TW201509772A - 在批量化學剝離載體基板過程中用於固定電子元件晶圓的盒式裝置 - Google Patents

在批量化學剝離載體基板過程中用於固定電子元件晶圓的盒式裝置 Download PDF

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Abstract

本發明提出一種在化學剝離載體基板過程中用於固定電子元件晶圓的裝置和方法。此裝置提供了一個可同時剝離多個載體基板的方法。裝置的設計包括可承載多個晶圓框架圈的插槽和能讓已剝離的載體基板通過的開放底部。裝置的插槽分別設於頂部和底部的兩側用以支撐晶圓框架；然而，在與電子元件晶圓分離後，插槽之間的距離和開放的底部允許了載體基板隨重力向下移動。這方法和裝置能用於批量處理；據此，裝置能承載多個貼有黏著薄膜的晶圓框架，此黏著薄膜有足夠的耐化學性，能夠抵抗用於分解載體基板和電子元件晶圓之間的膠材或分解載體基板的化學介質。建議的化學介質包括用於常見和低成本的濕式化學配備的水性清潔劑。本發明所描述的批量方法為低成本而高產量的批量處理打好基礎。這些優點為用於半導體和其他微電子裝置的薄晶圓製造和處理提供了高度的靈活性。

Description

在批量化學剝離載體基板過程中用於固定電子元件晶圓的盒式裝置
本發明涉及黏合在硬性載體基板上已磨薄的電子元件晶圓的處理。特別是，這發明描述一個盒式裝置，此裝置能承載多個附有黏著薄膜及已黏合的電子元件晶圓和載體基板的晶圓框架。特別是，此盒式裝置的設計與結構材料允許其被浸泡在化學液體中並進行硬性載體基板的剝離(分離)工序。其中浸泡液體包含一種特定的化學成份，它能在不影響晶圓框架上的黏著薄膜的情況下，滲透並去除電子元件晶圓和載體基板之間的膠黏劑。這一個能固定多個晶圓框架及浸泡在液體化學物品的盒式裝置的價值和重要性在於其可以用於批量硬性載體基板的剝離工序，這包括必須在生產過程中固定及支撐單薄固體材料的工序；例如以下：半導體，微機電系統(MEMS)，太陽能系統，顯示器，以及其它單薄固體材料的生產過程。批量分離的過程能在不增添額外的設備或成本的前提上，提升製造工序的吞吐量。
電子產品生產商持續面臨的壓力，是如合把設計與配置生產小型化，來符合用戶使用的舒適形狀，並減少成品的重量。為了實現這些目標，基板必須被磨薄到等於或小於100微米，這使基板變得非常 脆弱以及難以利用現有的設備來處理。為了防止破壞，打碎，削除基板，或在脆弱的基板上施壓，製程時必須利用外置的材料如硬性載體基板或薄膜作支撐著。在製造微電子儀器時，利用和硬性載體基板的黏合能暫時支撐著被磨薄的基板，令高解像度的製造過程變得更穩固及可靠。這些晶圓基板可以由藍寶石，石英，某些玻璃或矽組成；其厚度為0.5至1.5毫米(=500至1,500微米)。通常這些製造過程會先在硬性載體基板上塗上一層膠黏劑，此膠黏劑會黏合載體基板與電子元件晶圓，以提供足夠的附著力和品質來抵禦製造過程所用到的高溫度或壓力；同時此膠黏劑亦必須保證製造完畢後的剝離工序能不損壞已磨薄的電子元件晶圓。
常見用來暫時支撐電子元件晶圓的膠帶狀膠黏劑，可以單獨使用或用來黏合載體基板和電子元件晶圓。這些材料通常用於切割製程，包括高容量光催化脫層做法(例：取放)。然而，膠帶狀膠黏劑只是設計來用於切割過程。多數的膠帶狀膠黏劑不能用於高端的微電子處理，因為它們的規格不符合製造過程的需求，包括剛度和均勻性，耐熱和耐化學性，以及釋氣(重量的減少)。這些膠帶狀膠黏劑的缺點使其損失附著力，釋放氣體形成卡在電子元件晶圓和載體基板的氣泡，或釋出氣體形成殘留物。這些將會影響真空沉積或蝕刻的過程，並生產出不理想的製成品。
以下的例子中，已磨薄的裝置基版包括半導體晶圓，通常是先從載體基板上拆下，進行清洗，再被安裝到貼有黏著薄膜的晶圓框架上，然後進行切割工序。載體基板的分離通常是有機械輔助的複雜儀器。所用的儀器是根據膠黏劑的類型來設計的。在撰寫本發明的時候，市場上有不少於六種的黏合材料。這些膠黏劑大多數需要單晶圓工具的配置；因此，所用的儀器在一個時間只能處理一個晶圓。
使用熱塑性膠黏劑的單晶圓製程機械裝置，可參考美國專利號 6,792,991 B2,Thallner，和2007/0155129(2007),Thallner。電子元件晶圓的分離方法是把黏合的晶圓加熱到熱塑性膠黏劑的熔點以上，同時利用剪應力把晶圓分開。之後利用能清洗熱塑性膠黏劑的有機溶劑清洗，以確保能把在晶圓上殘留的膠黏劑清洗乾淨。
美國專利申請號2009/0017248 A1(2009),Larson et al.,2009/0017323 A1(2009)，Webb et al.，及在國際申請WO 2008/008931 A1(2008),Webb et al中描述了另一項剝離電子元件晶圓的單晶圓製程。描述的膠黏劑是由雙分子層所組成的，包括一層光熱轉換層和一層固化丙烯酸酯。此專利利用了雷射照射裝置的應用；它能迅速剝離載體基板，然後利用離膜的方式從已磨薄的基板上撕下已固化的丙烯酸酯。
美國專利號6,036,809，Kelly,et.al，7,867,876 B2，和7,932,614 B2，Codding,et.al中描述了另一種利用雷射切除的剝離技術。雷射切除並不簡單，因它需要利用光學設備的特定波長來清除電子元件晶圓和載體基板之間的膠黏劑。雷射的聚焦必須在基板上迅速移動。對於熟悉塗料和平坦化的工作者而言，工作單位表面上所塗的材質都是不規則的。用於這些工序的膠黏劑材料可以是橡膠，矽樹脂，聚酰亞胺，丙烯酸樹脂以及類似的物質。通過一層透明的載體基板，雷射能聚焦在載體基板和膠黏劑的界面上。雷射所引起的高溫，能燃燒所用的膠黏劑材料並破壞其與載體基板的附著力。這增加熱力和燃燒的過程發生在微小的範圍。雷射繼續很平穩地在載體基板上移動，直到整個載體基板的表面都暴露在雷射底下，可預期整個載體基板能夠鬆開。可是，工作單位上塗料的不規則在電子元件晶圓形成微裂紋，裂縫，和不可清除的殘留物。雷射切除的技術雖然常被用於高端基板的剝離工序上，但是在考慮大量生產時這卻是一個富討論發爭議性的話題。
美國專利號2009/0218560A1,Flaim,et.al中描述了其他載體基板的分離方法，當中作者把載體基板的分離方法分為以下四項：1)化學分解式，2)光解式(雷射)，3)熱機械應力式和4)熱分解式。作者雖然提到每項方法的缺點，卻沒有根據每項工具配置的設定來分類它們為單晶圓或批量處理。在這四個方法中，只有利用化學滲透及分解的分離方法能被歸類和應用在批量處理當中。利用這個分離方法，匣子或盒式裝置裡可以承載多個晶圓，然後浸泡在化學液體中。在某段指定時間裡，載體基板及電子元件晶圓之間的膠黏劑會完全被化學液體滲透並進行乳化及去除，從而成功利用化學分解的方法剝離載體基板。美國專利申請號2009/0218560A1,Flaim,et.al中提到化學剝離的過程所需要的時間可達幾個小時以上。在撰寫本專利的同時，單晶圓製程的普遍產量每小時可達到8到12晶圓(wph)。常見的化學剝離過程普遍會使用能承載12至25片晶圓的盒式裝置；盒式裝置的浸泡時間可長達四個小時。常見用於亞洲生產廠的液槽容量通常大於100公升，即是能同時容納四個盒式裝置。如每個盒式裝置每次能承載12至25片晶圓，每小時的產量能夠超越單晶圓製程的剝離方法(例：每個盒式裝置承載12至25片晶圓x 4=每四小時48至100片晶圓=每小時12至25片晶圓)。因為這種批量處理並沒有受剝離製程設定方面所限制，所以它的成本可以比現有的製程低。亦因為這樣，最理想的是可以利用批量方法來處理和分離已磨薄的電子元件晶圓，來提高其可行性及減低製程的成本。
美國專利號6,076,585,Klingbeil,et.al，及6,491,083 B2,De,et.al中描述了一個批量剝離製程。所描述的剝離方法是利用一個可承載多個已磨薄的砷化鎵(GaAs)晶圓和浸泡化學製程來分離藍寶石載體基板的程序。這兩個發明都有提到能水平承載晶圓的裝置。這種裝置設有多個夾層，利用一個直徑比電子元件晶圓稍大的多孔載體基板，在 剝離過程中，兩塊晶圓的分離會讓其中一塊卡在上層而另外一塊降落在下層。這種直徑稍大及多孔的載體基板可以很昂貴。例如，使用砷化鎵(GaAs)晶圓的製程通常會使用有多個大穿孔的藍寶石載體基板。可是，每一個特別設計的藍寶石載體基板可能需要一千美金或以上。選擇用直徑12或18英寸矽晶圓的製程通常會使用到控片(即相同的大小，形狀，和沒有高電子純度的工作單位)。特別設計的大直徑多孔載體基板價格可以是控片的十至百倍，令其難以被用於砷化鎵(GaAs)晶圓的製程中。也因為這樣，為了減低製程的成本，最理想的是可以避免使用特別設計的大直徑多孔載體基板的裝置，而選擇使用能夠承載控片的裝置來處理已磨薄的晶圓。
美國專利號6,601,592 B1和6,752,160，Zhengming Chen中描述了另一項批量剝離製程。這一個批量剝離製程需要用到兩個盒式裝置，利用兩者的互相配合來剝離電子元件晶圓和載體基板。此發明描述了一個利用化學液體分解電子元件晶圓和載體基板之間的膠黏劑的批量剝離方法。這種製程利用上面的盒式裝置來承載已黏合的晶圓，在分離的過程中，載體基板會留在上面的盒式裝置，而電子元件晶圓則會隨著重力移到下面的盒式裝置。因此這發明需要用到不同尺寸的載體基板和電子元件晶圓，其中可以是利用有平坦邊緣的電子元件晶圓(如平邊晶圓)或使用比電子元件晶圓大的載體基板。不論使用那一種晶圓，其製程都是一樣：在浸泡的時候上面和下面的盒式裝置會對齊，比較大的載體基板會被卡在上面，而電子元件晶圓則會移到下面的裝置。因為含有平坦邊緣的電子元件晶圓有利作位置參考，比較容易處理及轉移，所以有一段時間這類的電子元件晶圓很流行。可是平邊晶圓淘汰了很多在晶圓上的寶貴面積及減少了能在基板上建造的裝置數量。而稍大的電子元件晶圓則成本太高，這已在上文描述過。更重要的是，這些發明描述的都是一個能讓電子元件晶圓和載體基板分 離後，在化學物體和盒式裝置中自由地移動的浸泡過程。在正常的製程中，電子元件晶圓在任何時候都應該是被支撐著的而不可能自由移動。電子元件晶圓的支撐是用來減少晶圓不規則的屈曲，振動，或在接觸邊緣的時候保護晶圓以免產生裂紋，崩角，或其他的缺陷。因此，一般會盡量避免使要需要平邊晶圓或較大載體的裝置，和避免使用容許電子元件晶圓自由移動的批量處理來減少產生裂紋，瑕疵，或損壞的機會。
國際刊號WO 210/107851 A2(國際申請號PCT/US210/027560)，Moore，et al中描述了一種獨特的載體基板設計和把其從電子元件晶圓分離的剝離方法。其中載體基板能直接製造(形成)在電子元件晶圓上作為支撐，在研磨和背面加工的工序完成後，載體基板的材料能直接被清洗過程的化學液體分解。這種利用化學分解載體基板的特別工序必須使要一種特別設計的裝置，來保持電子元件晶圓完整無損。這一種批量處理需要一個能在載體基板剝離製程中承載多個電子元件晶圓的裝置。因此最理想的裝置是一個能在批量載體基板被化學分解及去除的同時，可以牢固地承載多個電子元件晶圓的特別設計。
由於這些以及其他未提及到的原因，最理想的製程是可以使用廉價控片，和在過程中能牢固支撐電子元件晶圓的批量剝離方法。
本發明係關於用於非手動地從支撐載體基板剝離半導體基板的方法和裝置，此方法能在剝離的同時有效地保護半導體基板不致損壞。
俱有本發明特徵的從一個或多個支撐載體基板分離一個或多個半導體基板的理想方法包括以下步驟。第一個步驟包括提供一個特設的裝置，具有：(a)包含多個垂直插槽的頂盒，以及用來阻止半導體基板離開頂盒的一個或多個底檻；以及(b)包含多個垂直插槽的底 盒。下一個插有步驟包括把已黏合的半導體基板和載體基板垂直插入至盒內的插槽，令每一個半導體基板的表面和重力大致上平行。然後，支撐步驟包括了使用在頂盒的底檻來支撐半導體基板。接著，引入步驟包括浸泡上述裝置於承載了溶解劑的液槽中，用來分開半導體基板和支撐基板；這時候已黏合的基板的表面和重力必須是大致上平行，使已分離的載體基板能順著重力向底盒移動。接下是把頂盒從液槽轉移到清洗槽裡，利用洗滌劑澈底清潔半導體基板。最後的步驟是烘乾清洗後的半導體基板。
本發明的另一個實施方案中，第一個步驟包括了一個用來放置底盒和頂盒的籃子。
本發明的另一個實施方案中，第一個步驟的底盒包括了以下特徵：底盒有兩塊側壁，第一塊和第二塊側壁是相對平行並連結在一起的；兩塊側壁上都鑲有一條長欄，令這兩條欄之間的距離少於上述載體基板最長的長度。
本發明的另一個實施方案中，第一個步驟包括了一個錐形底端的底盒，使支撐載體基板不能從錐形底端離開底盒。
本發明的另一個實施方案中，第一個步驟包括了視覺上是透明的支撐載體基板。
本發明的另一個實施方案中，第一個步驟包括了具有一或多個通孔的支撐載體基板。
本發明的另一個實施方案中，插入步驟還包括了防止底檻與半導體基板接觸。
本發明的另一個實施方案中，移動步驟還包括了在半導體基板保持不動的同時，支撐載體基板往底盒移動。
本發明的另一個實施方案中，引入步驟還包括利用化學液體來從半導體基板分離支撐載體基板。
本發明的另一個實施方案中，引入步驟還包括了利用加熱上述的半導體基板，來分離半導體基板和支撐載體基板。
本發明的另一個實施方案中，引入步驟還包括了使用超聲波的儀器來分離半導體基板和支撐載體基板。
較佳俱有本發明特徵，用來分離一或多個已黏合的半導體基板和支撐基板的裝置，包括設有一或多條用來阻止黏合了半導體基板的晶圓框架圈離開的底檻的頂盒，和一個用來收集載體基板的底盒。
在本發明另一實施例中，底盒具有一或多個底檻，使支撐載體基板在進入底盒後能停留在底盒內。
在本發明另一實施例中，底盒具有一或多個錐形底端，使支撐載體基板在進入底盒後能停留在底盒內。
在本發明另一實施例中，裝置還包括一個放置底和頂盒的籃子。
在本發明另一實施例中，裝置還包括了具有兩塊側壁的頂盒和底盒，其中第一塊和第二塊側壁是相對平行並連結在一起，兩塊側壁上都設有一個或多個向另一塊側壁伸展的緊固片，而多個緊固片的長度大致相同並落在同一平面上。
在本發明另一實施例中，裝置還包括：(a)一個含有兩塊側壁的頂盒，當中第一塊側壁的底部面積上有多個向下伸展的定位插銷，而第二塊側壁的底部面積上則有多個插槽；(b)一個含有兩塊側壁的底盒，當中第一塊側壁的頂部面積上有多個插槽，而第二塊側壁的頂部面積上則有多個向上伸展的定位插銷。頂盒的定位插銷是用來卡入底盒的頂部插槽，而底盒的定位插銷則是用來卡入頂盒的底部插槽。定位後，頂盒的多個緊固片會和底盒的多個緊固片基本對齊。頂盒和底盒是垂直對齊的連接在一起。
在本發明另一實施例中，裝置的底盒的側壁是由塗抹了四氟乙 烯聚合物纖維的金屬物製成。
在本發明另一實施例中，底檻是由塗抹了四氟乙烯聚合物纖維的材料製成。
在本發明另一實施例中，第一條底檻被嵌在第一塊側壁的插槽中，而第二條底檻則被嵌在第二塊側壁的插槽中，使兩條底檻之間的距離少於黏合了半導體基板的晶圓框架圈的最長的長度，但大於載體基板的最長的長度。
另一個較佳俱有本發明特徵的用來從一個或多個支撐載體基板分離一個或多個半導體基板的理想設計包含了一個頂盒和一個底盒裝置。頂盒和底盒各包括了兩塊側壁，第一塊側壁的內側面對第二塊側壁的內側，使兩塊側壁相對平行，並且連結在一起。頂盒和底盒各包含了多個從第一塊側壁的內側伸延到第二塊側壁的內側的緊固片，而這些緊固片的長度大致相同並落在同一平面上。頂盒和底盒亦各包含了多個從第二塊側壁的內側伸延到第一塊側壁的內側的緊固片，而這些緊固片的長度大致相同並落在同一平面上。頂盒包含了一或多個含有以四氟乙烯聚合物纖維材料的底檻，此底檻被嵌在至少其中一塊側壁的內側，用來防止頂盒內的貼有電子元件晶圓的晶圓框架圈掉落至底盒。用來收集載體基板的底盒包含了能用來阻止載體基板繼續向下移動的裝置。頂盒能用來安裝已黏合的半導體基板和載體基板，使半導體基板的表面與重力平行。頂盒是和底盒垂直連接的，使頂盒的多個緊固片和底盒的緊固片對齊。
在本發明另一實施例中，上述所提及的裝置包括了一個含有兩塊側壁的頂盒，當中第一塊側壁的底部面積上有多個向下伸展的定位插銷，而第二塊側壁的底部面積上則有多個插槽。此裝置還包括了一個含有兩塊側壁的底盒，當中第一塊側壁的頂部面積上有多個插槽，而第二塊側壁的頂部面積上則有多個向上伸展的定位插銷。頂盒的定 位插銷是用來卡入底盒的頂部插槽，而底盒的定位插銷則是用來卡入頂盒的底部插槽。定位後，頂盒的多個緊固片會和底盒的多個緊固片基本對齊。頂盒和底盒是垂直對齊的連接在一起。
101‧‧‧晶圓框架圈
102‧‧‧轉移膠帶型膠黏劑
103‧‧‧裝置晶圓
104‧‧‧載體晶圓
圖1：刻畫了批量剝離過程中用於固定多個電子元件晶圓的盒式裝置，其設計允許裝置被浸沒在化學液體裡。
圖2：說明了可以被安裝在批量處理盒式裝置(如圖1所示)的電子元件晶圓的支撐結構。圖2中描述了用來支撐電子元件晶圓的晶圓框架，其中包括了晶圓框架圈(101)和轉移膠帶型膠黏劑(102)。膠帶的黏性表面和已磨薄電子元件晶圓的表面黏合(103，沒有於圖2表示)，而已磨薄電子元件晶圓的另一表面則和載體基板(104)黏合。 熟悉本技術領域的技術人員會認為附有轉移膠帶型膠黏劑(102)的晶圓框架(101)是一個特別設計用來在切割過程中支撐薄電子元件晶圓的工具。
圖3：是圖2中晶圓框架的側視圖，當中描繪了用來固定已磨薄電子元件晶圓(103)和載體基板的(104)的晶圓框架(101)以及膠帶型膠黏劑(102，沒有於圖3表示)。
圖4：描繪了在載體基板(104)和已磨薄電子元件晶圓(103)分離的時候，已磨薄電子元件晶圓仍然黏合在晶圓框架圈(101)的膠帶型膠黏劑(102，沒有於圖4表示)上。載體基板(104)和黏合在晶圓框架圈(101)的膠帶型膠黏劑(102，沒有於圖4表示)上的已磨薄電子元件晶圓(103)的分離的工序是在圖1的盒式裝置進行。
為了簡單及清楚地說明，附圖不一定是按比例繪製。此外，不同圖例中所提及的相同參考號碼代表著相同的組件。
以下詳細描述了本發明的實施例和其變化。然而，本發明的保 護範圍不限制於此實施例。熟悉本技術領域的技術人員會認同除了本發明所描述的實施例，此發明可以有許多其他變化。本發明所要求的保護範圍可參考所附的申請專利範圍。
對比一個單半導體基板的剝離工序(例：單晶圓處理)，本發明提供了一個高效率以及高容量，用來分離已磨薄的半導體基板和支撐載體基板的批量剝離過程。本發明可用各種與化學液體相容的的材料製造。例如，常見和廉價的鋁金屬可被用作製造晶圓框架圈的材料；可是，如果沒有適當調整化學液體的金屬腐蝕性質，鋁不能與許多鹼性劑或鹵代酸相容。另一方面，不銹鋼可能是一個更好的選擇；可是在使用不銹鋼的時候，必須留意鹵代酸和鹵代酸的濃度。鐵氟龍(杜邦聚四氟乙烯樹脂的商業名稱)可能是一個有更佳相容性的選擇；可是，因為鐵氟龍的密度為每立方厘米2.2克(g/cm3)，所製造的盒式裝置有過重的可能。其他與鐵氟龍相關的材料包括全氟烷氧基(PFA)和氟化乙丙烯(FEP)。鐵氟龍，PFA，和FEP有相似的代學式，並且都是熱塑性材料；但它們有不同的熔點，分別是大於攝氏300度，300度，和260度。PFA被認為是較佳用作塗層的材料，例如塗抹在鋁或不銹鋼上。
在批量分離載體基板時，所用的分離方式可以是各種不同的方法。分離的方法是取決於黏合的結構和載體基板的類型。在載體被分解和去除的情況下，所用的機台必須是能接受任何分解物，固體，顆粒，或製造工序中所使用的其他複合材料。另一個利用滑動簡單地從電子元件晶圓表面分離載體基板的方法，則必須使用本發明的盒式裝置，使載體基板能隨著重力向下方移動，留下黏合在晶圓框架的黏著薄膜上的電子元件晶圓。載體基板的收集是本發明的次要考慮因素。載體基板通常是厚陶瓷類，和已磨薄的電子元件晶圓相比下其易於損壞程度較低。一種常見用來收集載體基板的方法是利用籃子或其他類 似裝置。載體基板的去除和收集並不是批量分離工序的效率和流暢度的限制因素。本發明和所描述的實施例並不限於載體基板的收集和回收。熟悉本技術領域的技術人員應該可以根據機台的複雜性和限定的成本來提供各種手動或自動的方式來收集載體基板。
在本發明的盒式裝置中裝上多個附有黏合了的電子元件晶圓和載體基板的晶圓框架圈後，盒式裝置可以被浸泡在化學液體中進行載體分離工序。化學液體的使用方法可以有幾種，包括減低載體基板和電子元件晶圓之間的膠黏劑的附著力，和分解載體基板。本發明的盒式裝置的側壁能固定晶圓框架圈，在分解載體基板和電子元件晶圓之間的膠黏劑後，載體基板會隨著重力穿過盒式裝置的底部，離開本發明的盒式裝置。如以上所述，盒式裝置下可以放有一個收集載體基板的籃子，來減少基板墜落在機台的底部。
對貼有已黏合的載體基板和電子元件晶圓的晶圓框架而言，若其總厚度大於25米爾(即625微米，例：1米爾=0.001毫英寸=25微米)，本發明的盒式裝置可裝上的晶圓框架數量是由其尺寸而定。一般工業標準用來承載基板的盒式裝置大約可裝上二十五個晶圓，然而，用來承載電子元件晶圓的盒式裝置的尺寸可能和本發明用來承載晶圓框架的盒式裝置的尺寸不同。已磨薄的電子元件晶圓可以是砷化鎵半導體基板，矽半導體基板或用於射頻和微波的陶瓷基板。磨薄的工序可以是機械性的，包括利用研磨機，鋪網機或拋光機的工序；亦可以是透過酸進行的化學性磨薄。半導體基板的直徑可以是由一到十六英寸，以及各種不同形狀的基板，包括但不限於，圓形和矩形。載體基板可以是由任何能耐化學腐蝕的材料製成。例子包括半導體基板，陶瓷基板，藍寶石，以及玻璃或石英基板。載體基板的直徑可以是由一到十六英寸，載體基板也可以利用研磨機，鋪網機或拋光機作機械性磨薄，亦可以是透過酸進行的化學性磨薄。如果必須在後端利 用紅外線來對齊基板，所用的載體基板應該是視覺上透明的，使紅外線能穿透基板。因為藍寶石和玻璃載體基板有很好的耐化學性和視覺上是透明的，所以通常被用來作載體基板。
用來黏合電子元件晶圓和載體基板的膠黏劑材料，可以是蠟，與溶劑或其他化學液體混合的蠟，或一層暫時性黏合載體基板和電子元件晶圓的薄膜。用來黏合電子元件晶圓和載體基板的膠黏劑可以是任何能塗抹和黏合基板，以及有足夠抵禦工序條件的耐化學性和耐熱性的材料。用來從電子元件晶圓分離載體基板的方法可以有很多種包括以上提及的方法，當中這些工序包括使用合適的洗滌液來清除殘留物和膠黏劑材料。
圖1描述了本發明的盒式裝置，此盒式裝置裝上了幾個圖2描繪的貼有轉移膠帶型膠黏劑(102)的晶圓框架圈(101)。本發明的盒式裝置必須裝上如圖3中貼有已黏合的電子元件晶圓(103)和載體基板(104)的晶圓框架圈(101)。如圖3，一或多個電子元件晶圓(103)和一或多個載體基板(104)黏合，而電子元件晶圓(103)和另一表面則和圖2的轉移膠帶型膠黏劑(102)黏合。圖2的轉移膠帶型膠黏劑(102)被貼在如圖2的晶圓框架(101)上，然後如圖1所示被安裝在本發明的盒式裝置的槽中。電子元件晶圓可以由任何材料製成，包括：矽，陶瓷，玻璃或石英。因此，下文中所提及的電子元件晶圓可以是半導體或非半導體基板。圖3的電子元件晶圓(103)和載體基板(104)是透過膠黏劑材料來作黏合，膠黏劑材料可以是蠟，與溶劑或其他化學液體混合的蠟，或一層能暫時性黏合載體基板和電子元件晶圓的薄膜。
在批量處理晶圓的時候，圖1所描繪的本發明的盒式裝置中安裝了貼有已黏合了電子元件晶圓(103)和載體基板(104)的晶圓框架圈(101)。如圖3所示，化學液體會滲透於電子元件晶圓(103)和載體基板(104)之間的膠黏劑，膠黏劑被分解後，載體基板(104)開始與電子元 件晶圓(103)分離。如圖4，分離後的載體基板(104)隨著重力掉落，使其能被完整地去除或與晶圓分離。在圖1顯示的本發明的盒式裝置允許了一或多個載體基板(104)如圖4般與電子元件晶圓(103)分離。本發明的盒式裝置能同時去除和分離多個載體基板。這種做法被稱之為批量處理，即是能同時處理大量或多個載體基板。
以上各種實施例描述了如何使用本發明的盒式裝置，利用此盒式裝置來固定貼有電子元件晶圓的晶圓框架，從而批量分離電子元件晶圓和載體基板。本發明的盒式裝置及其在批量去除載體基板時的使用方法並不限於以上的實施例，並且適用於本發明沒有提及的變化。

Claims (12)

  1. 一種從已磨薄電子元件晶圓剝離載體基板，並隨後不損壞晶圓的方法；在過程中，已磨薄的電子元件晶圓留在晶圓框架圈和裝置內，而載體基板則被剝離及隨重力被除去；此裝置容許在批量處理中的一個或多個載體基板同時與其對應的磨薄電子元件晶圓分離。
  2. 如請求項1之方法，其中裝置具有開放的底部；開放的區域大於載體基板的大小，以致載體基板在剝離後能通過底部向下移動。
  3. 如請求項2之方法，其中裝置在底部開放區域的兩邊設有插槽。
  4. 如請求項3之方法，其中裝置內的每個插槽用以支撐晶圓框架，而插槽之間的空間和開放的底部允許載體基板在剝離後向下移動。
  5. 如請求項4之方法，其中晶圓框架上備有一層黏著薄膜用以固定已黏合的電子元件晶圓和載體基板，該黏著薄膜必須黏著電子元件晶圓的那一面。
  6. 如請求項5之方法，其中裝置在過程中會被浸泡在一種用以從電子元件晶圓剝離載體基板的化學介質。
  7. 如請求項6之方法，其中所用的化學介質能針對載體基板和電子元件晶圓之間的界面，減低其附著力，從而允許載體基板被剝離。
  8. 如請求項6或7之方法，其中化學介質能夠與裝置，晶圓框架，和黏著薄膜相容。
  9. 如請求項8之方法，其中化學介質為鹼性洗滌劑。
  10. 如請求項8之方法，其中化學介質包括有機溶劑。
  11. 如請求項6或7之方法，其中裝置包含一個或多個插槽，可承載一個或多個附有黏著薄膜及已黏合的電子元件晶圓和載體基板的晶圓框架；據此在剝離工序時，載體基板會隨著重力移動，而電子元件晶圓則持續黏貼在黏著薄膜上。
  12. 如請求項11之方法，此剝離過程可以是批量處理工序，在剝離多個載體基板的同時，其對應的電子元件晶圓持續黏貼在黏著薄膜上。
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