临时键合胶、晶圆加工体、晶圆及其制备方法与流程

本申请涉及芯片制备领域，具体而言，涉及一种临时键合胶、晶圆加工体、晶圆及其制备方法。

背景技术：

1、为满足半导体芯片的小型化、高性能化和多功能化的需求，三维堆叠封装前需对器件晶圆进行薄型化处理，通常需减薄至100μm甚至是50μm以下。这类超薄的晶圆易碎且容易翘曲，难以承受住加工和转移过程中施加的外力或高低温循环产生的内应力，因此进行减薄处理前，需要使用临时键合胶将待加工的器件晶圆粘附在载体或较厚的晶圆上，然后经过背部减薄、径向加工硅通孔(tsv)、形成重布线层(rdl)和内部互联等工艺，最后通过热滑移、机械、化学或激光等解键合方式使临时性粘结材料粘结性失效制成超薄晶圆。

2、在利用临时键合胶制备超薄晶圆的过程中，临时键合胶需要先涂覆在载体或待加工的晶圆的表面，之后进行洗边(边旋转晶圆边进行清洗和干燥)，然后再将临时键合胶进行固化实现临时性的粘合。

3、在键合过程中，临时键合胶需要充满带图案晶圆表面的空隙中，因此需要临时键合胶具有良好的流动性；另外，临时键合胶也需要具有良好的支撑性，这样既可以防止多余或溢出的键合胶造成晶圆边缘及背面的污染，也可以保证临时键合胶不容易发生边界坍塌导致边界不清晰的情况，而且在后续旋转清洗以及后续干燥过程中支撑性好的临时键合胶的膜厚也不容易发生变化。但是目前的临时键合胶往往不能很好地兼顾流动性和支撑性，这样会导致超薄晶圆容易返工，影响到超薄晶圆的制备效率。

技术实现思路

1、本申请提供一种临时键合胶、晶圆加工体、晶圆及其制备方法，本申请临时键合胶既具有良好的流动性，而且在洗边时也不容易发生边界坍塌导致边界不清晰以及膜厚的变化，能提升超薄晶圆的制备效率。

2、第一方面，本申请提供了一种临时键合胶，其组分包括反应性基体树脂、增粘剂、溶剂，增粘剂包括聚硅氧烷、聚硅氮烷中的至少一种，且增粘剂的储能模量为15kpa～50kpa；增粘剂与反应性基体树脂的质量比为0.2:1～1:0.5。

3、在上述技术方案中，发明人发现，当选用特定量的聚硅氧烷、聚硅氮烷中的至少一种作为增粘剂，且将增粘剂的储能模量控制在15kpa～50kpa的范围内时，临时键合胶既具有良好的流动性，在洗边过程中也不容易发生边界坍塌导致边界不清晰以及膜厚的变化。

4、另外，发明人还发现，即使加入上述的增粘剂后，符合上述条件的临时键合胶固化后，经350℃以上的高温工艺处理后仍然具有良好的粘性。

5、在一种可能的实现方式中，增粘剂的储能模量为24.5kpa～37.1kpa。

6、在上述技术方案中，储能模量为24.5kpa～37.1kpa的增粘剂，临时键合胶会具有更好地综合性能。

7、在一种可能的实现方式中，反应性基体树脂包括乙烯基聚硅氧烷和氢基聚硅氧烷，乙烯基聚硅氧烷的侧链含有乙烯基，氢基聚硅氧烷的侧链和/或端基中含有氢原子，且氢基聚硅氧烷中的氢原子与乙烯基聚硅氧烷中的乙烯基的摩尔比为0.25:1～1.2:1。

8、在上述技术方案中，符合上述条件的反应性基体树脂既能增加临时键合胶的稳定性，还能使得临时键合胶在使用时可以快速地固化，而且固化后还具有良好的耐热性能。

9、在一种可能的实现方式中，乙烯基聚硅氧烷中，乙烯基的平均官能度大于2，且氢基聚硅氧烷中，氢原子的平均官能度不小于2；或乙烯基聚硅氧烷中，乙烯基的平均官能度不小于2，且氢基聚硅氧烷中，氢原子的平均官能度大于2。

10、在上述技术方案中，符合上述条件的临时键合胶在固化时，反应性树脂之间可以通过乙烯基和活泼性的氢原子聚合，形成网状结构的高分子化合物，这样固化后的临时键合胶的稳定性更好。

11、在一种可能的实现方式中，乙烯基聚硅氧烷中，乙烯基当量为700～25000g/eq；和/或，氢基聚硅氧烷中，侧链和/或端基中的氢原子的当量为100～1500g/eq。

12、在一种可能的实现方式中，临时键合胶的组分还包括铂催化剂和抑制剂；铂催化剂占基体和增粘剂质量之和的1～1000ppm，且抑制剂与催化剂的摩尔比为1：1～500。

13、在上述技术方案中，组分中的铂催化剂有利于提升临时键合胶在使用时的固化速率；另外，当铂催化剂的含量低于1ppm时，催化效果不明显，当铂催化剂的含量高于1000ppm时，临时键合胶的储存稳定性下降。因此，铂催化剂的含量一般控制在1～1000ppm的范围内。

14、组分中的抑制剂有利于提升组合物的常温储存稳定性，也能在常温下起到抑制铂催化剂活性的作用，而且将抑制剂和催化剂的摩尔比为1：1～500的范围内，既能很好地提升临时键合胶的稳定性，也不容易使得铂催化剂失效。

15、在一种可能的实现方式中，铂催化剂包括双(炔基)双(三苯基膦)铂配合物、双(炔基)(环二烯烃基)铂配合物、甲基乙烯基环四硅氧烷铂络合物、二羰基二氯铂与甲基乙烯基环四硅氧烷络合物、双(β-乙酰丙酮)铂络合物以及三甲基(甲基-环戊二烯)铂络合物中的至少一种；和/或，抑制剂包括丙烯酸酯类化合物、炔醇类化合物、硅烷化炔醇类化合物中的至少一种；可选地，丙烯酸酯类化合物包括甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸烯丙酯、丁二醇甲基丙烯酸酯类、马来酸酯和马来酸二烯丙酯中的至少一种；可选地，炔醇类化合物包括乙炔环己醇、甲基丁炔醇、二甲基己炔醇、苯基丁炔醇中的至少一种；可选地，硅烷化炔醇类化合物包括二甲基二炔烃氧基硅烷、炔烃氧基聚硅氧烷中的至少一种。

16、在一种可能的实现方式中，溶剂包括均三甲苯、甲苯、二甲苯、柠檬烯、壬烷、十氢萘、十二烷、乙酸乙酯、γ-丁内酯、聚乙二醇单甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯中的至少一种。

17、第二方面，本申请实施例提供了一种晶圆加工体，其包括依次堆叠设置的载体层、临时键合层、晶圆层，临时键合层由上述任一项的临时键合胶固化形成。

18、在上述技术方案中，上述的晶圆加工体耐热性好，有利于制备厚度较薄的晶圆。

19、在一种可能的实现方式中，临时键合层的剪切模量为0.3～2.0mpa；可选地，临时键合层的剪切模量为0.5～1.5mpa；进一步可选地，临时键合层的剪切模量为0.8～1.1mpa。

20、在上述技术方案中，由上述的临时键合胶固化形成的临时键合层，其剪切模量一般会在特定的范围内，保证具有足够的粘合性能以及应力缓冲能力，这样更有利于制备厚度较薄的晶圆。

21、第三方面，本申请实施例提供了一种晶圆的制备方法，其包括以下步骤：对上述的晶圆加工体中的晶圆层进行加工，以使得晶圆层的厚度不大于100μm，然后分离载体层和晶圆层。

22、在上述技术方案中，使用上述的晶圆加工体制备晶圆，生产效率较高。

23、第四方面，本申请实施例提供了一种晶圆，其由第三方面的晶圆的制备方法制得，且晶圆的厚度不大于100μm。

24、在上述技术方案中，制得的晶圆厚度较薄，可以满足半导体芯片的小型化、高性能化和多功能化的需求。

技术特征：

1.一种临时键合胶，其特征在于，其组分包括反应性基体树脂、增粘剂、溶剂，所述增粘剂包括聚硅氧烷、聚硅氮烷中的至少一种，且所述增粘剂的储能模量为15kpa～50kpa；

2.根据权利要求1所述的临时键合胶，其特征在于，所述增粘剂的储能模量为24.5kpa～37.1kpa。

3.根据权利要求1所述的临时键合胶，其特征在于，所述反应性基体树脂包括乙烯基聚硅氧烷和氢基聚硅氧烷，所述乙烯基聚硅氧烷的侧链和/或端基中含有乙烯基，所述氢基聚硅氧烷的侧链和/或端基中含有氢原子，且所述氢基聚硅氧烷中的氢原子与所述乙烯基聚硅氧烷中的乙烯基的摩尔比为0.25:1～1.2:1。

4.根据权利要求3所述的临时键合胶，其特征在于，所述乙烯基聚硅氧烷中，乙烯基的平均官能度大于2，且所述氢基聚硅氧烷中，氢原子的平均官能度不小于2；

5.根据权利要求3或4所述的临时键合胶，其特征在于，所述乙烯基聚硅氧烷中，乙烯基当量为700～25000g/eq；

6.根据权利要求1所述的临时键合胶，其特征在于，其组分还包括铂催化剂和抑制剂；所述铂催化剂占所述基体和所述增粘剂质量之和的1～1000ppm，且所述抑制剂与所述催化剂的摩尔比为1：1～500。

7.根据权利要求6所述的临时键合胶，其特征在于，所述铂催化剂包括双(炔基)双(三苯基膦)铂配合物、双(炔基)(环二烯烃基)铂配合物、甲基乙烯基环四硅氧烷铂络合物、二羰基二氯铂与甲基乙烯基环四硅氧烷络合物、双(β-乙酰丙酮)铂络合物以及三甲基(甲基-环戊二烯)铂络合物中的至少一种；

8.根据权利要求1所述的临时键合胶，其特征在于，所述溶剂包括均三甲苯、甲苯、二甲苯、柠檬烯、壬烷、十氢萘、十二烷、乙酸乙酯、γ-丁内酯、聚乙二醇单甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯中的至少一种。

9.一种晶圆加工体，其特征在于，其包括依次堆叠设置的载体层、临时键合层、晶圆层，所述临时键合层由权利要求1～8任一项所述的临时键合胶固化形成。

10.根据权利要求9所述的晶圆加工体，其特征在于，所述临时键合层的剪切模量为0.3～2.0mpa；可选地，所述临时键合层的剪切模量为0.5～1.5mpa；进一步可选地，所述临时键合层的剪切模量为0.8～1.1mpa。

11.一种晶圆的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：对权利要求9～10任一项所述的晶圆加工体中的所述晶圆层进行加工，以使得所述晶圆层的厚度不大于100μm，然后分离所述载体层和所述晶圆层。

12.一种晶圆，其特征在于，其由权利要求11所述的晶圆的制备方法制得，且所述晶圆的厚度不大于100μm。

技术总结本申请提供一种临时键合胶、晶圆加工体、晶圆及其制备方法，涉及芯片制备领域。临时键合胶的组分包括反应性基体树脂、增粘剂、溶剂，增粘剂包括聚硅氧烷、聚硅氮烷中的至少一种，且增粘剂的储能模量为15kPa～50kPa；增粘剂与反应性基体树脂的质量比为0.2:1～1:0.5。本申请临时键合胶具有良好的流动性，经洗边操作后边界清晰无坍塌，膜厚无显著变化，能提升超薄晶圆的制备效率；而且临时键合胶在固化后还具有良好的热稳定性。技术研发人员：唐兵,刘家兵,赵志强,刘敏受保护的技术使用者：湖北鼎龙芯盛科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/29