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支撑基板及其制备方法、以及半导体基板的加工方法技术

技术编号:41804980 阅读:15 留言:0更新日期:2024-06-24 20:25
本发明专利技术提供一种支撑基板及其制备方法、以及半导体基板的加工方法,该支撑基板中的凹坑结构形成一种挖空设计,使得在键合半导体基板时,只有半导体基板的边缘与支撑基板环形的外围部贴合,不会对半导体基板尤其是制作器件的中心区域造成损伤。由于缩小了接触面,从而减少对半导体基板表面造成损伤。进一步地,通过在外围部设置沟槽可以使得键合时界面处产生的气体可以更好的扩散至外界环境,避免产生气泡等缺陷,另外沟槽也有利于释放键合时产生的应力,提升键合强度。同时,在去除键合层解键合的过程中,因为沟槽的存在,腐蚀液体、气体或等离子体比较容易接近半导体基板与支撑基板的键合界面,从而能更加有效地将键合层去除。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体以及微机电系统,尤其涉及用于半导体加工中的支撑基板。
技术介绍
在用半导体基板制造半导体器件以及mems(micro electro mechanicalsystems:微机电系统)器件的过程中,许多时候需要把被加工的半导体基板(以下简称为“被加工基板”)加工到很薄,比如厚度小于400微米;许多时候还需要在被加工基板上加工出贯穿基板的通孔;许多时候被加工基板由于应力而发生严重翘曲。这样的被加工基板,无论是过薄,还是具有通孔,还是发生严重翘曲,在半导体制造过程中,往往无法被加工设备的传送手臂正常地吸附或抓取,或是无法被加工设备的工件盘(比如e-chuck)正常地吸附或冷却,或是在需要高速旋转的加工(比如离子注入、或者清洗甩干)过程中出现损伤甚至碎片。上述问题在被加工基板的尺寸达到6英寸以上时变得越发突出。为了避免上述问题,一个很常见的解决办法是把被加工基板键合到一个支撑基板之上,完成所需的加工之后,再进行解键合把被加工基板从支撑基板上剥离下来。这个过程称为临时键合。现有的临时键合,往往都是使用键合胶的临时键合。但是,这样的临时键合往往需要半导体基板的键合面整体与键合胶接触,在解键合时往往使半导体基板的键合面整体受到一定程度的剪切力或冲击力,可能造成半导体器件的损伤。而且,使用键合胶进行临时键合后,半导体基板的加工需要在不高于键合胶的解键合温度或劣化温度以下的温度进行,也不能使用对键合胶有腐蚀性的化学品;这对半导体基板的加工设定了很大的限制。另一方面,不使用键合胶的永久性键合虽然可以有更高的键合强度,可以承受更高的工艺温度,但是由于被加工基板的键合面需要与支撑基板直接密接并键合,在键合时或者去除支撑基板时被加工基板的键合面上的微细结构可能受到破坏。因此,需要提出一种方案对现有支撑基板的结构做出优化及改进。


技术介绍


技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点,本专利技术的目的在于提供一种支撑基板,用于解决现有技术中使用支撑基板工艺过程中容易对半导体晶圆造成损伤的问题。

2、为实现上述目的及其他相关目的,本专利技术提供一种支撑基板,所述支撑基板包括:

3、基底,所述基底划分为中心部及环绕中心部的外围部,所述中心部相对所述外围部向下凹陷形成凹坑;

4、键合层,所述键合层覆盖所述外围部的上表面,用以键合半导体基板,所述键合层的材料与基底的材料不同。

5、优选地,所述键合层还覆盖所述凹坑的底部及侧壁。

6、优选地,所述外围部的上表面分布有沿径向设置的沟槽,所述沟槽与凹坑连通或不连通。

7、优选地,所述沟槽的深度与所述凹坑的深度相同或不同。

8、优选地,所述基底的厚度t为400-1000微米,所述凹坑的深度d为1-1000微米,所述外围部的宽度l为100-20000微米。

9、本专利技术还提供一种支撑基板的制备方法,包括如下步骤:

10、s1:提供基底,将所述基底划分为中心部及环绕中心部的外围部;

11、s2:刻蚀所述基底,使得所述中心部相对所述外围部向下凹陷形成凹坑;

12、s3:于所述外围部的表面形成键合层。

13、优选地,所述键合层的厚度为0.1-10微米。

14、优选地,在步骤s2中,还在所述外围部刻蚀形成沿径向设置的沟槽,所述沟槽与凹坑连通或不连通。

15、本专利技术还提供一种半导体基板的加工方法,包括如下步骤:

16、s1:提供如权利要求1-5任一所述的支撑基板,将所述支撑基板通过位于外围部上的键合层与所述半导体基板键合,得到键合体;

17、s2:通过所述键合体对所述半导体基板进行加工;

18、s3:去除所述键合层,使所述半导体基板与所述支撑基板分离。

19、优选地,所述键合层包括键合胶、硅的化合物、金属材料中的一种。

20、如上所述,本专利技术提供一种支撑基板及其制备方法、以及半导体基板的加工方法,该支撑基板中的凹坑结构形成一种挖空设计,使得在键合半导体基板时,只有半导体基板的边缘与支撑基板环形的外围部贴合,不会对半导体基板尤其是制作器件的中心区域造成损伤。由于缩小了接触面,从而减少对半导体基板表面造成损伤。进一步地,通过在外围部设置沟槽可以使得键合时界面处产生的气体可以更好的扩散至外界环境,避免产生气泡等缺陷,另外沟槽也有利于释放键合时产生的应力,提升键合强度。同时,在去除键合层解键合的过程中,因为沟槽的存在,腐蚀液体、气体或等离子体比较容易接近半导体基板与支撑基板的键合界面,从而能更加有效地将键合层去除。

21、从键合到解键合的整个过程中,只在半导体晶圆的最外围进行,对半导体晶圆中心区域的器件不产生影响。键合后在对半导体基板加工时,即使半导体基板变得很薄,或者有通孔,都会正常通过半导体制造设备进行加工,而不会出现设备不支持、掉片、碎片等异常。此外,该支撑基板容易加工,可以重复使用,易于批量生产。

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【技术保护点】

1.一种支撑基板,其特征在于,所述支撑基板包括:

2.根据权利要求1所述的支撑基板,其特征在于:所述键合层还覆盖所述凹坑的底部及侧壁。

3.根据权利要求1所述的支撑基板,其特征在于:所述外围部的上表面分布有沿径向设置的沟槽,所述沟槽与凹坑连通或不连通。

4.根据权利要求3所述的支撑基板,其特征在于:所述沟槽的深度与所述凹坑的深度相同或不同。

5.根据权利要求1所述的支撑基板,其特征在于:所述基底的厚度t为400-1000微米,所述凹坑的深度d为1-1000微米,所述外围部的宽度l为100-20000微米。

6.一种支撑基板的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

7.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于:所述键合层的厚度为0.1-10微米。

8.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于:在步骤S2中,还在所述外围部刻蚀形成沿径向设置的沟槽,所述沟槽与凹坑连通或不连通。

9.一种半导体基板的加工方法,其特征在于,包括如下步骤:

10.根据权利要求9所述的加工方法,其特征在于:所述键合层包括键合胶、硅的化合物、金属材料中的一种。

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【技术特征摘要】

1.一种支撑基板,其特征在于,所述支撑基板包括:

2.根据权利要求1所述的支撑基板,其特征在于:所述键合层还覆盖所述凹坑的底部及侧壁。

3.根据权利要求1所述的支撑基板,其特征在于:所述外围部的上表面分布有沿径向设置的沟槽,所述沟槽与凹坑连通或不连通。

4.根据权利要求3所述的支撑基板,其特征在于:所述沟槽的深度与所述凹坑的深度相同或不同。

5.根据权利要求1所述的支撑基板,其特征在于:所述基底的厚度t为400-1000微米,所述凹坑的深度d为1-1000微米,所述外围部...

【专利技术属性】
技术研发人员:王诗男
申请(专利权)人:上海新微技术研发中心有限公司
类型:发明
国别省市:

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