用于镭射剥离处理的晶圆结构制造技术

本发明专利技术公开一种用于镭射剥离处理的晶圆结构，其包含一载板、一剥离层、一接合层与一半导体晶圆。并将剥离层设置于载板的其中一面。接合层设置于剥离层的其中一面且远离载板。半导体晶圆设置于该接合层的其中一面且远离剥离层。其中在该载板上方接收波长介于193nm至400nm之间的镭射光，该剥离层的厚度为大于0.2倍的吸收长度，而小于1倍的该吸收长度，该吸收长度为镭射光在该剥离层上操作的波长。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术有关于一种晶圆结构，特别是有关于在镭射剥离处理时可以防止损坏接合层的晶圆结构。
技术介绍
三维集成电路(3DIntegratedCircuit，以下简称3D-IC)是通过直通硅晶钻孔(ThroughSiliconVia)的方法在晶圆上以蚀刻或镭射的方式钻孔，再将导电材料填入钻孔中形成导电通道，最后将晶圆薄化再加以堆迭、结合以形成。然而，3D-IC晶圆的厚度越来越薄，而导致晶圆越来越脆弱，因此会在半导体制程(抛光、切割等)步骤中产生晶圆的缺陷，由此可知，操作变薄的晶圆对大多数的自动化设备产生明显的挑战。请参阅图1A至图1E，是显示在3D-IC的镭射剥离(de-bonding)处理的示意图。如图1A所示，迭层结构10的顶层为一半导体晶圆102，底层为一承载基板104，而在半导体晶圆102与承载基板104之间依次为一接合层106(adhesivelayer)与一剥离层108(releaselayer)。在图1B中，将迭层结构10反转，使得承载基板104在最上方，并在承载基板104下方依次为剥离层108与接合层106，而半导体晶圆102在最下方。接着，如图1C所述，在承载基板104上应用高分子镭射处理方法。如图1D所示，因为剥离层108具有特殊感光材料，在接收特定波长的镭射光后，剥离层108会解离，而使半导体晶圆102与承载基板104之间产生空气缝隙而自动剥离。如图1E所示，最后再将半导体晶圆102上方残留物清洗干净，完成3D-IC的镭射剥离处理。然而，一般用于半导体晶圆的镭射光为二极体激发式固态(DiodePumpedSolid-State，DPSS)短脉冲镭射，这类高分子镭射光的波长约在248至308纳米(nm)之间，其易与聚合物材料产生反应。如图2所示，显示现有镭射剥离处理的晶圆迭层结构的剖面示意图，在高分子镭射剥离处理时，多余的镭射光会被接合层106吸收，导致在剥离层108下方的接合层106产生损坏，进而使剥离层108与接合层106之间的选择性较差。因此，存在一种需求设计适用于高分子镭射剥离处理的接合层106与剥离层108，让镭射光不会造成接合层106的损坏，进而提高3D-IC的镭射剥离制程的良率。
技术实现思路
为了解决上述有关的问题，本专利技术的主要目的在于提供一种用于镭射剥离处理的晶圆结构，此晶圆结构可以避免在镭射剥离处理时损坏接合层。依据上述的目的，本专利技术提供一种用于镭射剥离处理的晶圆结构，包含一载板、一剥离层、一接合层与一半导体晶圆。并将剥离层设置于载板的其中一面。接合层设置于剥离层的其中一面且远离载板。半导体晶圆设置于该接合层的其中一面且远离剥离层。其中，以一波长在193nm至400nm之间的镭射光照射载板，且镭射光操作在剥离层具有一吸收长度，并使剥离层的厚度大于0.2倍的吸收长度且小于1倍的吸收长度。为了解决上述有关的问题，本专利技术的另一主要目的在于提供一种具有特定材料的接合层与剥离层的晶圆结构，且根据特定的材料给予接合层与剥离层适当的厚度，进而防止接合层因受到镭射光而产生损坏，改善晶圆制程的良率。依据上述的目的，本专利技术提供一种用于镭射剥离处理的晶圆结构，包含一载板、一剥离层、一接合层与一半导体晶圆。并将剥离层设置于载板的其中一面。接合层设置于剥离层的其中一面且远离载板。半导体晶圆设置于该接合层的其中一面且远离剥离层。其中，以一镭射光照射载板，且镭射光操作在剥离层具有一吸收长度。并使剥离层的厚度大于0.2倍的吸收长度且小于1倍的该吸收长度。另剥离层的一吸收功率介于10,000cm-1至100,000cm-1之间，而接合层的一吸收功率小于8,000cm-1。附图说明图1A至图1E显示在3D-IC的镭射剥离处理的示意图；图2显示现有镭射剥离处理的晶圆迭层结构的剖面示意图；图3显示本专利技术第一实施例的结构剖面图；图4显示通过干涉仪量测三种不同材料的测试层的量测结果曲线图；以及图5显示本专利技术的第二实施例的结构示意图。【符号说明】102半导体晶圆104承载基板106接合层108剥离层302载板304测试层702载板704剥离层706接合层708半导体晶圆A第一测试层B第二测试层C第三测试层DPSS二极体激发式固态短脉冲镭射具体实施方式以下各实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本专利技术可用以实施的特定实施例。本专利技术所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本专利技术，而非用以限制本专利技术。在图中，结构相似的单元是以相同标号表示。为了让剥离层可以在镭射剥离处理下完全脱落，且接合层可以不会因为镭射光照射产生损坏，本专利技术的剥离层材料可选自聚碳酸脂(Polycarbonate、PC)、聚酰亚胺(Polyimide、Pl)、光敏电阻(Photoresistance)、碳基聚合物(Carbonbasedpolymer)、聚异戊二烯橡胶(Polyisoprenerubber)、酚甲醛树脂(Phenol-formaldehyderesin)、环氧树脂(Epoxyresin)、碳基薄膜(Carbonebasethinfilm)、石墨烯(Graphene)、氮化硅膜(SiNfilm)、硅膜(Sifilm)、氢化非晶硅膜(a-Si:Hfilm)、微晶硅膜(μc-Si:Hfilm)及上述任意组合的其中之一。而接合层材料可选自环氧树脂、聚对苯二甲酸乙二酯(Polyethyleneterephthalate、PET)、环烯烃聚合物(CycloOlefinPolymer)、硅基聚合物、聚酰甲胺及上述任意组合的其中之一。如图3所示，是显示本专利技术第一实施例的结构剖面图。为了了解不同材料的剥离层或接合层在镭射光照射下可以达到本专利技术的防止损坏接合层的目的，藉由在一载板302上分别涂布多种不同化学成分的一测试层304，以仪器来分析其特性。在此实施例中，载板302较佳为玻璃基板，且其厚度为0.7毫米(mm)。需注意的是，本实施例的测试层304可选择以下三种材料进行分析，但不以此为限。举例来说，第一种测试层A为聚异戊二烯橡胶，其厚度为0.5微米(μm)，第二种测试层B为聚酰亚胺，其厚度为1.7μm，第三种测试层C为环氧树脂，其厚度大于3μm。并请配合参照下列表1，显示三种不同材料的测试层通过分光仪(Spectroscope)测得的数据表。如表1所示，第一种测试层A的透光率(Transmittance)为3.4％，吸收系数(α)为47000cm-1，吸收长度为256nm。第二种测试层B的透光率为17.4％，吸收系数为35000cm-1，吸收长度为286nm。第三种测试层C的透光率为4.5％，吸收系数为2892cm-1，吸收长度为3458nm。用于此实施例中的镭射光为二极体激发式固态短脉冲镭射DPSS，镭射波长较佳为355nm，功率为1至6瓦(W)，频率为50KHz，脉冲宽度小于12纳秒(ns)。另外，通过白光干涉仪(WhiteLightInterferometers)来量测不同材料的测试层的烧蚀深度(Ablationdepth)，通过烧蚀深度来判断各测试层对镭射波长355nm的吸收能力，若吸收能本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于镭射剥离处理的晶圆结构，其特征在于，包含：一载板；一剥离层，配置于该载板的其中一面；一接合层，配置于该剥离层的其中一面且远离该载板；以及一半导体晶圆，配置于该接合层的其中一面且远离该剥离层；其中，以一镭射光照射该载板，该镭射光的光学波长范围介于193nm至400nm之间，该镭射光操作在该剥离层具有一吸收长度，该剥离层的厚度大于0.2倍的该吸收长度并且小于1倍的该吸收长度。

【技术特征摘要】
1.一种用于镭射剥离处理的晶圆结构，其特征在于，包含：一载板；一剥离层，配置于该载板的其中一面；一接合层，配置于该剥离层的其中一面且远离该载板；以及一半导体晶圆，配置于该接合层的其中一面且远离该剥离层；其中，以一镭射光照射该载板，该镭射光的光学波长范围介于193nm至400nm之间，该镭射光操作在该剥离层具有一吸收长度，该剥离层的厚度大于0.2倍的该吸收长度并且小于1倍的该吸收长度。2.如权利要求1所述的用于镭射剥离处理的晶圆结构，其特征在于，该剥离层的材料选自于聚碳酸脂、聚酰亚胺、光敏电阻、碳基聚合物、聚异戊二烯橡胶、酚甲醛树脂、环氧树脂、碳基薄膜、石墨烯、氮化硅膜、硅膜、氢化非晶硅膜、微晶硅膜及上述任意组合的其中之一。3.如权利要求1所述的用于镭射剥离处理的晶圆结构，其特征在于，该接合层的材料选自于环氧树脂、聚对苯二甲酸乙二酯、环烯烃聚合物、硅基聚合物、聚酰甲胺及上述任意组合的其中之一。4.如权利要求1所述的用于镭射剥离处理的晶圆结构，其特征在于，该剥离层的一吸收功率介于10,000cm-1至100,000cm-1之间。5.如权利要求1所述的用于镭射剥离处理的晶圆结构，其特征在于，该接合层的一吸收功率小于8,000cm-1。6.如权利要求1所述的用于镭射剥离处理的晶圆结构，其特征在于，该接合层接受的镭射功率为该...

【专利技术属性】
技术研发人员：林建宏，李佳璘，杨善珺，
申请(专利权)人：勤友光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71