本發(fā)明涉及一種晶片-載體-結(jié)構(gòu),包括晶片、載體系統(tǒng)和連接層,該載體系統(tǒng)包括載體和彈性體層,其中連接層為溶膠凝膠層。本發(fā)明還涉及一種用于根據(jù)本發(fā)明的晶片-載體-結(jié)構(gòu)的覆層晶片,溶膠凝膠層作為相應(yīng)晶片-載體-結(jié)構(gòu)的連接層的用途,以及用于加工晶片背面的方法。
背景技術(shù):
目前非常需要盡可能薄的電子構(gòu)件和電路。在所述電子構(gòu)件和電路(二極管、晶體管、集成電路、傳感器等)的制備中,通過各種技術(shù)在晶片(任選摻雜的硅片、砷化鎵片等)上引入結(jié)構(gòu)和層,從而獲得希望的電子功能。目前在必要制造步驟結(jié)束之后需要在晶片的正面(即活性側(cè)面或存在引入結(jié)構(gòu)的側(cè)面)上設(shè)置保護(hù)膜或其它保護(hù)層。所述膜或?qū)拥哪康氖窃诰趁娴暮罄m(xù)打薄和/或其它加工過程中保護(hù)晶片的正面,特別是施加在其上的電結(jié)構(gòu)和機(jī)械結(jié)構(gòu)。通過例如磨削、研磨、打磨、蝕刻晶片背面等技術(shù)進(jìn)行打薄。
所述措施的目的是減小晶片的最初厚度。減小的程度由打薄過程和/或其它后續(xù)過程步驟中預(yù)期的機(jī)械負(fù)載和熱負(fù)載決定:由于晶片在打薄時(shí)已經(jīng)經(jīng)過了大量過程步驟,其已經(jīng)具有高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。因此必須保持盡可能小的晶片破碎風(fēng)險(xiǎn)。因此通常不能實(shí)現(xiàn)真正希望的打薄程度,否則由于晶片破碎而產(chǎn)生過高損失。
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù),在打薄之后為了改進(jìn)晶片的破裂性能,通常對晶片背面進(jìn)行化學(xué)處理。在可能的清洗步驟之后從晶片表面揭去或以其它方式除去保護(hù)膜。之后可以進(jìn)行其它制造步驟和/或用于改進(jìn)晶片性能的措施以及例如用于品質(zhì)控制的檢查。反復(fù)用金屬層覆蓋打薄晶片的背面。這種涂布法通常經(jīng)由噴濺或類似的沉積法在真空中進(jìn)行,并且通常造成熱負(fù)載。
之后將晶片背面朝下(活性側(cè)面朝上)地放置在鋸齒膜、膨脹膜或框架上。然后進(jìn)行晶片的分拆,即晶片被分拆為單獨(dú)的構(gòu)件(微型板、模具)。通常通過旋轉(zhuǎn)分離盤或其它機(jī)械鋸切裝置進(jìn)行分拆。也可以使用激光分離法。晶片在分拆時(shí)也可能破碎,其中可以使用部分支持的方法,例如劃刻。
由于所述原因,用常規(guī)方法非常難以處理或制備極薄晶片。困難的原因特別在于晶片在打薄時(shí)和打薄之后必須經(jīng)受機(jī)械負(fù)載。所述負(fù)載特別在如下過程中出現(xiàn):
-晶片打薄過程,其中晶片在劇烈打薄時(shí)傾向于成波浪形,
-在揭去保護(hù)膜或保護(hù)層的過程中,保護(hù)膜或保護(hù)層用于在打薄時(shí)保護(hù)晶片的正面;
-將晶片放置在鋸齒膜上的過程,和
-各個(gè)制造步驟之間的運(yùn)輸過程,特別是在涂布背面時(shí),其中即使在晶片分拆之后已經(jīng)存在背面涂層,仍然至少出現(xiàn)熱負(fù)載。
除了所述方法之外,目前還使用如下方法:在打薄過程之前,晶片的正面已經(jīng)通過打磨劃刻結(jié)構(gòu)、劃刻、化學(xué)蝕刻、等離子體蝕刻凹槽和/或結(jié)構(gòu)而結(jié)構(gòu)化,使得這些結(jié)構(gòu)在通過機(jī)械和/或化學(xué)方法進(jìn)行的背面后續(xù)打薄過程中允許對晶片進(jìn)行分拆。
對于晶片的打薄和其它加工,公開文獻(xiàn)DE 103 53 530和WO 2004/051708記載了上述技術(shù)的一種替代形式:在所述文獻(xiàn)中提出,對于晶片的打薄和后續(xù)加工,使用分離層和載體層,其中分離層為等離子體聚合物層,相比于晶片,分離層更牢固地粘合至載體層。由于等離子體聚合方法使得本領(lǐng)域技術(shù)人員可以調(diào)節(jié)等離子體聚合物層的粘合性能或粘附性能,該層能夠被設(shè)計(jì)成相比于晶片與載體層具有更大的粘合強(qiáng)度??梢哉{(diào)節(jié)與晶片的粘合強(qiáng)度,使得即使極薄的晶片也可以與分離層(和載體層)脫離,而不會(huì)出現(xiàn)過高的機(jī)械負(fù)載。
所述文獻(xiàn)中公開的方法的缺點(diǎn)在于,其中提出的載體層的適應(yīng)性不佳:特別對于三維結(jié)構(gòu)化晶片表面(例如設(shè)置有凸起的晶片或表面上具有底切的晶片),提出的載體層(例如聚酰亞胺或聚酰胺)過硬:由于等離子體聚合物分離層基本上以厚度不變的層覆蓋晶片的表面結(jié)構(gòu),例如底切的中間空間或凸起之間的中間空間需要被載體層的材料填充。如果情況如此,則會(huì)由于載體層的硬度造成載體層不能無損地與晶片重新脫離。如果載體層未填充表面結(jié)構(gòu),則留下空腔,所述空腔負(fù)面影響載體層和分離層之間的粘合并且可能造成不希望的夾雜物。此外,由于載體層和晶片不同的熱膨脹系數(shù),對晶片產(chǎn)生額外的機(jī)械應(yīng)力。
WO 2007/09946 A1中公開了一種分離方法,其中在打薄之后可以以機(jī)械方式分離打薄的晶片。這通過使用等離子體聚合物分離層結(jié)合彈性體層而實(shí)現(xiàn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
鑒于現(xiàn)有技術(shù)的背景,本發(fā)明的目的是提供一種改進(jìn)的晶片-載體-結(jié)構(gòu),所述晶片-載體-結(jié)構(gòu)允許特別在打薄之后以機(jī)械方式分離經(jīng)加工晶片,而不會(huì)損壞晶片。對于晶片-載體-結(jié)構(gòu)的形成,希望需要盡可能低的技術(shù)成本,特別是涉及到所使用的儀器。
根據(jù)本發(fā)明,通過一種晶片-載體-結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)所述目的,該晶片-載體-結(jié)構(gòu)包括:
晶片,
載體系統(tǒng),該載體系統(tǒng)包括載體和彈性體層,其中,彈性體層面對晶片,和
連接層,其中,連接層為溶膠凝膠層并且由如下單體制得
(1)Si(OR1)4,
和如下一種、兩種或全部單體
(2)Si(OR1)3R2,
(3)Si(OR1)2R3R4,和
(4)Si(OR1)R5R6R7
其中每個(gè)R1彼此獨(dú)立地表示H或C1-C8烷基,R2、R3、R4、R5、R6和R7各自彼此獨(dú)立地表示C1-C20烷基,氟化C1-C20烷基,C1-C20氨基烷基、C2-C20烯基,芳基,氟化芳基,單烷基化、二烷基化或三烷基化C1-C4芳基,其中,烷基化的碳原子數(shù)彼此獨(dú)立和/或其中所述基團(tuán)也可以是氟化的,或者表示C3-C20環(huán)氧基團(tuán)。
優(yōu)選地,晶片在其正面上包括電子構(gòu)件,其中通過根據(jù)本發(fā)明使用的連接層保護(hù)所述正面。
根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選這樣的晶片-載體-結(jié)構(gòu):其中在連接層中每個(gè)R1彼此獨(dú)立地表示H或C1–C5烷基,和/或R2、R3、R4、R5、R6和R7各自彼此獨(dú)立地表示C1-C8烷基,氟化C1-C8烷基,C1-C8氨基烷基、C2–C8烯基,芳基,氟化芳基,單、二或三C1-C4烷基化的芳基,其中烷基化的碳原子數(shù)彼此獨(dú)立和/或其中所述基團(tuán)也可以是氟化的,或者表示C3–C8環(huán)氧基團(tuán)。
在連接層的制備中,優(yōu)選的溶劑選自醇,特別是甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、水、質(zhì)子惰性的溶劑,特別是PGMEA(1-甲氧基-2-乙酸丙酯)、丙酮或乙酸乙酯。特別優(yōu)選的溶劑選自醇,特別是2-丙醇和2-甲基-1-丙醇。
在連接層的制備中,用于溶膠凝膠反應(yīng)的優(yōu)選活化劑選自酸和堿,特別是TMAH(四甲基氫氧化銨)、甲酸、鹽酸和硫酸。還優(yōu)選的活化劑為路易斯酸或路易斯堿,有機(jī)金屬化合物例如三丁基錫或含氟化合物,例如TBAF(四丁基氟化銨)或氟化銫。特別優(yōu)選的活化劑為TMAH、TBAF和硫酸。
特別優(yōu)選地,在根據(jù)本發(fā)明的連接層中,每個(gè)R1彼此獨(dú)立地表示H或C1-C3烷基,和/或R2、R3、R4、R5、R6和R7各自彼此獨(dú)立地表示C1-C3烷基或氟化C1-C3烷基。
出人意料地,根據(jù)本發(fā)明的晶片-載體-結(jié)構(gòu)可以非常容易的并且特別無需較大機(jī)械應(yīng)力即可使晶片重新分離。在分離之后能夠例如以化學(xué)方式除去溶膠凝膠層。
根據(jù)本發(fā)明使用的溶膠凝膠層的優(yōu)點(diǎn)在于,溶膠凝膠層的性能通??梢耘c要求相適應(yīng)。優(yōu)選在≤450℃的條件下耐熱而無化學(xué)變化的溶膠凝膠層。根據(jù)本發(fā)明使用的溶膠凝膠層基于硅,因此與彈性體(特別是基于硅的彈性體)良好相容。此外,根據(jù)本發(fā)明使用的連接層成本低廉并且無毒性。在聚合之后,溶膠凝膠層在長時(shí)間內(nèi)化學(xué)穩(wěn)定。由于所使用的單體,溶膠凝膠層可以被容易地引入典型的晶片制造過程,因?yàn)槠淅缈梢杂闪黧w制得。
優(yōu)選這樣的根據(jù)本發(fā)明的晶片-載體-結(jié)構(gòu):其中單體(1)的物質(zhì)量與單體(2)、(3)和(4)的總物質(zhì)量的比例為0.032(1:31.25)至1.6(1.6:1),優(yōu)選0.05至1(1:20至1:1),特別優(yōu)選0.064至0.5(1:15.63至0.5:1)。
通過所述物質(zhì)量比例,特別是優(yōu)選的變體形式,能夠形成用于根據(jù)本發(fā)明的晶片-載體-結(jié)構(gòu)的特別合適的連接層。
優(yōu)選這樣的根據(jù)本發(fā)明的晶片-載體-結(jié)構(gòu):其中連接層的層厚度為10nm至200nm,優(yōu)選20nm至150nm,特別優(yōu)選30nm至100nm。
所述優(yōu)選的層厚度能夠?qū)崿F(xiàn)載體系統(tǒng)與晶片的特別無應(yīng)力的分離。
優(yōu)選這樣的根據(jù)本發(fā)明的晶片-載體-結(jié)構(gòu):其中彈性體層為有機(jī)硅層。
優(yōu)選地,彈性體層(即由彈性體制成的層)為由選自如下的材料制成的層:甲基硅酮、苯基硅酮、環(huán)氧烷基硅酮、環(huán)氧芳烷基硅酮或具有混合官能團(tuán)的硅酮(例如甲基苯基硅酮);具有至少一個(gè)上述官能團(tuán)的通過烷基(催化)交聯(lián)的硅酮彈性體及其與硅酮樹脂的混合物,所有材料分別具有或不具有填料。
優(yōu)選地,彈性體層具有40至100,優(yōu)選45至90,更優(yōu)選50至80,特別優(yōu)選55至75的肖氏A硬度。肖氏硬度根據(jù)DIN 53505-A-87確定。
優(yōu)選這樣的根據(jù)本發(fā)明的晶片-載體-結(jié)構(gòu),其中所述結(jié)構(gòu)中的具有最小粘合力的表面為連接層和彈性體層之間的分界面。在根據(jù)測量實(shí)施例1確定粘合力時(shí),所述分界面也是沿其進(jìn)行分離的優(yōu)選表面。
本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)DIN EN ISO 4618:2007-03確定各個(gè)層之間的粘合力(粘合強(qiáng)度),其被定義為“涂層及其基底之間的總結(jié)合力”。優(yōu)選根據(jù)測量實(shí)施例1確定造成最小粘合力表面(充當(dāng)分界面)的層之間的粘合力。
所述特別優(yōu)選的根據(jù)本發(fā)明的晶片-載體-結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于,由于彈性體材料的性能(柔性、伸展性),能夠?qū)崿F(xiàn)彈性體層和晶片上的連接層之間的理想結(jié)合。特別地,在分離根據(jù)本發(fā)明的晶片-載體-結(jié)構(gòu)時(shí),連接層和彈性體層之間的粘合強(qiáng)度允許彈性體材料與連接層完全脫離。優(yōu)選以機(jī)械方式進(jìn)行分離。
優(yōu)選這樣的根據(jù)本發(fā)明的晶片-載體-結(jié)構(gòu),其中晶片在面對連接層的側(cè)面(正面)上具有電子構(gòu)件。
優(yōu)選這樣的根據(jù)本發(fā)明的晶片-載體-結(jié)構(gòu):其中載體為玻璃板或第二晶片。
當(dāng)選擇合適的玻璃板或合適的晶片時(shí),能夠使載體和待加工晶片(第一晶片)的熱膨脹系數(shù)彼此適應(yīng),使得在根據(jù)本發(fā)明的晶片-載體-結(jié)構(gòu)中,即使當(dāng)系統(tǒng)被加熱時(shí)也不產(chǎn)生應(yīng)力或僅產(chǎn)生極小的應(yīng)力,也不會(huì)由于機(jī)械負(fù)載而遭受發(fā)熱。
本發(fā)明的一部分還涉及根據(jù)本發(fā)明的晶片-載體-結(jié)構(gòu)的覆層晶片,其中涂層為如上限定的連接層。
所述覆層晶片可以用作根據(jù)本發(fā)明的晶片-載體-結(jié)構(gòu)的前體,其中將如上限定的載體系統(tǒng)施加至連接層上。
優(yōu)選這樣的根據(jù)本發(fā)明的覆層晶片,其中連接層在背對晶片的側(cè)面上具有≥80°,優(yōu)選≥83°的靜態(tài)水邊緣角和/或15mJ/m2-25mJ/m2的表面能。
本發(fā)明的一部分還涉及如上限定的連接層用于制備根據(jù)本發(fā)明的晶片-載體-結(jié)構(gòu)或根據(jù)本發(fā)明的覆層晶片的用途。
本發(fā)明的一部分還涉及用于加工晶片背面的方法,包括如下步驟:
a)準(zhǔn)備根據(jù)本發(fā)明的晶片-載體-結(jié)構(gòu),
b)加工晶片背面,和
c)沿著彈性體層和連接層之間的分界面以機(jī)械方式分離晶片-載體-結(jié)構(gòu)。
晶片背面的加工可以特別是:金屬化、打薄、TSV(硅通孔技術(shù))、光刻技術(shù)。
用于根據(jù)本發(fā)明的方法的機(jī)械分離優(yōu)選如下進(jìn)行:
通過真空或以機(jī)械方式固定晶片-載體-結(jié)構(gòu)的兩側(cè),從一側(cè)開始提起載體側(cè)面的柔性固定物,因此使載體與晶片脫離。如在WO002010072826A2中所述地(特別是如圖3和相關(guān)文字所述)進(jìn)行所述過程。
優(yōu)選這樣的根據(jù)本發(fā)明的方法:其中在步驟c)之后以化學(xué)方式從晶片上除去連接層。
原則上可以使用任何合適的試劑進(jìn)行化學(xué)除去。需要注意的是,可靠地除去連接層,而晶片和特別是晶片上可能存在的電子構(gòu)件不受影響。
用于化學(xué)除去連接層的合適的試劑為強(qiáng)酸和堿及提供氟離子的化合物,例如TBAF、CsF、HF或KHF2。
為了化學(xué)除去連接層,特別優(yōu)選的是四丁基氟化銨(TBAF)。
已知TBAF用于大量應(yīng)用,但是迄今尚未用于本文推薦的特定應(yīng)用。例如已知TBAF作為用于除去含甲硅烷基的保護(hù)基團(tuán)的試劑,在溶膠凝膠體系的制備中作為活化劑/催化劑,作為硅酮去除劑并且作為相轉(zhuǎn)移催化劑。特別關(guān)于本發(fā)明,迄今尚沒有公開在溶膠凝膠層上的適用性。
為了調(diào)節(jié)連接層的合適的表面能,本領(lǐng)域技術(shù)人員采用如下一種或多種手段。
純結(jié)構(gòu)化劑(例如四乙氧基硅烷(TEOS))與用烷基改性的硅烷(改性劑)(例如甲基三甲氧基硅烷或苯基三甲氧基硅烷)的比例在較大程度上決定表面能,因此決定在中間層和彈性體之間所產(chǎn)生的粘合力。改性劑的含量越高,實(shí)現(xiàn)的表面能越低。當(dāng)用具有較大烷基(例如十六烷基三甲氧基硅烷)或氟化烷基的硅烷代替或補(bǔ)充改性劑時(shí),可以進(jìn)一步降低表面能。
通過選擇合適的活化劑及其用量,不僅可以影響混合物活化之前的時(shí)間而且可以影響儲(chǔ)存穩(wěn)定性。在此,活化劑含量越低,混合物活化所需的時(shí)間越長,但是儲(chǔ)存穩(wěn)定性顯著升高。通過降低活化劑用量,還可以影響所產(chǎn)生的表面能:當(dāng)加入較少活化劑時(shí),表面能降低?;罨瘎┑倪x擇也影響所產(chǎn)生的粘合力,相比于基于TMAH的活化劑,基于酸的活化劑(例如硫酸)實(shí)現(xiàn)的粘合力升高至多35%。相反,在使用TBAF等摩爾量替代TMAH時(shí),粘合力幾乎不變。作為活化劑,可以使用無機(jī)酸和有機(jī)酸,無機(jī)堿和有機(jī)堿,路易斯酸和路易斯堿,和分離氟離子的化合物。
連接層固化過程中的溫度也起著重要作用。當(dāng)選擇過低溫度時(shí),不能進(jìn)行充分交聯(lián),所產(chǎn)生的粘合力過高使得無法溫柔地分離載體和設(shè)備晶片。在約165℃下粘合力達(dá)到最小,然后在超過200℃時(shí)再次升高。
附圖說明
圖1示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的晶片-載體-結(jié)構(gòu)的形成。其中附圖標(biāo)記表示:
1 晶片(任選具有電子構(gòu)件)
2 連接層前體(流體態(tài))
3 連接層
4 彈性體(尚未固化)
5 彈性體層
7 載體
圖2示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明的晶片-載體-結(jié)構(gòu)的分離。在此,附圖標(biāo)記具有與圖1相同的含義。此外附圖標(biāo)記表示
9第二載體
具體實(shí)施方式
在圖1a)中,首先在晶片1的正面上涂布用于連接層3(溶膠凝膠層)的流體態(tài)單體2。用于彈性體層5的材料4最初仍然為流體態(tài)/液態(tài)。
在圖1的步驟b)中,通過交聯(lián)形成溶膠凝膠層3。在通常情況下通過熱作用而進(jìn)行。
圖1c)以完成形式顯示了根據(jù)本發(fā)明的晶片-載體-結(jié)構(gòu)1、3、5,其中由圖1b)開始首先施加用于彈性體層4的材料。然后將載體7放置在尚未(完全)固化的彈性體層上,然后在用于彈性體層4的材料中固化成彈性體層5。
在圖2a)中將已經(jīng)打薄的晶片1施加在第二載體9上。根據(jù)圖2b)以機(jī)械方式使載體7和彈性體層與連接層分離。圖2c)中示意性地顯示了以化學(xué)方式從晶片上除去(清潔)連接層3。同時(shí)也可以同樣以化學(xué)方式從載體7上除去彈性體層5的殘余。
實(shí)施例
測量實(shí)施例
測量實(shí)施例1:確定連接層和彈性體層之間的粘合力
將根據(jù)圖1c)結(jié)合的晶片引入根據(jù)圖3的裝置和結(jié)構(gòu),并且通過真空固定至上方保持板和下方保持板。在圖3中附圖標(biāo)記表示:
1 上方保持板
2 上方真空供應(yīng)裝置
3 載體
4 彈性體
5 具有連接層的設(shè)備晶片(直徑300mm)
6 下方真空板
7 下方保持板
8 端點(diǎn)
9 真空供應(yīng)裝置
上方保持板設(shè)計(jì)為柔性的并且由彈性模量為2.2-2.4GPa的聚碳酸酯(商標(biāo)名Bayer AG)制成。板的厚度為5mm,寬度為340mm,長度為400mm。保持板被設(shè)置成在超出晶片(直徑300mm)的長邊上進(jìn)行力的引入。
在測量力之前,通過在箭頭方向上升高上方保持板的自由端使得晶片堆疊分離直至晶片的一半,使得此時(shí)在晶片上橫向延伸的分離前沿具有最大長度。隨著分離前沿的進(jìn)一步移動(dòng),有效自由杠桿臂長度變長,因此在測量點(diǎn)上沿著箭頭方向測量的力也變大。測量的最大拉力被用作測量值,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)在約245mm的有效作用的杠桿臂長度下得到所述最大拉力。杠桿臂上的施力點(diǎn)離晶片邊緣95mm。對于具有不同于300mm的其它直徑的晶片,在確定粘合力時(shí)在300mm直徑的晶片上進(jìn)行換算,其中本領(lǐng)域技術(shù)人員不僅使用改變的杠桿長度而且使用改變的分離前沿長度進(jìn)行計(jì)算。
測量實(shí)施例2:水邊緣角的確定
根據(jù)DIN 55660-2:2011-12確定靜態(tài)水邊緣角。
測量實(shí)施例3:表面能的確定
根據(jù)DIN 55660-2:2011-12確定表面能(自由表面能)。
測量實(shí)施例4:水滾動(dòng)角的確定
將晶片固定在斜板上。然后將水滴(去離子并且過濾顆粒(0.22μm),水-Millipore,Milli-Q)分別以50μL、25μL或10μL施加在晶片上。確定水滴開始緩慢移動(dòng)時(shí)的角度。每個(gè)水滴尺寸總共進(jìn)行三次測量。在經(jīng)固化連接層上,對于50μL的水滴,優(yōu)選的值為10°-13°,和/或?qū)τ?5μL的水滴,優(yōu)選的值為18°-25°,和/或?qū)τ?0μL的水滴,優(yōu)選的值為28°-55°。
如有疑問,如測量實(shí)施例中特別針對25μL所述確定水滾動(dòng)角。
實(shí)施例
實(shí)施例1:
-混合異丙醇(IPA,99.8%,Carl Roth)(97.75體積%)、四乙氧基硅烷(TEOS,≥99.0%,Sigma-Aldrich)(0.5體積%)和甲基三甲氧基硅烷(MTMS,≥98.0%,Sigma-Aldrich)(1.5體積%)。然后加入活化劑(布朗斯臺德酸或布朗斯臺德堿、路易斯酸或路易斯堿,或氟離子給體),此處為0.25體積%的四甲基氫氧化銨(在水中2.38重量%的TMAH,Micro Chemicals)。
-在使用之前通過浸漬涂布檢查活性。為此,將新的未處理的硅晶片的細(xì)長(約1x5cm)片段短暫浸泡在溶液中。如果在干燥前體時(shí)形成層,則溶液適合旋轉(zhuǎn)涂布。取決于濃度和活化劑含量,活化之前的時(shí)間為數(shù)分鐘至數(shù)天。
-用前體完全覆蓋待處理的晶片(對于200mm的晶片約10mL,對于300mm的晶片約20mL),約30秒的停留時(shí)間之后以1000rpm離心脫水20秒。
-然后將仍然潮濕的層在165℃下調(diào)溫10分鐘,因此將層厚度從最初的60-80nm降低至40-60nm,并且使層固化。此時(shí)水滾動(dòng)角(50μm水滴)為10°-13°,水接觸角(10μm水滴,靜態(tài))為95°-105°。
-用加合交聯(lián)的硅酮粘合劑涂布第二硅晶片,并且在結(jié)合室中在低壓(約0.3mbar)下通過“無力結(jié)合”(如WO 2010/061004A1中所述)使兩個(gè)晶片結(jié)合。
-硅酮粘合劑固化10分鐘之后,晶片堆疊可以經(jīng)受其它過程。
-從一個(gè)位置開始分離晶片堆疊,即,使晶片的一小部分與其它部分脫離。然后使固定在真空板上的下方晶片與第二真空板分離。溶膠凝膠層保留在設(shè)備晶片上,所述分離在溶膠凝膠脫離層和硅酮粘合劑之間進(jìn)行。
-為了除去該層,伴隨搖擺運(yùn)動(dòng)(攪拌浸漬)將晶片放置在2.5重量%的四丁基氟化銨(TBAF,97%,Sigma-Aldrich)的甲基異丁酮(MIBK)溶液中10-20分鐘,然后用異丙醇清洗。
替代性地,將設(shè)置有溶膠凝膠層的晶片切成4乘4厘米大的塊,并且將所述塊放置在蝕刻溶液中(靜態(tài)浸漬)。靜態(tài)浸漬的值小于攪拌浸漬的值,因此不能直接對比。
-該層耐受有機(jī)溶劑,例如丙酮、異丙醇、MIBK、汽油;而且耐受水、芳族烴和氯化烴。只有有機(jī)溶劑和溶解在其中的蝕刻劑(TBAF)的組合才能實(shí)現(xiàn)去除。
實(shí)施例2:用于連接層的替代性混合物
-94.15體積%的IPA
-2.5體積%的TEOS
-2.5體積%的MTMS
-0.6體積%的水(H2O)
-0.25體積%的鹽酸(HClaq,由1M測量溶液稀釋0.95重量%,Carl Roth)
實(shí)施例3:用于連接層的替代性混合物
-97.25體積%的異丙醇
-0.5體積%的TEOS
-1體積%的MTMS
-1體積%的十六烷基三甲氧基硅烷(HDTMS,ABCR Research Chemicals)[16415-12-6]或
1H,1H,2H,2H-全氟辛基三乙氧基硅烷(FAS,ABCR Research Chemicals)[51851-37-7]
-0.25體積%的TMAH
如果沒有另外聲明,實(shí)施例2和3中的化學(xué)試劑對應(yīng)于實(shí)施例1的化學(xué)試劑。
實(shí)施例4:水邊緣角
根據(jù)測量實(shí)施例2和3,對于實(shí)施例1至3的層,在固化之后測得如下值(表1)。
實(shí)施例5:攪拌浸漬
將設(shè)置有溶膠凝膠層的300mm(直徑)大的晶片固定至搖擺板,并且提供300mL的清洗溶液。所使用的清洗溶液顯示在圖4中。在清洗程序之前和之后用干涉儀確定溶膠凝膠層的層厚度,根據(jù)下式通過作用時(shí)間和層厚度減小值確定蝕刻速度:
蝕刻速度=層厚度減小值/時(shí)間
發(fā)現(xiàn)通常的含TBAF的溶液優(yōu)選作為清洗劑。
實(shí)施例6:靜態(tài)浸漬
將4乘4厘米大的設(shè)置有溶膠凝膠層的晶片塊放置在50mL的蝕刻溶液中。此時(shí)溶液無需移動(dòng)。根據(jù)實(shí)施例5中提供的方程確定蝕刻速度。由于溶液沒有移動(dòng),得到比攪拌浸漬(實(shí)施例5)更低的蝕刻速度。