[发明专利]将接合的晶圆分离的系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体领域，更具体地，本发明涉及一将接合的晶圆分离的系统及方法。

背景技术

半导体器件被使用在各种电子应用，诸如，个人计算机、手机、数码相机以及其他电子设备中。通常通过在半导体衬底上方连续地沉积绝缘或介电层、导电层、以及半导体材料层，并且使用光刻图案化各种材料层从而形成电路部件及其上的元件来制造半导体器件。

半导体工业通过持续减小允许更多的部件集成到给定区域中的最小部件尺寸而持续改进了各种电子部件(例如，晶体管、二极管、电阻器、电容器等)的集成密度。在一些应用中，这些更小的电子部件也需要所使用的区域比过去的封装件更少的、更小的封装件。

三维集成电路(3DIC)是半导体封装的最新发展，在其中将多个半导体管芯彼此上下堆叠，诸如，封装件上封装件(PoP)和封装件中系统(SiP)封装技术。由于例如，堆叠的管芯之间的长度得到了减小，所以3DIC提供了改进的集成密度和其他优势，诸如，更快的速度和更高的带宽。

形成3DIC的一些方法包括将两个半导体晶圆接合在一起。可以使用例如，熔融接合、共晶接合以及混合接合来将晶圆接合到一起。

发明内容

为了解决现有技术中所存在的问题，根据本发明的一个方面，提供了一种用于将接合晶圆分离的系统，包括：所述接合晶圆的支撑件；向所述接合晶圆施加剪切力的装置；以及向所述接合晶圆施加真空的装置。

在所述系统中，所述施加真空的装置用于从所述接合晶圆的下晶圆上提起所述接合晶圆的上晶圆，所述接合晶圆设置在所述接合晶圆的支撑件上。

在所述系统中，所述用于施加真空的装置包括：施加第一真空的第一装置，并且所述系统进一步包括施加第二真空的第二装置。

在所述系统中，所述接合晶圆均包括第一晶圆和与所述第一晶圆相接合的第二晶圆，其中，施加第一真空的所述第一装置用于向所述第一晶圆施加所述第一真空，并且施加第二真空的所述第二装置用于向所述第二晶圆施加所述第二真空。

在所述系统中，进一步包括：施加第三真空的第三装置。

在所述系统中，进一步包括：腔室，所述腔室围绕着所述接合晶圆的支撑件、施加第一真空的所述第一装置、施加第二真空的所述第二装置以及所述施加剪切力的装置，并且施加第三真空的所述第三装置与所述腔室相连接。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于将接合半导体晶圆分离的系统，所述系统包括：腔室；第一部分，设置在所述腔室中，所述第一部分包括第一真空管道并且用于支撑所述接合半导体晶圆；第二部分，设置在所述腔室中，邻近所述第一部分，所述第二部分包括第二真空管道；滚珠螺杆，与所述第一部分或所述第二部分相连接；伺服电机，与所述滚珠螺杆相连接；以及第三真空管道，与所述腔室相连接。

在所述系统中，所述第二真空管道与真空盘相连接。

在所述系统中，所述第一部分是固定的并且所述第二部分是可移动的，或者所述第一部分是可移动的并且所述第二部分是固定的。

在所述系统中，所述第一部分和所述第二部分中的至少一个包括加热器。

在所述系统中，所述伺服电机包括第一伺服电机，所述滚珠螺杆包括第一滚珠螺杆，所述第一滚珠螺杆与所述第二部分相连接，并且所述系统进一步包括与所述第一部分相连接的第二滚珠螺杆和与所述第二滚珠螺杆相连接的第二伺服电机。

根据本发明的又一方面，提供了一种将接合晶圆分离的方法，所述方法包括：在支撑件上放置所述接合晶圆，所述接合晶圆包括上晶圆和与所述上晶圆相连接的下晶圆；以及向所述上晶圆施加扭转力来分离所述接合晶圆。

在所述方法中，施加所述扭转力包括向所述上晶圆施加包含有大约0.3J/m²至50J/m²的能量的剪切力。

在所述方法中，进一步包括：将所述接合晶圆放置在设于腔室中的支撑件上，以及向所述腔室施加真空。

在所述方法中，施加所述真空包括施加大约0.01mbar至955mbar的真空。

在所述方法中，进一步包括：在所述支撑件上放置所述接合晶圆以及在将所述晶圆接合在一起之后大约一小时以内施加所述扭转力。

在所述方法中，进一步包括：在所述支撑件上放置所述接合晶圆以及在退火所述接合晶圆之前施加所述扭转力。

在所述方法中，进一步包括：将所述接合晶圆加热至大约600摄氏度或更低，同时向所述上晶圆施加所述扭转力，以将所述接合晶圆分离。