CN110651355B - 粘接剂层形成装置、半导体芯片生产线、及层叠体的制造方法 - Google Patents

粘接剂层形成装置、半导体芯片生产线、及层叠体的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供在不易引起粘接剂的固化并且缩短生产节拍时间的同时制造在半导体晶片的一面具有粘接剂层、且在减压下的晶片粘接中粘接剂层不易发泡的层叠体的方法、以及用于该方法的粘接剂层形成装置。本发明的粘接剂层形成装置是将在半导体晶片的一面涂布形成的涂膜中的溶剂除去而形成粘接剂层的装置，其中，所述粘接剂层形成装置具备：载置前述半导体晶片的下部板、与所述下部板形成容积10升以下的封闭空间的上部罩、以及对所述封闭空间内进行减压的减压机构。

Description

粘接剂层形成装置、半导体芯片生产线、及层叠体的制造方法
技术领域
本发明涉及粘接剂层形成装置、半导体芯片生产线、及层叠体的制造方法。更具体而言，涉及在半导体晶片的至少一面形成粘接剂层的装置(粘接剂层形成装置)、具有该粘接剂层形成装置的半导体芯片生产线、及在半导体晶片的至少一面具有粘接剂层的层叠体的制造方法。本申请主张2017年5月12日在日本申请的日本特愿2017-095585号的优先权，并将其内容援引至本申请中。
背景技术
在层叠半导体芯片的制作中，进行将硅晶片堆叠并通过粘接剂贴合的操作。特别是在堆叠晶片方式(Wafer-on-Wafer，WOW方式)中，在不将形成有晶体管电路的硅晶片切成芯片的形式的情况下，以晶片为单位借助粘接剂而进行层叠。
在上述WOW方式中，存在在贴合时会混入空气(起泡)的隐患，因此通常在减压下(特别是真空下)进行压合/加热(例如，参照非专利文献1)。此时，若在粘接剂中残留有溶剂，则溶剂在减压下会发生气化而发泡，引起与起泡同样的现象，其结果有时会引起晶片的粘接不良。因此，需要对所涂布的粘接剂充分地除去溶剂(脱溶剂)，通常通过在大气压条件下加热至接近于溶剂沸点的温度(例如140℃左右)、或增长加热时间等来进行脱溶剂(例如，参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第5693961号公报
非专利文献
非专利文献1：“功率器件用复合晶片的精密安装技术的开发研究开发成果等报告书”，[online]，平成24年12月，公益财团法人新产业创造研究机构，[平成29年5月12日检索],网址<URL：http：//www.chusho.meti.go.jp/keiei/sapoin/portal/seika/2010/22152803010.pdf>
发明内容
发明要解决的问题
但是，在大气压条件下加热至接近于溶剂沸点的温度的方法需要使得此时粘接剂中的粘接成分不发生固化，因此存在选择固化温度比大气压条件下的溶剂沸点高的粘接剂、选择大气压条件下的沸点低的溶剂、或选择不会产生这样的问题的固化形式的粘接剂等的必要性，具有所使用的粘接剂、溶剂的选择项受限的问题。另一方面，增长加热时间是指制造工艺中花费的时间(生产节拍时间(tact time))变长。
为了解决该问题，可考虑使用真空干燥器。但是，市售的真空干燥器大多呈大致立方体的腔室形状，随着晶片尺寸变大，干燥器整体变大(例如，参照非专利文献1)。而真空干燥器大的情况下，存在如下问题：对真空干燥器内进行减压的时间及恢复至常压的时间变长，减压下的真空干燥器内的均匀的温度控制变得困难等。因此，作为结果，存在无法显著表现出通过使用市售的真空干燥器来缩短生产节拍时间的效果。
因此，本发明的目的在于提供在不易引起粘接成分的固化(即粘接剂的固化)并且缩短生产节拍时间的同时制造层叠体的方法、以及用于该方法的粘接剂层形成装置，所述层叠体是在半导体晶片的一面具有粘接剂层、且在减压下的晶片粘接中粘接剂层不易发泡的层叠体。另外，本发明的另一目的在于提供具有上述粘接剂层形成装置的半导体芯片生产线。
解决问题的方法
本发明人等为了解决上述问题而进行了深入研究，结果发现，通过在特定容积以下的封闭空间中、在减压下对涂布粘接剂组合物而形成的涂膜进行脱溶剂而形成粘接剂层，能够在不易引起粘接剂的固化并且缩短生产节拍时间的同时制造在减压下的晶片粘接中粘接剂层不易发泡的具有粘接剂层的半导体晶片。本发明是基于这些见解而完成的。
即，本发明提供一种粘接剂层形成装置，其是将在半导体晶片的一面涂布形成的涂膜中的溶剂除去而形成粘接剂层的装置，其中，所述粘接剂层形成装置具备：载置上述半导体晶片的下部板、与上述下部板形成容积10升以下的封闭空间的上部罩、及对上述封闭空间内进行减压的减压机构。
上述粘接剂层形成装置中，优选上述上部罩的成为上述封闭空间的顶棚的部分为圆顶型。
上述粘接剂层形成装置中，优选上述上部罩的圆顶型部为金属制，上述圆顶型部的厚度为2mm以下。
上述粘接剂层形成装置优选具有对上述涂膜进行加热的加热机构。
上述粘接剂层形成装置中，优选上述上部罩在周缘具有凸缘部，上述下部板具有载置上述半导体晶片的载置台、和在该载置台的周围与上述凸缘部接触而形成上述封闭空间的槽。
上述粘接剂层形成装置优选在上述下部板的内部的与上述封闭空间阻断通气的位置具有热电偶。
上述粘接剂层形成装置优选进一步具有上下驱动单元，所述上下驱动单元具有钩单元及球单元、并且使上述上部罩升降而使上述封闭空间开闭，上述上部罩与分支管连接，所述分支管与上述减压机构及将上述封闭空间内恢复至常压的解压机构连接。
上述粘接剂层形成装置中，优选上述上部罩在气体流入的部分的内侧具有气体流入防护件，所述气体流入防护件用于防止将封闭空间内恢复至常压时流入封闭空间内的气体直接喷吹到所形成的粘接剂层表面。
上述粘接剂层形成装置中，优选上述钩单元经由臂与起重器连接。
另外，本发明提供一种半导体芯片生产线，其依次具有：在上述半导体晶片的一面涂布包含粘接成分及溶剂的粘接剂组合物而形成涂膜的粘接剂组合物涂布装置、上述粘接剂层形成装置、及将具有所形成的粘接剂层的半导体晶片与其他半导体晶片贴合的装置。
另外，本发明提供一种层叠体的制造方法，其是在半导体晶片的至少一面具有粘接剂层的层叠体的制造方法，所述制造方法包括：在半导体晶片的一面涂布包含粘接成分及溶剂的粘接剂组合物而形成涂膜的工序、及在容积10升以下的封闭空间在减压下将上述涂膜中的溶剂除去而形成粘接剂层的工序。
另外，本发明提供一种层叠体的制造方法，其是在半导体晶片的至少一面具有粘接剂层的层叠体的制造方法，所述制造方法包括：在半导体晶片的一面涂布包含粘接成分及溶剂的粘接剂组合物而形成涂膜的工序、及使用上述粘接剂层形成装置将上述涂膜中的溶剂除去而形成粘接剂层的工序。
发明的效果
根据本发明的粘接剂层形成装置及本发明的制造方法，由于具有上述构成，因此能够在不易引起粘接剂的固化并且缩短生产节拍时间的同时制造在半导体晶片的一面具有粘接剂层、且在减压下的晶片粘接中粘接剂层不易发泡的层叠体。
附图说明
图1为示出本发明的粘接剂层形成装置的一例的示意图(正面剖视图)。
图2(a)为由圆顶型部2a及凸缘部2b构成的上部罩2的俯视图，(b)为(a)中的b-b’剖面的剖面主视图。
图3(a)为下部板1的俯视图，(b)为(a)中的b-b’剖面的剖面主视图。
图4为示出上下驱动单元4的钩单元4b和起重器6a经由臂6b连接的一例的示意图。
图5(a)为上下驱动单元4与臂6b连接的状态的主视图，(b)为(a)中的b-b’剖面的剖面侧视图，(c)为(a)中的c-c’剖面的剖面俯视图。
图6为示出使用本发明的粘接剂层形成装置形成粘接剂层的过程的示意图。
图7为示出在下部板1的下侧设置加热板8的实施方式的示意图。
图8为气体流入防护件2d的放大图(立体图)。
图9(a)为示出利用运送机构将半导体晶片从粘接剂组合物涂布装置运送到本发明的粘接剂层形成装置前后的实施方式的示意图(俯视图)，(b)为示出利用运送机构将半导体晶片从本发明的粘接剂层形成装置运送到半导体晶片层叠装置前后的实施方式的示意图(俯视图)。
图10(a)为拾取夹具的俯视图，(b)为左侧侧视图。
符号说明
1下部板
1a载置台
1b槽
1c热电偶
2上部罩
2a圆顶型部
2b凸缘部
2c孔
2d气体流入防护件
3管分支单元
3a单元主体
3b分支管
3c管道
3d管接头
3e管接头
3f管接头
4上下驱动单元
4a球单元
4b钩单元
4c凹陷
5a与减压机构相连的螺旋管
5b与解压机构相连的螺旋管
6a起重器
6b臂
7a涂膜
7b半导体晶片
7c粘接剂层
8加热板
9运送机构
9a臂
10涂布形成有涂布层的半导体晶片
11粘接剂组合物涂布装置
12本发明的粘接剂层形成装置
13运送机构
13a臂
14形成有粘接剂层的半导体晶片
15半导体晶片层叠装置
具体实施方式
[粘接剂层形成装置]
本发明的粘接剂层形成装置为用于将在半导体晶片的一面涂布形成的涂膜中的溶剂除去而形成粘接剂层的装置(粘接剂层形成装置)。本发明的粘接剂层形成装置具备：载置半导体晶片的下部板、与上述下部板形成容积10升以下的封闭空间的上部罩、及对上述封闭空间内进行减压的减压机构。
图1为示出本发明的粘接剂层形成装置的一例的示意图(正面剖视图)。图1所示的本发明的粘接剂层形成装置具有板状的下部板1、和上部罩2。通过使上部罩2向下方移动而与下部板1上接触，可以由上部罩2和下部板1形成容积10升以下的封闭空间。另外，由于封闭空间的形成及敞开是通过上部罩2的上下移动而进行的，因此不需要设置开闭门。
由上部罩2和下部板1形成的封闭空间的容积如上所述，为10升以下(例如，0.1～10升)、优选为8升以下(例如，0.1～8升)、更优选为7升以下(例如，0.1～7升)。
就上部罩2而言，成为上述封闭空间的顶棚的部分为圆顶型(碗型)，具有圆顶型的圆顶型部2a及凸缘部2b。图2中示出了由圆顶型部2a及凸缘部2b构成的上部罩2的俯视图(a)、及俯视图(a)中的b-b’剖面的剖面主视图(b)。如图2所示，上部罩2从上方看在中央具有圆形的圆顶型部2a，在圆顶型部2a的圆的中心设有用于对封闭空间内部进行抽吸而减压的孔2c，在圆顶型部2a的周缘沿圆周设有凸缘部2b。上部罩2为圆顶型，但在本说明书中，“圆顶型”是指，从上方看时，剖面相对于水平面的角度从中心部(孔2c)朝向外侧逐渐变大，从剖面正面看时(例如图2(b))的上述圆的中心部成为平缓的凸形状的形状，也包括半球状、半椭圆球状的那些。上部罩2为圆顶型，由此在由上部罩2和下部板1形成封闭空间时，在封闭空间内具有足以设置厚度低于1mm的半导体晶片的空间，并且能够形成将内容积极小化而成的封闭空间。需要说明的是，本发明的粘接剂层形成装置中，上部罩2不限定于圆顶型，只要能够形成上述的特定容积以下的封闭空间，也可以为其他形状。
如图2(b)所示，圆顶型部2a在圆顶型的边缘附近(凸缘部2b附近)r1和圆顶型的底部附近(孔2c附近)r2具有不同的曲率，底部附近r2的曲率半径比边缘附近r1的曲率半径大。边缘附近r1的曲率半径优选为R＝20～40。底部附近r2的曲率半径优选为R＝250～400。另外，对于从圆顶型内部的底部到圆顶型的边缘为止的高度h，从容易进行涂膜的脱溶剂的观点出发，优选为50～120mm。圆顶型内部的边缘表面的直径w1优选为比半导体晶片的大小稍大的程度，例如为100～500mm。凸缘部2b的、以内侧的边缘为圆周的圆的直径与以外侧的边缘为圆周的圆的直径的差(凸缘部2b的宽度)w2优选为5～30mm。凸缘部2b的厚度t优选为3～20mm。从轻质化的观点出发，圆顶型部2a的厚度优选为5mm以下，更优选为2mm以下。
构成上部罩2的圆顶型部2a的材料可列举出金属、树脂、玻璃等，从轻质化、封闭空间相对于减压的强度的观点出发，优选为金属，特别优选为SUS。即，圆顶型部2a优选为金属制，特别优选为SUS制。
本发明的粘接剂层形成装置中，上部罩2的圆顶型部2a可以为薄的金属板经曲面加工而成的材料，封闭空间能够防止由于在减压下与大气压之差引起的凹陷，另外，通过使用这样的圆顶型部2a，上部罩2可实现轻质化，能够使上部罩2的升降所需的动力及机构也达到最小限。
图1所示的本发明的粘接剂层形成装置中，下部板1从上面看为四边形形状，中央具有形成有涂膜的用于载置半导体晶片的载置台1a。另外，下部板1在载置台1a的周围具有与上部罩2的凸缘部2b(特别是凸缘部2b的底部)接触而形成封闭空间的槽1b。图3中示出了下部板1的俯视图(a)、及俯视图(a)中的b-b’剖面的剖面主视图(b)。载置台1a以比其他部分高的方式设置成圆状，槽1b在载置台1a的周围设置成环状。通过分别地使上部罩2具有凸缘部2b、下部板1具有槽1b，在形成封闭空间时，上部罩2与下部板1通过凸缘部2b与槽1b接触，因此上部罩2与下部板1的密合性提高，在减压下空气不易侵入封闭空间。需要说明的是，本发明的粘接剂层形成装置中，下部板1也可以不具有槽1b，另外，上部罩2也可以不具有凸缘部2b。本发明的粘接剂层形成装置具有未图示的加热机构。而且，在下部板1的内部，在与所形成的封闭空间阻断通气的位置埋入有热电偶1c。因此，在下部板1设有用于设置热电偶1c的孔。在使用了热电偶1c的情况下，可以测定更接近于半导体晶片的温度。
在图3所示的下部板1中，虽也依赖于形成有涂膜的半导体晶片的大小，下部板1的宽度w3及长度w4分别例如为200～600mm。对于载置台1a的直径w5，从使封闭空间的容积极小、并且使半导体晶片的载置及拾取变得容易的观点出发，优选比半导体晶片的大小稍小的程度，例如为80～470mm。优选槽1b的以内侧的边缘为圆周的圆的直径w6比w5大、并且小至不会与半导体晶片接触的限度。槽1b的以内侧的边缘为圆周的圆的直径w6与以外侧的边缘为圆周的圆的直径之差(槽1b的宽度)w7优选为比凸缘部2b的宽度w2稍大的程度，例如为12～60mm。载置台1a的高度h2优选为5～20mm。槽1b的深度h3优选为1～10mm。
构成下部板1的材料可列举出金属、树脂、玻璃等，从封闭空间相对于减压的强度、导热性的观点出发，优选为金属，特别优选为SUS。即，下部板1优选为金属制，特别优选为SUS制。
另外，凸缘部2b的底部和槽1b的表面通过对研等而进行一对的表面加工。由此，即使不使用真空用的润滑脂等密封剂，凸缘部2b与槽1b也能够无间隙地接触，在减压下空气不易侵入封闭空间。另外，使上部罩2与下部板1接触而形成封闭空间时，仅在初期轻轻施加负载即可，由于上部罩2的自重及大气压，上部罩2的凸缘部2b与下部板1密合，因此能够保持300mmHg以下的压力。需要说明的是，需要进一步的减压的情况下，可以在凸缘部2b的底部等涂布硅润滑脂(silicone grease)等密封剂，也可以设置特氟龙片等密封件。
图1所示的本发明的粘接剂层形成装置中，上部罩2被悬吊于管分支单元3。而且，与连接于减压机构及恢复至常压的机构(解压机构)的分支管3b连通的管道3c被插入至上部罩2的孔2c，借助该管道3c进行封闭空间的减压及解压。管道3c与上部罩2以在减压时空气不侵入封闭空间内的方式焊接在一起。需要说明的是，孔2c如图2所示不需要设置在上部罩2的圆顶型的中心部，可以设置在上部罩2的任意部位，但从能够在悬吊上部罩2的同时通过悬吊着上部罩2的管分支单元3的内部进行减压及解压的观点出发，优选圆顶型的中心部。
管分支单元3在单元主体3a的内部具有分支管3b。单元主体3a具有3个内螺纹部，该内螺纹部与具有外螺纹部的管接头3d、3e及3f(例如直插式接头)螺合在一起，分支管3b的3个末端分别与管接头3d、3e及3f连接。而且，分支管3b的一端经由管接头3f连接有管道3c，管道3c插通至上部罩2的孔2c。而且，分支管3b的另一端经由管接头3d连接于与未图示的减压机构相连的螺旋管5a，另外一端经由管接头3e连接于与未图示的解压机构相连的螺旋管5b。通过使用螺旋管5a及5b，能够在不妨碍上部罩2的自由的上下移动的情况下顺利地进行上下移动。解压机构例如可以经由用于防止尘埃侵入的空气过滤器连接于大气中。
管分支单元3利用具有球单元4a和钩单元4b的上下驱动单元4而上下可动。详细而言，球单元4a的棒部的前端为外螺纹部，将该外螺纹部与管分支单元3的单元主体3a的内螺纹部螺合而固定，提起钩单元4b时，球单元4a的球部挂在钩上，由此，管分支单元3及上部罩2提起(图1所示的状态)。另一方面，降下钩单元4b时，在直到上部罩2与下部板1接触、并因此也使得上部罩2不再下降为止，管分支单元3及上部罩2下降，挂在钩上的球部从钩脱离，上部罩2的凸缘部2b仅通过自重而嵌入到下部板1的槽1b中，由下部板1和上部罩2形成封闭空间。因此，通过使上下驱动单元4升降，能够使上部罩2升降，由此能够操纵封闭空间的开闭。需要说明的是，本发明的粘接剂层形成装置在未使用时也可以是如图1所示的上部罩2提起了的状态，但通常采取凸缘部2b嵌入到下部板1的槽1b的状态。
上下驱动单元4的钩单元4b与连接于起重器的臂连接，通过利用起重器使臂升降，从而钩单元4b升降，上下驱动单元4上下驱动。
如图4所示，上下驱动单元4的钩单元4b与起重器6a经由臂6b连接。若利用起重器6a使臂6b上升，则上下驱动单元4上升，若利用起重器6a使臂6b下降，则上下驱动单元4下降。需要说明的是，本发明的粘接剂层形成装置中，上下驱动单元4只要能上下驱动就没有特别限定，也可以利用起重器以外的机构实现上下驱动。
图5中分别示出了上下驱动单元4与臂6b连接的状态的主视图(a)、(a)中的b-b’剖面的剖面侧视图(b)、及(a)中的c-c’剖面的剖面俯视图(c)。在钩单元4b，在钩单元4b的中心附近形成有底部为曲面的凹陷4c，球单元4a与钩单元4b不粘固地固定在凹陷4c中。另外，凹陷4c在前部具有防护件以使球部不落到前面，并且球单元4a在前部具有比球部的直径细且比球单元的棒部的剖面直径粗的柱状的间隙以使能够容易地从钩单元4b装卸。通过使上下驱动单元4具有这样的结构，在上部罩2上下移动时，上部罩2能够以球单元4a的球部为支点而实现比较自由的移动。然后，使上部罩2下降并与下部板1接触后，球单元4a从钩单元4b脱离，上部罩2的凸缘部2b仅通过自重而嵌入到下部板1的槽1b中，从而形成封闭空间。然后，进行涂膜的脱溶剂，将封闭空间内的减压解除后，仅通过利用钩单元4b将球单元4a提起即可使封闭空间打开，能够取出形成有粘接剂层的半导体晶片。另外，在钩单元4b的后部，利用安装螺丝6c而固定有臂6b。
利用图6对使用本发明的粘接剂层形成装置形成粘接剂层的过程进行说明。图6(a)为利用上下驱动单元4而提起了管分支单元3及上部罩2的状态，为未形成封闭空间的状态(与图1所示的状态相同)。该状态下，将具有涂布粘接剂组合物而形成的涂膜7a的半导体晶片7b载置于下部板1的载置台1a(图6的(b))。需要说明的是，载置台1a的载置面的面积稍小于半导体晶片7b的底面的面积。
接着，使钩单元4b下降直到上部罩2的凸缘部2b与下部板1的槽1b接触、然后球单元4a的球部从钩单元4b的钩脱离为止，从而形成封闭空间(图6(c))。需要说明的是，在所形成的封闭空间内，形成有涂膜7a的半导体晶片7b被载置于载置台1a上。然后，通过管道3c、分支管3b、及螺旋管5a，利用未图示的减压机构从孔2c进行减压以使封闭空间内达到特定的压力。
减压后的上述封闭空间内的压力、即脱溶剂时的封闭空间内的压力没有特别限定，优选0～300mmHg、更优选为0～50mHg、进一步优选为0～10mmHg。上述压力为300mmHg以下(优选150mmHg、特别是100mmHg以下)时，即使在涂膜中含有高沸点(例如，在大气压条件下超过100℃的沸点)的溶剂的情况下，也会在更加不易发生粘接剂的固化的状态下效率良好地进行脱溶剂。
在上述减压状态下，利用未图示的加热机构加热涂膜7a，涂膜7a中的溶剂挥发而脱溶剂，形成粘接剂层7c(图6(d))。需要说明的是，在封闭空间内被充分减压、即使不加热也会使脱溶剂充分进行的情况下，也可以不进行加热。然后，通过管道3c、分支管3b、及螺旋管5b，利用未图示的解压机构从孔2c使封闭空间内恢复至常压。然后，提起球单元4a，使上部罩2上升，使形成有粘接剂层7c的半导体晶片7b成为可移动的状态(图6(e))。需要说明的是，将封闭空间内恢复至常压时，用于防止从孔2c流入封闭空间内的气体直接喷吹到所形成的粘接剂层表面的气体流入防护件2d通过焊接而被设置在气体流入的部分的内侧(即，上部罩2的设有孔2c的部分的圆顶型部2a的内侧)。
上述脱溶剂时的涂膜的温度没有特别限定，优选80℃以下(例如10～80℃)，更优选为60℃以下。上述温度为80℃以下时，能够在更不易发生粘接剂的固化的同时有效地进行脱溶剂。上述温度为10℃以上时，即使在涂膜中(粘接剂组合物中)含有高沸点的溶剂的情况下，脱溶剂也会效率良好地进行。需要说明的是，可以适宜地利用上述加热机构进行加热而使涂膜的温度达到上述范围内。
上述加热机构只要为能够对涂膜进行加热的机构就没有特别限定，可列举出图7所示那样的在下部板1的下侧设置加热板8的实施方式(即，加热板8为加热机构的实施方式)、在下部板1内埋入加热机构的实施方式(即，下部板1也为加热机构的实施方式)等。这样，加热机构可以与下部板1成为一体，也可以与下部板1分离。
图8中示出了气体流入防护件2d的放大图(立体图)。气体流入防护件2d具有将正方形的四个角折曲成三角形而成的形状，将该四个角的三角形的前端焊接在了圆顶型部2a的内部。需要说明的是，气体流入防护件2d的形状没有特别限定，可以为圆形、椭圆形、多边形中的任意形状。另外，折曲的角的形状也不限定于三角形。通过设置气体流入防护件2d，在解压时从孔2c流入封闭空间内的气体能够从由上部罩2和气体流入防护件2d形成的焊接点间的狭缝状的间隙，以相对于下部板1的表面平行的气流的形式，沿着上部罩2内壁面流入，从而流入到封闭空间内，能够防止直接喷吹到所形成的粘接剂层表面。上述狭缝状的间隙的高度(从气体流入防护件2d的底面到上部罩2内壁为止的高度)例如为0.5～3mm左右，优选为0.7～1.5mm左右。
需要说明的是，虽利用图1～8示出了本发明的粘接剂层形成装置的一例，但本发明的粘接剂层形成装置不限定于这样的装置。例如，使用了圆盘状的半导体晶片的情况下，优选图1～8所示的粘接剂层形成装置，而在使用四边形等多边形状的半导体晶片的情况下，作为上部罩，可以使用从上面看的形状为该多边形状的上部罩，作为下部板，可以使用具有与这样的上部罩的形状相对应的形状的载置台、槽的下部板。
本发明的粘接剂层形成装置为能够形成特定容积以下的封闭空间的具有上部罩及下部板这样的构成，因此不需要设置开闭门，可以简单地进行半导体晶片的设置、封闭空间的形成、封闭空间内的减压、涂膜的脱溶剂、封闭空间内的解压、及半导体晶片自封闭空间的取出，从而能够缩短生产节拍时间。另外，利用本发明的粘接剂层形成装置，使用了采用例如沸点为146℃的聚乙二醇单甲醚乙酸酯作为溶剂的粘接剂组合物的情况下，能够在减压下在60℃以下进行涂膜的脱溶剂，因此在脱溶剂时，粘接成分不易引发聚合反应，另外能够缩短生产节拍时间，并且也能够减少粘接剂层中的残存溶剂的量。另外，本发明的粘接剂层形成装置为简单的结构，因此能够容易地编入到半导体芯片生产线中。
[半导体芯片生产线]
通过将本发明的粘接剂层形成装置编入到半导体芯片生产线中，能够得到本发明的半导体芯片生产线。需要说明的是，本说明书中，有时将具有本发明的粘接剂层形成装置的半导体芯片生产线称为“本发明的半导体芯片生产线”。
本发明的半导体芯片生产线优选在本发明的粘接剂层形成装置之前具有在半导体晶片的一面涂布包含粘接成分及溶剂的粘接剂组合物而形成涂膜的装置(粘接剂组合物涂布装置)。另外，本发明的半导体芯片生产线优选在本发明的粘接剂层形成装置之后具有将具有所形成的粘接剂层的半导体晶片与其他半导体晶片等贴合的装置(半导体晶片层叠装置)。即，本发明的半导体芯片生产线优选依次具有粘接剂组合物涂布装置、本发明的粘接剂层形成装置、及半导体晶片层叠装置。
上述粘接剂组合物涂布装置为在半导体晶片的一面涂布包含粘接成分及溶剂的粘接剂组合物而形成涂膜的装置。作为粘接剂组合物涂布装置，可以使用具有公知或惯用的涂布器的装置，其中，优选具有旋涂器。
对于半导体晶片，利用上述粘接剂组合物涂布装置在表面涂布粘接剂组合物而形成涂膜后，利用运送机构运送到本发明的粘接剂层形成装置，利用本发明的粘接剂层形成装置使涂膜脱溶剂，形成粘接剂层。另外，形成有粘接剂层的半导体晶片之后由运送机构运送到半导体晶片层叠装置。
图9中示出了在依次具有粘接剂组合物涂布装置、本发明的粘接剂层形成装置、及半导体晶片层叠装置的本发明的半导体芯片生产线中编入有运送机构的一例的示意图(俯视图)。图9(a)为示出了利用运送机构将半导体晶片从粘接剂组合物涂布装置运送到本发明的粘接剂层形成装置前后的形态的示意图(俯视图)，图9(b)为利用运送机构将半导体晶片从本发明的粘接剂层形成装置运送到半导体晶片层叠装置前后的形态的示意图(俯视图)。需要说明的是，图中的箭头表示可动方向，虚线所示的部分表示经运送后的状态。
图9(a)中，运送机构9伸出臂9a而拾取位于粘接剂组合物涂布装置11上的形成有涂膜的半导体晶片10后，半导体晶片10旋转以到达本发明的粘接剂层形成装置12上，进而将半导体晶片10载置于本发明的粘接剂层形成装置12上。然后，运送机构9再次返回到拾取位于粘接剂组合物涂布装置11上的形成有涂膜的半导体晶片10的位置。
图9(b)中，运送机构13伸出臂13a而拾取位于本发明的粘接剂层形成装置12上的形成有粘接剂层的半导体晶片14后，半导体晶片14旋转以到达半导体晶片层叠装置15上，进而将半导体晶片14载置于半导体晶片层叠装置15上。然后，运送机构13再次返回到拾取位于本发明的粘接剂层形成装置12上的形成有粘接剂层的半导体晶片14的位置。
运送机构9拾取半导体晶片10然后进行载置时、及运送机构13拾取半导体晶片14然后进行载置时，可以使用图10所示的拾取夹具。图10(a)示出拾取夹具的俯视图，图10(b)示出左侧侧视图。需要说明的是，图10中记载的各数值表示各部分的距离(mm)，为对于直径300mm的圆盘状的半导体晶片的运送而言优选的数值。因此，运送机构9及13优选在臂的前端具有图10所示的拾取夹具(半导体晶片为直径300mm的圆盘状的情况下，为图中所示的距离)。图10中记载的各部分的距离可以根据运送的半导体晶片的尺寸而适当变更。另外，手动进行半导体晶片的运送的情况下，可以使用图10所示的拾取夹具中具有把手部的拾取夹具。
本发明的粘接剂层形成装置及本发明的半导体芯片生产线为用于制造存储器、运送元件等各种半导体元件的装置，也可以用于在板状、晶片形状或盘形状的基板上涂布而成的涂膜的形成。
[层叠体的制造方法]
本发明的在半导体晶片的至少一面具有粘接剂层的层叠体的制造方法包括：在半导体晶片的一面涂布包含粘接成分及溶剂的粘接剂组合物而形成涂膜的工序、及在容积10升以下的封闭空间内在减压下将上述涂膜中的溶剂除去(脱溶剂)而形成粘接剂层的工序。需要说明的是，本说明书中，有时将上述层叠体的制造方法简称为“本发明的制造方法”。
作为上述半导体晶片，为板状，可以为使用了硅、玻璃、塑料中的任意材料的半导体晶片。
在半导体晶片的一面涂布包含粘接成分及溶剂的粘接剂组合物而形成涂膜的工序(也称为“粘接剂组合物涂布工序”)中使用的粘接剂组合物包含粘接成分及溶剂。作为上述粘接剂组合物中所含的粘接成分，没有特别限定，可列举出公知或惯用的被用于半导体晶片的粘接的粘接成分。根据本发明的制造方法，能够使在粘接剂层形成工序中进行的加热溶剂除去过程中不易发生粘接剂层的固化，因此作为上述粘接成分，可以使用具有热固性的粘接成分(特别是低温(特别是100℃以下)下发生固化的粘接成分)。
作为上述粘接成分，例如，可以使用为聚有机倍半硅氧烷、且形成该聚有机倍半硅氧烷的倍半硅氧烷结构单元中的硅原子上具有含有环氧基的基团的聚有机倍半硅氧烷等。
作为上述粘接剂组合物中所含的溶剂，没有特别限定，可列举出公知或惯用的被用于半导体晶片的粘接剂的有机溶剂。根据本发明的制造方法，能够使粘接剂层形成工序中不易发生粘接剂的固化，并且促进脱溶剂，缩短生产节拍时间，因此作为上述溶剂，优选大气压条件下的沸点超过100℃(例如，超过100℃且为200℃以下)的有机溶剂，更优选沸点为110～170℃的有机溶剂。作为这样的有机溶剂，例如，可列举出甲苯(沸点110℃)、聚乙二醇甲基醚乙酸酯(沸点146℃)、环己酮(沸点156℃)、均三甲苯(沸点165℃)等。
作为在半导体晶片的至少一面涂布上述粘接剂组合物的方法，可以使用公知或惯用的涂布器，其中优选旋涂器。
在上述容积10升以下的封闭空间内在减压下将上述溶剂除去而形成粘接剂层的工序(也称为“粘接剂层形成工序”)中，对在半导体晶片形成的涂膜进行脱溶剂而形成粘接剂层。上述粘接剂层形成工序中，粘接剂层的形成优选使用上述的本发明的粘接剂层形成装置进行。
上述封闭空间的容积如上所述，为10升以下(例如，0.1～10升)，优选为8升以下(例如，0.1～8升)，更优选为7升以下(例如，0.1～7升)。
上述脱溶剂优选在减压下、根据需要通过进行加热来进行。上述减压下的压力、即进行脱溶剂时的上述封闭空间内的压力没有特别限定，优选0～300mmHg，更优选为0～150mmHg，进一步优选为0～100mmHg。上述压力为上述范围内时，能够在更不易发生粘接剂的固化的状态下以高效率进行脱溶剂(特别是沸点为上述范围内的有机溶剂的除去)。
上述脱溶剂优选在涂膜为80℃以下(优选60℃以下)的温度下进行0.5～60分钟(优选2～30分钟)。
上述减压下的脱溶剂结束后，将上述封闭空间内恢复至常压，由此形成粘接剂层。
本发明的制造方法也可以包括除粘接剂组合物涂布工序及粘接剂层形成工序以外的工序(其他工序)。作为上述其他工序，可列举出将形成有粘接剂层的半导体晶片与其他半导体晶片等层叠的工序(半导体晶片层叠工序)等。由此，能够制造具有多层的半导体晶片的层叠半导体芯片。
实施例
以下，基于实施例更详细地对本发明进行说明，但本发明不受这些实施例限定。
实施例1
(粘接剂层形成装置)
作为粘接剂层形成装置，使用了：利用图2所示的在上部罩(r1的曲率半径：R＝32、r2的曲率半径：R＝320、w1：320mm、w2：25mm、h：80mm)的孔的内侧设置有气体流入防护件(底面积25cm2)材料、及图3所示的下部板(w3：400mm、w4：400mm、w5：294mm、w6：310mm、w7：32.5mm、h2：15mm、h3：2mm)并将它们如图4所示那样组装而成的装置。需要说明的是，作为加热机构，在下部板的下侧设置加热板而使用。
(1)减压到达时间
使用上述粘接剂层形成装置，降下上部罩直到与下部板接触(凸缘部与槽接触)为止以形成封闭空间(容积约6升)，利用通过螺旋管及分支管而连接的减压机构开始上述封闭空间内的减压，测定了从减压开始到封闭空间内的压力达到100mmHg以下为止的时间(减压时间)。其结果，减压时间为10秒。
(2)泄漏的有无
使封闭空间内的压力为100mmHg以下，在该状态下停止利用减压机构进行的减压，放置1小时，测定了封闭空间内的压力变化。其结果，未确认到封闭空间内的压力变化，确认了没有泄漏(空气向封闭空间内的泄露)。
(3)解压时间
利用通过螺旋管及分支管而连接的解压机构开始上述封闭空间内的解压，测定了封闭空间内恢复至常压(大气压)之前的时间(解压时间)。其结果，解压时间为10秒。
(4)粘接剂层的形成
将层叠半导体制作中使用的粘接剂(包含硅原子上具有含有环氧基的基团的结构单元作为倍半硅氧烷结构单元的聚有机倍半硅氧烷)溶解于溶剂(聚乙二醇单甲基醚乙酸酯(沸点：146℃))，制作了粘接剂组合物(溶剂浓度：67.9重量％)。将得到的粘接剂组合物涂布于直径300mm的圆盘状的半导体晶片的表面，形成涂膜。使用上述粘接剂层形成装置，将半导体晶片载置于加热至表面温度50℃的下部板的载置台，降下上部罩而形成封闭空间，利用减压机构进行减压直到封闭空间内的压力达到100mmHg以下为止，在该状态下自减压开始起到7分钟为止(脱溶剂时间5分钟)为止进行脱溶剂，形成了粘接剂层。然后，对将所形成的粘接剂层溶解于丙酮而成的溶液，使用气相色谱分析了溶剂量。其结果，粘接剂层中的残留溶剂的量在检测限以下。
比较例1
将实施例1中使用的粘接剂组合物涂布于直径300mm的圆盘状的半导体晶片的表面而形成涂膜，将其载置于与实施例1中使用的下部板设定为相同温度的热板，在大气压下进行与实施例1的脱溶剂时间相同的时间的脱溶剂，形成了粘接剂层。然后，对所形成的粘接剂层，在与实施例1同样的条件下使用气相色谱分析了溶剂量。其结果，粘接剂层中的残留溶剂的量为0.5重量％。
作为以上的总结，将本发明的方案及其变形附记如下。
[1]一种粘接剂层形成装置，其是将在半导体晶片的一面涂布形成的涂膜中的溶剂除去而形成粘接剂层的装置，其中，所述粘接剂层形成装置具备：载置前述半导体晶片的下部板、与前述下部板形成容积10升以下的封闭空间的上部罩、及对前述封闭空间内进行减压的减压机构。
[2]根据[1]所述的粘接剂层形成装置，其中，前述上部罩的成为前述封闭空间的顶棚的部分为圆顶型。
[3]根据[2]所述的粘接剂层形成装置，其中，前述上部罩的圆顶型部为金属制，前述圆顶型部的厚度为2mm以下。
[4]根据[1]～[3]中任一项所述的粘接剂层形成装置，其具有对前述涂膜进行加热的加热机构。
[5]根据[1]～[4]中任一项所述的粘接剂层形成装置，其中，前述上部罩在周缘具有凸缘部，前述下部板具有：载置前述半导体晶片的载置台、和在该载置台的周围与前述凸缘部接触而形成前述封闭空间的槽。
[6]根据[5]所述的粘接剂层形成装置，其中，前述凸缘部的宽度为5～30mm，前述槽的宽度比前述凸缘部的宽度大、并且为12～60mm。
[7]根据[5]或[6]所述的粘接剂层形成装置，其中，前述凸缘部的底部与前述槽的表面进行了基于对研的一对的表面加工。
[8]根据[1]～[7]中任一项所述的粘接剂层形成装置，其中，在前述下部板的内部的与前述封闭空间阻断通气的位置具有热电偶。
[9]根据[1]～[8]中任一项所述的粘接剂层形成装置，其还具有上下驱动单元，所述上下驱动单元具有钩单元及球单元，并且使前述上部罩升降而使前述封闭空间开闭，前述上部罩与分支管连接，所述分支管与所述减压机构及将所述封闭空间内恢复至常压的解压机构连接。
[10]根据[9]所述的粘接剂层形成装置，其中，前述上部罩在气体流入的部分的内侧具有气体流入防护件，所述气体流入防护件用于防止将封闭空间内恢复至常压时流入封闭空间内的气体直接喷吹到所形成的粘接剂层表面。
[11]根据[9]或[10]所述的粘接剂层形成装置，其中，前述钩单元经由臂连接于起重器。
[12]一种半导体芯片生产线，其依次具有：在前述半导体晶片的一面涂布包含粘接成分及溶剂的粘接剂组合物而形成涂膜的粘接剂组合物涂布装置、[1]～[11]中任一项所述的粘接剂层形成装置、及将具有所形成的粘接剂层的半导体晶片与其他半导体晶片贴合的装置。
[13]一种层叠体的制造方法，其是在半导体晶片的至少一面具有粘接剂层的层叠体的制造方法，其中，所述制造方法包括：在半导体晶片的一面涂布包含粘接成分及溶剂的粘接剂组合物而形成涂膜的工序、及在容积10升以下的封闭空间内在减压下将前述涂膜中的溶剂除去而形成粘接剂层的工序。
[14]一种层叠体的制造方法，其是在半导体晶片的至少一面具有粘接剂层的层叠体的制造方法，其中，所述制造方法包括：在半导体晶片的一面涂布包含粘接成分及溶剂的粘接剂组合物而形成涂膜的工序、及使用[1]～[11]中任一项所述的粘接剂层形成装置将前述涂膜中的溶剂除去而形成粘接剂层的工序。
工业实用性
根据本发明的粘接剂层形成装置，能够形成介入至通过堆叠晶片方式(WOW方式)得到的晶片的层叠体中的晶片间的粘接剂层。

Claims (10)

1.一种粘接剂层形成装置，其是将在半导体晶片的一面涂布形成的涂膜中的溶剂除去而形成粘接剂层的装置，其中，
所述粘接剂层形成装置具备：
载置所述半导体晶片的下部板、
与所述下部板形成容积10升以下的封闭空间的上部罩、及
对所述封闭空间内进行减压的减压机构，
所述上部罩在周缘具有凸缘部，
所述下部板具有：载置所述半导体晶片的载置台、和在该载置台的周围与所述凸缘部的底部接触而形成所述封闭空间的槽。
2.根据权利要求1所述的粘接剂层形成装置，其中，所述上部罩的成为所述封闭空间的顶棚的部分为圆顶型。
3.根据权利要求2所述的粘接剂层形成装置，其中，所述上部罩的圆顶型部为金属制，所述圆顶型部的厚度为2mm以下。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的粘接剂层形成装置，其具有对所述涂膜进行加热的加热机构。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的粘接剂层形成装置，其中，在所述下部板的内部的与所述封闭空间阻断通气的位置具有热电偶。
6.根据权利要求1～3中任一项所述的粘接剂层形成装置，其还具有上下驱动单元，所述上下驱动单元具有钩单元及球单元，并且使所述上部罩升降而使所述封闭空间开闭，所述上部罩与分支管连接，所述分支管与所述减压机构及将所述封闭空间内恢复至常压的解压机构连接。
7.根据权利要求6所述的粘接剂层形成装置，其中，所述上部罩在气体流入的部分的内侧具有气体流入防护件，所述气体流入防护件用于防止将所述封闭空间内恢复至常压时流入封闭空间内的气体直接喷吹到所形成的粘接剂层表面。
8.根据权利要求6所述的粘接剂层形成装置，其中，所述钩单元经由臂与起重器连接。
9.一种半导体芯片生产线，其依次具有：
在所述半导体晶片的一面涂布包含粘接成分及溶剂的粘接剂组合物而形成涂膜的粘接剂组合物涂布装置、
权利要求1～8中任一项所述的粘接剂层形成装置、以及
将具有所形成的粘接剂层的半导体晶片与其他半导体晶片贴合的装置。
10.一种层叠体的制造方法，其是在半导体晶片的至少一面具有粘接剂层的层叠体的制造方法，
其中，所述制造方法包括：
在半导体晶片的一面涂布包含粘接成分及溶剂的粘接剂组合物而形成涂膜的工序、以及
使用权利要求1～8中任一项所述的粘接剂层形成装置将所述涂膜中的溶剂除去而形成粘接剂层的工序。
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