TWI505940B - 層積體及該層積體之分離方法 - Google Patents

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Description

層積體及該層積體之分離方法
本發明係關於一種將支承體和藉由該支承體所支承之被支承基板作了接著的層積體，及該層積體之分離方法。
由於隨著行動電話、數位影音裝置及晶片卡等之高機能化，且所搭載的半導體矽晶片(以下簡稱晶片)之小型化及薄型化，因此提高在封裝內將矽高積體化的要求。例如，針對將如晶片尺寸封裝(chip size package，CSP)或多晶片封裝(multi-chip package，MCP)所代表的複數晶片予以一體封裝化之積體電路，被要求薄型化。為了實現封裝內之晶片的高積體化，必須將晶片的厚度削薄至25～150μm之範圍。
但，成為晶片的基礎之半導體晶圓(以下簡稱晶圓)，由於是藉由研削而變薄，因此其強度會降低，而容易在晶圓上產生龜裂或翹曲。此外，由於自動搬送因薄板化而強度降低的晶圓係有困難，因此必須藉由人工來搬送，且其處理繁雜。
因此，開發一種晶圓承載系統，其係使稱為支撐板之由玻璃、矽或硬質塑膠等所構成的板狀構件，貼合在用來研削的晶圓以補強晶圓的強度，而防止龜裂的發生以及晶圓的翹曲。因藉由上述的晶圓承載系統來補足晶圓的強度，故可將已薄板化之晶圓的搬送予以自動化。
於上述晶圓承載系統中，晶圓與支撐板，係使用各種的熱塑性樹脂或黏著劑等來作貼合。接著，在將貼附有支撐板的晶圓薄板化之後，於晶圓進行模切之前，將支撐板從晶圓分離。例如，為了將晶圓薄板化至150μm以下，將晶圓與支撐板強固地黏著一事係非常理想。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本公開專利公報「特開2007-188967號公報(2007年7月26日公開)」
[專利文獻2]日本公開專利公報「特開2004-640640號公報(2004年2月26日公開)」
但，在晶圓與支撐板強固地黏著的情況下，依存於黏著材料要使晶圓不破損地而將支撐板從晶圓分離一事係為困難。因為強固的黏著力，雖對於晶圓的薄板化為有效，但在支撐板的分離時，會導致強度降低的晶圓破損。
如此一來，於晶圓承載系統的自動化中，係期望開發一種非常困難的暫時接合技術，其係能實現將晶圓強固地暫時接合在支撐板上，並且使晶圓不破損地分離。
本發明係鑑於上述課題而完成者，其目的為提供一種可將對象物強固地黏著並予以支承，並且容易地將支承體從對象物分離的層積體及該層積體之分離方法。
本發明之層積體，係具備有：光透過性的支承體、被支承基板，係藉由上述支承體所支承、黏著層，係設置於上述被支承基板之藉由上述支承體所支承之側的面、以及分離層，係設置於上述支承體與上述被支承基板之間，且由氟碳化合物所構成；上述分離層，係藉由吸收隔著上述支承體所照射的光而產生變質。
此外，本發明之分離方法，係於本發明之層積體中，將上述被支承基板與上述支承體分離之分離方法，其係包含：藉由隔著上述支承體而照射到上述分離層的光，而使上述分離層變質的工程。
依據本發明，可提供一種可將對象物強固地黏著並予以支承，並且容易地將支承體從對象物分離的層積體及該層積體之分離方法。
 [層積體]
本發明之層積體，係具備有：光透過性的支承體；被支承基板，係藉由上述支承體所支承；黏著層，係設置於上述被支承基板之藉由上述支承體所支承之側的面；以及分離層，係設置於上述支承體與上述被支承基板之間，且由氟碳化合物所構成；上述分離層，係藉由吸收隔著上述支承體所照射的光而產生變質。
亦即，本發明之層積體，係依序層積有：被支承基板、黏著層、分離層、以及支承體，且被支承基板，係隔著黏著層及分離層而被暫時接合在支承體上。
本發明之層積體，係只要是作為將被支承基板暫時接合在支承體的層積體來使用，則其具體用途便無特別限定。於本實施形態中，係列舉下述之層積體為例進行說明，即：將晶圓承載系統中所運用的半導體晶圓(被支承基板)，暫時接合於支撐板(支承體)的層積體。
(分離層)
如上所述，本發明之層積體，係具備有分離層。此外，分離層，係由氟碳化合物所構成。該分離層，由於是藉由氟碳化合物所構成，因此會藉由吸收光而產生變質，其結果，會喪失受到光照射之前的強度或是黏著性。因此，藉由施加些許外力(例如，將支承體抬起等)，來將分離層破壞，而可容易地將支承體與被支承基板分離。
此外，根據其中一個觀點而言，構成分離層的氟碳化合物，係可藉由電漿CVD法而適當地成膜。且，氟碳化合物，係含有CxFy(全氟碳化物)及CxHyFz(x、y及z為自然數)，雖不限定於該等，但可有例如：CHF3 、CH2 F2 、C2 H2 F2 、C4 F8 、C2 F6 、C5 F8 等。此外，對於為了構成分離層所使用的氟碳化合物，亦可視需要添加氮、氦、氬等之惰性氣體；氧、烷、烯等之烴類；以及二氧化碳、氫。此外，亦可將該等氣體複數混合使用(氟碳化合物、氫、氮等之混合氣體等)。又，分離層，係可由單一種氟碳化合物所構成，亦可由2種以上之氟碳化合物所構成。
氟碳化合物，係依據其種類而將具有固有範圍之波長的光進行吸收。藉由將分離層所使用的氟碳化合物進行吸收的範圍之波長的光，照射到分離層，而可使氟碳化合物適當地變質。另外，於分離層之光的吸收率，係以80%以上為佳。
照射到分離層的光，係只要因應氟碳化合物可吸收的波長，便可適當地使用例如：YAG雷射、Libbey雷射、玻璃雷射、YVO4 雷射、LD雷射、光纖雷射等之固體雷射；染料雷射等之液體雷射；CO2 雷射、準分子雷射、Ar雷射、He-Ne雷射等之氣體雷射；半導體雷射、自由電子雷射等之雷射光；或者是非雷射光。
於本說明書中，所謂氟碳化合物「產生變質」，係意指下述現象，即：使該氟碳化合物所構成的分離層成為可受到些許外力而被破壞的狀態，或者是降低與分離層接觸的構造之黏著力的狀態。
分離層，係如上所述，可藉由電漿CVD法而適當地形成在支承體上。此外，亦可藉由其他眾所周知的技術來形成分離層。分離層的厚度並無特別限定，雖只要是能夠充分吸收所使用的光之膜厚即可，但以使用例如0.05～100μm之厚度者較佳、0.1～50μm之厚度者特別佳。
此外，分離層，係例如以設置於支承體與黏著層之間者為佳。也就是說，以在分離層與被支承基板之間，設置有黏著層的構造為佳。只要是這樣的構造，便可防止隔著支承體而照射到分離層的光到達被支承基板。當在被支承基板中之與黏著層接觸的面上例如形成有應保護的微細構造等的情況下，可防止這樣的微細構造因光的照射而受到不良影響。
此外，藉由使分離層中與上述黏著層相對向側的面成為平坦(未形成凹凸)，而可容易地進行分離層的形成，且在貼附時也能均勻地貼附。
另外，於本發明之層積體中，在分離層與支承體之間，可進一步形成其他的層。此時，其他的層，係由能讓光透過的材料所構成。因此，不會妨礙對分離層之光的入射，且可適當追加對於層積體賦予良好性質等的層。此外，依據構成分離層之氟碳化合物的種類，會有可使氟碳化合物變質的光之波長不同的情況。因此，構成其他的層之材料，係不需要使所有的光透光，而可從能夠使可使氟碳化合物變質的波長之光透過的材料中適當選擇。可使氟碳化合物變質的波長，雖不限定於此等，但例如，可使用600nm以下之範圍者。總之，分離層，係藉由直接或隔著其他的層而固定在支承體上，且將分離層與被支承基板隔著黏著層而黏著，而可將被支承基板暫時接合在支承體上。例如，其他的層，係可為將分離層與支承體黏著的黏著層。
(支承體)
如上所述，支承體係具有光透過性。具有光透過性的目的是：當從層積體的外側照射光時，該光會通過支承體而到達上述分離層。因此，支承體，係不需要一定能使所有的光透過，而只要能使應被分離層吸收(具有所需的波長)的光透過者便可。
此外，支承體，係用來支承被支承基板的構造。因此，支承體，係在將被支承基板進行加工及搬送等的情況下，只要具有能防止被支承基板的破損或變形等所需要的強度即可。
支承體的材料，雖可列舉玻璃或矽等，但只要是能獲得上述目的之構造，即可作為支承體所採用。
(黏著層)
黏著層，係在將被支承基板黏著固定於支承體的同時，將被支承基板的表面覆蓋而加以保護的構造。因此，黏著層，係在被支承基板的加工或搬送時，必須具有：維持對支承體之被支承基板的固定、以及被支承基板之應保護的面之被覆的黏著性及強度。另一方面，當對支承體之被支承基板的固定為不需要時，可容易地從被支承基板剝離或去除。
因此，黏著層，係通常具有強固的黏著性，且藉由黏著劑所構成，該黏著劑，係會因某些處理而使黏著性降低，或者是具有對特定溶劑之可溶性。黏著劑，係可以使用例如：丙烯酸系、酚醛樹脂系、萘酚醌系、烴系、以及聚醯亞胺系等之該領域中眾所周知的各種黏著劑，來作為本發明之構成黏著層的黏著劑。
另外，以使用光硬化性樹脂(例如，UV硬化性樹脂)以外的樹脂來形成黏著層者為佳。此乃因為光硬化性樹脂會有：於黏著層的剝離或去除之後，在被支承基板的微小凹凸周邊殘留殘渣的情況。特別是以在特定的溶劑中溶解的黏著劑來作為構成黏著層的材料為佳。此乃因為不用對被支承基板施加物理性的力，而可藉由使黏著層溶解於溶劑中而除去。當黏著層去除時，連從強度降低的被支承基板，也可使被支承基板不破損地或不變形地，且容易地將黏著層去除。
[層積體的製造方法]
針對本發明之層積體的製造方法，參照第1圖進行以下說明。第1圖，係顯示層積體的製造方法，以及從層積體將半導體晶圓分離處理的圖示。
如第1圖所示，首先，在被形成有所欲的元件之半導體晶圓(被支承基板)中，對元件的形成面塗佈黏著劑(第1圖的(1))。黏著劑，係例如在溶解於溶劑的狀態下塗佈在半導體晶圓上。接著，一面使溫度上升，一面進行階段性的烘烤，藉此將黏著劑固化而形成黏著層。
然後，於支承體的其中一面上，藉由將上述氟碳化合物以電漿CVD等予以成膜，而形成分離層(第1圖的(2))。
接著，對於形成在半導體晶圓的其中一面之黏著層，使形成在支承體的其中一面之分離層黏著，並在215℃的真空中加壓而貼附(第1圖的(3))。
如此一來，便可製造本發明之層積體。另外，黏著層及分離層的形成手法、黏著層與分離層的貼附手法，係依據被支承基板的狀態(表面的凹凸、強度等)、黏著層的材料、分離層的材料、以及支承體的材料等，由以往眾所周知的各種手法當中適當地選擇。
該層積體，係在經過半導體晶圓的加工之後，藉由光的照射、支承體的分離、以及黏著層的去除，而可變成僅為半導體晶圓的狀態。關於從半導體晶圓的加工之後到半導體晶圓的移除，係如下述說明。
[層積體之分離方法]
如第1圖所示，在結束半導體晶圓的加工之後，將雷射從支承體側的面照射到層積體(第1圖的(4))。一旦受到雷射的照射(第2圖的(1))，分離層便會產生變質(第2圖的(2))。第2圖，係用來說明層積體之分離方法的圖示。
然後將支承體從半導體晶圓分離(第1圖的(5))。經變質的分離層其強度會明顯地降低。因此，例如，藉由施加些許外力來將支承體抬起，以使分離層容易地被破壞，而將支承體從層積體分離(第2圖的(3))。
將溶劑噴灑在殘留的黏著層上，而將黏著層去除(第1圖的(6))。在此，會有下述情況，即：於支承體分離之後，分離層的殘留會附著在黏著層上。若只有少量的分離層附著，則只要如上所述噴灑使黏著層溶解的溶劑即可。但，也可在這之前噴灑使分離層的材料溶解的溶劑。
如上所述，本發明之層積體，係因具備有上述的分離層，故藉由光的照射，而可容易地將支承體從被支承基板分離。
[實施例]
以下，係表示本發明之層積體的實施例。另外，以下所示的實施例，係輔助理解本發明之例示，並不對本發明作任何限制。
[實施例1] (層積體之製作)
將實施例的層積體如下述般地製作出。於電漿CVD裝置中，使用CHF3 氣體，將氟碳化合物的膜形成在厚度0.7mm之板狀的支承體上。如此一來，可得到形成有厚度1μm之分離層的支承體。
然後，在725μm之厚度的半導體晶圓基板(直徑150mm之未研削的矽晶圓)上，塗佈有在烘烤後成為厚度50μm之量的烴系黏著劑「TZNR-A3007」(東京應化工業股份有限公司製)。接著，分別於90℃、160℃以及220℃中，階段性地進行10～20分鐘的烘烤，而在半導體晶圓基板上形成黏著層。使上述分離層及黏著層，互相對齊並貼合，藉此製作出層積體。
(分離性之評估)
在將實施例的層積體施以下述的處理之後，針對支承體從半導體晶圓基板分離與否作評估。
將上述所得到的層積體之半導體基板予以薄化。其後，從層積體的支承體側朝向分離層照射具有532nm波長的綠色雷射。具體而言，以30kHz及50kHz的脈衝頻率，對層積體上的2個地方照射光束形狀為60μm、照射節距為120μm、平均輸出為0.6W、發送速度為3000mm/sec之532nm的雷射。雷射的掃描次數為1次。
其結果，於實施例之層積體的分離層，係受到雷射照射而變質，而僅藉由將支承體單獨抬起，支承體便會容易地從半導體晶圓基板分離。此外，以目視觀察將支承體分離後的支承體及半導體基板的表面，除了晶圓半導體基板上有若干氟碳化合物變質後所致的黑色粉體之外，並無殘渣。
如上所述，由於是以氟碳化合物來形成層積體之分離層，因此藉由雷射照射而使該分離層變質，而可非常容易地將被支承基板從支承體分離。
[實施例2]
除了將CHF3 氣體變更為C4 F8 氣體之外，與實施例1實施同樣的處理，且針對支承體從半導體晶圓基板分離與否作評估。
其結果，於本實施例中，也與實施例1相同地，可藉由雷射照射而使分離層變質，而非常容易地將被支承基板從支承體分離。
[產業上之可利用性]
依據本發明，係可提供一種在各種製品的製造時所使用之暫時接合的層積體。特別是可提供一種：對於將半導體晶圓或晶片暫時貼合於各種的支承體上而進行加工的工程而言，適合使用的層積體。
[第1圖]係顯示本發明之層積體的製造方法，以及從層積體將半導體晶圓分離處理的圖示。
[第2圖]係用來說明本發明之層積體的分離方法之圖示。

Claims (5)

  1. 一種層積體，其特徵為具備有：光透過性的支承體；被支承基板，係藉由上述支承體所支承；黏著層，係設置於上述被支承基板之藉由上述支承體所支承之側的面；以及分離層，係設置於上述支承體與上述被支承基板之間，且由氟碳化合物所構成；且上述分離層，係藉由吸收隔著上述支承體所照射的光而產生變質。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載之層積體，其中，上述分離層，係藉由電漿CVD法所層積者。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所記載之層積體，其中，上述支承體，係由玻璃或矽所構成。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項所記載之層積體，其中，於上述支承體與上述分離層之間，係設置有至少一層。
  5. 一種分離方法，其係於申請專利範圍第1項或第2項所記載之層積體中，將上述被支承基板與上述支承體分離之分離方法，其特徵為包含：藉由隔著上述支承體而照射到上述分離層的光，而使上述分離層變質的工程。
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