CN103794523B - 一种晶圆临时键合方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种晶圆临时键合方法，该方法包括：完成晶圆的硅通孔和正面制备工艺；在所述晶圆的正面上涂覆临时键合胶；将支撑片的表面进行粗糙化处理；将所述支撑片的粗糙后表面与涂覆临时键合胶后的所述晶圆的正面进行键合；对与所述支撑片进行键合后的所述晶圆的背面进行减薄，直至得到所需的晶圆厚度为止；完成背面减薄后的所述晶圆的背面制备工艺；以及去除完成所述背面制备工艺后的所述晶圆上的所述临时键合胶。本发明的方法由于对支撑片的表面进行了粗糙化处理，所以增大了临时键合胶与支撑片的接触面积，实现了对临时键合胶的嵌套和固定，防止了临时键合胶在高温下出现滑动和偏移的现象。
Description
技术领域
本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种晶圆临时键合方法。
背景技术
在半导体三维集成技术中，为了满足器件的要求，需要将硅片减薄到一定的厚度来实现硅通孔（TSV）的上下互连。TSV结构的制作方式一般包括如下步骤：（1）TSV的深孔刻蚀，即采用DRIE（深反应离子刻蚀）工艺制备出高深宽比结构的TSV；（2）TSV的深孔电镀，即通过在深孔的侧壁上依次沉积绝缘层、扩散阻挡层以及种子层来进行TSV的填充；（3）正面制备工艺，即在晶圆的正面上形成布线以及相关的器件，其中根据实际的工艺需求，可以采用CMOS工艺、MEMS工艺、双极工艺等来完成晶圆正面上的布线和相关器件的制备；（4）在支撑片上涂覆干刻蚀型苯丙环丁烯（BCB）并使所述干刻蚀型苯丙环丁烯进行固化；（5）在已完成硅通孔和正面制备工艺的晶圆的正面上涂覆临时键合胶，将所述支撑片和所述晶圆进行临时键合；（6）对所述晶圆进行背面减薄和抛光，直至露出所述硅通孔；（7）完成所述晶圆的背面制备工艺，并去除所述晶圆正面上的所述支撑片、临时键合胶以及所述干刻蚀型苯丙环丁烯。
但是，上述临时键合胶具有以下两个问题：一是当晶圆和支撑片进行临时键合时，临时键合胶由于键合温度高而出现软化，最后导致晶圆和支撑片存在一定的滑动偏移，这种偏移在后续的减薄过程中容易导致晶圆边缘破裂；第二个问题是当减薄后的晶圆与其他晶圆进行凸点键合时，由于临时键合胶的流动性，导致凸点与凸点之间的键合出现一定的位移偏差，影响器件的性能。
此外，利用BCB辅助键合来实现硅通孔封装的制作，其键合强度虽然高，但是这种键合方式中的BCB不容易去除。当带有BCB的临时键合片被去键合之后，由于BCB和临时键合胶之间的粘附性能，在BCB表面会残留部分临时键合胶。因此，临时键合片很难继续使用。
发明内容
本发明提供一种晶圆临时键合方法，其能够克服现有技术中的上述缺陷。
本发明提供一种晶圆临时键合方法，该方法包括：将支撑片的表面进行粗糙化处理；将所述支撑片的粗糙后的表面与所述晶圆的正面进行键合。本发明的晶圆临时键合方法通过将支撑片的表面进行粗糙化处理后进行临时键合，增大了临时键合胶与支撑片的接触面积，实现了对临时键合胶的嵌套和固定，防止了临时键合胶在高温下出现滑动和偏移的现象。而且本发明的方法不利用BCB辅助键合，省去了涂覆及固化BCB层的步骤，降低了生产成本。此外，支撑片被去键合之后，可以作为模具反复使用，有效提高支撑片的利用率，大大降低了晶圆制作成本。
优选地，使用临时键合胶将所述支撑片的粗糙后表面与所述晶圆的正面进行键合；所述临时键合胶涂覆在所述晶圆的正面上或者所述支撑片的粗糙后的表面上。
优选地，本发明的方法进一步包括：对与所述支撑片进行键合后的所述晶圆的背面进行减薄，直至得到所需的晶圆厚度为止；以及完成背面减薄后的所述晶圆的背面制备工艺。
优选地，本发明的方法进一步包括：移除所述支撑片；以及去除所述晶圆上的所述临时键合胶。
优选地，所述将支撑片的表面进行粗糙化处理包括：在所述支撑片的表面上形成任意形状的沟槽。
优选地，所述临时键合胶的厚度根据所述晶圆的正面制备工艺的高度以及所述支撑片的表面粗糙程度来确定。
优选地，通过干法刻蚀、湿法刻蚀、等离子处理中的任意一种方式或其组合在所述支撑片的表面上形成任意形状的沟槽。
优选地，所述沟槽为环形沟槽、锥形沟槽、矩形沟槽中的至少一者。
优选地，所述支撑片由玻璃、硅或者其他材料中的任意一者形成。
优选地，将所述支撑片的粗糙后的表面与所述晶圆的正面进行键合的温度低于所述临时键合胶的软化温度。
通过采用上述技术方案，由于对支撑片的表面进行了粗糙化处理，所以增大了临时键合胶与支撑片的接触面积，实现了对临时键合胶的嵌套和固定，防止了临时键合胶在高温下出现滑动和偏移的现象。此外，省去了涂覆及固化BCB的步骤，减少了工艺流程步骤，并且在支撑片被去键合时，临时键合胶更容易去除干净，支撑片可以作为模具反复使用，有效提高了支撑片的利用率，大大降低了晶圆制作成本。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1至图5示出了根据本发明的晶圆制备方法的流程剖面图。
附图标记说明
1 支撑片 2 沟槽
3 晶圆 4 硅通孔
5 正面制备工艺 6 临时键合胶
7 背面制备工艺
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。
本发明提供一种晶圆临时键合方法，该方法包括：将支撑片的表面进行粗糙化处理；将所述支撑片的粗糙后的表面与所述晶圆的正面进行键合。优选地，使用临时键合胶将所述支撑片的粗糙后表面与所述晶圆的正面进行键合；所述临时键合胶涂覆在所述晶圆的正面上或者所述支撑片的粗糙后的表面上。由于对支撑片的表面进行了粗糙化处理，所以增大了临时键合胶与支撑片的接触面积，实现了对临时键合胶的嵌套和固定，防止了临时键合胶在高温下出现滑动和偏移的现象。
优选地，所述晶圆已完成硅通孔和正面制备工艺。此外，本发明的方法优选地进一步包括：对与所述支撑片进行键合后的所述晶圆的背面进行减薄，直至得到所需的晶圆厚度为止；以及完成背面减薄后的所述晶圆的背面制备工艺。在本领域中，正面制备工艺、背面制备工艺通常指晶圆正面、背面上的器件和布线的制备。由于本发明的主要目的不在于如何制备晶圆上的器件和布线，所以不对此进行详细描述。本领域技术人员可以采用本领域中的任意恰当的制备工艺来形成晶圆正面、背面上的器件和布线。
优选地，本发明的方法进一步包括：移除所述支撑片；以及去除所述晶圆上的所述临时键合胶。
优选地，所述将支撑片的表面进行粗糙化处理包括：在所述支撑片的表面上形成任意形状的沟槽。可以通过干法刻蚀、湿法刻蚀、等离子处理中的任意一种方式或其组合在所述支撑片的表面上形成任意形状的沟槽。沟槽的形状包括但不限于为环形沟槽、锥形沟槽、矩形沟槽。优选地，所述支撑片由玻璃、硅或者其他任何适合的材料形成。
优选地，所述临时键合胶的厚度根据所述晶圆的正面制备工艺的高度以及所述支撑片的表面粗糙程度来确定。优选地，将所述支撑片的粗糙后的表面与所述晶圆的正面进行键合的温度低于所述临时键合胶的软化温度，以避免临时键合胶软产生滑动偏移。
下面参照图1至5描述根据本发明一种实施方式的晶圆临时键合方法。在采用根据本发明的方法制备晶圆时，首先如图1所示，完成晶圆3的硅通孔4和正面制备工艺5。其中，正面制备工艺5可以包括通过采用CMOS工艺、MEMS工艺、双极工艺等半导体制备工艺在晶圆3的正面上形成各种器件和布线以得到所需功能。
然后，如图2所示，在晶圆3的正面上涂覆临时键合胶6。
然后，如图3所示，将支撑片1的表面进行粗糙化处理。而且，在进行表面粗糙化处理之前可以首先清洗支撑片1。优选地，所述将支撑片1的表面进行粗糙化处理可以包括：在所述支撑片1的表面上形成任意形状的沟槽2（图3），该沟槽2可以通过干法刻蚀、湿法刻蚀、等离子处理中的任意一种方式或其组合形成，并且该沟槽2可以为环形沟槽、锥形沟槽、矩形沟槽或任意其他形状的沟槽中的至少一者。所述支撑片1可以由玻璃、硅或其他材料形成。
然后，如图4所示，将所述支撑片1的粗糙后表面与涂覆临时键合胶6后的晶圆3的正面进行键合，之后对与支撑片1进行键合后的晶圆3的背面进行减薄直至得到所需的晶圆厚度为止，之后完成背面减薄后的晶圆3的背面制备工艺7。
优选地，临时键合胶6的厚度根据晶圆3的正面制备工艺5的高度（例如，正面布线高度、正面器件高度）以及支撑片1的表面粗糙程度来确定，也即临时键合胶6的厚度优选大于晶圆3的正面制备工艺5的最高处高度与支撑片1的表面粗糙程度之和。对所述支撑片1的粗糙后表面与涂覆临时键合胶6后的所述晶圆3的正面进行键合的温度首选低于所述临时键合胶6的软化温度。
最后，移除支撑片1，并去除完成所述背面制备工艺7后的所述晶圆3上的所述临时键合胶6，得到如图5所示的剖面图。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (8)
1.一种晶圆临时键合方法，该方法包括：
将支撑片的表面进行粗糙化处理；
将所述支撑片的粗糙后的表面与所述晶圆的正面进行键合；
其中，使用临时键合胶将所述支撑片的粗糙后表面与所述晶圆的正面进行键合；以及
所述临时键合胶涂覆在所述晶圆的正面上或者所述支撑片的粗糙后的表面上；
其中，所述临时键合胶的厚度大于所述晶圆的正面制备工艺的最高处高度与所述支撑片的表面粗糙程度之和。
2.根据权利要求1所述的晶圆临时键合方法，该方法进一步包括：
对与所述支撑片进行键合后的所述晶圆的背面进行减薄，直至得到所需的晶圆厚度为止；以及
完成背面减薄后的所述晶圆的背面制备工艺。
3.根据权利要求2所述的晶圆临时键合方法，该方法进一步包括：
移除所述支撑片；以及
去除所述晶圆上的所述临时键合胶。
4.根据权利要求1至3任一权利要求所述的晶圆临时键合方法，其中，所述将支撑片的表面进行粗糙化处理包括：在所述支撑片的表面上形成任意形状的沟槽。
5.根据权利要求4所述的晶圆临时键合方法，其中，通过干法刻蚀、湿法刻蚀、等离子处理中的任意一种方式或其组合在所述支撑片的表面上形成任意形状的沟槽。
6.根据权利要求4所述的晶圆临时键合方法，其中，所述沟槽为环形沟槽、锥形沟槽、矩形沟槽中的至少一者。
7.根据权利要求4所述的晶圆临时键合方法，其中，所述支撑片由玻璃或硅形成。
8.根据权利要求1所述的晶圆临时键合方法，其中，将所述支撑片的粗糙后的表面与所述晶圆的正面进行键合的温度低于所述临时键合胶的软化温度。
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