TWI228485B - Film lamination apparatus and method and a manufacturing method of a semiconductor apparatus - Google Patents

Description

1228485 玖、發明說明： I：發明戶斤屬之技術領域3

本發明有關一種用以將薄膜層化於半導體基材上之方法 及裝置，以及一種使用薄膜層化方法來製造半導體元件之方 5 法，更特定地，本發明有關一種將諸如晶粒黏結薄片材料或固 定薄膜等晶粒黏結薄膜層化至半導體基材之背面上之方法。 ϋ先前U 於諸如半導體積體電路(1C)等半導體元件之製造過程中， 諸如電晶體、電阻等之電路單元，及用以互相連結電路單元與 10 其他外部連結電極之佈線層係被形成於如矽晶圓半導體基材 之一主要表面上，如此數個半導體單元區域被形成於數個主要 表面中之一者上。 之後，於所謂後段製程中，基材之薄化係藉由研磨半導體 基材之另一主要表面（背面）完成，而晶片之切分係藉由劃分（切 15 割）各半導體单元區域完成’且更進一步地使各半導體晶片被 封裝或納置進一容器。 於此後段製程中，封裝半導體晶片或納置半導體晶片進容 器時，進入一製程其半導體晶片被穩固地附接於引線框或如樹 脂基材或陶瓷基材之支撐基材上。通常，用以固定晶片之膏或 20 薄膜被事先施加於引線框之晶粒平台或支撐基材之晶片黏結 部分上，且，之後，晶片被安裝及固定。 因此，半導體單元之安裝及固定製程為複雜且棘手。 為試圖增加半導體單元安裝及黏著製程之效率，於半導體 基材切割製程前，建議施加或層化晶粒黏結薄膜（晶粒黏結薄 1228485 片材料、固定薄膜）於半導體基材之整個背面上，且，之後， 執行切割製程。 如上述之方法，用以黏著之黏著層被提供於各切分之半導 體晶片之背面上。因此，半導體晶片可被容易地安裝及固定於 5 晶粒平台或支撐基材之晶片安裝部分上，其結果是增加組裝製 程之效率。 應提醒晶粒黏結薄膜係由，例如，環氧樹脂做為主體，且 藉由被加熱產生黏著力。 於晶粒黏結薄膜至半導體基材背面上之層化製程，如第1 10 圖所示，背研半導體基材1後於層化晶粒黏結薄膜2之製程， 藉由來自半導體基材1底部表面之加熱器加熱半導體基材1之 整個表面時，晶粒黏結薄膜2利用壓安排於半導體基材1上倚 靠晶粒黏結薄膜2之橡膠製輥3被層化於半導體基材之上方表 面上。亦即，其係藉由加熱上面附著工工作品被嵌入熱產生器 15 (加熱器）之檯4以加熱工工作品（半導體基材）之方法。此 一方法被揭露於曰本早期公開專利申請案號2002-76096。 若工作品具足夠強度，上述方法便無問題。然而，若半導 體基材為薄且強度降低，由於半導體基材於層化晶粒黏結薄膜 製程中被完全加熱時由熱膨脹導致之熱應力，會有半導體基材 20 裂開之問題。 作為解決此問題之手段，建議一方法，其中半導體基材1 之整個底部表面上半導體表面之黏著及固定未被執行且，反 而，晶粒黏結薄膜2藉由熱源或熱產生部件被併入如第2圖所 示之金屬製壓輥3A加熱。此時，不需併入熱源進檯4A。 1228485 此外，建議另一方法，其中晶粒黏結薄膜2在壓輥3於壓 輥3移動方向前立即吹熱空氣至於一位置之晶粒黏結薄膜或半 導體基材1上時藉由加熱層化。 再者，日本專利公開案7-25463號建議一方法，其中安排 5 具有不同寬度之數個輥以便自具有較小寬度輥起藉由持續地 壓輥至晶粒黏結薄膜以層化晶粒黏結薄膜。當避免空氣進入晶 粒黏結薄膜與包覆之半導體基材間時，此方法於層化晶粒黏結 薄膜特別有效。 隨電子設備之微型化及加速化，被併入電子設備之半導體 10 元件需要更微型化及高密度安裝。為此因，有薄化半導體元件 之需求。然而，難以在薄的半導體基材上藉由使用上述習用方 法層化晶粒黏著薄膜。 如上述，若半導體基材之整個表面被加熱，由於熱應力半 導體基材因而裂開。因此，為避免此問題，只要藉由併入壓輥 15 熱源部分加熱半導體基材以層化晶粒黏結薄膜為有效。 然而，將熱源併入進壓輥時，壓輥必須由具有高於層化所 需溫度之对熱材料形成。現在使用之晶粒黏結薄膜需要約18 0 °c之加熱溫度。壓輥之材料，在使用此薄膜時，受限於像是金 屬或具有相符金屬耐熱溫度之材料。 20 此外，輥之表面需要高平坦度，其係由像是金屬之硬材料 形成。例如，於層化晶粒黏結薄膜至具有200毫米直徑之半導 體基材時，難以維持輥之表面於高平坦度因為輥之寬度必須為 200毫求或更多。 亦即，若使用具有高溫之薄膜以層化，當熱源被併進用以 1228485

層化之壓輥時（參照第2圖），考量壓輥之熱導性壓輥必須由 如金屬之耐熱材料形成。為了使層化不會有空氣或皺紋於基材 之整個表面，金屬製之壓輥及半導體基材需要微米級之表面平 坦度。然而，所有金屬製輥、半導體基材及其上附著半導體基 5 材之夾盤台被視為堅固構件，且其難以僅藉由增加上述各零件 之表面平坦度滿足層化所需之高平坦度。因此，可有於壓輥部 分接觸半導體基材大區域範圍内一末端之位置。此壓輥之部分 接觸可參照為一侧邊接觸。結果，有空氣氣泡或敵紋形成於層 化晶粒黏結薄膜之問題。 10 若晶粒黏結薄膜及基材藉由於輥前立即吹熱空氣加熱（參

照第3圖），上述有關表面平坦度之問題可藉由橡膠材料形成 之輥解決。於一情形，其中吹高溫熱空氣為層化晶粒黏結薄膜 之一條件，若晶粒黏結薄膜為厚亦無問題。然而，若晶粒黏結 薄膜為薄，吹熱空氣部分發生延伸情形，導致部分非常薄之薄 15 膜。最糟之情形，可發生晶粒黏結薄膜融化之問題。此外，既 然晶粒黏結薄膜於未來傾向較薄，預料此問題將變的更令人注 意。 使用由橡膠材料形成壓輥之方法有另一問題。亦即，有一 問題於，視壓輥之表面狀況而定，晶粒黏結薄膜不只可黏著於 20 半導體基材亦可黏著於壓輥上。此問題可藉由施用特殊製程避 免之，如塗層於壓輥之表面上以便促進晶粒黏結薄膜及壓輥間 之可分離性。然而，發現無一種表面處理可適用於橡膠製輥之

表面且又促進可分離性。 I：發明内容I 8 1228485 本發明之一般目標為提供一改良且有用之薄膜層化裝置 及可消除上述問題之方法。 本發明之一更特定目標為提供一薄膜層化裝置及方法其 無壓薄膜以層化壓輥之一側邊接觸。 5 為達上述目標，提供如本發明薄膜層化方法以藉由使用可 轉動具有熱產生部件於其中之輥以層化於半導體基材主要表 面上之薄膜，薄膜層化方法包含：當藉由熱產生部件產生熱 時，壓輥至被安置於半導體基材主要表面上之薄膜上；並滾動 於薄膜上之輥以便藉由來自熱產生部件之熱來層化半導體基 10 材上之薄膜。 如本發明之薄膜層化方法中，輥可包括圓柱形金屬本體及 形成於圓柱形金屬構件外表面上之樹脂層，而其中熱產生部件 可設於圓柱形金屬構件之中心部分，以便朝圓柱形金屬構件之 軸方向而延伸。樹脂層可由氟化物樹脂形成。報可為圓柱形彈 15 性構件，且可安排數個熱產生部件靠近圓柱形彈性構件之外表 面。輥可包括數個各自具有小於半導體基材寬度之寬度之短 輥，以使得該薄膜係藉由令該等短輥順序地輾壓在被安置於該 半導體基材之主要表面上之薄膜上，並令該等短輥滾動於該薄 膜上，而被層化於該半導體基材上。 20 如上述發明，藉由設於輥之熱產生部件加熱薄膜時，薄膜 藉由輥將薄膜輾壓於半導體基材上，而被層化於半導體基材 上。因此，薄膜係於層化與輥移動同步進行的位置處被輥所部 分加熱。因此，薄膜可被層化於半導體基材上不會產生氣泡或 皺紋。 9 1228485 本發明之另一觀點係提供一種薄膜層化方法，藉由使用檯 支撐半導體基材及轉動輥，而將薄膜層化於半導體基材之主要 表面上，該檯具有數個熱產生部件於其中，該薄膜層化方法包 含令該輥輾壓在被安置於該半導體基材之主要表面上之薄膜 5 上，並令該輥滾動於該薄膜上，同時回應該親之移動而選擇性 地啟動該等熱產生部件，以便藉由來自於該等熱產生部件之熱 來層化位於該半導體基材上之薄膜。可將熱產生部件配置成為 平行於一垂直於層化方向之方向，並彼此隔熱。 如上述發明，加熱安置於設有熱產生部件之檯上之半導體 10 基材時，薄膜藉由令輥將薄膜輾壓至半導體基材上而被層化於 半導體基材上。半導體基材係被該等與輥之移動而選擇且順序 地被同步啟動之熱產生部件中之一者所部分加熱。因此，薄膜 可被層化於半導體基材上，而不會產生空氣氣泡或皺紋。 此外，提供如本發明另一觀點之薄膜層化方法，係藉由使 15 用一滾動輥及一支撐該半導體基材之檯，一被可移動地設於該 檯下方之熱產生部件，該薄膜層化方法包含令該輥輾壓在被安 置於該半導體基材之主要表面上之薄膜上，並令該輥滚動於該 薄膜上，同時回應該輥之移動而移動該熱產生部件，以便藉由 來自該熱產生部件之熱來層化位於半導體基材上之薄膜。 20 如上述發明，當藉由與輥移動同步移動之熱產生部件部分 加熱半導體基材時，薄膜可藉由壓薄膜被層化於半導體基材 上。因此，薄膜可被層化於半導體基材上，而不會產生空氣氣 泡或皺紋。 而且，提供如本發明另一觀點薄膜層化裝置其包含有：其 1228485 上要被加工之半導體基材被安置及固定之檯；及滾動於附著薄 膜上蚪，壓附著薄膜至半導體基材上之輥，其中輥包括：圓柱 形孟屬構件，提供於圓柱形金屬構件之熱產生部件；及覆蓋圓 柱形金屬構件外表面之樹脂層。 5 10 15 如上述發明，既然具有彈性之樹脂層被提供於圓柱形金屬 構件周圍，不平坦被樹脂層之彈性所吸收。因此，附著薄膜可 被層化於半導體基材上不會產生空氣氣泡或敵紋。 此外，提供如本發明另一觀點薄膜層化裝置其包含有：其 安置及g]定要被加工之半導體基材之檯；及滾動於附著薄膜 W壓附者賴至半導體基材上之報，其中輕包括：圓柱形 5早性構件；提供於圓柱形·構件之熱產生部件。 另外’提供如本發明之薄膜層化裝置其包含有··其上安置 要被加工之半導體基材之檯；及於附著薄膜上滾動時， 具有數個各壓附著薄膜至半導體基材上短輥之_成，其中親 =包括數個平行垂直於層化方向之方向之熱產生棒，教產生 :生’如此部分㈣形金屬構件以熱 干〜平田乃问立相重疊。 如上述發明， 附著薄膜可藉由具有小寬度之 壓附著薄膜被層化於半導體基材要被加工之整個表面部分 半導體基材被部分加熱且短輕被部分壓至附著^既然 跟隨附著薄膜表面之不平坦，且，因此，於附著二_可 泡或皺紋之產生。 者，專肤郑空氣氣 此外，提供如本發明 其上安置及固定要被加工 另 觀點之薄膜層化裝置其包含有： 之半導體基材之檯；於 ▲ 久附者溽膜上滾 1228485 動時，壓附著薄膜至半導體基材上之輥；及提供於檯之熱產生 部件，其中熱產生部件被分成數個以輥移動方向安排之小型熱 產生部件。 如上述發明，加熱安置於提供小型熱產生部件之檯上之半 5 導體基材時，薄膜藉由輥壓薄膜至半導體基材上被層化至半導 體基材上。半導體基材係被與輥之移動而選擇且順序地同步啟 動之小型熱產生部件中之一者所部分加熱。因此，可層化薄膜 於半導體基材上，而不會產生空氣氣泡或皺紋。 此外，提供如本發明另一觀點之薄膜層化裝置其包含有： 10 其上安置及固定要被加工之半導體基材之檯；於附著薄膜上滾 動時，壓附著薄膜至半導體基材上之輥；及提供於檯下方之熱 產生部件，熱產生部件係可回應輥之移動而移動。 如上述發明，藉由與輥移動同步移動之熱產生部件部分加 熱半導體基材時，薄膜可藉由壓薄膜被層化於半導體基材上。 15 因此，可層化薄膜於半導體基材上不會產生空氣氣泡或皺紋。 此外，提供如本發明另一觀點之半導體元件製造方法，包 含之步驟·研磨半導體基材之另一主要表面以便薄化半導體基 材；施加附著薄膜至半導體基材之另一主要表面上；並將半導 體基材切分成數個半導體單元，其中附著薄膜藉由具有熱產生 20 部件於其中之轉動輥且於熱產生部件產生熱時滚動於附著薄 膜上之輥壓安置於半導體基材另一主要表面上之附著薄膜被 層化於半導體基材上。 此外，提供如本發明另一觀點之半導體元件製造方法，包 含之步驟：研磨半導體基材之另一主要表面以便薄化半導體基 1228485 材；施加附著薄膜至半導體基材之另一主要表面上；並將半導 體基材切分成數個半導體單元，其中附著薄膜藉由滾動輥壓安 置於用以支撐半導體基材之檯上之半導體基材另一主要表面 上之附著薄膜並依輥之移動反應移動提供於檯下方之熱產生 5 部件時滾動於附著薄膜上之輥被層化於半導體基材上，熱產生 部件於移動時產生熱。 而且，提供如本發明另一觀點之半導體元件製造方法，包 含之步驟：研磨半導體基材之另一主要表面以便薄化半導體基 材；施加附著薄膜至半導體基材之另一主要表面上；並將半導 10 體基材切分成數個半導體單元，其中依輥移動之反應移動提供 於檯下方之熱產生部件時，附著薄膜藉由轉動輥壓放置在用以 支撐半導體基材之检上之半導體基材之另一主要表面上之附 著薄膜被層化於半導體基材上，熱產生部件產生熱於移動時。 當與附圖連結閱讀時，本發明之其他目標、特色及優點將 15 自隨後詳細描述而變得更明白。 圖式簡單說明 第1圖係一圖解顯示一習用薄膜層化裝置設有併入一熱源 之一檯； 第2圖係一圖解顯示一習用薄膜層化裝置設有併入一熱源 20 之一壓輥； 第3圖係一圖解顯示一吹熱空氣至薄膜之習用薄膜層化裝 置； 第4圖係一用以執行如本發明第一實施例薄膜層化方法之 壓輥透視圖； 1228485 第5圖係用以執仃如本發明第二實施例薄膜層化方法之 壓輥透視圖； 弟6圖係一曲線圖顯示藉由加熱其整個表面具有200毫来 直徑之矽半導體基材之移位之研究結果； 5第7圖係—曲線圖顯示切半導體基材藉由2GGt之熱源局 部加熱時矽半導體基材溫度之變化； 第8A圖一係執行如本發明第三實施例薄膜層化方法之薄膜 層化裝置之平面圖； 第8B圖係-顯示於第8A圖薄膜層化裝置之前視圖； 1〇々第^圖係一顯示於第8A圖薄膜層化裝置之側視圖； 第9A圖係、執仃如本發明第四實施例薄膜層化方法之薄膜 層化裝置之平面圖； 第9B圖係-薄膜層化裝置拿出第9a圖之線η之橫截面 圖； 15 ㈣圖係—顯示於第9八及犯圖被嵌入加熱器之檯之加敎 時間曲線圖； 第11Α圖係-執行如本發明第5實施例薄膜層化方法之薄 膜層化裝置之平面圖；及 第ία圖係-薄膜層化裝置拿出第ιια圖之線㈣之 20 面圖。 t實施方式】 現在將芩考本發明實施例之附圖給予說明。 第4圖顯示如本發明第一實施例執行薄膜層化方法 10之架構。 & 14 1228485 如本實施例壓輥10之主要部分係由具有20-50毫米直徑 之圓柱形鋁合金製成。加熱器11被嵌進輥主要部分12之中心 部分（中心軸）而提供，有相符於輥主要部分11之長度。壓輥 10主要部分12之外表面以具有0.1-0.3毫米厚度之氟化物樹脂 5 層13之塗層覆蓋。壓輥10被用於如第2圖所示之薄膜層化裝 置，其藉由更換習用輥執行習用方法。

如使用根據本發明壓輥10之層化方法，由加熱器11產生 之熱被有效地導至壓輥10之外表面，因為輥主要部分12係由 金屬製成。 10 並且，因為氟化物樹脂層13被提供於壓輥10主要部分 12之外表面，可促進壓輥10及晶粒黏結薄膜間之可分離性。 而且，層化操作期間輥主要部分12外表面之不平坦可由 樹脂層13之彈性變形吸收。 因此，輥主要部分12之外表面不需高精確表面平坦度， 15 且，因此，壓輥10可以低成本生產。

當使用如本發明第一實施例之壓輥10層化晶粒黏結薄膜 時，參照上述於第2圖所示之架構，要被加工之半導體基材1 主要表面（單元形成表面）事先以保護帶覆蓋且，之後，半導 體基材1之背面被真空吸引且固定於檯4A之上。較佳地，如 20 不鑛鋼燒結材料之多孔金屬材料形成之棱4A石霍保吸引力令人 放心。此外，所關心的檯4A内側，其不需提供加熱器，而考 量上述層化親10之架構。 若晶粒黏結薄膜2之層化加熱溫度為180°C，樹脂薄片（樹 脂層）13之表面（為接觸晶粒黏結薄膜2之表面）溫度可藉由 15 1228485 作為熱源加熱之加熱器被加熱至18(rc*熱產生部件於2〇〇 °c。因為壓輥主要部分12係由金屬製成，安排於中心部分之 加熱器11產生之熱藉由導引金屬部件到達薄樹脂薄片，且，從 而，加熱态11及樹脂薄片13間之溫差可被抑制至約2〇它。 5 晶粒黏結薄膜2被安置於固定在檯4A半導體基材1上， 且晶粒黏結薄膜2係藉由滾動於晶粒黏結_2上之壓報黏於 半導體基材1上。如上述，樹脂薄片13提供於壓輕1〇之外表 面上，且，因此，晶粒黏結薄膜2表面之不平坦可由樹脂薄片 13之5早性變形特性吸收。因此，如於藉由金屬輕層化中，沒有 10可由表面不平坦之―側邊接觸導致之空氣氣泡缝紋於晶粒 黏結薄膜。 而且，晶粒黏結薄膜2由於樹脂薄片13卓越之可分離性 免於黏著至壓輥1〇。 於層化製程期間，加熱器11提供於輥主要部分12之中 15心’報主要部分12及最外面樹脂薄片13以此順序被加熱。樹 月曰薄片13之熱被傳導至晶粒黏結薄膜2，且晶粒黏結薄膜2藉 由來自壓棍1G之熱出現黏著力，且被吸至半導體基材i上。 於此，若壓親10最外部周圍之直徑為約2〇,毫米， 10-20N之壓載荷為適當。 20 層化製程隨壓輕10滾動於晶粒黏結薄膜2上緩緩地加 工’且最後晶粒黏結薄膜2被層化於半導體基材i之整個背面 上。 現在將芬考本發明第二實施例之第5圖給予說明。第5圖 顯示執行如本發明第二實施例薄膜層化方法壓辕15之架構。 16 1228485 壓輥15之輥主要部分16由像是橡膠或具有20-50毫米直 徑之圓柱形塑膠之彈性材料形成。數個有相符於輥主要部分16 長度之長度之加熱器17藉由插進輥主要部分16被提供。 如本發明第二實施例之壓輥15適於如約100°C加熱溫度 5 之相對低溫之黏晶薄膜顯示黏著力。 相似於上述第一實施例，壓輥15用於如第2圖所示之薄 膜層化裝置，其藉由更換習用輥執行習用方法。

不像第4圖所示之壓輥10，第5圖所示之壓輥15之輥主 要部分16係由如橡膠或塑膠之非金屬材料形成。既然橡膠或 10 塑膠具有彈性，壓輥15順著半導體基材1表面之不平坦行進， 且，因此，壓輥之表面不需高平坦度。

然而，因為橡膠或塑膠一般地具有低抗熱性及低熱傳導 性，若加熱器被併進輥主要部分16之中心部分，可能有輥主 要部分16不能抵抗由加熱器所產生之熱之問題。亦即，位於 15 輥主要部分16中心及輥主要部分16表面間之溫差大。因此， 即使當壓輥15之表面維持於約100°C之溫度時，輥主要部分 16中心之加熱器必須被加熱於150°C至200°C之溫度。 因此，顯示於第5圖之壓輥15中，數個加熱器17於加熱 器被沿著輥主要部分16之外表面安排之處被併進輥主要部分 20 16以便縮小輥主要部分16之外表面及各加熱器17間之距離。 既然輥主要部分16之外表面及各加熱器17間距離為小，輥主 要部分16外表面之溫度可藉由維持加熱器溫度於約120°C維持 於100°C。因此，如矽橡膠之具有低耐熱溫度非金屬材料可被 用作輥主要部分16之材料。 17 1228485 少， 若被使用之晶粒黏結薄膜2 便不需使用金屬製輥且壓幸昆 若數個被併進壓輕15之加熱 之層化溫度為約100°c或更 15可由非金屬材料形成。且 17被盡可能近地安棑於輥主要 部分16之外表面’即使具有低熱傳導性之材料被用作親主要 部分16，壓輕15之表面溫度充分地升高而表面不平坦可藉使 用彈性變形被吸收，從而達到可靠之層化。 被併進報主要部分16各加熱器17之形式不受限於實施例 中所解釋之形式，而可使用圓柱形、線形或似薄片形。此外， 10

輥主要部> 16之材料係'無限制，且可選擇與晶_結薄膜所 需溫度一致之材料。 如上述第一與第二實施例薄膜層化方法中，傳導自壓輥之 熱總量隨熱源距離之增加而減少。

第6圖係一曲線圖顯示藉由加熱其整個表面具有2⑻毫米 直徑之石夕半導體基材之移位（直徑增加量）之研究結果。雖然 15半導體基材單獨被加熱時半導體基材之移位最大約50/zm，但 當保護層單獨被加熱時保護層之移位，於1〇(rc達到3〇〇#m。 因此，當半導體基材被加熱於保護帶被層化於半導體基材之處 時，半導體基材由於保護帶之熱膨脹伸長，其於15(rc導致有 100 // m大之移位。 20 此外，第7圖係一曲線圖顯示當石夕半導體基材藉由2〇〇。〇 之熱源局部加熱時矽半導體基材溫度之變化。於第7圖之曲線 圖’指出離熱源5毫米、1 〇毫米及15毫米距離之位置之溫度。 如第7圖所示，離熱源10毫米及15毫米距離之位置其溫度為 40 C以下’其指出由於熱膨脹有較少之熱應力。 18 1228485 雖然半導體基材之溫度超過6G。"預計半導體基材會裂 開，如第7圖之曲線圖，半導體基材溫度上升至6〇t之㈣係 又限於離熱源（加熱器）5毫米之區域内。因此，實際被加熱 區域小且半導體基材僅被局部加熱。此外，當熱源被分隔離開 5半導體基材時，半導體基材之溫度約於5秒轉成正常溫度。 自上述半導體基材熱膨脹影響之内容察知由於使用壓輥 之熱係微量而無半導體基材裂縫之產生。亦即，因為半導體基 才系由壓秦匕为加熱，半導體基材之熱膨脹局部發生。因此， 熱應力藉由半導體基材之其他部分被釋放，且無可能導致半導 · 10體基材裂縫之熱應力。 現在將參考執行如本發明第三實_之薄_化方法之 薄膜層化裝置之第8Α、8Β及8C圖給予說明。第8α圖係執行 如本發明第三實施例薄膜層化方法之薄膜層化裝置之一平面 圖；第8Β圖係顯示於第8Α圖薄膜層化裝置之一前視圖；第 15 8C圖係顯示於第8Α圖薄膜層化裝置之一側視圖。 如本負知例薄膜層化裝置中，數個壓輕被以層化方向結合 以便安裝及安排成輥總成20。 ® 亦即，不像上述實施例，事先決定之層化寬度未被單一輥 復I而疋由數個各自具有較上述實施例輥主要部分小之長度 2〇 之報組合覆蓋。 於本實施_總成2〇,數個各自具有事先決定長度藉由 ' 分隔旋轉軸（熱源、棒）22a-22e支掠之金屬製壓報23a_23e_ · 層化方向安排，各自地，鄰接報以層化寬度之方向部分地彼此 — 重疊。 19 1228485 如第8圖所示，層化操作藉由報23a至23e以該圖中箭頭 標示之層化方向持續地壓晶粒黏結_ 2至铸體基材ι上被 執行。 10 15 20 於是，單一輥接觸晶粒黏結薄膜2之處為小，且 可抑制接觸區域之溫度上升。為了此理由，薄半 度上升可被抑制，其避免半導體基材之裂縫。 因此， 導體基材之溫 輥總成20包含：-對側邊板21 ;支撐於側邊板21間之 五個熱源棒22a-22d;及各自由熱源棒22，支樓滾動之壓輥 。側邊板21設有開n⑴以便支撑於校準狀態之五個 熱源棒22a-22e。各開口 21a具有以垂直於校準方向之方向拉長

之形體，且壓縮彈簧24彈性構件被提供於各開口 ha。雖然安 排壓縮彈晉24以便推進各自熱源棒22a_22e，熱源棒me 可於各自開口 21a内靠壓縮彈簧24之推進力移動。應注意如橡 膠之彈性材料可被用作壓縮彈簧24。 加熱器25被併進各熱源棒22a_22e以便加熱熱源棒 22a 22e。熱源棒22a-22e係滾動地設於金屬製壓輕23a-23e， 如，舉例言之，鋁。更特殊地，各壓輥23心23e具有各自熱源 棒22a-22e所插入之通孔（未顯示）。通孔具有使各熱源棒 22a-22s覓鬆相合之尺寸。據此，當熱源棒22a_22e藉由加熱器 25加熱’熱被傳導至於通孔與加熱器接觸之壓輥23a_23e，從 而加熱壓秦t 23a-23e。應注意通孔23a-23e之尺寸被設定如此壓

輥23a-23e係滾動相應於各自熱源棒22a_22e即使熱源棒為熱 膨脹。如上述，滾動相應各自熱源棒22a_22e時，壓輥23a_23e 藉由接收來自熱源棒22a-22e之熱被加熱。 20 1228485 各藉由各自熱源棒22a-22e支撐之滾動壓輥23a-23e其寬 度設定於30-40毫米。此為容許即使壓輥為金屬製亦無一側邊 接觸消除空氣氣泡及皺紋之層化操作之尺寸。各壓輥23a_23e 之外部直徑較佳地約20至50毫米。 5 如上述，各熱源棒22a-22e係由側邊板21支樓，且可藉

由壓縮彈篑24自由地移動。而且，加熱器25被嵌進各熱源棒 22a-22e以便傳導熱至各自壓輥23a-23e。因此，若壓輥23a-23e 以約5-10M之壓力滚動，晶粒黏結薄膜2之層化可以各寬度 30-40毫米寬度之輥執行。壓輥組23a-23e及熱源棒22a-22e以 10 補償狀態（五組於本實施例）安排以便覆蓋整個半導體基材1。 安排鄰接壓輥23以便彼此重疊約5毫米如此避免於鄰接壓輥 間形成間隔。

如上述輥總成20之架構，無由於壓輥之一側邊接觸或壓 輥表面之不平坦導致之空氣氣泡或皺紋形成於層化之晶粒黏 15 結薄膜2，且，因此，晶粒黏結薄膜2可被層化於半導體基材 1 ° 於本實施例，壓輥被分成各具有小寬度之壓輥23a-23e， 且晶粒黏結薄膜2及半導體基材1藉由平坦於壓輥軸方向之壓 輥被局部加熱。因此，可避免由熱膨脹導致之半導體基材之裂 20 縫。 此外，既然各金屬製壓輥23a-23e具小寬度，壓輥之表面 可以高精準平坦度形成。另外，因為各壓輥23a-23e可以垂直 方向（壓晶粒黏著薄膜之方向）移動，各壓輥23a-23e可隨半 導體基材1之局部不平坦及晶粒黏結薄膜2厚度之局部改變。 21 1228485 現在將參考本發明第四實施例之第9A及9B圖給予說明。 第9A圖係一執行如本發明第四實施例薄膜層化方法之薄膜層 化裝置之平面圖，及第9B圖係一薄膜層化裝置拿出第9A圖之 線I-Ι之橫截面圖。 5 如本實施例之薄膜層化裝置，不像上述實施例，用以加熱 半導體基材及晶粒黏結薄膜之加熱器被併進檯中。 亦即，如本實施例之薄膜層化裝置中，數個似棒加熱器 32 (顯示於該圖之範例有7個）被安排於檯31如此加熱器32 以本質地垂直薄膜層化方向之方向延伸且彼此以層化方向分 10 開。 鄰接加熱器32之熱傳導係藉由提供熱絕緣板33於鄰接加 熱器間或形成具有適當寬度之狹縫於鄰接加熱器32間抑制。 覆蓋藉由保護薄膜加工之半導體基材1之主要表面（電路 形成表面）後，半導體基材1被背面朝上固定於檯31上。最 15 好藉由多孔材料像是如上述之不鏽鋼燒結材料形成檯之至少 一表面部件以便確保半導體基材1之真空吸引力。 然後，安置於半導體基材1之晶粒黏結薄膜2被可動輥 30壓以便層化晶粒黏結薄膜2於半導體基材1之背面上。於此 法，不需提供熱產生構件於輥30因為加熱器32被提供於檯 20 31，其容許輥30由具有如矽橡膠塑膠彈性之金屬製圓柱形構 件形成。 於本實施例，電流依輥30以層化方向移動之反應被選擇 地供應至位於輥前方加熱器32之一以便使加熱器32之一產生 熱。既然緊接著有關的加熱器32之前與後之加熱器32藉由隔 22 1228485 熱材料或狹縫被與有關加熱裔隔熱’晶粒黏結薄膜2之熱接收 區域被維持為小，其抑制不同於相符加熱器32部分之被供應 電流部分之溫度上升。因此理由，可抑制薄的半導體基材1之 溫度上升，且可避免半導體基材1之裂縫。 5 此外，冷卻孔34被提供於各隔熱板33及檯31之表面間

如此如空氣或冷卻水之冷卻構件可流動於其間。於層化操作結 束檯31之一部件可被強迫地藉由流通於冷卻孔34之冷卻構件 而冷卻，使半導體基材1被加熱部分縮小。冷卻孔並非必須， 而半導體基材1之被加熱部分可藉由相符加熱器32加熱後之 10 持續冷卻被冷卻。

檯31以像是不鏽鋼燒結材料之多孔材料形成如此半導體 基材1之整個表面可被均勻地吸住。半導體基材1藉由真空吸 引力被固定於檯上，且晶粒黏結薄膜2被安置於半導體基材1。 而後，於晶粒黏結薄膜2之表面上滚動壓輥30時執行層化操 15 作。壓輥30係由如習用使用之橡膠製成。壓輥30之外部直徑 係約20毫米至50毫米，且層化之適當載荷為20-30N。壓輥 30具有彈性，且，因此，若壓輥30之寬度與半導體基材1之 直徑相同，沒有空氣氣泡或皺紋之形成由於一側邊接觸。 於此，移動壓輥30時，直接於壓輥30下方之晶粒黏結薄 20 膜2與半導體基材1必須加熱。被用作熱源之數個匣加熱器32 以平行於壓輥30及本質地垂直壓輥30移動方向被嵌進檯31。 第10圖係被嵌入檯31加熱器32之加熱時間曲線圖。電 流被供應至加熱器32以便加熱依移動壓輥30之位置反應之檯 31如此直接於壓輥30下方之檯31之溫度變最高。因此，在壓 23 1228485 輥30移動於接著將被層化操作區域前實行加熱器之預熱為有 效。 於一區域完成層化操作後，於該一區域加熱之加熱器32 立即停止，且該一區域被持續冷卻或由像是使用冷卻孔34之 5 氣冷或水冷方法強迫冷卻。 如上述，如本實施例，以一個別區域為基礎地控制加熱及 檯31之冷卻選擇地加熱半導體基材1之一部分時執行層化操 作。因此，沒有半導體基材之裂縫發生於像是半導體基材1之 整個表面被加熱時。 10 現在將參考本發明第五實施例之第11A及11B圖給予說 明。第11A圖係一執行如本發明第5實施例薄膜層化方法之薄 膜層化裝置之平面圖，及第11B圖係一薄膜層化裝置拿出第 11A圖之線II-II之橫截面圖。 如本實施例之薄膜層化裝置，和上述實施例不同，提供可 15 移動的加熱半導體基材1及晶粒黏結薄膜2之加熱器。 亦即，如本實施例之薄膜層化裝置，以本質地垂直於層化 方向之方向延伸之似棒加熱器41被提供於檯42下方以便以層 化方向被移動或滾動。 覆蓋要被保護薄膜加工之半導體基材1之主要表面（電路 20 形成表面）後，半導體基材1背面朝上地被固定於檯42上。 如上述藉由像是不鏽鋼燒結材料之多孔材料形成至少檯42之 一表面部件以便確保半導體基材1之真空吸引力係較佳。 而後，安置於半導體基材1上之晶粒黏結薄膜2藉由可動 輥40被壓以便層化晶粒黏結薄膜2於半導體基材1之背面上。 24 1228485 於此法，因為被提供於檯42側邊之加熱器41故不需於輥4〇 提供熱產生構件，使如矽橡膠或塑膠之具有彈性之材料製成之 圓柱形構件得以形成報40。 於本實施例，移動加熱器41以便直接位於輥下方依於層 5化方向之輥40移動反應，且供應電流至加熱器41以產生熱。 因為只有被層化之一部份由於加熱器41依輥40之移動反應而 移動被選擇地加熱，可抑制於薄半導體基材1之溫度上升，避 免半導體基材裂縫。 本發明未受限於特別附述之實施例，且可作變化及修正而 10 不背離本發明之範圍。 本應用係以歸檔於2002年11月29日之日本優先權案第 2002-348788號為基礎’其整體内容係於此被併入作參考。 【圖式簡單說明】 第1圖係，圖解顯示一習用薄膜層化裝置設有併入一熱源 15 之一檯； 第2圖係，圖解顯示一習用薄膜層化裝置設有併入一熱源 之一壓輥； 第3圖係〆圖解顯示一吹熱空氣至薄膜之習用薄膜層化裝 置； 20 第4圖係，用以執行如本發明第一實施例薄膜層化方法之 壓輥透視圖； 第5圖係，用以執行如本發明第二實施例薄膜層化方法之 壓輥透視圖； 第6圖係/曲線圖顯示藉由加熱其整個表面具有200毫米 25 1228485 直徑之矽半導體基材之移位之研究結果； 第7圖係一曲線圖顯示當矽半導體基材藉由200°C之熱源局 部加熱時矽半導體基材溫度之變化； 第8A圖一係執行如本發明第三實施例薄膜層化方法之薄膜 5 層化裝置之平面圖； 第8B圖係一顯示於第8A圖薄膜層化裝置之前視圖； 第8C圖係一顯示於第8A圖薄膜層化裝置之側視圖； 第9A圖係一執行如本發明第四實施例薄膜層化方法之薄膜 層化裝置之平面圖； 10 第9B圖係一薄膜層化裝置拿出第9A圖之線I-Ι之橫截面 圖； 第10圖係一顯示於第9A及9B圖被嵌入加熱器之檯之加熱 時間曲線圖； 第11A圖係一執行如本發明第5實施例薄膜層化方法之薄 15 膜層化裝置之平面圖；及 第11B圖係一薄膜層化裝置拿出第11A圖之線II-II之橫截 面圖。 【圖式之主要元件代表符號表】 1.. .半導體基材 3.. .壓輥 4…檯 10.. .壓輥 12.. .輥主要部分 15.. .壓輥 2.. .晶粒黏結薄膜 3A...壓輥 4A···檯 11.. .加熱器 13.. .氟化物樹脂層 16.. .輥主要部分 26 1228485 17.. .加熱器 21.. .側邊板 22a，22b，22c，22d，22e...熱源棒 23a, 23b，23c, 23d，23e.··親/ 壓輥 24…彈簧 30."輥 32…加熱器 34.. .冷卻孔 40.. .輥 42·.·檯 20.. .輥總成 21a…開口 25.. .加熱器 31··.檯 33.. .熱絕緣板 41.. .加熱器

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Claims (1)

1228485 拾、申請專利範圍： 主要表面上之 L 一種用以將一薄膜層化於一半導體基材之 薄膜層化方法，該方法係藉由使用—個具有_熱產生部件之 滾動輥，該薄膜層化方法包含有： 令該報輾壓至被安置於該半導體基材之主要表面上之薄膜 上，並同時藉由該熱產生部件來產生熱；及 令該輕滾動於該薄耻’以便藉由來自於職產生部件之熱 將該薄膜層化於該半導體基材上。 10 2·如申請專利範圍帛！項之薄膜層化方法，其中_包括一圓 柱形金屬本體及-形成於該圓柱形金屬構件之—外表面上之 树月曰層’且《中該熱產生部件被設於該圓柱形金屬構件之一 中心部分，以便朝向該圓柱形構件之一軸向而延伸。 3·如申請專職圍第2項之_層化方法，其巾職脂層係由 一氟化物形成。 15 4.如申請專利範圍第i項之薄膜層化方法，其中該報係一圓柱 形彈性構件’且數健產生部件純配置在靠㈣圓柱形彈 性構件之一外表面處。 5·如申請專利範圍第4項之薄膜層化方法，其中該圓柱形彈性 構件係由橡膠或塑膠製成。 2〇 6.如申請專利範圍第1項之薄膜層化方法，其中該親包括數個 短輥，該等短輥各具有一小於該半導體基材之寬度的寬度， 以使得該薄膜係藉由令該等短輥順序地輾壓在被安置於該半 導體基材之主要表面上之薄膜上，並令該等短輥滾動於該薄 膜上，而被層化於該半導體基材上。 28 1228485 7. -種用以將-薄膜層化於一半導體基材之一主要表面上之薄 膜層化方法’其係藉由使用—檯支撑該半導體基材之棱及一 滾動輕’該檯中具有數個熱產生部件，該薄膜層化方法包含 令該報輾壓在被$置於該半導體基材之主要表面上之薄膜 5 上，並令該黯動於該薄膜上’同時回應_之移動而選擇 性地啟動該等熱產生部件，以便藉由來自於該等熱產生部件 之熱來層化位於該半導體基材上之薄膜。 8. 如申請專利範圍第7項之薄膜層化方法，其中該等熱產生部 件被配置成為平行於一垂直於一層化方向之方向，且彼此孰 鲁 10 隔絕。 9· 一種用以將一薄膜層化於一半導體基材之一主要表面上之 薄膜層化方法，其係藉由使用一滾動輕及一支撐該半導體= 材之檯，一被可移動地設於該檯下方之熱產生部件，該薄膜 層化方法包含令該織壓在被安置於該半導體基材之主要表 15 =上之薄膜上，並令該輕滾動於該薄膜上，同時回應該輥之 移動而移動該熱產生部件，以便藉由來自該熱產生部件之熱 來層化位於半導體基材上之薄膜。 · 10.—種薄膜層化裝置，其包含有： 一檯’其上安置且固定有_要被加工之半導體基材；及 10 '-報，其用以將-附著薄膜輾壓至該半導體基材上，同時⑨ ^ 動在该附著薄膜上， 、 - 其中該輥包括： · 一圓柱形金屬構件； 一熱產生部件，其設於該圓柱形金屬構件中；及 29 Ϊ228485 —樹脂層’其覆蓋該圓㈣金屬構件之-外表面。 U·—種薄膜層化裝置，其包含有： —棱’其上安置且固定有_要被加工之半導體基材；及 —輕’其將健至該半導體基材上，同時滾動在 該附著薄膜上， 其中該輕包括： 一圓柱形彈性構件；及 一設於該圓柱形彈性構件中之熱產生部件。 12·—種薄膜層化裝置，其包含有·· 檯，其上女置且固定有一要被加工之半導體美 7輕總成，其具有數個純，各用以將-附著薄膜輾駐 4半‘體基材上，同時滾動在該附著薄膜上， 其中該輕總成包括數個與一垂直於層化方向之方向相平行 的熱產生棒，該等熱產生棒各設有數個圓柱形金屬構件， 以使得該等圓柱形金屬構件之部件朝著該等熱產生棒之一 轴向而彼此重疊。 13·—種薄膜層化裝置，其包含有： 檯’其上安置且固定有-要被加工之半導體基材，· 一輥，其用以將-附著薄膜輾塵至該半導體基材上，同時 滾動在該附著薄膜上；及 -熱產生部件，其設於該檯中，其中該熱產生部件係分成 數個朝著該輥之移動方向而配置之小型熱產生部件。 14·一種薄膜層化裝置，其包含有·· 一檯’其上安置賴定有—要被加工之半導體基材，· 30 丄228485 =其用以將—附著薄膜健至該半導體 滾動在軸著% 熱產生部件’其設於該 輕之移動而移動。 《亥熱產生稽可回應該 5 10 15 15·—種一製造半導體 牛之方法’其包含下列步驟·· 研磨該半導體基材之另一 材； 主要表面，以便薄化該半導體基 ㈣膜施加至該半導體基材之另-主要表面上；及 字"半導縣材切分成數個半導體單元， 其中該附著薄膜係藉由令一且 八有熱產生部件之滾動輥輾 反被女置於該半導體基材之 、， 另主要表面上之附著薄膜， Γ輕在該附著薄膜上滚動，同時令該熱產生部件產生 熱，而被層化於該半導體基材上。 16— 種—製造半導體㈣之方法，其包含下列步驟： 磨/半導版基材之另_主要表面，以便薄化該半導體基 材； 將一附著薄膜施加至該半導體基材之另一主要表面上；及 將該半導體基材切分成數個半導體單元， 其中該附著薄膜係藉由令一滾動觀輾壓被安置在-設有數 個熱產生部件之檯上之半導體基材之另一主要表面上之附 者缚膜’且令該報滾動於該附著薄膜上，同時使該等熱產 生部件選擇性地回應該幸昆之移動而產生熱，從而被層化於 該半導體基材上。 17- 種-製造半導體元件之方法，其包含下列步驟： 20 1228485 研磨▲半導體基材之另—主要表面，以便薄化該半導體基材 將一附著薄膜施加至該半導體基材另—主要表面上，·及 將該半導體基材切分成數個半導體單元， 5 其中該附著薄膜係藉由令一滾動輥輾 該半導體基材之檯上之半導體基材之另 麼被安置於一用以支撐 薄膜，並令該輥滾動於該附著薄膜上， 的熱產生部件回應該輥之移動而移動， 日守產生熱，而被層化於該半導體基材上 主要表面上的附著 同時令一設於該檯下方 且該熱產生部件於移動

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