用于3-DIC用途的可激光剥离的结合材料制造技术

本发明专利技术提供一种新型聚酮胺基组合物，其作为可激光剥离的组合物用于临时结合和激光脱结合工艺。本发明专利技术的组合物可以使用约300nm～约360nm的波长的各种UV激光脱结合，几乎或完全不留下碎片。由这些组合物形成的层具有良好的热稳定性并耐受半导体加工中使用的常规溶剂。该组合物还可以作为堆积层用于再分布层形成。成。成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于3
‑
D IC用途的可激光剥离的结合材料

技术介绍

[0001]相关申请
[0002]本申请要求2019年01月22日提交的题为“用于3
‑
D IC用途的可激光剥离的结合材料”的美国临时专利申请系列第62/795,092号的优先权，其通过引用全文纳入本文。
专利

[0003]本专利技术涉及在临时晶片结合工艺中使用的、或在再分布层形成期间作为堆积层使用的可激光剥离的组合物。
[0004]相关领域的描述
[0005]临时晶片结合(“TWB”)通常是指通过聚合物结合材料使器件晶片或微电子基材附着到载体晶片或基材上的工艺。在结合后，通常可以将器件晶片打薄至小于50μm和/或对其进行加工，以在其背面创建透硅通孔 (through
‑
silicon vias，“TSV”)、再分布层、接合焊盘和其他电路特征件。在对背面进行加工期间，载体晶片对脆弱的器件晶片进行支承，而该过程可能需要经受环境温度与高温(>250℃)之间的反复循环、晶片处理和转移步骤所带来的机械冲击、以及强大的机械力(例如在用于将器件晶片打薄的晶片背磨加工过程中施加的机械力)。当这样的加工全部完成后，通常将器件晶片连接到膜框架上，之后使其与载体晶片分离(即脱结合)并在进行进一步操作之前进行清洁。
[0006]大多数TWB工艺在器件基材和载体基材之间使用一层或两层。根据 TWB工艺，器件和载体基材可以通过多种分离方法进行分离，例如化学脱结合、热滑动脱结合、机械脱结合或激光脱结合，而后者正成为优选的脱结合方法。在单层激光脱结合体系的情况下，结合层响应来自激光或其他光源的辐照，导致该层本身分解，致使结构内的结合完整性丧失并允许其在不施加机械力的情况下分开。在双层激光脱结合体系的情况下，使用第二聚合物结合材料层，其通常与器件表面相邻。在后处理破坏激光敏感层并使结合晶片对进行分离后，容易从器件晶片表面清除第二层。
[0007]激光诱导的剥离材料可以在波长范围为紫外(如248nm、308nm和355nm) 到近红外(如1064nm)的激光波长下工作。激光剥离技术在剥离过程中带来高产量和低应力，能高效地处理薄基材，并且易于应用(即使是用大型面板)。需要一种可以用于封装领域的不同用途的激光剥离技术，不同用途例如有临时结合、扇出型晶片级封装、层压、使用透硅通孔(TSV)的2.5D/3D集成、系统级封装(“SiP”)、叠层封装(“PoP”)、以及其他异构集成基础架构。该技术要求具有高灵敏度的激光剥离材料，从而允许较低能量的应用、较短的脱结合时间以及脱结合后较少的碎片。
[0008]专利技术概述
[0009]本专利技术广义上包括一种临时结合方法，其包括提供一种堆叠体，所述堆叠体包含：
[0010]第一基材，其具有后表面和前表面；
[0011]结合层，其与前表面相邻；
[0012]第二基材，其具有第一表面；和
[0013]剥离层，其在第一表面与结合层之间，剥离层包含聚酮胺。使剥离层暴露于激光能量，以促进第一基材和第二基材的分离。
[0014]本专利技术还提供一种微电子结构，其包含：
[0015]第一基材，其具有后表面和前表面；
[0016]结合层，其与前表面相邻；
[0017]第二基材，其具有第一表面；和
[0018]剥离层，其在第一表面与结合层之间，剥离层包含聚酮胺。
[0019]在另一个实施方式中，本专利技术还提供一种形成剥离层的方法。该方法包括将一种组合物施加到包含玻璃或其他透明材料的基材表面上。该组合物包含溶解或分散在溶剂体系中的聚酮胺。在约60℃～约350℃的温度下加热该组合物，以形成剥离层。
[0020]在另一个实施方式中，本专利技术的方法包括在基材的表面上形成堆积层。该堆积层包含聚酮胺并具有远离基材的表面的上表面。上表面上形成有第一再分布层，并且任选地，第一再分布层上形成有一层或多层额外的再分布层。
[0021]在另一个实施方式中，本专利技术提供一种微电子结构，其包含具有表面的基材。堆积层在基材表面上，并且该堆积层包含聚酮胺并具有远离基材表面的上表面。上表面上有第一再分布层。
[0022]本专利技术的另一个实施方式提供一种聚合物，其包含重复单体
[0023][0024]其中，R1～R4中每一个：
[0025]可以相同或不同；并且
[0026]独立地选自氢、烷基、烷氧基、羟基和聚乙二醇链。
[0027]附图简要说明
[0028]附图(图)1为根据本专利技术的一个实施方式的临时结合方法的剖面示意图；
[0029]图2为显示根据本专利技术的另一个实施方式的再分布层形成的示意图；以及
[0030]图3为显示按实施例3确定的n值和k值的光谱图。
具体实施方式
[0031]本专利技术涉及新型可激光剥离的组合物或堆积组合物以及使用这些组合物的方法。
[0032]可激光剥离或堆积聚合物和组合物
[0033]1.聚酮胺
[0034]本专利技术使用的组合物包含聚酮胺(polyketanil)，其有时被称为聚酮亚胺。酮胺键是形成于酮基与胺基之间的键。该键优选包含与氮原子双键结合的碳原子。碳原子是双键的一部分，优选与两个其他的碳原子结合(其中一个或两者优选为芳香结构的一部分)，而氮原子是双键的一部分，优选与另一个碳原子结合，该另一个碳原子为芳香结构的一部分。
上述芳香结构优选为苯基。苯基的环成员可以是未取代的或取代的(如用
‑
NH2取代)。
[0035]在一个优选的实施方式中，本专利技术使用的聚酮胺由具有胺官能团和酮官能团的单体聚合而来。该单体还包含芳族部分，并且胺官能团和酮官能团均与该芳族部分结合。该单体的优选结构为：
[0036][0037]其中：
[0038]R1～R4中每一个可以相同或不同；以及
[0039]R1～R4中每一个选自氢、烷基(优选C1‑
C
10
且更优选C1‑
C6)、烷氧基(优选C1‑
C
10
且更优选C1‑
C6)、羟基和聚乙二醇链(优选C1‑
C
10
且更优选C1‑
C6)。
[0040]在一些实施方式中，R1～R4中的一个或多个优选为氢，这是因为太多或太大的取代基可能引起空间位阻，这可能会阻碍形成聚酮胺的反应。根据以上结构的特别优选的单体是4
’‑
氨基苯乙酮(即R1～R4中的每一个均为氢)。
[0041]本专利技术使用的优选的聚酮胺可以是聚合的或寡聚的，而在聚合或寡聚的情况下，单体应当吸收波长为约100nm～约500nm、更优选约300nm～约 400nm的光，从而赋予聚酮胺吸光性能。有利的是，由聚酮胺结构形成的亚胺结构提供中度到高度的共轭，提供UV波长下的强激光吸收。一种优选的聚酮胺具有以下结构：
[0042][0043]其中：
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种临时结合方法，其包括：提供一种堆叠体，其包含：第一基材，其具有后表面和前表面；结合层，其与所述前表面相邻；第二基材，其具有第一表面；和剥离层，其在所述第一表面与所述结合层之间，所述剥离层包含聚酮胺；以及使所述剥离层暴露于激光能量，以促进所述第一基材和第二基材的分离。2.如权利要求1所述的方法，其中，所述聚酮胺是交联的。3.如权利要求1所述的方法，其中，所述聚酮胺是包含胺官能团、酮官能团和芳族部分的单体的聚合物，其中，所述胺官能团和所述酮官能团与所述芳族部分结合。4.如权利要求3所述的方法，其中，所述重复单体为4
‑
氨基苯乙酮。5.如权利要求1所述的方法，其进一步包括以下内容之一或两者：所述前表面为器件表面，其包含一系列选自下组的器件：集成电路；MEMS；微传感器；功率半导体；发光二极管；光子电路；中介层；嵌入式无源器件；以及制造在硅、硅锗、砷化镓、氮化镓及其组合上或由硅、硅锗、砷化镓、氮化镓以及其组合制造的微器件；或所述第一表面为器件表面，其包含一系列选自下组的器件：集成电路；MEMS；微传感器；功率半导体；发光二极管；光子电路；中介层；嵌入式无源器件；以及制造在硅、硅锗、砷化镓、氮化镓及其组合上或由硅、硅锗、砷化镓、氮化镓以及其组合制造的微器件。6.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一基材或所述第二基材之一或两者包含玻璃或其他透明材料。7.如权利要求1所述的方法，其进一步包括以下内容之一或两者：所述前表面为器件表面，其包含至少一种选自下组的结构：焊接突起；金属杆；金属柱；以及由选自硅、多晶硅、二氧化硅、(氧)氮化硅、金属、低k电介质、聚合物电介质、金属氮化物、金属硅化物、以及上述物质组合的材料所形成的结构；或所述第一表面为器件表面，其包含至少一种选自下组的结构：焊接突起；金属杆；金属柱；以及由选自硅、多晶硅、二氧化硅、(氧)氮化硅、金属、低k电介质、聚合物电介质、金属氮化物、金属硅化物、以及上述物质组合的材料所形成的结构。8.如权利要求1所述的方法，其进一步包括在使所述第一基材和第二基材分离之前，使所述第一基材和第二基材分离之前，对所述堆叠体实施选自下组的处理：后研磨、化学机械抛光、蚀刻、金属化、电介质沉积、图案化、钝化、退火、及其组合。9.如权利要求1所述的方法，其中，所述提供包括使所述第一基材和第二基材结合在一起以形成所述堆叠体。10.一种微电子结构，其包含：第一基材，其具有后表面和前表面；结合层，其与所述前表面相邻；第二基材，其具有第一表面；和剥离层，其在所述第一表面与所述结合层之间，所述剥离层包含聚酮胺。11.如权利要求10所述的结构，其中，所述聚酮胺是交联的。12.如权利要求10所述的结构，其中，所述聚酮胺是包含胺官能团、酮官能团和芳族部
分的单体的聚合物，其中，所述胺官能团和所述酮官能团与所述芳族部分结合。13.如权利要求12所述的结构，其中，所述重复单体为4
‑
氨基苯乙酮。14.如权利要求10所述的结构堆叠体，其进一步包括以下内容之一或两者：所述前表面为器件表面，其包含一系列选自下组的器件：集成电路；MEMS；微传感器；功率半导体；发光二极管；光子电路；中介层；嵌入式无源器件；以及制造在硅、硅锗、砷化镓、氮化镓、及其组合上或由硅、硅锗、砷化镓、氮化镓、以及其组合制造的微器件；或所述第一表面为器件表面，其包含一系列选自下组...

【专利技术属性】
技术研发人员：L，
申请(专利权)人：布鲁尔科技公司，
类型：发明
国别省市：