CN106847718A - 一种器件晶圆的临时键合与拆键合工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及微电子封装领域,尤其涉及一种器件晶圆的临时键合与拆键合工艺。本发明提供工艺包括以下步骤:a)在器件晶圆正面设置键合胶层,在载片晶圆正面的非边缘区域设置抗粘层;b)将设置有键合胶层的器件晶圆和设置有抗粘层的载片晶圆进行键合,得到临时晶圆键合对;在临时晶圆键合对中,抗粘层位于键合胶层内,且键合胶层与载片晶圆正面的边缘区域相接触;c)对临时晶圆键合对中的器件晶圆背面进行加工;d)将经过加工的临时晶圆键合对浸没在溶胶剂中,溶胶剂在声波辅助下对键合胶层进行溶解,并通过声波的振动作用使器件晶圆与载片晶圆分离。发明提供的工艺克服了传统器件晶圆临时键合与化学拆键合时需要穿孔基底和浸泡时间长等问题。

Description

一种器件晶圆的临时键合与拆键合工艺
技术领域
本发明涉及微电子封装领域,尤其涉及一种器件晶圆的临时键合与拆键合工艺。
背景技术
随着经济的发展与人们生活水平的提高,人们对电子产品要求原来越趋向于小型化、多功能化以及环保化。电子产品的小型化实质上是要求在其产品内凝聚更多更新的科技成果,更大限度地将技术固化在产品中以增加技术信息含量的比重。所以人们努力寻求将电子系统越做越小,集成度越来越高,功能越来越多、越来越强,为满足这些需求,半导体工业需要将器件晶圆减薄至100um或以下。超薄晶圆具有柔性和易碎性、容易翘曲和起伏等特点,这些特点成为了器件晶圆减薄和薄芯片处理的瓶颈。因此,引出了基于临时键合胶以及配套材料基础上的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,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,而且不需特殊的夹具或器件晶圆盒。
临时键合与拆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。目前晶圆分离的处理方式有激光处理、热滑移和Zonebond机械拆键等方式,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,而且设备昂贵;热滑移分离在高温下使分离后的薄晶圆产生一定的翘曲以及一定的碎片风险;基于Zonebond技术的机械拆键是目前较受欢迎的,但是缺点是拆键合前的预浸泡时间长,存在拆键合的机械应力,也难以避开昂贵的设备成本。因此,针对上述技术问题,有必要提供一种操作简单、效率高且经济的临时键合与拆键合工艺。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种器件晶圆的临时键合与拆键合工艺,该工艺操作简单、效率高、经济性好。
本发明提供了一种器件晶圆的临时键合与拆键合工艺,包括以下步骤:
a)、在器件晶圆正面设置键合胶层,在载片晶圆正面的非边缘区域设置抗粘层;
b)、将设置有键合胶层的器件晶圆和设置有抗粘层的载片晶圆进行键合,得到临时晶圆键合对;在临时晶圆键合对中,抗粘层位于键合胶层内,且键合胶层与载片晶圆正面的边缘区域相接触;
c)、对临时晶圆键合对中的器件晶圆背面进行加工;
d)、将经过加工的临时晶圆键合对浸没在溶胶剂中,溶胶剂在声波辅助下对键合胶层进行溶解,并通过声波的振动作用使器件晶圆与载片晶圆分离;
步骤d)中,所述的声波频率为20kHZ~5MHZ;所述声波由声波发生器发出,声波发生器的功率为50W~1200W。
优选的,步骤d)中,所述临时晶圆键合在溶胶剂中浸没的时间为5~50min。
优选的,步骤d)中,所述临时晶圆键合对垂直浸没在溶胶剂中。
优选的,所述载片晶圆正面的边缘区域宽度≤2mm。
优选的,步骤a)中,所述键合胶层的厚度为10~25μm。
优选的,步骤a)中,所述抗粘层的厚度为10~30nm。
优选的,步骤a)中,所述键合胶层由键合胶在器件晶圆正面固化后形成,所述键合胶为热塑性胶黏剂。
优选的,步骤a)中,所述抗粘层由抗粘材料在载片晶圆正面固化后形成,所述抗粘材料为含氟疏水材料。
优选的,步骤b)中,所述键合的温度为180~200℃;所述键合的压力为1~3.5kN;所述键合的时间为5~20min。
优选的,还包括:
将声波分离得到的器件晶圆浸没在溶胶剂中,溶胶剂在声波辅助下对器件晶圆进行清洗。
与现有技术相比,本发明提供了一种器件晶圆的临时键合与拆键合工艺。本发明提供的临时键合与拆键合工艺包括以下步骤:a)、在器件晶圆正面设置键合胶层,在载片晶圆正面的非边缘区域设置抗粘层;b)、将设置有键合胶层的器件晶圆和设置有抗粘层的载片晶圆进行键合,得到临时晶圆键合对;在临时晶圆键合对中,抗粘层位于键合胶层内,且键合胶层与载片晶圆正面的边缘区域相接触;c)、对临时晶圆键合对中的器件晶圆背面进行加工;d)、将经过加工的临时晶圆键合对浸没在溶胶剂中,溶胶剂在声波辅助下对键合胶层进行溶解,并通过声波的振动作用使器件晶圆与载片晶圆分离;步骤d)中,所述的声波频率为20kHZ~5MHZ;所述声波由声波发生器发出,声波发生器的功率为50W~1200W。在本发明中,“键合阶段”通过对器件晶圆和载片晶圆进行区域性临时键合,使键合界面的边缘区具有较大的粘结强度,而中心绝大部分区域仅有很低粘结强度,从而使键合得到的临时晶圆键合对既可在进行器件晶圆背面加工时不与载片晶圆分离,又可在一定程度上降低临时晶圆键合对拆键合的难度;“拆键合阶段”采用声波辅助溶胶剂快速溶解键合界面边缘区域的胶层,并且能够在声波的能量振动作用下使器件晶圆与载片晶圆自动分离。本发明提供的工艺克服了传统器件晶圆临时键合与化学拆键合时需要穿孔基底和浸泡时间长等问题;同时由于拆键合不施加机械应力,也克服Zonebond工艺机械拆键合的破片率高等问题;另外由于本发明的工艺不需要使用昂贵的拆键合设备,从而也降低了拆键合的成本。
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的实施例,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,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的临时晶圆键合对结构示意图。
具体实施方式
下面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。
本发明提供了一种器件晶圆的临时键合与拆键合工艺,包括以下步骤:
a)、在器件晶圆正面设置键合胶层,在载片晶圆正面的非边缘区域设置抗粘层;
b)、将设置有键合胶层的器件晶圆和设置有抗粘层的载片晶圆进行键合,得到临时晶圆键合对;在临时晶圆键合对中,抗粘层位于键合胶层内,且键合胶层与载片晶圆正面的边缘区域相接触;
c)、对临时晶圆键合对中的器件晶圆背面进行加工;
d)、将经过加工的临时晶圆键合对浸没在溶胶剂中,溶胶剂在声波辅助下对键合胶层进行溶解,并通过声波的振动作用使器件晶圆与载片晶圆分离;
步骤d)中,所述的声波频率为20kHz~5MHz;所述声波由声波发生器发出,声波发生器的功率为50W~1200W。
在本发明提供的工艺中,首先在器件晶圆正面设置键合胶层,以及在载片晶圆正面的非边缘区域设置抗粘层。其中,所述键合胶层的厚度优选为10~25μm,具体可为10μm、11μm、12μm、13μm、14μm、15μm、16μm、17μm、18μm、19μm、20μm、21μm、22μm、23μm、24μm或25μm;所述键合胶层优选完全覆盖在器件晶圆正面。在本发明提供的一个实施例中,所述键合胶层由键合胶在器件晶圆正面固化后形成,所述键合胶为热塑性胶黏剂,优选为型号为SamcienTM WLP CB1228的热塑性胶黏剂,所述型号为SamcienTM WLP CB1228的热塑性胶黏剂优选由深圳市化讯半导体材料有限公司提供。在本发明提供的一个实施例中,可按照以下方式设置键合胶层:首先在器件晶圆的正面旋涂键合胶,所述旋涂的转速优选为700~2500rpm;之后进行一次固化,所述一次固化的温度优选为115~120℃,所述一次固化的时间优选为5~10min;最后进行二次固化,所述二次固化的温度优选为150~160℃,所述二次固化的温度优选为5~10min。
在本发明中,在器件晶圆正面设置键合胶层之前,还可对器件晶圆的正面进行加工,所述加工包括但不限于对器件晶圆减薄,或在器件晶圆正面上制备TSV(Through-Silicon-Via,硅通孔)、金属互联和微凸点。
在本发明中,所述抗粘层设置在载片晶圆正面的非边缘区域。其中,所述晶圆正面的边缘区域的宽度优选≤2mm;所述抗粘层的厚度优选为10~30nm,具体可为10nm、11nm、12nm、13nm、14nm、15nm、16nm、17nm、18nm、19nm、20nm、21nm、22nm、23nm、24nm、25nm、26nm、27nm、28nm、29nm或30nm。在本发明提供的一个实施例中,所抗粘层由抗粘材料在载片晶圆正面固化后形成,所述抗粘材料为含氟疏水材料,优选为型号为SamcienTM WLP CB3100的含氟疏水材料,所述型号为SamcienTM WLP CB3100的含氟疏水材料优选由深圳市化讯半导体材料有限公司提供。在本发明提供的一个实施例中,可按照以下方式设置抗粘层:首先在载片晶圆的正面边缘区域旋涂边缘胶,所述边缘胶为热塑性胶黏剂,优选为型号为SamcienTMWLP CB1212的热塑性胶黏剂,所述型号为SamcienTM WLP CB1212的热塑性胶黏剂优选由深圳市化讯半导体材料有限公司提供,所述旋涂的转速优选为600~1800rpm;然后进行第一固化,所述第一次固化的温度优选为115~120℃,所述第一次固化的时间优选为3~5min;之后进行第二次固化,所述第二次固化的温度优选为150~160℃,所述第二次固化的时间优选为3~5min;接着在载片晶圆的正面非边缘区域旋涂抗粘材料,所述旋涂的转速优选为300~1500rpm;随后进行第三次固化,所述第三次固化的温度优选为150~160℃,所述第二次固化的时间优选为15~20min,最后再用溶胶剂将固化的边缘胶清除,所述溶胶剂的型号优选为SamcienTM WLP CB R1,型号为SamcienTM WLP CB R1的溶胶剂优选由深圳市化讯半导体材料有限公司提供。
获得设置有键合胶层的器件晶圆和设置有抗粘层的载片晶圆后,将器件晶圆和载片晶圆进行键合。其中,所述键合的温度优选为180~200℃,具体可为180℃、185℃、190℃、195℃或200℃;所述键合的压力优选为1~3.5kN,具体可为1kN、1.5kN、2kN、2.5kN、3kN或3.5kN;所述键合的时间优选为5~20min,具体可为5min、10min、15min或20min。键合完毕后,得到临时晶圆键合对。在本发明中,临时晶圆键合对中的抗粘层位于键合胶层内,且键合胶层与载片晶圆正面的边缘区域相接触,其结构如图1所示。图1是本发明实施例提供的临时晶圆键合对结构示意图。图1中,1为器件晶圆、2为载片晶圆、3为键合胶层、4为抗粘层。本发明键合得到的临时晶圆键合对的键合界面只在边缘区域具有较大的粘结强度,而中心绝大部分区域仅有很低粘结强度。
获得临时晶圆键合对后,对临时晶圆键合对中的器件晶圆背面进行加工。在本发明中,所述加工是指采用本领域技术人员熟知的晶圆背面加工工艺对器件晶圆进行加工,包括但不限于研磨、磨削、化学机械抛光、刻蚀、PVD(Physical Vapor Deposition,物理气相沉积)、电镀和植球等晶圆封装的关键工艺步骤。在本发明提供的一个实施例中,对所述器件晶圆背面进行磨削,磨削后的器件晶圆厚度为10~100μm。
对晶圆背面加工完毕后,将经过加工的临时晶圆键合对浸没在溶胶剂中,溶胶剂在声波辅助下对键合胶层进行溶解。在本发明中,所述声波辅助是指通过超声或者兆声波辅助的方法,让溶胶剂快速溶解临时键合对晶圆的边缘键合胶层让晶圆键合对的边缘区域失去粘性。在边缘键合胶层溶解或失去粘性以后,通过声波的振动使器件晶圆与载片晶圆分离。在本发明中,所述溶胶剂的型号优选为SamcienTM WLP CB R1,型号为SamcienTM WLPCB R1的溶胶剂优选由深圳市化讯半导体材料有限公司提供;所述临时晶圆键合对优选垂直浸没在溶胶剂中;所述声波的频率20kHz~5MHz,具体可为26kHz、28kHz、38kHz、40kHz、68kHz、78kHz、80kHz、100kHz、130kHz、160kHz、200kHz、430kHz、750kHz、950kHz、3MHz或5MHz;所述声波由声波发生器发出,声波发生器的功率为50W~1200W,具体可为100W、200W、300W、400W、500W、560W、700W、800W、900W、1000W、1100W或1200W;所述临时晶圆键合在溶胶剂中浸没的时间优选为5~50min,具体可为5min、10min、15min、20min、25min、30min、35min、40min、45min或50min。在本发明中,所述浸没的时间是指从开始加载声波到晶圆分离的总耗时。在本发明提供的一个实施例中,所述声波分离在盛装有溶胶剂的液槽中进行,声波发生器位于液槽底部。分离完毕后,得到分离的器件晶圆与载片晶圆。
在本发明中,优选在声波分离过程中给器件晶圆添加一个支撑装置,所述支撑装置可以为吸盘或者贴膜。所述支撑装置可以防止器件晶圆在分离后产生翘曲,还能便于将分离的器件晶圆从溶胶剂中移出。
在本发明中,优选将分离得到的器件晶圆浸没在溶胶剂中,溶胶剂在声波辅助下对器件晶圆进行清洗,以除去器件晶圆表面的残胶。
在本发明中,“键合阶段”通过对器件晶圆和载片晶圆进行区域性临时键合,使键合界面的边缘区具有较大的粘结强度,而中心绝大部分区域仅有很低粘结强度,从而使键合得到的临时晶圆键合对既可在进行器件晶圆背面加工时不与载片晶圆分离,又可在一定程度上降低临时晶圆键合对拆键合的难度;“拆键合阶段”采用声波辅助溶胶剂快速溶解键合界面边缘区域的胶层,并且能够在声波的能量振动作用下使器件晶圆与载片晶圆自动分离。本发明提供的工艺克服了传统器件晶圆临时键合与拆键合时需要穿孔基底和浸泡时间长等问题;同时由于拆键合不施加机械应力,也克服Zonebond工艺机械拆键合的破片率高等问题;另外由于本发明的工艺不需要使用昂贵的拆键合设备,从而也降低了拆键合的成本。
为更清楚起见,下面通过以下实施例进行详细说明。
以下实施例中涉及的部分原料规格如下:
器件晶圆为8寸,完成加工后的厚度为100um;载片晶圆为8寸,厚度为700um;器件晶圆为12寸,完成加工后的厚度为100um;载片晶圆为12寸,厚度为700um;
键合胶的型号为:SamcienTM WLP CB1228,边缘胶的型号为:SamcienTM WLPCB1212,抗粘材料的型号为:SamcienTM WLP CB3100,溶胶剂的型号为:SamcienTM WLP CBR1;4种试剂均由深圳市化讯半导体材料有限公司提供。
实施例1
1)临时键合:
对8寸器件晶圆进行正面加工工序,在正面制备TSV、金属互连及微凸点。之后在器件晶圆正面旋涂一层键合胶SamcienTM WLP CB1228,转速为900rpm,经过烘烤固化,固化工艺为115℃,5分钟,然后150℃,5分钟,固化后胶层的厚度为15um。
在载片晶圆正面旋涂一层边缘环状胶SamcienTM WLP CB1212,转速为700rpm,其宽度为1.5mm,经过烘烤固化,固化工艺为115℃,3分钟,然后150℃,3分钟,然后在载片晶圆剩余区域旋涂一层抗粘材料SamcienTM WLP CB3100,转速为800rpm,经过烘烤固化,固化工艺为150℃温度,15分钟,固化后这层材料的厚度为25nm,再然后用溶胶剂SamcienTM WLP CBR1除去边缘胶。
将器件晶圆和载片晶圆平行设置,器件晶圆的涂胶面与载片晶圆的涂抗粘材料面相对,进行键合,键合温度为195℃,键合压力为2.5kN,键合时间为10min,得到临时晶圆键合对,其结构如图1所示。
2)背面加工:
对临时晶圆键合对中的器件晶圆背面进行加工,包括晶圆减薄、化学机械研磨(CMP)、刻蚀(TSV-Etch)、沉积氧化硅绝缘层(PECVD)、PVD、电镀、回流焊等。
3)拆键合:
将加工完的晶圆键合对垂直置于液槽中,液槽中的溶胶剂液面完全没过晶圆键合对。启动设置在液槽底部的声波发生器,声波发生器功率为560W,声波的频率为40kHz,30min后,器件晶圆与载片晶圆分离。
将分离的器件晶圆转移到另一个液槽中,器件晶圆垂直浸没在液槽中的溶胶剂中。启动设置在液槽底部的声波发生器,声波发生器功率为560W,声波的频率为40kHz,5min后,溶胶剂将器件晶圆表面的残胶完全溶解。
实施例2
1)临时键合:
对8寸器件晶圆进行正面加工工序,在正面制备TSV、金属互连及微凸点。之后在器件晶圆正面旋涂一层键合胶SamcienTM WLP CB1228,转速为1100rpm,经过烘烤固化,固化工艺为115℃,5分钟,然后150℃,5分钟,固化后胶层的厚度为12um。
在载片晶圆正面旋涂一层边缘环状胶SamcienTM WLP CB1212,转速为800rpm,其宽度为1mm,经过烘烤固化,固化工艺为115℃,3分钟,然后150℃,3分钟,然后在载片晶圆剩余区域旋涂一层抗粘材料SamcienTM WLP CB3100,转速为700rpm,经过烘烤固化,固化工艺为150℃温度,15分钟,固化后这层材料的厚度为27nm,再然后用溶胶剂SamcienTM WLP CB R1除去边缘胶。
将器件晶圆和载片晶圆平行设置,器件晶圆的涂胶面与载片晶圆的涂抗粘材料面相对,进行键合,键合温度为190℃,键合压力为1.5kN,键合时间为10min,得到临时晶圆键合对,其结构如图1所示。
2)背面加工:
对临时晶圆键合对中的器件晶圆背面进行加工,包括晶圆减薄、化学机械研磨(CMP)、刻蚀(TSV-Etch)、沉积氧化硅氧化硅绝缘层(PECVD)、PVD、电镀、回流焊等。
3)拆键合:
将加工完的晶圆键合对垂直置于液槽中,液槽中的溶胶剂液面完全没过晶圆键合对。启动设置在液槽底部的声波发生器,声波发生器功率为700W,声波的频率为430kHz,25min后,器件晶圆与载片晶圆分离。
将分离的器件晶圆转移到另一个液槽中,器件晶圆垂直浸没在液槽中的溶胶剂中。启动设置在液槽底部的声波发生器,声波发生器功率为700W,声波的频率为430kHz,5min后,溶胶剂将器件晶圆表面的残胶完全溶解。
实施例3
1)临时键合:
对12寸器件晶圆进行正面加工工序,在正面制备TSV、金属互连及微凸点。之后在器件晶圆正面旋涂一层键合胶SamcienTM WLP CB1228,转速为1200rpm,经过烘烤固化,固化工艺为115℃,5分钟,然后150℃,5分钟,固化后胶层的厚度为11um。
在载片晶圆正面旋涂一层边缘环状胶SamcienTM WLP CB1212,转速为800rpm,其宽度为1.5mm,经过烘烤固化,固化工艺为115℃,3分钟,然后150℃,3分钟,然后在载片晶圆剩余区域旋涂一层抗粘材料SamcienTM WLP CB3100,转速为900rpm,经过烘烤固化,固化工艺为150℃温度,15分钟,固化后这层材料的厚度为23nm,再然后用溶胶剂SamcienTM WLP CBR1除去边缘胶。
将器件晶圆和载片晶圆平行设置,器件晶圆的涂胶面与载片晶圆的涂抗粘材料面相对,进行键合,键合温度为185℃,键合压力为1.5kN,键合时间为10min,得到临时晶圆键合对,其结构如图1所示。
2)背面加工:
对临时晶圆键合对中的器件晶圆背面进行加工,包括晶圆减薄、化学机械研磨(CMP)、刻蚀(TSV-Etch)、沉积氧化硅氧化硅绝缘层(PECVD)、PVD、电镀、回流焊等。
3)拆键合:
将加工完的晶圆键合对垂直置于液槽中,液槽中的溶胶剂液面完全没过晶圆键合对。启动设置在液槽底部的声波发生器,声波发生器功率为1200W,声波的频率为750kHz,25min后,器件晶圆与载片晶圆分离。
将分离的器件晶圆转移到另一个液槽中,器件晶圆垂直浸没在液槽中的溶胶剂中。启动设置在液槽底部的声波发生器,声波发生器功率为1200W,声波的频率为750kHz,5min后,溶胶剂将器件晶圆表面的残胶完全溶解。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种器件晶圆的临时键合与拆键合工艺,包括以下步骤:
a)、在器件晶圆正面设置键合胶层,在载片晶圆正面的非边缘区域设置抗粘层;
b)、将设置有键合胶层的器件晶圆和设置有抗粘层的载片晶圆进行键合,得到临时晶圆键合对;在临时晶圆键合对中,抗粘层位于键合胶层内,且键合胶层与载片晶圆正面的边缘区域相接触;
c)、对临时晶圆键合对中的器件晶圆背面进行加工;
d)、将经过加工的临时晶圆键合对浸没在溶胶剂中,溶胶剂在声波辅助下对键合胶层进行溶解,并通过声波的振动作用使器件晶圆与载片晶圆分离;
步骤d)中,所述的声波频率为20kHZ~5MHZ;所述声波由声波发生器发出,声波发生器的功率为50W~1200W。
2.根据权利要求1所述的工艺,其特征在于,步骤d)中,所述临时晶圆键合在溶胶剂中浸没的时间为5~50min。
3.根据权利要求1所述的工艺,其特征在于,步骤d)中,所述临时晶圆键合对垂直浸没在溶胶剂中。
4.根据权利要求1所述的工艺,其特征在于,所述载片晶圆正面的边缘区域宽度≤2mm。
5.根据权利要求1所述的工艺,其特征在于,步骤a)中,所述键合胶层的厚度为10~25μm。
6.根据权利要求1所述的工艺,其特征在于,步骤a)中,所述抗粘层的厚度为10~30nm。
7.根据权利要求1所述的工艺,其特征在于,步骤a)中,所述键合胶层由键合胶在器件晶圆正面固化后形成,所述键合胶为热塑性胶黏剂。
8.根据权利要求1所述的工艺,其特征在于,步骤a)中,所述抗粘层由抗粘材料在载片晶圆正面固化后形成,所述抗粘材料为含氟疏水材料。
9.根据权利要求1所述的工艺,其特征在于,步骤b)中,所述键合的温度为180~200℃;所述键合的压力为1~3.5kN;所述键合的时间为5~20min。
10.根据权利要求1~9任一项所述的工艺,其特征在于,还包括:
将声波分离得到的器件晶圆浸没在溶胶剂中,溶胶剂在声波辅助下对器件晶圆进行清洗。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108821233A (zh) * 2018-05-31 2018-11-16 华进半导体封装先导技术研发中心有限公司 临时键合结构及其制作方法、拆键合方法
CN111599742A (zh) * 2020-06-04 2020-08-28 西南大学 一种基于石墨的临时键合和解键方法
CN112967993A (zh) * 2021-02-02 2021-06-15 深圳市化讯半导体材料有限公司 一种晶圆的解键合方法
CN113658872A (zh) * 2021-08-05 2021-11-16 江苏芯德半导体科技有限公司 一种在玻璃晶圆表面制备金属层的方法
WO2022057013A1 (zh) * 2020-09-16 2022-03-24 武汉新芯集成电路制造有限公司 晶圆键合方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110069467A1 (en) * 2008-01-24 2011-03-24 Brewer Science Inc. Method for reversibly mounting a device wafer to a carrier substrate
CN103155100A (zh) * 2010-08-06 2013-06-12 布鲁尔科技公司 薄晶片处理的多粘合层
TW201423853A (zh) * 2012-10-19 2014-06-16 Fujifilm Corp 半導體裝置之製造方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110069467A1 (en) * 2008-01-24 2011-03-24 Brewer Science Inc. Method for reversibly mounting a device wafer to a carrier substrate
CN103155100A (zh) * 2010-08-06 2013-06-12 布鲁尔科技公司 薄晶片处理的多粘合层
TW201423853A (zh) * 2012-10-19 2014-06-16 Fujifilm Corp 半導體裝置之製造方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108821233A (zh) * 2018-05-31 2018-11-16 华进半导体封装先导技术研发中心有限公司 临时键合结构及其制作方法、拆键合方法
CN111599742A (zh) * 2020-06-04 2020-08-28 西南大学 一种基于石墨的临时键合和解键方法
WO2022057013A1 (zh) * 2020-09-16 2022-03-24 武汉新芯集成电路制造有限公司 晶圆键合方法
CN112967993A (zh) * 2021-02-02 2021-06-15 深圳市化讯半导体材料有限公司 一种晶圆的解键合方法
CN113658872A (zh) * 2021-08-05 2021-11-16 江苏芯德半导体科技有限公司 一种在玻璃晶圆表面制备金属层的方法

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