TW202103217A - 暫時固定基板、複合基板及電子構件的剝離方法 - Google Patents

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Abstract

[課題]改善在將電子構件暫時地固定於暫時固定基板並從暫時固定基板之側照射雷射光以將暫時固定基板剝離時剝離的產量。 [解決手段]暫時固定基板2包括用於黏著、暫時固定電子構件之固定面2a、和位於固定面2a的相反側之底面2b。暫時固定基板2具有外周部分9和內周部分10。內周部分9的總透光率比外周部分10的總透光率更低且為60％以上。

Description

暫時固定基板、複合基板及電子構件的剝離方法
本發明係有關於包括用於黏著、暫時固定電子構件之固定面、和位於前述固定面的相反側之底面的暫時固定基板。
近年來，對於電子構件的小型化、高度降低的需求不斷增加，而用於製造電子構件的矽晶圓（silicon wafer）在被極度薄化的狀態下使用的情況也日益增加。已知此時被薄化的矽晶圓的剛性不足，無法承受運送、研削或研磨等製程（process），因此可使用由玻璃或陶瓷所構成的暫時固定基板之方法（專利文獻1、2、3）。
在這些先前技術中，利用熱固性樹脂將矽晶圓黏著於支撐基板並冷卻之後，藉由研削或研磨將矽晶圓薄化。而且，進行在矽晶圓的表面上形成多層佈線等的步驟，然後將矽晶圓從暫時固定基板剝離，並切割（dicing）成期望的尺寸。藉由從暫時固定基板之側對預先設置於黏著層上的剝離層照射雷射（laser）光，以進行剝離。 [現有技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開第2011-023438號公報 [專利文獻2]日本專利特開第2010-058989號公報 [專利文獻3]日本專利特許第5304112號公報
[發明所欲解決的課題]
然而，在從暫時固定基板之側照射雷射光以將暫時固定基板從矽晶圓剝離時，剝離的程度可能會導致暫時固定基板的平面不均勻。在此情況下，暫時固定基板分成能剝離的部分和無法剝離的部分，有時會造成矽晶圓破裂。
本發明人也嘗試藉由提高雷射光的能量來促進將暫時固定基板整個表面的剝離。然而，當提高雷射光的能量時，會出現矽晶圓上的電子構件受到損壞的情況。
本發明的課題在於改善在將電子構件暫時地固定於暫時固定基板並從暫時固定基板之側照射雷射光以將暫時固定基板剝離時剝離的產量。 [用於解決課題的手段]
本發明係有關於一種暫時固定基板，其係包括用於黏著、暫時固定電子構件之固定面、和位於前述固定面的相反側之照射面的暫時固定基板，其中前述暫時固定基板具有外周部分和內周部分，前述內周部分的總透光率比前述外周部分的總透光率更低且為60％以上。
再者，本發明係有關於一種複合基板，包括前述暫時固定基板、以及黏著於前述暫時固定基板的前述固定面上之電子構件。
再者，本發明係有關於一種電子構件的剝離方法，其中藉由從前述暫時固定基板的前述照射面之側對前述複合基板照射雷射光，將前述暫時固定基板從前述電子構件剝離。 [本發明的效果]
本發明人針對當在暫時固定基板上黏著半導體基板等之後，從暫時固定基板之側照射雷射光以將暫時固定基板剝離時，在半導體基板等之中產生裂痕的原因進行了研究。結果，可認為在半導體基板等之中的裂痕的位置並不固定，且在照射雷射時，應力集中施加於難以剝離的部分，進而造成裂痕。
因此，本發明人嘗試藉由將暫時固定基板的內周部分的總透光率設定為比外周部分的總透光率更低，使得在從暫時固定基板之側照射雷射光時，外周部分比內周部分更早變得容易剝離。結果，從外周部分向內周部分沿徑向進行剝離，發現暫時固定基板的黏著部分殘留於內周部分，變成最後被剝離。結果，實驗證實了在暫時固定基板的整個表面上的剝離結束為止都幾乎沒有產生裂痕，進而完成了本發明。
以下，將描述將電子構件暫時地固定於暫時固定基板上然後將其剝離的過程。首先，如圖1（a）所示，在暫時固定基板2（2A）的固定面2a上設置黏著劑層3。標號2b係指雷射光的照射面。
接著，如圖1（b）所示，在暫時固定基板2（2A）上設置半導體基板7，且使黏著劑層3固化以形成黏著劑層3A，進而得到複合基板12。此固化步驟，可以根據黏著劑的性質進行，例如可藉由加熱、紫外線照射進行。
接著，如圖2（a）所示，從暫時固定基板2（2A）的照射面2b之側如箭頭A所示對複合基板12照射雷射光，並如圖2（b）所示將半導體基板7從暫時固定基板2（2A）分離。
圖3、圖4係有關於其他的實施形態。 如圖3（a）所示，在暫時固定基板2（2A）的固定面2a上設置黏著劑層3。接著，如圖3（b）所示，在暫時固定基板2（2A）的固定面上固定複數的電子構件4，且使黏著劑層3固化以形成黏著劑層3A。接著，如圖4（a）所示，利用樹脂模塑6覆蓋電子構件4，且樹脂模塑6也滲透至相鄰的電子構件4之間的間隙5之中。如此一來，電子構件4及樹脂模塑6固定於暫時固定基板2（2A）上，進而得到複合基板12A。標號6a係指用於覆蓋電子構件的覆蓋層，且標號6b係指用於填充間隙5的填充部分。
接著，如圖4（a）所示，從暫時固定基板2（2A）的照射面2b之側如箭頭A所示對複合基板12A照射雷射光，並如圖4（b）所示將樹脂模塑6及電子構件4從暫時固定基板2（2A）分離。
此處，在本發明中，暫時固定基板具有外周部分和內周部分，外周部分的總透光率比內周部分的總透光率更高。 例如，如圖5所示之暫時固定基板2，固定面2a大致上為圓形，且具有環狀的外周部分9、內周部分10以及位於兩者之間環狀的中間部分11。再者，如圖6所示之暫時固定基板2A，固定面2a呈現矩形。而且，暫時固定基板2A具有矩形的內周部分10、沿著暫時固定基板2A的邊緣部分環繞一圈的外周部分9以及位於兩者之間的中間部分11。
此處，將外周部分9的總透光率設定為比內周部分10的總透光率更高。如此一來，如圖2（a）、圖4（a）所示，在對暫時固定基板2（2A）的照射面照射雷射光A時，由於外周部分的總透光率較高，因此容易進行將電子構件從暫時固定基板剝離的步驟，而在內周部分的剝離則會延遲進行。結果，如箭頭B所示，從外周部分9沿著暫時固定基板的固定面的邊緣（edge）環繞一圈朝向內周部分10進行剝離（圖5、圖6）。結果發現，從固定面的圓周方向上來看剝離狀態容易變得均勻，且幾乎不會出現應力局部地集中的情況，剝離時電子構件不容易受到損壞。
在本發明中，暫時固定基板的固定面的形狀並沒有特別限定，可以是例如圓形、橢圓形的彎曲形狀，或者也可以是三角形、四邊形、六邊形等的多邊形。
所謂外周部分係表示沿著暫時固定基板的固定面的外側輪廓環繞固定面一圈的區域。再者，所謂內周部分係表示包括固定面的中心O的區域。而且，當暫時固定基板的固定面的中心設為O時，假設出從中心O延伸到固定面的外側輪廓的2點的垂直線L（L1、L2），並將此垂直線L（L1、L2）的長度設為X、Y。此時，如圖5、圖6所示，從固定面的外側輪廓開始計算的寬度為0.05X（X的5％）之帶狀區域定義為外周部分。再者，從固定面的中心O到內周部分10的輪廓10a的距離設為0.2X（X的20％）。
例如，在圖5的範例中，固定面2a為圓形，外周部分9為圓環狀，且內周部分10為圓形。當固定面的直徑設為X時，外周部分9的寬度設為0.05X，且內周部分10的寬度設為0.20X。再者，在圖6的範例中，固定面2a為矩形，外周部分9為帶狀，且內周部分10為矩形。此處，將從中心O延伸到固定面的外側輪廓20的垂直線L1、L2的長度設為X、Y。此時，外周部分9的寬度在垂直方向上為0.05Y，且在水平方向上為0.05X。再者，內周部分10的寬度在垂直方向上為0.40Y，且在水平方向上為0.40X。
暫時固定基板的總透光率係指從暫時固定基板的固定面照射出之出射光的強度相對於照射至暫時固定基板的照射面之入射光的強度的比例（出射光的強度/入射光的強度）。根據JIS標準K7361測量總透光率。再者，此時，入射光的波長分佈設為相同於入射至複合基板以將電子構件從暫時固定基板剝離時之入射光的波長分佈。例如，在用於剝離電子構件的雷射光的波長為300nm的情況下，在測量總透光率時的入射光的波長也設為300nm。再者，使用分光光度計測量總透光率。
具體而言，在測量外周部分的透射率時，假設出從固定面的中心O延伸到固定面的外側輪廓的2點的垂直線L（L1、L2），並將此垂直線的長度設為X（Y），在從固定面的外側輪廓朝向中心O的方向上選擇12個X/30（Y/30）的測量點。此時，12個測量點相對於中心O彼此以30∘的角度互相分隔。然後，可以針對12個點中的每一者各自測量總透光率，並將其平均值定義為外周部分的透射率。
再者，在測量內周部分的透射率時，假設出從固定面的中心O延伸到固定面的外側輪廓的2點的垂直線L（L1、L2），並將此垂直線的長度設為X（Y），在從固定面的外側輪廓朝向中心O的方向上選擇12個X/3（Y/3）的測量點。此時，12個測量點相對於中心O彼此以30∘的角度互相分隔。然後，可以針對12個點中的每一者各自測量總透光率，並將其平均值定義為內周部分的透射率。
此處，從本發明的觀點來看，內周部分的總透光率比外周部分的總透光率更低，而此差異以0.1％以上為佳，以0.3％以上為更佳，且以0.5％以上為特佳。另一方面，當內周部分的總透光率與外周部分的總透光率之間的差異增大時，剝離的程度產生差異，會導致發生內周部分完全無法剝離的情況。 從此觀點來看，內周部分的總透光率比外周部分的總透光率之間的差異以5.0％以下為佳，以3.0％以下為更佳，且以1.0％以下為特佳。
在本發明中，內周部分的總透光率設定為60.0％以上。若此值較低，則在剝離時在內周部分會變得容易產生裂痕。從此觀點來看，內周部分的總透光率設定為60.0％以上，以65.0％以上為佳，且以70.0％以上為更佳。再者，外周部分的總透光率超過60.0％，以65.0％以上為佳，且以70.0％以上為更佳。內周部分的透光率、外周部分的透光率以95.0％以下為佳，且以90.0％以下為更佳。
暫時固定基板2的厚度以設定為0.3〜3.0mm為佳。藉由將暫時固定基板2的厚度設定為0.3mm以上，可以易於確保適合暫時固定的機械強度。再者，藉由將暫時固定基板2的厚度設定為3.0mm以下，可以變得容易得到適合的總透光率。
暫時固定基板的材料在某些情況下並不受限制，但以對雷射光的照射具有耐久性為佳。在較佳的實施形態中，暫時固定基板由氧化鋁、氮化矽、氮化鋁或氧化矽所構成。這些材料容易提高緻密性，對化學藥劑具有很高的耐久性。
在較佳的實施形態中，構成暫時固定基板的材料為透光性氧化鋁。在此情況下，以在純度為99.9％以上（以99.95％以上為佳）的高純度氧化鋁粉末中添加100ppm以上、300ppm以下的氧化鎂粉末為佳。可以列舉出大明化學工業股份公司所製造的高純度氧化鋁粉末作為這種高純度氧化鋁粉末。再者，此氧化鎂粉末的純度以99.9％以上為佳，且平均粒徑以50μm以下為佳。
再者，在較佳的實施形態中，以在氧化鋁粉末中添加200～800ppm的氧化鋯（ZrO2 ）、10～30ppm的氧化釔（Y2 O3 ）作為助燒劑為佳。
暫時固定基板的形成方法並沒有特別限定，可以是刮刀（doctor blade）法、擠出成形法、鑄模（mold casting）法等任何的方法。以使用鑄模法製造基底（base）基板為特佳。
在較佳的實施形態中，製備包含陶瓷粉末、分散介質以及固化劑的漿料（slurry），且藉由將此漿料澆鑄並固化以得到成形體。此處，在成形的階段中，將剝離劑塗佈於模具上，組裝模具，並澆鑄漿料。接著，將漿料在模具中固化以得到成形體，並將成形體從模具剝離。然後清洗模具。
接著，將成形體乾燥，以在空氣中煅燒然後在氫氣中燒成為佳。從燒結體的緻密化的觀點來看，燒成時的燒結溫度以1700〜1900℃為佳，且以1750〜1850℃為更佳。
再者，在燒成時生成足夠緻密的燒結體之後，可以藉由進一步進行額外的退火（anneal）處理以校正翹曲。此退火溫度以1200℃～1900℃為佳。再者，退火時間以1～6小時為佳。
此處，為了使得暫時固定基板的內周部分的總透光率比外周部分的總透光率更低，可以藉由將外周部分的燒成溫度設定為比內周部分的燒成溫度更高以促進燒成，降低孔隙率。此溫度差異以5～200℃為佳，且以10～100℃為更佳。再者，藉由使得外周部分的燒結溫度比內周部分的燒結溫度更高，能夠促進外周部分的退火。
可以列舉出雙面膠帶（tape）和熱熔（hot-melt）類的黏著劑等作為黏著劑的範例。再者，可以採用輥（roll）塗法、噴（spray）塗法、網版（screen）印刷法、旋塗（spin coating）法等各種的方法，作為在暫時固定基板上設置黏著劑層的方法。
作為半導體基板，以符合JEITA或SEMI標準的矽基板為佳。
再者，可列舉出環氧（epoxy）類樹脂、聚醯亞胺（polyimide）類樹脂、聚氨酯（polyurethane）類樹脂、氨基甲酸酯（urethane）類樹脂等，作為用於填充電子構件的模塑樹脂。 [實施例]
調配出混合了以下成分的漿料。 （原料粉末） ・純度為99.99％的α-氧化鋁粉末                100重量份 ・MgO（氧化鎂）                        250pppm ・ZrO2 （氧化鋯）                         400ppm ・Y2 O3 （氧化釔）                        15ppm （分散介質） ・2-乙基己醇（2-ethylhexanol）              45重量份 （黏結劑） ・PVB樹脂                                               4重量份 （分散劑） ・聚合物界面活性劑                                3重量份 （增塑劑） ・DOP                                                       0.1重量份
將此漿料利用刮刀法形成帶狀並切斷，使其在燒成後的厚度變成0.9mm，且在燒成後的尺寸變成ϕ300mm。將所得到的粉末成形體在空氣中於1240℃下進行煅燒（初步燒成）之後，將基板放置於鉬（molybdenum）製的板上，並在氫氣：氮氣為3：1的氣體環境中於1800℃下放置2.5小時，以進行燒成。之後，依序地利用研磨機（grinder）進行研削、利用金剛石（diamond）磨粒進行研磨加工（lap）、利用CMP液（liquid）進行研磨，進而得到厚度為0.8mm的暫時固定基板2。
藉由在燒成時對各燒成溫度設定溫度梯度，以調整出具有內外差異的孔隙率，進而調整暫時固定基板2的內周部分10和外周部分9的總透光率。
使用分光光度計進行透射率的評估。 具體而言，在從固定面的外側輪廓20朝向中心O的徑向方向上延伸的直線（垂直線）L上，在距離外側輪廓10mm（300mm/30）的位置處設置12個測量點。以30∘的角度間隔地逐一設置12個測量點。然後，將12個測量值的平均值定義為外周部分9的總透光率。再者，在從固定面2的外側輪廓20朝向中心O的徑向方向上延伸的直線上，在距離外側輪廓100mmm（300mm/3）的位置處設置12個測量點。以30∘的角度間隔地逐一設置12個測量點。然後，將12個測量值的平均值定義為內周部分的總透光率。
接著，藉由旋塗法在暫時固定基板上形成剝離層（3M公司所製造的光熱轉換層（Light-to-Heat Conversion））。再者，藉由旋塗法將黏著劑（3M公司所製造的LC-5320 F1035）塗佈於矽晶圓（厚度為0.775mm）的表面上，並將暫時固定基板與矽晶圓貼合，以得到複合基板。
之後，從暫時固定基板2的照射面2b之側照射雷射光A，以將暫時固定基板2從矽晶圓剝離。重複進行相同的實驗20次，將矽晶圓破裂的情況、或矽晶圓與支撐基板無法剝離的情況記錄為「不良」。這些結果如表1、2、3所示。
[表1]
實施例 1 2 3 4 5 6
基板厚度（㎜） 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8
外周部分的總透光率（%） 70.1 70.5 71.0 75.0 80.5 60.5
内周部分的總透光率（%） 70.0 70.0 70.0 70.0 80.0 60.0
外周部分的總透光率－ 内周部分的總透光率（%） +0.1 +0.5 +1.0 +5.0 +0.5 +0.5
發生不良（次數） n=20 0 0 0 0 0 0
[表2]
實施例 6 7 8
基板厚度（㎜） 0.8 0.3 3.0
外周部分的總透光率（%） 60.5 70.5 60.5
内周部分的總透光率（%） 60.0 70.0 60.0
外周部分的總透光率－ 内周部分的總透光率（%） +0.5 +0.5 +0.5
發生不良（次數） n=20 0 0 0
[表3]
比較例 1 2 3 4
基板厚度（㎜） 0.8 0.8 0.8 0.8
外周部分的總透光率（%） 70.0 69.9 69.5 50.5
内周部分的總透光率（%） 70.0 70.0 70.0 50.0
外周部分的總透光率－ 内周部分的總透光率（%） +0.0 -0.1 -0.5 +5.0
發生不良（次數） n=20 1 1 2 20
從表1、表2可以得知，在暫時固定基板的外周部分及內周部分滿足本發明的概念的情況下，可以抑制矽晶圓和暫時固定基板出現裂痕和剝離不良。
從表3中的比較例1、2、3可以判斷出，在暫時固定基板的內周部分的總透光率等於或大於外周部分的總透光率的情況下，在剝離矽晶圓時有時會發生出現裂痕和剝離不良的問題。 在比較例4中，雖然內周部分的總透光率比外周部分的總透光率更低，然而內周部分的總透光率未滿60％，因此發生了剝離不良的問題。
2（2A）:暫時固定基板 2a:固定面 2b:照射面 3,3A:黏著劑層 4:電子構件 5:間隙 6:樹脂模塑 6a:覆蓋層 6b:填充部分 7:半導體基板 9:外周部分 10:內周部分 10a:輪廓 11:中間部分 12,12A:複合基板 20:外側輪廓 A,B:箭頭 L,L1,L2:垂直線 O:中心 X:直徑/長度 Y:長度
[圖1]（a）繪示出在暫時固定基板2（2A）的固定面2a上設置了黏著劑3的狀態，且（b）繪示出在暫時固定基板2（2A）的固定面2a上黏著了半導體基板7的狀態。 [圖2]（a）繪示出從暫時固定基板2（2A）之側對複合基板照射雷射光A的狀態，且（b）繪示出將半導體基板7從暫時固定基板2（2A）分離的狀態。 [圖3]（a）繪示出在暫時固定基板2（2A）的固定面2a上設置了黏著劑3的狀態，且（b）繪示出在暫時固定基板2（2A）的固定面2a上黏著了電子構件4的狀態。 [圖4]（a）繪示出從暫時固定基板2（2A）之側對複合基板12A照射雷射光A的狀態，且（b）繪示出電子構件4及樹脂模塑從暫時固定基板2（2A）分離的狀態。 [圖5]係繪示出暫時固定基板2的平面圖。 [圖6]係繪示出暫時固定基板2A的平面圖。
2(2A):暫時固定基板
2a:固定面
2b:照射面
3A:黏著劑層
7:半導體基板
9:外周部分
10:內周部分
11:中間部分
12:複合基板
A:箭頭

Claims (7)

  1. 一種暫時固定基板，其係包括用於黏著、暫時固定電子構件之固定面、和位於前述固定面的相反側之照射面的暫時固定基板，其中前述暫時固定基板具有外周部分和內周部分，前述內周部分的總透光率比前述外周部分的總透光率更低且為60％以上。
  2. 如請求項1所述之暫時固定基板，其中前述暫時固定基板由玻璃、矽或陶瓷所構成。
  3. 如請求項2所述之暫時固定基板，其中前述暫時固定基板由透光性氧化鋁所構成。
  4. 一種複合基板，包括如請求項1～3中任一項的請求項所述之暫時固定基板、以及黏著於前述暫時固定基板的前述固定面上之電子構件。
  5. 如請求項4所述之複合基板，包括黏著至前述固定面之半導體基板，且前述電子構件形成於此半導體基板上。
  6. 如請求項4所述之複合基板，包括黏著至前述固定面之模塑樹脂，且前述電子構件固定於此模塑樹脂內。
  7. 一種電子構件的剝離方法，前述電子構件係如請求項4～6中任一項的請求項中所述之電子構件，其中藉由從前述暫時固定基板的前述照射面之側對前述複合基板照射雷射光，將前述暫時固定基板從前述電子構件剝離。
TW109108738A 2019-03-22 2020-03-17 暫時固定基板、複合基板及電子構件的剝離方法 TWI815002B (zh)

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