TWI713128B - 工件保持體及成膜裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種工件保持體。本發明之一形態的表面處理用的工件保持體(20)係具備保持器(21)及黏著片(22)。黏著片(22)係具有：第一面(22a)(第一黏著層(221))，其利用第一黏著力來接著於保持器(21)；以及第二面(22b)(第二黏著層(222))，其構成為能夠利用比上述第一黏著力更高的第二黏著力來保持工件(構件本體(110))。

Description

工件保持體及成膜裝置
本發明係關於一種被用於例如具有保護膜的電子構件之製造的工件保持體及成膜裝置。
近年來伴隨電子機器的小型化、高功能化，就連內置的各種電子構件亦被要求更小型化、更高功能化。為了因應如此的要求，例如已有發展電子構件的更高密度之封裝化。
廣為周知的有以下的技術：將作為被處理物的單數個或複數個工件(work)搭載於承載器(carrier)，且一邊將該承載器往複數個步驟依順序地搬運，一邊處理工件。在此情況下，較佳是可以在承載器上保持工件，且可以輕易地進行工件對承載器的裝卸。例如在下述專利文獻1中已有記載一種承載夾具(carrier jig)，其具備承載板(carrier plate)、以及設置於該承載板之上方的黏著層，且構成為能夠用黏著層將工件黏著保持成裝卸自如。
〔先前技術文獻〕
〔專利文獻〕
專利文獻1：日本特開2007-329182號公報。
為了電子構件的高密度封裝化，就必須減低各個電子構件的封裝空間。因此，近年來，如BGA(Ball Grid Array：球閘陣列)/CSP(Chip Size Package：晶片尺寸封裝)等，在構件的底面(封裝面)排列有柵格(grid)狀的複數個突起電極(凸塊(bump))的表面封裝構件已成為主流。
當欲使用具備有上述黏著層的承載器而在工件的表面形成保護膜時，因成膜材料亦附著於黏著層的表面，故而在重複使用承載器時就需要黏著層的更換作業。於是，當為了易於進行黏著層的更換作業而降低黏著層的黏著力時，工件的保持力就會降低，另一方面，當為了確保工件的保持力而提高黏著層的黏著力時，就有給黏著層的更換帶來妨礙的問題。
有鑑於如以上的情形，本發明的目的係在於提供一種能夠確保工件的保持力並且易於進行黏著層之更換的表面處理用的工件保持體及成膜裝置。
為了達成上述目的，本發明之一形態的表面處理用的工件保持體係具備保持器(holder)及黏著片。
上述黏著片係具有第一面及第二面，該第一面係利用第一黏著力來接著於上述保持器，該第二面係構成為能夠利用比上述第一黏著力更高的第二黏著力來保持工件。
在上述工件保持體中，因黏著片係具有第一面及第二面，而該第一面係利用第一黏著力來接著於保持器，且該第二面係構成為能夠利用比第一黏著力更高的第二黏著力來保持工件，故而能夠確保工件的保持力，並且輕易地進行黏著片的更換。
上述黏著片，亦可具有：基材；第一黏著層，其構成上述第一面且積層於上述基材的一表面；以及第二黏著層，其構成上述第二面且積層於上述基材的另一表面。
藉此，就可以輕易地構成第一面和第二面的黏著力彼此不同的黏著片。
上述第二面，亦可構成為能夠隨著上述工件的接合面的形狀而變形。
藉此，因可以使工件的接合面密接於第二面，故而可以提高對工件的保持強度。又，例如在成膜處理中，能夠阻止成膜材料捲進接合面。
上述保持器，亦可具有：保持器本體；以及熱傳導片，其配置於上述保持器本體與上述黏著片之間。
藉此，因工件的散熱效率變高，故而亦能夠適用於需要電漿(plasma)或熱源的表面處理中。
上述保持器，典型上是具有能夠在同一面上保持複數個工件的板形狀。
藉此，因能夠批量處理複數個工件，故而能謀求生產性的提高。
本發明之一形態的成膜裝置係具備成膜室、成膜源、支承體及工件保持體。
上述成膜源係設置於上述成膜室。
上述支承體係設置於上述成膜室，且具有能夠支承工件的支承面。
上述工件保持體係具有保持器及黏著片，該保持器係構成為能夠對上述支承面裝卸。黏著片係具有第一面及第二面，該第一面係利用第一黏著力來接著於上述保持器，該第二面係構成為能夠利用比上述第一黏著力更高的第二黏著力來黏著保持上述工件。
在上述成膜裝置中，因黏著片係具有第一面及第二面，該第一面係利用第一黏著力來接著於保持器，該第二面係構 成為能夠利用比第一黏著力更高的第二黏著力來黏著保持工件，故而能夠確保工件的保持力，並且輕易地進行黏著片的更換。藉此，能夠確保對工件進行適當的成膜處理，並且謀求生產性的提高。
上述支承體，亦可具有能夠冷卻上述支承面的冷卻機構；上述保持器，亦可具有保持器本體、以及配置於上述保持器本體與上述黏著片之間的熱傳導片。
藉此，因能夠將工件冷卻至指定溫度，故而亦能夠適用於需要電漿或熱源的成膜處理中。
上述支承體，亦可包括：旋轉滾筒，其在上述成膜室內構成為能夠旋轉且使上述支承面形成於其周面。
藉此，因可以對複數個工件批量地進行成膜處理，故而能夠謀求生產性的提高。
如以上所述般，依據本發明，則能夠確保工件的保持力，並且輕易地進行黏著層的更換。
1‧‧‧真空室(成膜室)
2‧‧‧旋轉滾筒(支承體)
3‧‧‧第一成膜區
4‧‧‧第二成膜區
5‧‧‧前處理區
6、10‧‧‧濺鍍陰極
7、11‧‧‧靶材
8、12‧‧‧AC電源
9、13‧‧‧氬氣導入系統
15‧‧‧離子束源
16‧‧‧電源
17、18‧‧‧擋門
20‧‧‧工件保持體
21‧‧‧保持器
22‧‧‧黏著片
22a‧‧‧第一面
22b‧‧‧第二面
50‧‧‧成膜裝置
100‧‧‧電子構件
101‧‧‧半導體晶片
102‧‧‧配線基板
103‧‧‧凸塊
104‧‧‧樹脂體
105‧‧‧保護膜
107‧‧‧按壓痕
110‧‧‧構件本體
111‧‧‧底面
112‧‧‧頂面
113‧‧‧側周面
211‧‧‧保持器本體
212‧‧‧熱傳導片
220‧‧‧基材
221‧‧‧第一黏著層
222‧‧‧第二黏著層
圖1係顯示作為工件的電子構件之結構的概略側剖視圖。
圖2係本實施形態的工件保持體的分解側剖視圖。
圖3A至圖3C係概略地顯示電子構件(構件本體)的立體圖及側視圖。
圖4係上述工件保持體的概略俯視圖。
圖5係顯示安裝於上述工件保持體的構件本體之態樣的主要部分的概略側剖視圖。
圖6係說明對上述構件本體的成膜處理的主要部分的概略側剖視圖。
圖7係被使用於上述成膜處理的成膜裝置的概略結構圖。
圖8A至圖8C係說明黏著片的更換步驟的上述工件保持體的主要部分的概略側剖視圖。
以下，一邊參照圖式，一邊說明本發明的實施形態。在本實施形態中係列舉在製造圖1所示的電子構件時所利用的工件保持體及成膜裝置為例來加以說明。
[電子構件]
圖1係顯示作為製造對象的電子構件100之結構的概略側剖視圖。
如圖1所示，電子構件100係由BGA/CSP型的半導體封裝結構所構成。電子構件100係具有：半導體晶片101；配線基板102，其與半導體晶片101電性連接；複數 個凸塊(突起電極)103，其在配線基板102的背面排列成柵格狀；樹脂體104，用以封閉半導體晶片101；以及保護膜105，用以被覆樹脂體104的上表面及側周面。
另外，為了易於理解起見稍微誇張顯示凸塊103，且其數目或大小、形狀等有與實際物不同的情況(以下各圖中亦為同樣)。
[工件保持體]
圖2係本實施形態的工件保持體20的分解側剖視圖。
如圖2所示，工件保持體20係具有保持器21和黏著片22。工件保持體20係用於作為電子構件100之一製造步驟的保護膜105的成膜步驟中，且如後面所述般，在已將作為成膜對象的工件(保護膜105之形成前的電子構件)黏著保持於黏著片22的狀態下裝填於成膜裝置。
保持器21係由保持器本體211和熱傳導片212的積層體所構成。保持器21係具有能夠在同一面上保持複數個工件的板形狀。
保持器本體211，例如是由鋁板或銅板、不鏽鋼板等的矩形金屬板所構成。熱傳導片212係形成為與保持器本體211相同的形狀、大小，且黏貼於保持器本體211的上表面。熱傳導片212係由含有熱傳導性填料(filler)的矽氧 (silicone)系或丙烯酸(acrylic)系的樹脂片所構成。熱傳導片212，雖然典型上是使用電絕緣性之物，但是亦可使用導電性之物。
黏著片22係形成為與保持器21相同的形狀、大小，且能夠剝離地黏貼於保持器21的表面(熱傳導片212的表面)。黏著片22係具有：第一面22a，其利用第一黏著力而接著於保持器21的表面；以及第二面22b，其構成為能夠利用比上述第一黏著力更高的第二黏著力來保持工件。
黏著片22，典型上是由雙面黏著膠帶所構成。黏著片22係具有：基材220；第一黏著層221，用以被覆基材220的一表面(在圖2中為下表面)；以及第二黏著層222，用以被覆基材220的另一表面(在圖2中為上表面)。
基材220，雖然典型上是由PET(polyethylene terephthalate：聚對苯二甲酸二乙酯)膜或PI(polyimide：聚醯亞胺)等的樹脂薄膜所構成，但是除此以外，亦可由紙或不織布、玻璃纖維等的其他材料所構成。
第一黏著層221及第二黏著層222係分別由具有黏著性(tack)的黏著材料所構成。第一黏著層221係形成黏著片22的第一面22a，且利用上述第一黏著力來接著於保持器20。另一方面，第二黏著層222係構成為形成黏著片22 的第二面22b，且利用上述第二黏著力來保持工件。
第一黏著層221的黏著力(第一黏著力)係設定成：可以在保持器21上下反轉時，保持有不因在其操作(handling)時或成膜時所作用的加速度等而使黏著片22從保持器20脫離之充分的接著力，並且可以比較輕易地將第一黏著層221從保持器20剝離的大小。更具體而言，上述第一黏著力的大小係可列舉已換算成使用寬度25mm之膠帶狀樣本(sample)時的剝離強度時的值，例如為0.2N/25mm至3.5N/25mm的範圍內者。
另一方面，第二黏著層222的黏著力(第二黏著力)係能夠按照工件的接合面的大小或形狀等而進行適當設定，同樣地，可列舉已換算成使用寬度25mm之膠帶狀樣本時的剝離強度時的值，例如為6.5N/25mm至12N/25mm的範圍內者。當上述第二黏著力過低時，就難以適當地保持工件，反之，當過高時，就難以將工件從黏著片22剝離。
作為構成第一黏著層221及第二黏著層222的材料，例如可列舉矽氧系接著性樹脂材料、丙烯酸系接著性樹脂材料等。尤其是，矽氧系接著性樹脂係可以將黏著力調整在比較寬的範圍(例如0.2N/25mm至9N/25mm)內，並且因耐熱性比較高，故而具有亦能夠充分地對應高溫處理的優點。
第一黏著層221及第二黏著層222的厚度亦未被特別限定，能夠如上述般地在可以確保作為目的的接著力或是保持力的範圍內進行適當設定。
尤其是，構成作為工件保持面的上述第二面22b的第二黏著層222，較佳是構成為能夠隨著工件的接合面的形狀而變化。為了能獲得如此的特性，例如，第二黏著層222亦可形成比較厚，或可在基材220中使用變形能力較高的材料。或是，亦可利用熱傳導片212的彈性來表現第二面22b的變形功能。
[電子構件的製造方法]
其次，針對使用如以上所構成的工件保持體20的電子構件100的製造方法(保持膜105的成膜方法)加以說明。
圖3A至圖3C係分別顯示保護膜105之形成前的電子構件(以下，稱為構件本體110)的俯視立體圖、仰視立體圖及側視圖。
如圖3A至圖3C所示，構件本體110係形成概略長方體形狀，且具有：底面111，其可供複數個凸塊103設置；頂面112，其為底面111的相反側；以及側周面113，其設置於底面111與頂面112之間。底面111係相當於配線基 板102的背面，頂面112係相當於樹脂體104的上表面，側周面113係相當於樹脂體104及配線基板102各自的四個側面。
如此的構件本體110，雖然典型上是在保護膜105的成膜步驟之前事先製造，但是構件本體110既可在外部製造，也可為市售品。構件本體110的大小亦未被特別限定，例如可適用平面形狀為四邊在3mm至25mm者。
在本實施形態中，上述構成的構件本體110係複數個同時裝填於成膜裝置，且保護膜105對此等複數個構件本體110的成膜係批量地進行。工件保持體20係為了以複數個單位來處理此等構件本體110而被使用。
圖4係概略地顯示構件本體110安裝於工件保持體20的安裝步驟的俯視圖。圖5係顯示安裝於工件保持體20的構件本體110之態樣的主要部分的概略側剖視圖。
如圖4所示，構件本體110係隔出指定的間隔朝向縱向及橫向逐次複數個搭載於工件保持體20上。其數目並未被特別限定，可按照構件本體110或工件保持體20的大小而適當設定，例如設為數十至數百個。
如圖5所示，各構件本體110係使底面111黏著保持 於工件保持體20的黏著片22的表面(第二面22b)上。此時，黏著片22的第二黏著層222係按壓於底面111上所突設的複數個凸塊103而局部變形，並且以進入凸塊103之間的方式密接於底面111。如此，第二黏著層222的表面(第二面22b)會隨著構件本體110的接合面(底面111)的形狀而變形，藉此，第二黏著層222就以被覆底面111的全部區域的方式黏著保持構件本體110。
其次，工件保持體20裝填於成膜裝置，藉此在各個構件本體110的表面(頂面112及側周面113)形成有保護膜105。圖6係顯示在工件保持體20之構件本體110形成有保護膜105的樣態的主要部分的概略側剖視圖。
如圖6的二點鏈線所示，保護膜105係形成於各構件本體110的頂面112及側周面113的全部區域。保護膜105的厚度並未被特別限定，例如可設為3μm至7μm。構成保護膜105的材料亦未被特別限定，典型上可適用鋁(aluminium)、鈦(titanium)、鉻(chrome)、銅、鋅、鉬(molybdenum)、鎳(nickel)、鎢(tungsten)、鉭(tantal)及其等的氧化物或氮化物等。
此時，黏著片22的第二黏著層222係藉由密接於構件本體110的底面111，而作為從構件本體110的周圍遮蔽複數個凸塊103的功能。因此，成膜時，可防止成膜材料 捲進構件本體110的底面111，並且可防止成膜料附著於凸塊103。
在上述成膜裝置中，典型上是使用濺鍍裝置或真空蒸鍍裝置。作為成膜裝置，較佳是可以收容複數片用以保持複數個構件本體110的工件保持體20的批式(batch type)成膜裝置。又，為了要在工件保持體20上的全部構件本體110之表面(頂面112及側周面113)適當地形成保護膜105，較佳是對濺鍍陰極(sputter cathode)等的成膜源構成能夠使工件保持體20在成膜室內旋轉、擺動等相對移動。作為如此的成膜裝置，例如能夠應用圓盤傳送帶型濺鍍裝置(carousel-type sputtering system)。
在上述成膜裝置中，亦可設置有對工件的表面進行前處理的處理部。作為處理部係可列舉離子束(ion beam)照射處理、電漿處理、蝕刻(etching)處理等，例如是以去除工件表面的油脂或異物以提高與保護膜的密接性的目的而實施。
圖7係顯示圓盤傳送帶型的濺鍍裝置之一例的概略結構圖。
在圖7所示的濺鍍裝置50中，在構成成膜室的真空室1的大致中央部係配置有作為支承體的旋轉滾筒(rotary drum)2，且朝向其旋轉方向依順序地設置有第一成膜區(zone)3、第二成膜區4、前處理區5。
旋轉滾筒2的周面2a係構成將複數個工件保持體20能夠裝卸地支承的支承面，且具備夾持器(clamper)等適當的固定機構。在旋轉滾筒2的內部係具有能夠將周面2a冷卻至指定溫度以下的冷卻源。該冷卻源，典型上是由冷卻水等的冷媒循環通路所構成。
第一成膜區3係具備：濺鍍陰極6，其包括二座電極；靶材(target)7，其配置於濺鍍陰極6的旋轉滾筒2側；AC電源8，用以對濺鍍陰極6施加交流電壓；以及氬氣(Ar gas)導入系統9，用以導入氬氣等。
同樣地，第二成膜區4係具備：濺鍍陰極10，其包括二座電極；靶材11，其配置於濺鍍陰極10的旋轉滾筒2側；AC電源12，用以對濺鍍陰極10施加交流電壓；以及氬氣導入系統13，用以導入氬氣等。
靶材7、11係由形成保護膜105的材料所構成。在第一成膜區3及第二成膜區4中，在靶材7、11與旋轉滾筒2之間係分別設置有開閉自如的擋門(shutter)17、18。
前處理區5係設置於第一成膜區3與第二成膜區4之間的適當位置，且包括離子束源15以及供該離子束源15所用的電源16。
另外，濺鍍陰極6、10、靶材7、11及交流電源8、12，係構成用以形成保護膜105的成膜源。雖然濺鍍陰極6、10都是由AC濺鍍源所構成，但是其中任一方或雙方亦可由DC濺鍍源所構成。又，亦可在靶材7、11的表面更進一步設置有用以形成磁場的磁控管(magnetron)磁路。
在使用成膜裝置50的保護膜105的成膜步驟中，分別黏著保持複數個構件本體110的複數個工件保持體20係沿著旋轉滾筒2的旋轉方向而排列於旋轉滾筒2的周面2a。然後，一邊使旋轉滾筒2朝向圖7之箭頭所示的方向以固定速度旋轉，一邊依順序地實施前處理區5中的離子束照射處理、第一及第二成膜區域3、4中的成膜處理。藉此，可在各工件保持體20上的各個構件本體110的表面(頂面112、側周面113)形成保護膜105。
在本實施形態中，工件保持體20係具備：熱傳導片212，其配置於保持器本體211與黏著片22之間。藉此，因能夠將構件本體110冷卻至指定溫度以下，故而能夠從電漿的熱中保護構件本體110，並且進行保護膜105的成膜。
如以上，可製造在構件本體110的表面形成有保護膜105的電子構件100。在成膜步驟完成後，工件保持體20係從旋轉滾筒2卸下，並且朝向成膜裝置50的外部搬出。 然後，從工件保持體20的黏著片22回收電子構件100。
回收方法並未被特別限定，典型上是使用筒夾(collet)等的構件吸附具使各電子構件從黏著片22剝離。
另外，第二黏著層222，亦可由黏著力依指定溫度以上的加熱處理或是紫外線的照射處理而降低的接著性樹脂材料所構成，在此情況下，具有容易回收電子構件100的優點。
[黏著片的更換]
圖8A至圖8C係說明黏著片22的更換步驟的工件保持體20的概略側剖視圖。
如圖8A所示，因在電子構件100被拆掉後的黏著片22之表面係存在有保護膜105、複數個凸塊103所引起的按壓痕107等，故而大多不耐重複使用。
於是，在本實施形態中，如圖8B所示，使用完成後的黏著片22係從保持器21(熱傳導片212)剝離，之後，如圖8C所示，使新的(未使用的)黏著片22黏貼於保持器21(熱傳導片212)。藉此，就可確保黏著薄片22的第二面22b(第二黏著層)的黏著力(第二黏著力)，還可確保對工件(構件本體110)的適當黏著保持力。
又，依據本實施形態，因可以利用黏著片22來保護保持器21的熱傳導片212，故而可以不用交換熱傳導片212地重複使用保持器21。從而，藉由將比較廉價的黏著片22作為交換對象構件，就能夠謀求生產成本的降低。
再者，依據本實施形態，有關黏著片22，因接著於保持器21的第一面22a(第一黏著層221)的第一黏著力之黏性係構成比保持構件本體110的第二面(第二黏著層222)的第二黏著力更低，故而即便是對比較大面積的保持器21仍能夠輕易地剝離黏著片22。藉此，能夠不損作業性地進行黏著片22的更換。
如以上，依據本實施形態的工件保持體20，就能夠保持構件本體110的保持力，並且輕易地進行黏著片22的更換。藉此，能夠適當地進行對構件本體110表面的成膜處理，並且藉由工件保持體20的再生作業之效率化而謀求生產性的提高。
以上，雖然已針對本發明的實施形態加以說明，但是本發明並非僅被限定於上述的實施形態，當然能夠施加各種變更。
例如，在以上的實施形態中，作為工件，雖然已列舉作為半導體封裝構件的構件本體110(電子構件100)為例來 加以說明，但是並未被限於此，本發明還能夠適用於如半導體晶圓或玻璃基板的板狀工件。
又，在以上的實施形態中，雖然已列舉主要供成膜處理的工件保持體為例來加以說明，但是並未被限於此，本發明還能夠適用於供蝕刻處理或電漿處理、電子束或離子束等的帶電粒子照射處理、進而噴砂處理(blasting)或空氣的噴射處理等之表面處理的工件保持體。
20‧‧‧工件保持體
21‧‧‧保持器
22‧‧‧黏著片
102‧‧‧配線基板
104‧‧‧樹脂體
110‧‧‧構件本體
111‧‧‧底面
112‧‧‧頂面
113‧‧‧側周面
211‧‧‧保持器本體
212‧‧‧熱傳導薄片
220‧‧‧基材
221‧‧‧第一黏著層
222‧‧‧第二黏著層

Claims (6)

  1. 一種工件保持體，係表面處理用的工件保持體，包括：保持器，係具有保持器本體和熱傳導片的積層構造；以及黏著片，係具有第一面及第二面，前述第一面係利用0.2N/25mm至3.5N/25mm的範圍內的剝離強度的第一黏著力來接著於前述熱傳導片，前述第二面係構成為能夠利用比前述第一黏著力更高的6.5N/25mm至12N/25mm的範圍內的剝離強度的第二黏著力來保持工件；前述保持器係具有能夠在同一面上保持複數個工件的板形狀。
  2. 如請求項1所記載之工件保持體，其中前述黏著片係具有：基材；第一黏著層，係構成前述第一面且積層於前述基材的一表面；以及第二黏著層，係構成前述第二面且積層於前述基材的另一表面。
  3. 如請求項1或2所記載之工件保持體，其中前述第二面係構成為能夠隨著前述工件的接合面的形狀而變形。
  4. 一種成膜裝置，具備：成膜室；成膜源，係設置於前述成膜室； 支承體，係設置於前述成膜室且具有能夠支承工件的支承面；以及工件保持體，係具有保持器及黏著片，前述保持器係具有保持器本體和熱傳導片的積層構造且構成為能夠對前述支承面裝卸，前述黏著片係具有第一面及第二面，前述第一面係利用0.2N/25mm至3.5N/25mm的範圍內的剝離強度的第一黏著力來接著於前述熱傳導片，前述第二面係構成為能夠利用比前述第一黏著力更高的6.5N/25mm至12N/25mm的範圍內的剝離強度的第二黏著力來保持前述工件；前述保持器係具有能夠在同一面上保持複數個工件的板形狀。
  5. 如請求項4所記載之成膜裝置，其中前述支承體係具有能夠冷卻前述支承面的冷卻機構。
  6. 如請求項5所記載之成膜裝置，其中前述支承體係包括：旋轉滾筒，係構成為能夠在前述成膜室內旋轉且使前述支承面形成於周面。
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