[發明專利]一種晶圓解鍵合輔助載盤、解鍵合機及解鍵合方法

有效

• 申請號: 202010066736.4
• 申請日: 2020-01-20
• 公開（公告）號: CN111244015B
• 公開（公告）日: 2023-07-21
• 發明（設計）人: 司慶玲;左亞麗;黃建華;程岸;王彥碩;汪耀祖
• 申請（專利權）人: 杭州立昂東芯微電子有限公司
• 主分類號: H01L21/683
• 分類號: H01L21/683;H01L21/67
• 代理公司: 浙江英普律師事務所 33238
• 代理人: 郭錦春

本發明涉及一種晶圓解鍵合輔助載盤、解鍵合機及解鍵合方法。本發明解鍵合輔助載盤包括一層以上的載片，載片有空隙，下層載片的孔隙孔徑大于上層載片，各層載片可以將解鍵合機形成的真空吸力和熱量逐層均勻化，大大的提高了晶圓的破片率，同時只要更換被鍵合膠污染的上層載片即可進行一個解鍵合操作，而不需要更換下層載片。本發明提高了晶圓解鍵合過程中的破片率，降低了企業的成本，提高了工作效率，設計巧妙，操作方便，經濟實用。

技術領域

本發明涉及半導體制造領域，具體涉及一種晶圓解鍵合輔助載盤、解鍵合機及解鍵合方法。

背景技術

以砷化鎵(GaAs)為代表的第二代化合物半導體器件相比于硅器件具有高電子遷移率、工作頻率高、更寬的溫度特性和更好地抗輻射能力等優勢。其特殊的材料性能使其在高頻模擬集成電路中有不可替代的應用，并被廣泛應用在手機、功率放大器模塊、低噪聲放大器LNAs(Low?Noise?Amplifiers)、開關、寬頻調制器(wideband?modulators)、光網絡、局域網WLAN(wireless?local?area?network)、衛星通訊(Satellite?communication)、汽車防撞雷達(car?radar)和無線基礎設施(wireless?infrastructure)。目前砷化鎵器件和集成電路產品(RFIC)約占據85％的化合物半導體市場，這種勢頭隨著5G、IOT(物聯網)時代的到來，將會保持高速的增長，利運用砷化鎵材料制造的各種射頻集成電路(RFICs)正在得到廣泛的發展和應用。

射頻功率器件工作電流密度大、發熱高、對散熱的要求很高，然而，砷化鎵的熱傳導率只有硅材料的三分之一，同時襯底厚度的降低，能夠減少射頻器件高頻工作時的阻抗。這都要求在完成砷化鎵晶圓正面工藝后，要把675±25微米厚的晶圓進行減薄到25-1600微米的厚度，業界一直沿用的方法是把砷化鎵晶圓用粘合劑(膠或蠟)粘在載片上(一般為藍寶石)，進行減薄，減薄結束后，用解鍵合工藝把減薄后的晶圓和載片分離開。

最常見的解鍵合工藝有兩種：

1、利用化學溶劑加熱的方法來溶解掉粘合劑實現分離；

2、利用熱滑動剝離進行解鍵合，將載片和晶圓兩面邊用真空固定，通過加熱將中間的鍵合材料軟化后，通過對藍寶石載片和減薄后的GaAs晶圓在水平方向上進行相反方向的水平拉動來達到晶圓和載片的最終的分離目的。

由于化學溶劑加熱的方法時間長，產能低，工業界普遍采用熱滑動的方法進行解鍵合。

砷化鎵導熱性能差，機械強度低。熱滑動解鍵合工藝是靠金屬熱板加熱的傳統方式直接將熱通過藍寶石和砷化鎵傳遞至夾在中間的鍵合材料上，使其在高溫下達到液化流動溫度，再通過橫向滑動位移力來將藍寶石和砷化鎵進行分離，這種工藝有如下缺點：

1、導熱不均勻導致中間的鍵合材料液化程度不均勻，在后續滑動分離時造成砷化鎵薄片晶圓表面產生裂痕，造成機械損傷甚至應力破碎。

2、工藝窗口窄，對熱板的清潔程度，鍵合材料的受熱均勻程度，晶圓來料的平整度等的要求很高，輕微的熱板沾污、顆粒問題、晶圓上的微小缺陷都會導致砷化鎵解鍵合工藝過程中碎片。

3、卸片過程中，藍寶石載片和GaAs晶圓之間融化的鍵合膠或蠟會從邊緣溢出，沾污熱板和熱板上的真空孔，清理維護困難。

如何降低解鍵合的破片率成為每個砷化鎵晶圓廠都要面對的棘手問題，究其原因是設備在解鍵合溫度均勻性以及真空均勻性都無法達到要求，導致解鍵合的過程對鍵合膠的均勻性、晶圓正面器件的凹凸形貌、表面的顆粒都很敏感。