CN108821233A - 临时键合结构及其制作方法、拆键合方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了临时键合结构及其制作方法、拆键合方法，其中所述临时键合结构包括：第一片体和第二片体，叠放设置；键合胶层，由键合胶形成，设置于第一片体与第二片体之间，覆盖第一片体；粘性层，设置于键合胶层与第二片体之间，使得键合胶层和第二片体隔离；其中，粘性层包括预定材料区域，预定材料区域由预定材料形成，用于粘合第一片体和第二片体；当临时键合结构暴露于预定物理环境时，预定材料丧失粘性或分解。本发明所提供的临时键合结构及其制作方法、拆键合方法中，第一片体和第二片体之间主要通过键合胶层键合，牢固性较高，键合片体不易分层；对键合体拆键合非常便捷，不会耗费较长时间也不容易损伤片体。

Description

临时键合结构及其制作方法、拆键合方法

技术领域

本发明涉及硅片键合技术领域，具体涉及临时键合结构及其制作方法、拆键合方法。

背景技术

硅片键合技术是指通过化学和物理作用将硅片与硅片、硅片与玻璃或其它材料紧密地结合起来以解决薄晶圆拿持问题的方法。硅片键合往往与表面硅加工和体硅加工相结合，用在MEMS的加工工艺中。临时键合技术要求在预定工艺步骤之后便于拆键合。

现有硅片临时键合方法，往往是先在第一片体的边缘涂覆键合胶，然后将第二片体叠放设置在第一片体上，再将二者压合，当拆键合时，通过化学浸泡或机械拆键合的方式拆除边缘的键合胶。现有技术还提供了一种硅片临时键合方法，先在真空环境下在第一片体表面刻蚀出凹槽，然后将第二片体叠放设置在第一片体具有凹槽的表面，通过大气压对真空的压强形成键合力使得第一片体和第二片体紧密地结合，并在键合体四周补涂键合胶，当拆键合时，去除四周键合胶后破除真空即可。

然而，仅现有通过键合胶使第一片体和第二片体紧密结合的方式，化学浸泡拆键合的方式往往需要浸泡较长时间，机械拆键合的方式存在一定应力，容易使得片体碎裂。通过大气压对真空的压强使第一片体和第二片体紧密结合的方式，需要在键合片四周补涂键合胶，该补涂的键合胶牢固性不高，使得键合片在真空环境下容易分层(即第一片体和第二片体容易脱开)。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种临时键合结构及其制作方法、拆键合方法，以解决现有键合方式拆键合耗费时间较长或容易损伤，或者键合片容易分层的问题。

本发明第一方面提供了一种临时键合结构，包括：第一片体和第二片体，叠放设置；键合胶层，由键合胶形成，设置于所述第一片体与所述第二片体之间，覆盖所述第一片体表面；粘性层，设置于所述键合胶层与所述第二片体之间，使得所述键合胶层和所述第二片体隔离；其中，所述粘性层包括预定材料区域，所述预定材料区域由预定材料形成，用于粘合所述第一片体和所述第二片体；当所述临时键合结构暴露于预定物理环境时，所述预定材料丧失粘性或分解。

可选地，所述粘性层还包括抗粘区域，由抗粘性材料形成，使得所述键合胶层与所述第二片体隔离；所述预定材料区域设置于所述第一片体或所述第二片体的边缘，所述抗粘区域设置于所述第一片体及所述第二片体的中部。

可选地，所述第一片体和第二片体中的一者为载片，另一者为晶圆；或者所述第一片体和所述第二片体均为晶圆。

可选地，所述预定物理环境为激光照射。

可选地，所述第一片体为晶圆，所述晶圆包括至少一个布线层。

本发明第二方面提供了一种临时键合结构的制作方法，包括：在所述第一片体的表面涂覆键合胶形成键合胶层；在所述第二片体的表面形成粘性层，所述粘性层包括预定材料区域，所述预定材料区域由预定材料形成，用于粘合所述第一片体和所述第二片体；当所述临时键合结构暴露于预定物理环境时，所述预定材料丧失粘性或分解；将所述第一片体和所述第二片体叠放设置；所述第一片体的键合胶层与所述第二片体的粘性层相对；将所述第一片体和所述第二片体压合，所述粘性层使得所述键合胶层与所述第二片体隔离。

可选地，所述在所述第二片体的表面形成粘性层的步骤，包括：在所述第二片体的中部涂覆抗粘性材料，形成抗粘区域；在所述第二片体的边缘涂覆所述预定材料，形成预定材料区域。

本发明第三方面提供了第一方面所述的临时键合结构的拆键合方法，包括：将临时键合结构暴露于预定物理环境；吸附第一片体并朝向远离第二片体的方向施加拉力。

可选地，所述粘性层还包括抗粘区域，由抗粘性材料形成，使得所述键合胶层与所述第二片体隔离；所述预定材料区域设置于所述第一片体或所述第二片体的边缘，所述抗粘区域设置于所述第一片体及所述第二片体的中部；所述将临时键合结构暴露于预定物理环境的步骤包括：采用激光照射所述预定材料所在的边缘区域。

本申请实施例提供的临时键合结构及其制作方法、拆键合方法中，第一片体和第二片体之间主要通过键合胶层键合，牢固性较高，键合片体不易分层；键合胶层与第二片体之间设置粘性层，粘性层包括预定材料区域，该预定材料区域由预定材料形成，当暴露于预定物理环境时，预定材料便会丧失粘性或分解，从而对键合体拆键合非常便捷，不会耗费较长时间也不容易损伤片体。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：

图1示出了根据本发明实施例的一种临时键合结构的示意图；

图2示出了根据本发明实施例的另一种临时键合结构的示意图；

图3示出了预定材料分解后的示意图；

图4示出了第一片体和第二片体拆键合时的示意图；

图5示出了在第一片体的内表面形成导电金属及第一布线层的示意图；

图6示出了在第二片体表面形成预定材料区域和抗粘区域的示意图；

图7示出了将第一片体与第二片体压合后的一种结构示意图；

图8示出了将第一片体与第二片体压合后的另一种结构示意图；

图9示出了采用激光照射预定材料使其分解的示意图；

图10示出了根据本发明实施例的一种临时键合结构的制作方法的流程图；

图11示出了根据本发明实施例的另一种临时键合结构的制作方法的流程图；

图12示出了根据本发明实施例的一种临时键合结构的拆键合方法的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、优点、制备方法更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施示例进行详细描述，所述实施例的示例在附图中示出，其中附图中部分结构直接给出了优选的结构材料，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。需要说明的是，参考附图描述的实施例是示例性的，实施例中表明的结构材料也是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制，本发明各个实施例的附图仅是为了示意的目的，因此没有必要按比例绘制。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

本发明实施例提供了一种临时键合结构，如图1所示，包括第一片体11、第二片体12、键合胶层13和粘性层14。

第一片体11和第二片体12叠放设置。第一片体11为载片，第二片体12为晶圆；或者，第一片体11为晶圆，第二片体12为载片；或者，第一片体11和第二片体12均为晶圆。当然，也可以是第一片体11和第二片体12均为非晶圆。本申请对此不做限定。

键合胶层13由键合胶形成，设置于第一片体11与第二片体12之间，键合胶层13覆盖第一片体11的表面。粘性层14设置于键合胶层13与第二片体12之间，使得键合胶层13和第二片体12隔离。其中，粘性层14包括预定材料区域，预定材料区域由预定材料形成，用于粘合第一片体11和第二片体12。当临时键合结构暴露于预定物理环境时，预定材料141丧失粘性或分解。该预定材料141可以为现有材料，本申请对此不作改进。

上述粘性层可以全部由预定材料区域组成，如图1所示；也可以部分由预定材料区域组成，而剩余部分由其他材料组成。

上述临时键合结构中，第一片体和第二片体之间主要通过键合胶层键合，牢固性较高，键合片体不易分层；键合胶层与第二片体之间设置粘性层，粘性层包括预定材料区域，该预定材料区域由预定材料形成，当暴露于预定物理环境时，预定材料便会丧失粘性或分解，从而对键合体拆键合非常便捷，不会耗费较长时间也不容易损伤片体。

需要补充说明的是，本申请中的第一片体和第二片体可以是完整的片体，也可以是表面附带有其他结构(例如TSV结构、布线结构、通孔、盲孔)的片体，本申请在此不做限定。

实施例二

本发明实施例提供了再一种临时键合结构，如图2所示，与实施例一的区别在于，粘性层14既包括预定材料区域141，又包括抗粘区域142。抗粘区域由抗粘性材料(例如抗粘剂)形成，使得键合胶层13和第二片体12隔离。

预定材料区域141设置于第一片体11或第二片体12的边缘，抗粘区域142设置于第一片体11及第二片体12的中部。

第一片体11和第二片体12可以为相同大小，也可以是不同大小。当第一片体11和第二片体12是不同大小时，预定材料区域141设置于较小片体的边缘即可。

预定材料区域141沿片体的边缘设置使得键合力均匀分布，降低了碎片风险；减小了激光照射的面积，延长了激光光源的使用寿命；减小了拆键合时需其他物理条件处理的面积及深度，提高了拆键合的效率，降低了对物理条件的要求(例如无需要求温度过高)。

本申请中所述的预定物理环境不包括在含有化学物质的溶液中浸泡，可以是较高温度下或者较低温度下，或者激光、X射线照射条件下。

作为本实施例的一种可选实施方式，该预定物理环境为激光照射，避免较高或较低温度导致碎片，并且激光相对于X射线等实施起来更为方便且成本低。激光照射的方式可以是从临时键合结构的一侧沿片体延伸方向照射；或者，可选地，第二片体12为透明材质，从第二片体12一侧沿垂直于片体的方向透过第二片体12照射预定材料141；或者采用能够穿透第二片体12的激光从第二片体12一侧沿垂直于片体的方向照射预定材料141。

实施例三

本发明实施例提供了另一种临时键合结构，如图8所示，与实施例一的区别在于，第一片体11为晶圆，晶圆包括至少一个布线层。例如图8示出了晶圆具有两层布线层的情形，图中晶圆的两面分别设置有第一布线层112和第二布线层113，第一布线层112和第二布线层113通过贯通晶圆的导电金属柱111连接。

实施例四

本发明实施例提供了一种临时键合结构的制作方法，可以用于制作实施例一至三中任意一者所述的临时键合结构。该方法包括如下步骤：

S101：在第一片体11的表面涂覆键合胶形成键合胶层13。

S102：在第二片体12的表面形成粘性层14。粘性层14包括预定材料区域，预定材料区域由预定材料形成，用于粘合第一片体11和第二片体12。当临时键合结构暴露于预定物理环境时，预定材料丧失粘性或分解。

S103：将第一片体11和第二片体12叠放设置，第一片体11的键合胶层与第二片体12的粘性层相对。

S104：将第一片体11和第二片体12压合，粘性层14使得键合胶层13与第二片体12隔离。

上述临时键合结构的其制作方法，无需在真空环境中形成键合，对工艺条件要求不高；第一片体和第二片体之间主要通过键合胶层键合，牢固性较高，键合片体不易分层；键合胶层与第二片体之间设置粘性层，粘性层包括预定材料区域，该预定材料区域由预定材料形成，当暴露于预定物理环境时，预定材料便会丧失粘性或分解，从而对键合体拆键合非常便捷，不会耗费较长时间也不容易损伤片体。

实施例五

本发明实施例提供了再一种临时键合结构的制作方法，可以用于制作实施例一至三中任意一者所述的临时键合结构。该方法包括如下步骤：

S201：在第一片体11的内表面开设盲孔。第一片体11的内表面是指用于与键合胶键合的一面。

S202：在盲孔内填充导电金属111。

上述步骤S201、S202之后得到图5所示的结构。

S203：在第一片体11的内表面形成第一布线层112，第一布线层112与导电金属111连接。

S204：在第一片体11的表面涂覆键合胶形成键合胶层13。

S205：在第二片体12的中部涂覆抗粘性材料，形成抗粘区域142。

S206：在第二片体12的边缘涂覆预定材料，形成预定材料区域141。

如图6所示，预定材料区域141和抗粘区域142共同组成粘性层14。

S207：将第一片体11和第二片体12叠放设置。第一片体11的键合胶层与第二片体12的粘性层14相对。

S208：将第一片体11和第二片体12压合，粘性层14使得键合胶层13与第二片体12隔离。如图7所示。

S209：对第一片体11的外表面进行减薄，露出导电金属。

S210：在第一片体11的外表面设置第二布线层，第二布线层与导电金属连接。

步骤S209、S210之后如图8所示。

需要补充说明的是，上述步骤仅示出了晶圆具有两层布线层时临时键合结构的制作方法。在步骤S209、S210的基础上还可以根据需要进一步制作更多的布线层，本申请在此对布线层的数量不做限定。

实施例六

本发明实施例提供了实施例一至三中任意一者所述的临时键合结构的拆键合方法，包括如下步骤：

S301：将临时键合结构暴露于预定物理环境。此时粘性层14的预定材料会丧失粘性或分解。图3和图9示出了预定材料分解后的示意图，图9中的箭头表示激光照射区域。

S302：吸附第一片体11并朝向远离第二片体12的方向施加拉力。如图4所示。该步骤也可以是吸附第二片体12并朝向远离第一片体11的方向施加拉力。

作为本实施例的一种可选实施方式，预定物理环境为激光照射。

当粘性层的预定材料区域设置于第一片体或第二片体的边缘、抗粘区域设置于第一片体及第二片体的中部时，步骤S301可以为采用激光照射预定材料所在的边缘区域，从而减少激光照射的区域，防止激光产生较大热效应作用于晶圆而降低晶圆良品率，如图9所示。

虽然关于示例实施例及其优点已经详细说明，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和所附权利要求限定的保护范围的情况下对这些实施例进行各种变化、替换和修改，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。对于其他例子，本领域的普通技术人员应当容易理解在保持本发明保护范围内的同时，工艺步骤的次序可以变化。

此外，本发明的应用范围不局限于说明书中描述的特定实施例的工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法及步骤。从本发明的公开内容，作为本领域的普通技术人员将容易地理解，对于目前已存在或者以后即将开发出的工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法或步骤，其中它们执行与本发明描述的对应实施例大体相同的功能或者获得大体相同的结果，依照本发明可以对它们进行应用。因此，本发明所附权利要求旨在将这些工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法或步骤包含在其保护范围内。

Claims (9)

1.一种临时键合结构，其特征在于，包括：

第一片体和第二片体，叠放设置；

键合胶层，由键合胶形成，设置于所述第一片体与所述第二片体之间，覆盖所述第一片体表面；

粘性层，设置于所述键合胶层与所述第二片体之间，使得所述键合胶层和所述第二片体隔离；

其中，所述粘性层包括预定材料区域，所述预定材料区域由预定材料形成，用于粘合所述第一片体和所述第二片体；当所述临时键合结构暴露于预定物理环境时，所述预定材料丧失粘性或分解。

2.根据权利要求1所述的临时键合结构，其特征在于，所述粘性层还包括抗粘区域，由抗粘性材料形成，使得所述键合胶层与所述第二片体隔离；

所述预定材料区域设置于所述第一片体或所述第二片体的边缘，所述抗粘区域设置于所述第一片体及所述第二片体的中部。

3.根据权利要求1所述的临时键合结构，其特征在于，所述第一片体和第二片体中的一者为载片，另一者为晶圆；或者所述第一片体和所述第二片体均为晶圆。

4.根据权利要求1所述的临时键合结构，其特征在于，所述预定物理环境为激光照射。

5.根据权利要求1所述的临时键合结构，其特征在于，所述第一片体为晶圆，所述晶圆包括至少一个布线层。

6.一种临时键合结构的制作方法，其特征在于，包括：

在所述第一片体的表面涂覆键合胶形成键合胶层；

在所述第二片体的表面形成粘性层，所述粘性层包括预定材料区域，所述预定材料区域由预定材料形成，用于粘合所述第一片体和所述第二片体；当所述临时键合结构暴露于预定物理环境时，所述预定材料丧失粘性或分解；

将所述第一片体和所述第二片体叠放设置；所述第一片体的键合胶层与所述第二片体的粘性层相对；

将所述第一片体和所述第二片体压合，所述粘性层使得所述键合胶层与所述第二片体隔离。

7.根据权利要求6所述的临时键合结构的制作方法，其特征在于，所述在所述第二片体的表面形成粘性层的步骤，包括：

在所述第二片体的中部涂覆抗粘性材料，形成抗粘区域；

在所述第二片体的边缘涂覆所述预定材料，形成预定材料区域。

8.权利要求1-5任一项所述的临时键合结构的拆键合方法，包括：

将临时键合结构暴露于预定物理环境；

吸附第一片体并朝向远离第二片体的方向施加拉力。

9.根据权利要求8所述的拆键合方法，其特征在于，所述粘性层还包括抗粘区域，由抗粘性材料形成，使得所述键合胶层与所述第二片体隔离；所述预定材料区域设置于所述第一片体或所述第二片体的边缘，所述抗粘区域设置于所述第一片体及所述第二片体的中部；

所述将临时键合结构暴露于预定物理环境的步骤包括：

采用激光照射所述预定材料所在的边缘区域。