[發明專利]先進的操作晶片剝離方法

有效

• 申請號: 201380053216.8
• 申請日: 2013-09-20
• 公開（公告）號: CN104718605B
• 公開（公告）日: 2018-05-18
• 發明（設計）人: P·S·安德里;R·A·巴德;J·U·尼克博克;R·E·特里辛斯基;D·C·小拉圖利普
• 申請（專利權）人: 國際商業機器公司
• 主分類號: H01L21/30
• 分類號: H01L21/30;H01L21/46;H01L33/40
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 賀月嬌;于靜

一種用于加工半導體晶片的方法包括將釋放層施加到透明操作體(S11)。在半導體晶片與其上施加有所述釋放層的所述透明操作體之間施加不同于所述釋放層的粘合層(S12)。使用所述粘合層將所述半導體晶片接合到所述透明操作體(S13)。在所述半導體晶片被接合到所述透明操作體時加工所述半導體晶片(S14)。通過使用激光器透過所述透明操作體照射所述釋放層來燒蝕所述釋放層(S16)。從所述透明操作體去除所述半導體晶片(S17)。

技術領域

本公開涉及晶片剝離(debonding)，更具體地，涉及用于操作晶片(handlerwafer)剝離的先進方法。

背景技術

三維(3D)芯片技術包括3D集成電路(IC)和3D封裝體。3D芯片技術由于允許將更復雜的電路與更短的電路路徑更大程度地集成，帶來了更快的性能和降低的能耗，因而正得到廣泛的重視。在3D IC中，多個薄的硅晶片層垂直層疊并互連從而產生由整個疊層構成的單個集成電路。在3D封裝體中，多個分立的IC被層疊、互連并且封裝在一起。

用于包括3D IC和3D封裝體二者在內的3D芯片技術的現代技術可以利用硅通孔(through-silicon via,TSV)。TSV是其中連接完全穿過硅晶片或管芯(die)的垂直互連通道(VIA)。通過使用TSV，3D IC和3D封裝體IC可以更緊密地集成，這是因為不需要邊緣布線和插入層。

一般而言，臨時晶片接合(bonding)/剝離是實現TSV和3D硅結構的重要技術。接合是這樣的動作：將要成為3D疊層中的一層的硅器件晶片附著到基板或操作晶片(handlingwafer)上以便其能夠被加工，例如，用布線、襯墊(pad)和接合冶金術(joiningmetallurgy)加工，同時例如允許減薄晶片以暴露從頂面蝕刻的盲孔的TSV金屬。

剝離是這樣的動作：從基板或操作晶片去除所加工的硅器件晶片，以便所加工的硅器件晶片可以被添加到3D疊層。

很多現有的臨時晶片接合/剝離方法涉及粘合層的使用，所述粘合層被直接放置在硅器件晶片與操作晶片之間。當完成了硅器件晶片的加工時，可以通過各種技術從操作晶片釋放硅器件晶片，所述技術例如是，將晶片對暴露于由操作晶片中的穿孔(perforation)遞送的化學溶劑、從邊緣起始點機械剝落、或者加熱粘合劑以便其可以松散到可以通過剪切(sheering)去除硅器件晶片的程度。

3M開發了一種依賴于光熱轉換(light-to-heat conversion,LTHC)的方法，由此使用粘合層和LTHC層進行接合。然后通過使用紅外激光來加熱LTHC層由此使粘合劑松散或“減弱粘合劑的粘性”到可以去除硅器件晶片的程度，來進行剝離。然而，LTHC層是深色的并且是高度不透明的，這使得難以在從通常是透明的操作晶片去除硅器件晶片之前檢查下面的電路。此外，LTHC方法采用工作于1064nm的紅外(IR)波長的YAG激光器，這種波長盡管有效地在LTHC層中產生熱并且大大減小粘合劑的接合強度，但是不足以充分并且完全地燒蝕界面來得到有效的零粘性。

發明內容

一種用于加工半導體晶片的方法包括將釋放層施加到透明操作體(handler)。在半導體晶片與其上施加有所述釋放層的所述透明操作體之間施加不同于所述釋放層的粘合層。使用所述粘合層將所述半導體晶片接合到所述透明操作體。在所述半導體晶片被接合到所述透明操作體時加工所述半導體晶片。通過使用激光器透過所述透明操作體照射所述釋放層來燒蝕所述釋放層。從所述透明操作體去除所述半導體晶片。

所述釋放層可以強烈吸收從所述激光器輻射的光的頻率。可以從所述激光器輻射的光是紫外光。從所述激光器輻射的光可以具有約350-360nm的波長。用于燒蝕所述釋放層的激光器可以是YAG激光器或XeF準分子激光器。所述粘合層可以被施加到所述半導體晶片。可以在將所述半導體晶片接合到其上施加有所述釋放層的所述透明操作體之前，固化所述釋放層。所述粘合層可以被施加到所述釋放層。可以在施加所述粘合層之前，固化所述釋放層。