用于半导体和插入物加工的载体粘结方法和制品与流程

文档序号:11891417阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种制品,所述制品包括:

具有载体粘结表面的载体;

其中具有至少一个孔的片材,所述片材还包括片材粘结表面;

表面改性层;

所述载体粘结表面与所述片材粘结表面粘结,所述表面改性层位于其间,其中,所述表面改性层具有以下至少一种特性:

(i)在使得所述制品经受如下温度循环之后,所述载体和片材不发生相互分离,这是如果举起其中一个而另一个经受重力作用力的情况,以及所述片材可以与所述载体发生分离,所述载体和所述片材中较薄的那个没有破裂成两块或者更多块,这是当在室温下进行分离时的情况;所述温度循环是通过如下方式进行的:在室中加热,以9.2℃每分钟的速率从室温循环到500℃,在500℃的温度保持10分钟,然后以炉速率冷却至300℃,以及然后从所述室取出所述制品并使得所述制品冷却至室温;以及

(ii)在使得所述制品经受如下温度循环之后,所述载体和片材不发生相互分离,这是如果举起其中一个而另一个经受重力作用力的情况,根据测试#2没有来自所述表面改性层的脱气,以及所述片材可以与所述载体发生分离,所述载体和所述片材中较薄的那个没有破裂成两块或者更多块,这是当在室温下进行分离时的情况;所述温度循环是通过如下方式进行的:在室中加热,以9.2℃每分钟的速率从室温循环到400℃,在400℃的温度保持10分钟,然后以炉速率冷却至300℃,以及然后从所述室取出所述制品并使得所述制品冷却至室温。

2.如权利要求1所述的制品,其特征在于,所述片材包括硅、石英、蓝宝石、陶瓷或玻璃。

3.一种制品,所述制品包括:

具有载体粘结表面的载体;

晶片片材,其包括≤200微米的厚度,所述片材还包括片材粘结表面,所述片材包括硅、石英或蓝宝石;

表面改性层;

所述载体粘结表面与所述片材粘结表面粘结,所述表面改性层位于其间,其中,所述表面改性层具有以下至少一种特性:

(i)在使得所述制品经受如下温度循环之后,所述载体和片材不发生相互分离,这是如果举起其中一个而另一个经受重力作用力的情况,以及所述片材可以与所述载体发生分离,所述载体和所述片材中较薄的那个没有破裂成两块或者更多块,这是当在室温下进行分离时的情况;所述温度循环是通过如下方式进行的:在室中加热,以9.2℃每分钟的速率从室温循环到500℃,在500℃的温度保持10分钟,然后以炉速率冷却至300℃,以及然后从所述室取出所述制品并使得所述制品冷却至室温;以及

(ii)在使得所述制品经受如下温度循环之后,所述载体和片材不发生相互分离,这是如果举起其中一个而另一个经受重力作用力的情况,根据测试#2没有来自所述表面改性层的脱气,以及所述片材可以与所述载体发生分离,所述载体和所述片材中较薄的那个没有破裂成两块或者更多块,这是当在室温下进行分离时的情况;所述温度循环是通过如下方式进行的:在室中加热,以9.2℃每分钟的速率从室温循环到400℃,在400℃的温度保持10分钟,然后以炉速率冷却至300℃,以及然后从所述室取出所述制品并使得所述制品冷却至室温。

4.如权利要求1或2所述的制品,所述至少一个孔的直径≤150微米并且在其中包含导电材料。

5.如权利要求1-4中任一项所述的制品,所述片材包括与所述片材粘结表面相反的器件表面,所述器件表面包括选自下组的器件阵列:集成电路;MEMS;CPU;微传感器;功率半导体;发光二极管;光子电路;插入物;嵌入式无源器件;以及制造在硅、硅-锗、砷化镓和氮化镓上或者由硅、硅-锗、砷化镓和氮化镓制造的微器件。

6.如权利要求1-5中任一项所述的制品,其特征在于,在加热过程中,没有来自所述表面改性层的脱气,其中,来自所述表面改性层的脱气定义为以下至少一种:

(a)根据脱气测试#1,在600℃的测试限温度,覆盖的表面能变化≥15mJ/m2;以及

(b)根据脱气测试#2,在600℃的测试限温度,气泡面积的%变化≥5。

7.如权利要求1-6中任一项所述的制品,所述表面改性层包括以下一种:a)等离子体聚合的含氟聚合物;以及b)芳族硅烷。

8.一种制备插入物的方法,所述方法包括:

获得具有载体粘结表面的载体;

获得其中具有至少一个孔的片材,所述片材还包括片材粘结表面,其中,所述载体粘结表面和所述片材粘结表面中的至少一个包括在其上的表面改性层;

将具有粘结表面和表面改性层的所述载体和片材粘结,以形成制品;

使得所述制品经受生产线前道(FEOL)工序,其中,在FEOL工序之后,所述载体和片材没有相互分离,这是如果举起其中一个而另一个经受重力作用力的情况;

在没有使得所述载体和片材中较薄的那个破裂成两块或更多块的情况下,从所述载体去除所述片材。

9.如权利要求8所述的方法,所述片材包括硅、石英、蓝宝石、陶瓷或玻璃。

10.一种加工硅晶片片材的方法,所述方法包括:

获得具有载体粘结表面的载体;

获得厚度≤200微米的晶片片材,片材包括硅、石英或蓝宝石,片材还包括片材粘结表面,其中,所述载体粘结表面和所述片材粘结表面中的至少一个包括在其上的表面改性层;

将具有粘结表面和表面改性层的所述载体和片材粘结,以形成制品;

使得所述制品经受生产线前道(FEOL)工序,其中,在FEOL工序之后,所述载体和片材没有相互分离,这是如果举起其中一个而另一个经受重力作用力的情况;

在没有使得所述载体和片材中较薄的那个破裂成两块或更多块的情况下,从所述载体去除所述片材。

11.如权利要求8-10中任一项所述的方法,其特征在于,所述FEOL加工包括以下至少一种:

(i)500-700℃的加工室温度;以及

(ii)以下至少一种:DRIE(干反应性离子蚀刻);PVD;CVD TiN;PECVD SiO2;电镀Cu;Cu退火;度量衡法;Cu CMP;Cu(H2O2+H2SO4)+Ti(DHF)湿蚀刻;喷溅粘附层;喷溅晶种层;平版印刷(光刻胶、曝光、剥光、蚀刻Cu)。

12.如权利要求8、9或11所述的方法,所述至少一个孔的直径≤150微米并且在其中包含导电材料。

13.如权利要求8-12中任一项所述的方法,所述片材包括与所述片材粘结表面相反的器件表面,所述器件表面包括以下至少一种:

(i)选自下组的器件的阵列:集成电路;MEMS;CPU;微传感器;功率半导体;发光二极管;光子电路;插入物;嵌入式无源器件;以及制造在硅、硅-锗、砷化镓和氮化镓上或者由硅、硅-锗、砷化镓和氮化镓制造的微器件;以及

(ii)选自下组的至少一种结构:焊接凸起;金属柱状物;金属柱;互联路径;互联线;绝缘氧化物层;以及由选自下组的材料形成的结构:硅、多晶硅、二氧化硅、(氧)氮化硅、金属、低k电介质、聚合物电介质、金属氮化物和金属硅化物。

14.如权利要求8-13中任一项所述的方法,其特征在于,在加热过程中,没有来自所述表面改性层的脱气,其中,来自所述表面改性层的脱气定义为以下至少一种:

(a)根据脱气测试#1,在600℃的测试限温度,覆盖的表面能变化≥15mJ/m2;以及

(b)根据脱气测试#2,在600℃的测试限温度,气泡面积的%变化≥5。

15.如权利要求8-14中任一项所述的方法,其特征在于,所述表面改性层包括以下一种:a)等离子体聚合的含氟聚合物;以及b)芳族硅烷。

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