[发明专利]一种晶圆拆键合工艺及系统

说明书

技术领域

本发明涉及微电子封装技术领域一种适合于在半导体部件的制造或处理过程中处理晶片的装置，具体涉及一种晶片拆键合的工艺及系统。

背景技术

以智能手机为代表的新型电子产品的出现，电子系统呈现越做越小，集成度越来越高，功能越做越多、越来越强的趋势。作为半导体制造工艺中的基本工艺之一，对晶圆的制造和随后的处理的技术要求也越来越高，薄器件晶圆以及薄芯片的处理成为了量产超薄产品的趋势，为解决其因为其超薄而导致的易损坏的特性，实践中大量使用临时键合和拆键合工艺。

临时键合与拆键合具有如下优势：首先，承载片晶圆为薄器件晶圆提供了机械上的支持保护，这样就可以通过标准器件晶圆制造厂的设备来进行背面工艺。对于超薄器件晶圆，可以实现器件晶圆级的工艺处理。因此，通过临时键合和拆键合技术，利用器件晶圆厂的每台设备都能够处理薄器件晶圆，而无需重新改装设备，而且不需特殊的夹具或器件晶圆盒。

临时键合技术解决了薄晶圆的拿持和工艺过程中的碎片问题，但是由于晶圆分离时的很多不稳定性因素，在晶圆分离时也存在着很大的碎片风险。目前晶圆分离的介质处理方式有激光处理、热处理和Zonebond等方式，但是都存在一定的缺陷。激光处理受限于载片晶圆必须是玻璃，所以使用场合有限；热处理因为加热使临时键合体产生一定的翘曲以及一定的热预算考虑，而被很多厂商冷落；Zonebond技术是目前较受欢迎的，但是缺点是拆键合前的预浸泡很长，从而影响了产率而不能实现量产。

现有技术中，美国专利US8267,143B2中提到，用激光处理使介质粘性降低后，然后利用向上的机械力将辅助物和晶圆分离；美国专利US 2012/0234407A1中提到，在降低介质粘性后，利用辅助物和产品晶圆相对的旋转以及向上的拉力，将辅助物和晶圆分离。

总而言之，减薄后的晶圆自身机械强度很低，无法承受晶圆分离过程中的粘性，使得晶圆分离碎片风险一直无法有效解决，而且随着晶圆减薄厚度的降低，拆键合面临的问题更多。

因此，针对上述技术问题，有必要提供一种新的机械式拆键合工艺及系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种晶圆拆键合工艺及系统，解决了现有传统薄器件晶圆拆键合前处理使用化学浸泡耗时长，产率低以及不环保等相关问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供的技术方案如下：

一种晶圆拆键合工艺，所述工艺包括以下步骤：

（1）    采用临时键合胶将器件晶圆与载片晶圆进行键合，形成临时键合体；

（2）    对临时键合体上的器件晶圆进行背面加工工序；

（3）    通过厚度测量装置测量得到临时键合胶所在的高度位置；

（4）    根据临时键合胶所在的高度位置将切割装置移动至器件晶圆与载片晶圆之间，使用切割装置对临时键合体中的边缘区域胶层进行切割，该切割装置为绷直的线状或者片状单元；

（5）    将载片晶圆从临时键合体上移除；

（6）清洗器件晶圆表面残留的临时键合胶。

与上述拆键合工艺相对应，本发明提出一种晶圆拆键合系统，所述系统包括：

厚度测量装置，用于测量得到临时键合胶所在的高度位置；

切割装置，用于对临时键合体中的边缘区域胶层进行切割；

夹持装置，用于夹持切割装置；

控制装置，用于控制切割装置的三维移动；

移除装置，用于将载片晶圆从临时键合体上移除；

上述切割装置为绷直的线状或者片状单元。

作为本发明的进一步改进，所述切割装置包括切割部及与所述切割部相连的夹持部，所述切割装置还包含用于加热切割部的加热单元。

上述绷直的线状或者片状单元可以是绷直的金属线或者金属片。

本发明的机械式拆键合工艺及系统采用区域键合(ZONEBOND)技术将器件晶圆和载片晶圆利用临时键合胶进行键合，采用切割装置将器件晶圆和载片晶圆组成的临时键合体外圈起粘结作用的临时键合胶进行切割，再将载片晶圆剥离，从而实现拆键合的制作工艺。

本发明解决了现有传统薄器件晶圆拆键合前处理使用化学浸泡耗时长、产率低以及不环保等问题，其临时键合及拆键合工艺简单、产率高且环保，有效地完成了三维封装的互连结构。

附图说明