[发明专利]用于3-D IC用途的可激光剥离的结合材料

说明书

本发明提供一种新型聚酮胺基组合物，其作为可激光剥离的组合物用于临时结合和激光脱结合工艺。本发明的组合物可以使用约300nm～约360nm的波长的各种UV激光脱结合，几乎或完全不留下碎片。由这些组合物形成的层具有良好的热稳定性并耐受半导体加工中使用的常规溶剂。该组合物还可以作为堆积层用于再分布层形成。

背景技术

相关申请

本申请要求2019年01月22日提交的题为“用于3-D IC用途的可激光剥离的结合材料”的美国临时专利申请系列第62/795,092号的优先权，其通过引用全文纳入本文。

发明领域

本发明涉及在临时晶片结合工艺中使用的、或在再分布层形成期间作为堆积层使用的可激光剥离的组合物。

相关领域的描述

临时晶片结合(“TWB”)通常是指通过聚合物结合材料使器件晶片或微电子基材附着到载体晶片或基材上的工艺。在结合后，通常可以将器件晶片打薄至小于50μm和/或对其进行加工，以在其背面创建透硅通孔 (through-silicon vias，“TSV”)、再分布层、接合焊盘和其他电路特征件。在对背面进行加工期间，载体晶片对脆弱的器件晶片进行支承，而该过程可能需要经受环境温度与高温(250℃)之间的反复循环、晶片处理和转移步骤所带来的机械冲击、以及强大的机械力(例如在用于将器件晶片打薄的晶片背磨加工过程中施加的机械力)。当这样的加工全部完成后，通常将器件晶片连接到膜框架上，之后使其与载体晶片分离(即脱结合)并在进行进一步操作之前进行清洁。

大多数TWB工艺在器件基材和载体基材之间使用一层或两层。根据 TWB工艺，器件和载体基材可以通过多种分离方法进行分离，例如化学脱结合、热滑动脱结合、机械脱结合或激光脱结合，而后者正成为优选的脱结合方法。在单层激光脱结合体系的情况下，结合层响应来自激光或其他光源的辐照，导致该层本身分解，致使结构内的结合完整性丧失并允许其在不施加机械力的情况下分开。在双层激光脱结合体系的情况下，使用第二聚合物结合材料层，其通常与器件表面相邻。在后处理破坏激光敏感层并使结合晶片对进行分离后，容易从器件晶片表面清除第二层。

激光诱导的剥离材料可以在波长范围为紫外(如248nm、308nm和355nm) 到近红外(如1064nm)的激光波长下工作。激光剥离技术在剥离过程中带来高产量和低应力，能高效地处理薄基材，并且易于应用(即使是用大型面板)。需要一种可以用于封装领域的不同用途的激光剥离技术，不同用途例如有临时结合、扇出型晶片级封装、层压、使用透硅通孔(TSV)的2.5D/3D集成、系统级封装(“SiP”)、叠层封装(“PoP”)、以及其他异构集成基础架构。该技术要求具有高灵敏度的激光剥离材料，从而允许较低能量的应用、较短的脱结合时间以及脱结合后较少的碎片。

发明概述

本发明广义上包括一种临时结合方法，其包括提供一种堆叠体，所述堆叠体包含：

第一基材，其具有后表面和前表面；

结合层，其与前表面相邻；

第二基材，其具有第一表面；和

剥离层，其在第一表面与结合层之间，剥离层包含聚酮胺。使剥离层暴露于激光能量，以促进第一基材和第二基材的分离。

本发明还提供一种微电子结构，其包含：

第一基材，其具有后表面和前表面；

结合层，其与前表面相邻；

第二基材，其具有第一表面；和

剥离层，其在第一表面与结合层之间，剥离层包含聚酮胺。