一種晶圓臨時鍵合方法
【專利摘要】本發明公開了一種晶圓臨時鍵合方法，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鍵合膠；將支撐片的表面進行粗糙化處理；將所述支撐片的粗糙后表面與涂覆臨時鍵合膠后的所述晶圓的正面進行鍵合；對與所述支撐片進行鍵合后的所述晶圓的背面進行減薄，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鍵合膠。本發明的方法由于對支撐片的表面進行了粗糙化處理，所以增大了臨時鍵合膠與支撐片的接觸面積，實現了對臨時鍵合膠的嵌套和固定，防止了臨時鍵合膠在高溫下出現滑動和偏移的現象。
【專利說明】—種晶圓臨時鍵合方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及半導體制造領域，尤其涉及一種晶圓臨時鍵合方法。
【背景技術】
[0002]在半導體三維集成技術中，為了滿足器件的要求，需要將硅片減薄到一定的厚度來實現硅通孔(TSV)的上下互連。TSV結構的制作方式一般包括如下步驟=(I)TSV的深孔刻蝕，即采用DRIE(深反應離子刻蝕)工藝制備出高深寬比結構的TSV ；(2)TSV的深孔電鍍，即通過在深孔的側壁上依次沉積絕緣層、擴散阻擋層以及種子層來進行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的器件，其中根據實際的工藝需求，可以采用CMOS工藝、MEMS工藝、雙極工藝等來完成晶圓正面上的布線和相關器件的制備；(4)在支撐片上涂覆干刻蝕型苯丙環丁烯(BCB)并使所述干刻蝕型苯丙環丁烯進行固化；(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鍵合膠，將所述支撐片和所述晶圓進行臨時鍵合；(6)對所述晶圓進行背面減薄和拋光，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、臨時鍵合膠以及所述干刻蝕型苯丙環丁烯。
[0003]但是，上述臨時鍵合膠具有以下兩個問題:一是當晶圓和支撐片進行臨時鍵合時，臨時鍵合膠由于鍵合溫度高而出現軟化，最后導致晶圓和支撐片存在一定的滑動偏移，這種偏移在后續的減薄過程中容易導致晶圓邊緣破裂；第二個問題是當減薄后的晶圓與其他晶圓進行凸點鍵合時，由于臨時鍵合膠的流動性，導致凸點與凸點之間的鍵合出現一定的位移偏差，影響器件的性能。
[0004]此外，利用BCB輔助鍵合來實現硅通孔封裝的制作，其鍵合強度雖然高，但是這種鍵合方式中的BCB不容易去除。當帶有BCB的臨時鍵合片被去鍵合之后，由于BCB和臨時鍵合膠之間的粘附性能，在BCB表面會殘留部分臨時鍵合膠。因此，臨時鍵合片很難繼續使用。
【發明內容】
[0005]本發明提供一種晶圓臨時鍵合方法，其能夠克服現有技術中的上述缺陷。
[0006]本發明提供一種晶圓臨時鍵合方法，該方法包括:將支撐片的表面進行粗糙化處理；將所述支撐片的粗糙后的表面與所述晶圓的正面進行鍵合。本發明的晶圓臨時鍵合方法通過將支撐片的表面進行粗糙化處理后進行臨時鍵合，增大了臨時鍵合膠與支撐片的接觸面積，實現了對臨時鍵合膠的嵌套和固定，防止了臨時鍵合膠在高溫下出現滑動和偏移的現象。而且本發明的方法不利用BCB輔助鍵合，省去了涂覆及固化BCB層的步驟，降低了生產成本。此外，支撐片被去鍵合之后，可以作為模具反復使用，有效提高支撐片的利用率，大大降低了晶圓制作成本。
[0007]優選地，使用臨時鍵合膠將所述支撐片的粗糙后表面與所述晶圓的正面進行鍵合；所述臨時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]優選地，本發明的方法進一步包括:對與所述支撐片進行鍵合后的所述晶圓的背面進行減薄，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]優選地，本發明的方法進一步包括:移除所述支撐片；以及去除所述晶圓上的所述臨時鍵合膠。
[0010]優選地，所述將支撐片的表面進行粗糙化處理包括:在所述支撐片的表面上形成任意形狀的溝槽。
[0011]優選地，所述臨時鍵合膠的厚度根據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確定。
[0012]優選地，通過干法刻蝕、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]優選地，所述溝槽為環形溝槽、錐形溝槽、矩形溝槽中的至少一者。
[0014]優選地，所述支撐片由玻璃、硅或者其他材料中的任意一者形成。
[0015]優選地，將所述支撐片的粗糙后的表面與所述晶圓的正面進行鍵合的溫度低于所述臨時鍵合膠的軟化溫度。
[0016]通過采用上述技術方案，由于對支撐片的表面進行了粗糙化處理，所以增大了臨時鍵合膠與支撐片的接觸面積 ，實現了對臨時鍵合膠的嵌套和固定，防止了臨時鍵合膠在高溫下出現滑動和偏移的現象。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，臨時鍵合膠更容易去除干凈，支撐片可以作為模具反復使用，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】
【附圖說明】
[0017]附圖是用來提供對本發明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與下面的【具體實施方式】一起用于解釋本發明，但并不構成對本發明的限制。在附圖中:
[0018]圖1至圖5示出了根據本發明的晶圓制備方法的流程剖面圖。
[0019]附圖標記說明
[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臨時鍵合膠
[0023]7背面制備工藝
【具體實施方式】
[0024]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0025]其次，本發明結合示意圖進行詳細描述，在詳述本發明實施例時，為便于說明，所述示意圖只是示例，其在此不應限制本發明保護的范圍。
[0026]本發明提供一種晶圓臨時鍵合方法，該方法包括:將支撐片的表面進行粗糙化處理；將所述支撐片的粗糙后的表面與所述晶圓的正面進行鍵合。優選地，使用臨時鍵合膠將所述支撐片的粗糙后表面與所述晶圓的正面進行鍵合；所述臨時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。由于對支撐片的表面進行了粗糙化處理，所以增大了臨時鍵合膠與支撐片的接觸面積，實現了對臨時鍵合膠的嵌套和固定，防止了臨時鍵合膠在高溫下出現滑動和偏移的現象。
[0027]優選地，所述晶圓已完成硅通孔和正面制備工藝。此外，本發明的方法優選地進一步包括:對與所述支撐片進行鍵合后的所述晶圓的背面進行減薄，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，所以不對此進行詳細描述。本領域技術人員可以采用本領域中的任意恰當的制備工藝來形成晶圓正面、背面上的器件和布線。
[0028]優選地，本發明的方法進一步包括:移除所述支撐片；以及去除所述晶圓上的所述臨時鍵合膠。
[0029]優選地，所述將支撐片的表面進行粗糙化處理包括:在所述支撐片的表面上形成任意形狀的溝槽。可以通過干法刻蝕、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形溝槽、錐形溝槽、矩形溝槽。優選地，所述支撐片由玻璃、硅或者其他任何適合的材料形成。
[0030]優選地，所述臨時鍵合膠的厚度根據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確定。優選地，將所述支撐片的粗糙后的表面與所述晶圓的正面進行鍵合的溫度低于所述臨時鍵合膠的軟化溫度，以避免臨時鍵合膠軟產生滑動偏移。
[0031]下面參照圖1至5描述根據本發明一種實施方式的晶圓臨時鍵合方法。在采用根據本發明的方法制備晶圓時，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可以包括通過采用CMOS工藝、MEMS工藝、雙極工藝等半導體制備工藝在晶圓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的正面上涂覆臨時鍵合膠6。
[0033]然后，如圖3所示，將支撐片I的表面進行粗糙化處理。而且，在進行表面粗糙化處理之前可以首先清洗支撐片I。優選地，所述將支撐片I的表面進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鍵合膠6后的晶圓3的正面進行鍵合，之后對與支撐片I進行鍵合后的晶圓3的背面進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]優選地，臨時鍵合膠6的厚度根據晶圓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的表面粗糙程度來確定，也即臨時鍵合膠6的厚度優選大于晶圓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。對所述支撐片I的粗糙后表面與涂覆臨時鍵合膠6后的所述晶圓3的正面進行鍵合的溫度首選低于所述臨時鍵合膠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上的所述臨時鍵合膠6，得到如圖5所示的剖面圖。
[0037]以上結合附圖詳細描述了本發明的優選實施方式，但是，本發明并不限于上述實施方式中的具體細節，在本發明的技術構思范圍內，可以對本發明的技術方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發明的保護范圍。
[0038]另外需要說明的是，在上述【具體實施方式】中所描述的各個具體技術特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合，為了避免不必要的重復，本發明對各種可能的組合方式不再另行說明。
[0039]此外，本發明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本發明的思想，其同樣應當視為本發明所公開的內容。
【權利要求】
1.一種晶圓臨時鍵合方法，該方法包括: 將支撐片的表面進行粗糙化處理； 將所述支撐片的粗糙后的表面與所述晶圓的正面進行鍵合。
2.根據權利要求1所述的晶圓臨時鍵合方法，其中，使用臨時鍵合膠將所述支撐片的粗糙后表面與所述晶圓的正面進行鍵合；以及 所述臨時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.根據權利要求1所述的晶圓臨時鍵合方法，該方法進一步包括: 對與所述支撐片進行鍵合后的所述晶圓的背面進行減薄，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.根據權利要求3所述的晶圓臨時鍵合方法，該方法進一步包括: 移除所述支撐片；以及 去除所述晶圓上的所述臨時鍵合膠。
5.根據權利要求1至4任一權利要求所述的晶圓臨時鍵合方法，其中，所述將支撐片的表面進行粗糙化處理包括:在所述支撐片的表面上形成任意形狀的溝槽。
6.根據權利要求2所述的晶圓臨時鍵合方法，其中，所述臨時鍵合膠的厚度根據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確定。
7.根據權利要求5所述的晶圓臨時鍵合方法，其中，通過干法刻蝕、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.根據權利要求5所述的晶圓臨時鍵合方法，其中，所述溝槽為環形溝槽、錐形溝槽、矩形溝槽中的至少一者。
9.根據權利要求5所述的晶圓臨時鍵合方法，其中，所述支撐片由玻璃或硅形成。
10.根據權利要求2所述的晶圓臨時鍵合方法，其中，將所述支撐片的粗糙后的表面與所述晶圓的正面進行鍵合的溫度低于所述臨時鍵合膠的軟化溫度。
【文檔編號】H01L21/60GK103794523SQ201410035388
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年1月24日 優先權日:2014年1月24日
【發明者】蔡堅, 魏體偉, 王謙 申請人:清華大學