【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及晶圆级先进封装和激光剥离，尤其涉及一种基于界面剥离的激光解键合方法。
技术介绍
1、为了提高封装芯片的集成度、整体散热性和电气性能，器件晶圆需要减薄至100μm以下。然而，这种超薄晶圆的机械性能较差，需要利用临时键合与解键合(tbdb)工艺来保证其安全性。tbdb工艺首先是将器件晶圆键合到玻璃晶圆上，接着在完成背面的减薄工艺后需要将超薄器件晶片从玻璃晶圆上剥离。目前，激光解键合技术具有无接触、能量可控、加工灵活、生产效率高等优点，已成为大尺寸超薄晶圆键合对(8英寸及以上)解键合的最佳选择。
2、现有的激光解键合过程中，激光的烧蚀位置并非光敏材料与玻璃晶圆的界面处，而是光敏材料内部在该界面以下的位置(≤100nm)。为了使该位置中发生的烧蚀过程实现晶圆键合对的完全分离，在激光剥离过程中通常会使用高能量密度的激光使烧蚀位置的光斑全部连通。然而，这种高能量分离方法会导致器件晶圆表面残留大量的碳化碎屑，这不仅不利于清洗而且会降低芯片器件的良率。
技术实现思路
1、针对上述技术问题，本专利技术提供一种基于界面剥离的激光解键合方法。本专利技术利用激光冲击诱导应力波实现键合对在光敏材料与粘结材料界面的分离，具有操作简单、普适性好、可靠性高、无应力分离以及无碳化碎屑等优点。
2、为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：
3、一方面，本专利技术提供一种基于界面剥离的激光解键合方法，应用于键合晶圆对的解键合；所述键合晶圆对由涂覆有机光敏材料的玻璃晶
4、将激光束穿过所述玻璃晶圆辐照在有机光敏材料上，使键合晶圆对在有机光敏材料与有机粘结材料的界面处发生剥离；
5、其中，所述有机粘结材料和有机光敏材料在键合之后的粘结强度通过拉力试验机测试为0.1～5n/30mm；所述激光束的能量密度＜170mj/cm2；所述激光束的光斑重叠率为≤5％。
6、在本专利技术的技术方案中，以激光束辐照所述有机光敏材料后，有机光敏材料通过光化学效应或者光热效应发生分解急剧释放气体，产生向材料内部传播的冲击应力波。粘结强度在该范围内，冲击应力波效应能够使键合晶圆对在有机光敏材料与有机粘结材料的界面处发生剥离。同时，该粘结强度满足晶圆背面减薄工艺以及后续半导体制程工艺的要求。此外，激光束能够降低有机粘结材料与器件晶圆的粘结强度，使其容易被剥离。
7、作为优选地实施方式，所述激光束的能量密度为105～145mj/cm2。
8、作为优选地实施方式，所述有机光敏材料对激光束的吸光度≥60％；所述有机粘结材料玻璃晶圆对激光束的吸光度≤20％。
9、作为优选地实施方式，所述有机光敏材料的模量为0.5～100gpa；
10、优选地，所述有机光敏材料的热膨胀系数为1×10-5～5×10-5/℃。在本专利技术的技术方案中，提高所述有机光敏材料的模量和热膨胀系数有利于增强激光诱导的冲击应力波，而过高会导致晶圆键合对翘曲严重；
11、优选地，所述有机光敏材料的涂覆厚度为0.3～100μm；
12、优选地，所述有机光敏材料为热分解5％温度(td,5％)≥300℃的材料；在本专利技术的技术方案中，采用耐高温的材料可以满足后续的高温制程工艺，在某些具体的实施方式中，可列举出深圳市化讯半导体材料有限公司的wlp lb210和wlp lb220。
13、作为优选地实施方式，所述有机粘结材料的模量为0.5～100gpa；在本专利技术的技术方案中，所述有机粘结材料的模量较高有利于增强激光束产生的冲击应力波，而过高会导致晶圆翘曲严重；
14、优选地，所述有机粘结材料的涂覆厚度为10～1000μm；
15、优选地，所述有机光敏材料为热分解5％温度(td,5％)≥300℃的材料；在本专利技术的技术方案中，采用耐高温的材料可以满足后续的高温制程工艺，具体可采用深圳市化讯半导体材料有限公司开发的wlp tb4130。
16、作为优选地实施方式，所述激光束的能量密度为110～150mj/cm2；
17、优选地，所述激光束的扫描速度为300～8000mm/s。
18、在本专利技术的技术方案中，所述键合晶圆对优选为经过减薄处理的超薄键合晶圆对，所述超薄为器件晶圆的厚度≤100μm。
19、在某些具体的实施方式中，所述键合晶圆对的制备方法包括以下步骤：
20、将有机光敏材料旋涂于玻璃晶圆表面后进行预固化；将有机粘结材料旋涂于器件晶圆表面后进行预固化；通过真空热压键合将玻璃晶圆与器件晶圆形成键合晶圆对；通过背面减薄工艺将器件晶圆进行减薄。
21、又一方面，本专利技术提供上述方法在半导体封装中的应用，优选地，在晶圆临时键合/解键合中的应用。
22、上述技术方案具有如下优点或者有益效果：本专利技术提供了一种基于界面剥离的激光解键合方法。本专利技术将激光束辐照有机光敏材料，诱导应力波分解有机光敏材料，促使有机光敏材料与有机粘结材料的粘结强度降低，从而实现键合晶圆对在有机光敏材料与有机粘结材料界面处无应力分离。相较于现有技术中，激光解键合工艺作用于有机光敏材料层内，通过烧蚀实现完全分离，本专利技术提供的方法激光作用于有机光敏材料层与有机粘结材料层的界面处，能够将烧蚀碳化碎屑封存在有机光敏材料层内，从而减少碳化碎屑的残留甚至实现无碳化碎屑残留，有利于后续的清洗，提高芯片器件的良率。同时该方法基于室温操作，普适性好、可靠性高，实现了无应力分离。
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1.一种基于界面剥离的激光解键合方法，应用于键合晶圆对的解键合；所述键合晶圆对由涂覆有机光敏材料的玻璃晶圆与涂覆有机粘结材料的器件晶圆键合得到，其特征在于，所述激光解键合方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的激光解键合方法，其特征在于，所述激光束的能量密度为105～145mJ/cm2。
3.根据权利要求1所述的激光解键合方法，其特征在于，所述有机光敏材料对激光束的吸光度≥60％；所述有机粘结材料玻璃晶圆对激光束的吸光度≤20％。
4.根据权利要求1所述的激光解键合方法，其特征在于，所述有机光敏材料的模量为0.5～100GPa；
5.根据权利要求1所述的激光解键合方法，其特征在于，所述有机粘结材料的模量为0.5～100GPa；
6.根据权利要求1所述的激光解键合方法，其特征在于，所述激光束的能量密度为110～150mJ/cm2；
7.根据权利要求1所述的激光解键合方法，其特征在于，所述键合晶圆对优选为经过减薄处理的超薄键合晶圆对，所述超薄为器件晶圆的厚度≤100μm。
8.根据权利要求1所述的
9.权利要求1-8任一所述的激光解键合方法在半导体封装中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于在晶圆临时键合/解键合中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种基于界面剥离的激光解键合方法，应用于键合晶圆对的解键合；所述键合晶圆对由涂覆有机光敏材料的玻璃晶圆与涂覆有机粘结材料的器件晶圆键合得到，其特征在于，所述激光解键合方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的激光解键合方法，其特征在于，所述激光束的能量密度为105～145mj/cm2。
3.根据权利要求1所述的激光解键合方法，其特征在于，所述有机光敏材料对激光束的吸光度≥60％；所述有机粘结材料玻璃晶圆对激光束的吸光度≤20％。
4.根据权利要求1所述的激光解键合方法，其特征在于，所述有机光敏材料的模量为0.5～100gpa；
5.根据权利要求1所述的激...
【专利技术属性】
技术研发人员：张国平，王方成，刘强，张介元，孙蓉，
申请(专利权)人：深圳先进电子材料国际创新研究院，
类型：发明
国别省市：
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