TW200524679A - Substrate attaching method - Google Patents

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Description

200524679 Π) 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明是關於將半導體晶圓等基板薄片化時’將該基 板貼附於支撐板的方法。 【先前技術】 I c卡或攜帶電話要求薄型化、小型化、輕量化，而 爲了滿足此需求，所組裝的半導體晶片必須形成厚度較薄 的半導體晶片。因此，構成半導體晶片之晶圓的厚度’目 前是 125μηι至 150μηι，然而爲了供下一代的晶片使用’ 必須形成2 5 μ m至5 0 μ m。 以往，半導體晶圓的薄片化是經由第6圖所示之步驟 形成者。亦即，在半導體晶圓之電路（元件）形成面（A 面）貼附保護膠帶後，將晶圓翻轉，接著，利用硏磨機硏 磨半導體晶圓的背面（B面），予以薄片化，然後，將該 薄片化的半導體晶圓背面固定於切割框架所保持的切割膠 帶上’並於該狀態下將覆蓋半導體晶圓之電路（元件）形 成面（A面）的保護膠帶剝離，繼之，利用切割裝置分割 成各個晶片。 上述方法係揭示於專利文獻1。專利文獻1中，使用 耐熱性保護膠帶作爲保護膠帶，而在該保護膠帶的一端， 黏著強力黏接膠帶，以進行剝離 又’在專利文獻2中記載有：使用在氮化鋁一氮化硼 氣孔燒結體含浸梯型砂低聚物（】a d d e r t y p e s i 1 i c ο η 200524679 (2) ohgomer )之保護基板，來取代保護膠帶，並將該保護基 板和半導體晶圓透過熱可塑性薄膜加以黏接的內容。 此外’專利文獻3中記載有：使用與半導體晶圓實質 上具有相同熱膨脹率的氧化鋁、氮化鋁、氮化硼、碳化矽 等材料’來作爲保護基板。又，使用聚醯亞胺等熱可塑性 樹脂’作爲黏接保護基板和半導體晶圓的黏接劑，而以該 黏接劑液的應用法而言，則提案有：形成厚度1 〇至 1 〇 〇 μπι之薄膜的方法、或將黏接劑樹脂溶液旋轉塗佈，加 φ 以乾燥而形成2 0 μ m以下之薄膜的方法。 〔專利文獻1〕日本特開2002— 270676號公報段落 (0035) 〔專利文獻2〕日本特開2 0 0 2 — 2 0 3 8 2 1號公報段落 (0018) 〔專利文獻3〕日本特開2 0 0 1 — 7 7 3 0 4號公報段落 (0〇1〇)(0017) _ 【發明內容】 c發明所欲解決之課題〕 如專利文獻1所揭示，使用保護膠帶的話，剝離時半 導體晶圓容易產生破裂或缺角。此外，僅藉由保護膠帶， 無法支撐半導體晶圓，所以搬送時必須透過人力，無法 自動化。 如專利文獻2或專利文獻3所揭示，若使用氧化鋁、 -6 - 200524679 (3) 氮化鋁、氮化硼、碳化矽等，作爲支撐板來取代保護膠帶 的話，可實施處理（handling )或搬送的自動化。然而， 使用將保護基板和半導體晶圓暫時乾燥的熱可塑性薄膜作 爲黏接手段。所以’必須進行將熱可塑性薄膜變軟的加熱 步驟，又，使用薄膜狀黏接材時，會有黏接強度部分不均 ’且出現硏磨時剝離’切割時反而難以剝離的部位等缺點 〔解決課題之手段〕 爲了解決上述課題，本發明之基板的貼附方法，是在 基板的電路形成面，塗佈黏接劑液後，將該黏接劑液進行 預備乾燥，使持黏接劑層的形狀得以維持，接著，將支撐 板推壓至上述黏接劑層，進行一體化，而在該推壓之同時 或推壓結束後，將上述黏接劑層加以乾燥。 藉由實施預備乾燥，可容易地控制黏接劑層的膜厚。 又，爲了獲致所需的厚度，亦可將黏接劑液的塗佈和預備 乾燥反覆進行複數次。 由於硏磨時是使用水，所以黏接劑以非水溶性的高分 子化合物爲佳’又，由於具有D A F ( d丨e a 11 a c h f i 1 m )的 貼附等高溫處理步驟，故以具有高軟化點爲理想。將上述 各點列入考慮時，則例如有：將漆用酚醛樹脂、環氧樹脂 、醯胺樹脂、矽樹脂、丙烯基樹脂、胺基甲酸以酯樹脂、 聚苯乙烯、聚乙烯醚、聚醋酸乙烯酯及其變性物或這些的 混合物溶解於溶劑之構成。其中’丙烯基系樹脂材料具有 -7 - 200524679 (4) 2 0 o C以上的耐熱性’所產生的氣體也較少，不易產生龜 裂’所以$x爲理想。此外，漆用酚醛樹脂亦沒有浮渣（ scum )’耐熱性、所產生的氣體量及出現龜裂等方面雖劣 於丙嫌基fef 3曰材料，然而軟化點高，黏接後的溶劑剝離較 容易’所以是埋想的材％，此外，成膜時，爲了防止龜劣 ，亦可混合可塑劑。 €胃± $黏接劑的話，則可將上述預備乾燥步驟的溫 度設爲2 0 0 C以下（4 〇至2 〇 〇艽）、將上述乾燥步驟的溫馨 度δ又爲300C以下（4〇至3〇〇。(^ )。 又’、溶齊!！以可溶解上述物質，且均勻地成膜於晶圓者 爲佳’例如：丙酮、丁酮、環已烷、甲基異戊酮、2 一庚 酮等酮類；乙二醇、丙二醇、二甘醇、乙烯乙二醇單乙酸 酷、丙稀乙二醇單乙酸酯、二乙烯乙二醇或這些的單甲醚 、單乙_、單丙醚、單丁醚或單酚醚等的多元醇類及其衍 生物；二氧陸圜等環式醚類；及乳酸乙酯、乙酸甲酯、乙 酸乙酯、乙酸丁酯、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、甲氧基甲 H 基丙酸、甲氧基乙基丙酸等酯類、苯、甲苯、二甲苯等芳 香族碳氫類。這些構成可單獨使用，亦可混合兩種以上來 使用。尤其，以乙二醇、丙二醇、二甘醇、乙烯乙二醇單 乙酸酯、丙烯乙二醇單乙酸酯、二乙烯乙二醇或這些的單 甲醚、單乙醚、單丙醚、單丁醚或單酚醚等的多元醇類及 其衍生物爲佳。再者，爲了提昇膜厚的均勻性，亦可添加 活性劑。 又’就用以去除黏接劑的剝離液而言’加Α上述溶劑 -8- 200524679 (5) ，亦可使用甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇等的一元醇 類、γ —丁內酯等環狀內酯類、乙醚或茴香酸等酸類、二 甲基甲醛、二甲基乙醛等。特別理想的材料是例如可安全 處理的甲醇。 所使用的支撐板以在厚度方向具有多數貫穿孔爲佳。 藉由形成此種支撐板構造，黏接劑的一部分可進入w穿孔 ，使接合度變強固，同時，剝離時可從該貫穿孔供給醇。 此外’在半導體晶圓等基板的電路形成面，藉由旋轉 塗佈方式塗佈黏接劑時’會有在周緣部形成較高的珠粒部 之情形。此時，以將該黏接劑層進行預備乾燥前，將珠粒 部藉由溶劑加以去除爲佳。 根據本發明，將半導體晶圓等基板薄片化時，不僅可 透過膠帶，亦可藉由具有剛性的支撐板支持，故可實施操 作或搬送的自動化。再者，將基板和支撐板黏接時，將黏 接劑液塗佈於基板表面後，進行預備乾燥，故可控制黏接 劑層的厚度，且面內的黏接強度也得以均勻。 【實施方式】 以下，依據附圖，說明本發明之實施形態。第1圖是 I兌明包括本發明之半導體晶圓之貼附方法的半導體晶圓薄 片化步驟圖。 本發明中，首先在半導體晶圓W的電路（元件）形 成面’塗佈黏接劑液。塗佈時是使用例如旋轉器（s p i η 11 e r )。黏接劑液是丙烯基系樹脂或漆用酚醛式（novolac -9 - 200524679 (6) type )的苯酚樹脂系材料 繼之，將上述黏接劑液進行預備乾燥，以降低其流動 性’使黏接劑層1的形狀得以維持。預備乾燥的進行方式 是使用烤爐（〇 v e η )以例如8 0 °C進行5分鐘的加熱。黏 接劑層1的厚度是由形成於半導體晶圓W表面之電路的 凹凸來決定。此外，當一次塗佈無法形成所需之厚度時， 則將塗佈和預備乾燥反覆進行複數次。此時，要加強除了 最上層之外之黏接劑層的預備乾燥，使黏接劑不會流動。 又，使用旋轉器塗佈黏著劑液時，如第2圖所示，預 備乾燥後，半導體晶圓W的邊緣部會產生突起。而關於 該突起，亦可藉由後續步驟的按壓（press )壓碎，亦可 藉由處理液去除突起的部分。 如上所述，在形成有預定厚度之黏著劑層1的半導體 晶圓W上，貼附支撐板2。如第3圖所示，支撐板2是以 稍微大於半導體晶圓W的直徑，使用厚度爲0.5mm的鐵 —鎳合金（鎳3 6 %的合金··因鋼（i n v a r ) ) ，Φ 0 · 5 m m之 貫穿孔3爲〇 · 7mm間距形成者，又，其外緣部是沒有貫 穿孔的平坦部4。 將上述支撐板2疊合於半導體晶圓W的黏接劑層1 上，並使用第4圖所示之貼附機5予以貼附。 在黏貼機5之底板5 1的上方’配置頂板5 2 ’驅動馬 達5 3可令該頂板5 2升降移動，又，在頂板5 2的下面安 裝陶瓷燒結板5 4，並在該燒結板5 4連接排氣管5 5。 使用該貼附機5進行貼附時，是以在底板5 1上半導 -10- 200524679 (7) 體晶圓W位於下方，支撐板2位於上方之方式配置，接 著，驅動馬達5 3，使頂板5 2下降，將燒結板5 4推壓至 支撐板2。此時，亦可同時進行加熱（2 0 0 °C以下），將 黏接劑層1中的溶劑經由燒結板5 4及排氣管5 5去除。 其後，將一體化的半導體晶圓W和支撐板2從貼附 機5卸下，利用硏磨機1 〇硏磨半導體晶圓W的背面（B 面），將半導體晶圓 W薄片化。此外，硏磨中，爲了抑 制硏磨機1 0和半導體晶圓W之間所產生的摩擦熱，故一 __ 邊將水供給至半導體晶圓 W的背面，一邊進行硏磨。於 此，上述黏接劑是選定不可溶於水（可溶於醇）之構成， 故硏磨時支撐板2不會從半導體晶圓W剝離。 在該薄片化之半導體晶圓 W的背面（B面），形成 所需的電路等後，將該背面固定於切割膠帶1 1上。該切 割膠帶1 1具有黏著性，同時可保持於框架1 2。 接著，如第5圖所示，從支撐板2的上方注入醇（尤 其是低分子醇），將黏接劑層予以溶解去除。此時，利用 φ 未圖示之旋轉器令框架1 2旋轉，可使醇在短時間內遍及 黏接劑層1的整面。 卸下支撐板2後，利用切割裝置1 3將半導體晶圓W 切斷成晶片尺寸。切斷後，在切割膠帶1 1照射紫外線， 降低切割膠帶1 1的黏著力，而將切斷的晶片一個個地取 出。 【圖式簡單說明】 -11 - 200524679 (8) 第1圖是說明部分使用本發明之半導體晶圓的貼附方 法的半導體晶圓的薄片化步驟圖。 第2圖是說明預備乾燥後之半導體晶圓邊緣部之黏接 劑的突起之圖。 第3圖是支撐板的剖面圖。 第4圖是貼附機的槪略圖。 第5圖是從支撐板的上方供給醇的狀態圖。 第6圖是說明習知半導體晶圓之薄片化步驟圖。 【主要元件符號說明】 1 黏接劑層 2 支撐板 3 貫穿孔 4 平坦部 5 貼附機 10 硏磨機 11 切割膠帶 12 框架 13 切割裝置 5 1 底板 52 頂板 53 馬達 54 燒結板 55 排氣管 - 12- 200524679 (9) W 半導體晶圓
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Claims (1)

  1. 200524679 (1) 十、申請專利範圍 1 · 一種基板之貼附方法，藉由硏磨將半導體晶圓等基 板薄片化前’先將上述基板的電路形成面貼附於支撐板的 方法，其特徵爲 在基板的電路形成面，塗佈黏接劑液後，將該黏接劑 液進行預備乾燥，使持黏接劑層的形狀得以維持，接著， 將支撐板推壓至上述黏接劑層，進行一體化，而在該推壓 之同時或推壓結束後，將上述黏接劑層加以乾燥。 2 .如申請專利範圍第1項之基板之貼附方法，其中， 上述黏接劑液是使用漆用酚醛式的苯酚樹脂系材料 3 ·如申請專利範圍第1項之基板之貼附方法，其中， 上述支撐板是使用於厚度方向具有多數貫穿孔的構成，又 ，上述預備乾燥是施行到推壓時黏接劑不會從上述貫穿孔 滲出爲止。 4 .如申請專利範圍第1項之基板之貼附方法，其中， 爲了將上述黏接劑層變厚，可將黏接劑液的塗佈和預備乾 燥重複進行複數次。 5 .如申請專利範圍第1項之基板之貼附方法，其中， 上述預備乾燥步驟的溫度是20(TC以下，上述乾燥步驟的 溫度是3 00 °C以下。 6 .如申請專利範圍第1項之基板之貼附方法，其中， 上述黏接劑可溶於醇或酮。 7 .如申請專利範圍第1項之基板之貼附方法，其中， 在上述基板的電路形成面塗佈黏接劑液後，將該黏接劑液 -14- 200524679 (2) 進行預備乾燥前，藉由溶液將形成於基板周緣部的黏接劑 液珠粒部（b e a d )去除。 8 ..如申請專利範圍第1項之基板之貼附方法，其中， 上述黏接劑液是使用丙烯基系樹脂材料。
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