[發(fā)明專利]用于臨時接合超薄晶片的方法和裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380012296.2
• 申請日: 2013-03-09
• 公開（公告）號: CN104145330B
• 公開（公告）日: 2017-05-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: G·喬治;S·盧特爾
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇斯微技術(shù)光刻有限公司
• 主分類號: H01L21/683
• 分類號: H01L21/683;H01L21/67
• 代理公司: 北京中創(chuàng)陽光知識產(chǎn)權(quán)代理有限責任公司11003
• 代理人: 尹振啟

相關(guān)同時在審申請的交叉引用

本申請要求2012年3月16日提出的申請?zhí)枮?1/611,627、名稱為“用于臨時接合超薄晶片的方法和裝置”的美國臨時申請的權(quán)益，該申請的內(nèi)容通過引用納入本申請中。

本申請是2010年4月15日提出的申請?zhí)枮?2/760,973、名稱為“熱滑動剝離臨時接合的半導體晶片的裝置”的美國部分繼續(xù)申請，該申請經(jīng)過一并轉(zhuǎn)讓，且其內(nèi)容通過引用明確地納入到本申請中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于臨時接合超薄晶片的方法和裝置，更特別地涉及包括雙涂覆和雙固化工序的臨時晶片接合。

背景技術(shù)

一些半導體晶片工藝包括晶片的薄化步驟。在一些應(yīng)用中，為了制造集成電路(IC)設(shè)備，晶片被減薄至小于100微米的厚度。薄晶片具有使制造出的IC設(shè)備具有更高的散熱性和更佳的電氣運行特性。在一個例子中，GaAs晶片被減薄至25μm，以便制造散熱性更好的功率互補金屬氧化物半導體(CMOS)設(shè)備。晶片減薄也有助于降低設(shè)備的電容，且有助于增加其阻抗，這兩者均導致所制造設(shè)備整體尺寸的降低。在其他應(yīng)用中，晶片薄化用于3D集成接合并用于通過晶片孔進行制造。

晶片減薄通常通過背面研磨和/或化學機械拋光(CMP)完成。CMP包括在研磨液漿的存在下使晶片的表面與硬質(zhì)平坦的旋轉(zhuǎn)水平盤片接觸。液漿通常含有研磨粉(例如金剛石或碳化硅)以及化學蝕刻劑(例如氨水、氟化物、或其組合)。磨料使基片變薄，而蝕刻劑則將基片表面在亞微米的水平上進行拋光。晶片一直保持與磨料接觸，直至一定數(shù)量基片達到目標厚度而被移走。

對于厚度大于200μm的晶片，用固定裝置將晶片保持在原位，固定裝置利用真空卡盤或其他機械附著手段。但是，對于厚度小于200μm的晶片，尤其是厚度小于100μm的晶片，機械方法保持住晶片變得越來越困難，并在減薄期間維持對晶片平面度和完整性的控制也越來越困難。在這些情形下，在CMP過程中晶片產(chǎn)生微小裂紋或破碎實際上是常見的。

減薄期間晶片機械固定的一個替換方法是將設(shè)備晶片(即晶片擬加工成的設(shè)備)的第一表面貼到載體晶片上，然后將暴露的相對的設(shè)備晶片表面減薄。載體晶片與設(shè)備晶片之間的接合是臨時的，并且一旦減薄和任何其他加工步驟完成即撤除接合。

人們已經(jīng)提出一些臨時接合技術(shù)，包括使用熱固化的粘合劑化合物。在這些基于粘合劑的臨時接合技術(shù)中，潤濕的厚粘合劑層涂覆到設(shè)備晶片表面上，使得粘合劑層覆蓋住設(shè)備晶片表面所有的結(jié)構(gòu)，包括焊接點、連接器和集成電路(IC)設(shè)備。潤濕粘合劑層具有在25～150μm范圍內(nèi)的典型厚度。然后，使?jié)櫇裾澈蟿优c載體晶片表面接觸，之后固化粘合劑層，從而使設(shè)備晶片接合到載體晶片上。如前面提到的一樣，接合是臨時的，并且處理工序完成后，可以通過用化學品、熱或輻射來溶解粘合劑層，取消接合。

這種工藝的問題之一是：厚粘合劑層引起晶片表面平面度的總厚度變化(TTV)大。TTV的影響主要來自于接合后熱固化工序。特別地，接合后粘合劑層的厚度與TTV誤差大小直接相關(guān)。此外，厚的潤濕粘合劑層增加了晶片接合步驟粘合期間以未固化的狀態(tài)從側(cè)面“擠出”的風險。因此，最好減少用于減薄晶片臨時接合的粘合劑層的厚度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明涉及一種用于臨時接合和制造超薄晶片的方法和裝置，特別地涉及包括雙涂覆和雙固化工藝的臨時晶片接合方法。

一般地，按照本發(fā)明的一個方面突出了用于臨時接合兩個晶片表面的的方法，包括下列步驟。首先，提供包括彼此相對的第一表面和第二表面的第一晶片；其次，提供包括彼此相對的第一表面和第二表面的第二晶片；接著，將第一粘合劑層涂在第一晶片的第一表面上；接著，將第一粘合劑層固化，從而產(chǎn)生固化的第一粘合劑層；接著，將第二粘合劑層涂在第二晶片的第一表面上；接著，提供包括一個上卡盤組件和一個下卡盤組件的接合器模組，所述下卡盤組件設(shè)置在下方并與上卡盤組件相對。接著，將第一晶片插入接合器模組內(nèi)，通過上卡盤組件保持住第一晶片，以使帶有固化的第一粘合劑層的第一晶片的第一表面朝下。接著，將第二晶片插入接合器模組中，并將第二晶片放在下卡盤組件上，以使第二粘合劑層面朝上并與第一粘合劑層相對。接著，向上移動下卡盤組件，使第二粘合劑層與固化的第一粘合劑層接觸，然后將第二粘合劑層固化，從而在第一晶片與第二晶片之間形成臨時接合。