[发明专利]用于使用滑动法的临时性晶片粘结的高温旋涂粘结组合物

说明书

本申请是2007年9月21日提交的国家申请号为200780037499.1，国际申请号为PCT/US2007/079204、发明名称为“用于使用滑动法的临时性晶片粘结的高温旋涂粘结组合物”的专利国际申请的中国国家阶段的分案申请，该申请要求2006年10月6日的优先权。

政府基金

本发明是在美国军方研究、发展和工程指挥部(United States ArmyResearch，Development，and Engineering Command)授予的第W911SR-05-C-0019号合同的政府资助下进行的。美国政府享有本发明的某些权利。

相关申请

本申请要求2006年10月6日提交的题为“用于使用滑动法的临时性晶片粘结的高温旋涂粘合剂(HIGH-TEMPERATURE SPIN-ONADHESIVES FOR TEMPORARY WAFER BONDING USING SLIDINGAPPROACH)”的美国临时专利申请第60/828,572号的优先权，该申请全文参考结合入本文中。

技术领域

本发明广泛地涉及新颖的组合物以及使用所述组合物形成粘结组合物的方法，所述粘结组合物可以在晶片薄化(thinning)和其它加工操作的过程中将活性晶片支承在载体晶片或基片上。

背景技术

人们采用晶片(基片)薄化来散热和辅助集成电路(IC)的电学操作。厚的基片会造成电容量增大，需要较厚的传输线路，由此需要较大的IC覆盖面积。基片薄化会增大阻抗，而电容量会减小阻抗，造成传输线路厚度的减小，由此使得IC尺寸减小。因此，基片薄化可以促进IC的小型化。

几何学局限性是推动基片薄化的另一个动力。在基片的背面上蚀刻出通孔，以促进正面接触。为了使用常规的干蚀刻技术形成通孔，采用了几何限制。对于厚度小于100微米的基片，使用干蚀刻法可以形成直径30-70微米的通孔，同时该方法产生极少的蚀刻后残余物，蚀刻在可以接受的时间内完成。对于厚基片，需要较大直径的通孔。这需要较长的干蚀刻时间，产生更多量的蚀刻后残余物，从而显著降低生产量。较大的通孔还需要较大量的金属镀覆，这样成本更高。因此，对于背面加工来说，加工薄基片时速度更快同时成本更低。

薄基片还更容易切割和刻划形成IC。较薄的基片中需要穿透和切割的材料的量较少，因此所需的工作量较少。无论使用何种方法(锯、刻划和断裂，或者激光烧蚀)，从较薄的基片都比较容易切割IC。大部分半导体晶片在正面操作之后都要进行薄化(thinned)。为了易于操作，晶片在常规的实际厚度(例如600-700微米)下进行加工(即正面装置)。一旦完成，将其薄化至100-150微米的厚度。在一些情况下(例如将砷化镓(GaAs)之类的混合基片用于大功率装置的时候)，厚度可以降低到25微米。

对基片的机械法薄化处理是通过以下方式进行的：使晶片表面与盛有液态浆液的坚硬而平坦的旋转水平浅盘(platter)接触。所述浆液可以包含研磨介质，以及化学蚀刻剂(例如氨、氟化物、或者它们的组合)。磨料提供了“粗的”基片去除，即薄化，而蚀刻剂化学物质促进了亚微米级别的“抛光”。所述晶片保持与介质接触，直至已经除去了一定量的基片，达到了目标厚度。

对于厚度等于或大于300微米的晶片，用工具将晶片固定到位，所述工具利用真空吸盘或者其它机械附连装置。当晶片厚度减小到小于300微米的时候，在进一步进行薄化和加工的过程中，变得难以或者不可能保持对晶片的附连和处理进行控制。在一些情况下，可以利用机械装置附连并固定于薄化的晶片上，但是，它们可能出现许多的问题，当加工操作可能变化的时候尤为明显。出于这个原因，人们将晶片(″活性″晶片)安装在独立的刚性(载体)基片或晶片上。该基片成为固定平台，用于进一步的薄化和薄化后的加工。载体基片由蓝宝石、石英、某些玻璃和硅之类的材料组成，通常厚度为1000微米。基片的选择取决于各种材料的热膨胀系数(CTE)之间的紧密匹配程度。

人们所采用的一种将活性晶片安装在载体基片上的方法包括使用固化的粘结组合物。该方法的主要缺点在于，所述组合物必须能够通过化学方法除去，通常是通过溶解在溶剂中而除去。这是非常消耗时间的，从而会降低生产能力。另外，使用溶剂会提高工艺的成本和复杂性，还可能是有害的，这取决于溶解粘结组合物所需的溶剂。