晶圆贴合膜及其制造方法与流程

1.发明构思的示例性实施例涉及半导体封装领域，具体地讲，涉及一种晶圆贴合膜以及一种制造该晶圆贴合膜的方法。


背景技术：

2.半导体器件的制造工艺包括将其上具有设计完成的多个器件电路图案的整体晶圆分割成单个晶片的划片工艺。晶圆贴合膜daf(die attach film)是用于制造半导体芯片的材料。在划片工艺中，通常将晶圆贴合到daf上，再将晶圆切割为单独的半导体芯片。
3.图1示出了根据现有技术的晶圆贴合膜。图2示出了根据现有技术的晶圆贴膜工艺。晶圆贴合膜可以由多个材料层形成。如图1所示，晶圆贴合膜10可以包括基材膜20、粘合层30和贴片膜40。如图2所示，在传统的封装过程中，在晶圆1被减薄之后，使用贴膜设备将晶圆贴合膜10贴合到晶圆1的背面。具体地，晶圆1的正面可以是形成有电路图案的表面。晶圆保护膜2贴合在晶圆1的正面以保护电路图案。当晶圆1放置在贴膜设备的台盘3上时，晶圆保护膜2可以位于晶圆1的形成有电路图案的表面与台盘3的上表面之间，从而保护电路图案避免受到磨损。晶圆贴合膜10中的贴片膜40的下表面贴合在晶圆1的背面。贴膜设备的压辊4接触晶圆贴合膜10中的基材膜20的上表面。压辊4在工作时沿着水平方向前进，同时沿着竖直方向对基材膜20施加压力。所述压力传递到贴片膜40与晶圆1的结合界面处，使晶圆贴合膜10紧密贴合在晶圆1上。
4.图3示出了根据现有技术的半导体封装结构。在完成图2中所示的晶圆贴膜工艺之后，可以执行划片工艺，即，可以对晶圆1进行切割以将其分割成多个彼此独立的小芯片。图3所示的半导体封装结构包括所述多个小芯片中的一个芯片11。接下来，可以通过芯片拾取设备将芯片11拾取并贴装到印刷电路板5上。在执行划片时，贴片膜40可以与晶圆1一起被分割成多个彼此独立的小块。在执行拾取时，一小块贴片膜41可以与粘合层30分离并粘附在芯片11的背面。然后，芯片11可以通过这一小块贴片膜41贴装在印刷电路板5上。
5.粘合层30通常是光敏材料，其具有较高的粘性以保证在切割晶圆1时芯片不会从基材膜20上掉落。在晶圆分割之后，可以使用紫外光(uv)进行照射，粘合层30的粘性大大降低，使得芯片拾取设备可以从基材膜20上拾取芯片11。如果芯片很小，也可以使用非光敏的粘合层。
6.在量产过程中，晶圆减薄和贴膜时可能会出现以下问题：
①
减薄设备异常，导致晶圆厚度出现异常，同一片晶圆上的不同区域处的厚度差异大，或者不同晶圆之间的厚度差异大；
②
贴膜设备的台盘的水平度、压辊的水平度异常，导致贴膜过程中晶圆所受的应力出现异常。当前的设备、材料和工艺无法及时反应出这些异常。
7.在该背景技术部分中公开的以上信息仅用于增强对本发明构思的背景的理解，因此，以上信息可能包含不形成对于本领域技术人员来说在该国家已经知晓的现有技术的信息。


技术实现要素：

8.发明构思的示例性实施例公开了一种能够在连续的量产过程中通过颜色的变化实时并直观地反映出设备的状态的晶圆贴合膜。发明构思的示例性实施例还公开了一种制造该晶圆贴合膜的方法。
9.根据发明构思的一方面，一种晶圆贴合膜包括基材膜；压感材料层，设置在所述基材膜上；粘合层，设置在所述压感材料层上；以及贴片膜，设置在所述粘合层上。
10.优选地，所述基材膜、所述压感材料层和所述粘合层可以均为圆形并且具有第一直径，所述贴片膜可以为圆形并且具有第二直径，所述第一直径可以大于所述第二直径。
11.优选地，所述压感材料层可以包括顺序地堆叠的至少一个感应层。
12.优选地，所述至少一个感应层可以在受到压力时发生外观变化。
13.优选地，所述至少一个感应层可以在受到压力和加热双重作用时发生外观变化。
14.优选地，所述至少一个感应层可以在受到压力和光照双重作用时发生外观变化。
15.优选地，所述外观变化可以为颜色变化。
16.根据发明构思的另一方面，一种制造晶圆贴合膜的方法包括：制备基材膜；在所述基材膜上设置压感材料层；在所述压感材料层上设置粘合层；以及在所述粘合层上设置贴片膜。
17.优选地，设置所述压感材料层的步骤可以包括在所述基材膜上顺序地设置至少一个感应层，所述至少一个感应层在受到压力时发生外观变化。
18.优选地，设置所述压感材料层时的压力可以小于所述压感材料层的最小感知压力。
附图说明
19.通过下面结合附图详细描述发明构思的示例性实施例，发明构思的以上和其他方面的特征及优点将变得明确。在附图中，同样的附图标记将始终指示同样的元件。
20.图1示出了根据现有技术的晶圆贴合膜。
21.图2示出了根据现有技术的晶圆贴膜工艺。
22.图3示出了根据现有技术的半导体封装结构。
23.图4示出了根据发明构思的示例性实施例的晶圆贴合膜。
24.图5示出了根据发明构思的示例性实施例的晶圆贴合膜。
25.图6示出了根据发明构思的示例性实施例的晶圆贴合膜。
26.图7示出了制造根据发明构思的示例性实施例的晶圆贴合膜的方法的工艺流程图。
具体实施方式
27.在下文中，将参照其中示出一些实施例的附图来更充分地描述本发明构思的各种实施例。然而，本发明构思可以以许多不同的形式实施，并且不应该被解释为局限于在此阐述的实施例。相反，提供这些实施例使得该描述将是彻底的和完整的，并且这些实施例将把本发明构思的范围传达给本领域技术人员。在附图中，为了清楚起见，可能夸大层和区域的尺寸。
28.为了易于描述，可以在这里使用诸如“在
……
之下”、“在
……
下方”、“下面的”、“在
……
上方”、“上面的”等的空间相对术语来描述如附图中示出的一个元件与其他元件的关系。将理解的是，除了附图中绘出的方位之外，空间相对术语还意图包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的装置被翻转，则被描述为“在”其他元件“下方”或“之下”的元件随后将被定向为“在”所述其他元件“上方”。因此，术语“在
……
下方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。可以将装置另外定向(旋转90度或在其他方位)，并相应地解释在这里使用的空间相对描述语。
29.以下，将参照图4至图6来详细描述根据发明构思的示例性实施例的晶圆贴合膜。
30.图4示出根据发明构思的示例性实施例的晶圆贴合膜。图4可以是发明构思的第一实施例。如图4所示，晶圆贴合膜100包括基材膜110；压感材料层120，设置在基材膜110上；粘合层130，设置在压感材料层120上；以及贴片膜140，设置在粘合层130上。
31.在实施例中，基材膜、粘合层和贴片膜可以是本领域通常用于制备晶圆贴合膜的有机和/或无机材料。在实施例中，根据不同器件的工艺要求，基材膜、压感材料层、粘合层和贴片膜可以具有适用于该工艺要求的任何形状和任何尺寸。
32.在实施例中，基材膜110、压感材料层120和粘合层130可以均为圆形并且具有第一直径d1。贴片膜140可以为圆形并且具有第二直径d2。第一直径d1可以大于第二直径d2。在这种情况下，基材膜110、压感材料层120和粘合层130可以在竖直方向上彼此顺序堆叠并且完全叠置。当从剖视图的角度观看时，基材膜110、压感材料层120和粘合层130各自的边缘可以彼此对齐。贴片膜140可以位于粘合层130上。由于贴片膜140具有相对较小的第二直径d2，当从剖视图的角度观看时，贴片膜140的边缘可以位于基材膜110、压感材料层120和粘合层130各自的边缘的内部。
33.在实施例中，基材膜110、压感材料层120和粘合层130的厚度可以彼此不同。例如，基材膜110的厚度可以大于压感材料层120、粘合层130和贴片膜140中的任何一个的厚度。然而，发明构思不限于此，基材膜的厚度也可以与其它材料层的厚度相同，上述各个材料层的厚度可以根据工艺要求进行适当的调整。
34.在实施例中，如图4所示，压感材料层120可以包括顺序地堆叠的至少一个感应层121。在实施例中，所述至少一个感应层121可以在受到压力时发生外观变化。具体地，所述外观变化可以为颜色变化。例如，感应层121可以由压敏材料形成。当施加到感应层121的压力发生变化时，例如，当感应层121所受到的压力大于工艺要求的压力时，感应层121的颜色可以发生醒目的变化，从而能够实时并且直观地反映出设备的异常状态，以便于排查产生异常的原因。
35.在实施例中，虽然未示出，但压感材料层120可以包括多个如上所述的感应层121。所述多个感应层121可以顺序地堆叠在基材膜110上。最上面的感应层121的顶表面可以接触粘合层130的底表面。
36.图5示出根据发明构思的示例性实施例的晶圆贴合膜。图5可以是发明构思的第二实施例。如图5所示，晶圆贴合膜200包括基材膜210；压感材料层220，设置在基材膜210上；粘合层230，设置在压感材料层220上；以及贴片膜240，设置在粘合层230上。除了压感材料层220之外，图5所示的晶圆贴合膜200与图4所示的晶圆贴合膜100相同。下面，将重点描述第二实施例与第一实施例的差异。
37.如图5所示，压感材料层220可以包括第一感应层221和设置在第一感应层221上的第二感应层222。第一感应层221和第二感应层222可以在竖直方向上彼此叠置并顺序堆叠在基材膜210上。在实施例中，第一感应层221和第二感应层222可以具有彼此相同的形状和尺寸。第一感应层221和第二感应层222的形状和尺寸可以与基材膜210和粘合层230中的至少一个的形状和尺寸相同。例如，第一感应层221和第二感应层222可以均为圆形并且均具有第一直径d1。当从剖视图的角度观看时，第一感应层221、第二感应层222、基材膜110和粘合层130各自的边缘可以彼此对齐。
38.在实施例中，第一感应层221可以在受到压力作用时发生外观变化，而第二感应层222可以在受到加热作用时发生外观变化。具体地，所述外观变化可以为颜色变化。例如，第一感应层221可以由压敏材料形成。第二感应层222可以由热敏材料形成。当贴膜工艺中的压力和温度中的任何一个条件发生变化时，压感材料层220即可以实时并直观地反映出来，从而提高监控工艺状态的灵敏度。
39.然而，发明构思不限于此，例如，在一个实施例中，形成压感材料层的第一感应层和第二感应层中的每个可以由压敏材料和热敏材料两者构成。在另一个实施例中，第一感应层可以包括顺序堆叠的多个压敏材料层，第二感应层可以包括顺序堆叠的多个热敏材料层。在又一个实施例中，压感材料层可以包括交替堆叠的多个压敏材料层和热敏材料层。
40.图6示出根据发明构思的示例性实施例的晶圆贴合膜。图6可以是发明构思的第三实施例。如图6所示，晶圆贴合膜300包括基材膜310；压感材料层320，设置在基材膜310上；粘合层330，设置在压感材料层320上；以及贴片膜340，设置在粘合层330上。除了压感材料层320之外，图6所示的晶圆贴合膜300与图5所示的晶圆贴合膜200和图4所示的晶圆贴合膜100相同。下面，将重点描述第三实施例与第二实施例和第一实施例的差异。
41.如图6所示，压感材料层320可以包括第一感应层321和设置在第一感应层321上的第二感应层322。第一感应层321和第二感应层322可以在竖直方向上彼此叠置并顺序堆叠在基材膜310上。在实施例中，第一感应层321和第二感应层322可以具有彼此相同的形状和尺寸。第一感应层321和第二感应层322的形状和尺寸可以与基材膜310和粘合层330中的至少一个的形状和尺寸相同。例如，第一感应层321和第二感应层322可以均为圆形并且均具有第一直径d1。当从剖视图的角度观看时，第一感应层321、第二感应层322、基材膜310和粘合层330各自的边缘可以彼此对齐。
42.在实施例中，第一感应层321可以在受到压力作用时发生外观变化，而第二感应层322可以在受到光照作用时发生外观变化。具体地，所述外观变化可以为颜色变化。例如，第一感应层321可以由压敏材料形成。第二感应层322可以由光敏材料形成。当贴膜工艺中的压力和光照中的任何一个条件发生变化时，压感材料层320即可以实时并直观地反映出来，从而提高监控工艺状态的灵敏度。
43.然而，发明构思不限于此，例如，在一个实施例中，形成压感材料层的第一感应层和第二感应层中的每个可以由压敏材料和光敏材料两者构成。在另一个实施例中，第一感应层可以包括顺序堆叠的多个压敏材料层，第二感应层可以包括顺序堆叠的多个光敏材料层。在又一个实施例中，压感材料层可以包括交替堆叠的多个压敏材料层和光敏材料层。
44.此外，虽然未示出，但根据发明构思的示例性实施例的压感材料层还可以包括顺序地堆叠在基材膜上的第一感应层、第二感应层和第三感应层，其中，第一感应层包括压敏
材料、第二感应层包括热敏材料、第三感应层包括光敏材料。另外，多个感应层的堆叠顺序不限于上面描述的顺序。即，只要能够实时并且直观地反映出设备的异常状态的所有实施方式均落入发明构思的保护范围。
45.下面，将参照图7来详细描述制造根据发明构思的示例性实施例的晶圆贴合膜的方法。图7示出了制造根据发明构思的示例性实施例的晶圆贴合膜的方法的工艺流程图。
46.如图7所示，制造晶圆贴合膜的方法包括：步骤s1，制备基材膜；步骤s2：在所述基材膜上设置压感材料层；步骤s3：在所述压感材料层上设置粘合层；以及步骤s4：在所述粘合层上设置贴片膜。
47.在实施例中，步聚s2、步骤s3和步骤s4中的设置压感材料层、粘合层和贴片膜的工艺可以是本领域常用的物理或化学成膜工艺。例如，可以通过涂布工艺在基材膜上顺序地涂布压感材料层、粘合层和贴片膜。
48.在实施例中，步骤s2中的设置压感材料层的工艺可以包括在基材膜上顺序地设置至少一个感应层，并且所述至少一个感应层在受到压力时发生外观变化。具体地，所述外观变化可以是颜色变化。这里所述的压感材料层可以是上面描述的第一实施例的压感材料层120、第二实施例的压感材料层220或者第三实施例的压感材料层320。另外，在执行步骤s2时，设置压感材料层所采用的压力可以小于压感材料层的最小感知压力，以防止压感材料在制备过程中失效。
49.通过总结和回顾，发明构思的示例性实施例在基材膜与粘合层之间设置压感材料层，所述压感材料层可以在连续的量产过程中通过颜色的变化实时并直观地反映出设备的状态，监控量产稳定性，及时反映出问题，同时也可方便相关问题发生时溯源，提高了生产效率。
50.虽然已经在此示出和描述了发明构思的实施例，但本领域技术人员将清楚的是，在不脱离由权利要求限定的发明构思的精神和范围的情况下，可以做出各种修改和变化。