半导体器件的临时键合与解键合的方法及半导体器件与流程

本发明涉及集成电路制造工艺，具体而言，涉及一种半导体器件的临时键合与解键合的方法及半导体器件。

背景技术：

1、临时键合(temporary bonding)是为薄或待变薄的晶圆提供机械支撑的必不可少的过程，这对于3d ic、功率器件和wlp晶圆以及处理易碎基板(如化合物半导体)至关重要，现有evg的开放式粘合剂平台可提供完整的临时键合和解键合的工艺集成。

2、目前，现有临时键合、解键合方案一般使用有机材料，使用与光阻涂布相同的技术把粘附性材料涂在晶片上，进行soft bake来去除水分溶剂等，进而将有机粘合剂键合到晶片上或另一晶片的相同涂层上，再解键合采用热释放、溶剂释放或uv释放等去除。由于上述方式需要用到专业的临时键合胶及专业设备，加工价格比较贵；在临时键合之后，往往还需要进行刻蚀、热处理等工艺，因此对特定产品加工工艺难度大，工艺兼容性较低。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种半导体器件的临时键合与解键合的方法及半导体器件，以解决现有技术中临时键合、解键合工艺难度大，兼容性较低的问题。

2、为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种半导体器件的临时键合与解键合的方法，包括以下步骤：提供第一预键合单元，第一预键合单元具有相对的第一表面和第二表面；提供第二预键合单元，第二预键合单元具有第三表面；通过光敏树脂将第三表面与第二表面临时键合；刻蚀第一表面，以形成贯穿第一预键合单元的连通孔；在加热条件下依次采用解键合溶液和有机溶液将第三表面与第二表面进行解键合，有机溶液的沸点高于解键合溶液的沸点，以使解键合溶液在到达沸点的条件下产生将第三表面与第二表面分离的作用力。

3、进一步地，上述方法还包括形成所述第一预键合单元的步骤：在绝缘介质层的第四表面顺序形成层叠的第一热氧化层和第一氮化硅层；在与第四表面相对的一侧顺序形成层叠的第二热氧化层和第二氮化硅层；顺序刻蚀第一氮化硅层、第一热氧化层和绝缘介质层，以形成凹槽；其中，刻蚀第一表面，以形成贯穿第一预键合单元的连通孔的步骤包括：顺序刻蚀第二氮化硅层、第二热氧化层和绝缘介质层，以形成从第二氮化硅层贯穿至凹槽的连通孔。

4、进一步地，在与第四表面相对的一侧顺序形成层叠的第二热氧化层和第二氮化硅层的步骤之后，上述方法还包括：在第二氮化硅层远离第二热氧化层的一侧依次形成多个间隔的金属层以及至少覆盖金属层的钝化层；在形成从第二氮化硅层贯穿至凹槽的连通孔的步骤之后，上述方法还包括：去除覆盖金属层的钝化层，以使金属层远离第二氮化硅层的表面裸露。

5、进一步地，通过光敏树脂将第三表面与第二表面临时键合的步骤包括：在第三表面上涂覆光敏树脂，并对光敏树脂进行热处理；将第三表面与第二表面临时键合。

6、进一步地，光敏树脂包括光刻胶，所述热处理的温度为在90～120℃，时间为60～120s。

7、进一步地，解键合溶液包括丙酮，有机溶液包括n-甲基吡咯烷酮。

8、进一步地，将第三表面与第二表面进行解键合的步骤包括：将第一预键合单元与第二预键合单元的键合体浸泡在解键合溶液中，浸泡时间为0.5～5h，以使解键合溶液渗透至第一预键合单元与第二预键合单元的键合缝隙中；将键合体浸泡至有机溶液中并加热至沸腾，以使键合缝隙中的解键合溶液产生向外的作用力，以将第三表面与第二表面分离。

9、进一步地，在将键合体浸泡至有机溶液的步骤中，有机溶液的温度为60～80℃，浸泡时间为2～10min。

10、进一步地，在将键合体浸泡至有机溶液中的步骤之前，将第三表面与第二表面进行解键合的步骤还包括：采用清洗溶液清洗键合体的表面，其中，清洗溶液包括异丙酮。

11、根据本发明的另一个方面，提供了一种半导体器件，该半导体器件通过如上述的方法得到。

12、应用本发明的技术方案，提供一种半导体器件的临时键合与解键合的方法，上述方法中，由于在加热条件下依次采用解键合溶液和有机溶液将第三表面与第二表面进行解键合，有机溶液的沸点高于解键合溶液的沸点，以使解键合溶液在到达沸点的条件下产生将第三表面与第二表面分离的作用力，从而能够使解键合溶液和有机溶液充分接触第三表面与第二表面，实现了第一预键合单元与第二预键合单元在临时键合后快速、有效地解键合，解决了现有技术中临时键合、解键合工艺难度大，兼容性较低的问题。

技术特征：

1.一种半导体器件的临时键合与解键合的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括形成所述第一预键合单元的步骤：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在与所述第四表面相对的一侧顺序形成层叠的第二热氧化层和第二氮化硅层的步骤之后，所述方法还包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过光敏树脂将所述第三表面与所述第二表面临时键合的步骤包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述光敏树脂包括光刻胶，所述热处理的温度为在90～120℃，时间为60～120s。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述解键合溶液包括丙酮，所述有机溶液包括n-甲基吡咯烷酮。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，将所述第三表面与所述第二表面进行解键合的步骤包括：

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在将所述键合体浸泡至所述有机溶液的步骤中，所述有机溶液的温度为60～80℃，浸泡时间为2～10min。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在将所述键合体浸泡至所述有机溶液中的步骤之前，将所述第三表面与所述第二表面进行解键合的步骤还包括：

10.一种半导体器件，其特征在于，所述半导体器件通过如权利要求1至9中任一项所述的方法得到。

技术总结本发明提供了一种半导体器件的临时键合与解键合的方法及半导体器件。该方法包括以下步骤：提供第一预键合单元，第一预键合单元具有相对的第一表面和第二表面；提供第二预键合单元，第二预键合单元具有第三表面；通过光敏树脂将第三表面与第二表面临时键合；刻蚀第一表面，以形成贯穿第一预键合单元的连通孔；在加热条件下依次采用解键合溶液和有机溶液将第三表面与第二表面进行解键合，有机溶液的沸点高于解键合溶液的沸点，以使解键合溶液在到达沸点的条件下产生将第三表面与第二表面分离的作用力。采用上述方法解决了现有技术中临时键合、解键合工艺难度大，兼容性较低的问题。技术研发人员：杨涛,王晋,郭佳惠,高晋文,朱亚东,俞开园,郝玮倩,熊鸽,黄礼武,陆原受保护的技术使用者：润芯感知科技（南昌）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/30