JP2011510518A - デバイスウェーハーをキャリヤー基板に逆に装着する方法 - Google Patents
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Abstract
Description
(1)化学的・・接合したウェーハースタックを溶媒または化学薬品中に浸漬、またはスプレーし高分子接着剤を溶解または分解する。
(2)光分解・・接合したウェーハースタックに透明のキャリヤーを透して光源を照射しキャリヤーに隣接した接着剤境界層を光分解する。これでキャリヤーをスタックから分離でき、残りの高分子接着剤はデバイスウェーハーがチャックに固定されている間に剥きとられる。
(3)熱力学的・・接合したウェーハースタックを高分子接着剤の軟化点を超えて加熱し、次いでデバイスウェーハーがウェーハー全保持チャックで支えられている状態でキャリヤーから滑り離すかまたは引き離す。
(4)熱分解・・接合したウェーハースタックを高分子接着剤の分解温度より高く加熱し、これを気化させてデバイスウェーハーとキャリヤーの接着性を失わせる。
エッジ面は接着剤接合され中央面は化学的に改質
エポキシベースの感光レジスト(SU−8 2002、Microchem社、マサチューセッツ州ニュートン)を100mmシリコンウェーハー(ウェーハー1)の表面上の外側端に分注しウェーハー面の約3〜5mm巾の部分を塗工した。フッ化シラン((ヘプタデカフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドラデシル)トリクロロシラン)をFC−40溶媒(主にC12を伴ったペルフルオロ化合物、Fluorinertの商品名で販売、3Mから入手)を用い1%溶液まで希釈した。溶液をウェーハー1の表面上にスピンコートした。ウェーハー1をホットプレート上で100℃で1分間焼いた。これをスピンコーター内でFC−40溶媒ですすぎ100℃でさらに1分間焼いた。エポキシベースのフォトレジストはスピンコーター内でアセトンを用いて除去し、端部はフッ化シラン溶液の処理を受けないままに残した。
端部面は接着剤接合、中央面は化学的に改質、さらに剥離は端部にくさびと共に溶媒ジェットを使用
エポキシベースの感光レジストを200mmシリコンウェーハー(ウェハー1)の表面上の外側端に分注しウェーハー面の約3〜5mm巾の部分を塗工した。フッ化シラン((ヘプタデカフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドラデシル)トリクロロシラン)をFC−40溶媒を用い1%溶液まで希釈した。溶液をウェーハー1の表円上にスピンコートした。ウェーハー1をホットプレート上で100℃で1分間焼いた。これをスピンコーター内でFC−40溶媒ですすぎ100℃でさらに1分間焼いた。エポキシベースのフォトレジストはスピンコーター内でアセトンを用いて除去し、端部はフッ化シラン溶液の処理を受けないままに残した。
エッジ面は接着剤接合され中央面は離型材料を塗工
エポキシベースのネガティブ感光レジスト(SU−8 2010の商品名で販売されている。Microchem社から入手)を100mmガラスウェーハー上にスピンコートした。ウェーハーを100℃で2分間焼いた。TeflonTM AF溶液(FC−40内のTeflonTM AF2400、DuPontから入手)をSU−8 2010の上にスピンコートした。次いで、FC−40溶媒をウェーハー面の外側端に分注しウェーハー面から3〜5mm巾の部分のTeflonTM AF塗膜を除去した。ウェーハーを110℃で2分間焼いた。ウェーハーをブランクの100mmシリコンウェーハーと向かい合わせにし、加熱した真空および加熱チャンバー内で真空下で120℃で3分間接合した。接合したウェーハーをガラスウェーハーの外側から広帯域UV光に暴露した。暴露したウェーハーを120℃で2分間焼きSU−8 2010塗膜を架橋した。これらは2つのウェーハーの間の端部にカミソリ刃を挿入して剥離した。分離後、シリコンウェーハーには外側の3〜5mmに材料の輪だけがあり、一方中央では材料の移行はなかった。この実施例の何れのウェーハーもデバイスウェーハーまたはキャリヤーウェーハーと見なすことができる。
エッジ面は接着剤接合され中央面は接着増進剤を塗工
始めに次のものを混合してシリコンアクリレートコポリマーを準備した:624gのメタクリロキシプロピルトリス(トリス−メチルシロキシ)シラン;336gのメタクリル酸グリシジル;および9.6gの過酸化ジクミル。次に、1430.4gの1−ブタノールを反応器に加え1時間で116℃まで加熱した。4時間かけてモノマー溶液を滴下し、116℃で20時間重合を実行し固形物割合が40.4%であるシリコンアクリレートコポリマーを生じた。
エッジ面は接着剤接合され中央面は何れの基板にも低接着力である材料で充填
実施例3で用いた TeflonTM AF溶液を100mmシリコンウェーハー(ウェーハー1)面上にスピンコートした。次に、FC−40溶媒をウェーハー面の外側端に分注しウェーハー面から3〜5mm巾部分のTeflonTMAF塗膜を除去した。ウェーハーを110℃で2分間焼いた。ウェーハーの端部は WaferBONDTM HT10.10 接合組成物を材料が端部だけに分注されるようにスピンコートにより塗工された。ウェーハーはブランクの100mmシリコンウェーハー(ウェーハー2)と向かい合わせにし、加熱した真空および加熱チャンバー内で真空下で220℃で2分間接合した。ウェーハーは2枚のウェーハーの間の端部にカミソリ刃を挿入して剥離された。分離後、ウェーハー2の外側の3〜5mmに接着材料の輪があっただけで、一方中央には材料の移送はなかった。この実施例の何れのウェーハーもデバイスウェーハーまたはキャリヤーウェーハーの何れとも見なすことができる。
Claims (45)
- 以下のものを含むスタックを供給し:
背面およびデバイス面を持つ第1基板、前記デバイス面は周縁域および中央域を持つ;
キャリヤー面を持つ第2基板;および
前記周縁域および前記キャリヤー面に接合されるエッジボンド、前記エッジボンドは前記中央域の少なくとも一部には欠如していることにより充填ゾーンを形成する;および
前記充填ゾーン内の充填素材;
前記第1および第2基板を分離する
ことを含む、暫定接合方法。 - 前記デバイス面が、集積回路;MHMS;マイクロセンサー:動力半導体;発光ダイオード:フォトニック回路;インタポーザー;埋込受動素子;およびマイクロデバイスでシリコン、シリコンゲルマニウム、ガリウム砒素、および窒化ガリウム上に製造されたものまたはこれから製造されたもの、から成る群から選択されたデバイスの配列を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記第2基板がシリコン、サファイヤ、水晶、金属、ガラス、およびセラミックスから成る群から選択された素材を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記デバイス面が、ハンダ盛り上がり;金属ポスト:金属ピラー;および構造体でシリコン、ポリシリコン、二酸化ケイ素、(オキシ)窒化ケイ素、金属、低k誘電体、高分子誘電体、窒化金属類、および金属ケイ素化合物類から成る群から選択されたもの;から成る群から選択された構造体を少なくとも1つ含む、請求項1に記載の方法。
- 前記充填素材が前記キャリヤー面と接する第1面、および前記デバイス面と接する第2面を呈し、前記充填素材が前記第1面から前記第2面まで一様な素材である、請求項1に記載の方法。
- 前記充填素材が第1面および第2面を呈し、前記物品がさらに前記第1および第2面の一方と接する第2層も備え、前記第1および第2面の他方が前記キャリヤー面および前記デバイス面のどちらかと接している、請求項1に記載の方法。
- 前記第2層が低接着力層、高分子層、および前記キャリヤー面または前記デバイス面の表面改質から成る群から選択される、請求項6に記載の方法。
- 前記第2面が前記キャリヤー面と接している、請求項7に記載の方法。
- 前記エッジボンドの巾が約2mmから約15mmである、請求項1に記載の方法。
- 前記エッジボンドが、モノマー類、オリゴマー類、またはポリマー類でエポキシ類、アクリル系、シリコン類、スチレン系、ハロゲン化ビニル類、ビニルエステル類、ポリアミド類、ポリイミド類、ポリスルホン類、ポリエーテルスルホン類、環状オレフィン類、ポリオレフィンゴム類、およびポリウレタン類から成る群から選択されたものを含む素材から形成される、請求項1に記載の方法。
- 前記充填素材がモノマー類、オリゴマー類、および/またはポリマー類で環状オレフィン類および非晶形フッ化ポリマー類から成る群から選択されたものを含む、請求項1に記載の方法。
- さらに前記スタックを、前記第1および第2基板の分離に先立って、背面研削、化学的−機械的研磨、エッチング、金属および誘電体蒸着、パターニング、不動態化、アニーリング、およびこれらの組合せから成る群から選択された処理工程に掛けることを含む、請求項1に記載の方法。
- さらに前記エッジボンドを溶解するために前記分離に先立って前記エッジボンドを溶媒に曝すことを含む、請求項1に記載の方法。
- さらに前記分離に先立って前記エッジボンドを機械的に壊すことを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記分離が前記第1および第2基板の少なくとも一方にこれらを引き離すために小さな力を加えることを含む、請求項1に記載の方法。
- 前面および背面を持つ第1基板、前記前面に周縁域および中央域を持つ;
前記周縁部に接合されたエッジボンド、前記エッジボンドが前記中央域の少なくとも一部には欠如することにより充填ゾーンを形成する;および
前記充填ゾーン内の充填素材;
を含む、物品。 - 前記第1基板が、集積回路;MHMS;マイクロセンサー:動力半導体;発光ダイオード:フォトニック回路;インタポーザー;埋込受動素子;およびマイクロデバイスでシリコン、シリコンゲルマニウム、ガリウム砒素、および窒化ガリウム上に製造されたものまたはこれから製造されたもの、から成る群から選択されたデバイスの配列を含む、請求項16に記載の物品。
- 前記第1基板がシリコン、サファイヤ、水晶、金属、ガラス、およびセラミックスから成る群から選択された素材を含む、請求項16に記載の物品。
- さらにキャリヤー面を持つ第2基板を含み、前記エッジボンドがさらに前記キャリヤー面にも接合されている、請求項16に記載の物品。
- 前記第2基板がシリコン、サファイヤ、水晶、金属、ガラス、およびセラミックスから成る群から選択された素材を含む、請求項19に記載の物品。
- 前記デバイス面が、ハンダ盛り上がり;金属ポスト:金属ピラー;および構造体でシリコン、ポリシリコン、二酸化ケイ素、(オキシ)窒化ケイ素、金属、低k誘電体、高分子誘電体、窒化金属類、および金属ケイ素化合物類から成る群から選択されたもの;から成る群から選択された構造体を少なくとも1つ含む、請求項17に記載の物品。
- 前記充填素材が第1面および第2面を呈し、前記物品がさらに前記第1および第2面の一方に接する第2層を含む、請求項16に記載の物品。
- 前記第2層が低接着力層、高分子層、および前記キャリヤー面または前記デバイス面の表面改質から成る群から選択される、請求項22に記載の物品。
- 前記第2面が前記キャリヤー面と接している、請求項23に記載の物品。
- 前記エッジボンドの巾が約2mmから約15mmである、請求項16に記載の物品。
- 前記エッジボンドがモノマー類、オリゴマー類、またはポリマー類でエポキシ類、アクリル系、シリコン類、スチレン系、ハロゲン化ビニル類、ビニルエステル類、ポリアミド類、ポリイミド類、ポリスルホン類、ポリエーテルスルホン類、環状オレフィン類、ポリオレフィンゴム類、およびポリウレタン類から成る群から選択されたものを含む素材で形成される、請求項16に記載の物品。
- 前記充填素材がモノマー類、オリゴマー類、および/またはポリマー類で環状オレフィン類および非晶形フッ化ポリマー類から成る群から選択されたものを含む、請求項16に記載の物品。
- 暫定ウェーハー接合構造体を形成する方法であって:
前面および背面を持つ第1基板を供給し、前記前面は周縁域と中央域を持つ;
前記周縁域にエッジボンドを形成し、前記エッジボンドは前記中央域には欠如している;および
前記中央域に充填素材を堆積する;
ことを含む方法。 - 前記充填素材の堆積が前記エッジボンドの形成に先立って実施される、請求項28に記載の方法。
- 前記第1基板が、集積回路;MHMS;マイクロセンサー:動力半導体;発光ダイオード:フォトニック回路;インタポーザーおよびマイクロデバイスでシリコン、シリコンゲルマニウム、ガリウム砒素、および窒化ガリウム上に製造されたものまたはこれから製造されたもの、から成る群から選択されたデバイスの配列を含むデバイス面を持つデバイスウェーハーを含む、請求項28に記載の方法。
- 前記第1基板がシリコン、サファイヤ、水晶、金属、ガラス、およびセラミックスから成る群から選択された素材を含む、請求項28に記載の方法。
- さらにキャリヤー面を持つ第2基板を前記エッジボンドに接合することを含む、請求項28に記載の方法。
- 前記第2基板がシリコン、サファイヤ、水晶、金属、ガラス、およびセラミックスから成る群から選択された素材を含む、請求項32に記載の方法。
- 前記デバイス面が、ハンダ盛り上がり;金属ポスト:金属ピラー;および構造体でシリコン、ポリシリコン、二酸化ケイ素、(オキシ)窒化ケイ素、金属、低k誘電体、高分子誘電体、窒化金属類、および金属ケイ素化合物類から成る群から選択されたもの;から成る群から選択された構造体を少なくとも1つ含む、請求項28に記載の方法。
- 前記充填素材が第1面および第2面を呈し、前記物品がさらに前記第1および第2面の一方に接する第2層を含む、請求項28に記載の方法。
- 前記第2層が低接着力層、高分子層、および前記キャリヤー面または前記デバイス面の表面改質から成る群から選択される、請求項35に記載の方法。
- 前記第2面が前記キャリヤー面と接している、請求項36に記載の方法。
- 前記エッジボンドの巾が約2mmから約15mmである、請求項28に記載の方法。
- 前記エッジボンドがモノマー類、オリゴマー類、またはポリマー類でエポキシ類、アクリル系、シリコン類、スチレン系、ハロゲン化ビニル類、ビニルエステル類、ポリアミド類、ポリイミド類、ポリスルホン類、ポリエーテルスルホン類、環状オレフィン類、ポリオレフィンゴム類、およびポリウレタン類から成る群から選択されたものを含む素材で形成される、請求項28に記載の方法。
- 前記充填素材がモノマー類、オリゴマー類、および/またはポリマー類で環状オレフィン類および非晶形フッ化ポリマー類から成る群から選択されたものを含む、請求項28に記載の方法。
- 前面および背面を持つ基板、前記前面が周縁域および中央域を持つ;および
前記前面の前記中央域の上の素材の層、前記の層は前記周縁部には欠如しさらに低接着力層および前記前面の表面改質から成る群から選択される;
を含む物品。 - 前記基板がシリコン、サファイヤ、水晶、金属、ガラス、およびセラミックスから成る群から選択された素材を含む、請求項41に記載の物品。
- 前記基板がシリコンを含む、請求項42に記載の物品。
- 前記周縁域の巾が約2mmから約15mmである、請求項41に記載の物品。
- 前記の層の厚みが約1nmから約5nmである、請求項41に記載の物品。
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