CN100530527C - 支承板的粘贴方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种可以一边容易除去夹在半导体晶片等基片和支承板之间的气体一边压接的粘贴方法。在半导体晶片等基片(W)的电路形成面上涂敷粘接剂，在电路形成面上形成粘接剂层(1)，接着加热粘接剂层(1)使其干燥固化，然后在上述粘接剂层(1)上重叠在板的整个区域上设置有厚度方向贯通孔(3)的支承板(2)，在该状态下，在减压气氛且加热的条件下在粘接剂层(1)上按压支承板(2)进行压接。

Description

支承板的粘贴方法
技术领域
本发明涉及在使半导体晶片等的基片薄板化时为了支承而在基片上粘贴支承板的方法。
背景技术
要求IC卡和携带电话的薄型化、小型化、轻量化，为了满足该要求，对于装入的半导体芯片，也必须作成厚度薄的半导体芯片。因此，成为半导体芯片基础的晶片的厚度，现状是125μm～150μm，但一般认为下一代芯片用晶片的厚度必须是25μm～50μm。
半导体晶片的薄板化，以前通过图4所示的工序。即，在半导体晶片的电路(元件)形成面(A面)上粘贴保护带，使其反转，用磨床磨削半导体晶片的背面(B面)，进行薄板化，将已薄板化的半导体晶片背面固定在由切割架保持的切割带上，在该状态剥离覆盖着半导体晶片的电路(元件)形成面(A面)的保护带，然后用切割装置切成各个芯片。
专利文献1公开了上述方法。在专利文献1中，使用耐热性保护带作为保护带，剥离时，在该保护带的一端粘接强粘接带，从已薄板化的半导体晶片剥下。
专利文献2公开了以下内容，用在氮化铝-氮化硼气孔烧结体中浸透梯型硅低聚合物的保护基片，代替保护带，用热可塑性薄膜粘接该保护基片和半导体晶片。
专利文献3提出了一种方案，即，作为保护基片，使用实质上与半导体晶片热膨张率相同的氧化铝、氮化铝、氮化硼、碳化硅等材料，作为粘接保护基片和半导体晶片的粘接剂，使用聚酰亚胺等热塑性树脂，作为该粘接剂的应用方法，使用形成10～100μm厚度的薄膜的方法，或旋转涂敷粘接剂树脂溶液、使其干燥而形成20μm以下的薄膜的方法。
在上述一系列工序中，在用磨床等使半导体晶片薄板化的工序中，有必要用带和板材支承半导体晶片的电路形成面侧。专利文献4公开了在半导体晶片粘贴支承板的内容。
专利文献4公开的内容，配置上下一对加热板，并且在这些加热板的外侧设置上下一对真空筒，在上下加热板之间压接半导体晶片和支承板的层叠体时，在减压气氛下进行。特别地，在专利文献1中，作为升降驱动上方加热板的机构，不使用液压式的压力机，通过使用还具有作为缓冲器功能的空气柱塞，能防止因从加热板来的热使层叠体膨张时产生的反向压力而使半导体晶片破损。
【专利文献1】特开2002-270676号公报段落(0035)
【专利文献2】特开2002-203821号公报段落(0018)
【专利文献3】特开2002-77304号公报段落(0010)(0017)
【专利文献4】特开2002-192394号公报段落(0012)(0014)(0019)
在上述现有的粘合方法中，有时因粘接剂中的溶剂没有完全挥发而产生空隙。产生该空隙时，半导体晶片和支承板的层叠体的厚度产生局部不均匀，在用磨床磨削基片时基片厚度变得不均匀。
专利文献4中特别公开了在减压且加热的条件下进行粘合，但即使那样也不能完全防止空隙的发生。
发明内容
要解决上述课题的本发明的粘贴方法，在半导体晶片等基片的电路形成面上涂敷粘接剂，在电路形成面上形成粘接剂层，加热该粘接剂层使其干燥固化，然后在上述粘接剂层上重叠在板的整个区域上设置有厚度方向的贯通孔的支承板，在该状态下，在减压气氛且加热的条件下，将支承板按压在粘接剂层上进行压接。
这样，在压接支承板前，通过加热粘接剂层使其干燥固化，能有效阻止空隙的发生。并且，通过在压接时加热，暂时干燥了的粘接剂层变为柔软，能粘接基片和支承板，作为支承板使用多孔板，在压接时通过孔能使粘接剂中的溶剂挥发，产生空隙的原因被消除。
上述基片和支承板的压接，通过在保持台和按压板之间加压上述基片和支承板的层叠体进行，而且通过驱动伺服电动机而使上述按压板升降，通过转矩(压力)控制或位置控制能调整施加在层叠体上的压力，能容易对应地处理基片厚度的变更等。
这里，涂敷在基片的电路形成面上的粘接剂的干燥，最好在250℃以下的温度进行。高温干燥时，成为仅表面干燥而中间不干燥的状态，这成为产生空隙的原因。减压气氛的层叠体加热温度最好设成200℃以下。在高温压接时也容易产生空隙。
若使用本发明，在压接半导体晶片等基片和支承板时，能控制空隙和气体的产生，也提高基片和支承板的粘贴精度。
由于层叠体的厚度也变得均匀，能使基片比以往的厚度更薄。
附图说明
图1是组合了本发明的半导体晶片粘贴方法的半导体晶片的薄板化工序的说明图。
图2是用于实施本发明的方法的半导体晶片的粘贴装置的整体剖视图。
图3(a)是表示溶剂供给装置上升时的状态的图，(b)是表示溶剂供给装置下降时的状态的图。
图4是现有的半导体晶片的薄板化工序的说明图。
具体实施方式
以下，根据附图，说明本发明的实施例。图1是组合了本发明的半导体晶片粘贴方法的半导体晶片的薄板化工序的说明图，图2是用于实施本发明的方法的半导体晶片的粘贴装置的整体剖视图，图3是关于剥离用的溶剂供给的说明图，说明最初整个薄板化工序。
首先如图1(a)所示，在半导体晶片W的电路(元件)形成面(A面)上涂敷粘接剂液。涂敷时使用例如旋涂器。作为粘接剂液，有丙烯酸树脂或酚醛清漆(novolak)型酚醛树脂类材料，但不限定这些材料。粘接剂的厚度是数μm～100μm左右。
接着，如图1(b)所示，将上述粘接剂烘焙后烧固，在基片W表面上形成没有流动性的粘接剂层1。加热时使用例如烘箱。粘接剂层1的厚度不限于上述厚度，根据在半导体晶片W表面(A面)上形成的电路的凹凸而决定。在一次涂敷不能产生必要的厚度时，反复多次进行涂敷和预备干燥。这时，对于最上层以外的粘接剂层的预备干燥要加强干燥的程度以便粘接剂没有流动性。
在用以上方法形成预定厚度的粘接剂层1的半导体晶片W上，用本发明的粘贴方法粘贴支承板2。粘贴装置的详细情况在后面说明。支承板2，例如设为在整个区域上形成有厚度方向的贯通孔3的玻璃板(厚度1.0mm，外径201.0mm)。支承板的材质不限于玻璃板。
然后，反转由已一体化的半导体晶片W和支承板2构成的层叠体，用磨床4磨削半导体晶片W的背面(B面)，使半导体晶片W薄板化。在磨削时，为了抑制磨床4和半导体晶片W之间产生的摩擦热，一面向半导体晶片W的背面供给水(磨削液)一面进行磨削。这里，上述粘接剂由于选定为不溶于水(可溶于醇)的物质，在磨削时，支承板2不会从半导体晶片W剥落。
根据需要，在上述已薄板化的半导体晶片W的背面(B面)上形成电路后，在切割带5上固定该背面。该切割带5有粘接性，并由框架6保持。
然后，从支承板2的上方注入醇作为溶剂。醇经由支承板2的贯通孔3到达粘接剂层1，溶解粘接剂层1。这时，通过用未图示的旋涂器使框架6旋转，能使醇在短时间内传遍粘接剂层1的整个面。作为使用的醇，乙醇和甲醇等分子量小的，由于溶解性高，所以理想。也可以混合多种醇。也可以使用酮或醇和酮的混合溶液，代替醇。
作为向粘接剂层1供给醇等的方法，也可以在装满溶剂的槽中浸渍粘接有支承板2的半导体晶片W。若这时加超声波振动，则更有效。
如以上那样若溶解粘接剂层1除去支承板2上的多余溶剂后，用夹具慢慢从基片W的周边部剥离支承板2。
而且，在剥离支承板2后，用切割刀具7将半导体晶片W切割成芯片尺寸。切断后，对切割带5照射紫外线，使切割带5的粘接力降低，取出各个已切断的芯片。
接着，根据图2，说明实施本发明的粘贴方法所利用的粘贴装置。粘贴装置10具有减压室11，该减压室11通过配管12连接着抽真空装置，在一侧面形成搬入·搬出用的开口13，用挡板14开闭该开口13。
挡板14由压力缸组件15进行升降驱动，在上升位置用推进机(pusher)16从侧方按压，设置在挡板14内侧面的密封垫与开口13的周围紧密抵接，维持减压室11内的气密性。通过使推进机16后退而下降挡板14，打开开口13，在该状态下用输送装置取放晶片W和支承板2的层叠体。
在上述减压室11内配置着压接上述层叠体的保持台17和按压板18。保持台17由碳化硅(SiC)构成，按压板18由氧化铝(Al2O3)构成。也考虑用陶瓷烧结体构成按压板，使排气管与该陶瓷烧结体连接的构成，作成该构成时，担心粘接剂中的气体不能充分抽出。
在上述保持台17上形成贯通孔19，在该贯通孔19中插通着升降销20。该升降销20安装在由设于减压室11下方的压力缸组件21进行升降驱动的板22上。
在上述保持台17中埋设加热器23，用该加热器23将上述层叠体加热到200℃左右，使暂时固化的粘接剂变柔和。另外，加热器也可以设置在按压板18侧。
一方面，上述按压板18由背板24保持，该背板24被安装在贯通减压室11的轴25的下端。在该轴25的中间部设置凸缘26，在凸缘26与减压室11上表面之间安装皱纹管27，维持减压室11内的气密状态。
框架28从上述减压室11向上方延伸，该框架28支承伺服电动机29，升降体31的螺母32与由该伺服电动机29进行旋转的丝杠30啮合，在该升降体31上通过球形接头33支承着上述轴25的上端部。而且，在轴25的侧方配置着检测轴25的上下位置的传感器34。
以上，为了压接半导体晶片W和支承板2的层叠体，首先进行按压板18的平行度的调整。为了调整平行度，松开球形接头33的螺栓，使球形接头33成自由状态。保持该状态地使按压板18因自重下降，使按压板18的下表面与保持台17的上表面抵接。在该时刻保持台17和按压板18平行。接着，紧固螺栓，固定球形接头33后，使按压板18上升。
平行度的调整不必每次进行，每隔适当次数进行。在上述说明中，不隔着层叠体地进行平行度的调整，但也可以使和压接的层叠体相同厚度的板材加装在保持台17和按压板18之间，调整平行度。
若以上平行度的调整结束，清除氮气，通过使挡板14下降而打开处于大气压状态的减压室11的开口13。而且，用未图示的输送装置将半导体晶片W和支承板2的层叠体放入到减压室11内，交接在销20上，用挡板14关闭开口13，使减压室11内成气密状态。图2表示该状态。
接着，使减压室11内减压，在压力成为1kPa以下的时刻，驱动压力缸组件21而使销20下降，将层叠体载置在加热到150℃左右的保持台17上。
与上述并行地，驱动伺服电动机29，将按压板18下降到预先设定的位置，在保持台17和按压板18之间对层叠体加压。在该状态下保持约1分钟，热压接基片W和支承板2。
然后，清除氮气，使减压室11内返回到大气压，上升按压板18，降下挡板14，将热压接过的层叠体搬出到减压室11外。
在上述实施例中，使减压室11内的减压状态返回到大气压后上升按压板18，但也可以先上升按压板18，然后使减压室11内返回到大气压。
从支承板2的上方注入作为溶剂的醇来溶解粘接剂。图3表示溶剂供给装置的具体例。在该例中，溶剂供给装置在溶剂供给板40的下面设置O型环41。在溶剂供给板40上连接着溶剂(剥离液)供给管42和溶剂排出管43。而且，从图3(a)的状态下降溶剂供给板40，如图3(b)所示，将溶剂供给板40经由O型环41重叠在支承板2的上面，接着从溶剂供给管42向由支承板2、O型环41和溶剂供给板40包围的空间内供给溶剂，经由在支承板2上形成的贯通孔3而溶解除去粘接剂层1。
这样，通过用O型环41限制供给溶剂的空间，能极力防止溶剂落在切割带上。并且，在醇接触带时，担心被醇溶解的带的浆糊污染晶片表面，但用这种机构能防止这些问题。

Claims (3)

1.一种支承板的粘贴方法，将作为基片的半导体晶片的电路形成面粘贴在支承板上，其特征是，在基片的电路形成面上涂敷粘接剂，在电路形成面上形成粘接剂层，加热该粘接剂层使其干燥固化，然后在上述粘接剂层上重叠在板的整个区域上设置有厚度方向的贯通孔的支承板，在该状态下，在减压气氛且加热的条件下，在粘接剂层上按压支承板进行压接。
2.如权利要求1记载的支承板的粘贴方法，其特征是，上述基片和支承板的压接通过以下方式进行：在保持台和按压板之间对基片和支承板的层叠体进行加压，
而且，通过压力控制或位置控制上述按压板，调整施加在层叠体上的压力。
3.如权利要求2记载的支承板的粘贴方法，其特征是，涂敷在上述基片的电路形成面上的粘接剂的干燥在250℃以下的温度进行，减压气氛中的层叠体的加热温度设为200℃以下。
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