一种晶圆临时键合方法技术

本申请公开一种晶圆临时键合方法，包括：提供并清洗器件晶圆和载片；在所述载片和/或所述器件晶圆上滴液体；利用所述液体的表面张力将所述载片和所述器件晶圆形成键合体；对所述键合体中的器件晶圆进行背面工艺处理；将所述载片与所述器件晶圆解键合。本发明专利技术提供的晶圆临时键合方法，利用液体的表面张力效应直接将器件晶圆和载片临时键合在一起，不需要高温处理或烘干等工艺，从而减少了晶圆临时键合的工艺步骤，同时能够避免高温处理或烘干工艺对晶圆造成的翘曲，降低了晶圆翘曲的风险。

【技术实现步骤摘要】
一种晶圆临时键合方法
本专利技术属于半导体制作
，尤其涉及一种晶圆临时键合方法。
技术介绍
随着半导体新品对各种元器件集成度和功能的要求越来越高，传统的二维集成电路已经难以满足需求，因此，新的技术，三维集成电路(3DIC)应运而生，其主要原理就是通过将晶圆和晶圆(WafertoWafer)或芯片和晶圆(ChiptoWafer)上下层层堆叠的方式来提高芯片或各种电子元器件的集成度。在3DIC工艺中，需要对晶圆进行减薄，一是为了减少封装厚度，二是通过减薄来暴露出用于链接上下两晶圆的通孔(Via)金属塞。但超薄器件的晶圆，由于其机械强度的降低以及翘曲度或弯曲度的增加，普通的半导体设备几乎难以完成支撑和传输动作，碎片率非常高。为了解决这种薄晶圆的支撑和传输问题，业界通常采用临时键合的工艺方法，其主要原理就是将晶圆临时键合在一直径相仿的载片上，利用该载片来实现对薄晶圆的支撑和传输，同时可以防止薄晶圆变形，在完成晶圆背面工艺后再将载片从薄晶圆上解离。但现有技术中的晶圆临时键合工艺步骤繁琐，容易造成晶圆翘曲。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种晶圆临时键合方法，以解决现有技术中圆键合工艺步骤繁琐，容易造成晶圆翘曲的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种晶圆临时键合方法，包括：提供并清洗器件晶圆和载片；在所述载片和/或所述器件晶圆上滴液体；利用所述液体的表面张力将所述载片和所述器件晶圆形成键合体；对所述键合体中的器件晶圆进行背面工艺处理；将所述载片与所述器件晶圆解键合。优选地，所述液体为去离子水。优选地，所述去离子水的量为0.05mL-0.1mL，包括端点值。优选地，所述在所述载片和/或所述器件晶圆上滴液体具体包括：采用吸管吸取去离子水；在所述载片和/或所述器件晶圆的中心位置滴所述去离子水。优选地，所述利用所述液体的表面张力将所述载片和所述器件晶圆形成键合体具体包括：将所述器件晶圆安放到所述载片上，并调整所述器件晶圆的位置；采用平板镊子在所述器件晶圆的表面均匀朝向所述载片施加压力，以调节所述器件晶圆的表面平整度。优选地，所述将所述载片与所述器件晶圆解键合具体包括：采用气体枪对所述键合体边缘吹，使得所述载片与所述器件晶圆分离。优选地，所述气体枪中的气体为惰性气体、氮气或惰性气体与氮气的混合气体。优选地，所述晶圆为硅片、锗片、绝缘体上硅或GaAs晶片。优选地，所述载片材料为玻璃、蓝宝石或硅中的任意一种。经由上述的技术方案可知，本专利技术提供的晶圆临时键合方法，利用液体的表面张力效应直接将器件晶圆和载片临时键合在一起，不需要高温处理或烘干等工艺，从而减少了晶圆临时键合的工艺步骤，同时能够避免高温处理或烘干工艺对晶圆造成的翘曲，降低了晶圆翘曲的风险。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种晶圆临时键合方法流程图；图2为本专利技术实施例提供的晶圆临时键合方法示意图；图3为液体液面分子受力情况示意图；图4为表面张力形成临时键合的原理示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。现有技术中典型的临时键合工艺流程为：将承载晶圆和/或器件晶圆旋转涂覆一层键合粘合剂，然后将两块晶圆转移至键合腔，并置于键合腔中央，提高温度后，在真空中进行键合。临时键合后，对器件晶圆进行背面加工，如减薄、蚀刻等，然后将器件晶圆从承载晶圆上剥离下来。该过程称为黏着键合。由于现有临时键合过程中，需要经过高温处理，经过高温处理过的晶圆会有不同程度的翘曲，晶圆翘曲度会直接影响到晶圆键合的质量，以及后续工艺质量。基于此，本专利技术提供一种晶圆临时键合方法，如图1所示，为本专利技术实施例提供的一种晶圆临时键合方法流程图；同时参见图2，图2为本专利技术实施例提供的晶圆临时键合方法示意图；其中图中标号释义为：1、载片；2、器件晶圆；3、液体；4、气体枪。如图1所示，所述晶圆临时键合方法包括：步骤S101：提供并清洗器件晶圆和载片；需要说明的是，本专利技术实施例中器件晶圆2为完成正面工艺的晶圆。本实施例中对器件晶圆2的表面材料不做限定，可以为半导体晶圆中的硅片、锗片、SOI(Silicon-On-Insulator，绝缘体上硅)或GaAs晶片，本实施例中对此不做限定；另外，本专利技术实施例中对器件晶圆2的键合面的平坦性也没有要求，器件晶圆2的表面可以是抛光面，也可以是非抛光面，还可以是经过现有技术中的常规工艺处理过的表面。本专利技术实施例中可选的，所述器件晶圆为4英寸(110)晶面的双抛硅晶圆片，且正面涂有光刻胶SPR955，涂胶的主转速为3000转/分钟，胶厚约600nm。本专利技术实施例中对载片的材料也不做限定，可以是玻璃、蓝宝石或硅中的任意一种，在本专利技术其他实施例中，所述载片还可以是其他材质的，只要能够与器件晶圆2之间通过液体的表面张力形成临时键合体即可。由于载片1对器件晶圆2起到承载作用，本实施例中可选的，当载片与器件晶圆均为圆形时，载片1的直径比器件晶圆2的直径大，从而使得器件晶圆2能够完全位于载片1上。可选的，针对器件晶圆2为4英寸晶圆时，载片1可选8英寸晶圆，本实施例中对此不做限定。为保证顺利键合，本实施例中器件晶圆2和载片1均为清洗过的，可选的，先将器件晶圆2和载片1漂洗，再用去离子水进行清洗，用氮气吹干，最后放在烘箱中彻底烘干水分，保证载片1和器件晶圆2表面清洁干燥，以便于后续滴液体后，在液体的表面张力作用下形成键合体。步骤S102：在所述载片和/或所述器件晶圆上滴液体；需要说明的是，本实施例中不限定在载片上或在器件晶圆上滴液体，还可以同时在器件晶圆和载片上滴液体，实际操作时，可以依据需求进行选择，如当液体需求量较少时，可以采用在载片或器件晶圆上滴液体；当液体需求量较大时，可以优选同时在载片和器件晶圆上滴液体。另外，本实施例中对液体3也不做限定，理论上只要液体3能够在载片1和器件晶圆上形成表面张力均可，本实施例中所述液体还可以优选为AMP-95(2-amino-2-methyl-1-propanol，2—氨基—2—甲基—1—丙醇)和AMP-95(10％)溶液，但由于其均呈强碱性，因此，只适用于有抗碱性材料覆盖的器件晶圆表面，例如器件晶圆表面覆盖有LPSiN薄膜时，可采用AMP-95溶液。另外，为了避免对操作人员造成伤害，优选为对人体无毒无害的液体，现有的液体中，醚类易挥发、刺激操作人员的眼睛；乙二醇之类的液体有毒性，可致死。而半导体工艺中还有易获取的乙醇、丙酮等液体，虽无毒性，但由于表面张力小且容易挥发，因此，可选的，本实施例中采用易获取、无毒性挥发、化学稳定性和温度稳定性较高的去离子水，经过验证，去离子水的表面张力随温度变化几乎没有明显变化，非常稳定，极适合于载片1和器件晶圆2的临时键合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种晶圆临时键合方法，其特征在于，包括：提供并清洗器件晶圆和载片；在所述载片和/或所述器件晶圆上滴液体；利用所述液体的表面张力将所述载片和所述器件晶圆形成键合体；对所述键合体中的器件晶圆进行背面工艺处理；将所述载片与所述器件晶圆解键合。

【技术特征摘要】
1.一种晶圆临时键合方法，其特征在于，包括：提供并清洗器件晶圆和载片；在所述载片和/或所述器件晶圆上滴液体；利用所述液体的表面张力将所述载片和所述器件晶圆形成键合体；对所述键合体中的器件晶圆进行背面工艺处理；将所述载片与所述器件晶圆解键合。2.根据权利要求1所述的晶圆临时键合方法，其特征在于，所述液体为去离子水。3.根据权利要求2所述的晶圆临时键合方法，其特征在于，所述去离子水的量为0.05mL-0.1mL，包括端点值。4.根据权利要求3所述的晶圆临时键合方法，其特征在于，所述在所述载片和/或所述器件晶圆上滴液体具体包括：采用吸管吸取去离子水；在所述载片和/或所述器件晶圆的中心位置滴所述去离子水。5.根据权利要求1所述的晶圆临时键合方法，其特征在于，所述利用所述液体的表面张...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘艳松，赵超，丁明正，李俊峰，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11