CN104718605A - 先进的操作晶片剥离方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于加工半导体晶片的方法包括将释放层施加到透明操作体(S11)。在半导体晶片与其上施加有所述释放层的所述透明操作体之间施加不同于所述释放层的粘合层(S12)。使用所述粘合层将所述半导体晶片接合到所述透明操作体(S13)。在所述半导体晶片被接合到所述透明操作体时加工所述半导体晶片(S14)。通过使用激光器透过所述透明操作体照射所述释放层来烧蚀所述释放层(S16)。从所述透明操作体去除所述半导体晶片(S17)。

Description

先进的操作晶片剥离方法
技术领域
本公开涉及晶片剥离(debonding)，更具体地，涉及用于操作晶片(handler wafer)剥离的先进方法。
背景技术
三维(3D)芯片技术包括3D集成电路(IC)和3D封装体。3D芯片技术由于允许将更复杂的电路与更短的电路路径更大程度地集成，带来了更快的性能和降低的能耗，因而正得到广泛的重视。在3D IC中，多个薄的硅晶片层垂直层叠并互连从而产生由整个叠层构成的单个集成电路。在3D封装体中，多个分立的IC被层叠、互连并且封装在一起。
用于包括3D IC和3D封装体二者在内的3D芯片技术的现代技术可以利用硅通孔(through-silicon via,TSV)。TSV是其中连接完全穿过硅晶片或管芯(die)的垂直互连通道(VIA)。通过使用TSV，3D IC和3D封装体IC可以更紧密地集成，这是因为不需要边缘布线和插入层。
一般而言，临时晶片接合(bonding)/剥离是实现TSV和3D硅结构的重要技术。接合是这样的动作：将要成为3D叠层中的一层的硅器件晶片附着到基板或操作晶片(handling wafer)上以便其能够被加工，例如，用布线、衬垫(pad)和接合冶金术(joining metallurgy)加工，同时例如允许减薄晶片以暴露从顶面蚀刻的盲孔的TSV金属。
剥离是这样的动作：从基板或操作晶片去除所加工的硅器件晶片，以便所加工的硅器件晶片可以被添加到3D叠层。
很多现有的临时晶片接合/剥离方法涉及粘合层的使用，所述粘合层被直接放置在硅器件晶片与操作晶片之间。当完成了硅器件晶片的加工时，可以通过各种技术从操作晶片释放硅器件晶片，所述技术例如是，将晶片对暴露于由操作晶片中的穿孔(perforation)递送的化学溶剂、从边缘起始点机械剥落、或者加热粘合剂以便其可以松散到可以通过剪切(sheering)去除硅器件晶片的程度。
3M开发了一种依赖于光热转换(light-to-heat conversion,LTHC)的方法，由此使用粘合层和LTHC层进行接合。然后通过使用红外激光来加热LTHC层由此使粘合剂松散或“减弱粘合剂的粘性”到可以去除硅器件晶片的程度，来进行剥离。然而，LTHC层是深色的并且是高度不透明的，这使得难以在从通常是透明的操作晶片去除硅器件晶片之前检查下面的电路。此外，LTHC方法采用工作于1064nm的红外(IR)波长的YAG激光器，这种波长尽管有效地在LTHC层中产生热并且大大减小粘合剂的接合强度，但是不足以充分并且完全地烧蚀界面来得到有效的零粘性。
发明内容
一种用于加工半导体晶片的方法包括将释放层施加到透明操作体(handler)。在半导体晶片与其上施加有所述释放层的所述透明操作体之间施加不同于所述释放层的粘合层。使用所述粘合层将所述半导体晶片接合到所述透明操作体。在所述半导体晶片被接合到所述透明操作体时加工所述半导体晶片。通过使用激光器透过所述透明操作体照射所述释放层来烧蚀所述释放层。从所述透明操作体去除所述半导体晶片。
所述释放层可以强烈吸收从所述激光器辐射的光的频率。可以从所述激光器辐射的光是紫外光。从所述激光器辐射的光可以具有约350-360nm的波长。用于烧蚀所述释放层的激光器可以是YAG激光器或XeF准分子激光器。所述粘合层可以被施加到所述半导体晶片。可以在将所述半导体晶片接合到其上施加有所述释放层的所述透明操作体之前，固化所述释放层。所述粘合层可以被施加到所述释放层。可以在施加所述粘合层之前，固化所述释放层。
用于烧蚀所述释放层的所述激光器可以是二极管泵浦的固态(DPSS)激光器。用于烧蚀所述释放层的所述激光器可以是准分子激光器。用于烧蚀所述释放层的所述激光器可以是与准分子激光器相比相对低功率的激光器。所述相对低功率可以在约5瓦到30瓦的范围内。在所述半导体晶片被接合到所述透明操作体时加工所述半导体晶片可以包括减薄所述半导体晶片。在所述半导体晶片被接合到所述透明操作体时加工所述半导体晶片可以包括产生一个或多个硅通孔(TSV)。
所述方法还可以包括在所述半导体晶片的所述加工之后且在烧蚀所述释放层之前，透过所述透明操作体和所述释放层检查所述半导体晶片。当所述检查发现可矫正的缺陷时，可以在烧蚀所述释放层之前对所述半导体晶片进行修复。可以在从所述透明操作体去除所述半导体晶片之后将所述半导体晶片添加到3D叠层。
所述释放层可以是对可见光基本透明的。
一种用于加工半导体晶片的方法包括向透明操作体施加强烈吸收紫外光并且对可见光基本透明的释放层。在所述释放层与半导体晶片之间施加粘合层。使用所述粘合层将所述半导体晶片接合到所述透明操作体。在所述半导体晶片被接合到所述透明操作体时加工所述半导体晶片。通过使用紫外光透过所述透明操作体照射所述释放层来烧蚀所述释放层。从所述透明操作体去除所述半导体晶片。
所述方法还可以包括在所述半导体晶片的所述加工之后并且在烧蚀所述释放层之前，透过所述透明操作体和所述释放层检查所述半导体晶片，并且当所述检查发现可矫正的缺陷时，在烧蚀所述释放层之前对所述半导体晶片进行修复。
一种接合的半导体晶片包括透明操作体。器件晶片被接合到所述透明操作体。释放层被直接设置在所述透明操作体上且位于所述透明操作体与所述器件晶片之间，所述释放层容易被紫外激光辐射烧蚀并且是对可见光透明的。粘合层被夹置在所述透明操作体与所述器件晶片之间。
所述透明操作体可以包括Borofloat玻璃。所述透明操作体可以是对紫外和可见光基本透明的。所述透明操作体可以为约650μm厚。所述器件晶片可以包括集成电路元件。所述器件晶片可以包括一个或多个硅通孔(TSV)。所述器件晶片可以是用于3D集成电路或3D封装体的层。
所述粘合层可以是TOK A0206。所述释放层可以包括粘合剂。所述释放层可以包括HD3007。所述释放层可以包括环己酮。所述释放层可以为约6μm厚。所述释放层可以强烈吸收从烧蚀激光器辐射的光的频率。从所述烧蚀激光器辐射的光的频率可以为约350-360nm。
从所述烧蚀激光器辐射的光的功率可以为约5-30瓦。
所述释放层可以容易被紫外激光辐射烧蚀。所述释放层可以容易被功率在约5-30瓦的范围内的紫外激光辐射烧蚀。
所述透明操作体、所述粘合层以及所述释放层可以被构造成允许透过它们检查所述器件晶片。
一种接合的半导体结构包括透明基板。半导体晶片被接合到所述透明基板。第一粘合层被夹置在所述透明基板与所述半导体基板之间。第二粘合层被直接设置在所述透明基板上且位于所述半导体晶片与所述透明基板之间，所述第二粘合层容易被紫外激光辐射毁坏并且是对可见光透明的。
所述第二粘合层可以包括HD3007或环己酮。
附图说明
当结合附图考虑时，由于参考下面的详细描述本公开及其很多相关方面变得更好理解，将容易获得对本公开及其很多相关方面的更充分的理解，在附图中：
图1是示例出根据本发明的示例性实施例用于执行操作晶片接合和剥离的方法的流程图；
图2是示例出根据本发明的示例性实施例将器件晶片与操作晶片接合和剥离的示意图；
图3是示例出根据本发明的示例性实施例向操作体的顶面施加激光的模式的示意图；并且
图4是示例出根据本发明的示例性实施例的扫描激光剥离系统的示意图。
具体实施方式
在描述图中所示的本公开的示例性实施例时，为了清楚起见采用特定的术语。然而，本公开并不意图受限于所选择的特定术语，应当理解每个特定元件包括以类似方式工作的所有技术等效物。
本发明的示例性实施例提供了利用粘合层和独特的释放层来临时接合和剥离硅器件晶片与操作晶片或其他基板的各种方法。所述释放层可以是透明的，以便可以在剥离之前光学检查下面的硅器件晶片的电路。可以通过使用激光烧蚀所述释放层来进行剥离。所使用的激光可以是紫外(UV)激光，例如355nm激光。由于耐用且相对便宜的二极管泵浦固态(DPSS)激光器的可获得性，该波长特别有吸引力。
由于将硅器件晶片与操作晶片接合包括使用粘合层和独特的释放层二者，因此该接合过程在此处可以称为混合接合。根据一种用于混合接合的方法，所述释放层可以是紫外(UV)烧蚀层，并且其可以施加到操作晶片，操作晶片可以是玻璃操作体。然后可以固化所述UV烧蚀层。然后可以将形成粘合层的接合粘合剂施加到玻璃操作体或硅器件晶片。所述UV烧蚀层可以包括高度吸收在剥离期间使用的激光的波长的材料。所述材料也可以在可见光谱内是光学透明的，以允许对粘合剂接合界面进行检查。UV烧蚀层以及接合粘合剂二者都是化学稳定的且热稳定的，以便它们能够完全耐受半导体加工，所述半导体加工包括：包括PECVD和金属溅射的加热真空沉积、热烘烤步骤以及暴露于包括溶剂、酸和碱的湿法化学物质(在接合的晶片界面的边缘起泡(bead)区域)。
示例性玻璃制备工艺可以开始于例如通过旋涂将UV烧蚀材料施加到玻璃操作体上。然后可以对其上旋涂有UV烧蚀材料的玻璃操作体进行软烘烤以去除任何溶剂。旋涂参数可以取决于UV烧蚀层的粘度，但是可以在约500rpm到约3000rpm的范围内。软烘烤可以落入从约80℃到约120℃的范围内。最后固化的温度可以落入200℃到400℃的范围内。在可能发生于350℃到400℃的标准CMOS BEOL加工期间，较高的固化温度对于确保UV烧蚀层的热稳定性更有效。对于UV吸收强或UV敏感的材料，约到约厚度左右的很薄的最终层可以足以用作释放层。一种这样的材料是Shin Etsu ODL 38，其可以被旋涂施加到玻璃上并且在350℃下在氮气环境中固化约1小时，从而产生约厚的膜。这种膜可以是在整个可见光谱内光学透明的，但是在低于～360nm的UV波长范围内非常敏感从而分解，并且可以使用一般的UV激光源，例如工作于308nm(例如XeCl)或者351nm(例如XeF)的准分子激光器或者工作于355nm的二极管泵浦的三倍频YAG激光器，来完全地且干净地烧蚀。
根据本发明的示例性实施例，接合粘合剂可以是所需的任何临时或永久粘合剂。接合粘合剂可以被施加于玻璃(例如，在添加了UV烧蚀层之后)，或者可以被施加于器件晶片。由于UV烧蚀层控制玻璃释放，因此，粘合剂的选择可以不管其UV吸收特性。这极大地增加了可能的选择。对于相对低温的晶片应用(例如，最高到～250℃)，存在可以在低压和低温(<1个大气压，约200℃)下能够被接合的大量各种材料(例如TOKTZNR-0136)。这种材料的典型接合周期在接合工具中发生，在所述接合工具中，在使玻璃和硅晶片接触之前，二者保持对准但是分开小的间隙以允许在晶片和操作体之间产生真空。将晶片加热到期望的接合温度，同时将它们压到一起。接合周期典型地为大约3-5分钟。对于较高温度的应用(例如，约300℃到约350℃)，粘合剂选择较少，包括BCB和基于聚酰亚胺的材料，例如HD Microsystems(微系统)HD3007。它们一旦固化之后通常黏性小得多，并且可以在较高的压力和温度(>1个大气压，约300℃到约350℃)下被接合。所选择的粘合剂可以在约500到约3000rpm下被旋涂施加，在约80℃到约120℃之间被软烘烤，然后在约300℃到约350℃之间在氮气中持续最多1小时被固化。对于这些材料，接合周期可以为约20到约40分钟左右。
可以使用包括如下激光器的多种UV激光源中的任何一种进行激光剥离以在烧蚀层界面释放玻璃操作体：工作于308nm(例如XeCl)或者351nm(例如XeF)的准分子激光器，以及工作于355nm的二极管泵浦的(三倍频)YAG激光器或者工作于266nm的二极管泵浦的(四倍频)YAG激光器。准分子激光器可能更昂贵，可能需要更多维护/支持系统(例如，有毒气体包容)，并且通常可以以低重复率得到很大的输出功率(例如，几百Hz的重复率下数百瓦的输出)。此处规定的材料的UV烧蚀阈值可能需要100-150毫焦每平方cm(mJ/sq.cm)以实现释放。由于它们的大的输出功率，准分子激光器能够在相对大面积的束中提供该能量，所述束具有的尺寸为数十mm2左右的面积(例如，0.5mm x 50mm线束形状)。由于它们大的输出功率和相对低的重复率，采用准分子激光器的激光剥离工具可以由具有固定束的可移动x-y平台构成。平台移动可以为约10-50mm/秒。可以将要剥离的晶片对放置在平台上，并且来回扫描，直到整个表面被照射。
可以使用较便宜、更耐用且较低功率的355nm的固态泵浦三倍频YAG激光器，通过跨过晶片表面快速扫描小斑点束，来产生备选的激光剥离系统。由于如下两个原因，355nm波长激光与266nm的四倍频YAG激光器相比是有利的：1)对于相同尺寸的二极管激光泵浦功率，355nm下的输出功率典型地是266nm下的2-3倍，2)很多常用的操作晶片玻璃(例如，Schott Borofloat 33)在355nm下有～90％或更大的透射，但是在266nm下仅有～15％的透射。由于在266nm下功率的80％在玻璃中被吸收，因此为了在释放界面实现相同的烧蚀注量(ablation fluence)，起始激光功率可能要高出～6X，并且在玻璃操作体本身中也有热冲击的风险。
示例性355nm扫描激光剥离系统可以包括如下：1)Q开关三倍频YAG激光器，其在355nm下具有5-10瓦的输出功率，重复率为50-100kHz，并且脉冲宽度为10-20ns。该激光器的输出束可以被扩展并且可以被导向到商用2轴扫描器，所述扫描器包括被安装到x和y电流计扫描电机的镜子。所述扫描器可以被安装到固定晶片台上方固定距离处，其中所述距离在20cm到100cm的范围内变化，这取决于要释放的晶片的工作面积。50-100cm的距离可有效地实现约10米/秒的移动光斑速度。F-θ透镜可以面向所述扫描器的输出而被安装在下方，并且光束可以被聚焦成约100-500微米的光斑尺寸。对于355nm下6瓦输出功率、50kHz的重复率和12ns的脉冲宽度的激光器，工作于10m/s的光栅速度下的80cm的扫描器到晶片距离，最佳光斑尺寸可为约200微米，并且所需的～100mJ/sq.cm的烧蚀注量可以在～30秒内被传递到整个晶片表面两次(例如，使用交叠行(overlapping rows))。其中交叠步进距离等于光斑直径一半(例如100微米)的交叠行的使用可以确保不会由于扫描行之间的间隙而错过晶片的任何部分，并且确保界面的所有部分都可以看到相同的总注量。
图1是示例出根据本发明的示例性实施例用于执行操作晶片接合和剥离的方法的流程图。首先，可以施加释放层和粘合层。根据一个示例性方法，可以将释放层施加到操作体(S11)，同时可以将粘合层施加到器件晶片(步骤S12)。然而，根据其他的示例性方法，可以将释放层施加到操作体，然后可以将粘合层施加到释放层。
释放层总是被夹置在玻璃与粘合剂之间。之后，可以将器件晶片接合到操作体(步骤S13)，使得释放层和粘合层被设置在器件晶片与操作体之间。所述接合可以包括在真空环境中在受控的热和压力下物理地使器件晶片和操作体合在一起，例如在大量可购买到的接合工具中的任何一种中提供所述真空环境。
在器件晶片被成功地接合到操作体之后，可以进行期望的加工(步骤S14)。加工可以包括诸如图案化、蚀刻、减薄等的处理步骤，直到器件晶片实现其期望状态。之后，可以检查器件晶片的电路(步骤S15)。可以进行对器件电路的检查以确保器件晶片已被正确地加工。例如可以使用高质量显微镜或其它成像形式进行光学检查。可以透过操作体进行光学检查，所述操作体如上所述可以是透明的。器件电路的光学检查也可以透过释放层和粘合层进行，因为释放层和粘合层中的每一者也可以是透明的。
光学检查可以在所有的加工完成之后进行，并且/或者在晶片的加工期间的任何阶段进行。根据本发明的一些示例性实施例，光学检查可以在一个或多个可能产生缺陷的关键加工步骤之后进行。如果光学检查的结果确定在器件晶片中存在缺陷，则可以当场报废该器件晶片并且可以取消后续的加工。由于可以透过操作体光学检查器件晶片，不需要为了进行测试而从操作体去除器件晶片，因此可以比其它方式在加工的较早阶段检测到缺陷。另外，等到已经组装整个3D叠层之后才进行测试可能导致整个3D叠层报废，由此显著降低产率并且显著增加制造成本。此外，透过玻璃看见接合界面是有用的，这是因为可以验证加工未在接合粘合剂本身中产生小的空洞，所述空洞可导致减薄和真空加工期间的产率损失。因为可以在加工的早期阶段知道诸如这些的缺陷的存在，因此可以避免对缺陷晶片进行的后续加工步骤。
在诸如上面讨论的3M光热转换(LTHC)方法的现有技术方法中不存在这种光学检查器件晶片的机会，在LTHC方法中LTHC层必须是不透明的以便能够从红外激光曝光产生热。
在对器件晶片进行了检查和任何必要的修复之后，可以进行激光烧蚀处理以从操作体分离器件晶片(步骤S16)。可以透过透明的操作体将释放层暴露于UV激光，来进行激光烧蚀。一旦暴露于UV激光，释放层可以燃烧、破裂(break down)或以其它方式分解。这与上面讨论的3M LTHC方法形成对比，在LTHC方法中，LTHC层由于暴露于红外激光而产生热，所述热转而将粘合层软化到器件晶片可以从操作体剥落的程度。因此，根据本发明的示例性实施例的释放层包括在暴露于UV激光下时破裂的材料。由于在该处理期间粘合层可以保持为硬的，因此器件晶片连同粘合层可以容易地从操作体去除。在期望时，可以使用各种加工技术从器件晶片去除粘合层的剩余部分。
由于释放层在分离过程中燃烧掉，与诸如上面讨论的3M LTHC方法的常规技术相比，该分离可以显著更干净。
在激光烧蚀已导致器件晶片从操作体分离之后，可以例如通过简单地拉开操作体来从操作体容易地去除器件晶片，并且可以对器件晶片进行清洁以去除粘合剂(步骤S17)。
图2是示例出根据本发明的示例性实施例将器件晶片与操作晶片接合和剥离的示意图。器件晶片21可以是要被加工例如要被添加到3D叠层的硅晶片，例如，3D IC中的层或者要被包含在3D封装体中的IC。然而，可以在接合之前加工该器件晶片21，在接合之前器件晶片21可以是全厚度晶片。可以将器件晶片21接合到操作体以在随后的加工过程中为其提供结构支撑，所述随后的加工可包括将器件晶片21减薄到不再带来承受必须要进行的特定加工步骤所需的结构完整性的程度。器件晶片不需要包含硅，可以替代地包含备选的半导体材料。器件晶片21最初可以是全厚度晶片，并且随后可以被减薄到约200μm-20μm的尺寸。
操作体22可以是透明基板，并且可以包括例如Borofloat玻璃。操作体可以足够厚以便为与其接合的器件晶片21提供结构完整性。例如，操作体可以为约650μm厚。
如上所述，粘合层23和释放层24可以被设置在器件晶片21与操作体22之间。根据本发明的一个示例性实施例，释放层24被直接设置在操作体22上。释放层24可以包括在激光烧蚀期间使用的激光的UV波长附近高度专门强烈吸收的材料。由于本发明的示例性实施例可以采用例如波长为355nm或波长在355nm附近的UV激光器，因此释放层24可以包括高度吸收UV光，特别地，波长为355nm的光的材料。释放层24本身可以包括粘合剂，但是至少由于下文讨论的原因，释放层24可以是与粘合层23是完全不同的层。
释放层24可以包括例如为基于聚酰亚胺的粘合剂的HD3007，该粘合剂可以被旋涂施加并且在350℃下固化。释放层可以为约6μm厚。HD3007及类似材料的热塑特性可以允许在释放层24的施加期间释放层24的材料以液态被施加并且流动以填充操作体22的表面。该材料可以足够强以承受随后在被接合到与操作体22的同时可能对器件晶片21进行的常用的加工技术而不使释放层24过早破裂。这些加工可包括晶片研磨、施加超过260℃的热、PECVD、CMP、200℃下的金属溅射、籽金属湿法蚀刻、抗蚀剂剥离以及320℃下的聚合物固化。
此外，在HD3007可以耐受诸如上述的加工步骤的同时，其也可以强烈吸收UV光，并且可以容易地被来自308mnm准分子激光器的辐射烧蚀。
本身不是粘合剂、而是用作光刻中的下层的光学平面化材料的更有利的UV释放层的例子是Shin Etsu ODL-38。大约的这种材料的很薄的层可以被旋涂施加到玻璃操作体并且在氮气中在350℃下被固化。该材料非常强烈地吸收低于～360nm的UV波长下并且快速分解，因此是用于355nm激光波长的极佳释放层。
不管所使用的材料如何，释放层24都可以包括能够在所选的UV波长下被激光烧蚀的材料。释放层24例如可以通过将释放层材料旋涂或喷洒在例如操作体上并且然后用热(例如350℃)和/或UV光固化该材料而产生。可以在将操作体22接合到器件晶片21之前或者与之同时进行释放层材料的固化。
可以通过将粘合剂材料施加到器件晶片21或者施加到释放层24来产生粘合层23。粘合层23可以包括与用作释放层24的材料不同的材料，并且特别地，粘合层23可以是并不强烈吸收用于烧蚀释放层24的波长的光的粘合剂。尽管可以将任何数量的适当的粘合剂用于该层，但是适当的粘合剂的一个例子是TOK A0206。例如可以通过将粘合剂材料施加到器件晶片21来产生粘合层。可以使用热(例如220℃)来固化粘合层23。
根据本发明的一个示例性实施例，可以在进行接合之前固化释放层24。这样，可以使释放层24的材料与粘合层23的材料之间的可能的不利的相互作用最小化。可以在诸如Suss接合机的接合机中进行所述接合，Suss接合机在220℃的温度(粘合层23的材料的固化温度)下使用约500mbar的作用力。在接合时，器件晶片21可以通过粘合层23而被接合到其上附着有释放层24的操作体22。
之后，可以进行例如上文中详细描述的加工、测试和修复。通过使用透明操作体，例如由Borofloat玻璃制成的透明操作体，可以便于测试和检查。
当完成了所述加工、测试和修复时，并且是时候从操作体22剥离器件晶片21时，可以使用激光器25照射释放层24。如上所述，所述激光器可以是308nm准分子激光器或者355nm DPSS激光器，例如，通过将1064nm的二极管激光器三倍频获得的激光器。根据本发明的一个示例性实施例，激光器25可以是HIPPO 355QW激光器，其波长为355nm，50kHz下的功率为5W，重复率为15-300kHz，并且50kHz下的脉冲宽度小于12ns。然而，也可以使用其他UV激光器，例如具有266nm波长的HIPPO266QW。
可以透过操作体22照射释放层24，操作体22可以至少对于所使用的激光器25的波长是透明的。激光器25可以产生以例如光栅图案跨过操作体22的表面扫描的光斑束，或者激光器25可以产生扫过操作体22一次或多次的扇形束。可以通过使用扫描器和透镜26来操纵从激光器25辐射的光的导向，透镜26可以是例如具有810mm fl的F-Theta扫描透镜。图3是示例出根据本发明的示例性实施例向操作体22的顶面31施加激光的模式的示意图。如图3A中所见，所述激光可以作为被绘制成线32的光斑束而被引导跨过操作体22的顶面31，所述线32沿着操作体22的顶面31的x轴方向延伸并且每条连续的线32在y轴方向上更靠下方地绘制。或者，如图3B中所见，可以以蜿蜒图案33引导激光。
由于所使用的激光器25的UV波长可能包含相对高的能量，光可以有效地烧蚀释放层24。一旦被烧蚀，就可以从操作体层22自由地去除器件晶片21。之后，可以使用溶剂或者清洁化学物质来去除可能残留在器件晶片21上的粘合层23和/或释放层24的任何残留部分。然后可以对剥离且清洁后的器件晶片21进行进一步加工、划片和应用于3D叠层和/或接合到封装体或者另一3D元件。
图4是示例出根据本发明示例性实施例用于进行激光剥离的设备的示意图。根据本发明的一些示例性实施例，例如此处在图4中示出的示例性实施例，接合的操作体和器件晶片41可以例如在平台上保持静止。根据其它示例性实施例，所述平台可以是可移动的。激光器42可以提供光束，该光束然后被传送到扩束器45以提供期望的束尺寸。所述束然后可以进入扫描器46，在扫描器46中所述束沿着x和y轴被导向。一个或多个控制单元43可影响对激光器42、扩束器45和扫描器46的控制。在其上保持接合的操作体和晶片41的平台是可移动的情况下，控制器43也可以控制所述平台的移动。在这种情况下，可以省去扫描器46。可以用控制方式对计算机系统44进行预编程，并且可以通过一个或多个控制单元43执行这些指令。扫描透镜47可以调整所述束以便以期望的光斑特性照射接合的操作体和器件晶片41。
此处描述的示例性实施例是说明性的，并且在不脱离本公开的精神或者所附权利要求的范围的情况下，可以引入很多改变。例如，在本公开及所附权利要求的范围内，不同示例性实施例的要素和/或特征可以彼此组合和/或彼此替代。

Claims (20)

1.一种加工半导体晶片的方法，包括：
将释放层施加到透明操作体；
在半导体晶片与其上施加有所述释放层的所述透明操作体之间施加不同于所述释放层的粘合层；
使用所述粘合层将所述半导体晶片接合到所述透明操作体；
在所述半导体晶片被接合到所述透明操作体时加工所述半导体晶片；
通过使用激光器透过所述透明操作体照射所述释放层来烧蚀所述释放层；以及
从所述透明操作体去除所述半导体晶片。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述释放层强烈吸收从所述激光器辐射的光的频率。
3.如权利要求1所述的方法，其中，从所述激光器辐射的光是紫外光。
4.如权利要求3所述的方法，其中，从所述激光器辐射的光具有约350-360nm的波长。
5.如权利要求3所述的方法，其中，用于烧蚀所述释放层的所述激光器是YAG激光器或XeF准分子激光器。
6.如权利要求1所述的方法，其中，所述粘合层被施加到所述半导体晶片。
7.如权利要求6所述的方法，其中，在将所述半导体晶片接合到其上施加有所述释放层的所述透明操作体之前，固化所述释放层。
8.如权利要求1所述的方法，其中，所述粘合层被施加到所述释放层。
9.如权利要求8所述的方法，其中，在施加所述粘合层之前，固化所述释放层。
10.如权利要求1所述的方法，其中，用于烧蚀所述释放层的所述激光器是二极管泵浦的固态(DPSS)激光器。
11.如权利要求1所述的方法，其中，用于烧蚀所述释放层的所述激光器是准分子激光器。
12.如权利要求1所述的方法，其中，用于烧蚀所述释放层的所述激光器是与准分子激光器相比相对低功率的激光器。
13.如权利要求12所述的方法，其中，所述相对低功率在约5瓦到30瓦的范围内。
14.如权利要求1所述的方法，其中，在所述半导体晶片被接合到所述透明操作体时加工所述半导体晶片包括减薄所述半导体晶片。
15.如权利要求1所述的方法，其中，在所述半导体晶片被接合到所述透明操作体时加工所述半导体晶片包括产生一个或多个硅通孔(TSV)。
16.如权利要求1所述的方法，还包括：
在所述半导体晶片的所述加工之后且在烧蚀所述释放层之前，透过所述透明操作体和所述释放层检查所述半导体晶片；以及
当所述检查发现可矫正的缺陷时，在烧蚀所述释放层之前对所述半导体晶片进行修复。
17.如权利要求16所述的方法，还包括：在从所述透明操作体去除所述半导体晶片之后，将所述半导体晶片添加到3D叠层。
18.如权利要求1所述的方法，其中，所述释放层是对可见光基本透明的。
19.一种加工半导体晶片的方法，包括：
向透明操作体施加强烈吸收紫外光并且对可见光基本透明的释放层；
在所述释放层与半导体晶片之间施加粘合层；
使用所述粘合层将所述半导体晶片接合到所述透明操作体；
在所述半导体晶片被接合到所述透明操作体时加工所述半导体晶片；
通过使用紫外光透过所述透明操作体照射所述释放层来烧蚀所述释放层；以及
从所述透明操作体去除所述半导体晶片。
20.如权利要求19所述的方法，还包括：
在所述半导体晶片的所述加工之后并且在烧蚀所述释放层之前，透过所述透明操作体和所述释放层检查所述半导体晶片；以及
当所述检查发现可矫正的缺陷时，在烧蚀所述释放层之前对所述半导体晶片进行修复。
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