[发明专利]一种电磁场辅助激光解键合的方法

说明书

本发明公开了一种电磁场辅助激光解键合的方法，包括以下步骤：将键合的晶圆对置于电场和磁场中，其中，所述键合的晶圆对包括由光敏材料形成的键合层、承载晶圆和器件晶圆；采用激光发生器对所述键合的晶圆对的目标区域进行照射，使所述键合层产生的等离子体在电场和磁场的作用下向所述承载晶圆偏转。本发明基于激光诱导光敏材料产生的等离子体在电磁场中的可控运动，通过设置电场和磁场的方向和强度使等离子体在电磁场下向承载晶圆偏转，导致等离子体的浓度从承载晶圆至器件晶圆轴向上的梯度递减，促进解键合过程，本发明不仅具有操作简单、高效、可靠等优点，所制备的器件晶圆清洗后表面无损伤，且良品率高。

技术领域

本发明涉及晶圆级封装领域和激光加工技术领域，尤其涉及一种电磁场辅助激光解键合的方法。

背景技术

在新兴5G与WiFi6等终端市场对半导体强劲需求的推动下，全球的硅晶圆出货量呈指数级增长。2021年第三季度，全球硅晶圆出货量相较去年同期的31.35亿平方英寸增长了16.4％。随着元器件不断朝着小型化和超薄化方向的发展，开发高速、小尺寸、低能耗的速度处理大量数据的先进晶圆级封装技术势在必行，然而，高精度的加工需求对现有的加工设备和加工工艺带来了前所未有的挑战。

在这些高度集成设备的制造重，临时键合/解键合技术在第三代半导体、扇出型晶圆级封装(FO-WLP)以及2.5D/3D封装等领域具有广泛的应用前景。激光解键合技术利用振镜或平台对承载晶圆(一般为透明玻璃)面进行扫描加工，光敏响应层材料的化学键断裂从而使其失去粘性，最终实现器件晶圆和承载晶圆的分离。然而，激光解键合过程中难免会对器件晶圆面造成一定的损伤，导致良品率降低。因此，亟待开发一种简便、低成本以及可规模化提升器件晶圆良率的激光解键合方法。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种电磁场辅助激光解键合的方法，具有操作简单、高效、可靠以及可控等优点。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一方面，本发明提供一种电磁场辅助激光解键合的方法，包括以下步骤：

将键合的晶圆对置于电场和磁场中，其中，所述键合的晶圆对包括由光敏材料形成的键合层、承载晶圆和器件晶圆；采用激光发生器对所述键合的晶圆对的目标区域进行照射，使所述键合层产生的等离子体在电场和磁场的作用下向所述承载晶圆偏转。

在本发明的技术方案中，所述激光发射器发射的聚焦激光束的焦点需对准键合层；所述的电场的正负极和磁场的南北极由激光的强度、键合对的厚度以及带电粒子在电磁场中的运动行为决定；在激光照射下，所述键合层电离形成高温高压的等离子体包括电子和正离子，迅速膨胀的等离子体诱发冲击波，通过设置电场和磁场的方向和强度，等离子体在洛伦兹力的作用下向所述承载晶圆偏移；由于靠近承载晶圆的等离子体速度和浓度都比靠近器件晶圆的大，因此承载晶圆面的冲击波强度大于器件晶圆。

作为优选地实施方式，所述电场为匀强电场；

优选地，所述磁场为匀强磁场。

作为优选地实施方式，所述磁场的方向为：将所述键合的晶圆对，承载晶圆为上，器件晶圆为下放置，所述磁场的磁场方向穿过纸内方向，优选为垂直穿过纸内方向；

优选地，所述磁场的磁场方向与所述电场的电场方向垂直；

在本发明的技术方案中，所述磁场的磁场方向为N极指向S极的方向。

在某些具体的实施方式中，将所述键合的晶圆对，承载晶圆为上，器件晶圆为下放置，在所述键合的晶圆对的左、右两侧分别放置电场的正、负极，所述键合的晶圆对的纸内、纸外两侧分别放置异名磁极的S极、N极。

作为优选地实施方式，所述光敏材料对激光光子能量具有较强的吸收率，所述较强指吸收率≥80％；