TW201321189A - 積層方法及積層裝置 - Google Patents

Abstract

利用簡單的構造，讓被積層體的突部至少貫穿薄膜狀積層體而確實地進行積層，不致產生孔隙且能以均一的厚度進行成形。積層裝置係具備：加熱手段(1、2)，至少將絕緣性樹脂薄膜(F)加熱；上盤(3)、下盤(4)，設置成可開閉，當閉合時可形成密閉的腔室(34)；具有彈性的接收構件(5)，設置於上盤(3)，與重疊於半導體晶圓(W)之凸塊(B)形成側的絕緣性樹脂薄膜(F)相對向；彈性膜體(6)，設置於下盤(4)，與絕緣性樹脂薄膜(F)所重疊之半導體晶圓(W)相對向；真空吸引手段(7)，用來將腔室(34)內實施真空吸引；以及加壓手段(8)，用來讓彈性膜體(6)膨脹，藉此將半導體晶圓(W)和絕緣性樹脂薄膜(F)在其與接收構件(5)之間實施加壓。

Description

積層方法及積層裝置

本發明係關於積層方法及積層裝置；特別是關於，將例如具有凸塊之電子零件等之具有突部的被積層體、和例如樹脂層等的薄膜狀積層體重疊，藉由加熱及加壓讓前述突部至少貫穿薄膜狀積層體而進行積層之方法及其裝置。

作為具有突部之電子零件等的被積層體，例如是在半導體晶圓的表面，形成例如焊料或銅、金等金屬所構成的凸塊。該凸塊，是從半導體晶圓的表面突出，一般而言，是形成前端接近球面之圓柱狀或蛋形，高度(突出量)0.01~0.04mm，直徑0.01~0.04mm左右。此外，相鄰接之凸塊彼此的間隔為0.03~0.10mm。這種凸塊的形成，是採用鍍敷法、糊劑印刷法、球搭載法等。

形成有這種凸塊之半導體晶圓，一般是由矽所構成，是形成圓形，直徑4、8、12、16吋的規格，厚度0.025~0.800mm。

另一方面，作為薄膜狀積層體之絕緣性樹脂薄膜，一般是例如以環氧等的熱固性樹脂為主成分。此外，絕緣性樹脂薄膜，也會有由熱塑性樹脂、或熱固性樹脂和熱塑性樹脂之混合體所構成的情況。而且，如第3(a)圖所示般，絕緣性樹脂薄膜F一般是在兩面積層例如PET等所構成的保護薄膜P1、P2，當要與半導體晶圓W積層時，如第3(b)圖所示般將一方的保護薄膜P2剝離，又在積層後要構裝例如構裝品時，是如第3(c)圖所示般將另一方的保護薄膜P1剝離。絕緣性樹脂薄膜F的厚度例如0.01~0.06mm左右。一般設定成，讓凸塊B的前端貫穿，如第3(c)圖所示般當另一方的保護薄膜P1剝離後使其從絕緣性樹脂薄膜F的表面露出。

作為將具有突部B之被積層體W和薄膜狀積層體F予以積層之習知技術，專利文獻1~4是已知的。在專利文獻1揭露，將形成有導電性凸塊之導電性箔和絕緣性樹脂層予以積層，藉由在平面壓機之壓板間進行加熱加壓，讓導電性凸塊貫穿絕緣性樹脂層(0012等)。此外，在專利文獻1也揭露，讓導電性箔和絕緣性樹脂層和脫模薄片通過一對的捲體間並進行加壓加熱，而使導電性凸塊貫穿絕緣性樹脂層(0064等)。

此外，在專利文獻2揭露，讓合成樹脂系薄片與支持基體的導體凸塊相對向而通過金屬性輥子及柔軟性橡膠輥子所構成的輥子，進行一次加壓而讓導體凸塊貫穿合成樹脂系薄片(0020等)。

此外，作為其他習知技術，在專利文獻3揭露，由橡膠等的彈性構件所構成之按壓手段，其下面側是形成中央部比外周部位於更下方之彎曲或傾斜面形狀；利用該形狀，當在晶圓W貼附接著薄片S時，能一邊將存在於接著薄片S和晶圓W間之空氣往外側趕出一邊進行貼附(0017)。此外，在專利文獻3記載著，該按壓手段可使用中空的彈性構件，藉由壓縮空氣或減壓氛圍使該彈性構件膨脹而將接著薄片貼附於晶圓(0036)。而且，在專利文獻3，是將半導體晶圓和環狀框架載置於支持手段，讓接著薄片位於其等的上方，藉由按壓手段以夾入接著薄片的方式對半導體晶圓和環狀框架進行按壓。

再者，作為其他習知技術，在專利文獻4係進行第1積層加壓步驟及第2積層加壓步驟；在該第1積層加壓步驟，是在將具備凸塊之導電性支持體和合成樹脂系薄片間的空氣予以強制地吸引排出之狀態下，在導電性支持體上積層合成樹脂系薄片並進行加壓，藉此讓凸塊的前端貫穿並露出合成樹脂系薄片；在該第2積層加壓步驟，是在合成樹脂系薄片上積層導電體層並進行加壓，藉此將從合成樹脂系薄片露出之凸塊前端壓接於導電體層。而且在專利文獻4揭露的加壓裝置，係具備：可昇降自如的上板、藉由該上板予以氣密地封閉之收容室、設置於收容室的底部之一對橡膠製的按壓構件(0019)。

[專利文獻1]　日本特開平11-4076號公報

[專利文獻2]　日本特開平9-307230號公報

[專利文獻3]　日本特開2009-32853號公報

[專利文獻4]　日本特開2005-150273號公報

在上述專利文獻1，在使用平面壓機的情況，由於用來將兩壓板保持平行之機械平行度無法正確地確保、或兩壓板之加壓面本身的平行度無法正確地確保等的理由等，會有被積層體上所積層的薄膜狀積層體無法形成均一厚度之問題、局部被用力加壓而使凸塊等的突部壓扁、或薄膜狀積層體比所設定的厚度變得更薄等的問題。

此外，如專利文獻1、專利文獻2所揭示之在一對輥子間進行加壓加熱的情況，是如第4圖所示般將被積層體W和薄膜狀積層體F重疊後從進給方向前方(第4圖之左方)依序在輥子R1、R2間進行加壓加熱，因此輥子R1、R2對於被積層體W和薄膜狀積層體F之接觸成為線接觸，此外，由於是隨著輥子R1、R2的旋轉將被積層體W和薄膜狀積層體F依序加壓，無法將被積層體W和薄膜狀積層體F遍及全體進行一定時間以上的加壓。此外，會有突部B前端朝向進給方向後方(第4圖的右方)傾倒變形、突部B被壓扁的情況。再者，在輥子R1、R2間進行加壓的情況，被積層體W和薄膜狀積層體F之被加壓部位會移動而使加壓時間縮短，因此如第5圖所示般會發生薄膜狀積層體F的填埋不足，結果在被積層體W和薄膜狀積層體F之間、特別是突部B的周圍會發生孔隙K。再者，當被積層體W是像半導體晶圓那樣呈圓形的情況，按照相對於輥子R1、R2之被積層體W和薄膜狀積層體F的進給位置，輥子R1、R2對於被積層體W和薄膜狀積層體F之線接觸長度會有不同，因此面壓無法保持一定而會改變。

在專利文獻3，由於僅利用按壓手段的下面形狀一邊將存在於接著薄片和晶圓間之空氣朝外側趕出一邊進行貼附，無法以在被積層體和薄膜狀積層體之間讓空氣確實地不存在的方式，讓被積層體的突部貫穿薄膜狀積層體而進行埋入積層。再者，在專利文獻3，是將半導體晶圓和環狀框架載置於支持手段，讓接著薄片位於其等的上方，且以夾入接著薄片的方式對於半導體晶圓和環狀框架進行按壓，因此接著薄片的表面無法形成平坦，厚度無法均一。因此，並無法將專利文獻3適用於：在具有突部之被積層體之突部形成面上以均一的厚度積層薄膜狀積層體的技術。

在專利文獻4，核心基板和預浸系薄片，是透過一對橡膠製的按壓構件而在上板和收容室的底部間進行加壓，因此與專利文獻1之平面壓機的兩壓板同樣的，無法確保平行度，預浸系薄片無法以均一的厚度進行積層。此外，在專利文獻4，針對如何讓上板下降雖未明確地記載，如果是藉由將收容室的空氣排出而使上板下降的話，當核心基板和預浸系薄片間的空氣被充分吸引之前就已經開始進行核心基板和預浸系薄片的加壓，因此無法在將具備凸塊之導電性支持體和合成樹脂系薄片間的空氣予以確實地吸引排出的狀態下，在導電性支持體上積層合成樹脂系薄片並進行加壓。此外，由於是僅利用真空吸引而藉由橡膠製的按壓構件進行加壓，也會有無法確保充分加壓力的情況。

本發明是有鑑於上述問題而開發完成的，其目的是為了提供一種方法及裝置，利用簡單的構造，讓被積層體的突部貫穿薄膜狀積層體貫穿而確實地進行積層，不致產生孔隙且能以均一的厚度進行成形。

請求項1的積層方法之發明，為了達成上述目的，是將具有突部之被積層體和薄膜狀積層體重疊，藉由加熱及加壓讓前述突部至少貫穿薄膜狀積層體而進行積層的方法，其特徵在於：以前述被積層體之突部形成側與前述薄膜狀積層體相對向的方式，將被積層體和薄膜狀積層體互相重疊；在具有彈性之接收構件和彈性膜體之間，以前述薄膜狀積層體與前述接收構件相對向且前述被積層體與前述彈性膜體相對向的方式，配置前述重疊後的被積層體和薄膜狀積層體；在至少將前述被積層體和薄膜狀積層體之間予以真空吸引的狀態下，讓前述彈性膜體膨脹，藉此將前述被積層體和薄膜狀積層體在前述彈性膜體和接收構件之間實施加壓。

請求項2的積層方法之發明，為了達成上述目的，是在請求項1所記載的發明中，作為前述接收構件，是配置比前述彈性膜體的硬度更硬者。

請求項3的積層方法之發明，為了達成上述目的，是在請求項1或2所記載的發明中，將前述被積層體載置於載體薄膜，將重疊後之前述薄膜狀積層體和被積層體搬運至前述接收構件和彈性膜體之間；前述彈性膜體，是透過前述載體薄膜將前述被積層體和薄膜狀積層體朝向前述接收構件按壓。

此外，請求項4之積層裝置的發明，為了達成上述目的，是將具有突部之被積層體和薄膜狀積層體重疊，藉由加熱及加壓讓前述突部至少貫穿薄膜狀積層體而進行積層的裝置，其特徵在於，係具備：加熱手段，至少將前述薄膜狀積層體予以加熱；一對的盤，設置成可開閉，當閉合時可形成密閉的腔室；具有彈性的接收構件，設置於該盤的一方，與重疊於前述被積層體的突部形成側之前述薄膜狀積層體相對向；彈性膜體，設置於前述盤的另一方，與前述薄膜狀積層體所重疊之前述被積層體相對向；真空吸引手段，用來將前述腔室內實施真空吸引；以及加壓手段，用來讓前述彈性膜體膨脹，藉此將前述被積層體和薄膜狀積層體在其與前述接收構件之間實施加壓。

依據請求項1之積層方法，是將被積層體之突部側的面和薄膜狀積層體以相對向的方式互相重疊，以薄膜狀積層體與接收構件相對向且被積層體與彈性膜體相對向的方式配置在具有彈性之接收構件和彈性膜體之間，將設置成包圍其等的周圍之腔室內實施減壓等，藉此至少將被積層體和薄膜狀積層體間實施真空吸引，在此狀態下讓彈性膜體膨脹而將被積層體和薄膜狀積層體朝向接收構件進行加壓。在至少將被積層體和薄膜狀積層體間實施真空吸引的狀態下，被積層體的突部被彈性膜體按壓而將薄膜狀積層體朝向接收構件緊壓，因此薄膜狀積層體，能讓被積層體的突部貫穿，不致讓孔隙發生而以均一的厚度確實地與被積層體積層。

依據請求項2的發明，是在請求項1所記載的發明中，將比彈性膜體更硬的接收構件，配置成與重疊於被積層體之薄膜狀積層體相對向。因此，當讓彈性膜體膨脹而進行加壓時，至少薄膜狀積層體能讓被積層體的突部貫穿，不致讓孔隙發生而以均一的厚度實現薄膜狀積層體與被積層體之積層。

依據請求項3的發明，是在請求項1或2所記載的發明中，藉由將被積層體載置於載體薄膜，能和重疊後的薄膜狀積層體一起在接收構件和彈性膜體之間輕易地進行搬運，此外，藉由彈性膜體將被積層體和薄膜狀積層體朝向前述接收構件按壓而進行加壓時，由於隔介著載體薄膜，薄膜狀積層體不致附著於彈性膜體。又在與被積層體重疊後之薄膜狀積層體上也配置載體薄膜的情況，還能防止薄膜狀積層體附著於接收構件。

此外，依據請求項4之積層裝置的發明，是將被積層體之突部形成側的面和薄膜狀積層體以相對向的方式互相重疊，以薄膜狀積層體與設置於一方的盤之接收構件相對向且被積層體與設置於另一方的盤之彈性膜體相對向的方式，配置在具有彈性之接收構件和彈性膜體之間，讓兩盤相對地接近而形成密閉的腔室，藉由真空吸引手段將腔室內實施真空吸引。在此狀態下，讓彈性膜體膨脹而將被積層體和薄膜狀積層體朝向接收構件進行加壓，並藉由加熱手段進行加熱。由於是在真空吸引的氛圍下被積層體的突部被彈性膜體按壓而將薄膜狀積層體朝向接收構件緊壓，薄膜狀積層體能讓被積層體的突部貫穿，不致讓孔隙發生而以均一的厚度確實地與被積層體積層。

首先，針對本發明的積層裝置之一實施方式，根據第1圖及第2圖詳細地說明。又在本實施方式所說明的情況，具有突部的被積層體是使用具有凸塊B之半導體晶圓W(以下，將突部稱為凸塊，將被積層體稱為半導體晶圓)，薄膜狀積層體如第3圖所示般，是至少在與半導體晶圓W積層時在其積層面之相反側的一面設有保護薄膜P1之絕緣性樹脂薄膜(以下，將薄膜狀積層體稱為絕緣性樹脂薄膜)F。

本發明的積層裝置，概略的說，是將具有凸塊B之半導體晶圓W和絕緣性樹脂薄膜F重疊後，藉由加熱及加壓而使凸塊B以至少貫穿絕緣性樹脂薄膜F的方式進行積層，該積層裝置係具備：加熱手段1、2，至少將絕緣性樹脂薄膜F加熱；上盤3、下盤4，設置成可開閉，當閉合時可形成密閉的腔室34；具有彈性且表面大致平坦的接收構件5，設置於上盤3，與重疊於半導體晶圓W之凸塊B形成側的絕緣性樹脂薄膜F相對向；彈性膜體6，設置於下盤4，與絕緣性樹脂薄膜F所重疊之半導體晶圓W相對向；真空吸引手段7，用來將腔室34內實施真空吸引；以及加壓手段8，用來讓彈性膜體6膨脹，藉此將半導體晶圓W和絕緣性樹脂薄膜F在其與接收構件5之間實施加壓。

上盤3，是在與下盤4相對向之下面的周圍呈框狀突出之板狀構件，在呈框狀突出的部分30之內側，透過未圖示的隔熱材和加熱手段1設置接收構件5。加熱手段1，是在例如鋼鐵製的表面平滑之塊體構成的上熱板內設置插裝加熱器而構成，或是在上熱板的表面設置板狀的橡膠加熱器而構成。在以下的說明，將加熱手段1稱為上熱板1。接收構件5，係具有比半導體晶圓W和絕緣性樹脂薄膜F更大的面積，由例如矽橡膠、氟橡膠等具有耐熱性之橡膠素材所構成，厚度0.5~4.0mm(更佳為1.0~4.0mm)、硬度(依JIS K-6253所測定)為硬度計Type A硬度(蕭式A硬度)20~70度(較佳為45~60度)。接收構件5貼合於上熱板1之平滑表面。又為了將接收構件5設置於上熱板1的表面，並不一定限定於貼合。

下盤4，是在與上盤1相對向之上面的周圍安裝框體40，該框體40是將彈性膜體6的周緣部予以夾持並保持。框體40的內側具有比半導體晶圓W和絕緣性樹脂薄膜F更大的面積，在框體40內側且在下盤4的上面，未圖示的隔熱材和加熱手段2是設置成被藉由框體40保持之彈性膜體6所覆蓋。在框體40的上面設置O型環等的密封構件41，該密封構件41在將上盤3和下盤4閉合時會與突出於上盤3周緣之框狀部分30接觸而予以氣密地封閉。加熱手段2，是與上熱盤1同樣的，在例如鋼鐵製的表面平滑之塊體構成的下熱板內設置插裝加熱器而構成，或是在下熱板的表面設置板狀的橡膠加熱器而構成。在以下的說明，將加熱手段2稱為下熱板2。彈性膜體6，是與接收構件5同樣的，由例如矽橡膠、氟橡膠等具有耐熱性之橡膠素材所構成，厚度1.5~5.0mm(較佳為2.0~4.0mm)、硬度(依JIS K-6253所測定)為硬度計Type A硬度(蕭式A硬度)10~40度(較佳為15~30度)。又彈性膜體6，全體雖是由相同硬度之單層的橡膠層所構成，但本發明並不限定於此實施方式，亦可僅將中央部設定成硬度低(軟)，將藉由框體40固定的周緣部分設定成硬度高(硬)；此外，全體是由高硬度的橡膠(例如40~60度)所構成，且在其上面貼合低硬度(例如20度左右)的橡膠而形成複層構造亦可。

又在接收構件5和彈性膜體6的表面，為了使後述腔室34內之真空吸引時的排氣和成形後之載體薄膜C1、C2的剝離變容易，可形成微細的凹凸。再者，在接收構件5的表面，例如可貼合厚度0.5~2.0mm左右之可彈性變形的不鏽鋼板；此外，也能採用與彈性膜體6同樣的可膨脹的構造。此外，如後述般在本實施方式，為了在半導體晶圓W上積層配置絕緣性樹脂薄膜F，是在上盤3設置接收構件5且在下盤4設置彈性膜體6，但當要在半導體晶圓W下積層配置絕緣性樹脂薄膜F的情況，是在下盤4設置接收構件5且在上盤1設置彈性膜體6，亦即並不限定於本實施方式。

此外，在本實施方式，是在上盤3外周緣之呈框狀突出的部分30形成有通路31，該通路31與管路70連接，該管路70則是連接於作為真空吸引手段7之真空泵(圖示省略)。此外，在本實施方式，是在下盤4和未圖示隔熱材和下熱板2形成有通路42、22，下盤4的通路42與管路80連接，該管路80則是連接於作為加壓手段8之空氣壓縮機等。又為了防止在將腔室34內實施真空吸引時不小心讓彈性膜體6膨脹，在管路80，除了空氣壓縮機等的加壓手段8以外，可切換地連接真空泵等的吸附手段(圖示省略)亦可。

再者，在本實施方式，上盤3是固定的，下盤4連接於氣缸等，相對於上盤3使下盤4以能開閉的方式進行昇降移動。然而，將下盤4予以固定，並將上盤3支承成可昇降移動，相對於下盤4使上盤3進行開閉亦可；此外，將上盤3和下盤4雙方支承成可昇降移動而使彼此進行開閉移動亦可。

在本實施方式，是在上盤3和下盤4的附近配設：用來送出載體薄膜C2(用來載置並搬運與絕緣性樹脂薄膜F重疊後之半導體晶圓W)之捲體10、用來捲取該載體薄膜C2之捲體12；再者配設有：用來送出載體薄膜C1(配置成與重疊於半導體晶圓W之絕緣性樹脂薄膜F接觸，以在與下方的載體薄膜C2間夾持的方式進行搬運)之捲體9、用來捲取該載體薄膜C1之捲體11。而且，在各送出捲體9、10及捲取捲體11、12、和上盤3及下盤4之間，分別設置用來改變載體薄膜C1、C2的方向之夾送輥子13、14、15、16。下方的載體薄膜C2之送出捲體10及捲取捲體12和夾送輥子14、16，是配置成比上方的載體薄膜C1之送出捲體9及捲取捲體11和夾送輥子13、15離上盤3及下盤4更遠。因此，在下方的載體薄膜C2之上方載體薄膜C1不存在的部分，分別構成：用來載置半導體晶圓W而與絕緣性樹脂薄膜F進行重疊之設置載台(第1圖的右方)SS、用來取出半導體晶圓W和絕緣性樹脂薄膜F的積層品之取出載台(第1圖的左方)TS。各送出捲體9、10及捲取捲體11、12和夾送輥子13、14、15、16，能對上下的載體薄膜C1、C2分別賦予適度的張力，而同步地沿著搬運方向進行送出。在本實施方式，上下的載體薄膜C1、C2，例如是由聚對苯二甲酸乙二酯薄膜所構成，其厚度為0.02~0.10mm。

接下來，針對本發明的積層方法之一實施方式，根據使用上述構造的積層裝置，將具有凸塊B之半導體晶圓W(具有突部之被積層體)、和薄膜狀積層體之絕緣性樹脂薄膜F(貼附有積層後應剝離之保護薄膜P1的薄膜)進行積層的情況，配合其動作一起詳細地說明。

本發明的積層方法，概略而言，是將具有凸塊B之半導體晶圓W和絕緣性樹脂薄膜F重疊後，藉由加熱及加壓至少讓凸塊B貫穿絕緣性樹脂薄膜F而進行積層，是將半導體晶圓W之凸塊B形成側的面和絕緣性樹脂薄膜F以相對向的方式互相重疊，以絕緣性樹脂薄膜F與接收構件5相對向且半導體晶圓W與彈性膜體6相對向的方式，將重疊後的半導體晶圓W和絕緣性樹脂薄膜F以配置在具有彈性之接收構件5和彈性膜體6間的狀態開始進行加熱，在至少將半導體晶圓W和絕緣性樹脂薄膜F間予以真空吸引的狀態下讓彈性膜體6膨脹，藉此將半導體晶圓W和絕緣性樹脂薄膜F在彈性膜體6和接收構件5之間實施加壓加熱。此外，本發明之積層方法，係準備硬度比彈性膜體6更硬之接收構件5，以與該接收構件5相對向的方式，配置與半導體晶圓W重疊後之絕緣性樹脂薄膜F。再者，本發明之積層方法，係將半導體晶圓W載置於載體薄膜C2(C1)，將重疊後的絕緣性樹脂薄膜F和半導體晶圓W搬運至接收構件5和彈性膜體6之間，透過載體薄膜C2(C1)而藉由彈性膜體6對於接收構件5進行按壓。

在將絕緣性樹脂薄膜F和半導體晶圓W積層時，首先是以半導體晶圓W之凸塊B形成面朝上的方式，在該半導體晶圓W之凸塊B形成面上重疊其邊長比半導體晶圓W的直徑更大之矩形的絕緣性樹脂薄膜F後，載置於作為設置載台SS之下方載體薄膜C2上。這時，如第3(a)圖所示般當在絕緣性樹脂薄膜F的兩面設有保護薄膜P1、P2的情況，將位於下方的保護薄膜P2剝離，而在本實施方式成為僅在絕緣性樹脂薄膜F上方貼附保護薄膜P1的狀態後，重疊在半導體晶圓W上。又在本發明，並不限定於此實施方式，在將半導體晶圓W載置於作為設置載台SS之下方載體薄膜C2上後，再在該半導體晶圓W上重疊絕緣性樹脂薄膜F亦可。

接下來，如第1圖所示般，在上盤3與下盤4分離的狀態(打開的狀態)下，將兩載體薄膜C1、C2同步送出而將重疊後的半導體晶圓W和絕緣性樹脂薄膜F搬運至上盤3之接收構件5和下盤4之彈性膜體6之間，然後，讓上盤3和下盤4接近而成為閉合狀態，藉此形成密閉的腔室34。這時，上熱板1和下熱板2例如較佳為被加熱至50~120℃。用來進行此加熱控制之溫度檢測，可檢測上熱板1和下熱板2的溫度，此外也能檢測半導體晶圓W等的溫度。這時，兩載體薄膜C1、C2是被夾在上盤3周緣之突出的框狀部分30和設置於下盤4的框體40之密封構件41間，此外，重疊後的半導體晶圓W和絕緣性樹脂薄膜F，被收容於密閉的腔室34內。而且，絕緣性樹脂薄膜F是透過保護薄膜P1及上方載體薄膜C1而與接收構件5相對向，半導體晶圓W則是透過下方載體薄膜C2而與彈性膜體6相對向。與半導體晶圓W重疊之絕緣性樹脂薄膜F，當被收容於上述加熱至既定溫度之腔室34內後，開始進行來自上熱板1和下熱板2之熱傳導而開始熔融。

在此狀態下，如第1圖所示般，藉由透過通路31連接於管路70之真空泵等的真空吸引手段7，將腔室34內實施真空吸引。這時腔室34內的真空度，例如較佳為0.1~10.0hPa，更佳為0.1~5.0hPa。這時，為了避免在腔室34內的真空吸引尚不充分的狀態下讓彈性膜體6不小心膨脹，宜透過連接於通路42之管路80，將下盤4和彈性膜體6間之空間實施真空吸引，而將彈性膜體6吸附於下熱板2的表面，藉此使上下的載體薄膜C1、C2與彈性膜體6、接收構件5保持非接觸狀態。將腔室34內實施真空吸引的結果，待積層之半導體晶圓W的凸塊B形成面和絕緣性樹脂薄膜F間的空氣也被吸引，而成為被實施真空吸引後的狀態。又在此時，上熱板1和下熱板2昇溫至上述既定溫度，其熱量也會傳到接收構件5和彈性膜體6，而使腔室34內也進行昇溫。因此，讓絕緣性樹脂薄膜F的熔融進展。

在此狀態下，如第2圖所示般，將對於下盤4的管路80之連接從未圖示真空泵等的吸附手段切換成空氣壓縮機等的加壓手段8，透過連接於管路80之通路42、22而對下盤4和彈性膜體6間的空間供應壓縮空氣，讓彈性膜體6膨脹。又在本發明，為了讓彈性膜體6膨脹，並不限定於對下盤4和彈性膜體6間的空間供應壓縮空氣，也能讓下盤4和彈性膜體6間的空間與大氣連通，而藉由將腔室34內實施真空吸引之負壓等讓彈性膜體6膨脹。這時彈性膜體6所受到的加壓力(面壓)，例如較佳為0.1~1.5MPa，更佳為0.5~0.9MPa。又加壓力不一定要從加壓開始至結束為止都保持一定，按照需要在中途增加或減少等而發生變化亦可。

藉由讓彈性膜體6膨脹，透過下方載體薄膜C2按壓半導體晶圓W，與其重疊之絕緣性樹脂薄膜F則是透過保護薄膜P1及上方載體薄膜C1而對接收構件5進行按壓。亦即，重疊後之半導體晶圓W和絕緣性樹脂薄膜F，分別透過載體薄膜C1、C2而在彈性膜體6和接收構件5之間被加壓，藉由透過彈性膜體6和接收構件5的熱，使被加熱而軟化後的絕緣性樹脂薄膜F流動，讓半導體晶圓W表面所形成的凸塊B貫穿絕緣性樹脂薄膜F並填埋，而進行積層。彈性膜體6所進行的加壓，對於半導體晶圓W和絕緣性樹脂薄膜F之各區域可均一地進行，即使上盤3和下盤4的平行度有些微的偏差也不會受該偏差的影響。此外，將大徑的半導體晶圓W逐一進行積層成形的情況，在彈性膜體6所進行之加壓初期，是以從中央部膨脹而朝向周邊部的方式使彈性膜體6的膨脹區域逐漸擴展，因此能從半導體晶圓W和絕緣性樹脂薄膜F之中央部到周圍使加壓部分擴展。結果，即使在半導體晶圓W和絕緣性樹脂薄膜F之間萬一殘存有氣泡等，仍能產生將其等朝外側方向趕出的力，而變得不容易形成氣泡等。

這時，由於讓形成於半導體晶圓W表面之凸塊B的前端進入具有彈性之接收構件5、或是使接收構件5凹陷而讓接收構件5進行彈性變形，因此凸塊B不致被壓扁，此外，該接收構件5之與凸塊B接觸的部分以外之表面能將絕緣性樹脂薄膜F(層)的表面予以成形。這時凸塊B的前端可想像，會有第2圖所示般之貫穿絕緣性樹脂薄膜F但不貫穿保護薄膜P1的情況，或是貫穿兩者F、P1的情況。而且，由於接收構件5的硬度設定成比彈性膜體6的硬度更高(更硬)，能將絕緣性樹脂薄膜F(層)以表面平滑且均一的厚度進行成形。而且，由於將腔室34內實施真空吸引，可遍及全面將半導體晶圓W和絕緣性樹脂薄膜F在接收構件5和彈性膜體6之間以既定時間沿著凸塊B的突出方向充分地進行加壓，因此不致像第4圖所示之習知技術那樣讓凸塊B發生傾倒變形，也不致像第5圖所示般在絕緣性樹脂薄膜F發生孔隙K。又加壓時間例如較佳為20~200秒。

再者，由於半導體晶圓W和絕緣性樹脂薄膜F是透過上下的載體薄膜C1、C2而在接收構件5和彈性膜體6間被加壓，可防止經由加熱而成為軟化可流動狀態之絕緣性樹脂薄膜F(層)在周圍流出而附著、污染接收構件5、彈性膜體6。

當在半導體晶圓W積層絕緣性樹脂薄膜F後，讓上盤3和下盤4相對地分離而打開，將兩載體薄膜C1、C2同步地送出而將由半導體晶圓W和絕緣性樹脂薄膜F所積層而成之積層品從上盤3的接收構件5和下盤4的彈性膜體6間搬出，搬運至取出載台TS。這時，可將下個待積層之重疊後的絕緣性樹脂薄膜F和半導體晶圓W同時搬運至上盤3的接收構件5和下盤4的彈性膜體6間。而且，在取出載台TS或之後的步驟，將積層於半導體晶圓W之絕緣性樹脂薄膜F的剩餘部分切除。然後將保護薄膜P1剝離，使作為薄膜狀積層體之絕緣性樹脂薄膜F(層)最後積層於半導體晶圓W。

本發明並不限定於上述實施方式，作為具有突部之被積層體，也能採用具有矽穿孔的配線基板(TSV)、微小電子機械系統晶圓(MEMS晶圓)等。又依照半導體晶圓W及絕緣性樹脂薄膜F的材質，超出上述實施方式所記載的條件(溫度、壓力、成形時間等)之範圍也是可想像的。此外，在半導體晶圓W上積層絕緣性樹脂薄膜F時，一般雖是讓凸塊B貫穿絕緣性樹脂薄膜F，但即使是非貫穿而埋入者也能使用本積層裝置。此外，作為薄膜狀積層體，也能積層例如光阻層等的絕緣性樹脂薄膜F以外者。又絕緣性樹脂薄膜F，亦可為與上下的載體薄膜C1、C2同樣為連續式者。

B．．．凸塊(突部)

W．．．半導體晶圓(被積層體)

F．．．絕緣性樹脂薄膜(薄膜狀積層體)

C1、C2．．．載體薄膜

P1、P2．．．保護薄膜

1．．．上熱板(加熱手段)

2．．．下熱板(加熱手段)

3．．．上盤(一對的盤之一方)

4．．．下盤(一對的盤之另一方)

5．．．接收構件

6．．．彈性膜體

7．．．真空吸引手段

8．．．加壓手段

34．．．腔室

第1圖係用來說明本發明的積層裝置之一實施方式之概略截面圖。

第2圖係用來說明藉由本發明將被積層體和薄膜狀積層體予以積層的狀態之部分放大截面圖。

第3(a)~(c)圖係用來說明將被積層體和薄膜狀積層體予以積層之一般順序的截面圖。

第4圖係用來說明在一對輥子間進行加壓加熱而將被積層體和薄膜狀積層體予以積層的情況之習知技術的截面圖。

第5圖係用來說明在藉由第4圖與被積層體積層後之薄膜狀積層體發生孔隙的狀態之放大截面圖。

1．．．上熱板(加熱手段)

2．．．下熱板(加熱手段)

3．．．上盤(一對的盤之一方)

4．．．下盤(一對的盤之另一方)

5．．．接收構件

6．．．彈性膜體

7．．．真空吸引手段

8．．．加壓手段

9、10．．．送出捲體

11、12．．．捲取捲體

13、14、15、16．．．夾送輥子

30．．．框狀突出的部分

31．．．通路

40．．．框體

41．．．密封構件

70、80．．．管路

C1、C2．．．載體薄膜

F．．．絕緣性樹脂薄膜(薄膜狀積層體)

SS．．．設置載台

TS．．．取出載台

W．．．半導體晶圓(被積層體)

Claims (4)

1. 一種積層方法，係將具有突部之被積層體和薄膜狀積層體重疊，藉由加熱及加壓讓前述突部至少貫穿薄膜狀積層體而進行積層的方法，其特徵在於：以前述被積層體之突部形成側與前述薄膜狀積層體相對向的方式，將被積層體和薄膜狀積層體互相重疊；在具有彈性之接收構件和彈性膜體之間，以前述薄膜狀積層體與前述接收構件相對向且前述被積層體與前述彈性膜體相對向的方式，配置前述重疊後的被積層體和薄膜狀積層體；在至少將前述被積層體和薄膜狀積層體之間予以真空吸引的狀態下，讓前述彈性膜體膨脹，藉此將前述被積層體和薄膜狀積層體在前述彈性膜體和接收構件之間實施加壓。
2. 如申請專利範圍第1項所述之積層方法，其中，作為前述接收構件，係配置比前述彈性膜體的硬度更硬者。
3. 如申請專利範圍第1或2項所述之積層方法，其中，將前述被積層體載置於載體薄膜，將重疊後之前述薄膜狀積層體和被積層體搬運至前述接收構件和彈性膜體之間；前述彈性膜體，是透過前述載體薄膜將前述被積層體和薄膜狀積層體朝向前述接收構件按壓。
4. 一種積層裝置，係將具有突部之被積層體和薄膜狀積層體重疊，藉由加熱及加壓讓前述突部至少貫穿薄膜狀積層體而進行積層的裝置，其特徵在於，係具備：加熱手段，至少將前述薄膜狀積層體予以加熱；一對的盤，設置成可開閉，當閉合時可形成密閉的腔室；具有彈性的接收構件，設置於該盤的一方，與重疊於前述被積層體的突部形成側之前述薄膜狀積層體相對向；彈性膜體，設置於前述盤的另一方，與前述薄膜狀積層體所重疊之前述被積層體相對向；真空吸引手段，用來將前述腔室內實施真空吸引；以及加壓手段，用來讓前述彈性膜體膨脹，藉此將前述被積層體和薄膜狀積層體在其與前述接收構件之間實施加壓。