用于暂时性晶片粘结方法的环状烯烃聚合物组合物和聚硅氧烷剥离层技术

本发明专利技术广泛地涉及独立或一起使用的环状烯烃聚合物粘结组合物和剥离组合物，其能在微电子制造过程中，特别是在全晶片机械脱粘结处理过程中处理薄晶片。所述剥离组合物包含由掺混在极性溶剂中的硅氧烷聚合物和共聚物制备的组合物，所述组合物在室温下稳定超过1个月。所述环状烯烃聚合物粘结组合物提供高热稳定性，可与完全处理的载体晶片粘结，可在高温热处理后机械或激光脱粘结，并能容易地用工业可接受的溶剂去除。根据本发明专利技术粘结的晶片证明了与其它市售粘结材料相比，具有较小的整体后研磨堆叠体总厚度变化，并能经受200℃的PECVD处理。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利技术背景相关申请本申请要求了2014年1月7日提交的名为《用于暂时性晶片粘结方法的环状烯烃聚合物组合物(CYCLIC OLEFIN POLYMER COMPOSITIONS FOR USE IN TEMPORARY WAFER BONDING PROCESSES)》，申请号为第61/924,442号，和2014年3月14日提交的名为《作为用于粘合剂粘结的微电子基材的低作用力机械剥离层的超薄聚硅氧烷涂层(ULTRATHIN POLYSILOXANE COATINGS AS LOW-FORCE MECHANICAL RELEASE LAYERS FOR ADHESIVELY BONDED MICROELECTRONICS SUBSTRATES)》，申请号为第61/952,945号的临时申请的优先权，两者通过引用结合入本文。专利
本专利技术涉及用于暂时性晶片粘结方法的剥离层和粘结材料。现有技术说明晶片粘结材料保护在器件基材的前侧面上的器件特性，并在背侧加工过程中为薄的晶片提供对载体基材和机械载体的粘合性。3D-IC工艺，特别是具有硅穿孔(“TSV”)和玻璃穿孔(“TGV”)技术的3D-IC工艺需要能经受在高温和高真空下的加工的暂时性晶片粘结材料，例如等离子体增强的化学气相沉积(“PECVD”)。该技术还要求在加工后，所述材料可容易地从晶片上去除。此外，对于3D-IC需要较低的拥有成本以使其能够被制造商所接受。一直以来，集成电路和半导体封装制造商都在寻求具有低拥有成本的暂时性晶片粘结技术，所述技术使用能经受在高温和高真空下的加工的材料，并且在加工后该材料可容易地清除。迄今为止，没有单独的技术/材料能满足所有这些需求。环状烯烃共聚物(COC)粘结材料是一类常规使用的材料。通过含有乙烯的环状单体的链共聚来制备这些COC，例如用和材料配制的那些。这些COC材料对于一些应用是良好的，但其很难在常规使用的溶剂(例如d-柠檬烯和均三甲苯)中获得澄清的溶液，并且在加工后可能难以将它们从基材上清除。在一些暂时性粘结方案中，例如来自布鲁尔科技公司(Brewer Science,Inc)的分区粘合(在美国专利公布第2009/0218560号和美国专利申请第12/819,680号中描述，两者都通过引用结合入本文)，在晶片粘结到一起之前载体晶片可能需要用涂层预处理。以前，将在氟化溶剂中的卤化的硅烷，例如3M FC-40FluorinertTM电子液，用于载体晶片制备。不过，硅烷/FC-40溶液不是实用的涂层材料，因为其不稳定，并且由于环保的考虑，FC-40被在微电子制造中的应用受到限制。以前，已将氟化的硅烷的气相沉积用于处理硅晶片的表面。不过，气相沉积是一种高成本的工艺，因为其耗费时间且需要昂贵且高质量的工具。因此需要能克服上述不足的其它粘合方法和材料。
技术实现思路
在一个实施方式中，提供一种暂时性粘结方法。所述方法包括提供堆叠体，其包含：具有背表面和前表面的第一基材；与所述前表面相邻的粘结层，所述粘结层由组合物形成，所述组合物包含在溶剂体系中溶解或分散的环状烯烃聚合物；以及具有第一表面的第二基材。将所述第一和第二基材分开而不使所述堆叠体经历加热。在另一实施方式中，本专利技术提供一种暂时性粘结方法，该方法包括提供堆叠体，所述堆叠体包含：具有背表面和前表面的第一基材；与所述前表面相邻的粘结层；以及具有第一表面的第二基材，所述第一表面包含与所述粘结层相邻的聚硅氧烷非粘性层。随后将所述第一和第二基材分开。在最后的实施方式中，本专利技术提供一种制品，其包括具有背表面和前表面的第一基材。具有与所述前表面相邻的粘结层。所述制品还包括具有第一表面的第二基材，所述第一表面包含与所述粘结层相邻的聚硅氧烷非粘性层。附图的简要说明图片(图)1是显示本专利技术优选实施方式的截面示意图；图2是显示实施例18的粘结材料的热重分析(“TGA”)数据的图；图3是在实施例19中粘结的晶片的扫描声学显微镜图；图4是在300℃热处理之后实施例20的晶片对的照片；图5是在PECVD加工后实施例21的薄的晶片对的IR图；以及图6是在热板上260℃，30分钟的热处理后实施例23的粘结晶片对的扫描声学显微镜图。优选实施方式详述剥离层在一个实施方式中，使用剥离层。如下文更详细的描述，在本专利技术中可使用各种类型的剥离层，但优选的类型是非粘性层。用于形成根据本专利技术的非粘性剥离层的组合物包含硅氧烷聚合物和共聚物(与硅氧烷的共聚物以及与非硅氧烷的共聚物)。优选的硅氧烷是选自下组的那些：环氧基硅氧烷、乙氧基硅氧烷、丙烯酸基硅氧烷、羟基硅氧烷、乙烯基硅氧烷、和胺硅氧烷、和它们的混合物。特别优选的硅氧烷是环氧基环己基乙基甲基硅氧烷-二甲基硅氧烷共聚物ECMS-327(购自吉来斯特公司(Gelest))、ECMS-924(吉来斯特公司)、VDT-5035(吉来斯特公司)、EBP-234(吉来斯特公司)、AMS-2202(吉来斯特公司)、AMS-1203(吉来斯特公司)和它们的混合物。以所述组合物的总重量作为100重量％为基准计，该组合物优选包含约0.01-8.0重量％，更优选约0.05-5.0重量％，更优选约0.1-0.8重量％的硅氧烷。优选地，所述聚合物的重均分子量为约200-4,000,000道尔顿，更优选为约1,000-400,000道尔顿，更优选为约2,000-40,000道尔顿。非粘性组合物优选还包含催化剂。合适的催化剂包括选自下组的那些：光致生酸剂、热致生酸剂和它们的混合物。特别优选的催化剂包括购自国王工业公司(King Industries)的TAG-2689或1,1’-偶氮二(环己烷腈)。以所述组合物的总重量作为100重量％为基准计，所述非粘性组合物优选包含约0.002-0.1重量％，更优选约0.005-0.1重量％，更优选约0.008-0.1重量％的催化剂。所述非粘性组合物还包含工业接受的安全溶剂，其通常为极性溶剂。合适的溶剂包括选自下组的那些：丙二醇单甲醚(\PGME\)、d-柠檬烯、3-乙氧基丙酸乙酯、丙氧基丙醇(\PnP\)、丙二醇甲基醚乙酸酯(\PGMEA\)、乳酸乙酯和它们的混合物。以所述非粘性组合物的总重量作为100重量％为基准计，所述组合物优选包含约90-99.99重量％，更优选约92-99.5重量％，更优选约95-99重量％的该溶剂。一种具体优选的溶剂混合物是PGME(约5-40重量％)和d-柠檬烯(约60-95重量％)的混合物。在一个实施方式中，所述非粘性组合物基本不含硅烷。也就是说，以所述非粘性组合物的总重量作为100重量％为基准计，所述非粘性组合物包含少于约0.5重量％，优选少于约0.1重量％，更优选约0重量％的硅烷。在另一实施方式中，所述非粘性组合物基本由以下物质构成，或由以下物质构成：硅氧烷、催化剂和溶剂(优选为极性溶剂)。简单地通过将上述成分混合在一起形成所述非粘性组合物。粘结组合物所述粘结材料包含在溶剂体系中溶解或分散的聚合物或聚合物的掺混物。根据所需的涂层、粘结性和脱粘结性能，可在所述粘结材料中包括其它添加剂，例如抗氧化剂、表面活性剂、增粘剂和调色剂。在一个实施方式中，所述聚合物或聚合物的掺混物选自下组物质的聚合物和低聚物：环状烯烃、环氧树本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种暂时性粘结方法，其包括:提供堆叠体，该堆叠体包括：具有背表面和前表面的第一基材；与所述前表面相邻的粘结层，所述粘结层由组合物形成，所述组合物包含在溶剂体系中溶解或分散的环状烯烃聚合物；以及第二基材，其具有第一表面；以及不使所述堆叠体经历加热而分离所述第一基材和第二基材。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.07 US 61/924,442;2014.03.14 US 61/952,9451.一种暂时性粘结方法，其包括:提供堆叠体，该堆叠体包括：具有背表面和前表面的第一基材；与所述前表面相邻的粘结层，所述粘结层由组合物形成，所述组合物包含在溶剂体系中溶解或分散的环状烯烃聚合物；以及第二基材，其具有第一表面；以及不使所述堆叠体经历加热而分离所述第一基材和第二基材。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述分离之前或分离过程中，将所述堆叠体暴露于低于约100℃的温度中。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述分离之前，将所述堆叠体暴露于低于约100℃的温度中大约60秒。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在所述分离前对所述堆叠体进行处理，其中在所述处理完成后将所述堆叠体暴露于低于约100℃的温度中。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在分离所述第一和第二基材之前，所述处理选自下组：背研磨、化学-机械抛光、蚀刻、金属化、介电沉积、图案化、钝化、退火以及它们的组合。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述组合物基本不含有环状烯烃共聚物。7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述组合物基本不含有蒎烯和聚(蒎烯)。8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述组合物基本不含有松香酯。9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述组合物基本不含有硅酮。10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一表面包括在其上形成的剥离层。11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述剥离层是非粘性层。12.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述剥离层是激光剥离层。13.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述非粘性层由组合物形成，所述组合物包含在溶剂体系中溶解或分散的聚硅氧烷。14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述聚硅氧烷选自下组：环氧基硅氧烷、乙氧基硅氧烷、丙烯酸基硅氧烷、羟基硅氧烷、乙烯基硅氧烷、和胺硅氧烷、和前述化合物的混合物。15.一种暂时性粘结方法，其包括:提供堆叠体，该堆叠体包括：具有背表面和前表面的第一基材；与所述前表面相邻的粘结层；以及具有第一表面的第二基材，所述第一表面包含与所述粘结层相邻的聚硅氧烷非粘性层；以及分离所述第一和第二基材。16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述聚硅氧烷非粘性层由组合物形成，所述组合物包含在溶剂体系中溶解或分散的聚硅氧烷。17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述组合物还包含选自下组的溶剂：丙二醇单甲醚、d-柠檬烯、3-乙氧基丙酸乙酯、丙氧基丙醇(\PnP\)、丙二醇甲基醚乙酸酯、乳酸乙酯和它们的混合物。18.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述聚硅氧烷选自下组：环氧基硅氧烷、乙氧基硅氧烷、丙烯酸基硅氧烷、羟基硅氧烷、乙烯基硅氧烷、和胺硅氧烷、和前述化合物的混合物。19.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述非粘性层不含有硅烷。20.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述组合物还包含催化剂。21.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述方法还包括通过在所述第一表面上施加所述组合物形成所述非粘性层。22.如权利要求21所述的方法，其特征在于，所述施加包括在所述第一表面上旋涂所述层。23.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述粘结层由组合物形成，所述组合物包含在溶剂体系中溶解或分散的聚合物或低聚物，所述聚合物或低聚物选自下组物质的聚合物和低聚物：环状烯烃、环氧树脂、丙烯酸类、苯乙烯类、乙烯基卤化物、乙烯基酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚砜、聚醚砜、环状烯烃、聚烯烃橡胶、聚氨酯、乙烯-丙烯橡胶、聚酰胺酯、聚酰亚胺酯、聚缩醛和聚乙烯醇缩丁醛。24.如权利要求23所述的方法，其特征在于，所述聚合物或低聚物包括环状烯烃聚合物。25.如权利要求24所述的方法，其特征在于，在所述分离之前或分离过程中，将所述堆叠体暴露于低于约100℃的温度中。26.如权利要求24所述的方法，其特征在于，在所述分离之前，将所述堆叠体暴露于低于约100℃的温度中大约60秒。27.如权利要求24所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在所述分离前对所述堆叠体进行处理，其中在所述处理完成后将所述堆...

【专利技术属性】
技术研发人员：白东顺，徐固，D·布鲁门夏因，
申请(专利权)人：布鲁尔科技公司，
类型：发明
国别省市：美国;US