CN112382599B - 半导体器件的临时键合与解键合的方法以及半导体器件 - Google Patents

半导体器件的临时键合与解键合的方法以及半导体器件 Download PDF

Info

Publication number
CN112382599B
CN112382599B CN202011256672.0A CN202011256672A CN112382599B CN 112382599 B CN112382599 B CN 112382599B CN 202011256672 A CN202011256672 A CN 202011256672A CN 112382599 B CN112382599 B CN 112382599B
Authority
CN
China
Prior art keywords
wafer
metal layer
layer
forming
metal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202011256672.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112382599A (zh
Inventor
王淼
曾怀望
焦文龙
杨睿峰
李嗣晗
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
United Microelectronics Center Co Ltd
Original Assignee
United Microelectronics Center Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by United Microelectronics Center Co Ltd filed Critical United Microelectronics Center Co Ltd
Priority to CN202011256672.0A priority Critical patent/CN112382599B/zh
Priority to PCT/CN2020/129749 priority patent/WO2022099744A1/zh
Publication of CN112382599A publication Critical patent/CN112382599A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112382599B publication Critical patent/CN112382599B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L24/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/98—Methods for disconnecting semiconductor or solid-state bodies
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H01L2224/8334—Bonding interfaces of the layer connector
    • H01L2224/83359—Material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/98—Methods for disconnecting semiconductor or solid-state bodies

Abstract

公开了一种半导体器件的临时键合与解键合的方法以及半导体器件。该半导体器件的临时键合与解键合方法包括：在第一晶圆上形成第一金属层，第一晶圆中形成有器件结构并且第一金属层形成在第一晶圆的靠近器件结构的一侧；在第二晶圆上形成对应于第一金属层的第二金属层；将第二金属层键合至第一金属层，以使得第二晶圆键合至第一晶圆；在第一晶圆的远离器件结构的一侧进行背面工艺；通过电化学阳极金属溶解进行解键合，以使得第一晶圆与第二晶圆分离。

Description

半导体器件的临时键合与解键合的方法以及半导体器件
技术领域
本公开涉及半导体技术，特别是涉及一种半导体器件的临时键合与解键合的方法以及半导体器件。
背景技术
在半导体集成工艺中，在对晶圆正面进行器件层加工后，有时候还需要对其背面进行相关工艺。为了避免晶圆在背面工艺中发生例如碎片或者弯曲变形等情况，可以在对晶圆进行背面工艺之前，将晶圆临时键合在直径相仿的另一晶圆或载片上，从而实现对晶圆的支撑。在对晶圆进行背面工艺之后，将晶圆与另一晶圆或载片解键合，以实现二者的分离。
可以使用临时键合材料实现晶圆与另一晶圆或载片的临时键合，例如，可以使用临时键合胶或光刻胶等有机材料。然而，这样的临时键合材料耐高温性能差，并且与键合之后的背面工艺兼容性差。为了实现解键合，可以使用机械解键合方式或溶剂溶解解键合方式。然而，机械解键合过程中的剪切力容易损坏晶圆，导致成品率较低。而溶剂溶解解键合过程中，由于溶解剂从晶圆的边缘处慢慢溶解临时键合胶，导致溶解剂到达晶圆中心的时间长，解键合效率低。
发明内容
提供一种缓解、减轻或者甚至消除上述问题中的一个或多个的机制将是有利的。
根据本公开的一些实施例，提供了一种半导体器件的临时键合与解键合的方法，包括：在第一晶圆上形成第一金属层，第一晶圆中形成有器件结构并且第一金属层形成在第一晶圆的靠近器件结构的一侧；在第二晶圆上形成对应于第一金属层的第二金属层；将第二金属层键合至第一金属层，以使得第二晶圆键合至第一晶圆；在第一晶圆的远离器件结构的一侧进行背面工艺；以及通过电化学阳极金属溶解进行解键合，以使得第一晶圆与第二晶圆分离。
根据本公开的一些实施例，提供了一种半导体器件，该半导体器件通过以上所述的方法来制造。
根据在下文中所描述的实施例，本公开的这些和其它方面将是清楚明白的，并且将参考在下文中所描述的实施例而被阐明。
附图说明
在下面结合附图对于示例性实施例的描述中，本公开的更多细节、特征和优点被公开，在附图中：
图1是根据本公开示例性实施例的半导体器件的临时键合与解键合的方法的流程图；
图2A至图2F是根据本公开示例性实施例的在半导体器件的临时键合与解键合方法的各个步骤中所形成的半导体器件的示例结构的示意图；以及
图3A至图3C是根据本公开示例性实施例的通过电化学阳极金属溶解进行解键合的示意图。
具体实施方式
将理解的是，尽管术语第一、第二、第三等在本文中可以用来描述各种元件、部件、区、层和/或部分，但是这些元件、部件、区、层和/或部分不应当由这些术语限制。这些术语仅用来将一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分相区分。因此，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可以被称为第二元件、部件、区、层或部分而不偏离本公开的教导。
诸如“在…下面”、“在…之下”、“较下”、“在…下方”、“在…之上”、“较上”等等之类的空间相对术语在本文中可以为了便于描述而用来描述如图中所图示的一个元件或特征与另一个(些)元件或特征的关系。将理解的是，这些空间相对术语意图涵盖除了图中描绘的取向之外在使用或操作中的器件的不同取向。例如，如果翻转图中的器件，那么被描述为“在其他元件或特征之下”或“在其他元件或特征下面”或“在其他元件或特征下方”的元件将取向为“在其他元件或特征之上”。因此，示例性术语“在…之下”和“在…下方”可以涵盖在…之上和在…之下的取向两者。诸如“在…之前”或“在…前”和“在…之后”或“接着是”之类的术语可以类似地例如用来指示光穿过元件所依的次序。器件可以取向为其他方式(旋转90度或以其他取向)并且相应地解释本文中使用的空间相对描述符。另外，还将理解的是，当层被称为“在两个层之间”时，其可以是在该两个层之间的唯一的层，或者也可以存在一个或多个中间层。
本文中使用的术语仅出于描述特定实施例的目的并且不意图限制本公开。如本文中使用的，单数形式“一个”、“一”和“该”意图也包括复数形式，除非上下文清楚地另有指示。将进一步理解的是，术语“包括”和/或“包含”当在本说明书中使用时指定所述及特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其群组的存在或添加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其群组。如本文中使用的，术语“和/或”包括相关联的列出项目中的一个或多个的任意和全部组合，并且短语“A和B中的至少一个”是指仅A、仅B、或A和B两者。
将理解的是，当元件或层被称为“在另一个元件或层上”、“连接到另一个元件或层”、“耦合到另一个元件或层”或“邻近另一个元件或层”时，其可以直接在另一个元件或层上、直接连接到另一个元件或层、直接耦合到另一个元件或层或者直接邻近另一个元件或层，或者可以存在中间元件或层。相反，当元件被称为“直接在另一个元件或层上”、“直接连接到另一个元件或层”、“直接耦合到另一个元件或层”、“直接邻近另一个元件或层”时，没有中间元件或层存在。然而，在任何情况下“在…上”或“直接在…上”都不应当被解释为要求一个层完全覆盖下面的层。
本文中参考本公开的理想化实施例的示意性图示(以及中间结构)描述本公开的实施例。正因为如此，应预期例如作为制造技术和/或公差的结果而对于图示形状的变化。因此，本公开的实施例不应当被解释为限于本文中图示的区的特定形状，而应包括例如由于制造导致的形状偏差。因此，图中图示的区本质上是示意性的，并且其形状不意图图示器件的区的实际形状并且不意图限制本公开的范围。
除非另有定义，本文中使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本公开所属领域的普通技术人员所通常理解的相同含义。将进一步理解的是，诸如那些在通常使用的字典中定义的之类的术语应当被解释为具有与其在相关领域和/或本说明书上下文中的含义相一致的含义，并且将不在理想化或过于正式的意义上进行解释，除非本文中明确地如此定义。
本公开的示例性实施例提供了一种半导体器件的临时键合与解键合的方法。在该方法中，可以通过金属-金属键合来实现晶圆之间的临时键合，并通过电化学阳极金属溶解进行解键合。由此，不仅使得临时键合的键合强度高，耐高温性好，而且能够提高解键合效率。
如本文使用的，术语“衬底”可以表示经切割的晶圆的衬底，或者可以指示未经切割的晶圆的衬底。类似地，术语芯片和裸片可以互换使用，除非这种互换会引起冲突。应当理解，术语“层”包括薄膜，除非另有说明，否则不应当解释为指示垂直或水平厚度。
图1是根据本公开示例性实施例的半导体器件的临时键合与解键合的方法100的流程图，并且图2A-2F是根据本公开示例性实施例的在半导体器件的临时键合与解键合的方法的各个步骤中所形成的半导体器件的示例结构的示意图。下面参照图1和图2A-2F来描述根据本公开示例性实施例的半导体器件的临时键合与解键合的方法。
如图1和图2A所示，在步骤110中，在第一晶圆210上形成第一金属层214。第一晶圆210中形成有器件结构211并且第一金属层214形成在第一晶圆210的靠近器件结构211的一侧。
第一晶圆210可以是任何类型的晶圆。例如，第一晶圆210可以包括衬底和形成于衬底上的器件结构211。衬底可以由任何适当的材料制成，例如可以为以下材料中的至少一种制成：硅、绝缘体上硅(SOI)、绝缘体上层叠硅(SSOI)、绝缘体上层叠锗化硅(S-SiGeOI)以及绝缘体上锗化硅(SiGeOI)等。进一步地，衬底还可以为N型衬底或P型衬底。如本文使用的，术语“晶圆”可以表示经切割的晶圆，或者可以指示未经切割的晶圆。器件结构211可以是通过半导体工艺所形成的任何半导体器件结构。例如，器件结构211可以为无源器件、有源器件、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems，微机电***)器件或者互联结构等。
根据一些实施例，根据本公开示例性实施例的方法还可以包括在第一晶圆210上形成第一金属层214之前，在第一晶圆210上形成钝化层212。在第一晶圆210上形成钝化层212和第一金属层214可以包括：在第一晶圆210的靠近器件结构211的一侧，形成钝化材料层；在钝化材料层上，形成第一金属材料层；以及依次对第一金属材料层和钝化材料层进行图案化，以形成钝化层212和第一金属层214。例如可以通过光刻和刻蚀工艺，对第一金属材料层和钝化材料层进行图案化，但本公开不限于此。根据具体的应用和/或需求，可以选择能够使第一金属材料层和钝化材料层图案化的任何适当的工艺。
钝化层212可以由钝化材料形成，比如氧化物、氮化物或氮氧化物。通过形成钝化层212，能够防止电连接至器件结构211的金属布线与第一金属层214的直接接触，从而防止短路的发生。根据一些实施例，钝化层212也可以由耐温性好的聚合物形成，例如聚酰亚胺。通过选择耐温性好的聚合物来形成钝化层，能够避免在第一金属层的形成期间以及在第一金属层和第二金属层的键合过程中损坏钝化层。
可以通过沉积工艺来形成钝化层。应当理解，其他工艺也是可能的，在此不作限制。
在一些示例中，第一金属层可以通过任何适当的工艺形成在钝化层上。例如，蒸镀或溅射等。
应当理解，在其他可能的实施例中钝化层也是可以省略的，在此不作限制。为方便描述，以下参考附图2A-2F来描述根据本公开示例性实施例的半导体器件的临时键合与解键合的方法中均以包括钝化层212的示例进行描述。
如图2A所示，在一些实施例中，钝化层212和第一金属层214露出形成在第一晶圆210上的焊盘区域213。这有助于在进行解键合之后，使第一晶圆210中形成的器件结构211能够方便地与其它结构实现电连接。
如图1和图2B所示，在步骤120中，在第二晶圆216上形成对应于第一金属层214的第二金属层218
在一些示例中，第二金属层218可以通过任何适当的工艺形成在第二晶圆216上。例如，蒸镀或溅射等。
在第二晶圆216上形成的第二金属层218的位置可以与第一金属层214的位置相对应。例如，可以通过在第二晶圆216上形成第二金属材料层，并对第二金属材料层进行图案化，以形成第二金属层218。在一些示例中，也可以不对第二晶圆216上形成的第二金属材料层进行图案化，而将所形成的第二金属材料层直接用作第二金属层218，从而节省工艺流程。第二晶圆216能够用作支撑晶圆，从而实现对第一晶圆210的支撑。
根据一些实施例，第二金属层218的材料可以与第一金属层214的材料相同，例如形成第一金属层214和第二金属层218的材料可以为铝。铝金属与半导体工艺的兼容性较好，而且铝-铝金属键合的键合强度高，耐高温性好，这在键合之后需要对于第一晶圆210进行其它高温工艺的情况下是尤为有利的。尽管可以选择铝作为形成第一金属层214和第二金属层218的材料，但本公开不限于此。根据具体的应用和/或需求，可以选择能够实现金属-金属键合并且能够通过电化学阳极金属溶解进行解键合的任何金属材料。
在一些实施例中，第二金属层218的材料也可以与第一金属层214的材料不同，例如第一金属层214的材料可以为铝，第二金属层218的材料可以为铝铜合金、铝硅铜合金等，在此不作限制。
第二晶圆216可以由导电材料或非导电材料形成。例如，第二晶圆216可以由硅、玻璃或者陶瓷材料形成。根据一些实施例，第二晶圆216可以由经掺杂的低阻硅形成，以具备导电性。
在第二晶圆216由非导电材料形成的情况下，如图2B’所示，根据本公开示例性实施例的半导体器件的临时键合与解键合的方法还可以包括：在第二晶圆216上形成对应于第一金属层214的第二金属层218之前，在第二晶圆216上形成第三金属层217。形成第三金属层217的材料的腐蚀电位高于形成第一和第二金属层的材料的腐蚀电位，以使得第三金属层相较于第一和第二金属层不易发生电化学溶解。
在第一和第二金属层的材料为铝时，第三金属层的材料可以为腐蚀电位高于铝的金属，例如为铬或铜等。在一些示例中，第三金属层的材料也可以为合金，例如两种或多种金属晶体形成机械混合物的合金或其他形式的合金等。
在下文的描述中，主要以图2B中所示的第二晶圆结构进行描述，但是应当理解，使用图2B’中所示的第二晶圆结构也是可以的。
如图1和图2C所示，在步骤130中，将第二金属层218键合至第一金属层214，以使得第二晶圆216键合至第一晶圆210。
步骤130可以通过键合工艺来实现。在图2C所示的示例中，图2B中示出的结构现在被翻转，使得图2B中的第二晶圆216上形成的第二金属层218能够与第一晶圆210上形成的第一金属层214键合。例如，可以通过热压将第二金属层218键合至第一金属层214。图2C示出了将第二金属层218与第一金属层214进行键合后的示意图，其中，金属层214/218为第一金属层214和第二金属层218键合后的状态。
根据一些实施例，第一金属层214和第二金属层218中每一层的厚度可以为0.1μm～50μm。
根据一些实施例，将第二金属层218键合至第一金属层214的键合温度可以为25℃～500℃。该温度范围一般不会对第一晶圆210的器件结构211产生影响，并能很好地将第一金属层214和第二金属层218键合在一起。
如图1以及图2D和图2E所示，在步骤140中，在第一晶圆210的远离器件结构211的一侧进行背面工艺。
在本公开中，在第一晶圆的远离器件结构的一侧所进行的任何工艺，均可称为背面工艺。
在一些实施例中，在将第二金属层218键合至第一金属层214之后，在第一晶圆210的远离器件结构211的一侧所进行的背面工艺的温度不超过形成第一金属层214和第二金属层218的材料的耐受温度。金属的耐受温度较高，因此采用金属-金属键合的晶圆更能适应多种形式和条件的背面工艺。
根据一些示例性的实施例，在完成键合之后，还可以对第一晶圆进行减薄，或者根据具体的应用和/或需求，还可以进行其他的背面工艺等，在此不作限制。
例如，如图2D所示，背面工艺可以包括在第一晶圆210的远离器件结构211的一侧，对第一晶圆210进行减薄。减薄后的第一晶圆可以呈现出可弯曲、可延展等柔性化的特点，从而有助于形成柔性半导体器件。
如图2E所示，根据一些实施例，背面工艺还可以包括在对第一晶圆210进行减薄之后，在第一晶圆210的远离器件结构211的一侧形成保护层220。
根据一些实施例，在第一晶圆210的远离器件结构211的一侧形成保护层220可以包括：在第一晶圆210的远离器件结构211的一侧形成保护材料层，以及对保护材料层进行固化，以形成保护层220。通过形成保护层，可以对减薄后的第一晶圆形成保护作用，并进一步有助于在解键合之后实现可弯曲或可折叠的柔性半导体器件。
根据一些实施例，保护材料层可以包括聚酰亚胺(PI)。例如，可以通过旋涂工艺将聚酰亚胺形成在第一晶圆210的远离器件结构211的一侧。然后在大约350℃的温度下对聚酰亚胺进行固化，以形成保护层。
尽管图2E所示的示意图示出了对第一晶圆210进行减薄后又进一步形成保护层220，但是应当理解，在不需要对第一晶圆210进行减薄的情况下，也可以在未减薄的第一晶圆210上直接形成保护层220。
根据一些实施例，背面工艺可以包括在第一晶圆210的远离器件结构211的一侧，形成另一器件结构。另一器件结构可以是任何适宜的半导体工艺所形成的器件结构，在此不作限制。例如，根据具体的应用和/或需求，另一器件结构可以为无源器件、有源器件、MEMS器件或者互联结构等。
如图1和图2F所示，在步骤150中，通过电化学阳极金属溶解进行解键合，以使得第一晶圆210与第二晶圆216分离。图2F示出了解键合之后的第一晶圆。
应当理解，图2A至2F仅仅是根据本公开示例性实施例的在半导体器件的临时键合与解键合的方法的各个步骤中所形成的示例结构的示意图，图中所示出的厚度和大小并不一定表示实际的厚度和大小。
图3A至图3C是根据本公开示例性实施例的通过电化学阳极金属溶解进行解键合的示意图。
如图3A所示，根据一些实施例，用于电化学阳极金属溶解的电压源的正极连接至第二晶圆216，并且，电压源的负极连接至阴极312，阴极312浸入在用于电化学阳极金属溶解的溶液310中。
根据一些实施例，第二晶圆216可以由导电材料形成，并且电压源的正极连接至第二晶圆216的预定位置，例如，如图3A所示。在这种情况下，连接至电压源的正极的第二晶圆216能够在电化学阳极金属溶解过程中用作阳极。
根据一些实施例，如上述图2B’所示，第二晶圆216也可以由非导电材料形成，并且在第二晶圆216上形成对应于第一金属层214的第二金属层218之前，在第二晶圆216上形成了第三金属层217，形成第三金属层217的材料的腐蚀电位高于形成第一金属层214和第二金属层218的材料的腐蚀电位。在第二晶圆216上形成有第三金属层217的情况下，用于电化学阳极金属溶解的电压源的正极可以连接至第三金属层217。在这种情况下，连接至电压源的正极的第三金属层217能够在电化学阳极金属溶解过程中用作阳极。
根据一些实施例，形成阴极312的材料为惰性材料。例如，阴极312可以由铂、金、铅或石墨等材料，或者其混合物形成。
根据一些实施例，用于电化学阳极金属溶解的溶液310可以为中性电解质水溶液。例如，中性电解质水溶液可以为以下各项构成的组中的一种：NaCl溶液、Na2SO4溶液、MgCl2溶液、KCl溶液、K2SO4溶液、KNO3溶液和NaNO3溶液。中性溶液对环境污染较小，符合当前的工业环保趋势。
根据一些实施例，用于电化学阳极金属溶解的溶液也可以为弱酸性溶液或弱碱性溶液，例如MgSO4等，在此不作限制。
图3B示意性地示出了电化学阳极金属溶解的反应过程。如图3B所示，通过利用电化学阳极金属溶解，可以使已经键合在一起的第一金属层和第二金属层214/218发生溶解。
例如，在第一金属层和第二金属层的材料为铝时，在电化学阳极金属溶解过程中，阳极反应能够生成铝离子：Al→Al3++3e-，阴极反应能够产生氢气：2H++2e-→H2。
与常规的溶剂溶解解键合方式不同，在电化学阳极金属溶解过程中，尽管由钝化层212和第一金属层214露出的比如焊盘等金属区域也可能会浸泡在溶液中，但由于这些金属区域并不会参与阳极反应，因此不会发生溶解。这在一定程度上提高了形成于第一晶圆上的比如焊盘等金属区域的材料选择自由度。
根据一些实施例，如上述图2B’所示，在第二晶圆216上形成有第三金属层217的情况下，由电压源所施加的电压可以处于预定范围内，至少使得第一金属层214能够溶解但第三金属层217不会溶解。例如，在第一和第二金属层的材料为铝、第三金属的材料为铬时，调节电压源的电压以使得在电化学阳极金属溶解过程中铝能够溶解而铬不会被溶解。
图3C示意性地示出了电化学阳极金属溶解过程结束之后的状态。如图3C所示，第一金属层214和第二金属层218已经溶解，使得第一晶圆210与第二晶圆216发生解键合而分离。
在如图3A至3C所示的电化学阳极金属溶解过程中，可以通过适当地调节电压源的电压值来控制第一晶圆210和第二晶圆216的解键合速度，直到第一晶圆210和第二晶圆216完全分离。
通过进行金属-金属键合并利用电化学阳极金属溶解进行解键合，可以使键合金属层的去除速率高，从而提高解键合的效率。此外，可以通过选择相应的材料以及调节用于电化学阳极金属溶解的电压源的电压值来控制解键合的速度，这有助于实现更好的可控性。与机械解键合方式相比，通过电化学阳极金属溶解进行解键合还可以避免由于剪切力导致的对晶圆的损伤，从而提高成品率。
上面关于图1、图2A-2F和图3A-3C描述了根据本公开示例性实施例的半导体器件的临时键合与解键合的方法及其各种变型。将理解的是，不要求所描述的步骤或操作必须以所描述的特定顺序执行，也不要求必须执行所有描述的步骤或操作以获得期望的结果。例如，在第二晶圆上形成第二金属层的步骤可以在第一晶圆上形成第一金属层的步骤之前被执行。
根据本公开的实施例，还提供了一种半导体器件，该半导体器件可以通过上面所述的方法制造。已经描述了半导体器件的临时键合与解键合的方法的实施例，因此所得到的半导体器件的结构将是清楚明白的。半导体器件的实施例能够提供与方法实施例相同或相应的优点，关于这些优点的详细描述为了简洁性起见被省略。
虽然在附图和和前面的描述中已经详细地说明和描述了本公开，但是这样的说明和描述应当被认为是说明性的和示意性的，而非限制性的；本公开不限于所公开的实施例。通过研究附图、公开内容和所附的权利要求书，本领域技术人员在实践所要求保护的主题时，能够理解和实现对于所公开的实施例的变型。在权利要求书中，词语“包括”不排除未列出的其他元件或步骤，不定冠词“一”或“一个”不排除多个，并且术语“多个”是指两个或两个以上。在相互不同的从属权利要求中记载了某些措施的仅有事实并不表明这些措施的组合不能用来获益。
方面1.一种半导体器件的临时键合与解键合的方法，包括：
在第一晶圆上形成第一金属层，所述第一晶圆中形成有器件结构并且所述第一金属层形成在所述第一晶圆的靠近所述器件结构的一侧；
在第二晶圆上形成对应于所述第一金属层的第二金属层；
将所述第二金属层键合至所述第一金属层，以使得所述第二晶圆键合至所述第一晶圆；
在所述第一晶圆的远离所述器件结构的一侧进行背面工艺；以及
通过电化学阳极金属溶解进行解键合，以使得所述第一晶圆与所述第二晶圆分离。
方面2.如方面1所述的方法，其中，形成所述第一金属层的材料为铝。
方面3.如方面2所述的方法，其中，所述第二金属层的材料为以下各项构成的组中的一种：铝、铝铜、铝硅铜。
方面4.如方面1所述的方法，其中，所述背面工艺的温度不超过形成所述第一金属层和第二金属层的材料的耐受温度。
方面5.如方面1所述的方法，其中，用于所述电化学阳极金属溶解的电压源的正极连接至所述第二晶圆，并且，
其中，所述电压源的负极连接至阴极，所述阴极浸入在用于所述电化学阳极金属溶解的溶液中。
方面6.如方面5所述的方法，其中，形成所述阴极的材料为惰性材料。
方面7.如方面6所述的方法，其中，所述惰性材料为以下各项构成的组中的一种：铂、金、石墨。
方面8.如方面5所述的方法，其中，所述第二晶圆由导电材料形成，并且所述电压源的所述正极连接至所述第二晶圆的预定位置。
方面9.如方面5所述的方法，其中，所述第二晶圆由非导电材料形成，并且所述方法还包括：
在所述第二晶圆上形成对应于所述第一金属层的所述第二金属层之前，在所述第二晶圆上形成第三金属层，
其中，形成所述第三金属层的材料的腐蚀电位高于形成所述第一和第二金属层的材料的腐蚀电位，并且所述电压源的所述正极连接至所述第三金属层。
方面10.如方面9所述的方法，其中，由所述电压源所施加的电压处于预定范围内，使得所述第一金属层能够溶解但所述第三金属层不会溶解。
方面11.如方面1所述的方法，其中，用于所述电化学阳极金属溶解的溶液为中性电解质水溶液。
方面12.如方面11所述的方法，其中，所述中性电解质水溶液为以下各项构成的组中的一种或多种：NaCl溶液、Na2SO4溶液、MgCl2溶液、KCl溶液、K2SO4溶液、KNO3溶液和NaNO3溶液。
方面13.如方面1所述的方法，还包括：在所述第一晶圆上形成第一金属层之前，在所述第一晶圆上形成钝化层，并且
其中，在所述第一晶圆上形成所述钝化层和所述第一金属层包括：
在所述第一晶圆的靠近所述器件结构的一侧，形成钝化材料层；
在所述钝化材料层上，形成第一金属材料层；以及
依次对所述第一金属材料层和所述钝化材料层进行图案化，以形成所述钝化层和所述第一金属层。
方面14.如方面13所述的方法，其中，所述钝化层和所述第一金属层露出形成在所述第一晶圆上的焊盘区域。
方面15.如方面1所述的方法，其中，所述背面工艺包括：在所述第一晶圆的远离所述器件结构的一侧，对所述第一晶圆进行减薄。
方面16.如方面15所述的方法，其中，所述背面工艺还包括：在对所述第一晶圆进行减薄之后，在所述第一晶圆的远离所述器件结构的一侧形成保护层。
方面17.如方面16所述的方法，其中，在所述第一晶圆的远离所述器件结构的一侧形成保护层包括：
在所述第一晶圆的远离所述器件结构的一侧，形成保护材料层；以及
对所述保护材料层进行固化，以形成所述保护层。
方面18.如方面17所述的方法，其中，所述保护材料层包括聚酰亚胺。
方面19.如方面1所述的方法，其中，所述背面工艺包括：在所述第一晶圆的远离所述器件结构的一侧，形成另一器件结构。
方面20.一种半导体器件，其中，所述半导体器件通过如方面1-19中任一项所述的方法制造。

Claims (20)

1.一种半导体器件的临时键合与解键合的方法，包括：
在第一晶圆上形成第一金属层，所述第一晶圆中形成有器件结构并且所述第一金属层形成在所述第一晶圆的靠近所述器件结构的一侧；
在第二晶圆上形成对应于所述第一金属层的第二金属层；
将所述第二金属层键合至所述第一金属层，以使得所述第二晶圆键合至所述第一晶圆；
在所述第一晶圆的远离所述器件结构的一侧进行背面工艺；以及
通过电化学阳极金属溶解进行解键合，以使得所述第一晶圆与所述第二晶圆分离。
2.如权利要求1所述的方法，其中，形成所述第一金属层的材料为铝。
3.如权利要求2所述的方法，其中，所述第二金属层的材料为以下各项构成的组中的一种：铝、铝铜、铝硅铜。
4.如权利要求1所述的方法，其中，所述背面工艺的温度不超过形成所述第一金属层和第二金属层的材料的耐受温度。
5.如权利要求1所述的方法，其中，用于所述电化学阳极金属溶解的电压源的正极连接至所述第二晶圆，并且，
其中，所述电压源的负极连接至阴极，所述阴极浸入在用于所述电化学阳极金属溶解的溶液中。
6.如权利要求5所述的方法，其中，形成所述阴极的材料为惰性材料。
7.如权利要求6所述的方法，其中，所述惰性材料为以下各项构成的组中的一种：铂、金、石墨。
8.如权利要求5所述的方法，其中，所述第二晶圆由导电材料形成，并且所述电压源的所述正极连接至所述第二晶圆的预定位置。
9.如权利要求5所述的方法，其中，所述第二晶圆由非导电材料形成，并且所述方法还包括：
在所述第二晶圆上形成对应于所述第一金属层的所述第二金属层之前，在所述第二晶圆上形成第三金属层，
其中，形成所述第三金属层的材料的腐蚀电位高于形成所述第一和第二金属层的材料的腐蚀电位，并且所述电压源的所述正极连接至所述第三金属层。
10.如权利要求9所述的方法，其中，由所述电压源所施加的电压处于预定范围内，使得所述第一金属层能够溶解但所述第三金属层不会溶解。
11.如权利要求1所述的方法，其中，用于所述电化学阳极金属溶解的溶液为中性电解质水溶液。
12.如权利要求11所述的方法，其中，所述中性电解质水溶液为以下各项构成的组中的一种或多种：NaCl溶液、Na2SO4溶液、MgCl2溶液、KCl溶液、K2SO4溶液、KNO3溶液和NaNO3溶液。
13.如权利要求1所述的方法，还包括：在所述第一晶圆上形成第一金属层之前，在所述第一晶圆上形成钝化层，并且
其中，在所述第一晶圆上形成所述钝化层和所述第一金属层包括：
在所述第一晶圆的靠近所述器件结构的一侧，形成钝化材料层；
在所述钝化材料层上，形成第一金属材料层；以及
依次对所述第一金属材料层和所述钝化材料层进行图案化，以形成所述钝化层和所述第一金属层。
14.如权利要求13所述的方法，其中，所述钝化层和所述第一金属层露出形成在所述第一晶圆上的焊盘区域。
15.如权利要求1所述的方法，其中，所述背面工艺包括：在所述第一晶圆的远离所述器件结构的一侧，对所述第一晶圆进行减薄。
16.如权利要求15所述的方法，其中，所述背面工艺还包括：在对所述第一晶圆进行减薄之后，在所述第一晶圆的远离所述器件结构的一侧形成保护层。
17.如权利要求16所述的方法，其中，在所述第一晶圆的远离所述器件结构的一侧形成保护层包括：
在所述第一晶圆的远离所述器件结构的一侧，形成保护材料层；以及
对所述保护材料层进行固化，以形成所述保护层。
18.如权利要求17所述的方法，其中，所述保护材料层包括聚酰亚胺。
19.如权利要求1所述的方法，其中，所述背面工艺包括：在所述第一晶圆的远离所述器件结构的一侧，形成另一器件结构。
20.一种半导体器件，其中，所述半导体器件通过如权利要求1-19中任一项所述的方法制造。
CN202011256672.0A 2020-11-11 2020-11-11 半导体器件的临时键合与解键合的方法以及半导体器件 Active CN112382599B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011256672.0A CN112382599B (zh) 2020-11-11 2020-11-11 半导体器件的临时键合与解键合的方法以及半导体器件
PCT/CN2020/129749 WO2022099744A1 (zh) 2020-11-11 2020-11-18 半导体器件的临时键合与解键合的方法以及半导体器件

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011256672.0A CN112382599B (zh) 2020-11-11 2020-11-11 半导体器件的临时键合与解键合的方法以及半导体器件

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112382599A CN112382599A (zh) 2021-02-19
CN112382599B true CN112382599B (zh) 2021-07-16

Family

ID=74582858

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011256672.0A Active CN112382599B (zh) 2020-11-11 2020-11-11 半导体器件的临时键合与解键合的方法以及半导体器件

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN112382599B (zh)
WO (1) WO2022099744A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117912978A (zh) * 2024-03-18 2024-04-19 成都莱普科技股份有限公司 一种快速判断激光解键合界面的方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105244308A (zh) * 2015-11-16 2016-01-13 华天科技（昆山）电子有限公司 多孔载片临时键合拿持薄晶片的方法
US10703941B2 (en) * 2013-09-27 2020-07-07 Lintec Corporation Electrically peelable adhesive composition and electrically peelable pressure sensitive adhesive sheet, and method for using electrically peelable pressure sensitive adhesive sheet

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3915317B2 (ja) * 1999-05-11 2007-05-16 松下電器産業株式会社 電子部品の実装方法
US6340822B1 (en) * 1999-10-05 2002-01-22 Agere Systems Guardian Corp. Article comprising vertically nano-interconnected circuit devices and method for making the same
US20020070125A1 (en) * 2000-12-13 2002-06-13 Nova Crystals, Inc. Method for lift-off of epitaxially grown semiconductors by electrochemical anodic etching
US6468824B2 (en) * 2001-03-22 2002-10-22 Uni Light Technology Inc. Method for forming a semiconductor device having a metallic substrate
US7498240B2 (en) * 2005-08-31 2009-03-03 Micron Technology, Inc. Microfeature workpieces, carriers, and associated methods
CN100431487C (zh) * 2007-01-25 2008-11-12 中国科学院上海微***与信息技术研究所 一种三维植入式微电极阵列的制作方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10703941B2 (en) * 2013-09-27 2020-07-07 Lintec Corporation Electrically peelable adhesive composition and electrically peelable pressure sensitive adhesive sheet, and method for using electrically peelable pressure sensitive adhesive sheet
CN105244308A (zh) * 2015-11-16 2016-01-13 华天科技（昆山）电子有限公司 多孔载片临时键合拿持薄晶片的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN112382599A (zh) 2021-02-19
WO2022099744A1 (zh) 2022-05-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1292447C (zh) 具有三层横梁的mems器件
US10734352B2 (en) Metallic interconnect, a method of manufacturing a metallic interconnect, a semiconductor arrangement and a method of manufacturing a semiconductor arrangement
US8456004B2 (en) Template wafer and process for small pitch flip-chip interconnect hybridization
TWI332675B (en) Method for manufacturing semiconductor package
CN102217063A (zh) 用于功率器件的晶片级别芯片级封装的半导体管芯结构、使用其的封装及***、以及其制造方法
TW202041722A (zh) 陽極氧化處理方法及各向異性導電性構件的製造方法
JP6818707B2 (ja) 金属膜、構造体、複合材料、構造体の製造方法、および複合材料の製造方法
JP6535098B2 (ja) 金属充填微細構造体の製造方法
CN103579155A (zh) 制造用于热压键合的键合垫的方法以及键合垫
CN112382599B (zh) 半导体器件的临时键合与解键合的方法以及半导体器件
CN111799178B (zh) 一种超薄晶圆双面电镀铜厚膜工艺
KR102235224B1 (ko) 금속 충전 미세 구조체의 제조 방법
JP2019153415A (ja) 異方導電性部材、異方導電性部材の製造方法、および接合体の製造方法
US9254993B2 (en) Method for connecting a precious metal surface to a polymer
CN1215968C (zh) 一种微结构以及制造期间保护微结构材料的方法
US7163885B2 (en) Method of migrating and fixing particles in a solution to bumps on a chip
TW202202657A (zh) 金屬填充微細結構體、金屬填充微細結構體的製造方法及結構體
JP2022535225A (ja) 光電池上に存在する銀のリサイクル方法
Sakuma et al. Simplified 20‐µm pitch vertical interconnection process for 3D chip stacking
WO2022044585A1 (ja) 金属充填微細構造体の製造方法
CN115003864A (zh) 金属填充微细结构体的制造方法
JP6580642B2 (ja) 金属充填微細構造体の製造方法
TWI825048B (zh) 具有銅互連線之微機械結構及其生產方法
TWI272695B (en) Method for the galvanic application of a metal, in particular of copper, use of this method and integrated circuit arrangement
US20210013167A1 (en) Microelectronic device with solder-free plated leads

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant