CN111415901B - 用于半导体器件的临时键合工艺 - Google Patents

用于半导体器件的临时键合工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN111415901B
CN111415901B CN202010250801.9A CN202010250801A CN111415901B CN 111415901 B CN111415901 B CN 111415901B CN 202010250801 A CN202010250801 A CN 202010250801A CN 111415901 B CN111415901 B CN 111415901B
Authority
CN
China
Prior art keywords
substrate
bonding
device substrate
flexible
nano
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.)
Active
Application number
CN202010250801.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111415901A (zh
Inventor
李瑾
冒薇
王丰梅
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.)
Suzhou Yancai Weina Technology Co ltd
Original Assignee
Suzhou Yancai Weina Technology 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 Suzhou Yancai Weina Technology Co ltd filed Critical Suzhou Yancai Weina Technology Co ltd
Priority to CN202010250801.9A priority Critical patent/CN111415901B/zh
Publication of CN111415901A publication Critical patent/CN111415901A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111415901B publication Critical patent/CN111415901B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/76Making of isolation regions between components
    • H01L21/762Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于半导体器件的临时键合工艺,其包括如下步骤:步骤1、提供键合支撑体,所述键合支撑体包括支撑衬底以及设置于所述支撑衬底上的纳米森林结构;步骤2、提供待临时键合的器件衬底,并在所述器件衬底的正面设置柔性键合连接层,将器件衬底的柔性键合连接层置于支撑衬底的纳米森林结构上方,通过压合能使得柔性键合连接层能与纳米森林结构紧密接触,以实现器件衬底与支撑衬底间的键合固定。本发明与现有工艺兼容,能在常温条件下,能实现临时键合与解键合的工艺过程,避免引发翘曲问题,降低较薄半导体器件的破损几率以及生产成本,安全可靠。

Description

用于半导体器件的临时键合工艺
技术领域
本发明涉及一种临时键合工艺,尤其是一种用于半导体器件的临时键合工艺,属于半导体器件加工的技术领域。
背景技术
随着半导体技术的发展,对各种元器件集成度和功能的要求也越来越高,研发的方向逐渐转向如何实现更高密度的封装体,而不是一味地追求晶体管的尺寸缩小。高密度封装体的主要原理是通过将晶圆和晶圆(Wafer to Wafer)或芯片和晶圆(Chip to Wafer)进行层层堆叠,以能提高芯片或者相应电子器件的集成度。但目前业界针对3D集成技术,最关心也最担忧的还是集中在薄晶圆拿持技术的可靠性,以及利用该技术进行后续背面工艺研究的可行性。对于超薄器件的晶圆,由于其机械强度的降低以及翘曲度或弯曲度的增加,普通的半导体设备几乎难以完成支撑和传输动作,碎片率非常高。为了解决这种薄晶圆的支撑和传输问题,业界通常采用临时键合与解键合技术。
目前,普遍使用的临时键合与解键合的技术包括:高温热拆键合,静电吸附,化学浸泡,机械拆键合或激光键合。但现有技术中,晶圆临时键合工艺步骤繁琐,且容易造成晶圆翘曲,这是由于临时键合完成之后背面工艺的复杂性会带来一系列的匹配性问题。不同的材料具有不同的热胀冷缩特性,在温度作用下会发生体积变化,产生热应变。当结构的热应变受到约束不能自由发展时,就会产生热应力。此部分的约束主要是由于转接板背面多种工艺产生热膨胀系数的差异所引起。当转接板在承受较大温差作用时,其结构必然会引起翘曲问题,而目前在半导体封装领域良率损失较多的主要问题基本都集中在翘曲质量上。翘曲质量的好坏将直接影响电子器件的可靠性、焊接性能以及封装体的成品率。
而对于需要制备的薄晶圆,在临时键合与解键合过程中,翘曲的问题会导致制备薄晶圆的破损几率提高,增加薄晶圆的生产制造成本,难以满足实际生产的需要。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足,提供一种用于半导体器件的临时键合工艺,其与现有工艺兼容,能在常温条件下,能实现临时键合与解键合的工艺过程,避免引发翘曲问题,降低较薄半导体器件的破损几率以及生产成本,安全可靠。
按照本发明提供的技术方案,一种用于半导体器件的临时键合工艺,所述临时键合工艺包括如下步骤:
步骤1、提供键合支撑体,所述键合支撑体包括支撑衬底以及设置于所述支撑衬底上的纳米森林结构;
步骤2、提供待临时键合的器件衬底,并在所述器件衬底的正面设置柔性键合连接层,将器件衬底的柔性键合连接层置于支撑衬底的纳米森林结构上方,通过压合能使得柔性键合连接层能与纳米森林结构紧密接触,以实现器件衬底与支撑衬底间的键合固定。
还包括解键合工艺,在解键合时,将器件衬底与支撑衬底向相反的方向拉动,直至柔性键合连接层与纳米森林结构相互分离,以解除器件衬底与支撑衬底间的键合固定。
所述支撑衬底包括硅衬底、SOI衬底、石英衬底或玻璃衬底。
所述纳米森林结构包括若干锥状纳米柱,所述锥状纳米柱的底部直径为150nm~200nm,锥状纳米柱的尖端直径为10nm~30nm,锥状纳米柱的高度为800nm~900nm。
器件衬底与支撑衬底键合固定后,对器件衬底进行减薄,并在减薄后,在器件衬底进行所需的加工工艺。
对器件衬底减薄后,器件衬底的厚度为50μm-200μm;在减薄后,对器件衬底进行的加工工艺包括在器件衬底上设置器件背面金属层以及对所述器件背面金属层进行所需的图形化。
所述器件衬底包括硅衬底,所述柔性键合连接层包括制备于器件衬底上的柔性聚合物层或设置于器件衬底上的柔性基板。
所述柔性键合连接层为柔性聚合物层时,在器件衬底上制备柔性键合连接层的过程包括如下步骤:
步骤a1、提供聚合物溶液,并将所述聚合物溶液滴在器件衬底上,且将聚合物溶液均匀旋涂在器件衬底上;
步骤a2、将上述器件衬底置于热板上进行烘烤,烘烤温度为100℃~120℃,烘烤时间为20min~25min,以在器件衬底上形成柔性聚合物层,所述柔性聚合物层的厚度为1μm~3μm。
步骤2中,将器件衬底与支撑衬底置于键合机内,在键合机内达到所需的真空度时,施加0.005MPa~0.010MPa的压力并保持10min~20min,以使得柔性键合连接层能与纳米森林结构紧密接触,达到器件衬底与支撑衬底间的键合固定。
在解键合时,将键合后的器件衬底与支撑衬底置于解键合机内,在解键合机内的真空度达到10-2Pa时,通过解键合机的上压头、下压头分别将器件衬底与支撑衬底向相反方向的拉动,直至柔性键合连接层与纳米森林结构分离,以解除器件衬底与支撑衬底间的键合固定。
本发明的优点:支撑衬底上设置纳米森林结构,器件衬底上设置柔性键合连接层,在常温条件下,对器件衬底与支撑衬底施加所需的压力,纳米森林结构中的锥状纳米柱会内嵌入柔性键合连接层中,通过纳米森林结构与柔性键合连接层间的紧密接触,能实现器件衬底与支撑衬底间的键合,与现有工艺兼容,安全可靠。
器件衬底与支撑衬底键合后,对器件衬底、支撑衬底施加水平方向的推力或拉力,均无法使得器件衬底与支撑衬底间解键合;而对键合片施加垂直方向的拉力,能轻松实现器件衬底与支撑衬底的解键合,以达到器件衬底与支撑衬底临时键合与解键合的目的。
器件衬底与支撑衬底临时键合与解键合过程中无需加热,在常温条件下进行,解决了其他临时键合工艺过程中加热产生热应变并由此引发的翘曲问题,且带有纳米森林结构的支撑衬底可以重复使用。
当支撑衬底为玻璃衬底或石英衬底时,其具有光透明性能,不会影响任何光学性能,使得器件衬底更容易进行键合后的光刻工艺加工。此外,纳米森林结构的锥状纳米柱的锥度较大,因此键合和解键合都不需要很大的压力,能够减少减薄后器件衬底的破损几率。
附图说明
图1~图4为本发明在支撑衬底上制备纳米森林结构的步骤示意图,其中
图1为本发明提供支撑衬底的示意图。
图2为本发明在支撑衬底上设置支撑衬底聚合物层并图形化后的示意图。
图3为本发明利用图形化后的支撑衬底聚合物层制备得到纳米森林结构后的示意图。
图4为本发明图形化后的支撑衬底聚合物层的示意图。
图5~图7为本发明器件衬底与支撑衬底进行临时键合后的步骤示意图,其中
图5为本发明在器件衬底上设置柔性键合连接层后的示意图。
图6为本发明将器件衬底置于支撑衬底上方且柔性键合连接层与纳米森林结构对应时的示意图。
图7为本发明通过压合使得柔性键合连接层与纳米森林结构紧密接触的示意图。
图8~图11为本发明对临时键合后的器件衬底实施所需工艺的步骤图,其中
图8为本发明对器件衬底进行减薄后的示意图。
图9为本发明在减薄后的器件衬底上涂覆光刻胶层后的示意图。
图10为本发明对光刻胶层进行图形化后的示意图。
图11为本发明利用图形化后的光刻胶层进行金属沉积工艺示意图。
图12~图14为本发明对器件衬底与支撑衬底进行解键合工艺的步骤图,其中
图12为本发明去除图形化后的光刻胶层的示意图。
图13为本发明通过在器件衬底、支撑衬底施加相反方向作用力的示意图。
图14为本发明解键合后器件衬底与支撑衬底分离后的示意图。
附图标记说明:1-支撑衬底、2-支撑衬底聚合物层、3-支撑衬底聚合物层窗口、4-锥状纳米柱、5-纳米柱间隙、6-器件衬底、7-柔性键合连接层、8-器件背面金属层、9-光刻胶层窗口、10-金属电极以及11-金属电极窗口。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
为了能在常温条件下,能实现临时键合与解键合的工艺过程,避免引发翘曲问题,降低较薄半导体器件的破损几率以及生产成本,本发明的临时键合工艺包括如下步骤:
步骤1、提供键合支撑体,所述键合支撑体包括支撑衬底1以及设置于所述支撑衬底1上的纳米森林结构;
具体地,所述支撑衬底1包括硅衬底、SOI(Silicon-On-Insulator)衬底,或者,支撑衬底1也可以为玻璃衬底或石英衬底,具体衬底的类型可以根据实际需要进行选择,此处不再赘述,当然,所选择的支撑衬底1,需要满足能在支撑衬底1上制备得到纳米森林结构。所述纳米森林结构包括若干锥状纳米柱4,所述锥状纳米柱4的底部直径为150nm~200nm,锥状纳米柱4的尖端直径为10nm~30nm,锥状纳米柱4的高度为800nm~900nm。
在支撑衬底1上可以采用现有常用的技术手段制备得到所需的纳米森林结构,下面以支撑衬底1为硅衬底为例,对具体制备纳米森林结构的过程进行具体说明,具体地:
步骤s1、首先在支撑衬底1的表面均匀旋涂一层支撑衬底聚合物层2,可以通过匀胶机旋涂的方式在支撑衬底1上涂覆得到支撑衬底聚合物层2,所述支撑衬底聚合物层2的材料包括正性光刻胶、负性光刻胶或聚酰亚胺。具体过程如下:取~10ml的支撑衬底聚合物溶液滴在支撑衬底1的中心,先低速把液体摊开,摊开的转速为600r/s~800r/s,时间为5s~8s,再设置高速将液体均匀地涂覆在支撑衬底1的表面,具体转速为1500r/s~2500r/s,时间为30s~40s时,聚合物溶液层的厚度3μm~5μm;最后,在利用高速将液体均匀涂覆,其中,转速为4000r/s~5000r/s,时间为30s~40s时,,此时,聚合物溶液层的厚度2~3μm。在旋涂后进行烘烤工艺,将上述形成的支撑衬底1放置于热板上进行烘烤,温度为~120℃,烘烤的时间为25min,得到厚度为~3μm的支撑衬底聚合物层2。
采用等离子体轰击支撑衬底聚合物层2,以得到贯通支撑衬底聚合物层2的支撑衬底聚合物层窗口3,利用支撑衬底聚合物层窗口3能得到若干聚合物纳米柱,如图1和图2所示。具体实施时,可以采用March去胶机进行所述等离子体轰击的工艺,等离子体可以为氩等离子体,氧等离子体或氮等离子体等,也可以为其他任何能够对支撑衬底聚合物层2进行轰击的等离子体。在等离子体轰击工艺中,等离子体气源的流量为100~250sccm,腔体压力为80mTorr,射频功率为400W,处理时间为30min。在等离子体轰击之后,在原有的聚合物层区域上形成聚合物纳米柱,聚合物纳米柱的直径约为15-250nm,高度约为50nm-3μm,柱状纳米结构间的距离也为纳米尺寸。
以聚合物纳米柱为掩蔽,对支撑衬底1进行各向异性刻蚀,形成纳米森林结构,纳米森林结构包括若干锥状纳米柱4,锥状纳米柱4间具有纳米柱间隙5,如图3所示。可以采用反应离子刻蚀(RIE)设备进行该步的刻蚀工艺。刻蚀气体可以为Cl2,Br2,CF3Br等,或者SF6/CHF3/He,SF6/Cl2,SF6/O2/CHF3按照一定比例进行混合的气体。本发明实施例中,采用SF6/CHF3/He的混合气体,气体流量分别为5.5sccm,32sccm,150sccm,腔体内压力为1850mTorr,射频功率为200W,刻蚀时间为20min。得到锥状纳米柱4的底部直径约为150nm~200nm,尖端直径约为10nm~30nm,高度大约为800nm~900nm。
用March去胶机去除纳米森林结构上的支撑衬底聚合物层2,如图3所示。去除支撑衬底聚合物层2时,采用氧等离子体轰击工艺,等离子体气源流量为200sccm~300sccm,腔体压力为80mTorr,射频功率为400W,处理时间为~1.5h。
对于在支撑衬底1上制备得到纳米森林结构的方式以及过程,还可以参考公开号为CN109987580A所公开的具体制备方法、公开号为CN102653390A所公开的具体制备方法、公开号为CN107991768A所公开的具体制备方法;具体制备得到纳米森林结构所可参考的文件此处不再一一列举。
当支撑衬底1采用玻璃衬底、石英衬底时,可以先在玻璃衬底、石英衬底上涂覆如聚酰亚胺材料,再将聚酰亚胺刻蚀成纤维状,在利用纤维状的聚酰亚胺为掩膜,对玻璃衬底、石英衬底进行刻蚀,以制备得到所需的纳米森林结构;当然,也可以采用其他常用的技术手段实现在玻璃衬底、石英衬底上制备得到纳米森林结构,如可在玻璃衬底、石英衬底上淀积等方式设置硅层,然后利用得到的硅层根据上述工艺过程,具体制备得到纳米森林结构,具体制备过程可以参考上述说明,具体制备得到纳米森林结构的过程为本技术领域人员所熟知,相应的制备过程此处不再赘述。
步骤2、提供待临时键合的器件衬底6,并在所述器件衬底6的正面设置柔性键合连接层7,将器件衬底6的柔性键合连接层7置于支撑衬底1的纳米森林结构上方,通过压合能使得柔性键合连接层7能与纳米森林结构紧密接触,以实现器件衬底6与支撑衬底1间的键合固定。
本发明实施例中,所述器件衬底6包括硅衬底,当然,器件衬底6还可以为现有其他常用的衬底形式,具体可以根据需要进行选择。所述柔性键合连接层7包括制备于器件衬底6上的柔性聚合物层或设置于器件衬底6上的柔性基板。当柔性键合连接层7为柔性基板时,柔性基板可以采用粘结等方式设置器件衬底6上,柔性基板可以为现有常用的PCB基板,柔性基板设置在器件衬底6上后,柔性基板与器件衬底固定呈一体,且柔性基板能通过常用的技术手段与器件衬底6分离。
进一步地,所述柔性键合连接层7为柔性聚合物层时,在器件衬底6上制备柔性键合连接层7的过程包括如下步骤:
步骤a1、提供柔性聚合物溶液,并将所述柔性聚合物溶液滴在器件衬底6上,且将柔性聚合物溶液均匀旋涂在器件衬底6上;
本发明实施例中,所述聚合物溶液可以为PI(聚酰亚胺),su-8光刻胶溶液,聚合物的类型可以根据需要进行选择,具体可以根据需要进行选择。将柔性聚合物溶液均匀旋涂在器件衬底6上的具体工艺过程可以参考支撑衬底聚合物溶液均匀旋涂在支撑衬底1上的过程,此处不再赘述。
步骤a2、将上述器件衬底6置于热板上进行烘烤,烘烤温度为100℃~120℃,烘烤时间为20min~25min,以在器件衬底6上形成柔性聚合物层,所述柔性聚合物层的厚度为1μm~3μm。
当柔性键合连接层7采用其他的形式时,可以采用相应的技术手段制备得到所需的柔性键合连接层7,此处不再一一列举。
本发明实施例中,将器件衬底6与支撑衬底1置于键合机内,在键合机内达到所需的真空度时,施加0.005MPa~0.011MPa的压力(施加压力时,通过在与上压头连接的波纹管内充入0.005MPa~0.01Mpa压力的气体,从而通过波纹管能在器件衬底6上施加相对应的作用力)并保持10min~20min,以使得柔性键合连接层7能与纳米森林结构紧密接触,达到器件衬底6与支撑衬底1间的键合固定,如图7所示。具体地,可以采用现有常用的键合机实现器件衬底6与支撑衬底1间的键合,键合时,键合机内的真空度一般需要达到10-3Pa。键合前,器件衬底6位于支撑衬底1的上方,柔性键合连接层7与纳米森林结构正对应,如图5和图6所示。
本技术领域可知,在器件衬底6与支撑衬底1临时键合后,一般需要利用支撑衬底1对器件衬底6的支撑实现对器件衬底6进行所需的加工。具体地,器件衬底6与支撑衬底1键合固定后,对器件衬底6进行减薄,并在减薄后,在器件衬底6进行所需的加工工艺。
本发明实施例中,利用本技术领域常用的背面减薄抛光工艺实现对器件衬底6的减薄,对器件衬底6减薄后,器件衬底6的厚度为50μm-200μm;在减薄后,对器件衬底6进行的加工工艺包括在器件衬底6上设置器件背面金属层8以及对所述器件背面金属层8进行所需的图形化。
一般地,可以通过现有常规的技术手段在器件衬底6的正面制备所需的器件结构,在对器件衬底6的背面减薄后,制备器件背面金属层8;当然,也可以在器件衬底6的正面不进行任何工艺,直接在器件衬底6的背面制备器件背面金属层8,具体对器件衬底6的加工工艺可以实际需要进行选择,此处不再赘述。
如图8、图9、图10、图11和图12所示,为对器件衬底6进行相应工艺的流程图,具体地
图8中器件衬底6进行减薄后,图9为在减薄后的器件衬底6上涂覆光刻胶层8,所述光刻胶层8可以为负性光刻胶,具体可以采用本技术领域常用的技术手段涂覆得到光刻胶层8,具体过程不再赘述。图10为对光刻胶层8进行图形化后的示意图,图形化后,得到若干贯通光刻胶层8的光刻胶层窗口9。图11中为利用光刻胶层8以及光刻胶层窗口9进行金属沉积等工艺,以得到金属电极10,利用金属电极10与器件衬底6配合,能得到所需的背面结构,金属电极10与器件衬底6间的具体配合关系可以根据需要进行设置,具体为本技术领域人员所熟知,此处不再赘述。图12中为采用本技术领域常用的技术手段去除光刻胶层8后的情况,去除光刻胶层8后,金属电极10间具有金属电极窗口11。
对器件衬底6进行减薄后,能得到所需的超薄器件衬底6,并进而能实施所需的工艺。当然,具体实施时,对器件衬底6所实施工艺不局限于上述的金属电极10的制备,还可以实施其他任意所需的工艺过程,具体根据实际需要进行选择。
进一步地,还包括解键合工艺,在解键合时,将器件衬底6与支撑衬底1向相反的方向拉动,直至柔性键合连接层7与纳米森林结构相互分离,以解除器件衬底6与支撑衬底1间的键合固定。
本发明实施例中,当对器件衬底6实施所需的工艺后,需要将器件衬底6与支撑衬底1进行分离,以便利用器件衬底6进行所需的封装或使用,即需要采用解键合工艺实现器件衬底6与支撑衬底1间的分离。
在解键合时,将键合后的器件衬底6与支撑衬底1置于解键合机内,在解键合机内的真空度达到10-2Pa时,通过解键合机的上压头、下压头分别将器件衬底6与支撑衬底1向相反方向的拉动,直至柔性键合连接层7与纳米森林结构分离,以解除器件衬底6与支撑衬底1间的键合固定,如图13和图14所示。
具体地,解键合机可采用现有常用的设备,具体设备的类型可以根据需要选择。
本发明支撑衬底1上设置纳米森林结构,器件衬底6上设置柔性键合连接层7,在常温条件下,对器件衬底6与支撑衬底1施加所需的压力,纳米森林结构中的锥状纳米柱4会内嵌入柔性键合连接层7中,通过纳米森林结构与柔性键合连接层7间的紧密接触,能实现器件衬底6与支撑衬底1间的键合,与现有工艺兼容,安全可靠。
器件衬底6与支撑衬底1键合后,对器件衬底6、支撑衬底1施加水平方向的推力或拉力,均无法使得器件衬底6与支撑衬底1间解键合;而对键合片施加垂直方向的拉力,能轻松实现器件衬底6与支撑衬底1的解键合,以达到器件衬底6与支撑衬底1临时键合与解键合的目的。
器件衬底6与支撑衬底1临时键合与解键合过程中无需加热,在常温条件下进行,解决了其他临时键合工艺过程中加热产生热应变并由此引发的翘曲问题,且带有纳米森林结构的支撑衬底1可以重复使用。
当支撑衬底1为玻璃衬底或石英衬底时,其具有光透明性能,不会影响任何光学性能,使得器件衬底6更容易进行键合后的光刻工艺加工。此外,纳米森林结构的锥状纳米柱4的锥度较大,因此键合和解键合都不需要很大的压力,能够减少减薄后器件衬底6的破损几率。当需要利用玻璃衬底、石英衬底的透光性时,一般需要直接在玻璃衬底、石英衬底上制备得到纳米森林结构。

Claims (8)

1.一种用于半导体器件的临时键合工艺,其特征是,所述临时键合工艺包括如下步骤:
步骤1、提供键合支撑体,所述键合支撑体包括支撑衬底(1)以及设置于所述支撑衬底(1)上的纳米森林结构;
步骤2、提供待临时键合的器件衬底(6),并在所述器件衬底(6)的正面设置柔性键合连接层(7),将器件衬底(6)的柔性键合连接层(7)置于支撑衬底(1)的纳米森林结构上方,通过压合能使得柔性键合连接层(7)能与纳米森林结构紧密接触,以实现器件衬底(6)与支撑衬底(1)间的键合固定;
所述器件衬底(6)包括硅衬底,所述柔性键合连接层(7)包括制备于器件衬底(6)上的柔性聚合物层或设置于器件衬底(6)上的柔性基板;
步骤2中,将器件衬底(6)与支撑衬底(1)置于键合机内,在常温条件下且在键合机内达到所需的真空度时,施加0.005MPa~0.011MPa的压力并保持10min~20min,以使得柔性键合连接层(7)能与纳米森林结构紧密接触,达到器件衬底(6)与支撑衬底(1)间的键合固定。
2.根据权利要求1所述的用于半导体器件的临时键合工艺,其特征是:还包括解键合工艺,在解键合时,将器件衬底(6)与支撑衬底(1)向相反的方向拉动,直至柔性键合连接层(7)与纳米森林结构相互分离,以解除器件衬底(6)与支撑衬底(1)间的键合固定。
3.根据权利要求1所述的用于半导体器件的临时键合工艺,其特征是:所述支撑衬底(1)包括硅衬底、SOI衬底、石英衬底或玻璃衬底。
4.根据权利要求1或2或3所述的用于半导体器件的临时键合工艺,其特征是:所述纳米森林结构包括若干锥状纳米柱(4),所述锥状纳米柱(4)的底部直径为150nm~200nm,锥状纳米柱(4)的尖端直径为10nm~30nm,锥状纳米柱(4)的高度为800nm~900nm。
5.根据权利要求1所述的用于半导体器件的临时键合工艺,其特征是:器件衬底(6)与支撑衬底(1)键合固定后,对器件衬底(6)进行减薄,并在减薄后,在器件衬底(6)进行所需的加工工艺。
6.根据权利要求5所述的用于半导体器件的临时键合工艺,其特征是:对器件衬底(6)减薄后,器件衬底(6)的厚度为50μm-200μm;在减薄后,对器件衬底(6)进行的加工工艺包括在器件衬底(6)上设置器件背面金属层(8)以及对所述器件背面金属层(8)进行所需的图形化。
7.根据权利要求1所述的用于半导体器件的临时键合工艺,其特征是,所述柔性键合连接层(7)为柔性聚合物层时,在器件衬底(6)上制备柔性键合连接层(7)的过程包括如下步骤:
步骤a1、提供聚合物溶液,并将所述聚合物溶液滴在器件衬底(6)上,且将聚合物溶液均匀旋涂在器件衬底(6)上;
步骤a2、将上述器件衬底(6)置于热板上进行烘烤,烘烤温度为100℃~120℃,烘烤时间为20min~25min,以在器件衬底(6)上形成柔性聚合物层,所述柔性聚合物层的厚度为1μm~3μm。
8.根据权利要求2所述的用于半导体器件的临时键合工艺,其特征是,在解键合时,将键合后的器件衬底(6)与支撑衬底(1)置于解键合机内,在解键合机内的真空度达到10-2Pa时,通过解键合机的上压头、下压头分别将器件衬底(6)与支撑衬底(1)向相反方向的拉动,直至柔性键合连接层(7)与纳米森林结构分离,以解除器件衬底(6)与支撑衬底(1)间的键合固定。
CN202010250801.9A 2020-04-01 2020-04-01 用于半导体器件的临时键合工艺 Active CN111415901B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010250801.9A CN111415901B (zh) 2020-04-01 2020-04-01 用于半导体器件的临时键合工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010250801.9A CN111415901B (zh) 2020-04-01 2020-04-01 用于半导体器件的临时键合工艺

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111415901A CN111415901A (zh) 2020-07-14
CN111415901B true CN111415901B (zh) 2023-05-23

Family

ID=71493438

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010250801.9A Active CN111415901B (zh) 2020-04-01 2020-04-01 用于半导体器件的临时键合工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111415901B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112530877A (zh) * 2020-11-30 2021-03-19 复旦大学 临时键合结构

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102169845A (zh) * 2011-02-22 2011-08-31 中国科学院微电子研究所 一种用于三维封装的多层混合同步键合结构及方法
CN108807153A (zh) * 2018-04-08 2018-11-13 中国电子科技集团公司第五十五研究所 基于表面活化键合工艺的金刚石基氮化镓晶体管及制备法
CN109346401A (zh) * 2018-10-18 2019-02-15 苏州美图半导体技术有限公司 提高硅表面纳米森林中金-金热压键合强度的方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102169845A (zh) * 2011-02-22 2011-08-31 中国科学院微电子研究所 一种用于三维封装的多层混合同步键合结构及方法
CN108807153A (zh) * 2018-04-08 2018-11-13 中国电子科技集团公司第五十五研究所 基于表面活化键合工艺的金刚石基氮化镓晶体管及制备法
CN109346401A (zh) * 2018-10-18 2019-02-15 苏州美图半导体技术有限公司 提高硅表面纳米森林中金-金热压键合强度的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN111415901A (zh) 2020-07-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102000302B1 (ko) 전자, 광학, 및/또는 기계 장치 및 시스템, 그리고 이를 제조하기 위한 방법
US9099512B2 (en) Article including a device wafer reversibly mountable to a carrier substrate
TWI495030B (zh) 自載體底材上移除反向載置元件晶圓之方法和裝置
US9023716B2 (en) Methods for processing substrates
JP2008521214A (ja) 半導体ウエハの薄型化
CN109103079B (zh) 一种纳米级单晶薄膜及其制备方法
TW202107728A (zh) 基板結構化方法
CN111755377B (zh) 一种晶圆解键合方法
JP5661928B2 (ja) 積層体の製造方法、基板の処理方法および積層体
CN110618488B (zh) 一种带氮化硅层的单晶薄膜及其制备方法
WO2016143583A1 (ja) 半導体用支持ガラス基板及びこれを用いた積層基板
JP4096695B2 (ja) 可撓性フィルムの剥離方法および剥離装置並びに回路基板
CN111415901B (zh) 用于半导体器件的临时键合工艺
CN102778724A (zh) 基于硅衬底氮化物的悬空光波导器件及其制备方法
US11121117B2 (en) Method for self-assembling microelectronic components
SG178659A1 (en) Method for molecular adhesion bonding at low pressure
CN109585310B (zh) 半导体结构及其形成方法
JP2009224437A (ja) 薄膜電子デバイスの製造装置及び薄膜電子デバイスの製造方法
JP2010050313A (ja) 薄膜転写方法及び薄膜電子デバイスの製造方法
JP2003066858A (ja) 薄膜デバイス基板の製造方法
US9548202B2 (en) Method for bonding by means of molecular adhesion
CN108682617B (zh) 一种适用于微纳尺寸钛酸钡薄膜的转移印刷方法
CN112951713A (zh) 一种小尺寸晶圆的加工方法
JP7388666B2 (ja) 微細構造付きの原子平滑なデバイス及びその製造方法
US20230178412A1 (en) Temporary adhesion method, device wafer processing method, laminate for temporary adhesion, and laminate for device wafer processing

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant