[發(fā)明專利]將接合的晶圓分離的系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210465015.6
• 申請日: 2012-11-16
• 公開（公告）號: CN103579042A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃信華;劉丙寅;林宏樺;謝元智;趙蘭璘;蔡嘉雄
• 申請（專利權(quán)）人: 臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L21/67
• 分類號: H01L21/67
• 代理公司: 北京德恒律治知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;孫征

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，更具體地，本發(fā)明涉及一將接合的晶圓分離的系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體器件被使用在各種電子應(yīng)用，諸如，個(gè)人計(jì)算機(jī)、手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)以及其他電子設(shè)備中。通常通過在半導(dǎo)體襯底上方連續(xù)地沉積絕緣或介電層、導(dǎo)電層、以及半導(dǎo)體材料層，并且使用光刻圖案化各種材料層從而形成電路部件及其上的元件來制造半導(dǎo)體器件。

半導(dǎo)體工業(yè)通過持續(xù)減小允許更多的部件集成到給定區(qū)域中的最小部件尺寸而持續(xù)改進(jìn)了各種電子部件(例如，晶體管、二極管、電阻器、電容器等)的集成密度。在一些應(yīng)用中，這些更小的電子部件也需要所使用的區(qū)域比過去的封裝件更少的、更小的封裝件。

三維集成電路(3DIC)是半導(dǎo)體封裝的最新發(fā)展，在其中將多個(gè)半導(dǎo)體管芯彼此上下堆疊，諸如，封裝件上封裝件(PoP)和封裝件中系統(tǒng)(SiP)封裝技術(shù)。由于例如，堆疊的管芯之間的長度得到了減小，所以3DIC提供了改進(jìn)的集成密度和其他優(yōu)勢，諸如，更快的速度和更高的帶寬。

形成3DIC的一些方法包括將兩個(gè)半導(dǎo)體晶圓接合在一起。可以使用例如，熔融接合、共晶接合以及混合接合來將晶圓接合到一起。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問題，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種用于將接合晶圓分離的系統(tǒng)，包括：所述接合晶圓的支撐件；向所述接合晶圓施加剪切力的裝置；以及向所述接合晶圓施加真空的裝置。

在所述系統(tǒng)中，所述施加真空的裝置用于從所述接合晶圓的下晶圓上提起所述接合晶圓的上晶圓，所述接合晶圓設(shè)置在所述接合晶圓的支撐件上。

在所述系統(tǒng)中，所述用于施加真空的裝置包括：施加第一真空的第一裝置，并且所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括施加第二真空的第二裝置。

在所述系統(tǒng)中，所述接合晶圓均包括第一晶圓和與所述第一晶圓相接合的第二晶圓，其中，施加第一真空的所述第一裝置用于向所述第一晶圓施加所述第一真空，并且施加第二真空的所述第二裝置用于向所述第二晶圓施加所述第二真空。

在所述系統(tǒng)中，進(jìn)一步包括：施加第三真空的第三裝置。

在所述系統(tǒng)中，進(jìn)一步包括：腔室，所述腔室圍繞著所述接合晶圓的支撐件、施加第一真空的所述第一裝置、施加第二真空的所述第二裝置以及所述施加剪切力的裝置，并且施加第三真空的所述第三裝置與所述腔室相連接。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于將接合半導(dǎo)體晶圓分離的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：腔室；第一部分，設(shè)置在所述腔室中，所述第一部分包括第一真空管道并且用于支撐所述接合半導(dǎo)體晶圓；第二部分，設(shè)置在所述腔室中，鄰近所述第一部分，所述第二部分包括第二真空管道；滾珠螺桿，與所述第一部分或所述第二部分相連接；伺服電機(jī)，與所述滾珠螺桿相連接；以及第三真空管道，與所述腔室相連接。

在所述系統(tǒng)中，所述第二真空管道與真空盤相連接。

在所述系統(tǒng)中，所述第一部分是固定的并且所述第二部分是可移動(dòng)的，或者所述第一部分是可移動(dòng)的并且所述第二部分是固定的。

在所述系統(tǒng)中，所述第一部分和所述第二部分中的至少一個(gè)包括加熱器。

在所述系統(tǒng)中，所述伺服電機(jī)包括第一伺服電機(jī)，所述滾珠螺桿包括第一滾珠螺桿，所述第一滾珠螺桿與所述第二部分相連接，并且所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括與所述第一部分相連接的第二滾珠螺桿和與所述第二滾珠螺桿相連接的第二伺服電機(jī)。

根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種將接合晶圓分離的方法，所述方法包括：在支撐件上放置所述接合晶圓，所述接合晶圓包括上晶圓和與所述上晶圓相連接的下晶圓；以及向所述上晶圓施加扭轉(zhuǎn)力來分離所述接合晶圓。

在所述方法中，施加所述扭轉(zhuǎn)力包括向所述上晶圓施加包含有大約0.3J/m²至50J/m²的能量的剪切力。

在所述方法中，進(jìn)一步包括：將所述接合晶圓放置在設(shè)于腔室中的支撐件上，以及向所述腔室施加真空。

在所述方法中，施加所述真空包括施加大約0.01mbar至955mbar的真空。

在所述方法中，進(jìn)一步包括：在所述支撐件上放置所述接合晶圓以及在將所述晶圓接合在一起之后大約一小時(shí)以內(nèi)施加所述扭轉(zhuǎn)力。

在所述方法中，進(jìn)一步包括：在所述支撐件上放置所述接合晶圓以及在退火所述接合晶圓之前施加所述扭轉(zhuǎn)力。

在所述方法中，進(jìn)一步包括：將所述接合晶圓加熱至大約600攝氏度或更低，同時(shí)向所述上晶圓施加所述扭轉(zhuǎn)力，以將所述接合晶圓分離。