[发明专利]操作器件晶片和叠层结构的方法和处理叠层结构的装置

说明书

技术领域

本发明一般涉及晶片操作技术，特别是涉及用于通过使用包含一个或多个可释放层的接合结构暂时使操作器晶片（handler wafer）与器件晶片接合的结构和方法，该可释放层吸收红外辐射以通过红外辐射烧蚀实现晶片脱粘。

背景技术

在半导体晶片处理的领域中，对于大规模集成、高密度硅封装的越来越多的需求导致制作的半导体裸片非常薄。例如，对于一些应用，硅（Si）晶片被后侧研磨并被抛光到50μm或更薄的厚度。虽然单晶Si具有非常高的机械强度，但Si晶片和/或芯片在变薄时会变脆。诸如硅直通（TSV）处理、抛光和切割的处理步骤还会引入缺陷，这进一步降低减薄的晶片或芯片的机械强度。因此，操作减薄的Si晶片对于大多数的自动化设备提出明显的挑战。

为了有利于器件晶片的处理，通常将机械操作器晶片（或载体晶片）固定于器件晶片上以增强器件晶片在处理中的机械完整性。当完成器件晶片的处理时，需要从器件晶片释放操作器晶片。最常用的操作器件晶片的方法是通过使用特别开发的粘接剂使操作器晶片与器件晶片层叠。根据诸如处理步骤、产品要求和粘接剂类型的因素，已使用或提出各种技术以使减薄的器件晶片从机械操作器晶片脱粘或分开，包括热释放、化学溶解和激光烧蚀技术。

典型的激光辅助脱粘过程使用聚合粘接剂（能够充分地吸收UV（紫外）谱中的能量）以使器件晶片与UV透明玻璃操作器晶片接合。执行激光烧蚀过程以烧蚀聚合粘接剂并实现玻璃操作器晶片与器件晶片之间的脱粘。在UV激光烧蚀过程中使用玻璃操作器具有几个缺点，包括传热性较差、与某些半导体处理设备不兼容以及成本较高。虽然使用Si晶片操作器可潜在地克服这些缺点，但是硅对于UV光谱不透明并因此不与以前开发的UV激光释放技术兼容。

发明内容

一般地，本发明的实施例包括用于通过使用包含一个或多个可释放层的接合结构暂时使操作器晶片与器件晶片接合的结构和方法，这些可释放层吸收红外辐射以通过红外辐射烧蚀实现晶片脱粘。

在本发明的一个实施例中，叠层结构包含器件晶片、操作器晶片和设置在器件晶片与操作器晶片之间的用于将器件与操作器晶片接合在一起的接合结构。接合结构包含粘接剂层和金属层。金属层用作接合结构的通过金属层的红外烧蚀的可释放层。

在本发明的另一实施例中，叠层结构包含器件晶片、操作器晶片和设置在器件晶片与操作器晶片之间的用于将器件与操作器晶片接合在一起的接合结构。接合结构包含具有红外能量吸收纳米粒子的粘接剂层。粘接剂层用作粘接剂层的红外烧蚀的可释放层。

在本发明的另一实施例中，提供用于操作器件晶片的方法。方法包括：设置具有器件晶片、操作器晶片和设置在器件晶片与操作器晶片之间的接合结构的叠层结构；和用长波长红外能量照射接合结构以烧蚀接合结构。

本发明的这些和其它实施例将被描述，或者，从要结合附图阅读的实施例的以下的详细描述变得明显。

附图说明

图1是根据本发明的实施例的用于处理和操作半导体晶片的方法的流程图。

图2示意性地示出根据本发明的实施例的包含用于暂时接合器件晶片与操作器晶片的接合结构的叠层结构。

图3示意性地示出根据本发明的另一实施例的包含用于暂时接合器件晶片与操作器晶片的接合结构的叠层结构。

图4示意性地示出根据本发明的另一实施例的包含用于暂时接合器件晶片与操作器晶片的接合结构的叠层结构。

图5示意性地示出根据本发明的另一实施例的包含用于暂时接合器件晶片与操作器晶片的接合结构的叠层结构。

图6示意性地示出根据本发明的另一实施例的包含用于暂时接合器件晶片与操作器晶片的接合结构的叠层结构。

图7示意性地示出根据本发明的另一实施例的包含用于暂时接合器件晶片与操作器晶片的接合结构的叠层结构。

图8示意性地示出根据本发明的另一实施例的包含用于暂时接合器件晶片与操作器晶片的接合结构的叠层结构。

图9示意性地示出根据本发明的另一实施例的包含用于暂时接合器件晶片与操作器晶片的接合结构的叠层结构。

图10A、图10B和图10C示意性地示出根据本发明的实施例的用于执行使器件晶片与操作器晶片分开的脱粘过程的装置。

具体实施方式