本發(fā)明涉及微電子封裝技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種晶圓級(jí)微組裝工藝，以有效完成三維封裝的互連結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：
隨著人們對(duì)電子產(chǎn)品的要求向小型化、多功能、環(huán)保型等方向的發(fā)展，人們努力尋求將電子系統(tǒng)越做越小，集成度越來(lái)越高，功能越做越多、越來(lái)越強(qiáng)，由此薄晶圓以及薄芯片的處理成為了量產(chǎn)超薄產(chǎn)品的瓶頸。而在此基礎(chǔ)上引出了臨時(shí)鍵合和拆鍵合工藝。臨時(shí)鍵合與拆鍵合具有如下優(yōu)勢(shì)：首先，載片晶圓為薄器件晶圓提供了機(jī)械上的支持保護(hù)，這樣就可以通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)器件晶圓制造廠的設(shè)備來(lái)進(jìn)行背面工藝。對(duì)于超薄器件晶圓，可以實(shí)現(xiàn)晶圓級(jí)的工藝處理。因此，通過(guò)臨時(shí)鍵合和拆鍵合技術(shù)，利用器件晶圓廠的每臺(tái)設(shè)備都能夠處理薄器件晶圓，而無(wú)需重新改裝設(shè)備，而且不需特殊的終止受動(dòng)器、夾具或晶圓盒。與此同時(shí)拆鍵合也顯現(xiàn)出一定的不穩(wěn)定因素，因?yàn)楣に囍斜【A在后續(xù)的微組裝工藝中缺少了一定的支撐承載，而沒(méi)足夠的保護(hù)措施。當(dāng)器件晶圓厚度到達(dá)50um以下時(shí)，拆鍵合工藝的良率現(xiàn)今不能得到保證，這也讓制造商不能盡快實(shí)現(xiàn)超薄晶圓的量產(chǎn)。由于這些單片傳統(tǒng)工藝的方法的多種不利因素，對(duì)產(chǎn)品的成品率和可靠性，以及最終出貨價(jià)格都造成極大的影響。各種新的工藝方法也逐步被提出和討論，但是這些方法均是在整片晶圓拆鍵合的工藝基礎(chǔ)上進(jìn)行的，存在制作風(fēng)險(xiǎn)大、成本高等缺點(diǎn)。因此，針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，有必要提供一種新的晶圓級(jí)微組裝工藝。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種晶圓級(jí)微組裝工藝，首先形成器件晶圓與載片晶圓的臨時(shí)鍵合體，然后通過(guò)劃片，在倒裝芯片前使用熱融化或者UV光照方法減小單顆芯片與載片晶圓之間臨時(shí)鍵合膠的粘合力，再實(shí)現(xiàn)倒裝芯片的制作方法，以有效完成三維封裝的互連結(jié)構(gòu)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案如下：一種晶圓級(jí)微組裝工藝，所述工藝包括以下步驟：S1、采用臨時(shí)鍵合膠將器件晶圓與載片晶圓進(jìn)行鍵合，形成臨時(shí)鍵合體，所述臨時(shí)鍵合膠為到達(dá)額定溫度融化、或者特定光線照射下粘合力減小的聚合物材料；S2、對(duì)臨時(shí)鍵合體上的器件晶圓進(jìn)行減薄工藝；S3、對(duì)臨時(shí)鍵合體中減薄后的器件晶圓切割，得到若干固定于載片晶圓上的芯片；S4、倒裝設(shè)備上包括加熱模塊或光照模塊，將器件晶圓在上方的臨時(shí)鍵合體放置于倒裝設(shè)備上，通過(guò)加熱或特定光線照射融化全部臨時(shí)鍵合膠；S5、在倒裝設(shè)備上吸取芯片并對(duì)芯片進(jìn)行微組裝；S6、清洗微組裝后的芯片表面殘留的臨時(shí)鍵合膠。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述臨時(shí)鍵合膠為到達(dá)額定溫度融化的聚合物材料時(shí)，載片晶圓為硅載片晶圓或玻璃載片晶圓；所述臨時(shí)鍵合膠為特定光線照射產(chǎn)生分離界面的聚合物材料時(shí)，載片晶圓為玻璃載片晶圓。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟S4具體包括：若臨時(shí)鍵合膠為到達(dá)額定溫度融化的聚合物材料，通過(guò)加熱模塊加熱使臨時(shí)鍵合膠達(dá)到融化所需的額定溫度，使臨時(shí)鍵合膠處于熔融狀態(tài)；若臨時(shí)鍵合膠為特定光線照射產(chǎn)生分離界面的聚合物材料，通過(guò)光照模塊在載片晶圓上進(jìn)行特定光線照射，減小臨時(shí)鍵合膠的粘合力。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟S3中“對(duì)臨時(shí)鍵合體中減薄后的器件晶圓進(jìn)行切割”通過(guò)切割刀、濕法刻蝕、干法刻蝕或激光的切割方法實(shí)現(xiàn)。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟S3中切割深度大于或等于器件晶圓的厚度并小于或等于器件晶圓與臨時(shí)鍵合膠的總厚度。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟S5中“微組裝”包括芯片至芯片、芯片至器件晶圓、以及芯片至基板的封裝。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟S6具體為：通過(guò)濕法溶解或等離子去除的方法清洗微組裝后的芯片表面殘留的臨時(shí)鍵合膠。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述工藝中還包括：在器件晶圓上制備TSV、金屬互連及微凸點(diǎn)。本發(fā)明器件晶圓級(jí)微組裝工藝的有益效果是：實(shí)現(xiàn)器件晶圓級(jí)微組裝工藝的制作，采用臨時(shí)鍵合將器件晶圓和載片晶圓結(jié)合，再經(jīng)過(guò)劃片，將器件晶圓劃分為單顆芯片，最后在倒裝芯片前加熱載片晶圓將臨時(shí)鍵合膠融化，實(shí)現(xiàn)超薄芯片微組裝的制作方法。通過(guò)該方法可以最大程度安全地實(shí)現(xiàn)超薄器件晶圓的微組裝工藝，保證了芯片在倒裝前有很好的承載保護(hù)。附圖說(shuō)明為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明中記載的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1所示為本發(fā)明晶圓級(jí)微組裝工藝的流程圖；圖2a～2e所示為本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施方式中晶圓級(jí)微組裝工藝的具體流程 圖。具體實(shí)施方式以下將結(jié)合附圖所示的具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。但這些實(shí)施方式并不限制本發(fā)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)這些實(shí)施方式所做出的結(jié)構(gòu)、方法、或功能上的變換均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。本發(fā)明公開(kāi)了一種晶圓級(jí)微組裝工藝，包括：臨時(shí)鍵合、器件晶圓切割、載片晶圓加熱、倒裝芯片、遺留鍵合膠的去除等工藝。采用臨時(shí)鍵合后，先切割器件晶圓再進(jìn)行倒裝芯片的方法實(shí)現(xiàn)薄器件晶圓到單顆芯片進(jìn)行微組裝的制作工藝，解決了現(xiàn)有傳統(tǒng)薄器件晶圓拿持和薄芯片切割等相關(guān)問(wèn)題。參圖1所示，本發(fā)明的一種晶圓級(jí)微組裝工藝包括：S1、采用臨時(shí)鍵合膠將器件晶圓與載片晶圓進(jìn)行鍵合，形成臨時(shí)鍵合體，臨時(shí)鍵合膠為到達(dá)額定溫度融化、或者特定光線照射下粘合力減小的聚合物材料；S2、對(duì)臨時(shí)鍵合體上的器件晶圓進(jìn)行減薄工藝；S3、對(duì)臨時(shí)鍵合體中減薄后的器件晶圓切割，得到若干固定于載片晶圓上的芯片；S4、倒裝設(shè)備上包括加熱模塊或光照模塊，將器件晶圓在上方的臨時(shí)鍵合體放置于倒裝設(shè)備上，通過(guò)加熱或特定光線照射融化全部臨時(shí)鍵合膠；S5、在倒裝設(shè)備上吸取芯片并對(duì)芯片進(jìn)行微組裝；S6、清洗微組裝后的芯片表面殘留的臨時(shí)鍵合膠。具體地，該工藝包括以下步驟：S1、采用臨時(shí)鍵合膠將器件晶圓與載片晶圓進(jìn)行鍵合，形成臨時(shí)鍵合體。其中，器件晶圓和載片晶圓鍵合工藝是通過(guò)聚合物材料的臨時(shí)鍵合膠進(jìn)行鍵合，臨時(shí)鍵合膠為到達(dá)額定溫度融化、或者特定光線照射下粘合力減小 的聚合物材料，載片晶圓材料為硅或者玻璃。當(dāng)臨時(shí)鍵合膠為到達(dá)額定溫度融化的聚合物材料時(shí)(如HT系列鍵合膠等)，載片晶圓為硅載片晶圓或玻璃載片晶圓；當(dāng)臨時(shí)鍵合膠為特定光線照射下粘合力減小的聚合物材料時(shí)(如UV膠等)，載片晶圓為玻璃載片晶圓。S2、對(duì)臨時(shí)鍵合體上的器件晶圓進(jìn)行減薄工藝。具體包括：首先在器件晶圓上一表面上制備TSV、金屬互連和微凸點(diǎn)等；然后通過(guò)磨削的方法，將臨時(shí)鍵合體上的器件晶圓進(jìn)行減薄，減薄后的器件晶圓厚度為10～300μm；減薄完成后再器件晶圓的另一表面上進(jìn)行刻蝕等工藝，使TSV露出后制備金屬互連和微凸點(diǎn)。S3、對(duì)臨時(shí)鍵合體中減薄后的器件晶圓進(jìn)行切割，得到若干固定于載片晶圓上的芯片。對(duì)臨時(shí)鍵合體中的器件晶圓進(jìn)行切割通過(guò)切割刀、濕法刻蝕、干法刻蝕或激光的切割方法實(shí)現(xiàn)，切割深度大于或等于器件晶圓的厚度并小于或等于器件晶圓與臨時(shí)鍵合膠的總厚度。如采用切割刀切割器件晶圓時(shí)，最后切割的刀痕停在臨時(shí)鍵合膠中間，此時(shí)器件晶圓被切割成若干分離固定于載片晶圓上的芯片。現(xiàn)有技術(shù)中首先將器件晶圓和載片晶圓通過(guò)粘合劑進(jìn)行臨時(shí)鍵合，臨時(shí)鍵合后，對(duì)該器件晶圓疊層進(jìn)行背面加工（減薄、蝕刻、金屬化等），然后進(jìn)行拆鍵合，將薄器件器件晶圓從載片晶圓上剝離下來(lái)。最后再對(duì)器件晶圓單獨(dú)進(jìn)行切割、封裝等工藝。而本發(fā)明中沒(méi)有設(shè)置拆鍵合步驟，器件晶圓表面工藝完成后直接在載片晶圓上進(jìn)行切割，切割得到若干芯片后再將芯片倒裝封裝到指定位置，如此保證了芯片在倒裝前有很好的承載保護(hù)。S4、倒裝設(shè)備上包括加熱模塊或光照模塊，將器件晶圓在上方的臨時(shí)鍵合體放置于倒裝設(shè)備上，通過(guò)加熱或特定光線照射融化全部臨時(shí)鍵合膠。該步驟在具有加熱平臺(tái)或特定光照平臺(tái)的倒裝設(shè)備完成。若臨時(shí)鍵合膠為到達(dá)額定溫度融化的聚合物材料，通過(guò)加熱模塊加熱使臨時(shí)鍵合膠達(dá)到融化所需的額定溫度，使臨時(shí)鍵合膠處于熔融狀態(tài)；若臨時(shí)鍵合膠為特定光線照射產(chǎn)生分離界面的聚合物材料，通過(guò)光照模塊在載片晶圓上進(jìn)行特定光線照射，減小臨時(shí)鍵合膠的粘合力。S5、利用倒裝設(shè)備吸取芯片，并對(duì)芯片進(jìn)行微組裝。經(jīng)過(guò)加熱或特定光線照射后，芯片和載片晶圓間的臨時(shí)鍵合膠粘合力較小，可以利用倒裝設(shè)備將芯片吸取倒裝到特定位置并焊接，倒裝焊接一般通過(guò)熱壓焊或熱回流的方法實(shí)現(xiàn)連接?，F(xiàn)有技術(shù)的組裝工藝中，通常是器件晶圓至器件晶圓(wafertowafer)的封裝，封裝完成后得到堆疊在一起的器件晶圓，然后再進(jìn)行切割，得到若干芯片。而在本發(fā)明不同的工藝中，首先將器件晶圓和載片晶圓結(jié)合，再經(jīng)過(guò)劃片將器件晶圓劃分為單顆芯片，最后再倒裝芯片，倒裝封裝芯片的方式可以為芯片至芯片的封裝(chiptochip)、芯片至器件晶圓的封裝(chiptowafer)、或芯片至基板(chiptosubstrate)的封裝。S6、清洗微組裝后的芯片表面殘留的臨時(shí)鍵合膠。芯片倒裝后表面殘留的臨時(shí)鍵合膠需要進(jìn)行去除，去除方法根據(jù)臨時(shí)鍵合膠的不同可以選用濕法溶解或等離子去除的方法。本發(fā)明中若采用HT系列鍵合膠，一般采用Remover化學(xué)液來(lái)去除；若使用UV膠，光照后臨時(shí)鍵合膠可以直接撕除。如圖2所示為本發(fā)明的一具體實(shí)施方式中晶圓級(jí)微組裝工藝的具體流程圖，具體工藝步驟如下：1、選取器件晶圓為硅片，在器件晶圓一表面上完成器件晶圓表面工藝，包括制備TSV、金屬互連和微凸點(diǎn)等工藝；2、選取載片晶圓20為200um厚度的裸硅片；3、利用HT系列的臨時(shí)鍵合膠30實(shí)現(xiàn)器件晶圓10與載片晶圓20的臨時(shí)鍵合，形成臨時(shí)鍵合體；4、對(duì)臨時(shí)鍵合體上的器件晶圓進(jìn)行減薄工藝，減薄后的器件晶圓10為50um左右，減薄后在器件晶圓的外側(cè)面上同樣地制備金屬互連和微凸點(diǎn)，獲得如圖2a所示的鍵合體結(jié)構(gòu)；5、如圖2b所示，利用劃片刀將器件晶圓10切割，切割后刀痕停在臨時(shí)鍵合膠中間。切割后器件晶圓10分為若干通過(guò)臨時(shí)鍵合膠30獨(dú)立固定在載片晶圓20上的芯片11；6、選擇具有加熱模塊的倒裝設(shè)備，將器件晶圓在上方的臨時(shí)鍵合體放置于倒裝設(shè)備上，并將臨時(shí)鍵合膠加熱至融化，得到如圖2c所示的芯片11；7、如圖2d所示，利用倒裝設(shè)備吸取芯片11通過(guò)倒裝熱壓焊的方式將芯片焊接到特定的位置，實(shí)現(xiàn)倒裝封裝；8、利用臨時(shí)鍵合膠對(duì)應(yīng)的化學(xué)藥劑實(shí)現(xiàn)芯片表面殘留臨時(shí)鍵合膠的去除，得到最終如圖2e所示的樣品。以上僅為本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施方式的工藝步驟，在其他實(shí)施方式中，臨時(shí)鍵合膠除了選取具有熱拆性質(zhì)的聚合物，還可以選取具有光照產(chǎn)生分離界面的聚合物；切割還可以采用濕法刻蝕、干法刻蝕或激光的切割等方法實(shí)現(xiàn)；芯片也可以通過(guò)熱回流的方式焊接到特定的位置。由以上實(shí)施方式可以看出，本發(fā)明晶圓級(jí)微組裝工藝采用臨時(shí)鍵合將器件晶圓和載片晶圓結(jié)合，再經(jīng)過(guò)劃片，將器件晶圓劃分為單顆芯片，最后在倒裝芯片前加熱或光照載片晶圓將臨時(shí)鍵合膠融化，實(shí)現(xiàn)超薄芯片微組裝的制作方法。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明無(wú)需在整片器件晶圓拆鍵合的工藝基礎(chǔ)上進(jìn)行，工藝風(fēng)險(xiǎn)小、成本低。通過(guò)該器件晶圓級(jí)微組裝工藝可以最大程度安全地實(shí)現(xiàn)超薄器件晶圓的微組裝工藝，保證了芯片在倒裝前有很好的承載保護(hù)，有 效地完成三維封裝的互連結(jié)構(gòu)。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無(wú)論從哪一點(diǎn)來(lái)看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說(shuō)明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說(shuō)明書(shū)按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說(shuō)明書(shū)的這種敘述方式僅僅是為清楚起見(jiàn)，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說(shuō)明書(shū)作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。