一種晶圓臨時(shí)鍵合及分離方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種晶圓臨時(shí)鍵合及分離的方法，所述鍵合方法包括以下步驟：S1、在載體晶圓正面制作一層隔離膜；S2、將帶有隔離膜的載體晶圓的正面與功能晶圓之間涂覆鍵合膠，將功能晶圓和載體晶圓鍵合在一起；所述分離方法包括以下步驟：S3、將載體晶圓與隔離膜連同鍵合膠以及功能晶圓一起分離；S4、從功能晶圓上的鍵合膠上剝離隔離膜；S5、清洗功能晶圓表面上的鍵合膠，完成晶圓的分離。采用這種方法成本較低、工藝簡(jiǎn)單而且成功率和效率都非常高。
【專利說(shuō)明】_種晶圓臨時(shí)鍵合及分離方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及微電子【技術(shù)領(lǐng)域】，具體講是一種晶圓臨時(shí)鍵合及分離的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著人們對(duì)電子產(chǎn)品的要求朝著小型化的方向發(fā)展，電子芯片也朝向越來(lái)越薄的方向發(fā)展，但是硅晶圓的厚度如果要減薄至100微米或以下時(shí)，非常容易發(fā)生碎片、或者是在對(duì)晶圓做處理時(shí)由于應(yīng)力導(dǎo)致晶圓彎曲變形等，無(wú)法對(duì)這種超薄晶圓進(jìn)行直接加工處理。因此，為了能加工處理這類(lèi)超薄晶圓，需要將這種超薄的功能晶圓首先與一載體晶圓臨時(shí)鍵合，鍵合之后，功能晶圓與載體晶圓粘節(jié)為一體，就可以對(duì)功能晶圓進(jìn)行減薄、TSV的制造、再布線層的制造、形成內(nèi)部互連等工藝制作。然后再將功能晶圓與載體晶圓進(jìn)行分離，并對(duì)減薄后的功能晶圓進(jìn)行清洗、切割等工藝，完成對(duì)這種超薄的功能晶圓的加工工藝。
[0003]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膠，然后再采用鍵合機(jī)將兩塊晶圓鍵合在一起。
[0004]針對(duì)上述臨時(shí)鍵合的晶圓進(jìn)行分離一般有以下幾種方法:第一種，利用溶劑從鍵合的兩塊晶圓的邊緣溶解鍵合時(shí)的鍵合膠，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膠，溶解劑到達(dá)晶圓中心的時(shí)間太長(zhǎng)，分離效率太低，而且直接將載體晶圓與功能晶圓分離還需要有特殊的載板來(lái)固定功能晶圓，防止在分離時(shí)，功能晶圓和載體晶圓混合，工序麻煩，成本較高。采用第二種方法，需要專門(mén)的設(shè)備進(jìn)行熱力剪切，成本較高，而且剪切時(shí)容易損壞晶圓，成功率較低。
[0005]因此目前急需一種工藝簡(jiǎn)單、操作方便，而且效率較高的晶圓臨時(shí)鍵合及分離的方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，克服了現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供了一種成本較低、工藝簡(jiǎn)單而且成功率和效率都非常高的晶圓臨時(shí)鍵合及分離的方法。
[0007]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出一種晶圓臨時(shí)鍵合及分離的方法，所述鍵合方法包括以下步驟:
[0008]S1、在載體晶圓正面制作一層隔離膜；
[0009]S2、將帶有隔離膜的載體晶圓的正面與功能晶圓之間涂覆鍵合膠，將功能晶圓和載體晶圓鍵合在一起；
[0010]所述分離方法包括以下步驟:
[0011]S3、將載體晶圓與隔離膜連同鍵合膠以及功能晶圓一起分離；
[0012]S4、從功能晶圓上的鍵合膠上剝離隔離膜；
[0013]S5、清洗功能晶圓表面上的鍵合膠，完成晶圓的分離。
[0014]所述步驟S3還包括以下內(nèi)容:先在功能晶圓的背面貼附切割膜，然后再將載體晶圓與隔離膜連同鍵合膠以及功能晶圓一起分離。所述功能晶圓的背面是指功能晶圓上沒(méi)有涂覆鍵合膠的一面，即功能晶圓的鍵合面的對(duì)立面。采用這種方法，功能晶圓在分離之后還有切割膜支撐，在剩下的工藝流程中得到保護(hù)。
[0015]所述步驟S1中，制作隔離膜采用下述方法，將隔離膜制液采用旋涂或者印刷的方式涂到載體晶圓的正面，然后再通過(guò)烘烤使載體晶圓的正面形成一層隔離膜。采用這種方式在載體晶圓的正面制作隔離膜比較簡(jiǎn)單，而且形成的隔離膜的厚度均勻。
[0016]作為一種改進(jìn)，所述步驟S3中將載體晶圓從隔離膜上分離采用帶有尖頭的工具在隔離膜和載體晶圓結(jié)合處劃出縫隙，然后直接施力將載體晶圓從隔離膜上分離。采用這種方式將載體晶圓從隔離膜上分離，可以在室溫下進(jìn)行，整個(gè)操作過(guò)程可以瞬間完成，操作簡(jiǎn)單高效。
[0017]作為另一種改進(jìn)，所述步驟S3中將載體晶圓從隔離膜上分離采用溶劑將隔離膜與載體晶圓結(jié)合處的隔離膜溶解出一個(gè)縫隙，然后直接施力將載體晶圓從隔離膜上分離。采用這種方法，直接采用溶劑將隔離膜溶解出一道縫隙，免除了誤傷功能晶圓或者載體晶圓的可能性出現(xiàn)，而且也不需要刀具產(chǎn)生縫隙，更加簡(jiǎn)單方便而且安全。
[0018]采用上述方法后，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明通過(guò)在載體晶圓的正面做聚合物處理，使載體晶圓的正面形成一層隔離膜，此隔離膜貼在載體晶圓的正面，在與功能晶圓鍵合時(shí)，直接在隔離膜和功能晶圓之間涂鍵合膠進(jìn)行鍵合，隔離膜不與鍵合膠發(fā)生反應(yīng)，不影響鍵合，而在鍵合之后，對(duì)功能晶圓的加工完成之后，需要將功能晶圓與載體晶圓做分離，此時(shí)，直接將載體晶圓從隔離膜上分離，剩下的功能晶圓上就帶有鍵合膠和隔離膜，然后再將隔離膜從功能晶圓上施力剝離，就剩下功能晶圓和鍵合膠，此時(shí)鍵合膠的與隔離膜貼合的一面完全暴露出來(lái)，再使用清洗液清洗剝離鍵合膠，由于鍵合膠完全暴露在清洗液下，因此，可以直接將鍵合膠去除，效率非常高。而且由于只剩下功能晶圓，因此不需要特殊的載板固定功能晶圓，成本較低，操作方便，效率非常高。整個(gè)過(guò)程中，功能晶圓始終有鍵合膠的保護(hù)，不會(huì)輕易損壞。
[0019]所述步驟S4中從功能晶圓上剝離隔離膜，采用直接施力將隔離膜從功能晶圓上脫離。采用這種方式簡(jiǎn)單方便。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為載體晶圓的正面具有隔尚|旲的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0021]圖2為載體晶圓與功能晶圓鍵合后的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0022]圖3為將載體晶圓與隔離膜分離后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖4為將隔離膜與功能晶圓分離后的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]如圖所示:1、載體晶圓，2、隔離膜，3、鍵合膠4、功能晶圓，5、縫隙。

【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明:
[0026]如圖1-4所示:本發(fā)明提出一種晶圓臨時(shí)鍵合及分離的方法，所述鍵合方法包括以下步驟:
[0027]S1、在載體晶圓1的正面制作一層隔離膜2 ;載體晶圓的正面就是與功能晶圓鍵合的一面。
[0028]所述隔離膜采用旋涂或者印刷的方式涂到載體晶圓的正面，然后再通過(guò)烘烤使載體晶圓的正面形成一層隔離膜。本實(shí)施例中隔離膜采用浙江中納晶微電子科技有限公司的型號(hào)為Z-COAT 150的產(chǎn)品或者美國(guó)Daetec公司的型號(hào)為DaeCoat200的產(chǎn)品，這些產(chǎn)品在提供時(shí)為液體狀態(tài)，通過(guò)旋涂或印刷方式涂在載體晶圓的正面，然后梯度升溫固化成膜，具有高溫穩(wěn)定和優(yōu)良的抗化學(xué)腐蝕能力，而且與玻璃、硅片的粘接強(qiáng)度適中，在不故意去撕的情況下，薄膜不會(huì)從載體晶圓上脫離，但是當(dāng)施力撕扯時(shí)，可將薄膜從載體晶圓上剝離，在載體晶圓上形成隔離膜后，隔離膜為透明狀，而且由于其具有優(yōu)良的抗化學(xué)腐蝕能力，因此不與鍵合膠發(fā)生反應(yīng)。當(dāng)然隔離膜也可以采用其它的具有良好抗化學(xué)腐蝕能力而且粘接強(qiáng)度適中的材料。
[0029]S2、將帶有隔離膜2的載體晶圓1的正面與功能晶圓4之間涂覆鍵合膠3，并進(jìn)行鍵合，完成晶圓的鍵合；一般采用晶圓鍵合機(jī)將功能晶圓和載體晶圓進(jìn)行鍵合，由于晶圓鍵合本身為本領(lǐng)域常見(jiàn)技術(shù)，因此在此并未贅述。
[0030]所述分離方法包括以下步驟:
[0031]S3、將載體晶圓1與隔離膜2連同鍵合膠3以及功能晶圓4 一起分離；也就是說(shuō)將載體晶圓1從隔離膜2上分離。
[0032]S4、從功能晶圓4上的鍵合膠3上剝離隔離膜2 ；
[0033]S5、清洗功能晶圓4表面上的鍵合膠3，完成晶圓的分離。
[0034]所述步驟S3中將載體晶圓1從隔離膜2上分離采用帶有尖頭的工具在隔離膜2和載體晶圓1結(jié)合處劃出縫隙5，然后直接施力將載體晶圓1從隔離膜2上分離。采用這種方式將載體晶圓從隔離膜上分離，更加簡(jiǎn)單方便。采用帶有尖頭的工具將隔離膜和載體晶圓之間分出一定的縫隙，然后可以施力將載體晶圓從隔離膜上分離，本是實(shí)施例中采用真空吸盤(pán)吸附在載體晶圓背面，施力將載體晶圓從縫隙處剝離。這里可以采用手工，也可以采用機(jī)器，剝離之后，功能晶圓上帶有鍵合膠以及隔離膜，然后再?gòu)墓δ芫A上剝離隔離膜，此時(shí)也是采用施力的方式，直接將隔離膜從功能晶圓上剝離，此時(shí)功能晶圓上就只有鍵合膠，然后再通過(guò)浸泡的方式清洗鍵合膠，由于鍵合膠的一面暴露，因此鍵合膠與清洗液可以充分接觸，清洗效率比現(xiàn)有技術(shù)要高很多，而且由于只有功能晶圓，而沒(méi)有載體晶圓，因此去除鍵合膠時(shí)不需要采用載板來(lái)固定功能晶圓，成本較低，效率也較高。
[0035]所述步驟S3中將載體晶圓1從隔離膜2上分離采用溶劑將隔離膜2與載體晶圓1結(jié)合處的隔離膜2溶解出一個(gè)縫隙，然后直接施力將載體晶圓1從隔離膜2上分離。采用溶劑溶解隔離膜的方式，只需要將隔離膜溶解出一個(gè)縫隙即可，而不需要將整個(gè)隔離膜溶解，因此，效率非常高，只要將隔離膜和載體晶圓之間制造一個(gè)縫隙，那么就可以施力將載體晶圓從隔離膜上分離，簡(jiǎn)單方便。
[0036]經(jīng)測(cè)試，如果是采用直接溶解鍵合膠的方式分離功能晶圓和載體晶圓的方法，完全分離一般需要12個(gè)小時(shí)以上，而采用本申請(qǐng)所述方法，可瞬間去除載體晶圓，再撕去隔離膜，而利用清洗液去除鍵合膠及徹底清洗的時(shí)間，可控制在5分鐘之內(nèi)，生產(chǎn)效率提高幅度明顯。
【權(quán)利要求】
1.一種晶圓臨時(shí)鍵合及分離的方法，其特征在于:所述鍵合方法包括以下步驟: 51、在載體晶圓正面制作一層隔離膜； 52、將帶有隔離膜的載體晶圓的正面與功能晶圓之間涂覆鍵合膠，將功能晶圓和載體晶圓鍵合在一起； 所述分離方法包括以下步驟: 53、將載體晶圓與隔離膜連同鍵合膠以及功能晶圓一起分離； 54、從功能晶圓上的鍵合膠上剝離隔離膜； 55、清洗功能晶圓表面上的鍵合膠，完成晶圓的分離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶圓臨時(shí)鍵合及分離的方法，其特征在于:所述步驟S3為，先在功能晶圓的背面貼附切割膜，然后再將載體晶圓與隔離膜連同鍵合膠以及功能晶圓一起分離。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶圓臨時(shí)鍵合及分離的方法，其特征在于:所述步驟SI中，制作隔離膜采用下述方法，將隔離膜制液采用旋涂或者印刷的方式涂到載體晶圓的正面，然后再通過(guò)烘烤使載體晶圓的正面形成一層隔離膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶圓臨時(shí)鍵合及分離的方法，其特征在于:所述步驟S3中將載體晶圓與隔離膜連同鍵合膠以及功能晶圓一起分離，采用帶有尖頭的工具在隔離膜和載體晶圓結(jié)合處劃出縫隙，然后直接施力將載體晶圓從隔離膜上分離。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶圓臨時(shí)鍵合及分離的方法，其特征在于:所述步驟S3中將載體晶圓與隔離膜連同鍵合膠以及功能晶圓一起分離，采用溶劑將隔離膜與載體晶圓結(jié)合處的隔離膜溶解出一個(gè)縫隙，然后直接施力將載體晶圓從隔離膜上分離。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶圓臨時(shí)鍵合及分離的方法，其特征在于:所述步驟S4中從功能晶圓上剝離隔離膜，采用直接施力將隔離膜從功能晶圓上剝離。
【文檔編號(hào)】H01L21/60GK104485294SQ201410766550
【公開(kāi)日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2014年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月12日
【發(fā)明者】唐昊, 張周杰 申請(qǐng)人:浙江中納晶微電子科技有限公司