支承板的粘貼方法
2023-05-03 01:47:41 1
專利名稱：支承板的粘貼方法
技術領域：
本發明涉及在使半導體晶片等的基片薄板化時為了支承而在基片上粘貼支承板的方法。
背景技術：
要求IC卡和攜帶電話的薄型化、小型化、輕量化，為了滿足該要求，對於裝入的半導體晶片，也必須作成厚度薄的半導體晶片。因此，成為半導體晶片基礎的晶片的厚度，現狀是125μm～150μm，但一般認為下一代晶片用晶片的厚度必須是25μm～50μm。
半導體晶片的薄板化，以前通過圖4所示的工序。即，在半導體晶片的電路(元件)形成面(A面)上粘貼保護帶，使其反轉，用磨床磨削半導體晶片的背面(B面)，進行薄板化，將已薄板化的半導體晶片背面固定在由切割架保持的切割帶上，在該狀態剝離覆蓋著半導體晶片的電路(元件)形成面(A面)的保護帶，然後用切割裝置切成各個晶片。
專利文獻1公開了上述方法。在專利文獻1中，使用耐熱性保護帶作為保護帶，剝離時，在該保護帶的一端粘接強粘接帶，從已薄板化的半導體晶片剝下。
專利文獻2公開了以下內容，用在氮化鋁-氮化硼氣孔燒結體中浸透梯型矽低聚合物的保護基片，代替保護帶，用熱可塑性薄膜粘接該保護基片和半導體晶片。
專利文獻3提出了一種方案，即，作為保護基片，使用實質上與半導體晶片熱膨張率相同的氧化鋁、氮化鋁、氮化硼、碳化矽等材料，作為粘接保護基片和半導體晶片的粘接劑，使用聚醯亞胺等熱塑性樹脂，作為該粘接劑的應用方法，使用形成10～100μm厚度的薄膜的方法，或旋轉塗敷粘接劑樹脂溶液、使其乾燥而形成20μm以下的薄膜的方法。
在上述一系列工序中，在用磨床等使半導體晶片薄板化的工序中，有必要用帶和板材支承半導體晶片的電路形成面側。專利文獻4公開了在半導體晶片粘貼支承板的內容。
專利文獻4公開的內容，配置上下一對加熱板，並且在這些加熱板的外側設置上下一對真空筒，在上下加熱板之間壓接半導體晶片和支承板的層疊體時，在減壓氣氛下進行。特別地，在專利文獻1中，作為升降驅動上方加熱板的機構，不使用液壓式的壓力機，通過使用還具有作為緩衝器功能的空氣柱塞，能防止因從加熱板來的熱使層疊體膨張時產生的反向壓力而使半導體晶片破損。
專利文獻1特開2002-270676號公報 段落(0035)專利文獻2特開2002-203821號公報 段落(0018)專利文獻3特開2002-77304號公報 段落(0010)(0017)專利文獻4特開2002-192394號公報 段落(0012)(0014)(0019)在上述現有的粘合方法中，有時因粘接劑中的溶劑沒有完全揮發而產生空隙。產生該空隙時，半導體晶片和支承板的層疊體的厚度產生局部不均勻，在用磨床磨削基片時基片厚度變得不均勻。
專利文獻4中特別公開了在減壓且加熱的條件下進行粘合，但即使那樣也不能完全防止空隙的發生。
發明內容
要解決上述課題的本發明的粘貼方法，在半導體晶片等基片的電路形成面上塗敷粘接劑，在電路形成面上形成粘接劑層，加熱該粘接劑層使其乾燥固化，然後在上述粘接劑層上重疊在板的整個區域上設置有厚度方向的貫通孔的支承板，在該狀態下，在減壓氣氛且加熱的條件下，將支承板按壓在粘接劑層上進行壓接。
這樣，在壓接支承板前，通過加熱粘接劑層使其乾燥固化，能有效阻止空隙的發生。並且，通過在壓接時加熱，暫時乾燥了的粘接劑層變為柔軟，能粘接基片和支承板，作為支承板使用多孔板，在壓接時通過孔能使粘接劑中的溶劑揮發，產生空隙的原因被消除。
上述基片和支承板的壓接，通過在保持臺和按壓板之間加壓上述基片和支承板的層疊體進行，而且通過驅動伺服電動機而使上述按壓板升降，通過轉矩(壓力)控制或位置控制能調整施加在層疊體上的壓力，能容易對應地處理基片厚度的變更等。
這裡，塗敷在基片的電路形成面上的粘接劑的乾燥，最好在250℃以下的溫度進行。高溫乾燥時，成為僅表面乾燥而中間不乾燥的狀態，這成為產生空隙的原因。減壓氣氛的層疊體加熱溫度最好設成200℃以下。在高溫壓接時也容易產生空隙。
若使用本發明，在壓接半導體晶片等基片和支承板時，能控制空隙和氣體的產生，也提高基片和支承板的粘貼精度。
由於層疊體的厚度也變得均勻，能使基片比以往的厚度更薄。
圖1是組合了本發明的半導體晶片粘貼方法的半導體晶片的薄板化工序的說明圖。
圖2是用於實施本發明的方法的半導體晶片的粘貼裝置的整體剖視圖。
圖3(a)是表示溶劑供給裝置上升時的狀態的圖，(b)是表示溶劑供給裝置下降時的狀態的圖。
圖4是現有的半導體晶片的薄板化工序的說明圖。
具體實施例方式
以下，根據附圖，說明本發明的實施例。圖1是組合了本發明的半導體晶片粘貼方法的半導體晶片的薄板化工序的說明圖，圖2是用於實施本發明的方法的半導體晶片的粘貼裝置的整體剖視圖，圖3是關於剝離用的溶劑供給的說明圖，說明最初整個薄板化工序。
首先如圖1(a)所示，在半導體晶片W的電路(元件)形成面(A面)上塗敷粘接劑液。塗敷時使用例如旋塗器。作為粘接劑液，有丙烯酸樹脂或酚醛清漆(novolak)型酚醛樹脂類材料，但不限定這些材料。粘接劑的厚度是數μm～100μm左右。
接著，如圖1(b)所示，將上述粘接劑烘焙後燒固，在基片W表面上形成沒有流動性的粘接劑層1。加熱時使用例如烘箱。粘接劑層1的厚度不限於上述厚度，根據在半導體晶片W表面(A面)上形成的電路的凹凸而決定。在一次塗敷不能產生必要的厚度時，反覆多次進行塗敷和預備乾燥。這時，對於最上層以外的粘接劑層的預備乾燥要加強幹燥的程度以便粘接劑沒有流動性。
在用以上方法形成預定厚度的粘接劑層1的半導體晶片W上，用本發明的粘貼方法粘貼支承板2。粘貼裝置的詳細情況在後面說明。支承板2，例如設為在整個區域上形成有厚度方向的貫通孔3的玻璃板(厚度1.0mm，外徑201.0mm)。支承板的材質不限於玻璃板。
然後，反轉由已一體化的半導體晶片W和支承板2構成的層疊體，用磨床4磨削半導體晶片W的背面(B面)，使半導體晶片W薄板化。在磨削時，為了抑制磨床4和半導體晶片W之間產生的摩擦熱，一面向半導體晶片W的背面供給水(磨削液)一面進行磨削。這裡，上述粘接劑由於選定為不溶於水(可溶於醇)的物質，在磨削時，支承板2不會從半導體晶片W剝落。
根據需要，在上述已薄板化的半導體晶片W的背面(B面)上形成電路後，在切割帶5上固定該背面。該切割帶5有粘接性，並由框架6保持。
然後，從支承板2的上方注入醇作為溶劑。醇經由支承板2的貫通孔3到達粘接劑層1，溶解粘接劑層1。這時，通過用未圖示的旋塗器使框架6旋轉，能使醇在短時間內傳遍粘接劑層1的整個面。作為使用的醇，乙醇和甲醇等分子量小的，由於溶解性高，所以理想。也可以混合多種醇。也可以使用酮或醇和酮的混合溶液，代替醇。
作為向粘接劑層1供給醇等的方法，也可以在裝滿溶劑的槽中浸漬粘接有支承板2的半導體晶片W。若這時加超聲波振動，則更有效。
如以上那樣若溶解粘接劑層1除去支承板2上的多餘溶劑後，用夾具慢慢從基片W的周邊部剝離支承板2。
而且，在剝離支承板2後，用切割刀具7將半導體晶片W切割成晶片尺寸。切斷後，對切割帶5照射紫外線，使切割帶5的粘接力降低，取出各個已切斷的晶片。
接著，根據圖2，說明實施本發明的粘貼方法所利用的粘貼裝置。粘貼裝置10具有減壓室11，該減壓室11通過配管12連接著抽真空裝置，在一側面形成搬入·搬出用的開口13，用擋板14開閉該開口13。
擋板14由壓力缸組件15進行升降驅動，在上升位置用推進機(pusher)16從側方按壓，設置在擋板14內側面的密封墊與開口13的周圍緊密抵接，維持減壓室11內的氣密性。通過使推進機16後退而下降擋板14，打開開口13，在該狀態下用輸送裝置取放晶片W和支承板2的層疊體。
在上述減壓室11內配置著壓接上述層疊體的保持臺17和按壓板18。保持臺17由碳化矽(SiC)構成，按壓板18由氧化鋁(Al2O3)構成。也考慮用陶瓷燒結體構成按壓板，使排氣管與該陶瓷燒結體連接的構成，作成該構成時，擔心粘接劑中的氣體不能充分抽出。
在上述保持臺17上形成貫通孔19，在該貫通孔19中插通著升降銷20。該升降銷20安裝在由設於減壓室11下方的壓力缸組件21進行升降驅動的板22上。
在上述保持臺17中埋設加熱器23，用該加熱器23將上述層疊體加熱到200℃左右，使暫時固化的粘接劑變柔和。另外，加熱器也可以設置在按壓板18側。
一方面，上述按壓板18由背板24保持，該背板24被安裝在貫通減壓室11的軸25的下端。在該軸25的中間部設置凸緣26，在凸緣26與減壓室11上表面之間安裝皺紋管27，維持減壓室11內的氣密狀態。
框架28從上述減壓室11向上方延伸，該框架28支承伺服電動機29，升降體31的螺母32與由該伺服電動機29進行旋轉的絲槓30嚙合，在該升降體31上通過球形接頭33支承著上述軸25的上端部。而且，在軸25的側方配置著檢測軸25的上下位置的傳感器34。
以上，為了壓接半導體晶片W和支承板2的層疊體，首先進行按壓板18的平行度的調整。為了調整平行度，鬆開球形接頭33的螺栓，使球形接頭33成自由狀態。保持該狀態地使按壓板18因自重下降，使按壓板18的下表面與保持臺17的上表面抵接。在該時刻保持臺17和按壓板18平行。接著，緊固螺栓，固定球形接頭33後，使按壓板18上升。
平行度的調整不必每次進行，每隔適當次數進行。在上述說明中，不隔著層疊體地進行平行度的調整，但也可以使和壓接的層疊體相同厚度的板材加裝在保持臺17和按壓板18之間，調整平行度。
若以上平行度的調整結束，清除氮氣，通過使擋板14下降而打開處於大氣壓狀態的減壓室11的開口13。而且，用未圖示的輸送裝置將半導體晶片W和支承板2的層疊體放入到減壓室11內，交接在銷20上，用擋板14關閉開口13，使減壓室11內成氣密狀態。圖2表示該狀態。
接著，使減壓室11內減壓，在壓力成為1kPa以下的時刻，驅動壓力缸組件21而使銷20下降，將層疊體載置在加熱到150℃左右的保持臺17上。
與上述並行地，驅動伺服電動機29，將按壓板18下降到預先設定的位置，在保持臺17和按壓板18之間對層疊體加壓。在該狀態下保持約1分鐘，熱壓接基片W和支承板2。
然後，清除氮氣，使減壓室11內返回到大氣壓，上升按壓板18，降下擋板14，將熱壓接過的層疊體搬出到減壓室11外。
在上述實施例中，使減壓室11內的減壓狀態返回到大氣壓後上升按壓板18，但也可以先上升按壓板18，然後使減壓室11內返回到大氣壓。
從支承板2的上方注入作為溶劑的醇來溶解粘接劑。圖3表示溶劑供給裝置的具體例。在該例中，溶劑供給裝置在溶劑供給板40的下面設置O型環41。在溶劑供給板40上連接著溶劑(剝離液)供給管42和溶劑排出管43。而且，從圖3(a)的狀態下降溶劑供給板40，如圖3(b)所示，將溶劑供給板40經由O型環41重疊在支承板2的上面，接著從溶劑供給管42向由支承板2、O型環41和溶劑供給板40包圍的空間內供給溶劑，經由在支承板2上形成的貫通孔3而溶解除去粘接劑層1。
這樣，通過用O型環41限制供給溶劑的空間，能極力防止溶劑落在切割帶上。並且，在醇接觸帶時，擔心被醇溶解的帶的漿糊汙染晶片表面，但用這種機構能防止這些問題。
權利要求
1.一種支承板的粘貼方法，將半導體晶片等基片的電路形成面粘貼在支承板上，其特徵是，在基片的電路形成面上塗敷粘接劑，在電路形成面上形成粘接劑層，加熱該粘接劑層使其乾燥固化，然後在上述粘接劑層上重疊在板的整個區域上設置有厚度方向的貫通孔的支承板，在該狀態下，在減壓氣氛且加熱的條件下，在粘接劑層上按壓支承板進行壓接。
2.如權利要求1記載的支承板的粘貼方法，其特徵是，上述基片和支承板的壓接通過以下方式進行在保持臺和按壓板之間對基片和支承板的層疊體進行加壓，而且，通過轉矩(壓力)控制或位置控制上述按壓板，調整施加在層疊體上的壓力。
3.如權利要求1記載的支承板的粘貼方法，其特徵是，塗敷在上述基片的電路形成面上的粘接劑的乾燥在250℃以下的溫度進行，減壓氣氛中的層疊體的加熱溫度設為200℃以下。
全文摘要
提供一種可以一邊容易除去夾在半導體晶片等基片和支承板之間的氣體一邊壓接的粘貼方法。在半導體晶片等基片(W)的電路形成面上塗敷粘接劑，在電路形成面上形成粘接劑層(1)，接著加熱粘接劑層(1)使其乾燥固化，然後在上述粘接劑層(1)上重疊在板的整個區域上設置有厚度方向貫通孔(3)的支承板(2)，在該狀態下，在減壓氣氛且加熱的條件下在粘接劑層(1)上按壓支承板(2)進行壓接。
文檔編號B32B37/12GK1815688SQ20051013638
公開日2006年8月9日 申請日期2005年11月29日 優先權日2004年11月29日
發明者稻尾吉浩, 宮成淳 申請人:東京応化工業株式會社