对临时键合的半导体晶片去键合的制作方法

对临时键合的半导体晶片去键合的制作方法
【专利摘要】所描述的方法和设备提供对器件晶片和载体晶片之间粘附性键合的受控扰动。可以是机械、化学、热或辐射性的该受控扰动便于两个晶片的分离，而不损坏器件晶片。该受控扰动或者在接合两个晶片的粘附剂内、或者在粘附层内的界面(诸如释放层与粘附剂之间)处或者在晶片/粘附剂界面处引发裂纹。然后可以使用用于引发裂纹的上述方法中的任一方法或其组合来扩展裂纹。
【专利说明】对临时键合的半导体晶片去键合
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2011 年 10 月 27 日提交的、题为 “Debonding Temporary BondedSemiconductor Wafers”的美国临时申请N0.61/552，140的权益，通过引用将其全部内容并入。本申请是Gregory George于2011年4月12日提交的、题为“Debonding equipmentand methods for debonding temporary bonded wafers” 的共同未决的美国申请N0.13/085，159的部分继续申请;该美国申请N0.13/085，159是Gregory George等于2010年 4 月 15 日提交的、题为“Debonding equipment and methods for debonding temporarybonded wafers”的美国申请N0.12/761,014的部分继续申请；该美国申请N0.12/761,014要求2009年4约16日提交的美国临时申请N0.61/169,753的优先权。所有上述申请的全部内容通过引用并入。
【技术领域】
[0003]本公开的实施例总体涉及改进的去键合设备和方法，并且更具体地涉及对临时键合的晶片进行去键合。
【背景技术】
[0004]若干半导体晶片工艺包括晶片减薄步骤。在一些应用中，减薄晶片以用于制造集成电路(IC)器件。薄晶片具有制造的IC器件的改善散热和更好电操作的优势。晶片减薄也有助于降低器件电容和增加其阻抗，这两者都带来所制造器件的整体尺寸减小。在其它应用中，晶片减薄用于3D集成键合和用于制造通过晶片的过孔。
[0005]通常经由晶片的背面研磨和/或化学机械抛光(CMP)执行晶片减薄。CMP涉及在存在液体浆料的情况下使晶片表面与硬且平的旋转水平压盘接触。浆料通常包含研磨粉(诸如金刚石或碳化硅)以及化学蚀刻剂(诸如氨、氟化物或其组合)。利用压盘使用研磨浆料对晶片抛光将晶片减薄，而蚀刻剂在亚微米级将表面抛光。对晶片进行抛光，直到已经去除一定量的衬底而实现目标厚度。
[0006]对于大于200 μ m的晶片厚度，通常利用固定装置原位保持晶片，该固定装置利用真空吸盘或一些其它机械附接装置。然而，对于小于200 μ m的晶片厚度并且特别是对于小于ΙΟΟμπι的晶片厚度，在减薄期间变得越来越难以机械地保持晶片以及还维持对晶片的平坦性和完整性的控制。在这些情况下，晶片在CMP期间出现微裂痕和断裂并不少见。
[0007]在减薄期间直接保持晶片的备选方案涉及将器件晶片(即处理后的晶片)附接到用于支撑的载体晶片并且然后将器件晶片的暴露的相对表面向下减薄。载体晶片与器件晶片之间的键合是临时的并且在完成减薄(或其它工艺步骤)时分离这些晶片。

【发明内容】

[0008]本公开的实施例包括用于提供对器件晶片和载体晶片之间的粘附性键合的受控扰动的方法和设备。该受控扰动便于在不损坏器件晶片(或减少对器件晶片的损坏)的情况下两个晶片的分离。该受控扰动在接合两个晶片的粘附剂内、粘附层内的界面处(诸如释放层和粘附剂之间)或晶片/粘附剂界面处可以是机械的、化学的、热的、辐射的或其组合。继而可以通过在保持器件晶片完整且不受损坏的同时执行载体晶片从器件晶片的受控去键合，使裂纹传播。
【专利附图】

【附图说明】
[0009]图1A是一个实施例中临时键合到器件晶片的载体晶片的截面图。
[0010]图1B是一个实施例中临时键合到器件晶片的载体晶片的截面图，进一步示出了载体晶片的保持装置和晶片支撑结构。
[0011]图1C是示出一个实施例中使用裂纹引发件引发裂纹用于将载体晶片和器件晶片去键合的截面图。
[0012]图1D是一个实施例中受控去键合工艺中的裂纹扩展的平面图。
[0013]图1E是一个实施例中在将器件晶片与粘附层去键合的同时受保持装置限制的载体晶片的截面图。
[0014]图1F是一个实施例中使用保持装置与粘附层去键合的载体晶片的截面图。
[0015]图1G是一个实施例中使用斜晶片支撑结构与器件晶片去键合的载体晶片的截面图。
[0016]图2A-图2C是一个实施例中具有不同形状的保持装置的一部分的示例的侧视图和平面图。
[0017]图3A-图3E是一个实施例中裂纹引发件的示例性顶端构造的平面图(顶视图)。
[0018]图4A-图4F是一个实施例中裂纹引发件的性顶端构造的附加示例的侧视图。
[0019]图5A-图5C是图示一个实施例中用于使用裂纹引发件的不同方法的侧视图。
[0020]附图描绘了本发明的各种实施例，仅用于图示的目的。本领域技术人员从下面的论述中将容易认识到的是，可以在不脱离这里描述的本发明的原理的情况下采用这里图示的方法和结构的备选实施例。
【具体实施方式】[0021]概述
[0022]图1A是通过粘附层108临时键合到载体晶片104的器件晶片112的截面图。本公开的实施例可以用于在粘附层108中并且优选地在粘附层108与器件晶片112或载体晶片104的界面处引发和传播裂纹，由此将两个晶片去键合。
[0023]器件晶片112的一些不例包括娃晶片、GaAs> GaN晶片或任意其它半导体晶片，特别是减薄的那些作为处理的部分减薄到低于100 μ m的晶片。在其它一些示例中，本公开的一些实施例可以用于去键合甚至更薄且机械鲁棒性更低的器件晶片112。特别是对于具有低于100 μ m厚度的器件晶片112，与常规分离技术不同，本公开的实施例可以在与粘附层108的晶片界面(器件晶片112/粘附层108界面或者载体晶片104/粘附层界面)处引发裂纹，并成功地将器件晶片与载体晶片104分离，而不损坏器件晶片。随着晶片变得更薄，有利于以受控方式在两个键合的晶片之间引发裂纹并执行裂纹的受控传播，由此以受控的方式分离晶片以便防止对器件晶片的损坏。[0024]在各种应用中，器件晶片可以为50 μ m那么薄或者甚至为10 μ m那么薄。器件晶片112典型地具有范围从50mm到200mm到300mm或更大的直径。
[0025]载体晶片104通常由与器件晶片112热匹配(即具有几乎相同的热膨胀系数)的非污染材料制成。载体晶片材料的示例包括具有与器件晶片类似的机械和热特性的硅、玻璃、蓝宝石、石英或其它常规衬底材料。优选地，载体晶片104比器件晶片更厚或者另外更具有机械鲁棒性。载体晶片104继而对更易损坏的(并且通常更具价值的)器件晶片提供机械支撑或附加机械鲁棒性。提供对器件晶片的附加机械鲁棒性是有利的，因为在当经常使用载体晶片的半导体处理的后续阶段中，器件晶片包括已经部分或完全制造的半导体器件。该器件晶片代表着制造商做出的重要财务投资。减少器件晶片损坏和/或破坏降低财务损耗。
[0026]粘附层108是用于将载体晶片104接合到器件晶片112的粘附剂。粘附层108可以通过使用任意数量的粘附剂、聚合物和/或低聚系统来形成，该低聚系统包括硅酮类、聚酰亚胺类、丙烯酸酯类和各种各样的热塑性材料。用于粘附层108的一些系统包括可以执行超出仅将两个晶片键合的功能的多个层。在一些示例中，除了粘附剂，粘附层108包括释放层，该释放层与晶片104或112之一相邻，便于粘附剂与晶片的分离。在其它一些示例中，粘附层108包括与晶片104或112之一相邻的基础层，改善粘附剂与晶片之间的粘附。在另外的一些示例中，粘附层108包括这两种类型的层或具有不同机械(例如模量、断裂韧性、玻璃转变温度)、热或化学特性的多层粘附剂。使用不同粘附剂、基础层(primer)和/或释放层的多层可以定制粘附层108的特性，由此便于晶片104和112彼此的受控分离，而与晶片的具体几何和机械特性无关。
[0027]粘附层108的厚度通常取决于施加到晶片的特定粘附系统、施加量(如受粘附系统与晶片104和112的机械特性的影响的那样)、器件晶片上特征的拓扑和其它类似因素。在减薄应用中，器件晶片112的处理表面(即具有拓扑的表面)典型地面向粘附层108，并且露出器件晶片的未处理面或背面用于减薄。在一个实施例中，粘附层108的厚度足以在器件晶片112的表面特征之上提供粘附剂的大约ΙΟμπι到15 μ m条带。器件晶片上的示例性表面特征包括但不限于C4凸体、微凸体和其它半导体器件的电活性特征。
[0028]可以影响粘附层108厚度的其它因素包括在粘附层中使用的层的类型、层的断裂韧性、施加到晶片的粘附剂组分的粘性和表面张力、使用的粘附剂涂覆方法以及其它类似因素。粘附层优选地提供如下的粘附性，该粘附性关于施加在粘附层与晶片104和112之间的剪应力(即在与粘附层平行的方向上)而言特别强，并且关于施加以分离两个晶片的法向应力而言不是那么强。
[0029]施加粘附层108，使得器件晶片112的露出表面与载体晶片104的露出表面(即，不接触粘附层的两个表面)在一些示例中在大约4ym内平行。在其它示例中，器件晶片112和载体晶片104平行至在约I μ m内或者至低于I μ m的跨两个晶片堆叠的总厚度变化。
[0030]去键合系统
[0031]图1B图示了用于通过使用受控机械、化学、热或辐射性扰动，在粘附层108的接近晶片/粘附层界面的边缘处引发裂纹(或裂缝)，将载体晶片104与器件晶片112去键合的系统100的一个高级实施例。除了图1A引入的元件，系统100包括晶片支撑结构116、保持装置120和裂纹引发件124。[0032]晶片支撑结构116提供对载体晶片104和/或晶片堆叠104/112的结构支撑。晶片支撑结构116也可以提供保持装置120附接到的结构。可以使用第二晶片支撑结构来支撑器件晶片112。为清晰起见，在图1B中未示出第二晶片支撑结构。一种设计基于美国申请N0.13/085，159的图30-图41所述的机械去键合装置，将其内容通过参考并入本文。图1B中的晶片支撑结构116是机械去键合装置的柔性板(项253)，第二晶片支撑结构(图1B中未示出)是机械去键合装置的多孔真空吸盘(项256)。
[0033]使用裂纹引发件124来在粘附层108的边缘处开始引发和/或传播在粘附层108与载体晶片104或器件晶片112之间的裂纹。这在图1C中示出。裂纹用作晶片104和112的受控去键合工艺的一部分。
[0034]在受控去键合工艺中，裂纹以受控方式扩展，例如几乎扩展为线，如图1D所示。图1D示出了器件晶片112的平面图(顶视图)。裂纹引发件124在点150处引发裂纹。在图1D中裂纹继而从右边传播到左边。裂纹传播可以是施加到两个晶片以将它们分离的法向应力和/或进一步使用裂纹引发件124的结果。虚线151-155示出了随时间的裂纹传播。每个虚线代表裂纹在不同时间点处的起始边缘。对于每个虚线，在此时间点处，两个晶片分离到虚线的右侧，并且它们仍一起键合到虚线的左侧。在本示例中，裂纹的起始边缘随着裂纹传播基本保持直线。这种受控去键合可以通过例如美国申请N0.13/085，159的图30-图41中所描述的机械去键合装置实现。
[0035]裂纹不总是需要在同一点处引发。例如，裂纹引发件124可以沿着粘附层的边缘可定位于不同点。可能的是，裂纹引发件124可以相对于晶片堆叠重新定位，或者在不同位置处存在多个裂纹引发件，或者可以相对于裂纹引发件重新定位晶片堆叠。在一种方式中，可可以使晶片堆叠相对于裂纹引发件旋转，从而允许裂纹引发件尝试不同位置用于裂纹引发。
[0036]在实际裂纹引发之前也可以存在多次引发。例如，裂纹引发件可以在裂纹引发之前多次接合同一点，每次施加更大的压力或从不同角度或方形接近。备选地，裂纹引发件可以在裂纹弓I发之前接合多个不同点。在一种方法中，裂纹弓I发件在一点处接合和去接合，轻微地旋转晶片堆叠，裂纹引发件继而接合和去接合新的点等，直到裂纹引发。
[0037]返回图1，在一些实施例中，晶片支撑结构116是平坦的且是刚性的。例如，如果晶片支撑结构116是用于在CMP期间保持键合的晶片的便携式吸盘，则晶片支撑结构116优选地为平面的且是刚性的。如果在去键合期间使用同一晶片支撑结构116，则将器件晶片112从载体晶片104“剥离”，如图1E所示。裂纹引发件124启动该剥离。在去键合工艺期间保持装置120机械地限制载体晶片104。
[0038]尽管晶片支撑结构116可以是平坦的和/或刚性的，但晶片支撑结构的一些示例是柔性的，如图1F所示。一个示例是美国申请N0.13/085，159的图30-图41所描述的机械去键合装置。在该实施例中，晶片支撑结构是柔性板176。器件晶片112由其自己的吸盘170(例如多孔真空吸盘，因为器件晶片太薄)固定。器件晶片112去键合到通过带框164保持的带168上。
[0039]柔性板176可以用于通过例如弯曲载体晶片104远离器件晶片112来将粘附层108 (或更具体地，粘附层/晶片界面)暴露给裂纹引发件124。除了通过弯曲载体晶片104露出粘附层108，载体晶片104的弯曲也对粘附层施加几乎法向的应力。通过经由柔性板176弯曲载体晶片104引起的该法向应力可以单独或与裂纹引发件124组合地便于或引发裂纹生长。此外，使用保持装置120和柔性板176来对载体晶片104和粘附层108施加应力，可以使用保持装置来控制裂纹顶端的传播，使得载体晶片以受控释放的方式与器件晶片112分离。
[0040]保持装置120用于将载体晶片104物理地固定到柔性板176，由此提供在与器件晶片112分离期间对载体晶片的附加的机械稳定性和安全性。在这种情况下，载体晶片104也可以经由真空、一个或多个夹具或其它可释放连接附接到柔性板。通过将该物理安全性提供给载体晶片104，保持装置120帮助在晶片处理期间或晶片分离期间防止对载体晶片和器件晶片112中的一个或二者的损坏。
[0041]保持装置120也可以用于在载体晶片与器件晶片112分离期间向载体晶片104施加应力。在例如图1F中，保持装置120可以施加几乎垂直于载体晶片104的平面的应力，如上所述，该应力使载体晶片弯曲。由该法向应力产生的载体晶片104的结果应变可以露出粘附层108，用于由裂纹引发件124更好地接入，或者可以在粘附层与晶片104和/或112中的一个或二者之间弓I发裂纹。
[0042]一旦引发裂纹，通过保持装置120的动作或者与此无关，使用由保持装置施加在载体晶片104上的应力来提供载体晶片与器件晶片112的受控分离。例如，一旦引发裂纹，可以通过提供受控持续应力控制裂纹的起始边缘的传播。一旦裂纹传播到目标位置或界面，则可以减小应力和/或应变速率以保持裂纹沿着目标路径的轨线。
[0043]图1G示出了斜晶片支撑结构160对于器件晶片112的使用。在本示例中，器件晶片112去键合到由带框164保持的带168上。斜面形状允许对粘附层的边缘更容易的接入用于裂纹引发。例如，晶片堆叠可以在带168的右侧上开始使用。然后可以从右向左跨斜表面“摇晃”。这将施加与图1F的剥离动作类似的应力。
[0044]保持装置120包括接触载体晶片104的晶片接触表面122，由此固定它或向其施加应力或应变，如上所述。现在转向图2A-图2C，晶片接触结构122的形状可以适于载体晶片104的特定结构或机械特性。除了侧截面视图，图2B-图2C示出了平面图。如图2A-图2C所示，晶片接触表面122可以包括斜面托架204、台阶支持物208或圆齿状支持物212。这些不同的托架剖面可以根据期望的与载体晶片102的接触类型或数量来选择。在平面图中，保持装置可以具有直的托架(如图2B所示)或顺形于晶片形状的弯曲的托架(如图2C所示)。与仅可以接触晶片的外周边缘一部分的直立托架相比，顺形托架在晶片边缘处具有与载体晶片104更大的接触面积。这三种示例性托架仅呈现为示例。晶片接触表面122的其它剖面或托架形状是可以的，并且可以混合不同的平面视图和侧视图。例如，可以将图2B的台阶托架208与图2C的顺形平面图组合。
[0045]裂纹引发件设备
[0046]如上所描述，裂纹引发件124用于引发和/或传播在粘附层的边缘处开始的裂纹，并且优选地位于粘附层108与载体晶片104或器件晶片112之间。裂纹用作晶片104和112的受控去键合工艺的一部分。在受控去键合工艺中，裂纹的起始边缘几乎以直线的形状扩展，如图1D所示。来自裂纹引发件124的受控扰动可以通过使用例如机械、热、化学和/或辐射装置提供。在另一方面中，裂纹引发件124可以用于传导来自器件晶片112的电荷，由此减少静电放电损坏器件晶片上的集成电路的风险。[0047]在一个示例中，裂纹引发件124通过在粘附层与器件晶片112或载体晶片104之间的界面处简单地碰撞来引发裂纹。这在该界面处机械地引入裂纹。该机械扰动可以通过裂纹引发件124的形状并且通过控制扰动递送的力、速度、角度、扰动位置、附加扰动类型(热、化学等)、扰动深度、和/或裂纹引发件的加速来控制。下面进一步详细地论述不同的顶端构造。
[0048]在其中粘附层108包括粘弹性层或组分的示例中，裂纹引发件124穿透粘附材料层的速率可以影响裂纹的引发、传播和性质。例如，如果用于粘附层108的材料具有强粘弹性，则裂纹引发件可以以相对高的速度和/或加速引入受控的机械扰动，以将裂纹引入到粘附层中或者材料玻璃体的粘附层/晶片界面的表面处。在本示例中向高粘弹性粘附层108提供低速度和/或低加速机械扰动会无法在界面处断开粘附层或创建具有钝化裂纹顶端的裂纹(因而减少在裂纹顶端处的应力集中)。这继而会增加传播裂纹所需的能量，由此增加在载体晶片104和器件晶片112上的应力和损坏的风险。
[0049]在另一示例中，裂纹引发件124可以使用诸如由压电换能器产生的超声波或兆声波，在粘附层108/晶片104或112界面的边缘处提供机械扰动。压电换能器可以作为分离的器件集成到裂纹引发件124中，或者裂纹引发件的顶端本身可以是由远程控制器发动的压电换能器。超声波机械扰动通过例如扰动其中材料韧性较小或较不能吸收裂纹引发件124提供的能量的区域中的粘附材料，可以便于裂纹引发。
[0050]在又一个示例中，裂纹引发件124通过提供对粘附层的受控热扰动来引发裂纹。在一些示例中，裂纹引发件124传导来自远程热源的热量或者包括加热元件。在两者中的任一情况中，裂纹引发件124可以向粘附层递送热量，由此提供对粘附层108的受控热扰动，这可以用于引发载体晶片104从器件晶片112的受控释放。受控热扰动可以通过例如熔融粘附层108的一部分、将粘附层的一部分升高到用作粘附层的一个或多个层的材料的玻璃转变温度以上或者燃烧粘附层的一部分，引发晶片的该受控释放。
[0051]在另一示例中，代替通过加热粘附层108的一部分引入受控热扰动，裂纹引发件124可以通过使用集成或远程的冷却源冷却粘附层来引入受控热扰动。在本示例的一个实施例中，裂纹引发件124可以冷却粘附层108，该粘附层108包括在玻璃转变温度以下的粘弹性材料，由此使得该材料不太兼容并且/或者降低其断裂韧性。该粘附层的冷却的部分可以与其玻璃转变温度以上的材料相比更容易断裂。冷却的方法包括使用裂纹引发件124向粘附层108递送制冷剂或冷冻剂(诸如乙醚、液氮或固体二氧化碳)和/或使用作为热沉的远程冷却的裂纹顶端引发件来传导来自粘附层的热量。
[0052]在其它一些实施例中，当足够冷却时，甚至非粘弹性材料也可以具有降低的断裂韧性或增加的脆性。在一些示例中，冷却在粘附层108中使用的非粘弹性材料降低弹性模量，这可以增加在裂纹顶端处的应力集中，由此降低断裂能量。在其它又一些实施例中，冷却粘附层108可以与受控机械扰动组合，以通过增加粘附层的脆性(或降低断裂韧性)并且然后机械扰动它来引发裂纹。
[0053]在又一示例中，裂纹引发件124通过提供对粘附层的受控化学扰动来引发裂纹。在一个实施例中，响应于粘附系统的组分，选择用于提供扰动的化学剂。也就是，在本实施例中的化学剂选择为粘附层108的溶剂或膨松剂、或者粘附层内的一个或多个层诸如释放层或基础层。通过提供使粘附层108的粘附特性或该层(或其中的层)的结构完整性弱化的化学剂，可以通过使用保持装置向载体晶片施加应力或应变来执行载体晶片104从器件晶片112的受控释放。
[0054]在一个实施例中，作为然后呈现给粘附层108的流体化学剂的管道，可以使用裂纹引发件124递送受控化学扰动。化学剂可以通过毛细作用或者通过裂纹引发件124的注入而引入到预先存在的裂纹中，由此便于裂纹的生长。在另一实施例中，可以向与器件晶片112大致同心的暴露的粘附层108的一部分或全部提供化学剂。然后这可以使围绕粘附层108的周围的界面弱化，使得使用保持装置120的受控去键合对载体晶片104施加应力，由此使载体晶片远离弱化的粘附剂。
[0055]在另一示例中，裂纹引发件124可以包括辐射递送装置，其可以用于辐照粘附层108作为引发裂纹的一部分。可以与所使用的粘附剂材料组合地选择递送的辐射，并且递送的辐射可以包括红外、可见或紫外线辐射(从使用例如光纤的源递送)以及微波辐射或其它频率的电磁辐射。在一个实施例中，可以使用红外辐射来向粘附层108提供热能以便于去键合。在另一实施例中，向粘附层108提供超声波辐射，以便于光活性粘附剂(例如包括甲基丙烯酸酯的聚合体或低聚物系统)的断链，由此降低粘附性并且降低载体晶片104与器件晶片112分离所需能量的数量。如其它地方描述的那样，辐射的递送可以与用于在粘附层108处引发和传播裂纹的其它机构组合。
[0056]裂纹引发件顶端
[0057]图3A-图3E是裂纹引发件124的各种截面的平面图(顶视图)，示出的每个引发件具有不同的顶端。可以基于晶片界面处粘附层108的断裂特性和/或诸如上述的用于引发和传播裂纹的其它裂纹引发技术来选择裂纹引发件124和其顶端。如图所示，裂纹引发件包括轴302，该轴302可以连接到圆化顶端304、锐利顶端308、平坦顶端312、锯齿状顶端316或凹弧形顶端320。轴302在图3A-图3E中都示为相同宽度，但宽度也可以变化。例如，如果目的仅在于引发裂纹，则可以使用更窄的裂纹引发件。如果也将用于在引发之后进一步传播裂纹，则可以使用更宽的裂纹引发件。
[0058]在一个实施例中，可以选择锐利顶端308例如在脆性粘附层108中引发裂纹。在另一实施例中，锐利顶端308可以用于与冷却热扰动组合地在粘合层中引发裂纹，该冷却热扰动在裂纹引发之前或裂纹引发期间增加粘附层108的脆性(或降低断裂韧性)。在另一实施例中，可以选择圆化顶端304以适应例如化学或辐射递送系统(诸如管、通道或毛细管)，该系统向粘附层108提供化学或辐射扰动。在又一实施例中，可以选择锯齿状顶端316在粘附层108中引发多个裂纹。出于一些选择裂纹引发件124的特定顶端形状的原因，仅提供这些示例作为图示。
[0059]在一些示例中，裂纹引发件124被配置成在粘附层108内的目标位置处引发裂纹。其好处在于，随着行业中使用的粘附系统的多样性增加和/或粘附层108中子层的数量增力口，在目标位置处在粘附层中引入裂纹可以改善将载体晶片104与器件晶片112分离的能力，而不损坏晶片中的一个或二者。
[0060]例如，对于其中粘附层108包括与器件晶片相邻的释放层的情况，靠近器件晶片112引发裂纹可以是有利的。释放层减少载体晶片104从器件晶片112分离所需的能量。减少分离能量可以增加器件晶片112与载体晶片104分离而不损坏的可能性。
[0061]在一些示例中，通过使用配置为在目标位置处或目标位置附近引入机械、热、化学或辐射扰动的裂纹引发件124，可以便于在粘附层108内的目标位置处或目标位置附近引发裂纹。这样的好处在于，对于包括释放层的粘附系统而言，当靠近释放层递送扰动时扰动对于晶片的受控去键合将更有效，由此在界面处或附近引发裂纹需要更少能量来去键合。
[0062]图4A-图4F是裂纹引发件124的各种截面的侧视图，所示出的每个引发件具有不同的顶端。如图所示，裂纹引发件包括轴302，该轴302可以连接到平坦顶端404、楔形顶端408、锐利顶端412、凹弧形顶端416、圆化顶端420或贝壳形顶端424。这些侧视图截面中的任意一个可以与图3A-图3E的顶视图截面组合。
[0063]裂纹引发件124可以按照不同的方式使用。在图5A中，裂纹引发件124的第一面放置成靠近载体晶片104的表面，由此将楔形顶端放置得靠近晶片/粘附剂界面。然后该构造在目标界面处或目标界面附近递送扰动(机械、热、化学、辐射或其组合的)，旨在用于将载体晶片104与器件晶片112分离。
[0064]裂纹引发件124呈现给粘附层108的角度也可以便于提供靠近粘附层的目标位置的扰动。在图5B中，裂纹引发件124以相对于将与粘附层去键合的晶片的锐角呈现给粘附层108。这样的一个好处在于，裂纹引发件124可以不与系统的其它组件缠结地呈现给粘附层，该系统的其它组件诸如划片框、划片带、保持装置和/或系统的其它组件。
[0065]裂纹引发件124也可以使用柔性或兼容轴或其它支撑部件呈现给粘附层108。使用柔性支撑部件具有允许裂纹引发件124通过系统的其它特征引导到目标位置的优势。在图5C中，通过弯曲支撑部件126，同时向界面平移裂纹引发件124，可以将裂纹引发件124引导到晶片/粘附层界面。弯曲支撑部件126保持与载体晶片接触，直到接触与晶片表面相邻的粘附层。
[0066]已经出于说明目的呈现了对本发明实施例的前面描述；并不旨在于穷尽列举或者将本发明限制到所公开的精确形式。相关领域技术人员可以认识到，基于以上的公开内容，可以进行许多修改和变型。
【权利要求】
1.一种用于将器件晶片与载体晶片去键合的系统，所述器件晶片临时键合到所述载体晶片，所述系统包括: 晶片支撑结构，被配置用于保持晶片堆叠，所述晶片堆叠包括通过粘附层临时键合到所述器件晶片的载体晶片； 裂纹引发件，被配置成通过在所述粘附层的边缘附近引入受控扰动，在所述粘附层中引发裂纹，其中所述裂纹的受控传播将所述器件晶片与所述载体晶片去键合，而不损坏所述器件晶片，所述器件晶片具有低于100 μ m的厚度和至少50_的直径；以及 保持装置，被配置用于在去键合期间限制所述载体晶片的周边的至少一部分。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述器件晶片具有低于50μ m的厚度。
3.根据权利要求2所述的系统，其中所述器件晶片具有低于10μ m的厚度。
4.根据权利要求1所述的系统，其中所述晶片堆叠具有低于Iμ m的总厚度变化。
5.根据权利要求1所述的系统，其中所述晶片支撑结构是真空吸盘，在所述器件晶片的处理期间以及所述器件晶片与所述载体晶片的去键合期间都保持所述晶片堆叠。
6.根据权利要求5所述的系统，其中所述真空吸盘在所述器件晶片的减薄期间保持所述晶片堆叠。
7.根据权利要求1所述的系统，其中所述晶片支撑结构是柔性的，以允许在去键合期间所述载体晶片弯曲远离所述器件晶片。
8.根据权利要求1所述的系统,其中所述裂纹以基本直的起始边缘传播。
9.根据权利要求1所述的系统，其中所述裂纹引发件被进一步配置为在引发之后传播所述裂纹。
10.根据权利要求1所述的系统，其中在所述粘附层与所述载体晶片之间的界面处引发所述裂纹。
11.根据权利要求1所述的系统，其中在所述粘附层与所述器件晶片之间的界面处引发所述裂纹。
12.根据权利要求1所述的系统，其中所述裂纹引发件向所述粘附层提供至少受控的机械扰动以引发所述裂纹。
13.根据权利要求1所述的系统，其中所述裂纹引发件进一步包括化学递送装置，用于向所述粘附层提供受控的化学扰动，以引发所述器件晶片与所述载体晶片的去键合。
14.根据权利要求1所述的系统，其中所述裂纹引发件进一步包括热能递送装置，该热能递送装置用于向所述粘附层提供受控的热扰动，以引发所述器件晶片与所述载体晶片的去键合。
15.根据权利要求1所述的系统，其中所述裂纹引发件进一步包括辐射递送装置，该辐射递送装置用于向所述粘附层提供受控的辐射扰动，以引发所述器件晶片与所述载体晶片的去键合。
16.根据权利要求1所述的系统，其中所述裂纹引发件进一步包括用于向所述粘附层提供受控扰动的装置，以引发所述器件晶片与所述载体晶片的去键合。
17.一种用于在粘附层中引发裂纹的设备，所述粘附层将器件晶片临时键合到载体晶片，所述设备包括: 轴；顶端，连接到所述轴，所述顶端被配置成向所述粘附层提供机械扰动，由此引发所述裂纹；以及 第二扰动机构，连接到所述轴并靠近所述顶端，所述第二扰动机构被配置成向所述粘附层递送非机械扰动以引发去键合。
18.根据权利要求17所述的设备，其中所述第二扰动机构包括用于向所述粘附层传送光的光纤，所述光向所述粘附层提供受控的辐射扰动。
19.根据权利要求17所述的设备，其中所述第二扰动机构包括用于向所述粘附层提供冷冻剂的毛细管，所述冷冻剂向所述粘附层提供受控的热扰动。
20.根据权利要求17所述的设备，其中所述第二扰动机构包括用于向所述粘附层提供溶剂的毛细管，所述溶剂向所述粘附层提供化学扰动。
【文档编号】H01L21/02GK103988282SQ201280060029
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2012年10月29日 优先权日:2011年10月27日
【发明者】G·乔治, C·罗森萨尔 申请人:聚斯微技术平版印刷有限公司