本发明属于先进封装芯片制造，具体涉及一种两面临时键合的晶圆及其加工工艺方法和应用。
背景技术：
1、为了满足芯片微型化、低功耗、多功能和大算力等要求，先进封装技术的发展主要集中在三维堆叠封装，这样不仅减小了封装体积，而且提高了电路性能、减小了寄生效应和时间延迟。为支撑2.5d/3d先进封装的高良率加工要求，器件晶圆的减薄与拿持、堆叠将成为其最为关键的一步工艺。
2、因此，临时键合/解键合作为超薄晶圆减薄、拿持的核心技术，通过将器件晶圆固定在承载晶圆上，可为超薄器件晶圆提供足够的机械支撑，保证器件晶圆能够顺利安全地完成后续工艺制程，如光刻、刻蚀、钝化、溅射、电镀和回流焊等。在先进封装制程快速发展的当下，临时键合/解键合技术已经得到大力发展并广泛应用于晶圆级封装(wlp)领域，如pop层叠封装、扇出型封装、ewlb、硅通孔(tsv)、2.5d/3d封装等。随着先进封装趋势向着更复杂的异质集成、更大的封装载体、更薄的芯片以及更小的封装尺寸等方向发展，临时键合技术的发展同样也不断迭代，以满足封装技术飞速发展的需要。
3、随着临时键合技术的工艺特点愈发鲜明，它所获得的应用场景也越来越多：(1)随着先进封装中芯片尺寸的缩小，芯片晶圆越来越薄，容易出现卷曲甚至破片，因此在芯片制造流程中为了拿持超薄晶圆就必须采用临时键合技术将其临时粘结在厚载片上；(2)在扇出型(fan out)晶圆级封装中，重构的塑封料晶圆翘曲较大，不利于后续作业制程，需要临时键合技术来提高封装精度；(3)超薄器件的“增材制造”同样需要临时键合技术来支撑超薄器件层的半导体工艺制程；(4)iii-v族化合物半导体材质性脆，为了防止加工过程中出现破碎，同样离不开临时键合技术。
4、因此，如何提供一种能用于2.5d、3d先进封装、ttv均一度高、翘曲小，低破片率、高良率的临时封装材料，已成为亟待解决的技术问题。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种两面临时键合的晶圆及其加工工艺方法和应用。本发明中通过对两面临时键合的晶圆进行设计，通过在晶圆两侧分别设置第一临时键合层和第二临时键合层，为超薄器件晶圆提供足够的机械支撑，保证器件晶圆能够顺利安全地完成后续工艺制程，实现低破片率，高良率，且解键合的条件温和，不需要环切释放应力，减少了工艺步骤，节省了生产成本。
2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：
3、第一方面，本发明提供一种两面临时键合的晶圆，所述两面临时键合的晶圆包括一种层叠结构，设置为第一玻璃基板、第一激光释放层、第一临时键合层、晶圆、第二临时键合层、第二激光释放层和第二玻璃基板。
4、本发明中通过对两面临时键合的晶圆进行设计，通过在晶圆两侧分别设置第一临时键合层和第二临时键合层，并进一步控制第一临时键合层和第二临时键合层的ttv均一度高(厚度均一性高)、键合后翘曲小，为超薄器件晶圆提供足够的机械支撑，保证器件晶圆能够顺利安全地完成后续工艺制程，实现低破片率，高良率，且解键合的条件温和，不需要环切释放应力，减少了工艺步骤，节省了生产成本。
5、以下作为本发明的优选技术方案，但不作为对本发明提供的技术方案的限制，通过以下优选的技术方案，可以更好的达到和实现本发明的目的和有益效果。
6、作为本发明的优选技术方案，所述第一临时键合层的材料包括极性键合材料。
7、优选地，所述第一临时键合层的材料在键合温度下的粘度≤3500pa·s，例如可以是500pa·s、1000pa·s、1500pa·s、2000pa·s、2500pa·s、3000pa·s或3500pa·s等。
8、需要说明的是，本发明对于第一临时键合层材料的具体选择没有任何特殊的限制，只需其为极性键合材料，在键合温度下的粘度满足上述要求即可，示例性地包括但不限于：深圳市化讯半导体材料有限公司的tb1238、tb1202。
9、同时需要说明的是，以深圳市化讯半导体材料有限公司的tb1238为例说明其在键合温度下的粘度：tb1238在8寸键合doe实验中测得最佳的键合参数为：160℃、3kn、10min，那么tb1238在160℃测得的粘度即为在键合温度下的粘度，测得的粘度值保留两位有效数字即可。
10、作为本发明的优选技术方案，所述第二临时键合层的材料为非极性键合材料。
11、优选地，所述第二临时键合层的材料选自tb4130、tb170、tb150、tb4170、tb4171、tb4172、tb4180中的任意一种或至少两种的组合，上述材料均为深圳市化讯半导体材料有限公司生产。
12、优选地，所述第二临时键合层的材料在键合温度下的粘度≤3500pa·s，例如可以是500pa·s、1000pa·s、1500pa·s、2000pa·s、2500pa·s、3000pa·s或3500pa·s等。
13、需要说明的是，本发明对于第二临时键合层材料的具体选择没有任何特殊的限制，只需其为非极性键合材料，在键合温度下的粘度满足上述要求即可，示例性地包括但不限于：深圳市化讯半导体材料有限公司的tb4130、tb170、tb150、tb4170、tb4171、tb4172、tb4180。
14、同时需要说明的是，本发明对于第一激光释放层材料、第二激光释放层材料的具体选择没有任何特殊的限制，本领域常用的激光释放材料或光敏材料均适用，示例性地包括但不限于：深圳市化讯半导体材料有限公司的lb210、rl420、lb230、lb310、lb260。
15、作为本发明的优选技术方案，所述第一激光释放层的厚度为200nm～5μm，例如可以是200nm、400nm、600nm、800nm、1μm、1.5μm、2μm、2.5μm、3μm、3.5μm、4μm、4.5μm或5μm等。
16、优选地，所述第一临时键合层的厚度为2μm～160μm，例如可以是2μm、5μm、10μm、20μm、40μm、60μm、80μm、100μm、120μm、140μm或160μm等。
17、优选地，所述第二临时键合层的厚度为2μm～160μm，例如可以是2μm、5μm、10μm、20μm、40μm、60μm、80μm、100μm、120μm、140μm或160μm等。
18、优选地，所述第二激光释放层的厚度为200nm～5μm，例如可以是200nm、400nm、600nm、800nm、1μm、1.5μm、2μm、2.5μm、3μm、3.5μm、4μm、4.5μm或5μm等。
19、第二方面，本发明提供一种如第一方面所述的两面临时键合的晶圆的加工工艺方法，所述加工工艺方法包括如下步骤：
20、(1)在第一玻璃基板任一侧设置第一激光释放层；
21、在第一激光释放层涂覆包含第一临时键合层材料的溶液a，烘烤除溶剂，去除溶剂，得到第一临时键合层；
22、在第二临时键合层与晶圆进行键合；
23、(2)在第二玻璃基板任一侧设置第二激光释放层；
24、在第二激光释放层涂覆包含第二临时键合层材料的溶液b，烘烤去除溶剂，得到第二临时键合层；
25、将第二临时键合层与晶圆远离第一玻璃基板的一侧进行键合，得到所述两面临时键合的晶圆。
26、需要说明的是，本发明中对于第一激光释放层和第二激光释放层的制备方法没有任何特殊的限制，本领域常用的制备方法均适用，示例性地包括但不限于：旋涂，即将第一激光释放层的材料旋涂于第一玻璃基板，烘烤除溶剂并加热固化，形成第一激光释放层；将第二激光释放层的材料旋涂于第二玻璃基板，烘烤除溶剂并加热固化，形成第二激光释放层。本发明对于旋涂的转速、时间及烘烤除溶剂的温度、时间没有特殊的限制，本领域常用的旋涂和烘烤除溶剂的工艺条件均适用。
27、同时，需要说明的是，本发明中，形成第一临时键合层时烘烤除溶剂的工艺条件为：在80～100℃下进行第一次烘烤除溶剂5～15min，然后在160～200℃下进行第二次烘烤除溶剂5～15min，形成第二临时键合层时烘烤除溶剂的工艺条件为在80～100℃下进行第一次烘烤除溶剂5～15min，然后在200～240℃下进行第二次烘烤除溶剂5～15min。
28、其中，80～100℃可以是80℃、82℃、84℃、86℃、88℃、90℃、92℃、94℃、96℃、98℃或100℃等。
29、160～200℃可以是160℃、165℃、170℃、175℃、180℃、185℃、190℃、195℃或200℃等。
30、200～240℃可以是200℃、205℃、210℃、215℃、220℃、225℃、230℃、235℃或240℃等。
31、5～15min可以是5min、6min、7min、8min、9min、10min、11min、12min、13min、14min或15min等。
32、作为本发明的优选技术方案，步骤(1)所述涂覆的方法包括旋涂。
33、优选地，所述旋涂的转速为200～3000rpm(例如可以是200rpm、500rpm、800rpm、1000rpm、1200rpm、1400rpm、1600rpm、1800rpm、2000rpm、2200rpm、2400rpm、2700rpm或3000rpm等)，时间为20s～60s(例如可以是20s、25s、30s、35s、40s、45s、50s、55s或60s等)。
34、需要说明的是，本发明对于旋涂的具体过程没有任何特殊的限制，可根据材料的具体选择及本领域常用的工艺条件决定，其旋涂过程可以为一步法旋涂、二步法旋涂或三步旋涂等。一步法旋涂是指在旋涂过程中转速不变，二步法旋涂是指在旋涂过程中，涉及两种不同的转速，三步法旋涂是指在旋涂过程中，涉及三种不同的转速。
35、优选地，所述三步旋涂包括低转速匀胶、中转速扩胶和高转速甩胶(三步法旋涂)。
36、优选地，所述低转速匀胶的转速为200rpm～800rpm(例如可以是200rpm、250rpm、300rpm、350rpm、400rpm、450rpm、500rpm、550rpm、600rpm、650rpm、700rpm、750rpm或800rpm等)，时间为4s～6s(例如可以是4s、5s或6s等)。
37、优选地，所述中转速扩胶的转速为800rpm～2000rpm(例如可以是800rpm、1000rpm、1200rpm、1400rpm、1600rpm、1800rpm或2000rpm等)，时间为20s～50s(例如可以是20s、25s、30s、35s、40s、45s或50s等)。
38、优选地，所述高转速甩胶的转速为2000rpm～3000rpm(例如可以是2000rpm、2100rpm、2200rpm、2300rpm、2400rpm、2500rpm、2600rpm、2700rpm、2800rpm、2900rpm或3000rpm等)，时间为1s～3s(例如可以是1s、2s或3s等)。
39、低转速匀胶向中转速扩胶变化过程中、中转速扩胶向高转速甩胶变化过程中，转速的加速度可以是1800～2200rpm/s，例如可以是1800rpm/s、1900rpm/s、2000rpm/s、2100rpm/s或2200rpm/s等。
40、优选地，步骤(1)所述键合的温度窗口＞第一临时键合层材料的玻璃化转变温度(tg)。
41、优选地，步骤(1)所述键合的温度窗口为120℃～230℃，例如可以是120℃、130℃、140℃、150℃、160℃、170℃、180℃、190℃、200℃、210℃、220℃或230℃等。
42、优选地，所述第二临时键合层与晶圆进行键合后还包括后处理的步骤，所述后处理的方法包括对键合后的晶圆进行减薄、抛光、布线、植球。
43、作为本发明的优选技术方案，步骤(2)所述涂覆的方法包括一步法旋涂。
44、优选地，所述一步法旋涂的转速为800rpm～3000rpm(例如可以是800rpm、1000rpm、1200rpm、1400rpm、1600rpm、1800rpm、2000rpm、2200rpm、2400rpm、2600rpm、2800rpm或3000rpm等)，时间为20s～60s(例如可以是20s、25s、30s、35s、40s、45s、50s、55s或60s等)。
45、一步法旋涂中，从启动(转速为0)到目标转速的加速度可以是300～1000rpm/s，例如可以是300rpm/s、400rpm/s、500rpm/s、600rpm/s、700rpm/s、800rpm/s、900rpm/s或1000rpm/s等。
46、需要说明的是，本发明中，一步旋涂法并不是只旋涂一次，而是在旋涂过程中，达到目标速度后，其转速是不变的，根据第二临时键合层的厚度，可进行多次旋涂。
47、优选地，步骤(2)所述键合的温度窗口＞第二临时键合层材料的玻璃化转变温度。
48、优选地，步骤(2)所述键合的温度窗口为120℃～230℃，例如可以是120℃、130℃、140℃、150℃、160℃、170℃、180℃、190℃、200℃、210℃、220℃或230℃等。
49、本发明中，所述两面临时键合的晶圆的具体加工工艺方法包括如下步骤：
50、(1)在第一玻璃基板任一侧涂覆第一激光释放层的材料，烘烤除溶剂并加热固化，得到第一激光释放层；
51、在第一激光释放层涂覆第一临时键合层的材料，烘烤除溶剂，得到第一临时键合层；其中，涂覆的方法包括旋涂，根据需要的第一临时键合层的厚度进行不同次数的旋涂，如旋涂过程包括：在200rpm～800rpm下进行低转速匀胶4s～6s，然后以1800～2200rpm/s的加速度，将转速调整为800rpm～2000rpm，进行中转速扩胶20s～50s，最后以1800～2200rpm/s的加速度，将转速调整为2000rpm～3000rpm，进行高转速甩胶1s～3s；
52、在第二临时键合层与晶圆进行键合，键合温度窗口为120～230℃；
53、(2)在第二玻璃基板任一侧涂覆第一二激光释放层的材料，烘烤除溶剂并加热固化，得到第一激光释放层；
54、在第二激光释放层涂覆第二临时键合层的材料，烘烤除溶剂，得到第二临时键合层；其中，涂覆的方法包括旋涂，根据需要的第二临时键合层的厚度进行不同次数的旋涂，旋涂过程包括：以300～1000rpm/s，将转速调整为800rpm～3000rpm，进行旋涂20s～60s；
55、将第二临时键合层与晶圆远离第一玻璃基板的一侧进行键合，键合温度窗口为120～230℃，得到所述两面临时键合的晶圆。
56、本发明中，通过对第一临时键合层和第二临时键合层的涂覆方法进行设计，制备得到了ttv均一的第一临时键合层和第二临时键合层。具体为：第二临时键合层的材料是非极性，该材料具备空间原子对称结构特性，接触角测试仪测试其与衬底的接触角35～85°(例如可以是35°、40°、45°、50°、55°、60°、65°、70°、75°、80°或85°等)；第一临时键合层的材料是极性的，与玻璃基板的接触角＜25°(例如可以是5°、10°、15°、20°或25°等)，远小于第二临时键合层的接触角。第二临时键合层材料在晶圆上的内聚力较大，表面张力比较小，因此适用于较温和的方式会使膜面均一度比较好，如比较小的加速度或者较少的工艺步骤的方式涂覆，才可以制备得到厚度均一的第二临时键合层。
57、第三方面，本发明提供一种如第一方面所述的两面临时键合的晶圆的应用，所述两面临时键合的晶圆用于2.5d、3d先进封装。
58、作为本发明的优选技术方案，所述2.5d、3d先进封装的方法包括如下步骤：
59、(s1)对如第一方面所述的两面临时键合的晶圆进行解键合，将所述晶圆与所述第一临时键合层分开，使用清洗剂a进行清洗后，进行芯片处理，得到产品a；
60、(s2)对产品a进行解键合，将所述晶圆与所述第二临时键合层分开，完成2.5d、3d先进封装。
61、作为本发明的优选技术方案，步骤(1)所述解键合的方法包括：使用355nm波长的紫外激光器解键合设备进行激光解键合。
62、优选地，步骤(s1)所述清洗的方法包括浸泡或旋转清洗。
63、优选地，所述清洗的温度为20℃～30℃，例如可以是20℃、22℃、24℃、26℃、28℃或30℃等。
64、优选地，所述浸泡的时间为20min～50min，例如可以是20min、22min、24min、27min、30min、33min、36min、39min、42min、46min或50min等。
65、优选地，步骤(s1)所述清洗使用的清洗剂选自深圳市化讯半导体材料有限公司wlp tbr1。
66、本发明中，步骤(s1)所述清洗使用的清洗剂不会对第二临时键合层造成腐蚀，且解键合过程无应力，可旋涂清洗和浸泡清洗并且效率高、无残留。
67、优选地，所述芯片处理包括植球、倒装、回流焊、底部填充、环氧塑封等先进封装制程。
68、优选地，步骤(s2)所述解键合的方法包括：使用355nm波长的紫外激光器解键合设备进行激光解键合。
69、优选地，步骤(s2)所述解键合后还包括后处理的步骤，所述后处理的方法包括：使用清洗剂b对晶圆进行清洗、烘烤除溶剂。
70、优选地，所述后处理的方法还包括等离子处理，用作清洁步骤，用以确保去除前道溶液制程中潜在的挥发物，便于后续制程适用。
71、本发明中，对于等离子体处理的工艺条件没有任何特殊的限制，示例性地包括但不限于：使用氧气和氩气进行等离子体处理，其中氧气和氩气分别用的参数为step1：100sccm o2 300s 980w+20sccm ar 300s 980w；step2：200sccm o2+80sccm ar 300s 980w。
72、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
73、(1)本发明中通过对两面临时键合的晶圆进行设计，通过在晶圆两侧分别设置第一临时键合层和第二临时键合层，使第一临时键合层和第二临时键合层的ttv均一度高、键合后翘曲小，为超薄器件晶圆提供足够的机械支撑，保证器件晶圆能够顺利安全地完成后续工艺制程，实现低破片率，高良率，且解键合的条件温和，不用环切释放应力，减少了工艺步骤，节省了生产成本。
74、(2)本发明提供的两面临时键合的晶圆用于2.5d、3d先进封装时，耐化性和耐高温性良好，能够耐受先进封装湿制程和高温制程，解键合工艺条件温和，不用环切释放应力；同时步骤(s1)中使用的清洗剂不会对第二临时键合层造成腐蚀，且实现无应力解键合，可旋涂清洗和浸泡清洗并且效率高、无残留。
75、(3)本发明中通过对两面临时键合的晶圆进行设计，进一步控制第一临时键合层和第二临时键合层的材料和厚度在特定范围内，使第一临时键合层平均ttv≤9.7％，具体为4.5～9.7％，第二临时键合层平均ttv≤9.6％，具体为5.0～9.6％，第一次临时键合平均翘曲度为8～76μm，第二次临时键合平均翘曲度为11～79μm，破片率≤10％，良片率≥70％。
1.一种两面临时键合的晶圆，其特征在于，所述两面临时键合的晶圆包括依次层叠设置的第一玻璃基板、第一激光释放层、第一临时键合层、晶圆、第二临时键合层、第二激光释放层和第二玻璃基板。
2.根据权利要求1所述的两面临时键合的晶圆，其特征在于，所述第一临时键合层的材料包括极性键合材料；
3.根据权利要求1或2所述的两面临时键合的晶圆，其特征在于，所述第二临时键合层的材料为非极性键合材料；
4.根据权利要求1-3任一项所述的两面临时键合的晶圆，其特征在于，所述第一激光释放层的厚度为200nm～5μm；
5.一种如权利要求1-4任一项所述的两面临时键合的晶圆的加工工艺方法，其特征在于，所述加工工艺方法包括如下步骤：
6.根据权利要求5所述的加工工艺方法，其特征在于，步骤(1)所述涂覆的方法包括旋涂；
7.根据权利要求5或6所述的加工工艺方法，其特征在于，步骤(2)所述涂覆的方法包括一步法旋涂；
8.一种如权利要求1-4任一项所述的两面临时键合的晶圆的应用，其特征在于，所述两面临时键合的晶圆应用于2.5d、3d先进封装。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述2.5d、3d先进封装的方法包括如下步骤：
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，步骤(s1)所述解键合的方法包括：使用355nm波长的紫外激光器解键合设备进行激光解键合；
