[发明专利]一种用于半导体集成工艺中超薄半导体晶圆的拿持方法

说明书

本发明公开了一种用于半导体集成工艺中超薄半导体晶圆的拿持方法，主要步骤有：1)在第一临时载片正面旋涂第一临时键合粘附剂；2)将超薄半导体晶圆与第一临时载片正面相对键合；3)在第二临时载片正面旋涂第二临时键合粘附剂；4)将超薄半导体晶圆背面与第二临时载片正面相对键合；5)将超薄半导体晶圆与第一临时载片分离；6)制备集成互连结构；7)进行键合集成工艺；8)将集成后的晶圆与第二载片分离。本发明通过两种不同软化温度的临时键合粘附剂以及两片临时载片的搭配使用，利用临时键合和解键合工艺，保证超薄半导体晶圆在传输、夹取、互连结构制作以及键合等三维集成工艺过程中均有临时载片支撑，有效降低集成工艺中裂片的风险。

技术领域

本发明属于半导体工艺技术领域，具体涉及一种用于半导体集成工艺中超薄半导体晶圆的拿持方法。

背景技术

半导体芯片三维堆叠集成技术是后摩尔时代电子元器件进一步小型化、轻量化、多功能化和智能化的关键途径之一，通过将多种半导体器件或晶圆在垂直方向堆叠集成，能够在减小系统体积、减轻重量的同时，实现综合性能的提高。一般来说，待集成晶圆已经完成或大部分完成了正面和背面工艺，为了提高器件电路的电学性能、提高散热效率、减小封装体积等，需要将半导体晶圆减薄至100um以下甚至更低。随着晶圆厚度的降低，超薄半导体晶圆自身不再具有足够的强度来保持平整的状态，由于应力和自身重力的原因，超薄半导体晶圆极易发生变形和卷曲，在夹取、传片和工艺过程中容易碎裂。此外，半导体芯片特别是微波毫米波等芯片表面，分布中众多空气桥结构的布线，晶圆受到的应力及由此产生的大尺度形变容易导致空气桥结构发生断裂。

针对这一问题，需要开发一种高可靠、高效率的超薄半导体晶圆拿持方法，来满足半导体三维集成工艺中超薄半导体晶圆在传输、夹取、互连结构制作以及键合等三维集成工艺过程中的强度和可靠性要求，提高三维集成的成品率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于半导体集成工艺中超薄半导体晶圆的拿持方法，解决超薄器件晶圆在半导体集成工艺中的传输、夹取、互连结构制作以及键合等三维集成工艺过程中的裂片问题，降低晶圆的破碎率，提高集成工艺的成品率。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种用于半导体集成工艺中超薄半导体晶圆的拿持方法，包括以下步骤：

1)在第一临时载片正面旋涂第一临时键合粘附剂；

2)将超薄半导体晶圆与第一临时载片正面相对进行键合；

3)在第二临时载片正面旋涂第二临时键合粘附剂；

4)将粘附第一临时载片的超薄半导体晶圆背面与第二临时载片正面相对进行键合；

5)将超薄半导体晶圆与第一临时载片分离，并清洗超薄半导体晶圆正面；

6)制备集成互连结构；

7)进行键合集成工艺；

8)将集成后的超薄半导体晶圆与第二临时载片进行分离。

与现有技术相比，本发明的显著优点为：通过两种临时键合粘附剂及两片临时载片的配合使用，利用临时键合和解键合工艺，使得超薄半导体晶圆在传输、夹取、互连结构制作以及键合等三维集成工艺中均有载片支撑，且不会对芯片电路本身造成损坏，有利于降低集成工艺过程中裂片的风险，提高键合集成成品率。

附图说明

图1是超薄半导体器件晶圆示意图。

图2是在第一临时载片正面旋涂第一临时键合粘附剂示意图。

图3是将超薄半导体晶圆与第一临时载片正面相对键合示意图。

图4是在第二临时载片正面旋涂第二临时键合粘附剂示意图。

图5是将粘附第一临时载片的超薄半导体晶圆背面与第二临时载片正面相对键合示意图。