一種用于超薄半導(dǎo)體圓片的臨時鍵合方法及去鍵合方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于超薄半導(dǎo)體圓片的臨時鍵合方法及去鍵合方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著半導(dǎo)體器件頻率的不斷攀升，芯片厚度對器件性能產(chǎn)生重要影響。薄芯片具有提高散熱效率、機(jī)械性能與電性能，減小封裝體積，減輕重量等優(yōu)勢，具有較大市場應(yīng)用前景。半導(dǎo)體器件的背面工藝一般包括襯底減薄、通孔刻蝕、背面金屬化、芯片劃切等步驟。由于半導(dǎo)體圓片減薄后機(jī)械強(qiáng)度較弱，且由于應(yīng)力的原因容易發(fā)生卷曲，導(dǎo)致圓片易碎，無法操作；當(dāng)半導(dǎo)體圓片的襯底減薄至40um甚至更薄至20um時，圓片的裂片幾率隨半導(dǎo)體材料的厚度減少而呈幾何倍數(shù)遞增。
[0003]因此半導(dǎo)體圓片需要在背面工藝過程中貼附機(jī)械強(qiáng)度好的載體片來控制裂片問題，目前行業(yè)內(nèi)采用的晶圓鍵合方法一般是在在兩塊晶圓之間涂覆鍵合蠟，然后再采用鍵合機(jī)將兩塊晶圓鍵合在一起，以臨時載片為依托進(jìn)行后續(xù)工藝制作，可以提升超薄晶圓的強(qiáng)度。
[0004]針對上述臨時鍵合的晶圓進(jìn)行分離一般有以下兩種方法:第一種，利用溶劑從鍵合的兩塊晶圓的邊緣溶解鍵合時的鍵合蠟，第二種就是采用熱力剪切分離。第一種方法，溶解劑從晶圓邊緣處慢慢溶解鍵合蠟，溶解劑到達(dá)晶圓中心的時間太長，分離效率太低；第二種方法，在熱剪貼時半導(dǎo)體材料與金屬材料熱脹冷縮系數(shù)不一致，導(dǎo)致圓片分離后金屬粘附力下降，且剪切時容易損壞晶圓，成品率較低。
[0005]當(dāng)半導(dǎo)體襯底減薄至40um甚至更薄時，上述2種分離方法在圓片分離后的圓片轉(zhuǎn)移過程中，存在極高的裂片率，不適合超薄芯片的生產(chǎn)。且圓片與載體分離后還需要經(jīng)歷清洗、劃切等工藝步驟，在此工藝過程中造成裂片率始終是業(yè)界的難題，嚴(yán)重阻礙超薄芯片在半導(dǎo)體行業(yè)的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]發(fā)明目的:本發(fā)明的目的是提供一種能夠降低超薄半導(dǎo)體圓片在工藝過程中的裂片率的用于超薄半導(dǎo)體圓片的臨時鍵合方法及去鍵合方法。
[0007]技術(shù)方案:為達(dá)到此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0008]本發(fā)明所述的用于超薄半導(dǎo)體圓片的臨時鍵合方法及去鍵合方法，其中:
[0009]所述鍵合方法包括以下的步驟:
[0010]S1:清洗半導(dǎo)體圓片和第一載體片的表面；
[0011]S2:將半導(dǎo)體圓片和第一載體片的正面涂覆第一鍵合劑，并進(jìn)行熱烘固化；
[0012]S3:將半導(dǎo)體圓片和第一載體片正面相對，通過第一鍵合劑鍵合，形成半導(dǎo)體圓片與第一載體片的初步鍵合體；
[0013]S4:將半導(dǎo)體圓片與第一載體片的鍵合體浸泡在第一有機(jī)試劑中，去除半導(dǎo)體圓片邊緣的第一鍵合劑，形成縫隙；
[0014]S5:在步驟S4得到的半導(dǎo)體圓片背面涂覆第二鍵合劑，以填充步驟S4形成的縫隙，并進(jìn)行固化，形成半導(dǎo)體圓片與第一載體片的最終鍵合體；
[0015]所述去鍵合方法包括以下的步驟:
[0016]S6:將半導(dǎo)體圓片與第一載體片的最終鍵合體浸泡在第二有機(jī)試劑中，去除半導(dǎo)體圓片邊緣的第二鍵合劑，以露出縫隙；
[0017]S7:將步驟S6得到的半導(dǎo)體圓片固定在第二載體上，并將第二載體放在可施加外力的平臺上；
[0018]S8:通過外力實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體圓片與第一載體片的分離；
[0019]S9:使用第一有機(jī)試劑清洗步驟S8得到的半導(dǎo)體圓片，去除半導(dǎo)體圓片表面的第一鍵合劑，得到去鍵合后的半導(dǎo)體圓片。
[0020]進(jìn)一步，所述半導(dǎo)體圓片的材料為硅、砷化鎵、磷化銦或者碳化硅中的任意一種。
[0021]進(jìn)一步，所述第一載體片不與第一鍵合劑、第二鍵合劑發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)，并且第一載體片采用可重復(fù)使用的材料；所述第一鍵合劑、第二鍵合劑不與半導(dǎo)體圓片反應(yīng)。
[0022]進(jìn)一步，所述第一載體片的尺寸比半導(dǎo)體圓片的尺寸大。
[0023]進(jìn)一步，所述第一鍵合劑的型號為SPACELIQUID TR2-50482。
[0024]進(jìn)一步，所述第二鍵合劑的型號為wafer bondOHT1.10。
[0025]進(jìn)一步，所述第一有機(jī)試劑為第一鍵合劑的專用去除劑。
[0026]進(jìn)一步，所述第二有機(jī)試劑為第二鍵合劑的專用去除劑。
[0027]進(jìn)一步，所述第二載體采用平整、能夠固定半導(dǎo)體圓片的材料。
[0028]有益效果:本發(fā)明提供的用于超薄半導(dǎo)體圓片的臨時鍵合方法及去鍵合方法，能夠降低超薄半導(dǎo)體圓片在工藝過程中的裂片率，芯片成品率高；半導(dǎo)體圓片的分離過程不用經(jīng)過高溫解蠟，半導(dǎo)體材料與背面金屬間不存在熱脹冷縮系數(shù)不同導(dǎo)致的粘附力下降的問題；半導(dǎo)體圓片的分離過程不用經(jīng)過長時間浸泡溶解劑，圓片分離效率高，適合量產(chǎn)?’為超薄芯片在半導(dǎo)體行業(yè)的推廣奠定良好的工藝基礎(chǔ)。
【附圖說明】
[0029]圖1為本發(fā)明的步驟S4得到的半導(dǎo)體圓片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖2為本發(fā)明的步驟S5得到的半導(dǎo)體圓片與第一載體片的最終鍵合體的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖3為本發(fā)明的半導(dǎo)體圓片與第一載體片的最終鍵合體經(jīng)過圓片減薄、背面通孔及背面金屬化后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖4為本發(fā)明的步驟S7中得到的固定在一起的半導(dǎo)體圓片和第二載體的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖5為本發(fā)明的步驟S8得到的分離后的半導(dǎo)體圓片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖6為本發(fā)明的步驟S9得到的去鍵合后的半導(dǎo)體圓片經(jīng)過劃片后的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035]本發(fā)明提供的用于超薄半導(dǎo)體圓片1的臨時鍵合方法及去鍵合方法，其中:
[0036]鍵合方法包括以下的步驟:
[0037]S1:清洗半導(dǎo)體圓片1和第一載體片4的表面；
[0038]S2:將半導(dǎo)體圓片1和第一載體片4的正面涂覆第一鍵合劑2，并進(jìn)行熱烘固化；
[0039]S3:將半導(dǎo)體圓片1和第一載體片4正面相對，通過第一鍵合劑2鍵合，形成半導(dǎo)體圓片1與第一載體片4的初步鍵合體；
[0040]S4:將半導(dǎo)體圓片1與第一載體片4的鍵合體浸泡在第一有機(jī)試劑中，去除半導(dǎo)體圓片1邊緣的第一鍵合劑2，形成縫隙3 ;
[0041]S5:在步驟S4得到的半導(dǎo)體圓片1背面涂覆第二鍵合劑5，以填充步驟S4形成的縫隙3，并進(jìn)行固化，形成半導(dǎo)體圓片1與第一載體片4的最終鍵合體；
[0042]去鍵合方法包括以下的步驟:
[0043]S6:將半導(dǎo)體圓片1與第一載體片4的最終鍵合體浸泡在第二有機(jī)試劑中，去除半導(dǎo)體圓片1邊緣的第二鍵合劑5，以露出縫隙3 ;
[0044]S7:將步驟S6得到的半導(dǎo)體圓片1固定在第二載體7上，并將第二載體7放在可施加外力的平臺上；
[0045]S8:通過外力實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體圓片1與第一載體片4的分離；
[0046]S9:使用第一有機(jī)試劑清洗步驟S8得到的半導(dǎo)體圓片1，去除半導(dǎo)體圓片1表面的第一鍵合劑2，得到去鍵合后的半導(dǎo)體圓片1。
[0047]半導(dǎo)體圓片1的材料可以為硅、砷化鎵、磷化銦或者碳化硅中的任意一種，本實(shí)施例中為砷化鎵。
[0048]第一載體片4的材料為藍(lán)寶石或者玻璃片等機(jī)械強(qiáng)度好，不與第一鍵合劑2、第二鍵合劑5發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)，可重復(fù)使用的材料。本實(shí)施例中為藍(lán)寶石。
[0049]為方便后續(xù)的去鍵合工藝操作，第一載體片4的尺寸比半導(dǎo)體圓片1的尺寸大。本實(shí)施例中，藍(lán)寶石的直徑比砷化鎵圓片大4mm-10mm。
[0050]第一鍵合劑2應(yīng)當(dāng)機(jī)械強(qiáng)度弱、粘性適中、易清洗、不與半導(dǎo)體圓片1及第一載體片4反應(yīng)。本實(shí)施例中，第一鍵合劑2的型號為日化精工生產(chǎn)的SPACELIQUID TR2-50482。
[0051]第二鍵合劑5應(yīng)當(dāng)粘性強(qiáng)、密封性好，不與背面工藝常用化學(xué)試劑、半導(dǎo)體圓片1反應(yīng)，