一种临时键合工艺的辅助结构及利用该结构的晶圆加工方法技术

本发明专利技术的实施例公开了一种临时键合工艺的辅助结构，包括：衬底；形成于所述衬底的正面上的功能结构；形成于所述衬底内的有效TSV通孔；以及形成于所述衬底内的伪TSV通孔，所述伪TSV通孔分布在所述功能图形周边的无效区域中，其中所述伪TSV通孔的孔深大于所述有效TSV通孔的孔深。本发明专利技术的实施例可有效解决临时键合片进行背面工艺时在真空腔室中易分层或者破裂的问题。

Auxiliary structure for temporary bonding process and wafer processing method using the structure

An embodiment of the present invention discloses an auxiliary structure of a temporary bonding process, including: a substrate, a functional structure formed on the front of the substrate, an effective TSV through hole formed in the substrate, and a pseudo TSV through hole formed in the substrate, and the pseudo TSV through holes are distributed in the invalid area around the functional figure. In the domain, the hole depth of the pseudo TSV through hole is larger than that of the effective TSV through-hole. The embodiment of the invention can effectively solve the problem of easy layering or breaking in the vacuum chamber when the temporary bonding sheet is carried out on the back process.

【技术实现步骤摘要】
一种临时键合工艺的辅助结构及利用该结构的晶圆加工方法
本专利技术涉及半导体制造领域，尤其涉及一种临时键合工艺的辅助结构及利用该结构的晶圆加工方法。
技术介绍
随着集成电路技术的不断发展，电子产品越来越向小型化、智能化、高性能以及高可靠性方向发展。芯片厚度对器件性能产生重要影响，如薄芯片就具有很多优势，提高散热效率、机械性能与电性能，减小封装体积，减轻重量等。半导体器件的背面工艺一般包括衬底减薄、通孔刻蚀、背面金属化等步骤，当圆片的衬底减薄至150μm甚至更薄时，很容易发生碎片，并且由于应力的原因圆片会发生弯曲变形，无法操作，因此需要在减薄之前与玻璃片等载片临时键合，以临时载片为依托进行后续工艺制作。临时键合载片技术解决了晶圆减薄制程的拿持和工艺过程中的碎片问题。目前晶圆与载片分离的介质处理方式有激光处理、热处理、机械拆开方式和化学处理等方式。在现有技术中，通过激光处理进行晶圆与载片分离的工艺通常包括两层结构，在玻璃衬底上施加释放层，并在晶圆上施加黏合层，再将玻璃衬底的释放层和晶圆上的黏合层放置在一起，转移至键合腔，提高温度后在真空中进行键合。然后对晶圆进行处理，包括减薄工艺、硅通孔TSV工艺、重布线层RDL工艺或者其他工艺。对晶圆处理完成后，使用激光器透过玻璃衬底照射释放层，来烧蚀该释放层，由此从玻璃衬底去除该晶圆，玻璃衬底和晶圆分离。在对晶圆进行背面加工的过程中，临时键合片经常会出现分层的问题。目前解决临时键合片分层问题的方法主要集中在调整涂胶工艺参数，优化键合工艺参数，以及提高键合腔室的极限真空度等。目前常用的临时键合胶均粘度较大，流动性较差，因此受限于临时键合胶的物化性质，部分高凸点及深槽产品很难在键合过程中将微小气泡完全去除，从而使得该临时键合片在真空腔作业时，由于存在压差导致键合片分层或破裂风险。因此，本领域需要一种改进的临时键合结构，通过这种工艺有效地解决临时键合片背面工艺作业时易分层或破裂的问题，显著提升工艺稳定性和产品良率。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术的一个实施例中提供一种临时键合工艺的辅助结构，包括：衬底；形成于所述衬底的正面上的功能结构；形成于所述衬底内的有效TSV通孔；以及形成于所述衬底内的伪TSV通孔，所述伪TSV通孔分布在所述功能图形周边的无效区域中，其中所述伪TSV通孔的孔深大于所述有效TSV通孔的孔深。在本专利技术的一个实施例中，所述伪TSV通孔贯穿衬底。在本专利技术的一个实施例中，所述伪TSV通孔的截面为圆形，且多个所述伪TSV通孔分布在所述功能图形的四周。在本专利技术的一个实施例中，所述伪TSV通孔的截面为方形，且多个所述伪TSV通孔分布在所述功能图形的四周。在本专利技术的一个实施例中，一个或多个所述伪TSV通孔分布在所述功能图形的一侧。在本专利技术的一个实施例中，一个或多个所述伪TSV通孔分布在所述功能图形的一角。本专利技术的另一个实施例提供一种利用临时键合工艺的辅助结构进行晶圆加工的方法，包括：在晶圆的功能结构周边的无效区域刻蚀伪TSV通孔，其中所述伪TSV通孔的孔深大于有效TSV通孔的孔深；通过键合胶将所述晶圆键合到载片；以及将临时键合晶圆进行背面减薄，使得所述伪TSV通孔先行露头。在本专利技术的另一个实施例中，通过干法或湿法刻蚀工艺进行所述伪TSV通孔的刻蚀。在本专利技术的另一个实施例中，所述键合胶被施加于所述晶圆。在本专利技术的另一个实施例中，所述键合胶被施加于所述载片。通过在器件晶圆的无效图形区刻蚀伪TSV(ThroughSiliconVia)通孔，要求伪TSV通孔深度大于器件TSV通孔，经临时键合及背面减薄工艺后，伪TSV通孔先行露头，保证器件晶圆与载片晶圆之间的键合胶层可与大气连通，在真空腔室中可以保证内外压平衡，从而有效解决临时键合片进行背面工艺时在真空腔室中易分层或者破裂的问题。附图说明为了进一步阐明本专利技术的各实施例的以上和其它优点和特征，将参考附图来呈现本专利技术的各实施例的更具体的描述。可以理解，这些附图只描绘本专利技术的典型实施例，因此将不被认为是对其范围的限制。在附图中，为了清楚明了，相同或相应的部件将用相同或类似的标记表示。图1示出根据本专利技术的一个实施例的临时键合工艺的辅助结构的横截面示意图。图2示出根据本专利技术的实施例的包含临时键合工艺的辅助结构的晶圆100的局部俯视示意图。图3A至图3D示出根据本专利技术的实施例的伪TSV通孔布局的多个示例的示意图。图4A至图4E示出根据本专利技术的实施例利用该结构的晶圆加工过程的横截面示意图。具体实施方式在以下的描述中，参考各实施例对本专利技术进行描述。然而，本领域的技术人员将认识到可在没有一个或多个特定细节的情况下或者与其它替换和/或附加方法、材料或组件一起实施各实施例。在其它情形中，未示出或未详细描述公知的结构、材料或操作以免使本专利技术的各实施例的诸方面晦涩。类似地，为了解释的目的，阐述了特定数量、材料和配置，以便提供对本专利技术的实施例的全面理解。然而，本专利技术可在没有特定细节的情况下实施。此外，应理解附图中示出的各实施例是说明性表示且不一定按比例绘制。在本说明书中，对“一个实施例”或“该实施例”的引用意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在本专利技术的至少一个实施例中。在本说明书各处中出现的短语“在一个实施例中”并不一定全部指代同一实施例。需要说明的是，本专利技术的实施例以特定顺序对工艺步骤进行描述，然而这只是为了方便区分各步骤，而并不是限定各步骤的先后顺序，在本专利技术的不同实施例中，可根据工艺的调节来调整各步骤的先后顺序。本专利技术的实施例提供一种临时键合工艺的辅助结构，通过在器件晶圆的无效图形区刻蚀伪TSV(ThroughSiliconVia)通孔，使得伪TSV通孔深度大于器件TSV通孔，经临时键合及背面减薄工艺后，伪TSV通孔先行露头，保证器件晶圆与载片晶圆之间的键合胶层可与大气连通，在器件晶圆进入真空腔室后，可以保证内外压平衡，从而有效解决临时键合片进行背面工艺时在真空腔室中易分层或者破裂的问题。图1示出根据本专利技术的实施例的包含临时键合工艺的辅助结构的晶圆100横截面示意图。如图1所示，晶圆100包括衬底110、形成于衬底110正面上的功能结构120、形成于衬底110内的有效TSV通孔130以及在功能结构120周边的无效区域中的伪TSV通孔140。伪TSV通孔140的孔深大于有效TSV通孔130的孔深。衬底201可以是能用于制造功能结构120的任何材料。在一些实施例中，衬底201可以是单晶硅材料、经掺杂的单晶硅材料、多晶或多层结构衬底、绝缘体上的半导体衬底、玻璃材料或陶瓷材料。在一些实施例中，衬底100可以不包括硅，替代地包括诸如Ge、GaAs或InP等不同的衬底材料。在本专利技术的一个实施例中，伪TSV通孔140的孔深可以在工艺和成本允许的范围内尽可能地深。另外，设置伪TSV通孔140的目的在于：在不改变原有工艺流程的情况下，背面减薄工艺后，伪TSV通孔先行露头，使得临时键合片的键合胶层与外界大气的连通，从而实现键合片的内外压平衡。因此，对伪TSV通孔140的孔径尺寸要求不高。在功能图形周边的无效区域面积允许的情况下，伪TSV通孔140的孔径可以大于有效TSV通孔130的孔径。然而，本领域的技术人员应该理解，伪TSV通孔140本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种临时键合工艺的辅助结构，包括：衬底；形成于所述衬底的正面上的功能结构；形成于所述衬底内的有效TSV通孔；以及形成于所述衬底内的伪TSV通孔，所述伪TSV通孔分布在所述功能图形周边的无效区域中，其中所述伪TSV通孔的孔深大于所述有效TSV通孔的孔深。

【技术特征摘要】
1.一种临时键合工艺的辅助结构，包括：衬底；形成于所述衬底的正面上的功能结构；形成于所述衬底内的有效TSV通孔；以及形成于所述衬底内的伪TSV通孔，所述伪TSV通孔分布在所述功能图形周边的无效区域中，其中所述伪TSV通孔的孔深大于所述有效TSV通孔的孔深。2.如权利要求1所述的临时键合工艺的辅助结构，其特征在于，所述伪TSV通孔贯穿衬底。3.如权利要求1所述的临时键合工艺的辅助结构，其特征在于，所述伪TSV通孔的截面为圆形，且多个所述伪TSV通孔分布在所述功能图形的四周。4.如权利要求1所述的临时键合工艺的辅助结构，其特征在于，所述伪TSV通孔的截面为方形，且多个所述伪TSV通孔分布在所述功能图形的四周。5.如权利要求1所述的临时键合工艺的辅助结构...

【专利技术属性】
技术研发人员：张鹏，李恒甫，
申请(专利权)人：华进半导体封装先导技术研发中心有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32