[發明專利]基于光刻膠的臨時鍵合及去鍵合的方法

有效

• 申請號: 201310491592.7
• 申請日: 2013-10-21
• 公開（公告）號: CN103617944A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發明（設計）人: 趙巖;程偉;吳璟
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第五十五研究所
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;H01L21/60
• 代理公司: 南京君陶專利商標代理有限公司 32215
• 代理人: 沈根水

技術領域

本發明涉及的是一種基于光刻膠（ProLIFT100）的臨時鍵合及去鍵合的方法，屬于半導體背面工藝技術領域。

背景技術

隨著半導體器件頻率的不斷攀升，芯片厚度對器件性能產生重要影響，如薄芯片就具有很多優勢，提高散熱效率、機械性能與電性能，減小封裝體積，減輕重量等。半導體器件的背面工藝一般包括襯底減薄、通孔刻蝕、背面金屬化等步驟，當圓片的襯底減薄至150μm甚至更薄時，很容易發生碎片，并且由于應力的原因圓片會發生彎曲變形，無法操作，因此需要在減薄之前與玻璃片等載片臨時鍵合，以臨時載片為依托進行后續工藝制作。

常規的臨時鍵合是采用絕緣膠或者蠟等作為鍵合過渡層，這些鍵合材料通常涂敷的均勻性和平整度不夠好，從而影響了芯片減薄的均勻性，使得同一圓片上的不同芯片厚度差別較大，降低了工藝容差。最為關鍵的是，這些材料都只能耐受100多攝氏度的溫度。隨著半導體工藝的不斷發展，各種新材料、新工藝的不斷開發應用，研究人員發現，有些材料的背面金屬化或者背面通孔刻蝕等工藝在超過200攝氏度甚至250攝氏度以上的高溫下才可以達到最好的效果，然而在這樣的高溫下，這些鍵合材料基本都會軟化或者發生分解，導致工藝的失敗，臨時鍵合工藝也就成為了高溫背面工藝的瓶頸問題。

針對這一問題，目前研究人員并沒有很好的解決方案，只能被迫放棄采用高溫過程，退而求其次，嚴重限制了工藝的發展。

發明內容

本發明提出的是一種基于光刻膠（ProLIFT100）的臨時鍵合及去鍵合的方法，其目旨在解決半導體圓片背面工藝無法耐受高溫的問題。

本發明的技術解決方案：一種基于光刻膠（ProLIFT100）的臨時鍵合及去鍵合的方法，包括臨時鍵合及去鍵合，其中臨時鍵合的步驟，包括

1）用質量濃度為10%的鹽酸清洗半導體圓片和臨時載片表面，再用去離子水進行沖洗，去除表面沾污，然后放入烘箱烘干圓片表面的水分，保證圓片表面干爽無污染，臨時載片是玻璃片或藍寶石；

2）在半導體圓片和臨時載片的正面分別旋涂光刻膠（ProLIFT100）作為臨時鍵合過渡層，轉速1000rpm-5000rpm，時間為60秒；

3）保持半導體圓片和臨時載片的正面朝上，在烘箱中烘烤30分鐘，烘箱溫度應不低于220攝氏度；

4）待半導體圓片和臨時載片在室溫下自然冷卻后，將半導體圓片和臨時載片正面相對在溫度為250攝氏度、真空度小于5mbar、壓力大于4000N的條件下進行粘片。

去鍵合方法，包括以下步驟：

1）清洗半導體圓片和臨時載片表面；

2）將圓片浸泡在正性顯影液中；

3）待光刻膠（ProLIFT100）溶解后半導體圓片和臨時載片將自動分離；

4）將半導體圓片小心夾起并清洗干凈。

所述的采用光刻膠（ProLIFT100）作為臨時鍵合過渡層，通過1）清洗圓片和臨時載片；2）旋涂光刻膠（ProLIFT100）并放在220攝氏度烘箱中烘烤30分鐘；3）在溫度為250攝氏度、真空小于5mbar、壓力大于4000N的條件下實現半導體圓片與臨時載片的鍵合，使半導體器件背面制作工藝能夠耐受超過300攝氏度的高溫；圓片去鍵合時只要將整個圓片浸泡在正性顯影液中，待ProLIFT100完全溶解后半導體圓片將與臨時載片自動分離；整個過程不會對臨時載片造成磨損、沾污等傷害，循環使用。

本發明有以下優點：①能夠耐受超過300攝氏度的高溫；②臨時鍵合過渡層表面平整，使得圓片減薄的一致性非常好；③去鍵合過程無需外加機械力，不容易碎片；④臨時載片不受任何損傷，可以循環利用，節約成本；⑤不需額外涂敷保護圓片正面圖形的光刻膠。

本發明最大的特點在于利用ProLIFT100作為臨時鍵合過渡層材料，能夠耐受300攝氏度以上的高溫，與傳統的臨時鍵合相比，能夠支持半導體背面工藝承受更高的溫度，打破了原有工藝對溫度的限制。另外，本發明的圓片去鍵合工藝采用的是無機械力的浸泡法，和傳統的靠外力推拉等方法進行圓片去鍵合相比，有效避免了對圓片的損傷，減少了碎片率。

附圖說明

圖1是半導體圓片樣品示意圖。

圖2是臨時載片樣品示意圖。

圖3是在半導體圓片上旋涂ProLIFT100示意圖。

圖4是在臨時載片上旋涂ProLIFT100示意圖。

圖5?將半導體圓片和臨時載片的正面相對鍵合在一起示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖進一步描述本發明的技術解決方案。