CN101339896B - 对半导体晶圆粘贴粘合带的方法以及保护带的剥离方法 - Google Patents

对半导体晶圆粘贴粘合带的方法以及保护带的剥离方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种对半导体晶圆粘贴粘合带的方法以及保护带的剥离方法。检测在半导体晶圆的外周部产生的缺口、裂纹等缺陷的位置，并将其位置信息存储到控制器内的存储器等中。各工序的控制器通过网络等读出该存储的缺陷的位置信息，并根据该位置信息决定对半导体晶圆粘贴切割带的方向，或者决定粘贴在半导体晶圆表面的保护带的剥离方向。

Description

对半导体晶圆粘贴粘合带的方法以及保护带的剥离方法
技术领域
本发明涉及用于对半导体晶圆粘贴保护带等的粘合带，或者剥离粘贴在半导体晶圆的图案形成面的保护带的方法。
背景技术
以下面的过程来实施从半导体晶圆(下面适当地称为“晶圆”)制造芯片部件。例如，在晶圆表面上进行形成电路图处理之后，在晶圆表面粘贴保护带。其后，研磨加工晶圆背面(backgrind：背面研磨)来进行薄型化。通过切割带将薄型加工后的半导体晶圆粘贴并保持在环形架上，其后剥离晶圆表面的保护带并送到切割工序(参照日本特开2002-124494号公报)。
如上所述，半导体晶圆的处理包括保护带的粘贴、对切割带的粘贴、以及保护带的剥离这样地粘贴或者剥离各种粘合带的工序。
但是，在对由于薄型化而强度降低的半导体晶圆进行粘合带的粘贴、剥离处理的情况下，由于粘贴应力、剥离应力而使半导体晶圆损坏的风险变高。特别在背面研磨加工等中，在晶圆外周产生细微的缺口、裂纹的状态下，由于粘贴应力、剥离应力导致缺口、裂纹扩大的可能性变得更高。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种能够受在晶圆外周部产生的缺口、裂纹的影响较小、适当地粘贴或者剥离粘合带的对半导体晶圆粘贴粘合带的方法以及保护带的剥离方法。
本发明为达成这种目的而采用如下结构。
作为对半导体晶圆粘贴粘合带的方法，上述方法包括以下的过程，
检测在半导体晶圆的外周部产生的缺陷并存储其位置，以及
根据存储的上述缺陷的位置信息，决定对上述半导体晶圆粘贴粘合带的方向。
根据本发明的对半导体晶圆粘贴粘合带的方法以及保护带的剥离方法，通过粘合带(切割带)将背面研磨处理完了的晶圆粘贴并保持在环形架上来制作装配架。在这种情况下，通过将粘贴方向(粘贴辊的移动方向)决定为从避开了缺陷位置的位置起沿直径方向，能够减少作用在晶圆上的带粘贴应力，从而可预先避免缺口、裂纹扩大。
此外，优选为粘合带的粘贴方向的决定如下这样进行决定。
例如，在半导体晶圆的外周部存在多个缺陷的情况下，比较各缺陷的面积，将上述粘合带的粘贴方向决定为从避开了面积较大的部位的位置起沿直径方向。
另外，在缺陷是裂纹的情况下，上述粘合带的粘贴将避开了裂纹的位置设为粘贴开始位置，并且使粘贴方向为沿裂纹的长度方向。
另外，本发明为达成这种目的采用如下结构。
作为粘贴在半导体晶圆上的保护带的剥离方法，上述方法包括以下的过程，
检测在半导体晶圆的外周部产生的缺陷的位置并存储该位置，以及
根据存储的上述缺陷的位置信息，决定粘贴在上述半导体晶圆的图案形成面上的保护带的剥离方向。
根据该保护带的剥离方法，在晶圆表面的保护带上粘贴剥离带，并且剥离回收剥离带，由此能够与剥离带一体地从晶圆表面剥离保护带。在进行这种剥离的情况下，通过将带剥离方向决定为从避开了缺陷位置的位置起沿直径方向，可预先避免由作用在晶圆上的带剥离应力、带引导构件的按压力而缺口、裂纹扩大的情况。
此外，进一步优选为保护带的剥离方向的决定如下这样进行决定。
例如，在半导体晶圆的外周部存在多个缺陷的情况下，比较各缺陷的面积，将上述保护带的剥离方向决定为从避开了面积较大的位置起沿直径方向。
另外，在缺陷是裂纹的情况下，上述保护带的剥离将避开了裂纹的位置设为剥离开始位置，并且使剥离方向为沿裂纹的长度方向。
如上所述，根据本发明的对半导体晶圆粘贴粘合带的方法以及保护带的剥离方法，能够受在晶圆外周部产生的缺口、裂纹等的缺陷的影响较小、适当地在半导体晶圆上粘贴粘合带或者从半导体晶圆上剥离保护带，在提高半导体芯片的制造工序的成品率上有效。
附图说明
为了说明发明而图示了认为是当前最佳的几个实施方式，但是希望能理解发明并不限于如图示的结构以及方案。
图1是表示定位器的主要部分的立体图；
图2是定位器的联系图；
图3是表示半导体晶圆的整体处理工序的流程图；
图4是表示处理工序的一部分的流程图；
图5是从背面侧观察半导体晶圆的立体图；
图6是半导体晶圆的槽口部分的放大截面图；
图7是装配架的立体图；
图8是表示保护带的剥离处理状态的立体图。
具体实施方式
下面参照附图说明本发明的一个实施例。
在图1、图2中分别示出用于半导体晶圆的定位的定位器的主要部分立体图和其联系图。另外，在图5中示出从被处理的半导体晶圆(下面简称为“晶圆”)W的背面侧观察的立体图，在图6中示出晶圆W的一部分的截面图。
如图5和图6所示，晶圆W在形成电路图案的表面上粘贴有保护带PT。在这种状态下，研磨晶圆W的背面并在变薄的其背面上蒸镀金属层M。因此，在晶圆W的外周上作为定位部位而形成的槽口K的部分中，在露出的保护带PT的背面也蒸镀有金属层M。
如图1和图2所示，定位器可以通过脉冲马达等旋转驱动机构2而绕着纵轴心P进行旋转。另外，具备定位器台1，该定位器台1可通过X轴驱动机构3以及Y轴驱动机构4在相互正交的X轴方向和Y轴方向上水平移动。定位器台1吸附并保持使以保护带PT保护的表面朝上而搬入的晶圆W。
在定位器台1的圆周方向的规定位置上，作为第一检测单元配置有光透过型的边缘测量机构5，并且在其它规定位置上作为第二检测单元配置有光反射式的缺陷检测机构6。
边缘测量机构5由从上方对晶圆W照射光的光源7、和在晶圆W下方与光源7相对的受光传感器8构成。受光传感器8利用了将多个受光元件直线状地配置在晶圆W的半径方向上而成的CCD线性传感器。利用该受光传感器8得到的检测数据输入到微计算机利用的控制器9。
缺陷检测机构6构成为具备：光源10，其从图中下方向上方对晶圆背面垂直地照射光；偏振光分束器11，其使来自该光源10的光在晶圆背面垂直地全反射并沿与照射光相同的光路返回，将该反射光改变到直角的图中左方向；以及CCD照相机12，其接受从偏振光分束器11引导到横向的反射光。由CCD照相机12拍摄得到的图像数据存储在控制器9内的存储器等存储单元中。
定位器如上构成，根据图3和图4的流程图说明晶圆W使用该定位器的定位处理和缺陷检测处理。
首先，利用机械臂等适当的处理单元将晶圆W搬入，并使粘贴有保护带PT的表面朝上地载置在定位器台1上。通过真空吸附来保持载置的晶圆W(步骤S01)。
接着，定位器台1通过旋转驱动机构2以规定的速度向规定的方向旋转一次(步骤S02)。同时进行边缘测量机构5的受光传感器(CCD线性传感器)8的外周端的检测，测量在各旋转相位下的外周端位置并存储(步骤S03)。
控制器9根据存储的计测数据，作为XY坐标上的坐标位置(中心坐标)而算出晶圆W的中心位置(步骤S04)。
将算出的晶圆W的中心坐标相对于定位器台1的中心的偏差作为XY校正移动量而算出(步骤S05)。将该校正移动量存储在控制器9内的存储器等的存储单元中(步骤S06)。
接着，以规定的速度旋转定位器台1(步骤S07)。此时，从光源10对晶圆外周部分的背面(下面)照射光，并且利用CCD照相机12连续拍摄在晶圆背面全反射并沿与照射光相同的光路返回的反射光。在控制器9内的存储器等中存储该获取的摄像数据(步骤S08)。控制器9的运算处理部根据获取的摄像数据，并列执行槽口位置算出处理(步骤S10)、晶圆缺口位置算出处理(步骤S20)、以及晶圆裂纹位置算出处理(步骤S30)。下面根据图4的流程图说明各运算处理。
[槽口位置算出处理(步骤S10)]
从通过CCD照相机12的连续摄像得到的图像中，将通过面积比较而一致的部分选择为被认为是槽口K的候选(步骤S11)。此时利用的图像是接受从光源10照射的光在晶圆背面反射并返回的反射光的大致全量而得到的。因此，晶圆背面的正常状态的部分强调为白色。除此以外的晶圆外周端的槽口、缺口、裂纹、以及晶圆外周区域表现为黑色。
接着，算出从摄像开始位置到槽口候选的位置的偏移量(旋转角度)(步骤S12)。根据该算出结果，控制定位器台1旋转偏移量使得槽口候选来到摄像位置(步骤S13)。
当使槽口候选与摄像位置重合时，再次拍摄槽口候选(步骤S14)，利用预先登记的槽口形状和图案匹配等进行比较来判断槽口K(步骤S15)。
当判断出槽口K时，算出其位置的坐标(步骤S16)。根据该坐标数据算出用于使槽口K移动到预先设定的基准位置(旋转相位)的校正移动量θ(步骤S17)。将该校正移动量θ存储到控制器9内的存储器等中(步骤S18)。
[晶圆缺口位置算出处理(步骤S20)]
从通过CCD照相机12连续摄像得到的图像中，通过面积比较选择被认为是缺口的候选(步骤S21)。
接着，算出从摄像开始位置到缺口候选的位置的偏移量(旋转角度)(步骤S22)。根据该算出结果控制定位器台1旋转偏移量使得缺口候选来到摄像位置(步骤S23)。
当使缺口候选与摄像位置重合时，再次拍摄缺口候选(步骤S24)，并利用预先登记的槽口形状和图案匹配等进行比较，根据是否匹配来判断是否是缺口(步骤S25)。
当判断为是缺口时，算出其位置的坐标(步骤S26)。将该坐标存储到控制器9内的存储器等中(步骤S27)。
[晶圆裂纹位置算出处理(步骤S30)]
从通过CCD照相机12连续摄像得到的图像中，根据浓淡的变化来选择晶圆裂纹(步骤S31)。此时所利用的图像是接受从光源10照射的光在晶圆背面反射并返回的反射光的大致全量而得到的。因此，晶圆背面的正常状态的部分被强调为白色。除此以外的晶圆外周端的槽口、缺口、裂纹、以及晶圆外周区域表现为黑色。即，除去由晶圆背面的特性而引起的漫反射的影响，在白色显示的晶圆背面的图像上鲜明地显示出细微的裂纹。
当判断为晶圆W存在裂纹时，算出裂纹的长度及其坐标位置(步骤S32)。将其算出结果存储在控制器9内的存储器等中(步骤S33)。
当以上的各处理结束时，进行晶圆定位处理和检测信息的传递处理。
在晶圆定位处理工序中，根据存储在存储器等中的XY校正移动量，在图1所示的X-Y平面上水平移动定位器台1。同时，根据校正移动量θ旋转移动定位器台1。其结果是将晶圆W校正为中心位置是基准位置、槽口K朝向基准旋转相位的规定姿势(步骤S41)。其后，将晶圆W从定位器台1搬出并运送到下一个工序(步骤S42)。
在检测信息的传递处理工序中，将槽口位置、晶圆缺口位置、以及晶圆裂纹位置的检测信息通过网络、记录介质传递到以后的各处理工序的各控制器等，或者将作为记录有各位置信息的、进行了二维或者三维编码的标签等粘贴到晶圆W上(步骤S51)。
下面例示出在晶圆W上产生缺口、裂纹并将其检测出的情况下的处理的一例。
在通过切割带DT将完成背面研磨处理的晶圆W粘贴并保持在环形架f上、制作如图7所示的装配架MF的情况下，利用在之前的工序中得到并传递的各位置信息。
对在图案外周的区域中检测出缺口、裂纹的晶圆W，通过各工序的控制器读出缺口等的位置信息。根据该位置信息将没有缺口、裂纹等的部分设定为带粘贴方向。例如，如图7所示，设定带粘贴方向(粘贴辊的移动方向)使得缺口C、裂纹位于处在箭头所示的切割带DT的粘贴方向的带粘贴末端侧。也就是说，比较缺口的大小，优先将较大的缺口设定在粘贴末端位置，或者沿裂纹的长度方向来设定带粘贴方向。通过这样设定带粘贴方向来实施如下处理。在将粘贴辊按压到保护带PT的非粘贴面并转动时，通过保护带PT事先增强不具有裂纹等的部分。其后，仅对裂纹等部分增加粘贴辊的按压。因此，可减少作用在晶圆W上的带粘贴应力来预先避免缺口、裂纹扩大。
另外，在通过切割带DT将晶圆W保持并粘贴在环形架f上之后、要剥离粘贴在晶圆W的表面的保护带PT的情况下，如下这样进行处理。例如在图8中，将装配架MF保持在未图示的保持工作台上。在这种状态下，在使保持工作台沿箭头方向移动的过程中，通过边缘(edge)部件14将较窄的剥离带ST粘贴在保护带PT上，同时在边缘部件14的前端折回并回收剥离带ST。由此能够将剥离带ST与保护带PT一体地从晶圆表面剥离。
在这种剥离处理中，对检测出缺口、裂纹的晶圆W，与切割带DT的粘贴同样地将没有缺口、裂纹等的部分设定为带剥离方向。也就是说，设定剥离带ST的粘贴方向(边缘部14的移动方向)使得缺口、裂纹位于带粘贴的末端侧。在图8的情况下，晶圆W的缺口或者裂纹位于与箭头的行进方向正相反的位置。通过进行这样的剥离带ST的粘贴，来减少作用在晶圆W的缺口等的带剥离应力、边缘部件14的按压力，并且减少在剥离时产生作用的剥离应力(弯曲量)。
例如，在缺口处于剥离末端位置的情况下，实施如下的处置。在从粘贴开始端粘贴剥离带ST到达缺口的位置时，剥离带ST的粘贴距离仅是缺口的部分。换言之，在缺口的位置以后不存在以缺口为起点发生破损的部分。因此，可预先避免在剥离时晶圆W的缺口、裂纹扩大。
在裂纹的情况下，实施如下的处理。通常在裂纹的长度方向与边缘部件14的剥离接触点一致时，即，在边缘部件的长度方向与裂纹的长度方向相同的情况下，会由边缘部件14的剥离应力而增加晶圆W从该部位开始的弯曲度。然而，边缘部件14与裂纹长度方向交叉并以该状态沿裂纹剥离保护带PT，由此能够预先避免上述现象。另外，以裂纹的长度方向的中心为起点沿直径方向(向外)进行剥离，由此能够减少晶圆W的剥离时的弯曲量从而可预先避开裂纹的扩大。
本发明不限于上述的实施例，能够进行如下地变形来实施。
(1)在上述实施例中，由利用了CCD线性传感器8的第一检测单元5来求出晶圆中心位置，但是也可以由利用了CCD照相机的图像处理来求出晶圆中心位置。
(2)在上述实施例中，示出并行进行槽口位置算出处理、晶圆缺口位置算出处理、以及晶圆裂纹位置算出处理的情况，但是它们也可依次进行。
(3)在上述实施例中，从晶圆W的背面垂直地照射光，但是也可以从图案形成面的表面侧照射光。
(4)在上述实施例中，剥离带ST的粘贴位置和剥离方向等不限于上述实施例的形态，只要是避开了缺口、裂纹位置的位置即可，决定为能够抑制缺口等扩大的方向。
本发明能够在不脱离其概念或者本质的范围内以其它具体方式实施，因此作为表示发明范围的内容并非是以上的说明，而应该参照附加的权利要求。

Claims (8)

1.一种对半导体晶圆粘贴粘合带的方法，其特征在于，上述方法包括以下的过程：
检测在半导体晶圆的外周部产生的缺陷的检测过程；
存储上述检测过程检测到的缺陷的位置的存储过程；以及
根据所存储的上述缺陷的位置信息，避开上述缺陷的位置以决定对上述半导体晶圆粘贴粘合带的粘贴方向的过程。
2.根据权利要求1所述的对半导体晶圆粘贴粘合带的方法，其特征在于，
将上述粘合带的粘贴方向决定为从避开上述缺陷的位置的位置起沿直径方向的方向。
3.根据权利要求1所述的对半导体晶圆粘贴粘合带的方法，其特征在于，
在半导体晶圆的外周部存在多个缺陷的情况下，比较各缺陷的面积，将上述粘合带的粘贴方向决定为从避开缺陷面积较大的部位的位置起沿直径方向的方向。
4.根据权利要求1所述的对半导体晶圆粘贴粘合带的方法，其特征在于，
在缺陷是裂纹的情况下，上述粘合带的粘贴将避开裂纹的位置设为粘贴开始位置，并且使粘贴方向沿着裂纹的长度方向。
5.一种粘贴在半导体晶圆上的保护带的剥离方法，其特征在于，上述方法包括以下过程：
检测在半导体晶圆的外周部产生的缺陷的检测过程；
存储上述检测过程检测到的缺陷的位置的存储过程；以及
根据所存储的上述缺陷的位置信息，避开上述缺陷的位置以决定粘贴在上述半导体晶圆的图案形成面上的保护带的剥离方向的过程。
6.根据权利要求5所述的保护带的剥离方法，其特征在于，
将上述保护带的剥离方向决定为从避开上述缺陷的位置的位置起沿直径方向的方向。
7.根据权利要求5所述的保护带的剥离方法，其特征在于，
在半导体晶圆的外周部存在多个缺陷的情况下，比较各缺陷的面积，将上述保护带的剥离方向决定为从避开缺陷面积较大的部位的位置起沿直径方向的方向。
8.根据权利要求5所述的保护带的剥离方法，其特征在于，
在缺陷是裂纹的情况下，上述保护带的剥离将避开裂纹的位置设为剥离开始位置，并且使剥离方向沿着裂纹的长度方向。
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