TWI431679B - 輔助板之貼合裝置 - Google Patents

Description

輔助板之貼合裝置

本發明係有關在將半導體晶圓等之基板薄板化之際為了備份在基板貼合輔助板之裝置。

IC卡或攜帶電話要求薄型化、小型化、輕量化，為了滿足此要求，連組裝的半導體晶片也必須做成厚度很薄的半導體晶片。因此，以半導體晶片為基礎的晶圓之厚度，現狀為125μm~150μm，但下世代的晶片一般認為必須使用25μm~50μm。

在將半導體晶圓利用砂輪等而薄板化的工程中，有必要將半導體晶圓的電路形成面側以膠帶或板材來支撐。於專利文獻1揭示一種於半導體晶圓貼合輔助板的裝置。

專利文獻1所揭示的裝置，係配置上下一對熱板，並且在該些熱板之外側設置上下一對真空鍋，在上下熱板間壓固半導體晶圓與輔助板之層積體的期間，以減壓環境施行。特別是，在專利文獻1中，使上方之熱板昇降動作的手段，不用油壓式的冲壓機，連氣閘也使用具機能的空氣柱塞，防止以因來自熱板的熱度而使層積體膨脹時所發生的逆壓，損壞半導體晶圓。

〔專利文獻1〕特開2002－192394號公報 段落(0012)、(0014)、(0019)

重疊半導體晶圓與輔助板的時候，必須以平面性均等的壓力將輔助板推壓在半導體晶圓。介設在以偏心的力所推壓間的接著劑之厚度會產生部分變化，層積體整體的厚度很不均等。

而且，若研削厚度不均等的層積體，被研削的半導體晶圓之厚度就很不均勻。

解決上述，必須讓保持板與推壓板經常平行。但是在專利文獻1方面，以保持板及推壓板之任一個呈水平為前提，來尋找該些保持板或是推壓板因任何原因而不平行，就無法簡單地調整平行。

為解決上述課題，有關本發明之貼合裝置，係該貼合裝置，係設有具備可隨著真空源同時將基板之搬入、搬出口氣密閉塞之柵門的真空室，在該真空室內，係配置有：用來載置基板與輔助板之層積體的保持台、和可對該保持台相對性地昇降動作的推壓板，該推壓板係安裝在可昇降動作的軸，該軸係為介設著滾珠接頭等的接頭而能調整角度地支撐在昇降體的構成。再者，推壓板及保持台的材質以鋁和碳化矽等之陶瓷為佳。

在成為上述構成中，每當貼合基板與輔助板而形成層積體時，或是每當特定次數來調整推壓板的角度，就能經常在最適當的狀態貼合。

前述推壓板之昇降動作係使用伺服馬達來施行，就能由推壓板來控制施加於輔助板的扭力。又，也能使用位置感測器來控制推壓板位置，來控制施加於輔助板的力。

又，在推壓板及保持台的至少一方設置加熱器，將暫時硬化的接著劑軟柔化，就能貼合基板與輔助板。

若藉由本發明，在壓固半導體晶圓等之基板與輔助板之際，可抑制氣泡及氣體的產生，基板與輔助板的貼合精度也會提昇。

〔用以實施發明之最佳形態〕

以下依據所附圖面說明本發明之實施形態。第1圖係說明應用有關本發明之貼合裝置的半導體晶圓之薄板化工程的圖，第2圖係輔助板的立體圖，第3圖係表示基板、接著劑和輔助板之關係的側面圖，最先說明薄板化工程之整體。

首先，在半導體晶圓W之電路(元件)形成面(A面)塗佈接著劑液。於塗佈例如使用旋轉器(spinner)。接著劑液例如試舉有酚醛清漆型的苯酚樹脂系材料，但不限於此。又，接著劑之厚度為數μm~100μm左右。

接著，如第3圖所示，將上述接著劑烘乾而燒固不具流動性的接著劑層1形成在基板W的表面。於加熱例如使用乾燥爐。接著劑層1的厚度並不限於上述，配合形成在半導體晶圓W之表面(A面)的電路凹凸而定。

再者，以一次的塗佈未出現必要厚度的時候，重覆複數次來施行塗佈與預備乾燥。此時，最上層以外的接著劑層的預備乾燥，以不會在接著劑殘留流動性的方式來強化乾燥的程度。

在藉由以上形成特定厚度之接著劑層1的半導體晶圓W，利用有關本發明的貼合裝置來貼合輔助板2。貼合裝置的詳細於後述。輔助板2係如第2圖所示，例如為在整區形成厚度方向的貫通孔3的玻璃板(厚度1.0mm、外徑201.0mm)。

之後，將由一體化的半導體晶圓W與輔助板2所形成的層積體反轉，利用砂輪10來研削半導體晶圓W的背面(B面)，將半導體晶圓W薄板化。再者，在研削方面，為了抑制在砂輪10與半導體晶圓W之間所產生的摩擦熱，會將水(研削液)邊供給到半導體晶圓W的背面邊施行。在此，前述接著劑選定不溶於水(可溶於乙醇)的緣故，在研削之際，輔助板2不會自半導體晶圓W剝離。

上述薄板化的半導體晶圓W之背面(B面)配合需要形成電路等之後，將該背面固定於切割膠帶11上。該切割膠帶11係具有粘著性並且被保持在框架12。

之後，由輔助板2的上面注入作為溶劑的醇。醇會透過輔助板2的貫通孔3而到達接著劑層1來溶解接著劑層1。此時，使框架12利用圖未表示的旋轉器而旋轉，就能將醇在短時間之中普及於接著劑層1的整面。所用的醇，溶解性提高到乙醇和甲醇等之分子量那樣小為佳。又，也可混合複數種醇。又，取代醇也可使用酮或是醇與酮的混合溶液。

將醇等供給至接著劑層1的手段，也可為在加滿溶劑的槽浸漬接著有輔助板2的半導體晶圓W，此時若加上超音波振動更有效果。

如上，若溶解接著劑層1，如第4圖所示，使框架12旋轉除去輔助板2上之多餘的溶劑後，將安裝於支臂14之前端的治具15插入到輔助板2的周邊，將支臂14往斜上方拉引使輔助板2從周邊部慢慢地剝離。

而且，取出輔助板2後，藉由切割裝置13將半導體晶圓W切斷為晶片尺寸。切斷後，對切割膠帶11照射紫外線，降低切割膠帶11的粘著力，一個個地取出切斷的晶片。

其次，針對貼合裝置依據第5圖做說明。貼合裝置5係具備減壓真空室50。該減壓真空室50係介設著配管51而連繫於真空吸引裝置，還在其中一側面形成有搬入、搬出用的開口52，形成以柵門53開閉該開口52。

柵門53係利用汽缸單元54而進行昇降動作，在上昇的位置從側方以推動器55推壓，設置在柵門53之內側面的密封會緊密抵接於開口52的周圍，將真空室50內維持氣密。又使推動器55後退，讓柵門53下降，開口52就會打開，以此狀態，使用搬送裝置而讓晶圓W與輔助板2的層積體進出。

前述在真空室50內配置有用來壓固前述層積體的保持台56與推壓板57。保持台56係由碳化矽(SiC)所形成，推壓板57係由氧化鋁(Al2O3)所形成。再者，也可考慮利用陶瓷燒結體來構成推壓板，在該陶瓷燒結體連接排氣管的構成，但若做成該構成會有無法充分抽取接著劑中的氣體之虞。

在前述保持台56形成有貫通孔58，在該貫通孔58插通昇降插銷59。該昇降插銷59係安裝於利用設在真空室50之下方的汽缸單元60而進行昇降動作的板61。

又，在前述保持台56埋設有加熱器62，藉由該加熱器62將前述層積體加熱到200℃左右，讓暫時硬化的接著劑軟柔化。再者，加熱器也可設在推壓板57側。

另一方面，前述推壓板57係被保持在背板63，該背板63係安裝於貫通真空室50之軸64的下端。在該軸64之中間部係設有凸緣65，在該凸緣65與真空室50上面之間安裝有蛇腹66，維持真空室50內的氣密狀態。

又，框架67由前述真空室50延伸至上方，在該框架67支撐有伺服馬達68，在藉由該伺服馬達68而旋轉的螺桿69螺含有昇降體70的螺帽部71，在該昇降體70介設滾珠接頭72而支撐前述軸64的上端部。更在軸64的側方配置用來檢測軸64之上下位置的感測器73。

在以上壓固半導體晶圓W與輔助板2的層積體，係先進行推壓板57之平行度的調整。調出平行度，係放鬆滾珠接頭72的螺栓，將滾珠接頭72成為自由的狀態。而且，照該狀態使推壓板57因自重而降下，使推壓板57的下面抵接於保持台56的上面。在該時點，保持台56與推壓板57即成為平行。其次，鎖緊螺栓固定滾珠接頭72後，使推壓板57上昇。

不必每次進行平行度的調整，每適當次數進行。又，在上述雖不夾持層積體地進行平行度的調整，但也可將與壓固之層積體同一厚度的板材介裝在保持台56與推壓板57之間來調整平行度。

藉由以上結束平行度之調整的話，清洗氯氣，放下柵門53打開處於大氣壓狀態的真空室50之開口52。而且，以圖未表示的搬送裝置將半導體晶圓W與輔助板2的層積體放入真空室50內，交遞到插銷59上，以柵門53關閉開口52，將真空室50內成為氣密的狀態。第5圖係表示此狀態。

其次，將真空室50內減壓，在壓力處於1kPa以下的時點，驅動汽缸單元60取下插銷59，載置在將層積體加熱到150℃左右的保持台56上。

與上述並行，驅動伺服馬達68並下降到事先設定推壓板57的位置，在保持台56與推壓板57之間加熱層積體。以此狀態，保持約1分鐘來熱壓固基板W與輔助板2。

之後，清洗氮氣，將真空室50內回到大氣壓，使推壓板57上昇，放下柵門53，將熱壓固的層積體搬出到真空室50外。

1．．．接著劑層

2．．．輔助板

3．．．貫通孔

5．．．貼合裝置

10．．．砂輪

11．．．切割膠帶

12．．．框架

13．．．切割裝置

14．．．支臂

15．．．治具

50．．．減壓真空室

51．．．減壓用配管

52．．．開口

53．．．柵門

54．．．汽缸單元

55．．．推動器

56．．．保持台

57．．．推壓板

58．．．貫通孔

59．．．昇降插銷

60．．．汽缸單元

61．．．板

62．．．加熱器

63．．．背板

64．．．軸

65．．．凸緣

66．．．蛇腹

67．．．框架

68．．．伺服馬達

69．．．螺桿

70．．．昇降體

71．．．螺帽部

72．．．滾珠接頭

73．．．感測器73

W．．．半導體晶圓

〔第1圖〕係說明應用有關本發明之半導體晶圓的貼合裝置的半導體晶圓之薄板化工程的圖〔第2圖〕係輔助板的立體圖〔第3圖〕係表示基板、接著劑和輔助板之關係的側面圖〔第4圖〕係表示由輔助板的上方供給溶劑之狀態的立體圖〔第5圖〕係有關本發明之半導體晶圓之貼合裝置的整體剖面圖

2．．．輔助板

50．．．減壓真空室

51．．．減壓用配管

52．．．開口

53．．．柵門

54．．．汽缸單元

55．．．推動器

56．．．保持台

57．．．推壓板

58．．．貫通孔

59．．．昇降插銷

60．．．汽缸單元

61．．．板

62．．．加熱器

63．．．背板

64．．．軸

65．．．凸緣

66．．．蛇腹

67．．．框架

68．．．伺服馬達

70．．．昇降體

71．．．螺帽部

72．．．滾珠接頭

73．．．感測器

W．．．半導體晶圓

Claims (5)

1. 一種輔助板之貼合裝置，係針對將半導體晶圓等之基板的電路形成面貼合於輔助板的裝置，其特徵為：該貼合裝置，係具有可隨著真空源同時氣密閉塞的真空室，在該真空室內，係配置有：用來載置基板與輔助板之層積體的保持台、和可對該保持台相對性地昇降動作的推壓板，該推壓板係安裝在可昇降動作的軸，該軸係介設著接頭而能調整角度地支撐在昇降體；更進一步，前述接頭係以鎖螺栓的方式來可以調整固定其位置的平行度之滾珠接頭。
2. 如申請專利範圍第1項所記載的輔助板之貼合裝置，其中，前述推壓板係能扭力或壓力控制以及位置控制。
3. 如申請專利範圍第1項所記載的輔助板之貼合裝置，其中，在前述推壓板及保持台的至少一方設有加熱器。
4. 如申請專利範圍第1項所記載的輔助板之貼合裝置，其中，前述推壓板及保持台的材質為陶瓷。
5. 一種輔助板之貼合方法，係針對將半導體晶圓等之基板的電路形成面貼合於輔助板的方法，其特徵為包含：在可隨著真空源同時氣密閉塞的真空室內，介隔著滾 珠接頭可調整角度地安裝到支撐昇降體的軸，前述滾珠接頭的螺栓緩緩下降，讓對保持台相對地可昇降動作的推壓板，抵接到前述保持台之製程；以鎖螺栓的方式固定其位置來調整前述推壓板的平行度之製程；使前述推壓板上昇之製程；搬入基板與輔助板之層積體並載置到前述保持台之製程；讓前述真空室內為氣密狀態之製程；使前述堆壓板下降，利用在前述保持台與前述堆壓板之間加壓前述層積體的方式，熱壓固前述基板與前述輔助板之製程。