[发明专利]用于处理半导体装置的方法及结构

说明书

形成半导体结构的方法包含：将载体衬底暴露于硅烷材料以形成涂层；移除所述涂层的至少邻近所述载体衬底的外围的部分；将另一衬底以粘合方式接合到所述载体衬底；及将所述另一衬底与所述载体衬底分离。所述硅烷材料包含具有(XO)3Si(CH2)nY、(XO)2Si((CH2)nY)2或(XO)3Si(CH2)nY(CH2)nSi(XO)3的结构的化合物，其中XO是可水解烷氧基，Y是有机官能基，且n是非负整数。一些方法包含：在第一衬底上方形成包括Si‑O‑Si的聚合材料；移除所述聚合材料的一部分；及将另一衬底以粘合方式接合到所述第一衬底。结构包含：包括Si‑O‑Si的聚合材料，其安置于第一衬底上方；粘合剂材料，其安置于所述第一衬底及所述聚合材料的至少一部分上方；及第二衬底，其安置于所述粘合剂材料上方。

优先权主张

本申请案主张于2013年7月30日提出申请的标题为“用于处理半导体装置的方法及结构(METHODS AND STRUCTURES FOR PROCESSING SEMICONDUCTOR DEVICES)”的第13/954,133号美国专利申请案的申请日期的权益。

技术领域

在各种实施例中，本发明大体来说涉及包含硅烷材料的组合物及(例如)用于在处理半导体装置期间使用所述组合物将晶片衬底以可移除方式接合到载体衬底的相关方法。

背景技术

通常在晶片或其它块体半导体衬底(在本文中可称为“装置晶片”)上生产半导体装置及其结构。接着将阵列“单个化”成个别半导体装置，其也可表征为并入到封装中以用于与较高层级封装实践机械及电介接(举例来说，用于与印刷线路板互连)的“裸片”。可在裸片上或围绕所述裸片形成装置封装，但其仍为晶片的部分。此实践(在此项技术中称为晶片层级封装)减小总体封装成本且实现装置大小的减小，此与常规封装的装置相比可导致较快操作及减小的功率要求。

使装置晶片衬底薄化通常用于半导体装置制造中，这是因为薄化使装置能够堆叠且有助于耗散热。然而，较薄衬底相对较难以在不损坏衬底或衬底上的集成电路组件的情况下进行处置。为减轻这些难题中的一些难题，通常将装置晶片衬底附着到较大且较稳健载体晶片。在处理之后，可从载体晶片移除装置晶片衬底。

常见载体材料包含硅(例如，空白装置晶片)、钠钙玻璃、硼硅玻璃、蓝宝石以及各种金属及陶瓷。载体晶片常见地为实质上圆形的且经定大小以匹配装置晶片的大小，使得可用常规处理工具处置经接合组合件。按惯例，通过从溶液旋涂或喷涂或层压为干膜带来施涂用于暂时性晶片接合的聚合粘合剂。旋涂或喷涂施涂的粘合剂日益为优选的，这是因为其形成具有比带可提供的厚度均匀性高的厚度均匀性的涂层。较高厚度均匀性转化为对薄化之后的跨晶片厚度均匀性的较大程度控制。聚合粘合剂还展现到装置晶片及载体的高接合强度。

聚合粘合剂可旋转施涂到装置晶片、载体晶片或此两者上。烘焙经涂覆晶片以从聚合粘合剂移除所有涂料溶剂。接着用经加热机械压力机将经涂覆装置晶片与载体晶片放置成接触以用于接合。施加充足温度与压力以致使粘合剂流动且填充到装置晶片结构性特征中并实现与装置晶片及载体晶片表面的所有区的紧密接触。

按惯例，通过化学手段(例如，借助溶剂)、光分解作用、热机械手段或热分解作用来执行在处理之后从载体晶片移除装置晶片。这些方法中的每一者在生产环境中均具有缺点。举例来说，通过溶解聚合粘合剂的化学去接合是缓慢过程，这是因为溶剂必须跨越大距离扩散穿过粘性聚合物介质以实现释放。也就是说，溶剂必须从经接合衬底的边缘或从载体晶片中的孔眼扩散到粘合剂的局部区域中。在任一情形中，溶剂扩散及渗透所需的从经暴露表面到经接合区的最小距离通常为至少3mm到5mm且可能大得多(即使在有孔眼的情况下)以增加溶剂与粘合剂的接触。即使在高温(例如，大于60℃)下，为使去接合发生一般利用数个小时的处理时间，此意味着晶片处理量将为低的。