專利名稱：將器件晶片可逆地安裝在載體基片上的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大致涉及能在晶片減薄和其它背面處理過程中將器件晶片支承在載體基 片上的新的臨時晶片粘合的方法?，F(xiàn)有技術(shù)的描述集成電路、功率半導(dǎo)體、發(fā)光二極管、光子電路、微機電系統(tǒng)(MEMS)、嵌入式無源天 線陣、封裝插入件以及許多其它基于硅和化合物半導(dǎo)體的微器件以陣列的方式共同地制造 在直徑為1-12英寸的晶片基片上。然后將上述許多器件分成單獨的器件或芯片，將它們組 裝以使它們實際上能，例如通過與印刷線路板的互連而與宏觀環(huán)境相互作用。當(dāng)芯片仍是 晶片陣列的部分時在芯片上或芯片周圍構(gòu)造器件組件已變得越來越流行。被稱為晶片級封 裝的這種作法降低了總封裝成本并允許在器件及其微電子環(huán)境之間獲得比在外部尺寸通 常比實際器件大幾倍的更傳統(tǒng)封裝的情況下更高的互連密度。直到最近，互連方案已大體限制在二維，這意味著器件和其安裝的相應(yīng)板或封裝 表面之間的電連接已全部布置在水平或χ-y平面內(nèi)。微電子產(chǎn)業(yè)已意識到，通過將器件垂 直層疊(即沿Z方向)并互連，可獲得器件互連密度的顯著增加和信號延時的相應(yīng)減小(因 縮短了電連接點之間的距離)。器件層疊的兩個普通要求是(1)從背面沿貫穿晶片方向減 薄器件；以及(2)接著形成貫穿晶片的電連接，通常稱其為硅通孔或“TSV”，它們終止于器 件的背面。就此而言，即使當(dāng)器件不被封裝在層疊結(jié)構(gòu)中時，半導(dǎo)體器件減薄如今也已成為 標準作法，因為它便于散熱并允許例如移動電話的緊湊電子產(chǎn)品獲得小得多的形狀因數(shù)。尤其當(dāng)半導(dǎo)體器件或在其中安置器件的相應(yīng)組件被層疊時，使半導(dǎo)體器件減薄至 小于100微米以減小其外形，并簡化器件上的背面電連接的形成正越來越受關(guān)注。用于高 容量集成電路生產(chǎn)的硅晶片直徑一般為200或300毫米并具有大約750微米的晶片貫穿厚 度。不減薄的話，幾乎不可能通過使連接穿過晶片而形成與前側(cè)電路連接的背面電觸頭?；?于機械研磨(背面研磨)和拋光以及化學(xué)蝕刻的半導(dǎo)體等級硅和化合物合半導(dǎo)體的高效減 薄工藝現(xiàn)在正在商用。這些工藝允許器件晶片厚度在幾分鐘內(nèi)降低至小于100微米，并同 時在跨晶片厚度的均一性上保持精確的控制。已被減薄至小于100微米的器件晶片，尤其是那些減薄至小于60微米的器件晶 片，是極其易斷的并且必須在其全尺寸上進行支承以防止破裂和斷裂。已研發(fā)出多種晶片 棒和晶片夾盤用于轉(zhuǎn)移超薄器件晶片，但仍然存在的問題是如何在包括例如化學(xué)_機械拋 光(CMP)、光刻、蝕刻、沉積、退火和清潔這些步驟的背面研磨和TSV成形工藝中支承晶片， 因為這些步驟在減薄時或減薄后對器件晶片施加高熱應(yīng)力和機械應(yīng)力。超減薄晶片處理的越來越流行的方法包括將全厚度器件晶片用聚合物粘合劑面朝下地安裝在剛性載體上。然 后從背部進行減薄和處理。然后在背面處理已完成后，通過熱、熱機械或化學(xué)工藝從載體取 下或剝離完全處理的超薄晶片。常見載體材料包括硅(例如器件晶片坯件)、堿鈣玻璃、硼硅酸鹽玻璃、藍寶石以 及各種金屬和陶瓷。載體可以是正方形或矩形的，但更常見是圓形的并且其尺寸與器件晶 片匹配，因此能夠在常規(guī)處理工具和卡盒中處理粘合組件。有時載體被穿孔以當(dāng)液體化學(xué) 試劑作為剝離劑用來溶解或分解聚合物粘合劑時加速剝離過程。用于臨時晶片粘合的聚合物粘合劑一般通過來自溶液的旋涂或噴涂或作為干膜 膠帶層疊而施加。旋涂和噴涂施加的粘合劑變得越來越優(yōu)選，由于它們形成比膠帶所能提 供的更高的厚度均勻性的涂層。較高的厚度均勻性表現(xiàn)為在減薄后更好控制整個晶片厚度 均勻性。聚合物粘合劑表現(xiàn)出對器件晶片和載體的高粘合強度。聚合物粘合劑可根據(jù)所需要的厚度和涂層平面性(平面度)旋涂于器件晶片、載 體或兩者之上。經(jīng)涂覆的晶片被烘烤以從聚合物粘合層去除所有涂料溶劑。經(jīng)涂覆的晶片 和載體隨后在加熱的機械壓機中接觸放置以粘合。施加足夠的溫度和壓力以使粘合劑流入 并填充器件晶片結(jié)構(gòu)特征并獲得與器件晶片和載體表面的全部區(qū)域的緊密接觸。在背面處理之后從載體剝離器件晶片一般以四種方法之一來進行(1)化學(xué)一將粘合的晶片疊層件浸入溶劑或化學(xué)試劑中或?qū)υ摨B層件噴射溶劑或 化學(xué)劑劑以溶解或分解聚合物粘合劑。(2)光分解一用光源通過透明載體照射粘合的晶片疊層件以使與載體相鄰的粘合 劑邊界層光分解。然后使載體與晶片疊層件分離，并在器件晶片保持在夾盤上的同時使剩 余的聚合物粘合劑從器件晶片上剝落。(3)熱機械一以高于聚合物粘合劑軟化溫度的溫度加熱粘合的晶片疊層件，并隨 后在用全晶片卡盤支承的同時使器件晶片滑動或離開載體。(4)熱分解一以高于聚合物粘合劑分解溫度的溫度加熱粘合的晶片疊層件，使其 揮發(fā)并喪失與器件晶片和載體的粘合性。這些剝離方法各自具有嚴重限制其在制造環(huán)境中使用的缺陷。例如，由于溶劑可 能必須通過粘性聚合物介質(zhì)擴散很大的距離才能進行釋放，因此通過溶解聚合物粘合劑的 化學(xué)剝離是緩慢的過程。也就是說，溶劑必須從粘合基片的邊緣或從載體內(nèi)的穿孔擴散到 粘合劑的所在區(qū)域。在任一種情形下，溶劑擴散和滲透所需的最小距離為至少3-5毫米 并可以大得多，即使在穿孔增加溶劑與粘合劑層的接觸的情況下。即使在升高的溫度(= 600C )下一般也需要若干小時的處理時間以使剝離發(fā)生，這意味著晶片產(chǎn)量會很低。由于整個粘合的基片無法一次曝光，光分解同樣是緩慢的過程。而一般是光束截 面僅為幾毫米的激光的曝光源在傳遞足夠能量以使粘合劑粘合層分解時必須聚焦在小面 積上。光束然后以連續(xù)方式在基片上掃描(或光柵照射)以使整個表面剝離，這導(dǎo)致很長 的剝離時間。盡管熱機械(TM)剝離一般可在幾分鐘內(nèi)完成，但存在可能降低器件產(chǎn)量的其它 限制因素。臨時粘合的器件晶片的背面工藝經(jīng)常涉及高于200°C或甚至300°C的工作溫度。 用于TM剝離的聚合物粘合劑在工作溫度或工作溫度附近必須既不分解又不過度軟化，否 則剝離將會過早地發(fā)生。結(jié)果，粘合劑一般設(shè)計成在高于工作溫度20-50°C的溫度下充分軟化以使剝離發(fā)生。剝離所需的高溫因熱膨脹而將較大的應(yīng)力施加于粘合對。同時，使器件 晶片通過滑動、抬高或扭轉(zhuǎn)運動移離載體所需的高機械力產(chǎn)生附加應(yīng)力，該附加應(yīng)力可能 使器件晶片斷裂或在各個器件的微電路中產(chǎn)生損壞，這導(dǎo)致器件故障和產(chǎn)量損失。熱分解(TD)剝離也容易使晶片斷裂。當(dāng)聚合物粘合劑分解時產(chǎn)生氣體，而這些氣 體可在去除大部分的粘合劑前夾在器件晶片和載體之間。這種夾在里面的氣體累積可能使 薄器件晶片出現(xiàn)氣孔和裂紋或甚至斷裂。與TD剝離相關(guān)的另一問題是聚合物分解經(jīng)常伴 隨形成難消除的碳化殘渣，這種殘渣不能通過普通清潔步驟從器件晶片去除。這些現(xiàn)有技術(shù)的聚合物粘合劑剝離方法的限制已產(chǎn)生載體輔助的薄晶片處理的 新方式的需要，這種新方式提供高晶片產(chǎn)量并減少或消除器件晶片斷裂和內(nèi)部器件損壞的 幾率。發(fā)明概述本發(fā)明大致提供一種新的臨時粘合的方法。在一個實施方式中，該方法包括提供 疊層件，該疊層件包括具有背面和器件表面的第一基片，該器件表面具有外周區(qū)和中央?yún)^(qū)。 疊層件還包括具有載體表面的第二基片和粘合于外周區(qū)和載體表面的邊緣粘合。邊緣粘合 不在中央?yún)^(qū)的至少一部分上，由此形成填充區(qū)，填充區(qū)中存在填充材料。該方法進一步包括 使第一和第二基片分離。在又一實施方式中，該方法包括提供具有前表面和背面的第一基片，前表面具有 外周區(qū)和中央?yún)^(qū)。在外周區(qū)上形成邊緣粘合，且邊緣粘合不在中央?yún)^(qū)的至少一部分上。填 充材料沉積在中央?yún)^(qū)內(nèi)。在又一實施方式中，本發(fā)明提供一種制品，其包括具有前表面和背面的第一基片。 第一基片的前表面具有周邊區(qū)和中央?yún)^(qū)。該制品該包括粘合于外周區(qū)的邊緣粘合，該邊緣 粘合不在中央?yún)^(qū)的至少一部分上以便形成填充區(qū)，所述填充區(qū)中包括填充材料。在又一實施方式中，本發(fā)明涉及一種制品，其包括具有前表面和背面的基片。基片 的前表面具有外周區(qū)和中央?yún)^(qū)，在前表面的中央?yún)^(qū)上具有材料層。該層不在外周區(qū)上并選 自低粘合強度層和前表面的表面改性。附圖簡述

圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的粘合基片的一個實施方式的示意圖；圖2是示出本發(fā)明替代性實施方式的示意圖，其中兩個工藝步驟已顛倒；圖3是本發(fā)明另一替代性實施方式的示意圖，其中疊片可用作填充層；圖4是描繪本發(fā)明又一替代性實施方式的示意圖，其中使用的第二層與填充層相 鄰；圖5是示出圖4實施方式的可能的工業(yè)變化形成的示意圖；以及圖6是示出本發(fā)明又一個變化形式的示意圖。優(yōu)選實施方式的詳細說明圖1描繪了本發(fā)明能實施的外周粘合所用的一種工藝。參見圖1的步驟(a)，其 中以示意圖和橫截面圖的方式示出前體結(jié)構(gòu)10。結(jié)構(gòu)10包括第一基片12。在該實施方式 中，第一基片12是器件晶片。也就是說，基片12具有前表面或器件表面14、背面16和最外 緣17。盡管基片12可以是任何形狀，然而其一般為圓形。不管形狀如何，前表面或器件表 面14具有外周區(qū)18和中央?yún)^(qū)20。
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優(yōu)選的第一基片12包括器件晶片，其器件表面包括選自下組的器件的陣列集成 電路；MEMS ；微傳感器；功率半導(dǎo)體；發(fā)光二極管；光子電路；插入件；嵌入式無源器件和在 以下材料上制造或由以下材料制造的的其它微器件硅以及如硅-鍺、砷化鎵、氮化鎵的其 它半導(dǎo)體材料。這些器件的表面通常包括由下面一種或多種材料形成的結(jié)構(gòu)硅、多晶硅、 二氧化硅、氮(氧)化硅、金屬(例如銅、鋁、金、鎢、鉭)、低k電介質(zhì)、聚合物電介質(zhì)以及多 種金屬氮化物和硅化物。器件表面14還可包括增高的結(jié)構(gòu)如焊接凸起物和金屬樁和金屬 柱。將填充材料施加于基片12的器件表面14以形成填充層22。填充層22具有第一 和第二表面24、26以及最外部分28。優(yōu)選的是施加填充層22以使其的厚度(從其最厚處 測得)約為5微米至100微米的厚度，較佳地約為5微米至50微米，更佳地從約為10微米 至30微米。填充材料的施加可通過任何常規(guī)方法來實施，包括旋涂、用溶劑澆注(例如彎液 面涂覆或輥涂)、噴墨和噴涂。當(dāng)通過旋涂施加時，形成填充層22的材料一般以約500轉(zhuǎn)/ 分鐘至5000轉(zhuǎn)/分鐘的速度旋涂一段約60秒至120秒的時間。隨后該層在接近或高于填 充層22中溶劑的沸點的溫度(例如約為80°C至250°C )烘烤一段約1分鐘至15分鐘的時 間，從而使填充層22中的殘留溶劑含量降低至小于約重量。填充層22 —般由包括分散或溶解在溶劑體系中的單體、低聚物和/或聚合物的材 料形成。如果填充層通過旋涂施加，則優(yōu)選該材料的固體含量約為重量至50%重量，較 佳地約為5%重量至40%重量，更佳地約為10%重量至30%重量。合適的單體、低聚物和/ 或聚合物的例子包括選自下組的那些環(huán)烯烴聚合物和共聚物以及具有高原子氟含量(大 于約30 %重量)的無定形含氟聚合物，例如氟化硅氧烷聚合物、氟化乙烯_丙烯共聚物、具 有全氟烷氧基側(cè)基的聚合物、四氟乙烯和2，2- 二(三氟甲基)-4，5- 二氟-1，3-間二氧雜 環(huán)戊烯的共聚物是特別優(yōu)選的。要理解這些材料的粘合強度取決于其特定化學(xué)結(jié)構(gòu)和用來 施加這些材料的涂覆和烘烤件。環(huán)烯烴聚合物和共聚物的合適溶劑體系的例子包括選自下組的溶劑例如己烷、 癸烷、十二烷和十二烯的脂族溶劑；例如1，3，5_三甲基苯的烷基取代的芳族溶劑；及其混 合物。無定形含氟聚合物的合適溶劑體系包括例如以FLU0RINERT 商標由3M公司銷售的 碳氟化合物溶劑。在另一實施方式中，填充層22也可由包含分散的納米微粒的聚合材料形成。合適 的納米微粒材料包括選自下組的材料氧化鋁、二氧化鈰、二氧化鈦、二氧化硅、氧化鋯、石 墨，及其混合物。形成填充層22的材料應(yīng)當(dāng)在約150°C至350°C，較佳地在約200°C至300°C溫度下 保持穩(wěn)定。此外，這種材料在其會經(jīng)歷的特定背面工藝中遇到的化學(xué)試劑接觸的條件下也 應(yīng)當(dāng)是穩(wěn)定的。填充層22在這些條件下應(yīng)當(dāng)不分解(例如小于重量損失)或不會例如 通過熔融喪失其機械完整性。填充層22也不應(yīng)表現(xiàn)出可能造成薄器件晶片出現(xiàn)氣孔或變 形的放氣，尤其是當(dāng)經(jīng)受高真空工藝時，例如在沉積CVD介電層的過程中。在該實施方式中，填充層22較佳地不形成強粘合劑粘合，這樣便于以后分離。一 般來說，具有以下特征的無定形聚合物材料是合乎需要的(1)具有低的表面自由能；(2) 是無粘性的并已知對玻璃、硅和金屬表面的粘合性不強(即一般具有非常低的羥基或羧基酸基的濃度，較佳為沒有這些基團)；(3)可用溶液澆注或形成為用于層疊的薄膜；(4)在典 型粘合條件下流動以填充器件晶片表面的外形，在基片之間形成無空穴粘合層；以及(5) 在背面處理過程中遇到的機械應(yīng)力下不破裂、流動或重新分布，即使當(dāng)在高溫或高真空條 件下實施時也是如此。本文中使用的低表面自由能被定義為聚合材料顯示與水的接觸角至 少約為90°以及臨界表面張力小于約40達因/厘米，較佳地小于約30達因/厘米，更佳地 約為12達因/厘米至25達因/厘米，其由接觸角測量確定。低粘合強度指聚合材料不會粘住或僅用例如可能用來剝離便條粘紙的很小手壓 力就能從基片剝落。因此，粘合強度小于約50磅/平方英寸，較佳小于約35磅/平方英 寸，更佳約為1磅/平方英寸至30磅/平方英寸的任何材料用作填充層22是合乎需要 的。本文中使用的粘合強度是按ASTM D4541/D7234確定的。顯示上述特性的合適聚合材 料的例子包括由三井公司(Mitsui)以商標APEL 、由泰科納公司(Ticona)以商標T0PAS 以及瑞翁(Zeon)牌的以ZE0N0R·銷售的一些環(huán)烯烴聚合物和共聚物、以及由旭玻璃公司 (AsahiGlass)銷售的CYT0P 聚合物和杜邦公司銷售的TEFLON AF聚合物的溶劑可溶含氟 聚合物。這些材料的粘合強度取決于用于施加它們的涂覆和烘烤條件。下面參見圖1的步驟(b)，去除填充層22的最外部分28。這可通過允許去除所需 量而不損壞第一基片12的任何方法來完成，包括用已知對形成填充層22的材料是良溶劑 的溶劑溶解最外部分28。這些溶劑的例子包括選自下組的溶劑脂族溶劑(例如己烷、癸 烷、十二烷和十二烯)、碳氟化合物溶劑，及其混合物。在邊緣去除后，填充層22具有最外緣 30，它與外緣17的間隔距離為“D”。“D” 一般約為2毫米至15毫米，較佳約為2毫米至10 毫米，更佳地約為2毫米至5毫米。與去除邊緣的溶劑接觸可保持足夠時間來溶解所需量 的填充層22以得到所需距離“D”，但一般接觸時間可約為5秒至60秒。參照圖1的步驟(c)，圖中示出了第二基片32。在該特定實施方式中，第二基片32 是載體基片。第二基片32包括載體表面34、背面36和外緣38。如同第一基片12的情形， 第二基片32可以是任何形狀，不過其一般是圓形的。此外，第二基片32的尺寸較佳地大致 與第一基片12的尺寸相等，因此第二基片32的外緣38位于基本沿著與第一基片12的外 緣17同一平面內(nèi)。不管形狀如何，載體表面34具有外周區(qū)40和中央?yún)^(qū)42。優(yōu)選的基片32包括選自下組的材料硅、藍寶石、石英、金屬(例如鋁、銅、鋼)以 及多種玻璃和陶瓷?；?2還可包括沉積在其表面34上的其它材料。例如，氮化硅可沉 積在硅晶片上以改變填充層22的粘合特性。第二基片32與填充層22接觸，在第一基片12的外周區(qū)18和第二基片32的外周 區(qū)40之間形成空穴44。這種接觸較佳地在熱和壓力下進行，以使形成填充層22的材料沿 第一基片12的前表面14以及沿第二基片32的載體表面34基本上均勻分布。根據(jù)填充層 22的化學(xué)組成調(diào)節(jié)壓力和熱量并對它們進行選擇使得在將第二基片32壓制到第一基片12 上之后的距離“D”與該壓制在一起之前的距離基本上保持相同。即，填充層22將經(jīng)歷很少 流入至不流入空穴44中，并且在壓制在一起之后的距離“D”將是在壓制在一起之前的距離 “D”的約10%之內(nèi)。在該步驟中的典型溫度將約為150°C至375°C，并較佳地約為160°C至 350°C，其典型壓力約為1000牛至5000牛，較佳地約為2000牛至4000牛。接著，將粘合材料引入空穴44(見圖1中的步驟(d))以形成邊緣粘合46，邊緣粘 合46的厚度與前面對于填充層22描述的厚度一致。由于空穴44局限于基片12和32的外周邊，因此邊緣粘合46同樣受到限制。在基片12或32是圓形的情形下，邊緣粘合46將 是環(huán)形的。因此，與現(xiàn)有技術(shù)粘合劑在兩基片12和32之間和橫跨兩基片12和32上具有 相同材料的均勻?qū)硬煌?，在橫跨基片12和32上存在不均勻材料分布。邊緣粘合材料可通過任何數(shù)量的方法來引入，其中一種適用方法是使用針管、注 射器或尖端分配儀器來將材料分配到空穴44中同時結(jié)構(gòu)10緩慢旋轉(zhuǎn)直到空穴44充滿粘 合材料為止，由此形成邊緣粘合46。邊緣粘合46也可通過空穴44的毛細管填充或通過化 學(xué)氣相沉積來施加。在又一施加工藝中，液態(tài)(100%固體或溶液)、邊緣粘合材料可在接 觸基片12和32之前使用包邊擋板系統(tǒng)旋涂到載體或器件晶片的邊緣上。Dalvi-Malhotra 等在SPIE學(xué)報，第6462卷，2007，第64620B-1-64620B-7頁中的“在硅晶片上使用硅烷 基底漆提高在濕蝕刻期間邊緣保護涂層的粘合性TAL0N Wrap 方法的應(yīng)用”(“Use of silane—based primer on silicon wafers to enhance adhesion of edge-protective coatings during wet etching !Application of the TALON Wrap process，，)中揭不了 一個這樣的系統(tǒng)，該文獻通過參考結(jié)合于此。邊緣粘合46然后受到適當(dāng)?shù)墓袒蛴不幚?(例如UV固化)。形成邊緣粘合46的材料應(yīng)當(dāng)能與基片12和32形成強的粘合。具有大于約50磅 /平方英寸，較佳約為80磅/平方英寸至250磅/平方英寸，更佳約為100磅/平方英寸至 150磅/平方英寸的粘合強度的任何材料用作邊緣粘合46是合乎需要的。另外，邊緣粘合 46的粘合強度至少約為0. 5磅/平方英寸，較佳至少約為20磅/平方英寸，更佳地為比填 充層22粘合性大約50磅/平方英寸至250磅/平方英寸。此外，形成邊緣粘合46的材料 必須滿足背面處理的熱和化學(xué)穩(wěn)定性的要求。邊緣粘合46應(yīng)當(dāng)在約150°C至350°C，較佳 約200°C至約300°C的溫度下保持穩(wěn)定。此外，這種材料在粘合疊層件經(jīng)受的背面工藝中遇 到的化學(xué)試劑接觸條件下應(yīng)當(dāng)是穩(wěn)定的。邊緣粘合46應(yīng)當(dāng)不分解(例如小于約重量損 失)或在高于前述背面處理溫度的溫度下也不喪失其機械完整性。這些材料也不應(yīng)當(dāng)釋放 可能造成薄器件晶片的氣孔的揮發(fā)性化合物，尤其是當(dāng)經(jīng)歷例如CVD介電沉積的高真空工 藝過程時。優(yōu)選的邊緣密封或邊緣粘合材料包括商用臨時晶片粘合組成物，例如WaferBOND 材料(由密蘇里州羅拉的布魯爾科學(xué)股份有限公司(BrewerScience Inc.，Rolla, M0)出 售)以及對半導(dǎo)體材料、玻璃和金屬顯示高粘合強度的樹脂和聚合物。尤其優(yōu)選為(1)高 固體、可UV固化的樹脂體系，例如反應(yīng)性環(huán)氧樹脂和丙烯酸類樹脂；(2)相關(guān)的熱固性樹脂 體系，例如雙組分環(huán)氧粘合劑和硅氧烷粘合劑；(3)熱塑性丙烯酸類、苯乙烯類、鹵代乙烯 (非含氟)和乙烯酯的聚合物以及與聚酰胺、聚酰亞胺、聚砜、聚醚砜和聚氨酯的共聚物，它 們用熔體或作為溶液涂料施涂，施涂后烘烤至干，使外周區(qū)18和40更致密；和(4)環(huán)烯烴、 聚烯烴橡膠(如聚異丁烯)，和烴基增粘劑樹脂。如同用于形成填充層22的材料的情形，要 理解邊緣粘合材料的粘合強度也將取決于其特定化學(xué)結(jié)構(gòu)以及用于施涂這些材料的涂覆 和烘烤條件。在這個階段，可安全地處理第一基片12并使其經(jīng)歷可能在其它情況下已損壞第 一基片12而沒有粘合到第二基片32上的其它工藝。因此，該結(jié)構(gòu)能安全地經(jīng)歷例如背面 研磨、CMP、蝕刻、金屬和電介質(zhì)沉積、形成圖案(例如通過蝕刻的光刻法)、鈍化、退火，及它 們的組合的背面處理而不發(fā)生基片12和32分離，并且不使在這些隨后的處理步驟中遇到的任何化學(xué)試劑滲入基片12和32之間的中央?yún)^(qū)20和42。有利的是，在本實施方式和全部實施方式中的層疊結(jié)構(gòu)的干燥或固化層將具有數(shù) 個非常希望有的特性。例如，這些層在加熱和/或真空沉積工藝中將顯示低放氣性。即，在 約150-300°C烘烤長達約60分鐘的結(jié)果是填充層22和邊緣粘合46的膜厚變化小于約5%， 較佳小于約2%，更佳地小于約1.0%。因此，干燥層也可被加熱至高達約350°C的溫度，較 佳為高達約320°C、更佳為高達約300°C而在層中沒有發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。在一些實施方式中， 粘合疊層件中的層也可與約80°C的溫度的極性溶劑(例如N-甲基-2-吡咯烷酮)接觸約 15分鐘而不會反應(yīng)或溶解。甚至在接觸酸或堿時也能保持邊緣粘合46的粘合完整性。即，厚度約為15微米 的干燥邊緣粘合46能浸在室溫下酸性介質(zhì)(例如濃硫酸)中達約10分鐘或浸在約85°C的 堿性介質(zhì)(例如30重量％的1(0!1)中達約45分鐘，同時保持粘合完整性。粘合完整性可通 過使用玻璃載體基片并透過玻璃載體基片目視觀察邊緣粘合46以檢查氣泡、空穴等來進 行評價?！┮蟮奶幚硗瓿桑涂扇菀椎貙⒌谝换?2和第二基片32分開。在一種分 離方法中，首先借助溶劑或其它化學(xué)試劑來溶解邊緣粘合46。這可通過浸入溶劑或?qū)⒁还?溶劑噴射到邊緣粘合46以使其溶解來實現(xiàn)。如果溶劑溶解用來破壞邊緣粘合46，則使用 熱塑性材料是特別合乎需要的。在該去除工藝中一般可使用的溶劑包括選自下組的那些溶 劑乳酸乙酯、環(huán)己酮、N-甲基吡咯烷酮、脂族溶劑(例如己烷、癸烷、十二烷和十二烯)，及 其混合物?；?2和32也可通過首先使用激光燒融、等離子體蝕刻、噴水或有效地腐蝕或分 解邊緣粘合46的其它高能技術(shù)來機械破壞或摧毀邊緣粘合465的連續(xù)性。首先貫穿邊緣 粘合46鋸開或切開或通過一些等效方法劈開邊緣粘合46也是合適的。不管利用上述哪些方法，隨后可施加低的機械力(例如指壓、溫和楔入)以使基片 12和32完全分開。較為有利且不同于現(xiàn)有技術(shù)粘合方法，分離不需要必須克服填充層22 和基片12或32之間的強粘合劑粘合。而是只需要解除周邊區(qū)18和40中邊緣粘合46處 的粘合劑粘合以使分離發(fā)生。然后在需要時用合適的溶劑將基片12和/或32的表面清洗 干凈以去除任何殘留物質(zhì)。盡管上文描述了實施本發(fā)明的主要方法，然而存在本發(fā)明的若干替代性實施方 式。例如，上面實施方式將第一基片12描述為器件晶片而將第二基片32描述為載體基片。 而第一基片12是載體基片和第二基片32是器件基片也是可接受的。在那種情形下，第一 基片12的前表面14將不是器件表面，而是載體表面。另外，第二基片32的表面34將不是 載體表面，而是器件表面。換句話說，可通過在隨后的粘合步驟中形成的相同特性的層疊結(jié) 構(gòu)將填充層施加于載體而不是器件晶片。此外，上面實施方式描述將填充層22和邊緣粘合46順序施加于同一基片12。將 填充層22和邊緣粘合46之一施加于第一基片12，并將填充層22和邊緣粘合46中的另一 個施加于第二基片32也是合適的。第一和第二基片隨后如上所述以面對面的方式在熱和 /或壓力下被壓制在一起以使兩者粘合。最后，盡管在某些實施方式中，較佳的是使填充層22不與器件表面14或載體表面 34中的任何一個形成強粘合劑粘合，然而在其它實施方式中可能最好配制填充層22以使其僅與器件表面14或載體表面34中的一個不形成強粘合劑粘合。參見圖2，圖中示出本發(fā)明的另一替代實施方式，相同部分的編號與圖1中的相 同。如圖所示，基片12和32、填充層22和邊緣粘合46由上面對于圖1所述的相同材料形 成，但工藝順序已改變。也就是說，關(guān)于圖2的步驟(C’)，用來形成邊緣粘合46的粘合或 密封材料在施加填充層22后但在使第二基片32與填充層22接觸前被施加于空穴44 (如 步驟(D，)所示)。也如圖1實施方式的情形，第一基片12可以是載體基片和第二基片32可以是器 件晶片。而且，在這種情況下，第一基片12的前表面14將不是器件表面，而是載體表面。 而且，第二基片32的表面34將不是載體表面，而是器件表面。由于圖2步驟(c’)中所示 的結(jié)構(gòu)10可用作為載體晶片提供的第一基片12制造，因此這種替代性配置是尤為有利的。 隨后可將這種結(jié)構(gòu)提供給將器件晶片粘合于該結(jié)構(gòu)并使疊層件進一步處理的最終用戶。因 此，已有粘合劑的載體可用來為最終用戶提供了額外的方便，這省去了最終用戶的處理步 馬聚ο圖3示出本發(fā)明的又一實施方式，還是相同的編號用于相同部件。在本實施方式 中，填充層22作為在熱、壓力和/或特定材料所需的真空下粘合于第一基片12的疊片以確 保填充層22和前表面14之間沒有空穴(見圖3的步驟(A))。疊片被預(yù)先切割成適當(dāng)形狀 (例如圓形)或在施加后機械修整以如上所述形成適當(dāng)尺寸的空穴44。用來形成邊緣粘合 46的粘合或密封材料在施加用來形成填充層22的疊片之后和第二基片32與填充層22接 觸前被施加于空穴44 (如步驟(C)所示)。也如圖1和圖2實施方式的情形，第一基片12可以是載體晶片和第二基片32可 以是器件晶片。而且，在這種情形下，第一基片12的前表面14將不是器件表面，而是載體 表面。另外，第二基片32的表面34將不是載體表面，而是器件表面。如圖2實施方式的情 形，由于圖3步驟(B)所示的結(jié)構(gòu)10可用作為載體基片提供的第一基片12制造，因此這種 替代性配置是尤為有利的。然后可將這種結(jié)構(gòu)提供給將器件晶片粘合于該結(jié)構(gòu)并使疊層件 進一步處理的最終用戶。又一替代性實施方式示于圖4，其中相同編號用來表示相同部分。圖中示出結(jié)構(gòu) 48。結(jié)構(gòu)48與圖1步驟(d)所示的結(jié)構(gòu)10相似(并用相似方法形成)，但結(jié)構(gòu)48還包括 第二層50。層50可以是低粘合強度層，例如在背面或其它處理后施加以便于分離的防粘涂 層(例如剝離劑)。使用防粘涂層減輕了填充層22與第一或第二基片12或32形成非粘性 或低粘合強度界面的要求。層50 (不按比例繪出)不是以低粘合強度層的形式，而是也可表示在第一基片12 的前表面14上的區(qū)域，該區(qū)域已被化學(xué)改性以獲得永久非粘性表面層或填充材料無法對 其強粘合的表面層。這類改性可包括例如(a)硅表面用疏水性有機硅烷進行化學(xué)處理以 降低其表面自由能，所述有機硅烷例如是(氟代)烷基硅烷(如全氟烷基三氯硅烷)或(氟 代)烷基磷酸酯；或(b)在載體上化學(xué)氣相沉積低表面自由能的涂層(如氟化聚對亞苯基 二甲基AF4)以形成永久不粘的表面。這種方法的優(yōu)點在于，可對特性(例如厚度、溶解性、 熱穩(wěn)定性)的任意組合選擇填充層，而不是提供與基片的非粘性或低粘合強度界面。當(dāng)進 行表面改性時，層50的厚度一般約為1納米至大約5納米的數(shù)量級。最后，層50不是低粘合強度層或表面改性，而是也可表示第二聚合物層。層50可以是選自下組的聚合物涂層環(huán)烯烴聚合物和共聚物，它們對將層50施加于其上的基片12 或32或?qū)?0接觸的填充層22具有低粘合強度，或者層50也可以是永久防粘層如含氟 聚合物涂層(例如杜邦公司以商品名TefIon 出售的那些)。當(dāng)層50是低粘合強度聚合層 時，較佳地以至少約0. 5微米厚度施加(例如通過旋涂)，該厚度更佳約為1微米至10微米。將聚合物涂層用作層50便于最終用戶定制而受益。例如，層50可與第一基片12 形成非粘性或低粘合強度界面以一旦邊緣粘合46已斷裂或去除就促進該基片容易分離， 同時使填充層22牢固地粘合于第二基片32。這種配置的優(yōu)點在于，填充層22可以非常厚 (高達幾百微米)并可選擇以快速溶解在清洗溶劑中，但不一定要與第一基片12形成非粘 性或低粘合強度界面，或者可使這些層的作用倒過來。層50和填充層22的施加可順序發(fā) 生在第一基片12上，或者可單獨涂覆，將層50或22中的一層首先施加在每個基片上，并隨 后將它們放置成彼此接觸。無論使用的層50如何，不應(yīng)當(dāng)使其與填充層22混合，或溶解于填充層22，或與之 反應(yīng)。此外，應(yīng)當(dāng)對其選擇以均勻而沒有空穴或其它缺陷的方式進行涂覆。也如前述實施方式的情形，基片12和32可顛倒，這樣第一基片12是載體基片而 第二基片32是器件晶片。而且，在這種情形下，第一基片12的前表面14將不是器件表面， 而是載體表面。另外，第二基片32的表面34將不是載體表面，而是器件表面。由于圖5所 示的結(jié)構(gòu)48’可用作為載體晶片提供的第一基片12制造，因此該替代性配置也是有利的。 然后可將這種結(jié)構(gòu)提供給將器件晶片粘合于該結(jié)構(gòu)并使疊層件進一步處理的最終用戶。因 此，如同前面的實施方式，已有粘合劑的載體可用來為最終用戶提供了額外的方便，這省去 了最終用戶的處理步驟。本發(fā)明的又一實施方式示于圖6。在該實施方式中，結(jié)構(gòu)52類似于圖5所示的結(jié) 構(gòu)48’，但結(jié)構(gòu)52僅包含基片12和層50。在該實施方式中，基片12較佳為如上所述那些 的載體基片。可將該結(jié)構(gòu)提供給最終用戶，然后最終用戶在處理過程中將其作為載體基片 以支承器件晶片。最后，上文已描述用來形成填充層22、邊緣粘合46和層50的材料。要理解，本領(lǐng) 域的普通技術(shù)人員容易選擇和調(diào)整使這些材料硬化或固化的機理。例如，在一些實施方式 中，最好是使用非固化組合物以使其在以后的清除和清洗工藝中更易溶解。對于這些材料 中的每一種，熱塑性或橡膠狀組合物(其重均分子量一般至少約為5000道爾頓)、樹脂或松 香類組合物(其重均分子量一般小于約5000道爾頓)以及前述組合物的混合物是合適的。在其它實施方式中，熱固性材料是較為合適的，并因此可選擇加熱施固化或交聯(lián) 的組合物。這可能要求在該體系中使用交聯(lián)劑和可能使用催化劑以及誘導(dǎo)交聯(lián)的步驟。在又一實施方式中，可光固化體系是較佳的。這要求在該體系中使用自由基光引 發(fā)劑或光生催化劑以及誘導(dǎo)固化的步驟(例如暴露于UV光)。該系統(tǒng)在某些情形下提供優(yōu) 點，因為它在需要時能以100%固體組合物的形式施加。要理解，上述內(nèi)容可用來制造一些集成的微器件，包括選自下組的器件基于硅的 半導(dǎo)體器件、基于化合物半導(dǎo)體的器件、嵌入式無源器件(例如電阻器、電容器、電感器)陣 列、MEMS器件、微傳感器、光子電路器件、發(fā)光二極管、熱管理器件以及前述器件中的一個或 多個已與其連接或?qū)⒁c其連接的平面封裝基片(例如插入件)。實施例下面的例子闡述根據(jù)本發(fā)明的較佳方法。然而，要理解，這些例子用示例方式給出 并且其中沒有任何內(nèi)容應(yīng)被視為是對本發(fā)明整體范圍的限制。實施例1邊緣表面用粘合劑粘合和中央表面經(jīng)化學(xué)改性環(huán)氧基光刻膠(馬薩諸塞州牛頓的微化學(xué)公司(Microchem)的SU_8 2002)在100 毫米硅晶片(晶片l)d外緣分配到片該晶片的表面上以涂覆晶片表面大約3-5毫米寬的部 分。使用FC-40溶劑(從3M公司獲得，以商品名Fluorinert出售，主要具有C12的全氟化 合物)將氟化硅烷((十七氟-1，1，2，2-四氫癸基)三氯硅烷)稀釋至的溶液。該溶液 被旋涂至晶片1的表面上。晶片1在100°C的熱板上烘烤1分鐘。用FC-40溶劑在旋涂機 中對其進行清洗并在100°C再烘烤1分鐘。在旋涂機中使用丙酮去除環(huán)氧基光刻膠，留下未 用氟化硅烷溶液處理的邊緣。另一 100毫米硅晶片(晶片2)的表面通過旋涂涂覆有粘合組合物(可從密蘇里 州羅拉的布魯爾科學(xué)股份有限公司(Brewer Science Inc.)購得的WaferB0ND HT10. 10)。 該晶片在110°C下烘烤2分鐘并隨后在160°C下烘烤2分鐘。涂覆的晶片在加熱的真空和 壓力室內(nèi)在220°C在真空下以面對面的方式粘合3分鐘。通過在兩晶片之間的邊緣處插入 剃刀的刀片而使兩晶片分開。在分離后，僅3-5毫米寬的粘合組合物涂層環(huán)轉(zhuǎn)移至晶片1 的邊緣，而剩下的涂層保持在晶片2上。本實施例中的任一晶片可視為器件晶片或載體晶 片。實施例2邊緣表面用粘合劑粘合、中央表面經(jīng)化學(xué)改性以及在邊緣使用溶劑噴射和楔形物 分開環(huán)氧基光刻膠在200毫米硅晶片(晶片1)的外緣分配到該晶片的表面上以涂覆 晶片表面約3-5毫米寬的部分。使用FC-40溶劑將氟化硅烷((十七氟-1，1，2，2-四氫癸 基)三氯硅烷)稀釋到溶液。將溶液旋涂到晶片1的表面上。將晶片1在100°C的熱 板上烘烤1分鐘。在旋涂機中用FC-40溶劑對晶片進行清洗并在100°C再烘烤1分鐘。在 旋涂機中使用丙酮去除環(huán)氧基光刻膠，留下未用氟化硅烷溶液處理的邊緣。另一 200毫米硅晶片(晶片2)的表面通過旋涂涂覆有WaferB0ND HT10. 10粘合 組合物。該晶片在110°C下烘烤2分鐘并在160°C下烘烤2分鐘。經(jīng)涂覆的晶片在加熱的 真空和壓力室內(nèi)在220°c以相互面對面的方式粘合2分鐘。晶片通過直接在粘合晶片的邊 緣分配十二烯(WaferBOND^HTlO. 10中的溶劑)以溶解粘合組合物，同時旋涂晶片以使粘合 晶片的邊緣與溶劑接觸，從而使晶片脫粘。當(dāng)溶劑從邊緣溶解材料至大約0. 5-1毫米之后， 在晶片仍然旋轉(zhuǎn)的同時在邊緣將尖銳的圓盤插入晶片之間。這使粘合組合物在邊緣失效并 使晶片分離。在分離后，只有3-5毫米寬的HT10. 10涂層環(huán)被轉(zhuǎn)移至晶片1的邊緣，而剩下 的涂層保持在晶片2上。本實施例中的任一晶片可視為器件晶片或載體晶片。實施例3邊緣表面用粘合劑粘合和中央表面用剝離材料涂覆一種環(huán)氧基負性光刻膠(從微化學(xué)公司(MicroChem)獲得，以商品名SU-8-2010
14出售)被旋涂到100毫米玻璃晶片的表面上。在110°C對晶片烘烤2分鐘。Teflon AF溶 液(從杜邦獲得的，F(xiàn)C-40中的TeflOn AF2400)被旋涂在SU-8 2010上。然后，F(xiàn)C-40溶劑 在晶片外緣被分配到晶片的表面上以從晶片表面去除大約3-5毫米寬的Tefl0n AF涂層部 分。將晶片在110°C下烘烤2分鐘。在加熱的真空和壓力室內(nèi)將該晶片在真空下在120°C 以面對面的方式與100毫米硅晶片坯件粘合3分鐘。使粘合的晶片從玻璃晶片的外側(cè)暴露 于寬帶UV光。將曝光的晶片在120°C下烘烤2分鐘以使SU-82010涂層交聯(lián)。通過在邊緣 將剃刀的刀片插入兩晶片之間而使晶片分開。在分離后，硅晶片僅在外圈3-5毫米范圍內(nèi) 具有材料環(huán)，而在中央沒有材料轉(zhuǎn)移。在本實施例中的任一晶片可視為器件晶片或載體晶 片。實施例4邊緣表面用粘合劑粘合和中央表面用增粘劑涂覆通過首先混合下列組分制備單體溶液來制備一種硅氧烷丙烯酸酯共聚物甲基丙 烯酰氧基丙基三(三-甲基甲硅烷氧基)硅烷；336克甲基丙烯酸縮水甘油酯和9. 6克過 氧化二枯基。接著，將1430.4克的1-丁醇加到反應(yīng)器中并在一小時內(nèi)加熱至116°C。滴加 單體溶液4小時，并在116°C下進行聚合20小時以得到具有40. 4%固體百分比的硅氧烷丙 烯酸酯共聚物溶液。將共聚物溶液旋涂到100毫米硅晶片(晶片1)的表面上。然后在晶片外緣將1-丁 醇分配到晶片的表面上以從晶片表面去除大約3-5毫米寬的硅氧烷丙烯酸酯共聚物涂層 部分。將晶片在熱板上在110°c下烘烤2分鐘。另一 100毫米硅晶片(晶片2)的表面通 過旋涂涂覆有布魯爾科學(xué)公司(Brewer Science)的WaferBOND HT10. 10晶片粘合組合物。 然后在110°C下烘烤該晶片2分鐘并在160°C下烘烤2分鐘。在加熱的真空和壓力室內(nèi)將 涂覆的晶片在220°C下以相互面對面的方式粘合3分鐘。通過在邊緣將剃刀的刀片在兩晶 片之間而使兩晶片分開。在分離后，僅3-5毫米寬的HT10. 10涂層環(huán)保持在晶片2的邊緣 上，而剩下的涂層干凈地轉(zhuǎn)移至晶片1。本例中的任一晶片可視為器件晶片或載體晶片。實施例5邊緣表面用粘合劑粘合和中央表面用對任一基片具有低粘合性的材料填充在實施例3中使用的Teflor^AF溶液被旋涂在100毫米硅晶片(晶片1)的表面 上。接著，將FC-40溶劑在晶片外緣分配到晶片的表面上以從晶片表面去除大約3-5毫米 寬度的Teflor^AF涂層部分。將晶片在110°C下烘烤2分鐘。通過旋涂使晶片的邊緣涂覆 有WaferB0ND HT10. 10粘合組合物，材料僅在晶片邊緣分配。在加熱的真空和壓力室內(nèi)，晶 片在220°C在真空下以面對面的方式與100毫米硅晶片坯件(晶片2)粘合2分鐘。通過在 晶片邊緣將剃刀的刀片在兩晶片之間而使兩晶片分開。在分離后，硅晶片2僅在外圈3-5 毫米內(nèi)具有粘合材料環(huán)，而在中央沒有材料轉(zhuǎn)移。在本實施例中的任一晶片可視為器件晶 片或載體晶片。
權(quán)利要求
一種臨時粘合的方法，包括提供疊層件，該疊層件包括具有背面和器件表面的第一基片，所述器件表面具有外周區(qū)和中央?yún)^(qū)；具有載體表面的第二基片；和粘合于所述外周區(qū)和所述載體表面的邊緣粘合，所述邊緣粘合不在所述中央?yún)^(qū)的至少一部分上以便形成填充區(qū)；以及在所述填充區(qū)中的填充材料；分離所述第一和第二基片。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述器件表面包括選自下組的器件的陣列 集成電路；MEMS ；微傳感器；功率半導(dǎo)體；發(fā)光二極管；光子電路；插入件；嵌入式無源器 件；和在以下材料上制造或由以下材料制造的微器件硅、硅-鍺、砷化鎵、和氮化鎵。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二基片包括選自硅、藍寶石、石英、金 屬、玻璃、和陶瓷的材料。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述器件表面包括選自下組的至少一種結(jié) 構(gòu)焊接凸起物、金屬樁、金屬柱、以及由選自下組的材料形成的結(jié)構(gòu)硅、多晶硅、二氧化 硅、氮(氧)化硅、金屬、低k電介質(zhì)、聚合物電介質(zhì)、金屬氮化物、和金屬硅化物。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述填充材料提供與所述載體表面接觸的 第一表面以及與所述器件表面接觸的第二表面，所述填充材料從所述第一表面至所述第二 表面為均勻材料。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述填充材料提供第一表面和第二表面，所 述制品還包括與所述第一和第二表面之一接觸的第二層，所述第一和第二表面中的另一個 表面與所述載體表面和所述器件表面中的一個接觸。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述第二層選自下組低粘合強度層、聚合 物層、以及所述載體表面或所述器件表面的表面改性。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述第二層與所述載體表面接觸。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述邊緣粘合的寬度從約2毫米至約15毫米。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述邊緣粘合由包括選自下組的單體、低 聚物、聚合物的材料形成環(huán)氧化物、丙烯酸類、硅氧烷、苯乙烯類、鹵代乙烯、乙烯酯、聚酰 胺、聚酰亞胺、聚砜、聚醚砜、環(huán)烯烴、聚烯烴橡膠，以及聚氨酯。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述填充材料包括選自環(huán)烯烴和無定形含 氟聚合物的單體、低聚物和/或聚合物。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其還包括在分離所述第一和第二基片前使所述疊層件 經(jīng)歷選自下組的處理背面研磨、化學(xué)機械拋光、蝕刻、金屬和電介質(zhì)沉積、形成圖案、鈍化、 退火，及它們的組合。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其還包括在所述分離前使所述邊緣粘合接觸溶劑以溶 解所述邊緣粘合。
14.如權(quán)利要求1所述的方法，其還包括在所述分離前機械破壞所述邊緣粘合。
15.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述分離包括向所述第一和第二基片中的至少一個施加小力以將它們拉開。
16.一種制品，其包括具有前表面和背面的第一基片，所述前表面具有外周區(qū)和中央?yún)^(qū)；粘合于所述外周區(qū)的邊緣粘合，所述邊緣粘合不在所述中央?yún)^(qū)的至少一部分上以便形 成填充區(qū)；以及所述填充區(qū)中的填充材料。
17.如權(quán)利要求16所述的制品，其特征在于，所述第一基片包括具有器件表面的器件 晶片，所述器件表面包括選自下組的器件的陣列集成電路；MEMS ；微傳感器；功率半導(dǎo)體； 發(fā)光二極管；光子電路；插入件；嵌入式無源器件；和在以下材料上制造或由以下材料制造 的微器件硅、硅-鍺、砷化鎵、和氮化鎵。
18.如權(quán)利要求16所述的制品，其特征在于，所述第一基片包括選自硅、藍寶石、石英、 金屬、玻璃、和陶瓷的材料。
19.如權(quán)利要求16所述的制品，其還包括具有載體表面的第二基片，所述邊緣粘合進 一步粘合于所述載體表面。
20.如權(quán)利要求19所述的制品，其特征在于，所述第二基片包括選自硅、藍寶石、石英、 金屬、玻璃、和陶瓷的材料。
21.如權(quán)利要求17所述的制品，所述器件表面包括選自下組的至少一種結(jié)構(gòu)焊接凸 起物、金屬樁、金屬柱、以及由選自下組的材料形成的結(jié)構(gòu)硅、多晶硅、二氧化硅、氮(氧) 化硅、金屬、低k電介質(zhì)、聚合物電介質(zhì)、金屬氮化物、和金屬硅化物。
22.如權(quán)利要求16所述的制品，其特征在于，所述填充材料提供第一表面和第二表面， 所述制品還包括與所述第一和第二表面之一接觸的第二層。
23.如權(quán)利要求22所述的制品，其特征在于，所述第二層選自下組低粘合強度層、聚 合物層、以及所述載體表面或所述器件表面的表面改性。
24.如權(quán)利要求23所述的制品，其特征在于，所述第二層與所述載體表面接觸。
25.如權(quán)利要求16所述的制品，其特征在于，所述邊緣粘合的寬度從約2毫米至約15 毫米。
26.如權(quán)利要求16所述的制品，其特征在于，所述邊緣粘合由包括選自下組的單體、低 聚物、聚合物的材料形成環(huán)氧化物、丙烯酸類、硅氧烷、苯乙烯類、鹵代乙烯、乙烯酯、聚酰 胺、聚酰亞胺、聚砜、聚醚砜、環(huán)烯烴、聚烯烴橡膠，以及聚氨酯。
27.如權(quán)利要求16所述的制品，其特征在于，所述填充材料包括選自環(huán)烯烴和無定形 含氟聚合物的單體、低聚物和/或聚合物。
28.一種形成臨時晶片粘合結(jié)構(gòu)的方法，所述方法包括提供具有前表面和背面的第一基片，所述前表面具有外周區(qū)和中央?yún)^(qū)；在所述外周區(qū)上形成邊緣粘合，所述邊緣粘合不在所述中央?yún)^(qū)上；以及在所述中央?yún)^(qū)中沉積填充材料。
29.如權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于，所述沉積填充材料是在所述形成邊緣粘 合之前進行的。
30.如權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于，所述第一基片包括具有器件表面的器件 晶片，所述器件表面包括選自下組的器件的陣列集成電路；MEMS ；微傳感器；功率半導(dǎo)體；發(fā)光二極管；光子電路；插入件；嵌入式無源器件；和在以下材料上制造或由以下材料制造 的微器件硅、硅-鍺、砷化鎵、和氮化鎵。
31.如權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于，所述第一基片包括選自硅、藍寶石、石英、 金屬、玻璃、和陶瓷的材料。
32.如權(quán)利要求28所述的方法，其還包括將具有載體表面的第二基片粘合于所述邊緣 粘合。
33.如權(quán)利要求32所述的方法，其特征在于，所述第二基片包括選自硅、藍寶石、石英、 金屬、玻璃、和陶瓷的材料。
34.如權(quán)利要求28所述的方法，所述器件表面包括選自下組的至少一種結(jié)構(gòu)焊接凸 起物、金屬樁、金屬柱、以及由選自下組的材料形成的結(jié)構(gòu)硅、多晶硅、二氧化硅、氮(氧) 化硅、金屬、低k電介質(zhì)、聚合物電介質(zhì)、金屬氮化物、和金屬硅化物。
35.如權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于，所述填充材料提供第一表面和第二表面， 所述制品還包括與所述第一和第二表面之一接觸的第二層。
36.如權(quán)利要求35所述的方法，其特征在于，所述第二層選自下組低粘合強度層、聚 合物層以及所述載體表面或所述器件表面的表面改性。
37.如權(quán)利要求36所述的方法，其特征在于，所述第二層與所述載體表面接觸。
38.如權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于，所述邊緣粘合的寬度從約2毫米至約15 毫米。
39.如權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于，所述邊緣粘合由包括選自下組的單體、低 聚物、或聚合物的材料形成環(huán)氧化物、丙烯酸類、硅氧烷、苯乙烯類、鹵代乙烯、乙烯酯、聚 酰胺、聚酰亞胺、聚砜、聚醚砜、環(huán)烯烴、聚烯烴橡膠、以及聚氨酯。
40.如權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于，所述填充材料包括選自環(huán)烯烴和無定形 含氟聚合物的單體、低聚物和/或聚合物。
41.一種制品，其包括具有前表面和背面的基片，所述前表面具有外周區(qū)和中央?yún)^(qū)；以及在所述前表面上所述中央?yún)^(qū)處的材料層，所述材料層不在所述外周區(qū)并選自低粘合強 度層和所述前表面的表面改性。
42.如權(quán)利要求41所述的制品，其特征在于，所述基片包括選自硅、藍寶石、石英、金 屬、玻璃、和陶瓷的材料。
43.如權(quán)利要求42所述的制品，其特征在于，所述基片包括硅。
44.如權(quán)利要求41所述的制品，其特征在于，所述外周區(qū)的寬度從約2毫米至約15毫米。
45.如權(quán)利要求41所述的制品，所述層的厚度從約1納米至約5納米。
全文摘要
提供新的臨時粘合的方法和由該方法形成的制品。該方法包括將器件晶片與載體晶片或基片僅在它們的外周粘合，以幫助在隨后的工藝過程和處理期間保護器件晶片及其器件位置。由該方法形成的邊緣粘合具有耐化學(xué)性和耐熱性，但也可以軟化、溶解或機械破壞以使晶片在制造工藝中的合適階段在室溫或接近室溫的溫度下能用很小的力易于分離。
文檔編號H01L23/48GK101925996SQ200980103199
公開日2010年12月22日 申請日期2009年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月24日
發(fā)明者J·麥卡琴, T·D·弗萊 申請人:布魯爾科技公司