TWI804868B - 半導體零件的製造方法及複合晶圓 - Google Patents

Abstract

本發明抑製成品率的降低。半導體零件的製造方法中，使用複合晶圓1，該複合晶圓1包括含有接合半導體晶片30的多個配置區域P的基底晶圓10、及可裝卸地接合於基底晶圓10的支撐晶圓20。支撐晶圓20的厚度大於基底晶圓10的厚度。支撐晶圓20包括以俯視下包圍配置區域P的方式形成的熱障壁部21。半導體零件的製造方法包括：準備複合晶圓1的步驟S1～步驟S4、及使用熱硬化性的晶片接合構件41在配置區域P安裝半導體晶片30的步驟S5～步驟S8。

Description

半導體零件的製造方法及複合晶圓

本發明是有關於一種半導體零件的製造方法及複合晶圓。

在製造半導體零件的技術領域中，正在研究實現進一步的高功能化、小型化的半導體零件的製造技術。例如，專利文獻1揭示了製造積層了多個半導體晶片的半導體零件的技術。半導體晶片藉由熱硬化性的接合構件而相互接合。但是，若半導體晶片的積層數增加，則位於接近加熱部位的位置的接合構件與位於遠離加熱部位的位置的接合構件會產生溫度差。在專利文獻1中，關注此種課題，揭示了一種即使積層數多亦可適當地安裝多個半導體晶片的技術。

[現有技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2018-060952號公報

在製造半導體零件時，期望由一片半導體晶圓製造多個實現高功能化、小型化的半導體零件。因此，當在半導體晶圓上配置半導體晶片時，半導體晶片彼此的間隔盡可能地窄。

在相對於半導體基板安裝半導體晶片時，例如有時會對半導體晶片提供載荷。另外，有時亦對半導體晶片提供熱。在此種處理中，若半導體晶片彼此之間的間隔窄，則所述處理亦可能影響配置在作為處理對象的半導體晶片的周圍的半導體晶片。此種對非處理對象的半導體晶片的影響有可能成為半導體零件故障的主要原因。因此，有時會製造出有可能引起運行不良的半導體零件，從而成品率下降。

本發明的目的在於提供一種可抑製成品率降低且可減少半導體零件的數量的半導體零件的製造方法及複合晶圓。

作為本發明的一種方式的半導體零件的製造方法包括：準備複合晶圓的步驟，所述複合晶圓具有包括接合半導體晶片的多個配置區域的基底晶圓、及能夠裝卸地接合於基底晶圓的支撐晶圓，且支撐晶圓的厚度較基底晶圓的厚度大，支撐晶圓包括以俯視下包圍配置區域的方式形成的熱障壁部；以及使用熱硬化性的晶片接合構件在配置區域安裝半導體晶片的步驟。

在該製造方法中，基底晶圓接合在支撐晶圓上。支撐晶圓包括以包圍基底晶圓的配置區域的方式形成的熱障壁部。於是，藉由在某個配置區域中對熱硬化性的晶片接合構件施加熱， 在安裝半導體晶片時，熱障壁部抑制該熱對與某一配置區域鄰接的另一配置區域的影響。其結果，抑制了不希望的晶片接合構件的熱硬化的發生，因此，能夠以期望的方式安裝各個半導體晶片。因此，可抑製成品率的降低。

在一方式中，可為：支撐晶圓具有可裝卸地接合基底晶圓的支撐晶圓接合面及相對於支撐晶圓接合面為相反側的支撐晶圓背面，熱障壁部自支撐晶圓背面朝向支撐晶圓接合面延伸。根據該結構，可維持支撐晶圓接合面的平面度。

在一方式中，可為：熱障壁部包括在支撐晶圓背面具有開口的槽、及填充到槽中的模塑材料。根據該結構，可提高熱障壁部起到的熱遮蔽效果，並且抑制支撐晶圓的剛性的降低。

在一方式中，可為：熱障壁部是由在支撐晶圓背面具有開口的槽構成的空隙。根據該結構，可藉由簡單的結構獲得熱遮蔽效果。

在一方式中，可為：安裝半導體晶片的步驟包括在設定多個配置區域的基底晶圓的電路形成面配置晶片接合構件的步驟。根據該步驟，可抑制與進行熱硬化處理的晶片接合構件鄰接的另一晶片接合構件發生不希望的熱硬化。

在一方式中，可為：安裝半導體晶片的步驟包括：配置晶片接合構件的步驟；以及在晶片接合構件上載置半導體晶片之後，一邊朝向複合晶圓按壓半導體晶片一邊經由半導體晶片對晶片接合構件施加熱的步驟。根據該些步驟，可對基底安裝面一併 配置晶片接合構件。

在一方式中，可為：安裝半導體晶片的步驟包括在與基底晶圓接合面相對的半導體晶片的晶片接合面設置晶片接合構件的步驟；作為配置晶片接合構件的步驟，在電路形成面的配置區域載置設置有晶片接合構件的半導體晶片的步驟；以及一邊朝向複合晶圓按壓設置有晶片接合構件的半導體晶片一邊經由半導體晶片對晶片接合構件施加熱的步驟。根據該些步驟，可對每個半導體晶片配置晶片接合構件。

在一方式中，在載置半導體晶片的步驟中，可對一個配置區域配置一個設置有晶片接合構件的半導體晶片。根據該步驟，可製造結構簡單的半導體零件。

在一方式中，在載置半導體晶片的步驟中，可將設置有晶片接合構件的多個半導體晶片積層在一個配置區域。根據該步驟，可製造積層型的半導體零件。

作為本發明的另一方式的複合晶圓具有包括接合半導體晶片的多個配置區域的基底晶圓、及可裝卸地接合於基底晶圓的支撐晶圓，支撐晶圓的厚度大於基底晶圓的厚度，支撐晶圓包括以俯視下包圍配置區域的方式形成的熱障壁部。

支撐晶圓包括以包圍基底晶圓的配置區域的方式形成的熱障壁部。於是，藉由在某個配置區域中對熱硬化性的晶片接合構件施加熱，在安裝半導體晶片時，熱障壁部抑制該熱對與某個配置區域鄰接的另一配置區域的影響。其結果，抑制不希望的 晶片接合構件的熱硬化的產生，因此能夠以所希望的方式安裝各個半導體晶片。因此，可減少有可能引起運行不良的半導體零件的數量。其結果，可抑製成品率的降低。

根據本發明，提供一種可抑製成品率降低的半導體零件的製造方法及複合晶圓。

1、1E:複合晶圓

10:基底晶圓

10S:經切斷的基底晶圓

10a:電路形成面

10b:基底晶圓接合面

11:電極端子

20、20E:支撐晶圓

20a:支撐晶圓接合面

20b:支撐晶圓背面

20e:外周緣

20S:晶圓

21:熱障壁部

22:障壁

23:槽

23a:開口

23b:底面

24:模塑材料

25:無壁區域

26:有壁區域

27:非連接部分

28:突出部

30:半導體晶片

31b:晶片接合面

32:電極

33:凸塊

41:晶片接合構件

42:晶圓接合構件

50:暫時積層晶片

90:半導體零件

100:接合裝置

101:晶片載台

102:中間載台

103:接合載台

103a:光源

104:接合單元

104a:接合頭

104b:接合工具

104c:Z軸驅動機構

104d:攝像部

105:XY載台

106:控制部

110:晶圓

301:切割刀具

302:埋入區域

303:光源

H:熱

L:紫外線

N1、N2:面

N2a:面N2的一部分區域

P、P1、P2:配置區域

R1、R2:區域

S1~S11、S21~S23、S31、S32:步驟

圖1是表示用於半導體裝置的製造方法的接合裝置的概要圖。

圖2是自基底晶圓側觀察複合晶圓的立體圖。

圖3是自支撐晶圓側觀察複合晶圓的立體圖。

圖4是放大表示複合晶圓的支持晶圓的一部分的平面圖。

圖5是沿圖2的V-V線的剖面圖。

圖6的(a)、圖6的(b)及圖6的(c)是表示第一實施方式的半導體零件的製造方法中的準備複合晶圓的步驟的圖。

圖7的(a)是表示繼圖6的(c)之後的準備複合晶圓的步驟的圖。圖7的(b)及圖7的(c)是表示繼圖7的(a)之後的安裝半導體晶片的步驟的圖。

圖8的(a)、圖8的(b)及圖8的(c)是表示繼圖7的(c)之後的安裝半導體晶片的步驟的圖。

圖9的(a)及圖9的(b)是表示按每個半導體零件進行分割的步驟的圖。

圖10的(a)、圖10的(b)及圖10的(c)是表示繼圖9的(b)之後的按每個半導體零件進行分割的步驟的圖。

圖11的(a)是用於說明比較例的複合晶圓的作用效果的放大立體圖。圖11的(b)是用於說明實施方式的複合晶圓的作用效果的放大立體圖。

圖12的(a)及圖12的(b)是表示第二實施方式的半導體零件的製造方法中的安裝半導體晶片的步驟的圖。

圖13是表示繼圖12的(b)之後的安裝半導體晶片的步驟的圖。

圖14的(a)及圖14的(b)是表示第三實施方式的半導體零件的製造方法中的安裝半導體晶片的步驟的圖。

圖15的(a)及圖15的(b)是表示繼圖14的(b)之後的安裝半導體晶片的步驟的圖。

<第一實施方式>

以下，參照附圖詳細說明用於實施本發明的方式。附圖的說明中對同一要素標注同一符號，省略重覆的說明。

<接合裝置>

如圖1所示，接合裝置100在複合晶圓1上安裝作為電子零件的一例的半導體晶片30。藉由該安裝，可獲得包括複合晶圓1 的一部分及半導體晶片30的半導體零件90(參照圖10的(c))。在以下的說明中，將相互正交的X軸及Y軸設為與半導體晶片30的主面(或任一載台的主面)平行的方向。Z軸是與X軸及Y軸雙方垂直的方向。

首先，對接合裝置100進行說明。如圖1所示，接合裝置100包括晶片載台101、中間載台102、接合載台103、接合單元104、XY載台105、及接合控制部(以下簡稱為「控制部106」)。

包括多個半導體晶片30的晶圓110暫時載置在晶片載台101。晶圓110藉由貼附膜(未圖示)固定在晶片載台101。

中間載台102暫時載置半導體晶片30。中間載台102藉由未圖示的貼附膜可裝卸地保持半導體晶片30。中間載台102配置在晶片載台101與接合載台103之間。中間載台102構成為能夠藉由未圖示的線性馬達等驅動機構而在X軸方向及Y軸方向上移動。

在接合載台103上載置複合晶圓1。關於複合晶圓1，將在後面詳細說明。接合載台103藉由未圖示的貼附膜可裝卸地保持複合晶圓1。接合載台103藉由包括導軌的未圖示的驅動機構，能夠使複合晶圓1在X軸方向及/或Y軸方向上移動。另外，接合載台103可具有用於加熱複合晶圓1的加熱器。此外，接合載台103亦可具有向複合晶圓1照射紫外線的光源103a。

接合單元104具有接合頭104a、接合工具104b、Z軸驅動機構104c、及攝像部104d。接合頭104a安裝在XY載台105 上，能夠在X軸方向及Y軸方向上移動。接合工具104b經由Z軸驅動機構104c而安裝於接合頭104a。接合工具104b具有抽真空(air vacuum)功能及/或鼓風(air blow)功能。藉由該功能，接合工具104b可使半導體晶片30吸附或脫離。

攝像部104d亦安裝在接合頭104a上。即，當接合頭104a藉由XY載台105而移動時，安裝於接合頭104a的接合工具104b及攝像部104d亦同樣地移動。攝像部104d在Y軸方向上與接合工具104b隔開規定距離。攝像部104d對載置於中間載台102上的半導體晶片30進行攝像。另外，攝像部104d對載置於接合載台103上的半導體晶片30進行攝像。再者，攝像部104d亦可不固定在接合頭104a上。攝像部104d亦可與接合工具104b分開地移動。

<複合晶圓>

接著，詳細說明複合晶圓1。複合晶圓1是包括兩片半導體晶圓的複合半導體晶圓。具體而言，複合晶圓1包括基底晶圓10及支撐晶圓20。再者，複合晶圓1亦可包括由與半導體晶圓不同的材料形成的晶圓。例如，複合晶圓1亦可包括玻璃晶圓。

圖2是自基底晶圓10側觀察複合晶圓1的立體圖。基底晶圓10例如是矽製的薄膜晶圓。基底晶圓10在之後的步驟中被單片化，與半導體晶片30一起構成半導體零件90。基底晶圓10包括接合半導體晶片30的電路形成面10a、及接合於支撐晶圓20的基底晶圓接合面10b(參照圖5)。在電路形成面10a上設定 有呈二維狀排列的多個配置區域P。在一個配置區域P安裝一個或多個半導體晶片30。基底晶圓10的厚度例如為100μm左右。因此，為了使搬運時等的處理容易，將支撐晶圓20接合於基底晶圓10。

圖3是自支撐晶圓20側觀察複合晶圓1的立體圖。支撐晶圓20規定複合晶圓1的剛性。即，支撐晶圓20的剛性大於基底晶圓10的剛性。該剛性由支撐晶圓20的厚度帶來。即，支撐晶圓20的厚度大於基底晶圓10的厚度。例如，支撐晶圓20的厚度為500μm左右。支撐晶圓20可由與基底晶圓10相同的材料構成。根據該結構，基底晶圓10的熱膨脹係數與支撐晶圓20的熱膨脹係數相同。因而，熱處理時的基底晶圓10的熱變形量與支撐晶圓20的熱變形量的差分被消除，而可抑制在各個晶圓上產生由熱應力引起的損傷。在本實施方式中，支撐晶圓20包含矽。再者，支撐晶圓20的材料亦可與基底晶圓10的材料不同。例如，作為支撐晶圓20的材料，亦可使用玻璃。另外，除了厚度與基底晶圓10不同以外，支撐晶圓20的形狀與基底晶圓10相同。即，當重疊俯視支撐晶圓20與基底晶圓10時，該些的外形形狀一致。

支撐晶圓20具有支撐晶圓接合面20a(參照圖5)及支撐晶圓背面20b。在支撐晶圓接合面20a接合有基底晶圓10。支撐晶圓20與基底晶圓10不同，不構成半導體零件90。即，在製造半導體零件90的步驟的某個時間點(步驟S10：參照圖9的(b)等)去除支撐晶圓20。因此，在支撐晶圓20與基底晶圓10的接 合中，使用能夠控制接合強度的接合構件。例如使用能夠藉由照射紫外線來減弱接合強度的樹脂材料。為了進行此種光處理，支撐晶圓20使具有規定波長的光透過。

支撐晶圓20在其內部具有熱障壁部21。熱障壁部21包括設置成格子狀的多個障壁22。障壁22阻礙支撐晶圓20的直徑方向上的熱移動。多個障壁22所形成的格子與所述配置區域P對應。即，一個格子對應一個配置區域P。換言之，當俯視複合晶圓1時，熱障壁部21以包圍半導體晶片30的方式形成。

圖4是放大表示支撐晶圓背面20b的周邊部分的平面圖。如圖4所示，各個障壁22的端部不到達支撐晶圓20的外周緣20e。因此，在支撐晶圓20的外周形成未形成有障壁22的無壁區域25。即，支撐晶圓20包括形成有多個障壁22的有壁區域26及未形成有障壁22的無壁區域25。無壁區域25以包圍有壁區域26的方式形成為環狀。根據此種無壁區域25，可減小障壁22的形成對支撐晶圓20的剛性造成的影響的程度。換言之，可抑制支撐晶圓20的剛性的降低。

障壁22形成在與相互鄰接的半導體晶片30的間隙對應的區域。即，在障壁22上不配置半導體晶片30。障壁22的寬度可大於半導體晶片30之間的間隔，亦可小於半導體晶片30之間的間隔。另外，障壁22的寬度亦可與半導體晶片30彼此的間隔大致相同。

障壁22包括未完全包圍配置在最外側的配置區域P的 部分。例如，配置區域P1被障壁22包圍四邊。換言之，包圍配置區域P1的障壁22彼此相連。另一方面，配置區域P2亦在其周圍形成有障壁22。但是，配置區域P2在一部分邊的附近形成有障壁22。即，本實施方式中所說的「以包圍配置區域的方式」不僅包括如配置區域P1般在所有的四邊的附近形成有障壁22的情況，亦包括如配置區域P2等般在四邊中的一部分邊的附近形成有障壁22的情況。包圍配置區域P2的障壁22包括彼此不相連的非連接部分27。此種非連接部分27由障壁22的突出部28形成。

根據突出部28，可延長自一個配置區域P2到另一個配置區域P2的熱路徑。因此，可抑制施加到一個半導體晶片30的熱傳遞到另一個半導體晶片30。

而且，非連接部分27形成在相鄰處不存在半導體晶片30的邊側。根據此種非連接部分27，避免在接近支撐晶圓20的外周緣20e的區域形成導致剛性降低的槽23。因此，可抑制支撐晶圓20的剛性降低。

如圖5所示，障壁22由槽23及模塑材料24構成。槽23包括設置在支撐晶圓背面20b的開口23a、及形成在支撐晶圓接合面20a側的底面23b。即，槽23不到達支撐晶圓接合面20a。槽23的深度由自支撐晶圓背面20b到底面23b的距離規定。在本實施方式中，槽23的深度比支撐晶圓20的厚度的一半左右深。再者，槽23的深度可為支撐晶圓20的厚度的一半左右，亦可比支撐晶圓20的厚度的一半淺。

槽23中填充有樹脂等模塑材料24。模塑材料24補充隨著槽23的形成而降低的支撐晶圓20的剛性。進而，模塑材料24構成支撐晶圓20的直徑方向上的熱阻力部。因此，模塑材料24的熱傳導率顯著低於支撐晶圓20的熱傳導率。另外，模塑材料24的熱膨脹係數較佳為與支撐晶圓20的熱膨脹係數接近。藉由使用此種模塑材料24，可抑制由模塑材料24與支撐晶圓20的熱變形量的差引起的熱應力。

<半導體零件的製造方法>

繼而，參照圖6的(a)~圖10的(c)說明使用複合晶圓1的半導體零件90的製造方法。

<準備複合晶圓的步驟>

準備複合晶圓1(步驟S1~步驟S4)。首先，準備晶圓20S(步驟S1：圖6的(a))。然後，使用切割刀具301等在支撐晶圓背面20b上形成切口(槽23)(步驟S2：圖6的(b))。接著，使模塑材料24流入槽23(步驟S3：圖6的(c))。藉由以上步驟S1~步驟S3，獲得包括熱障壁部21的支撐晶圓20。接著，在支撐晶圓接合面20a上塗佈晶圓接合構件42。然後，將基底晶圓10接合到支撐晶圓20上(步驟S4：圖7的(a))。藉由以上步驟S1~步驟S4，獲得複合晶圓1。

<安裝半導體晶片的步驟>

接著，安裝半導體晶片(步驟S5~步驟S8)。首先，將複合晶圓1配置在接合載台103上(步驟S5：圖7的(b))。繼而，在 基底晶圓10的電路形成面10a上配置膜狀的晶片接合構件41(步驟S6：圖7的(c))。該晶片接合構件41例如是被稱為非導電薄膜(Non Conductive Film，NCF)的非導電性的膜材料。該晶片接合構件41在被夾在半導體晶片30與基底晶圓10之間後，藉由熱而硬化。

晶片接合構件41具有軟化開始溫度及硬化開始溫度。硬化開始溫度較軟化開始溫度高。當晶片接合構件41的溫度低於軟化開始溫度時，晶片接合構件41不發揮流動性，而是保持例如膜狀的形狀。當晶片接合構件41的溫度高於軟化開始溫度且低於硬化開始溫度時，晶片接合構件41發揮流動性。在該狀態下，晶片接合構件41容易相對於外力而變形。因此，能夠無間隙地填埋半導體晶片30與基底晶圓10之間的間隙。當晶片接合構件41的溫度高於硬化開始溫度時，晶片接合構件41逐漸硬化。

繼而，接合半導體晶片30(步驟S7、步驟S8)。接合裝置100藉由接合工具104b自中間載台102取下半導體晶片30。然後，接合裝置100將半導體晶片30載置於規定的配置區域P(步驟S7：圖8的(a))。接合裝置100不使半導體晶片30自接合工具104b分離，而連續地進行以下處理(步驟S8)。

如圖8的(b)所示，接合裝置100提高接合工具104b的溫度。隨著接合工具104b的溫度上升，晶片接合構件41的溫度變得高於軟化開始點時，晶片接合構件41發揮流動性。然後，接合裝置100將接合工具104b向複合晶圓1側按壓。其結果，已 發揮流動性的晶片接合構件41無間隙地填埋半導體晶片30與基底晶圓10的間隙。例如，接合工具104b施加於半導體晶片30的載荷被設定為如下程度：推開軟化的晶片接合構件41，形成於電極32的凸塊33與電極端子11接觸，且凸塊33不會發生大的變形。

進而，當接合工具104b的溫度上升，晶片接合構件41的溫度變得高於硬化開始溫度時，已發揮流動性的晶片接合構件41開始硬化。當接合工具104b的溫度進一步上升，凸塊33的溫度變得高於熔融溫度時，凸塊33熔融，與電極端子11密接。其結果，凸塊33與電極端子11電接合。然後，使接合工具104b自半導體晶片30分離。

此處，自接合頭104a提供的熱在複合晶圓1的內部傳遞，並欲向周圍擴散。在此種情況下，在複合晶圓1的直徑方向上，藉由熱障壁部21抑制熱擴散。即，熱難以移動至與進行了半導體晶片30的接合的配置區域P鄰接的配置區域P。其結果，抑制鄰接的配置區域P的晶片接合構件41的溫度上升，因此抑制不希望的晶片接合構件41的熱硬化的發生。該抑制效果特別在接合工具104b的溫度較晶片接合構件41的硬化開始溫度高的情況下、或者接合工具104b的溫度較凸塊33的熔融溫度高的情況下有效。再者，關於熱障壁部21的作用將在後面詳細說明。

然後，關於配置區域P，依次接合半導體晶片30。其結果，對基底晶圓10機械地及電氣地接合多個半導體晶片30(參照 圖8的(c))。

繼而，對每個半導體零件90進行分割(步驟S9~步驟S11)。首先，形成埋入區域302(步驟S9：圖9的(a))。在該步驟S9中，以覆蓋基底晶圓10的電路形成面10a及半導體晶片30的方式形成埋入區域302。埋入區域302例如可包含樹脂材料。繼而，自支撐晶圓20取下基底晶圓10。在該步驟S10中，藉由光源303自支撐晶圓20的支撐晶圓背面20b照射紫外線L(步驟S10：圖9的(b))。其結果，晶圓接合構件42的接合強度降低，因此能夠自支撐晶圓20取下基底晶圓10(參照圖10的(a))。繼而，使用切割刀具301等分割半導體零件90(步驟S11：圖10的(b))。其結果，可獲得經單片化的多個半導體零件90(參照圖10的(c))。經切斷的半導體零件90以半導體晶片30藉由經切斷的基底晶圓10S來連接的狀態來單片化。

<作用效果>

半導體零件的製造方法使用複合晶圓1，該複合晶圓1具有：包括接合半導體晶片30的多個配置區域P的基底晶圓10；以及可裝卸地接合於基底晶圓10的支撐晶圓20。支撐晶圓20的厚度大於基底晶圓10的厚度。支撐晶圓20包括以俯視下包圍配置區域P的方式形成的熱障壁部21。然後，半導體零件90的製造方法包括：準備複合晶圓1的步驟(步驟S1~步驟S4)；及使用熱硬化性的晶片接合構件41在配置區域P安裝半導體晶片30的步驟(步驟S5~步驟S8)。

在該製造方法中，基底晶圓10接合於支撐晶圓20。支撐晶圓20包括以包圍基底晶圓10的配置區域P的方式形成的熱障壁部21。如此，藉由在某一配置區域P中對熱硬化性的晶片接合構件41施加熱，在安裝半導體晶片30時，熱障壁部21抑制該熱對與某一配置區域P鄰接的另一配置區域P的造成的影響。

更詳細地說明熱障壁部21的作用。圖11的(a)是放大表示比較例的複合晶圓1E的一部分的立體圖。比較例的複合晶圓1E不具有熱障壁部21。設某一區域R1是自接合工具104b接受熱的受熱面。在此種情況下，設為熱欲在基底晶圓10及支撐晶圓20E的內部擴散。例如，關注自某一區域R1朝向鄰接的區域R2的方向。若定義每單位面積內流動的熱量(q：熱通量)，熱H的移動由式(1)表示。

q=Q/A…(1)

q：熱通量

Q：熱量

A：面積

另外，關於熱移動的傅立葉定律由式(2)表示。

q=-λ×dT/dx…(2)

λ：熱傳導率

dT/dx：熱梯度

根據式(1)、式(2)，可獲得式(3)。

Q=-λ×dT/dx×A…(3)

即，移動的熱量(Q)與面積及溫度梯度成比例。

如此，熱H自某一區域R1向鄰接的區域R2移動時，若限制有助於熱移動的面積，則移動的熱量(Q)亦受到限制。在圖11的(a)所示的結構中，例如規定位於自某一區域R1到鄰接的區域R2之間的面N1。該面N1包括基底晶圓10及支撐晶圓20E。而且，若設基底晶圓10及支撐晶圓20E為相同的材料(矽)，則可規定整個面N1有助於熱移動。在此種結構中，自某一區域R1向鄰接的區域R2移動的熱量(Q)變大。於是，在鄰接的區域R2的一部分中，有可能產生不希望的晶片接合構件41的熱硬化。若對局部發生熱硬化的晶片接合構件41進行原本的接合處理，則亦可能存在無法形成所期望的接合狀態的情況。例如，亦可能半導體晶片30產生傾斜，從而產生凸塊33與電極端子11的接觸不良。

另一方面，圖11的(b)是放大表示實施方式的複合晶圓1的一部分的立體圖。在圖11的(b)所示的結構中，規定位於自某一區域R1到鄰接的區域R2之間的面N2。除了基底晶圓10及支撐晶圓20之外，該面N2還包括障壁22。如上所述，若設基底晶圓10及支撐晶圓20是相同的材料(矽)，則可規定為面N2的一部分區域N2a有助於熱移動。另一方面，障壁22的熱阻力較基底晶圓10及支撐晶圓20大，因此可視為實質上對熱移動沒有貢獻。於是，實施方式的複合晶圓1中的有助於熱移動的面積由於障壁22而變得較比較例的複合晶圓1小。因此，隨著面積 的減少，移動的熱量(Q)亦減少。

其結果，可抑制由某一區域R1中的加熱引起的鄰接區域R2的溫度上升的程度。而且，由於抑制不希望的晶片接合構件41的熱硬化的產生，因此能夠以所希望的方式安裝各個半導體晶片30。因此，可減少有可能引起運行不良的半導體零件90的數量。其結果，可抑製成品率的降低。

即，藉由熱障壁部21，熱難以自提供熱的配置區域P移動。然後，熱容易停留在被障壁22包圍的區域。其結果，可適當地加熱半導體晶片30及晶片接合構件41。具體而言，可減小在半導體晶片30及晶片接合構件41中可產生的溫度差。在積層後述的第三實施方式中製造的多個半導體晶片30的情況下，該效果特別有效。

支撐晶圓20包括可裝卸地接合基底晶圓10的支撐晶圓接合面20a、及相對於支撐晶圓接合面20a為相反側的支撐晶圓背面20b。熱障壁部21自支撐晶圓背面20b朝向支撐晶圓接合面20a延伸。根據該結構，可維持支撐晶圓接合面20a的平面度。

熱障壁部21包括在支撐晶圓背面20b具有開口23a的槽23、及填充在槽23中的模塑材料24。根據該結構，可提高熱障壁部21起到的熱遮蔽效果，並且抑制支撐晶圓20的剛性的降低。

<第二實施方式>

第二實施方式的半導體零件的製造方法中，安裝半導體晶片 30的步驟的詳細情況與第一實施方式的半導體零件的製造方法不同。以下，對不同的步驟進行詳細說明，對與第一實施方式相同的步驟適當省略說明。

首先，準備複合晶圓1(步驟S1~步驟S4)。該步驟S1~步驟S4與第一實施方式相同。

接著，安裝半導體晶片30(步驟S21~步驟S23)。在第一實施方式中，在將晶片接合構件41設置在基底晶圓10上之後，將半導體晶片30配置在基底晶圓10上。在第二實施方式中，首先，在半導體晶片30上設置晶片接合構件41。然後，將具有晶片接合構件41的半導體晶片30載置到基底晶圓10上。

更詳細而言，首先，在晶片接合面31b上設置晶片接合構件41(步驟S21：圖12的(a))。藉由該步驟S21，獲得具有晶片接合構件41的半導體晶片30。接著，將具有晶片接合構件41的半導體晶片30依次配置在基底晶圓10(步驟S22：圖12的(b))。此時，半導體晶片30被暫時接合在基底晶圓10。暫時接合是指將晶片接合構件41的溫度加熱到高於軟化開始溫度且低於硬化開始溫度的溫度的處理。反覆執行步驟S22，直到預定的半導體晶片30的配置全部完成為止。

繼而，依次接合半導體晶片30(步驟S23：圖13)。在該步驟S23中，將接合工具104b的溫度設定得較硬化開始溫度高，並且較熔融溫度高。例如，在進行半導體晶片30的接合時，存在與接合中的半導體晶片30鄰接的另一半導體晶片30。即，進 行半導體晶片30的接合時，在相鄰的配置區域P存在未硬化的晶片接合構件41。但是，由於複合晶圓1具備熱障壁部21，因此熱對存在於相鄰的配置區域P的晶片接合構件41的影響得到抑制。即，當進行半導體晶片30的接合時，抑制在相鄰的半導體晶片30中發生晶片接合構件41的不希望的熱硬化。

然後，在所有的半導體晶片30的接合作業結束後，進行切出半導體零件90的步驟(步驟S9~步驟S11)。該些步驟S9~步驟S11與第一實施方式相同。

根據第二實施方式的半導體零件90的製造方法，亦可獲得與第一實施方式相同的效果。即，複合晶圓1可有效地適用於在進行晶片接合構件41的熱硬化處理時，在與處理對象鄰接的配置區域P存在另一晶片接合構件41的情況。

<第三實施方式>

第三實施方式的半導體零件的製造方法中，所製造的半導體零件90的結構與藉由第一實施方式的方法製造的半導體零件90的結構不同。因此，在第三實施方式中安裝半導體晶片30的步驟的一部分與第一實施方式的安裝半導體晶片30的步驟不同。以下，對不同步驟進行詳細說明，對與第一實施方式相同的步驟適當省略說明。

首先，準備複合晶圓1(步驟S1~步驟S4)。該步驟S1~步驟S4與第一實施方式相同。

接著，安裝半導體晶片30(步驟S31、步驟S32)。由 第三實施方式的方法製造的半導體零件90是積層了多個半導體晶片30的晶片積層體。即，在第三實施方式中，採用所謂的集中接合(collective bonding)方式。

首先，在某一配置區域P積層多個半導體晶片30(步驟S31：參照圖14的(a))。如圖14的(a)所示，首先，將第一半導體晶片30暫時接合在配置區域P。接著，在第一半導體晶片30上暫時接合第二半導體晶片30。然後，如圖14的(b)所示，在第二半導體晶片30上暫時接合第三半導體晶片30。其結果，如圖15的(a)所示，獲得了暫時接合多個半導體晶片30的暫時積層晶片50。在每個配置區域P實施該步驟S31。

接著，進行正式接合(步驟S32：圖15的(b))。在該步驟S32中，將接合工具104b的溫度設定為較硬化開始溫度高，並且較熔融溫度高。

然後，在所有半導體晶片30的接合作業結束後，進行切出半導體零件90的步驟(步驟S9~步驟S11)。該些步驟S9~步驟S11與第一實施方式相同。

以上，對半導體零件的製造方法進行了說明，但是半導體零件的製造方法並不限定於所述實施方式，亦可以以各種方式實施。例如，熱障壁部21亦可以是僅由槽23構成的空隙。

10:基底晶圓

10a:電路形成面

10b:基底晶圓接合面

11:電極端子

20:支撐晶圓

20a:支撐晶圓接合面

20b:支撐晶圓背面

21:熱障壁部

22:障壁

23:槽

23a:開口

23b:底面

24:模塑材料

30:半導體晶片

31b:晶片接合面

32:電極

33:凸塊

41:晶片接合構件

Claims (10)

1. 一種半導體零件的製造方法，包括：準備複合晶圓的步驟，所述複合晶圓包括含有接合半導體晶片的多個配置區域的基底晶圓、及能夠裝卸地接合於所述基底晶圓的支撐晶圓，且所述支撐晶圓的厚度大於所述基底晶圓的厚度，所述支撐晶圓包括以俯視下包圍所述配置區域的方式形成的熱障壁部；以及使用熱硬化性的晶片接合構件在所述配置區域安裝所述半導體晶片的步驟。
2. 如請求項1所述的半導體零件的製造方法，其中所述支撐晶圓具有能夠裝卸地接合所述基底晶圓的支撐晶圓接合面、及相對於所述支撐晶圓接合面為相反側的支撐晶圓背面，所述熱障壁部自所述支撐晶圓背面朝向所述支撐晶圓接合面延伸。
3. 如請求項2所述的半導體零件的製造方法，其中所述熱障壁部由在所述支撐晶圓背面具有開口的槽、及填充在所述槽中的模塑材料構成。
4. 如請求項2所述的半導體零件的製造方法，其中所述熱障壁部是由在所述支撐晶圓背面具有開口的槽構成的空隙。
5. 如請求項1至請求項4中任一項所述的半導體零件的製造方法，其中安裝所述半導體晶片的步驟包括在設定所述多個配置區域的所述基底晶圓的基底晶圓接合面配置所述晶片接合 構件的步驟。
6. 如請求項5所述的半導體零件的製造方法，其中安裝所述半導體晶片的步驟包括：配置所述晶片接合構件的步驟；以及在將所述半導體晶片載置於所述晶片接合構件之後，一邊朝向所述複合晶圓按壓所述半導體晶片一邊經由所述半導體晶片對所述晶片接合構件施加熱的步驟。
7. 如請求項5所述的半導體零件的製造方法，其中安裝所述半導體晶片的步驟包括：在與所述基底晶圓接合面相對的所述半導體晶片的晶片接合面設置所述晶片接合構件的步驟；作為配置所述晶片接合構件的步驟而將設有所述晶片接合構件的所述半導體晶片載置於電路形成面的所述配置區域的步驟；以及一邊朝向所述複合晶圓按壓設有所述晶片接合構件的所述半導體晶片，一邊經由所述半導體晶片對所述晶片接合構件施加熱的步驟。
8. 如請求項7所述的半導體零件的製造方法，其中在載置所述半導體晶片的步驟中，對一個所述配置區域配置一個設置有所述晶片接合構件的所述半導體晶片。
9. 如請求項7所述的半導體零件的製造方法，其中在載置所述半導體晶片的步驟中，對一個所述配置區域，積層設置 有所述晶片接合構件的多個所述半導體晶片。
10. 一種複合晶圓，包括：基底晶圓，包括接合半導體晶片的多個配置區域；以及支撐晶圓，能夠裝卸地接合於所述基底晶圓，且所述支撐晶圓的厚度大於所述基底晶圓的厚度，所述支撐晶圓包括以俯視下包圍所述配置區域的方式形成的熱障壁部。

Images