一种临时键合和解键合的方法与流程

    技术2026-08-23  10


    本申请属于半导体器件制备,具体涉及一种临时键合和解键合的方法。


    背景技术:

    1、随着半导体新品对各种元器件集成度和功能的要求越来越高,传统的二维集成电路已经难以满足需求,tsv(through-silicon vias,硅通孔)技术和三维堆叠型3d集成技术应运而生,为满足tsv和三维堆叠型3d集成制造需求,减薄后晶圆厚度越来越薄,当晶圆减薄至150um时就会变得柔韧而容易形变或者翘曲,不易进行后续工序操作。

    2、为降低减薄工艺中的碎片率,通常采用临时键合及解键合(temporary bondingand de-bonding)技术,然而在临时键合工艺过程中,无法对键合介质层产生的气泡进行有效排出,该气泡导致晶圆在减薄的过程中无法得到支撑而发生碎裂,且临时键合后产生键合片的翘曲度过大也会使得晶圆因受力不均产生更大的碎裂风险。


    技术实现思路

    1、本申请提供了一种临时键合和解键合的方法,能够避免晶圆临时键合和解键合过程中,因气泡或者翘曲度过大发生碎裂,可靠性高。

    2、为了解决上述技术问题,本申请提供了一种临时键合和解键合的方法,所述方法包括以下步骤:

    3、在晶圆上制备键合介质层;

    4、对所述晶圆和所述键合介质层进行前烘固化,并提供负压真空;

    5、在所述键合介质层上设置载片,对所述晶圆和所述载片进行热压键合;

    6、对所述晶圆进行研磨,将所述晶圆的厚度降低至预设厚度值;

    7、在所述晶圆背向所述载片的一侧设置多孔吸盘,对所述晶圆和所述载片进行热解滑移解键合,以使所述晶圆与所述载片分离;

    8、对所述多孔吸盘进行吹气,以使所述晶圆和所述多孔吸盘分离。

    9、作为本申请的进一步改进,所述在晶圆上制备键合介质层,包括:

    10、在所述晶圆上涂覆液态蜡或液态胶;

    11、控制所述晶圆以第一速度旋转,以使所述液态蜡或液态胶均匀的覆盖在所述圆晶上;

    12、对所述晶圆进行静置,以使所述液态蜡或液态胶中的气泡破裂;

    13、控制所述晶圆以第二速度旋转,以在所述晶圆上形成所述键合制备层;其中,所述第二速度大于所述第一速度。

    14、作为本申请的进一步改进,所述对晶圆和所述载片进行热压键合,包括:

    15、将所述载片与设置有所述键合介质层的晶圆进行对准,并对所述晶圆和所述载片进行热压键合;其中,通过对真空热压过程中的温度、空气和压力进行调节,以使所述键合介质层中的空隙气泡移动到所述晶圆边缘排出。

    16、作为本申请的进一步改进,所述载片的热膨胀系数不超过所述晶圆的热膨胀系数的60%。

    17、作为本申请的进一步改进,所述对晶圆进行研磨,将所述晶圆的厚度降低至预设厚度值,包括:

    18、对所述晶圆进行机械研磨,以将所述晶圆的厚度降低至100μm及以下。

    19、作为本申请的进一步改进,所述在晶圆背向所述载片的一侧设置多孔吸盘,对所述晶圆和所述载片进行热解滑移解键合,以使所述晶圆与所述载片分离,包括:

    20、将所述多孔吸盘吸附在所述晶圆背向所述载台的一侧,将真空吸盘吸附在所述载片背向所述晶圆的一侧;

    21、对所述晶圆、所述键合介质层和所述载片进行加热,以使所述键合介质层被加热熔化;

    22、将载片沿水平方向进行移动,以使所述晶圆与所述载片分离。

    23、作为本申请的进一步改进,通过碳化硅多孔载台将所述多孔吸盘吸附在所述晶圆背向所述载台的一侧,以及将真空吸盘吸附在所述载片背向所述晶圆的一侧。

    24、作为本申请的进一步改进,所述以使晶圆与所述载片分离之后,还包括:

    25、对分离后的所述晶圆进行清洗,以去除所述晶圆上残余的键合介质层。

    26、作为本申请的进一步改进,所述对多孔吸盘进行吹气,包括:

    27、将分离后的所述晶圆和所述多孔吸盘倒扣在无尘纸或无尘布上;

    28、对所述多孔吸盘上设置的若干个导气孔进行吹气,以释放所述晶圆和所述多孔吸盘之间的真空,使所述晶圆和所述多孔吸盘分离。

    29、作为本申请的进一步改进,所述晶圆为硅晶圆,所述载片为硼硅玻璃。

    30、本申请提供的临时键合和解键合的方法,具有以下有益效果:

    31、本申请在晶圆上制备键合介质层,对键合介质层和晶圆进行前烘固化,并提供负压真空,通过调节真空热压过程中的温度、空气和压力,将键合介质层中的空隙气泡移动到晶圆边缘排出,能够有效去除键合介质层中心以及边缘产生的气泡,避免该气泡引起的键合介质层厚度不均匀或出现镂空现象,导致存在气泡的区域无法对晶圆造成支撑,使得晶圆在减薄时因局部失去支撑而碎裂,还能够避免因键合介质层的边缘密封不足,使得减薄过程中产生的废料渗入,导致晶圆表面出现沾污无法祛除;设置载片的热膨胀系数不超过晶圆的热膨胀系数的60%,避免后续由于键合片翘曲度过大严重影响晶圆减薄过程中的磨削工艺效果,避免后续解键合过程因受力不均产生更大的碎裂风险,提高了临时键合和解键合过程的可靠性。



    技术特征:

    1.一种临时键合和解键合的方法,其特征在于,包括以下步骤:

    2.如权利要求1所述的临时键合和解键合的方法,其特征在于,所述在晶圆上制备键合介质层,包括:

    3.如权利要求1所述的临时键合和解键合的方法,其特征在于,所述对晶圆和所述载片进行热压键合,包括:

    4.如权利要求1所述的临时键合和解键合的方法,其特征在于,所述载片的热膨胀系数不超过所述晶圆的热膨胀系数的60%。

    5.如权利要求1所述的临时键合和解键合的方法,其特征在于,所述对晶圆进行研磨,将所述晶圆的厚度降低至预设厚度值,包括:

    6.如权利要求1所述的临时键合和解键合的方法,其特征在于,所述在晶圆背向所述载片的一侧设置多孔吸盘,对所述晶圆和所述载片进行热解滑移解键合,以使所述晶圆与所述载片分离,包括:

    7.如权利要求6所述的临时键合和解键合的方法,其特征在于,通过碳化硅多孔载台将所述多孔吸盘吸附在所述晶圆背向所述载台的一侧,以及将真空吸盘吸附在所述载片背向所述晶圆的一侧。

    8.如权利要求1所述的临时键合和解键合的方法,其特征在于,所述以使晶圆与所述载片分离之后,还包括:

    9.如权利要求1所述的临时键合和解键合的方法,其特征在于,所述对多孔吸盘进行吹气,包括:

    10.如权利要求1-9任一项所述的临时键合和解键合的方法,其特征在于,所述晶圆为硅晶圆,所述载片为硼硅玻璃。


    技术总结
    本申请公开了一种临时键合和解键合的方法,该方法包括在晶圆上制备键合介质层;对所述晶圆和所述键合介质层进行前烘固化,并提供负压真空;在所述键合介质层上设置载片,对所述晶圆和所述载片进行热压键合;其中,所述载片的热膨胀系数不超过所述晶圆的热膨胀系数的60%;对所述晶圆进行研磨,将所述晶圆的厚度降低至预设厚度值;在所述晶圆背向所述载片的一侧设置多孔吸盘,对所述晶圆和所述载片进行热解滑移解键合,以使所述晶圆与所述载片分离;对所述多孔吸盘进行吹气,以使所述晶圆和所述多孔吸盘分离,本申请能够避免晶圆临时键合和解键合过程中,因气泡或者翘曲度过大发生碎裂,可靠性高。

    技术研发人员:肖科,樊永辉,贾春楠,许明伟,樊晓兵
    受保护的技术使用者:深圳市汇芯通信技术有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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