[发明专利]晶片接合结构、晶片接合方法、晶片剥离方法及装置

说明书

本发明公开了晶片接合结构、晶片接合方法、晶片剥离方法及装置，所述晶片接合结构包括：晶片；基板，采用可透过紫外激光的材料；粘合层，包含通过紫外线或热固化的有机材料，涂覆于晶片表面；以及释放层，包含吸收紫外激光而分解的材料，涂覆于基板表面，并且与粘合层接合。所述晶片剥离方法包括步骤：将紫外激光束由高斯分布的圆形光斑整形为平顶分布的矩形光斑；以及采用整形得到的平顶分布的矩形光斑扫描释放层，通过释放层材料对紫外激光的吸收使释放层材料分解，实现晶片与基板的分离。本发明所述晶片接合结构方便实现晶片与基板的分离。本发明所述晶片剥离方法可以显著提高晶片的加工质量和生产良率。

技术领域

本发明涉及半导体加工技术领域，尤其涉及一种晶片接合结构、晶片接合方法、晶片剥离方法及装置。

背景技术

集成电路封装是半导体产业链中的核心环节之一，近年来，叠层芯片封装逐渐成为技术发展的主流。叠层芯片封装技术，简称3D封装，是指在不改变封装体尺寸的前提下，在同一个封装体内于垂直方向叠放两个以上芯片的封装技术，它起源于快闪存储器(NOR/NAND)及SDRAM的叠层封装。

随着对于大规模集成、高密度封装的需求日渐提高，堆叠中所用各层芯片的厚度不可避免的需要被减薄，目前较为先进的叠层封装的芯片厚度都在100um以下，对于一些应用，硅晶片/芯片被后侧研磨并抛光到50um甚至更薄。虽然单晶硅具有非常高的机械强度，但在降低厚度的过程中，硅晶片的脆性会增加，减薄后的硅晶片在后续的加工过程中十分容易弯折或断裂，这对于自动化设备提出了较大的挑战。

针对上述问题，在现有技术中，通过将被加工的晶片粘着固定在基板上，以增强晶片在加工过程中的机械强度，在晶片加工完成之后，再将晶片与基板剥离。现有技术中，常用的晶片与基板剥离的方法有以下几种：

化学方式：将硅酮粘着剂(silicone adhesive)用作粘着层，浸渍于可将硅酮树脂溶解或分解的化学物品来使基板和晶片剥离，这一方式中，溶剂必须通过粘滞性聚合物介质扩散过很大的距离来实现脱粘，通常需要较长的时间才能完成晶片与基板的分离，在实际加工中会导致生产力降低；

热机械方式：将热熔性烃类化合物作为粘着层，在加热熔融状态下进行粘合/剥离操作，该项技术由于只需通过加热进行控制，操作简便，但是由于在对晶片进行背侧加工时经常会涉及到高于甚至300度的工作温度，这就需要用于剥离的聚合物在该工作温度下或附近既不会分解也不会过度软化，否则在加工的过程中晶片就可能与基板分离；同时，高温由于热膨胀会对粘合的成对器件施加大量的应力，以及在将晶片从基板上移走所进行的滑动、抬升或扭曲等操作也会形成附加的应力，这就容易在剥离过程中造成晶片的断裂或其上微观电路的损坏；

热分解方式：粘合的晶片与基板被加热到粘合层聚合物的分解温度以上，使得聚合物分解挥发从而分离开晶片和基板，这一方式所需要的温度也较高，高温条件下晶片易碎，且当聚合物分解时产生气体，这些气体可能会在粘合剂块件被移除之前陷入到晶片和基板之间，气体的累计会在晶片与基板的缝隙中形成气泡甚至引起晶片炸裂，与此同时，聚合物分解时常伴有难以处理的碳化残留物的形成，这些物质也给后续的清洗操作带来困难。

由于以上剥离方式的局限性，需要开发新的晶片与基板的剥离方式，以提高晶片的产量和生产效率，并减少或消除晶片断裂和内部器件受损的几率。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种晶片接合结构、晶片接合方法、晶片剥离方法及装置，从而克服现有技术中的晶片剥离方法存在晶片产率较低和生产效率低的问题。

本发明的技术方案如下：

本发明提供了一种晶片接合结构，其中，包括：晶片；基板，采用可透过紫外激光的材料；粘合层，包含通过紫外线或热固化的有机材料，涂覆于晶片表面；以及释放层，包含吸收紫外激光而分解的材料，涂覆于基板表面，并且与粘合层接合。