CN103280423A - 一种机械式拆键合工艺及系统 - Google Patents

一种机械式拆键合工艺及系统 Download PDF

Info

Publication number
CN103280423A
CN103280423A CN2013102118821A CN201310211882A CN103280423A CN 103280423 A CN103280423 A CN 103280423A CN 2013102118821 A CN2013102118821 A CN 2013102118821A CN 201310211882 A CN201310211882 A CN 201310211882A CN 103280423 A CN103280423 A CN 103280423A
Authority
CN
China
Prior art keywords
ephemeral key
bonding
cutter sweep
slide glass
rubber alloy
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2013102118821A
Other languages
English (en)
Inventor
于大全
姜峰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National Center for Advanced Packaging Co Ltd
Original Assignee
National Center for Advanced Packaging Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by National Center for Advanced Packaging Co Ltd filed Critical National Center for Advanced Packaging Co Ltd
Priority to CN2013102118821A priority Critical patent/CN103280423A/zh
Publication of CN103280423A publication Critical patent/CN103280423A/zh
Priority to US14/253,589 priority patent/US9368376B2/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67092—Apparatus for mechanical treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/68—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for positioning, orientation or alignment
    • H01L21/681—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for positioning, orientation or alignment using optical controlling means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/6835—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using temporarily an auxiliary support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2221/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof covered by H01L21/00
    • H01L2221/67—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L2221/683—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L2221/68304—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using temporarily an auxiliary support
    • H01L2221/68318—Auxiliary support including means facilitating the separation of a device or wafer from the auxiliary support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2221/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof covered by H01L21/00
    • H01L2221/67—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L2221/683—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L2221/68304—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using temporarily an auxiliary support
    • H01L2221/68327—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using temporarily an auxiliary support used during dicing or grinding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2221/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof covered by H01L21/00
    • H01L2221/67—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L2221/683—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L2221/68304—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using temporarily an auxiliary support
    • H01L2221/68381—Details of chemical or physical process used for separating the auxiliary support from a device or wafer
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2221/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof covered by H01L21/00
    • H01L2221/67—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L2221/683—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L2221/68304—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using temporarily an auxiliary support
    • H01L2221/68381—Details of chemical or physical process used for separating the auxiliary support from a device or wafer
    • H01L2221/68386—Separation by peeling
    • H01L2221/6839—Separation by peeling using peeling wedge or knife or bar
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T83/00—Cutting
    • Y10T83/202—With product handling means
    • Y10T83/2066—By fluid current
    • Y10T83/207—By suction means
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T83/00—Cutting
    • Y10T83/202—With product handling means
    • Y10T83/2092—Means to move, guide, or permit free fall or flight of product

Abstract

本发明公开了一种机械式拆键合工艺及系统，该工艺包括以下步骤：S1、采用临时键合胶将器件晶圆与载片晶圆进行键合，形成临时键合体；S2、对临时键合体上的器件晶圆进行背面加工工序；S3、通过厚度测量装置测量得到临时键合胶所在的高度位置；S4、根据临时键合胶所在的高度位置将切割装置移动至器件晶圆与载片晶圆之间，使用切割装置对临时键合体中的边缘区域进行去胶；S5、将载片晶圆从临时键合体上移除；S6、清洗器件晶圆表面残留的临时键合胶。本发明解决了现有传统薄器件晶圆拆键合前处理使用化学浸泡耗时长、产率低以及不环保等问题，其临时键合及拆键合工艺简单、产率高且环保，有效地完成了三维封装的互连结构。

Description

一种机械式拆键合工艺及系统
技术领域
本发明涉及微电子封装技术领域，特别是涉及一种机械式拆键合工艺及系统，以有效完成三维封装的互连结构。
背景技术
随着人们对电子产品的要求向小型化、多功能、环保型等方向的发展，人们努力寻求将电子系统越做越小，集成度越来越高，功能越做越多、越来越强，由此薄器件晶圆以及薄芯片的处理成为了量产超薄产品的瓶颈，在此基础上引出了临时键合和拆键合工艺。
临时键合与拆键合具有如下优势：首先，承载片晶圆为薄器件晶圆提供了机械上的支持保护，这样就可以通过标准器件晶圆制造厂的设备来进行背面工艺。对于超薄器件晶圆，可以实现器件晶圆级的工艺处理。因此，通过临时键合和拆键合技术，利用器件晶圆厂的每台设备都能够处理薄器件晶圆，而无需重新改装设备，而且不需特殊的终止受动器、夹具或器件晶圆盒。
临时键合技术解决了薄晶圆的拿持和工艺过程中的碎片问题，但是由于晶圆分离时的很多不稳定性因素，在晶圆分离时也存在着很大的碎片风险。目前晶圆分离的介质处理方式有激光处理、热处理和Zonebond等方式，但是都存在一定的缺陷。激光处理受限于载片晶圆必须是玻璃，所以使用场合有限；热处理因为加热使临时键合体产生一定的翘曲以及一定的热预算考虑，而被很多厂商冷落；Zonebond技术是目前较受欢迎的，但是缺点是拆键合前的预浸泡很长，从而影响了产率而不能实现量产。
现有技术中，美国专利US8267,143B2中提到，用激光处理使介质粘性降低后，然后利用向上的机械力将辅助物和晶圆分离；美国专利US2012/0234407A1中提到，在降低介质粘性后，利用辅助物和产品晶圆相对的旋转以及向上的拉力，将辅助物和晶圆分离。
总而言之，减薄后的晶圆自身机械强度很低，无法承受晶圆分离过程中的粘性，使得晶圆分离碎片风险一直无法有效解决，而且随着晶圆减薄厚度的降低，拆键合面临的问题更多。
因此，针对上述技术问题，有必要提供一种新的机械式拆键合工艺及系统。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种机械式拆键合工艺及系统，解决了现有传统薄器件晶圆拆键合前处理使用化学浸泡耗时长，产率低以及不环保等相关问题。
为了实现上述目的，本发明实施例提供的技术方案如下：
一种机械式拆键合工艺，所述工艺包括以下步骤：
S1、采用临时键合胶将器件晶圆与载片晶圆进行键合，形成临时键合体；
S2、对临时键合体上的器件晶圆进行背面加工工序；
S3、通过厚度测量装置测量得到临时键合胶所在的高度位置；
S4、根据临时键合胶所在的高度位置将切割装置移动至器件晶圆与载片晶圆之间，使用切割装置对临时键合体中的边缘区域进行去胶；
S5、将载片晶圆从临时键合体上移除；
S6、清洗器件晶圆表面残留的临时键合胶。
作为本发明的进一步改进，所述步骤S1中“器件晶圆与载片晶圆进行键合”采用ZoneBOND键合工艺完成，键合后边缘区域上临时键合胶的粘合力大于其余中心区域的粘合力。
作为本发明的进一步改进，所述边缘区域为器件晶圆或载片晶圆边缘2mm内。
作为本发明的进一步改进，所述步骤S4中还包括：
加热切割装置，使切割装置的温度大于或等于临时键合胶的融化温度。
作为本发明的进一步改进，所述步骤S2中的“背面加工工序”包括：减薄工艺、金属互连及微凸点的制备。
作为本发明的进一步改进，所述步骤S1前还包括：
在器件晶圆正面制备TSV、金属互连及微凸点。
作为本发明的进一步改进，所述载片晶圆材料为硅或者玻璃。
作为本发明的进一步改进，所述步骤S5具体为：
采用真空吸除或夹持拿取的方法将载片晶圆从临时键合体上移除。
作为本发明的进一步改进，所述步骤S6具体为：
通过湿法溶解或等离子去除的方法清洗器件晶圆表面残留的临时键合胶。
相应地，一种机械式拆键合系统，所述系统包括：
厚度测量装置，用于测量得到临时键合胶所在的高度位置；
切割装置，用于对临时键合体中的边缘区域进行去胶；
夹持装置，用于夹持切割装置；
控制装置，用于控制切割装置的三维移动；
移除装置，用于将载片晶圆从临时键合体上移除。
作为本发明的进一步改进，所述切割装置包括切割部及与所述切割部相连的夹持部，所述切割装置还包含用于加热切割部的加热单元。
作为本发明的进一步改进，所述切割部在远离夹持部一端设有尖端。
作为本发明的进一步改进，所述切割装置为绷直的金刚线，所述切割装置还包含用于加热金刚线的加热单元。
本发明的机械式拆键合工艺及系统采用ZoneBOND(区域键合)技术将器件晶圆和载片晶圆利用临时键合胶进行键合，采用切割装置将器件晶圆和载片晶圆组成的临时键合体外圈起粘结作用的临时键合胶进行切割，再将载片晶圆剥离，从而实现拆键合的制作工艺。
本发明解决了现有传统薄器件晶圆拆键合前处理使用化学浸泡耗时长、产率低以及不环保等问题，其临时键合及拆键合工艺简单、产率高且环保，有效地完成了三维封装的互连结构。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1所示为本发明机械式拆键合工艺的流程图；
图2a～2g所示为本发明一优选实施方式中机械式拆键合工艺的具体流程图。
具体实施方式
以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
本发明公开了一种机械式拆键合工艺及系统。首先器件晶圆和载片晶圆临时键合后，先测量载片晶圆厚度，然后将器件晶圆外圈起粘结作用的临时键合胶进行切割，再使用夹具将载片晶圆剥离，从而实现拆键合的制作工艺，解决了现有传统薄器件晶圆拆键合前处理使用化学浸泡耗时长，产率低以及不环保等相关问题，同时有效完成三维封装的互连结构。
如图1所示，本发明的一种机械式拆键合工艺，包括以下步骤：
S1、采用临时键合胶将器件晶圆与载片晶圆进行键合，形成临时键合体；
S2、对临时键合体上的器件晶圆进行背面加工工序；
S3、通过厚度测量装置测量得到临时键合胶所在的高度位置；
S4、根据临时键合胶所在的高度位置将切割装置移动至器件晶圆与载片晶圆之间，使用切割装置对临时键合体中的边缘区域进行去胶；
S5、将载片晶圆从临时键合体上移除；
S6、清洗器件晶圆表面残留的临时键合胶。
本发明还公开了一种机械式拆键合系统，包括：
厚度测量装置，用于测量得到临时键合胶所在的高度位置；
切割装置，用于对临时键合体中的边缘区域进行去胶；
夹持装置，用于夹持切割装置；
控制装置，用于控制切割装置的三维移动。
具体地，本发明中机械式拆键合工艺包括以下步骤：
S1、采用临时键合胶将器件晶圆与载片晶圆进行键合，形成临时键合体。
采用临时键合胶将器件晶圆与载片晶圆进行键合通过ZoneBOND键合工艺完成，键合后边缘区域上临时键合胶的粘合力大于其余中心区域的粘合力。
ZoneBOND技术为临时晶圆键合、薄晶圆加工和键合分离应用提供了突破性方法，克服了因晶圆过薄带来的加工难题。ZoneBOND技术允许使用硅、玻璃和其他载体，无需在器件晶圆上施加水平力，就可在室温下分离。
为了支持在高温下研磨和背面加工，以及支持低外力分离载体，ZoneBOND把载体晶圆表面划分为两个区域，外围边缘区粘合力强，中心区域粘合力弱。因此，在用溶剂溶解或用其他手段去除边缘临时键合胶后，只需较低的分离力就可让载体分离。优选地，本发明中边缘区域为器件晶圆或载片晶圆边缘2mm内，在其他实施方式中根据晶圆的不同也可以适当增大或减小边缘区域的范围。
优选地，临时键合胶为到达额定温度融化的聚合物材料(如HT系列键合胶等)，载片晶圆材料为硅或者玻璃。
S2、对临时键合体上的器件晶圆进行背面加工工序。
背面加工工序包括：对器件晶圆的减薄工艺、金属互连及微凸点的制备。
其中，在步骤S1前还包括对器件晶圆进行正面加工工序，包括制备TSV、金属互连及微凸点。
首先在器件晶圆上正面上制备TSV、金属互连和微凸点等；
然后执行步骤S1，采用临时键合胶将器件晶圆与载片晶圆进行键合，通过磨削的方法，将临时键合体上的器件晶圆进行减薄，减薄后的器件晶圆厚度为10～300μm；
减薄完成后在器件晶圆的另一表面上进行刻蚀等工艺，使TSV露出后制备金属互连和微凸点。
S3、通过厚度测量装置测量得到临时键合胶所在的高度位置。
厚度测量装置，用于测量得到临时键合胶所在的高度位置，并将所测量到的信息反馈给切割装置。厚度测量可以采用接触式、或非接触式方法进行测量，如采用红外测量等。
优选地，定义载片晶圆的上表面为基准平面，通过测量载片晶圆的厚度得到临时键合胶的顶部位置。在其他实施方式中，也可以设置其他位置为基准平面，也不一定要测量载片晶圆的厚度，只要测量得到临时键合胶所在的高度位置即可。
S4、根据临时键合胶所在的高度位置将切割装置移动至器件晶圆与载片晶圆之间，使用切割装置对临时键合体中的边缘区域进行去胶。
切割装置包括切割部及与切割部相连的夹持部，夹持装置用于夹持切割装置的夹持部。优选地，切割部和夹持部垂直设置，切割部在远离夹持部一端设有尖端。切割时，切割部平行于器件晶圆和载片晶圆。本实施方式中，切割部可以设置为圆柱形，切割部上的尖端设置为圆锥形，圆柱和圆锥的直径小于100μm，在其他实施方式中，切割部也可以设置为其他形状，如长方体形、扁平形等，只要具有切割尖端即可。
切割时，载片晶圆位于器件晶圆的上方，前述步骤中已经通过测量得到临时键合胶所在的高度位置，将高度位置反馈给切割装置，通过控制装置控制切割装置的三维移动，使切割装置的切割部处于临时键合体中的临时键合胶位置。
切割装置还可以包含用于加热切割部的加热单元，由于临时键合胶为到达额定温度融化的聚合物材料，加热切割部使其达到或超过临时键合胶融化所需的额定温度，利用切割装置的切割部将临时键合体外围边缘区域起粘结作用的临时键合胶切割分离。
在本发明的另一实施方式中，切割装置还可以为绷直的金刚线，将金刚线使用夹持装置绷直，然后通过控制装置控制金刚线的三维移动，使其靠近临时键合体进行切割，切割通过旋转临时键合体或选装整个切割装置，实现去除边缘胶的目的。
进一步地，切割装置还包含用于加热金刚线的加热单元，加热后可以更方便地对临时键合胶进行切割分离。
S5、将载片晶圆从临时键合体上移除。
采用ZoneBOND键合工艺键合后，临时键合体中边缘区域上临时键合胶的粘合力强，其余中心区域的粘合力弱，步骤S4中已经通过切割装置将临时键合体中边缘区域的临时键合胶切割分离，载片晶圆和器件晶圆仅通过中心区域键合，而中心区域的粘合力弱，可以通过移除装置将载片晶圆从临时键合体上移除，移除装置可以采用真空吸除或夹持拿取等方法。
S6、清洗器件晶圆表面残留的临时键合胶。
器件晶圆表面残留的临时键合胶需要进行去除，去除方法根据临时键合胶的不同可以选用湿法溶解或等离子去除的方法。若采用HT系列键合胶，一般采用Remover化学液来去除。
如图2所示为本发明的一具体实施方式中机械式临时键合及拆键合工艺的具体流程图，具体工艺步骤如下：
1、器件晶圆10为700um厚度的硅片(已完成正面工艺)，载片晶圆20为400um厚度的裸硅片。
2、利用HT系列临时键合胶采用Zonebond技术将器件晶圆10与载片晶圆20临时键合，键合后临时键合体结构如图2a所示。
器件晶圆10与载片晶圆20之间的边缘区域通过边缘临时键合胶31键合，中心区域通过中心临时键合胶32和粘结剂33键合，其中，中心区域上中心临时键合胶31与下方的器件晶圆10相键合，粘结剂33与上方的载片晶圆20相键合。
3、对临时键合体中的器件晶圆进行背面加工工序，背面加工工序包括：减薄工艺、金属互连及微凸点的制备。
4、将临时键合体通过划片膜贴到划片框架40上，如图2b所示。
5、通过红外测量装置50测量载片晶圆20的厚度，如图2c所示。
6、如图2d所示，利用切割装置60将临时键合体外圈边缘区域起粘结作用的临时键合胶切割分离。
切割装置60包括垂直连接的夹持部61和切割部62，切割部62高度小于临时键合胶的厚度，通常为小于100um，切割部62的顶部设有尖端，通过尖端可以更方便切割。
切割部62包含加热单元，加热切割部使其达到或超过临时键合胶融化所需的额定温度，利用切割装置的切割部将临时键合体外围边缘区域起粘结作用的临时键合胶切割分离，切割时，切割部62平行于器件晶圆和载片晶圆。
切割后的临时键合体如图2e所示，此时边缘区域的边缘临时键合胶31已经被切割分离。
7、通过移除装置(未图示)揭除载片晶圆20，如图2f所示。
8、使用HT对应的清洗化学液Remover去除器件晶圆10表面残留的中心临时键合胶32，如图2g所示。
以上仅为本发明的一优选实施方式的工艺步骤，在其他实施方式中，载片晶圆的厚度还可以通过其他接触式、或非接触式方法进行测量；载片晶圆还可以采用真空吸除专装置揭除。
本发明的机械式拆键合工艺及系统采用ZoneBOND技术将器件晶圆和载片晶圆利用临时键合胶进行键合，采用切割装置将器件晶圆和载片晶圆组成的临时键合体外圈起粘结作用的临时键合胶进行切割，再将载片晶圆剥离，从而实现临时键合及拆键合的制作工艺。
通过上述机械式拆键合工艺及系统，解决了现有传统薄器件晶圆拆键合前处理使用化学浸泡耗时长、产率低以及不环保等问题，其临时键合及拆键合工艺简单、产率高且环保，有效地完成了三维封装的互连结构。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (13)

1.一种机械式拆键合工艺，其特征在于，所述工艺包括以下步骤：
S1、采用临时键合胶将器件晶圆与载片晶圆进行键合，形成临时键合体；
S2、对临时键合体上的器件晶圆进行背面加工工序；
S3、通过厚度测量装置测量得到临时键合胶所在的高度位置；
S4、根据临时键合胶所在的高度位置将切割装置移动至器件晶圆与载片晶圆之间，使用切割装置对临时键合体中的边缘区域进行去胶；
S5、将载片晶圆从临时键合体上移除；
S6、清洗器件晶圆表面残留的临时键合胶。
2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述步骤S1中“器件晶圆与载片晶圆进行键合”采用ZoneBOND键合工艺完成，键合后边缘区域上临时键合胶的粘合力大于其余中心区域的粘合力。
3.根据权利要求2所述的工艺，其特征在于，所述边缘区域为器件晶圆或载片晶圆边缘2mm内。
4.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述步骤S4中还包括：
加热切割装置，使切割装置的温度大于或等于临时键合胶的融化温度。
5.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述步骤S2中的“背面加工工序”包括：减薄工艺、金属互连及微凸点的制备。
6.根据权利要求5所述的工艺，其特征在于，所述步骤S1前还包括：在器件晶圆正面制备TSV、金属互连及微凸点。
7.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述载片晶圆材料为硅或者玻璃。
8.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述步骤S5具体为：采用真空吸除或夹持拿取的方法将载片晶圆从临时键合体上移除。
9.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述步骤S6具体为：
通过湿法溶解或等离子去除的方法清洗器件晶圆表面残留的临时键合胶。
10.一种实现如权利要求1所述的机械式拆键合工艺的系统，其特征在于，所述系统包括：
厚度测量装置，用于测量得到临时键合胶所在的高度位置；
切割装置，用于对临时键合体中的边缘区域进行去胶；
夹持装置，用于夹持切割装置；
控制装置，用于控制切割装置的三维移动；
移除装置，用于将载片晶圆从临时键合体上移除。
11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述切割装置包括切割部及与所述切割部相连的夹持部，所述切割装置还包含用于加热切割部的加热单元。
12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述切割部在远离夹持部一端设有尖端。
13.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述切割装置为绷直的金刚线，所述切割装置还包含用于加热金刚线的加热单元。
CN2013102118821A 2013-05-29 2013-05-29 一种机械式拆键合工艺及系统 Pending CN103280423A (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2013102118821A CN103280423A (zh) 2013-05-29 2013-05-29 一种机械式拆键合工艺及系统
US14/253,589 US9368376B2 (en) 2013-05-29 2014-04-15 Mechanical debonding method and system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2013102118821A CN103280423A (zh) 2013-05-29 2013-05-29 一种机械式拆键合工艺及系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103280423A true CN103280423A (zh) 2013-09-04

Family

ID=49062909

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2013102118821A Pending CN103280423A (zh) 2013-05-29 2013-05-29 一种机械式拆键合工艺及系统

Country Status (2)

Country Link
US (1) US9368376B2 (zh)
CN (1) CN103280423A (zh)

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103367221A (zh) * 2013-07-23 2013-10-23 华进半导体封装先导技术研发中心有限公司 一种晶圆拆键合工艺及系统
CN103426808A (zh) * 2013-09-05 2013-12-04 华进半导体封装先导技术研发中心有限公司 用于临时键合的载片结构以及键合与拆键合方法
CN103839862A (zh) * 2014-02-28 2014-06-04 华进半导体封装先导技术研发中心有限公司 一种机械式拆键合工艺方法
CN103956327A (zh) * 2014-04-28 2014-07-30 华进半导体封装先导技术研发中心有限公司 一种激光拆键合工艺方法及系统
DE102014113361A1 (de) * 2014-09-17 2016-03-17 Ev Group E. Thallner Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Ablösen eines Produktsubstrats von einem Trägersubstrat
KR20160037628A (ko) * 2014-09-29 2016-04-06 삼성전자주식회사 웨이퍼 서포팅 시스템 디본딩 이니시에이터 및 웨이퍼 서포팅 시스템 디본딩 방법
CN106158691A (zh) * 2015-01-27 2016-11-23 精材科技股份有限公司 剥离装置及利用该装置剥离芯片封装体表面盖层的方法
CN107785298A (zh) * 2016-08-25 2018-03-09 苏州能讯高能半导体有限公司 晶圆临时键合的分离设备及方法
CN108231646A (zh) * 2016-12-13 2018-06-29 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 一种半导体器件的制造方法
CN108565333A (zh) * 2018-04-09 2018-09-21 济南晶正电子科技有限公司 一种双面带电极的超薄晶片及其制备方法
CN108574023A (zh) * 2017-03-07 2018-09-25 苏州沃特维自动化系统有限公司 一种光伏电池串返修装置
CN110890306A (zh) * 2018-09-10 2020-03-17 山东浪潮华光光电子股份有限公司 一种简便的半导体器件用衬底减薄后的下片方法
CN111403315A (zh) * 2020-03-03 2020-07-10 上海华力集成电路制造有限公司 晶圆切边装置和方法
CN111710648A (zh) * 2020-07-07 2020-09-25 绍兴同芯成集成电路有限公司 一种键合玻璃载板的超薄晶圆背面及双面加工工艺
CN113161306A (zh) * 2021-04-15 2021-07-23 浙江集迈科微电子有限公司 芯片的高效散热结构及其制备工艺

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104485294A (zh) * 2014-12-12 2015-04-01 浙江中纳晶微电子科技有限公司 一种晶圆临时键合及分离方法
DE102016106351A1 (de) * 2016-04-07 2017-10-12 Ev Group E. Thallner Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Bonden zweier Substrate
WO2018169762A1 (en) * 2017-03-15 2018-09-20 Didrew Technology (Bvi) Limited Method and system for debonding temporarily adhesive-bonded carrier-workpiece pair
US20220189908A1 (en) * 2020-12-15 2022-06-16 Ncc Nano, Llc Method and apparatus for debonding temporarily bonded wafers in wafer-level packaging applications
CN116454012B (zh) * 2023-05-06 2023-11-24 江苏旭泰电子科技有限公司 一种光伏硅片的清洗脱胶设备

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5938882A (en) * 1997-09-30 1999-08-17 Harris Corporation Method for removing microelectronic circuits from substrates and tool used in removal
JP2007251080A (ja) * 2006-03-20 2007-09-27 Fujifilm Corp プラスチック基板の固定方法、回路基板およびその製造方法
CN101925996A (zh) * 2008-01-24 2010-12-22 布鲁尔科技公司 将器件晶片可逆地安装在载体基片上的方法
CN101934531A (zh) * 2010-07-26 2011-01-05 友达光电股份有限公司 一种分离设备
CN102171745A (zh) * 2009-02-06 2011-08-31 旭硝子株式会社 电子器件的制造方法及该方法中使用的剥离装置
CN102290367A (zh) * 2010-06-21 2011-12-21 布鲁尔科技公司 从载体基底中移去可逆向安装的器件晶片的方法和装置
US20130115861A1 (en) * 2011-11-08 2013-05-09 Disco Corporation Processing method for wafer having chamfered portion along the outer circumference thereof

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6540861B2 (en) * 1998-04-01 2003-04-01 Canon Kabushiki Kaisha Member separating apparatus and processing apparatus
JP4365920B2 (ja) * 1999-02-02 2009-11-18 キヤノン株式会社 分離方法及び半導体基板の製造方法
JP2000223683A (ja) * 1999-02-02 2000-08-11 Canon Inc 複合部材及びその分離方法、貼り合わせ基板及びその分離方法、移設層の移設方法、並びにｓｏｉ基板の製造方法
JP3580227B2 (ja) * 2000-06-21 2004-10-20 三菱住友シリコン株式会社 複合基板の分離方法及び分離装置
JP2003017667A (ja) * 2001-06-29 2003-01-17 Canon Inc 部材の分離方法及び分離装置
US8950459B2 (en) * 2009-04-16 2015-02-10 Suss Microtec Lithography Gmbh Debonding temporarily bonded semiconductor wafers
JP6014477B2 (ja) * 2012-12-04 2016-10-25 東京エレクトロン株式会社 剥離装置、剥離システムおよび剥離方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5938882A (en) * 1997-09-30 1999-08-17 Harris Corporation Method for removing microelectronic circuits from substrates and tool used in removal
JP2007251080A (ja) * 2006-03-20 2007-09-27 Fujifilm Corp プラスチック基板の固定方法、回路基板およびその製造方法
CN101925996A (zh) * 2008-01-24 2010-12-22 布鲁尔科技公司 将器件晶片可逆地安装在载体基片上的方法
CN102171745A (zh) * 2009-02-06 2011-08-31 旭硝子株式会社 电子器件的制造方法及该方法中使用的剥离装置
CN102290367A (zh) * 2010-06-21 2011-12-21 布鲁尔科技公司 从载体基底中移去可逆向安装的器件晶片的方法和装置
CN101934531A (zh) * 2010-07-26 2011-01-05 友达光电股份有限公司 一种分离设备
US20130115861A1 (en) * 2011-11-08 2013-05-09 Disco Corporation Processing method for wafer having chamfered portion along the outer circumference thereof

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103367221A (zh) * 2013-07-23 2013-10-23 华进半导体封装先导技术研发中心有限公司 一种晶圆拆键合工艺及系统
CN103426808A (zh) * 2013-09-05 2013-12-04 华进半导体封装先导技术研发中心有限公司 用于临时键合的载片结构以及键合与拆键合方法
CN103426808B (zh) * 2013-09-05 2016-04-13 华进半导体封装先导技术研发中心有限公司 用于临时键合的载片结构以及键合与拆键合方法
CN103839862A (zh) * 2014-02-28 2014-06-04 华进半导体封装先导技术研发中心有限公司 一种机械式拆键合工艺方法
CN103956327A (zh) * 2014-04-28 2014-07-30 华进半导体封装先导技术研发中心有限公司 一种激光拆键合工艺方法及系统
DE102014113361A1 (de) * 2014-09-17 2016-03-17 Ev Group E. Thallner Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Ablösen eines Produktsubstrats von einem Trägersubstrat
KR20160037628A (ko) * 2014-09-29 2016-04-06 삼성전자주식회사 웨이퍼 서포팅 시스템 디본딩 이니시에이터 및 웨이퍼 서포팅 시스템 디본딩 방법
KR102305505B1 (ko) * 2014-09-29 2021-09-24 삼성전자주식회사 웨이퍼 서포팅 시스템 디본딩 이니시에이터 및 웨이퍼 서포팅 시스템 디본딩 방법
CN106158691A (zh) * 2015-01-27 2016-11-23 精材科技股份有限公司 剥离装置及利用该装置剥离芯片封装体表面盖层的方法
CN107785298B (zh) * 2016-08-25 2021-02-02 苏州能讯高能半导体有限公司 晶圆临时键合的分离设备及方法
CN107785298A (zh) * 2016-08-25 2018-03-09 苏州能讯高能半导体有限公司 晶圆临时键合的分离设备及方法
CN108231646A (zh) * 2016-12-13 2018-06-29 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 一种半导体器件的制造方法
CN108574023A (zh) * 2017-03-07 2018-09-25 苏州沃特维自动化系统有限公司 一种光伏电池串返修装置
CN108565333A (zh) * 2018-04-09 2018-09-21 济南晶正电子科技有限公司 一种双面带电极的超薄晶片及其制备方法
CN108565333B (zh) * 2018-04-09 2022-04-05 济南晶正电子科技有限公司 一种双面带电极的超薄晶片及其制备方法
CN110890306A (zh) * 2018-09-10 2020-03-17 山东浪潮华光光电子股份有限公司 一种简便的半导体器件用衬底减薄后的下片方法
CN111403315A (zh) * 2020-03-03 2020-07-10 上海华力集成电路制造有限公司 晶圆切边装置和方法
CN111710648A (zh) * 2020-07-07 2020-09-25 绍兴同芯成集成电路有限公司 一种键合玻璃载板的超薄晶圆背面及双面加工工艺
CN111710648B (zh) * 2020-07-07 2023-04-11 绍兴同芯成集成电路有限公司 一种键合玻璃载板的超薄晶圆背面及双面加工工艺
CN113161306A (zh) * 2021-04-15 2021-07-23 浙江集迈科微电子有限公司 芯片的高效散热结构及其制备工艺
CN113161306B (zh) * 2021-04-15 2024-02-13 浙江集迈科微电子有限公司 芯片的高效散热结构及其制备工艺

Also Published As

Publication number Publication date
US9368376B2 (en) 2016-06-14
US20140356988A1 (en) 2014-12-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103280423A (zh) 一种机械式拆键合工艺及系统
CN103367221A (zh) 一种晶圆拆键合工艺及系统
CN103295893B (zh) 一种晶圆级微组装工艺
US11097306B2 (en) Support for bonding a workpiece and method thereof
TWI462834B (zh) 利用熱機械效應製作經調節之多層構造之方法
CN102163559B (zh) 堆叠装置的制造方法及装置晶片处理方法
JP6359576B2 (ja) キャリア−ワークピース接合スタックの分離方法
CN103035482B (zh) 硅片的临时键合方法
TWI531024B (zh) 用於去接合及處置半導體晶圓之方法之裝置
TW201518112A (zh) 接合晶圓系統及其用於接合及去接合之方法
JP5912117B2 (ja) ポリマー基板上に、膜、例えば単結晶膜を形成する方法
CN105244308A (zh) 多孔载片临时键合拿持薄晶片的方法
CN103956327A (zh) 一种激光拆键合工艺方法及系统
CN103426808B (zh) 用于临时键合的载片结构以及键合与拆键合方法
CN108117042B (zh) 一种半导体器件及制备方法、电子装置
CN103441093B (zh) 用于临时键合的载片结构及其制作方法
CN109052307B (zh) 晶圆结构及晶圆加工方法
CN103839862A (zh) 一种机械式拆键合工艺方法
CN104658880A (zh) 晶圆处理方法
CN103187350B (zh) 带有通孔电镀铜凸点的硅圆片减薄夹具及减薄工艺方法
US7306955B2 (en) Method of performing a double-sided process
CN108609577B (zh) 一种mems器件的制作方法
CN100382280C (zh) 晶片切割方法
US9824912B2 (en) Method of transforming an electronic device
CN108022836B (zh) 一种多层堆叠晶圆的研磨方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20130904