一種晶圓臨時(shí)鍵合方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種晶圓臨時(shí)鍵合方法，該方法包括：完成晶圓的硅通孔和正面制備工藝；在所述晶圓的正面上涂覆臨時(shí)鍵合膠；將支撐片的表面進(jìn)行粗糙化處理；將所述支撐片的粗糙后表面與涂覆臨時(shí)鍵合膠后的所述晶圓的正面進(jìn)行鍵合；對(duì)與所述支撐片進(jìn)行鍵合后的所述晶圓的背面進(jìn)行減薄，直至得到所需的晶圓厚度為止；完成背面減薄后的所述晶圓的背面制備工藝；以及去除完成所述背面制備工藝后的所述晶圓上的所述臨時(shí)鍵合膠。本發(fā)明的方法由于對(duì)支撐片的表面進(jìn)行了粗糙化處理，所以增大了臨時(shí)鍵合膠與支撐片的接觸面積，實(shí)現(xiàn)了對(duì)臨時(shí)鍵合膠的嵌套和固定，防止了臨時(shí)鍵合膠在高溫下出現(xiàn)滑動(dòng)和偏移的現(xiàn)象。
【專利說(shuō)明】—種晶圓臨時(shí)鍵合方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，尤其涉及一種晶圓臨時(shí)鍵合方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在半導(dǎo)體三維集成技術(shù)中，為了滿足器件的要求，需要將硅片減薄到一定的厚度來(lái)實(shí)現(xiàn)硅通孔(TSV)的上下互連。TSV結(jié)構(gòu)的制作方式一般包括如下步驟=(I)TSV的深孔刻蝕，即采用DRIE(深反應(yīng)離子刻蝕)工藝制備出高深寬比結(jié)構(gòu)的TSV ；(2)TSV的深孔電鍍，即通過(guò)在深孔的側(cè)壁上依次沉積絕緣層、擴(kuò)散阻擋層以及種子層來(lái)進(jìn)行TSV的填充；(3)正面制備工藝，即在晶圓的正面上形成布線以及相關(guān)的器件，其中根據(jù)實(shí)際的工藝需求，可以采用CMOS工藝、MEMS工藝、雙極工藝等來(lái)完成晶圓正面上的布線和相關(guān)器件的制備；(4)在支撐片上涂覆干刻蝕型苯丙環(huán)丁烯(BCB)并使所述干刻蝕型苯丙環(huán)丁烯進(jìn)行固化；(5)在已完成硅通孔和正面制備工藝的晶圓的正面上涂覆臨時(shí)鍵合膠，將所述支撐片和所述晶圓進(jìn)行臨時(shí)鍵合；(6)對(duì)所述晶圓進(jìn)行背面減薄和拋光，直至露出所述硅通孔；(7)完成所述晶圓的背面制備工藝，并去除所述晶圓正面上的所述支撐片、臨時(shí)鍵合膠以及所述干刻蝕型苯丙環(huán)丁烯。
[0003]但是，上述臨時(shí)鍵合膠具有以下兩個(gè)問(wèn)題:一是當(dāng)晶圓和支撐片進(jìn)行臨時(shí)鍵合時(shí)，臨時(shí)鍵合膠由于鍵合溫度高而出現(xiàn)軟化，最后導(dǎo)致晶圓和支撐片存在一定的滑動(dòng)偏移，這種偏移在后續(xù)的減薄過(guò)程中容易導(dǎo)致晶圓邊緣破裂；第二個(gè)問(wèn)題是當(dāng)減薄后的晶圓與其他晶圓進(jìn)行凸點(diǎn)鍵合時(shí)，由于臨時(shí)鍵合膠的流動(dòng)性，導(dǎo)致凸點(diǎn)與凸點(diǎn)之間的鍵合出現(xiàn)一定的位移偏差，影響器件的性能。
[0004]此外，利用BCB輔助鍵合來(lái)實(shí)現(xiàn)硅通孔封裝的制作，其鍵合強(qiáng)度雖然高，但是這種鍵合方式中的BCB不容易去除。當(dāng)帶有BCB的臨時(shí)鍵合片被去鍵合之后，由于BCB和臨時(shí)鍵合膠之間的粘附性能，在BCB表面會(huì)殘留部分臨時(shí)鍵合膠。因此，臨時(shí)鍵合片很難繼續(xù)使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種晶圓臨時(shí)鍵合方法，其能夠克服現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷。
[0006]本發(fā)明提供一種晶圓臨時(shí)鍵合方法，該方法包括:將支撐片的表面進(jìn)行粗糙化處理；將所述支撐片的粗糙后的表面與所述晶圓的正面進(jìn)行鍵合。本發(fā)明的晶圓臨時(shí)鍵合方法通過(guò)將支撐片的表面進(jìn)行粗糙化處理后進(jìn)行臨時(shí)鍵合，增大了臨時(shí)鍵合膠與支撐片的接觸面積，實(shí)現(xiàn)了對(duì)臨時(shí)鍵合膠的嵌套和固定，防止了臨時(shí)鍵合膠在高溫下出現(xiàn)滑動(dòng)和偏移的現(xiàn)象。而且本發(fā)明的方法不利用BCB輔助鍵合，省去了涂覆及固化BCB層的步驟，降低了生產(chǎn)成本。此外，支撐片被去鍵合之后，可以作為模具反復(fù)使用，有效提高支撐片的利用率，大大降低了晶圓制作成本。
[0007]優(yōu)選地，使用臨時(shí)鍵合膠將所述支撐片的粗糙后表面與所述晶圓的正面進(jìn)行鍵合；所述臨時(shí)鍵合膠涂覆在所述晶圓的正面上或者所述支撐片的粗糙后的表面上。[0008]優(yōu)選地，本發(fā)明的方法進(jìn)一步包括:對(duì)與所述支撐片進(jìn)行鍵合后的所述晶圓的背面進(jìn)行減薄，直至得到所需的晶圓厚度為止；以及完成背面減薄后的所述晶圓的背面制備工藝。
[0009]優(yōu)選地，本發(fā)明的方法進(jìn)一步包括:移除所述支撐片；以及去除所述晶圓上的所述臨時(shí)鍵合膠。
[0010]優(yōu)選地，所述將支撐片的表面進(jìn)行粗糙化處理包括:在所述支撐片的表面上形成任意形狀的溝槽。
[0011]優(yōu)選地，所述臨時(shí)鍵合膠的厚度根據(jù)所述晶圓的正面制備工藝的高度以及所述支撐片的表面粗糙程度來(lái)確定。
[0012]優(yōu)選地，通過(guò)干法刻蝕、濕法刻蝕、等離子處理中的任意一種方式或其組合在所述支撐片的表面上形成任意形狀的溝槽。
[0013]優(yōu)選地，所述溝槽為環(huán)形溝槽、錐形溝槽、矩形溝槽中的至少一者。
[0014]優(yōu)選地，所述支撐片由玻璃、硅或者其他材料中的任意一者形成。
[0015]優(yōu)選地，將所述支撐片的粗糙后的表面與所述晶圓的正面進(jìn)行鍵合的溫度低于所述臨時(shí)鍵合膠的軟化溫度。
[0016]通過(guò)采用上述技術(shù)方案，由于對(duì)支撐片的表面進(jìn)行了粗糙化處理，所以增大了臨時(shí)鍵合膠與支撐片的接觸面積 ，實(shí)現(xiàn)了對(duì)臨時(shí)鍵合膠的嵌套和固定，防止了臨時(shí)鍵合膠在高溫下出現(xiàn)滑動(dòng)和偏移的現(xiàn)象。此外，省去了涂覆及固化BCB的步驟，減少了工藝流程步驟，并且在支撐片被去鍵合時(shí)，臨時(shí)鍵合膠更容易去除干凈，支撐片可以作為模具反復(fù)使用，有效提高了支撐片的利用率，大大降低了晶圓制作成本。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]附圖是用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分，與下面的【具體實(shí)施方式】一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中:
[0018]圖1至圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的晶圓制備方法的流程剖面圖。
[0019]附圖標(biāo)記說(shuō)明
[0020]I支撐片2溝槽
[0021]3晶圓4硅通孔
[0022]5正面制備工藝6臨時(shí)鍵合膠
[0023]7背面制備工藝
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實(shí)施例僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0025]其次，本發(fā)明結(jié)合示意圖進(jìn)行詳細(xì)描述，在詳述本發(fā)明實(shí)施例時(shí)，為便于說(shuō)明，所述示意圖只是示例，其在此不應(yīng)限制本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0026]本發(fā)明提供一種晶圓臨時(shí)鍵合方法，該方法包括:將支撐片的表面進(jìn)行粗糙化處理；將所述支撐片的粗糙后的表面與所述晶圓的正面進(jìn)行鍵合。優(yōu)選地，使用臨時(shí)鍵合膠將所述支撐片的粗糙后表面與所述晶圓的正面進(jìn)行鍵合；所述臨時(shí)鍵合膠涂覆在所述晶圓的正面上或者所述支撐片的粗糙后的表面上。由于對(duì)支撐片的表面進(jìn)行了粗糙化處理，所以增大了臨時(shí)鍵合膠與支撐片的接觸面積，實(shí)現(xiàn)了對(duì)臨時(shí)鍵合膠的嵌套和固定，防止了臨時(shí)鍵合膠在高溫下出現(xiàn)滑動(dòng)和偏移的現(xiàn)象。
[0027]優(yōu)選地，所述晶圓已完成硅通孔和正面制備工藝。此外，本發(fā)明的方法優(yōu)選地進(jìn)一步包括:對(duì)與所述支撐片進(jìn)行鍵合后的所述晶圓的背面進(jìn)行減薄，直至得到所需的晶圓厚度為止；以及完成背面減薄后的所述晶圓的背面制備工藝。在本領(lǐng)域中，正面制備工藝、背面制備工藝通常指晶圓正面、背面上的器件和布線的制備。由于本發(fā)明的主要目的不在于如何制備晶圓上的器件和布線，所以不對(duì)此進(jìn)行詳細(xì)描述。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以采用本領(lǐng)域中的任意恰當(dāng)?shù)闹苽涔に噥?lái)形成晶圓正面、背面上的器件和布線。
[0028]優(yōu)選地，本發(fā)明的方法進(jìn)一步包括:移除所述支撐片；以及去除所述晶圓上的所述臨時(shí)鍵合膠。
[0029]優(yōu)選地，所述將支撐片的表面進(jìn)行粗糙化處理包括:在所述支撐片的表面上形成任意形狀的溝槽?？梢酝ㄟ^(guò)干法刻蝕、濕法刻蝕、等離子處理中的任意一種方式或其組合在所述支撐片的表面上形成任意形狀的溝槽。溝槽的形狀包括但不限于為環(huán)形溝槽、錐形溝槽、矩形溝槽。優(yōu)選地，所述支撐片由玻璃、硅或者其他任何適合的材料形成。
[0030]優(yōu)選地，所述臨時(shí)鍵合膠的厚度根據(jù)所述晶圓的正面制備工藝的高度以及所述支撐片的表面粗糙程度來(lái)確定。優(yōu)選地，將所述支撐片的粗糙后的表面與所述晶圓的正面進(jìn)行鍵合的溫度低于所述臨時(shí)鍵合膠的軟化溫度，以避免臨時(shí)鍵合膠軟產(chǎn)生滑動(dòng)偏移。
[0031]下面參照?qǐng)D1至5描述根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式的晶圓臨時(shí)鍵合方法。在采用根據(jù)本發(fā)明的方法制備晶圓時(shí)，首先如圖1所示，完成晶圓3的硅通孔4和正面制備工藝5。其中，正面制備工藝5可以包括通過(guò)采用CMOS工藝、MEMS工藝、雙極工藝等半導(dǎo)體制備工藝在晶圓3的正面上形成各種器件和布線以得到所需功能。
[0032]然后，如圖2所示，在晶圓3的正面上涂覆臨時(shí)鍵合膠6。
[0033]然后，如圖3所示，將支撐片I的表面進(jìn)行粗糙化處理。而且，在進(jìn)行表面粗糙化處理之前可以首先清洗支撐片I。優(yōu)選地，所述將支撐片I的表面進(jìn)行粗糙化處理可以包括:在所述支撐片I的表面上形成任意形狀的溝槽2 (圖3)，該溝槽2可以通過(guò)干法刻蝕、濕法刻蝕、等離子處理中的任意一種方式或其組合形成，并且該溝槽2可以為環(huán)形溝槽、錐形溝槽、矩形溝槽或任意其他形狀的溝槽中的至少一者。所述支撐片I可以由玻璃、硅或其他材料形成。
[0034]然后，如圖4所示，將所述支撐片I的粗糙后表面與涂覆臨時(shí)鍵合膠6后的晶圓3的正面進(jìn)行鍵合，之后對(duì)與支撐片I進(jìn)行鍵合后的晶圓3的背面進(jìn)行減薄直至得到所需的晶圓厚度為止，之后完成背面減薄后的晶圓3的背面制備工藝7。
[0035]優(yōu)選地，臨時(shí)鍵合膠6的厚度根據(jù)晶圓3的正面制備工藝5的高度(例如，正面布線高度、正面器件高度)以及支撐片I的表面粗糙程度來(lái)確定，也即臨時(shí)鍵合膠6的厚度優(yōu)選大于晶圓3的正面制備工藝5的最高處高度與支撐片I的表面粗糙程度之和。對(duì)所述支撐片I的粗糙后表面與涂覆臨時(shí)鍵合膠6后的所述晶圓3的正面進(jìn)行鍵合的溫度首選低于所述臨時(shí)鍵合膠6的軟化溫度。[0036]最后，移除支撐片1，并去除完成所述背面制備工藝7后的所述晶圓3上的所述臨時(shí)鍵合膠6，得到如圖5所示的剖面圖。
[0037]以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡(jiǎn)單變型，這些簡(jiǎn)單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0038]另外需要說(shuō)明的是，在上述【具體實(shí)施方式】中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過(guò)任何合適的方式進(jìn)行組合，為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對(duì)各種可能的組合方式不再另行說(shuō)明。
[0039]此外，本發(fā)明的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開(kāi)的內(nèi)容。
【權(quán)利要求】
1.一種晶圓臨時(shí)鍵合方法，該方法包括: 將支撐片的表面進(jìn)行粗糙化處理； 將所述支撐片的粗糙后的表面與所述晶圓的正面進(jìn)行鍵合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶圓臨時(shí)鍵合方法，其中，使用臨時(shí)鍵合膠將所述支撐片的粗糙后表面與所述晶圓的正面進(jìn)行鍵合；以及 所述臨時(shí)鍵合膠涂覆在所述晶圓的正面上或者所述支撐片的粗糙后的表面上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶圓臨時(shí)鍵合方法，該方法進(jìn)一步包括: 對(duì)與所述支撐片進(jìn)行鍵合后的所述晶圓的背面進(jìn)行減薄，直至得到所需的晶圓厚度為止；以及 完成背面減薄后的所述晶圓的背面制備工藝。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的晶圓臨時(shí)鍵合方法，該方法進(jìn)一步包括: 移除所述支撐片；以及 去除所述晶圓上的所述臨時(shí)鍵合膠。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一權(quán)利要求所述的晶圓臨時(shí)鍵合方法，其中，所述將支撐片的表面進(jìn)行粗糙化處理包括:在所述支撐片的表面上形成任意形狀的溝槽。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的晶圓臨時(shí)鍵合方法，其中，所述臨時(shí)鍵合膠的厚度根據(jù)所述晶圓的正面制備工藝的高度以及所述支撐片的表面粗糙程度來(lái)確定。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的晶圓臨時(shí)鍵合方法，其中，通過(guò)干法刻蝕、濕法刻蝕、等離子處理中的任意一種方式或其組合在所述支撐片的表面上形成任意形狀的溝槽。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的晶圓臨時(shí)鍵合方法，其中，所述溝槽為環(huán)形溝槽、錐形溝槽、矩形溝槽中的至少一者。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的晶圓臨時(shí)鍵合方法，其中，所述支撐片由玻璃或硅形成。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的晶圓臨時(shí)鍵合方法，其中，將所述支撐片的粗糙后的表面與所述晶圓的正面進(jìn)行鍵合的溫度低于所述臨時(shí)鍵合膠的軟化溫度。
【文檔編號(hào)】H01L21/60GK103794523SQ201410035388
【公開(kāi)日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2014年1月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月24日
【發(fā)明者】蔡堅(jiān), 魏體偉, 王謙 申請(qǐng)人:清華大學(xué)