技术问题是:提供一种半成品晶圆,其通过薄膜层可以使加工过程中键合胶与外部环境隔绝,因此抗化学性好,同时在解键合过程中破除薄膜层后使键合胶直接与溶解剂接触,实现快速高效的解键合。
本发明所采取的技术方案是:提供一种半成品晶圆,它包括载片晶圆和功能晶圆,所述功能晶圆与载片晶圆之间设有键合胶,用于键合功能晶圆和载片晶圆,其特征在于:所述的功能晶圆与载片晶圆之间且位于键合胶外设有一薄膜层,用于隔离键合胶和外部环境。
采用以上结构后,本发明的一种半成品晶圆的临时键合方法与现有技术相比具有以下优点:其在加工过程中可以很好的隔绝外部试剂的腐蚀,抗化学性好,同时在加工完成后的解键合过程又能使键合胶快速高效的溶解,因此加工效率高,加工过程抗化学性好。
附图说明
图1是本发明的一种半成品晶圆及制备半成品晶圆的临时键合方法的流程示意图。
图2为图1中“A”区域的局部放大示意图。
图3为图1中步骤S2的第一种加工方式的流程示意图。
图4为图1中步骤S2的第二种加工方式的流程示意图。
图5为图1中步骤S2的第三种加工方式的流程示意图。
其中,1、键合胶,2、功能晶圆,3、载片晶圆,4、薄膜层,5、工作台,6、机械臂,7、刷子,8、喷嘴。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
本发明提供一种半成品晶圆的临时键合方法,其特征在于:它包括以下步骤:
S1、通过键合胶1将功能晶圆2和载片晶圆3键合;
S2、在功能晶圆2和载片晶圆3的接缝处沿周向设置一薄膜层4,用于隔离键合胶1和外部环境。
上述的接缝处是指功能晶圆2和载片晶圆3帖后后位于二者之间的间隙近边缘处的部分,由于功能晶圆2和载片晶圆3贴合后二者之间设有键合胶1,因此二者之间形成间隙,而键合胶置于中心位置,其边缘处形成的环形间隙即为本发明中描述的接缝处。
上述的外部环境是指,功能晶圆2和载片晶圆3之间形成的用于容置键合胶的间隙以外的区域。也就是说,薄膜层4、功能晶圆2和载片晶圆3合围形成一用于容置键合胶的密闭间隙,而位于这一密闭间隙以外的空间即为外部环境。
具体实施例一:
所述步骤S2包括:
步骤X1、在功能晶圆2或载片晶圆3近接缝处的外表面上沿周向涂覆一液态的防护剂;
步骤X2、对液态的防护剂施加朝向接缝处所在位置移动的作用力;所述的作用力可以是自然环境存在的作用力,例如重力、毛细力,也可以是人为施加的一个作用力,例如利用气流吹动产生的气压作用力。
步骤X3、当功能晶圆2或载片晶圆3上的液态防护剂朝接缝处所在位置延伸至封堵接缝处时固化防护剂形成一薄膜层4。
所述的步骤X1之前设有步骤X0、将载片晶圆3连同功能晶圆2水平放置;
且步骤X1中的防护剂涂覆在位于接缝处上方的功能晶圆2或载片晶圆3上;
且步骤X3中的作用力为重力。
具体实施例二:
所述步骤S2包括:
步骤Y1、将载片晶圆3连同功能晶圆2置于一工作台5上,所述工作台5上设有机械臂6,机械臂6上安装有一刷子7,刷子的刷头延伸至近接缝处所在位置,所述机械臂6连同机械臂6上的刷子7与工作台5之间沿载片晶圆3的周向相对转动;
上述的相对转动可以使机械臂6绕着工作台5周转,也可以是工作台绕自身轴线周转,其目的在于使安装臂6上的刷子7相对于工作台上的晶圆的接缝处运动。
步骤Y2、在刷头上附着有液态的防护剂,且刷头与接缝处碰触;
步骤Y3、刷头沿载片晶圆3的周向相对于工作台5至少转动一周,且液态防护剂随刷头涂抹于接缝处上;
步骤Y4、固化接缝处上的防护剂。
上述的刷子不应当局限于常规的毛刷,本发明中将这一固定于机械臂上且带有吸附液态防护剂的软质头部的部件定义为刷子和刷头是为了便于读者理解,而本发明的这一设计核心在于,机械臂上固定设置一连接部,连接部的前端设有软质头部,软质头部上吸附液态防护剂,由此通过软质头部与接缝处碰触,使部分液态防护液留置于接缝处,从而形成薄膜层。
具体实施例三:
所述步骤S2包括:
步骤Z1、将载片晶圆3连同功能晶圆2置于一工作台5上,所述工作台5上设有一喷嘴8,所述喷嘴8指向功能晶圆2或载片晶圆3的接缝处;
步骤Z2、液态的防护剂经喷嘴8喷射于接缝处,且喷嘴8相对于工作台5以及工作台5上的载片晶圆3和功能晶圆2周向转动。上述的喷嘴8可以选用市售的微型射流喷嘴,喷嘴8安装于机架上实现与工作台5的相对转动,即机架带动喷嘴8绕工作台5转动,也可以是工作台5自传。
上述用于形成薄膜层4的防护剂可以选用以下几种现有的产品:
1)、浙江中纳晶微电子科技有限公司生产的型号为Z-Bond 601的产品,用于抗拒Acetone丙酮和NMP溶剂的腐蚀;
2)、美国Brewer Sciences公司BrewerBond 220的产品,用于抗拒NMP和丙酮溶剂的腐蚀;
3)、美国Brewer Sciences公司生产的型号为BrewerBond 305的产品,用于抗拒NMP和丙酮溶剂的腐蚀;
4)、美国Dupont杜邦公司生产的型号为HD3007非光刻聚醯亚胺的产品,用于抗拒Cyclopentanone环戊酮溶剂的腐蚀;
即根据客户后续生产过程所存在的腐蚀源的不同可以选用不同种类的保护剂,从而使键合好的功能晶圆和载片晶圆可以保持完整,顺利通过后续加工,例如整个光刻制程。
一种基于上述方法制备而成的半成品晶圆,它包括载片晶圆3和功能晶圆2,所述功能晶圆2与载片晶圆3之间设有键合胶1,用于键合功能晶圆2和载片晶圆3,其特征在于:所述的功能晶圆2与载片晶圆3之间且位于键合胶1外设有一薄膜层4,用于隔离键合胶1和外部环境。
上述半成品晶圆在完成减薄或者蚀刻等过程加工后,其解键合过程可以借助物理手段例如尖锐物破除薄膜层从而使键合胶外露,或者利用化学手段溶解薄膜层从而使键合胶外露(例如针对保护剂特别配置的溶解剂)。
以上就本发明较佳的实施例作了说明,但不能理解为是对权利要求的限制。本发明不仅局限于以上实施例,其具体结构允许有变化,凡在本发明独立要求的保护范围内所作的各种变化均在本发明的保护范围内。
Claims (6)
1.一种半成品晶圆的临时键合方法,其特征在于:它包括以下步骤:
S1、通过键合胶将功能晶圆和载片晶圆键合;
S2、在功能晶圆和载片晶圆的接缝处沿周向设置一薄膜层,用于隔离键合胶和外部环境。
2.根据权利要求1所述的一种半成品晶圆的临时键合方法,其特征在于:所述步骤S2包括:
步骤X1、在功能晶圆或载片晶圆近接缝处的外表面上沿周向涂覆一液态的防护剂;
步骤X2、对液态的防护剂施加朝向接缝处所在位置移动的作用力;
步骤X3、当功能晶圆或载片晶圆上的液态防护剂朝接缝处所在位置延伸至封堵接缝处时固化防护剂形成一薄膜层。
3.根据权利要求2所述的一种半成品晶圆的临时键合方法,其特征在于:所述的步骤X1之前设有步骤X0、将载片晶圆连同功能晶圆水平放置;
且步骤X1中的防护剂涂覆在位于接缝处上方的功能晶圆或载片晶圆上;
且步骤X3中的作用力为重力。
4.根据权利要求1所述的一种半成品晶圆的临时键合方法,其特征在于:所述步骤S2包括:
步骤Y1、将载片晶圆连同功能晶圆置于一工作台上,所述工作台上设有机械臂,机械臂上安装有一刷子,刷子的刷头延伸至近接缝处所在位置,所述机械臂连同机械臂上的刷子与工作台之间沿载片晶圆的周向相对转动;
步骤Y2、在刷头上附着有液态的防护剂,且刷头与接缝处碰触;
步骤Y3、刷头沿载片晶圆的周向相对于工作台至少转动一周,且液态防护剂随刷头涂抹于接缝处上;
步骤Y4、固化接缝处上的防护剂。
5.根据权利要求1所述的一种半成品晶圆的临时键合方法,其特征在于:所述步骤S2包括:
步骤Z1、将载片晶圆连同功能晶圆置于一工作台上,所述工作台上设有一喷嘴,所述喷嘴指向功能晶圆或载片晶圆的接缝处;
步骤Z2、液态的防护剂经喷嘴喷射于接缝处,且喷嘴相对于工作台以及工作台上的载片晶圆和功能晶圆周向转动。
6.一种基于权利要求1的方法制备而成的半成品晶圆,它包括载片晶圆和功能晶圆,所述功能晶圆与载片晶圆之间设有键合胶,用于键合功能晶圆和载片晶圆,其特征在于:所述的功能晶圆与载片晶圆之间且位于键合胶外设有一薄膜层,用于隔离键合胶和外部环境。
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