CN102201330B - 半导体晶圆固定方法以及半导体晶圆固定装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种半导体晶圆固定方法以及半导体晶圆固定装置。在形成于用于保持半导体晶圆(W)的保持台的中央上的凹入部分中,在半导体晶圆的保持区域的大致整个区域中设有弹性体,在用该弹性体从半导体晶圆的电路形成面即表面侧挡住并支承的状态下,使粘贴辊滚动移动,从而在半导体晶圆的背面和环形框上粘贴粘合带。

Description

半导体晶圆固定方法以及半导体晶圆固定装置

技术领域

[0001] 本发明涉及用于在半导体晶圆(以下适当称为“晶圆”)和环形框上粘贴粘合带(切割带)而制成固定框的半导体晶圆固定方法以及半导体晶圆固定装置。

背景技术

[0002] 近年来,在经由背磨处理而薄型化了的晶圆的背面实施使金蒸镀等的高温处理。在这种情况下,先将作为电路保护用而粘贴在晶圆的表面的粘合带剥离,然后进行高温处理

[0003] 将高温处理后的晶圆输送到固定工序。在该工序中,借助粘合带将晶圆粘接保持在环形框上而制成固定框。但是,此时存在在晶圆表面未粘贴保护用的粘合带而在晶圆表面暴露出的状态下将晶圆输送到固定工序中的情况。

[0004] 在表面的电路面暴露出的状态下将晶圆固定的情况下,使电路面朝下地将晶圆载置保持在保持台上,在晶圆的背面粘贴粘合带。在这种情况下,作为用于粘贴粘合带的方法,例如,在保持台的外周部上形成环状的吸附部,并且在该吸附部的内侧形成凹部。即,用环状的吸附部吸附保持晶圆的外周部,且向凹部中供给流体,使作用于晶圆背面的粘贴按压力平衡,从而控制凹部的内压(日本国特开昭62-287639号公报)。

[0005] 另外,有时也会在晶圆表面再次粘贴表面保护用的粘合带而将晶圆移送到固定工序中。

[0006] 但是,晶圆的表面外周部会与保持台的刚性高的环状吸附部直接接触。若至晶圆表面的外周部形成有凸块(bump),则凸块可能会由于与环状吸附部之间的接触而破损。另夕卜,由于晶圆的外周部之外的部位处于非接触状态,因此,不会发生由于接触而引起的凸块破损。但是,为了使薄型化而刚性下降了的晶圆不会产生大的挠曲变形,需要控制凹部的内压。该控制是非常困难的。

[0007] 另外,在用粘合带来保护晶圆表面的情况下,晶圆表面不会由于与保持台的直接接触而破损。但是,由于要用粘贴辊和刚性高的金属或陶瓷制的保持台来夹持晶圆,因此,可能会导致形成于晶圆表面上的微细的电路、凸块变形或破损。

发明内容

[0008] 本发明的目的在于提供能够不使半导体晶圆自身或者形成于晶圆表面上的电路、凸块破损地高精度地粘贴粘合带而制成固定框的半导体晶圆固定方法以及半导体晶圆固定装置。

[0009] 本发明为了达成上述目的而采用如下结构。

[0010] 一种半导体晶圆固定方法,该方法用于在半导体晶圆的背面和环形框上粘贴粘合带而制成固定框,上述方法包括以下工序:

[0011] 在用于吸附保持上述半导体晶圆的保持台的该保持区域中设置具有透气性的弹性体,在借助该弹性体将半导体晶圆的表面侧的电路形成面吸附于保持台上的状态下,使粘贴辊滚动移动,从而在半导体晶圆的背面和环形框上粘贴粘合带。

[0012] 采用该方法,利用粘贴辊的按压使弹性体发生弹性变形,伴随弹性体的反弹力将粘合带会逐渐粘贴在半导体晶圆的表面。在该过程中,半导体晶圆不会与刚性较高的保持台直接接触。即,由于半导体晶圆被弹性保持,因此不会在半导体晶圆上发生较大的挠曲变形。因此,能够抑制晶圆表面的电路、凸块发生变形或破损。

[0013]另外,本发明也可以沿上述弹性体的外周配置限制构件,利用该限制构件来限制半导体晶圆的外周部或者粘贴辊向粘合带的按压方向位移。

[0014] 在这种情况下,也能够抑制在向半导体晶圆粘贴粘合带的开始侧或者终止侧的晶圆端部上,半导体晶圆的外周部由于粘贴辊的按压力而发生较大的挠曲变形。

[0015] 另外,本发明也可以利用限制构件挡住并支承半导体晶圆的外周部。

[0016] 换言之,在半导体晶圆的表面的外周部上形成有凸块的情况下,以晶圆外周部自弹性体溢出的状态保持晶圆。能够使晶圆表面的外周部不与刚性较高的台部分直接接触地粘贴粘合带。另外,由于用限制构件挡住并支承晶圆外周部而避免发生较大的挠曲变形,因此,能够有效地避免形成于晶圆表面的外周部上的电路、凸块发生变形、破损。

[0017] 另外,本发明也可以将限制构件配置在与半导体晶圆的外周相接近的外侧的位置,用该限制构件阻挡住粘贴辊的落下。

[0018] 在这种情况下,能够阻止粘贴辊在晶圆外侧位置向带按压方向发生需要以上的位移,从而防止半导体晶圆的外周部发生较大的挠曲变形。

[0019] 此外,本发明也可以根据半导体晶圆的高度位置来调节限制构件的高度。

[0020] 在这种情况下,能将由伴随粘合带的粘贴的按压引起的弹性体的弹性变形限制为与半导体晶圆的厚度相对应的恰当的量。换言之,能够避免半导体晶圆的外周部发生较大的挠曲变形。另外,能够用恰好的按压力将粘合带粘贴到半导体晶圆的整个背面上。

[0021] 另外,本发明为了达成上述目的而采用如下结构。

[0022] 一种半导体晶圆固定装置,该装置用于在半导体晶圆的背面和环形框上粘贴粘合带而制成固定框,上述装置包括以下的构成元件:

[0023] 保持台,其用于保持上述半导体晶圆和环形框,且在该半导体晶圆的保持区域中具有弹性体;

[0024] 粘贴单元,其具有在上述半导体晶圆和环形框上滚动移动的粘贴辊;

[0025] 带切断机构,其用于沿上述环形框的形状切断粘合带。

[0026] 采用该结构,能够很好地实施上述方法。另外,在上述结构中,还优选具有用于限制半导体晶圆的外周部或者粘贴辊向粘合带的按压方向位移的限制构件。

[0027] 作为该限制构件,例如在弹性体的直径小于半导体晶圆的直径的情况下,上述限制构件构成为挡住并支承半导体晶圆的外周部。另外,也可以将限制构件配置在与半导体晶圆的外周相接近的外侧的位置。此外,限制构件也可以利用弹性体成型,且构成为能调整高度。

[0028] 为了说明本发明,图示了几个目前认为优选的实施方式,但本发明并不限定于图示的结构和方案。

附图说明

[0029] 图1是半导体固定装置的俯视图。

[0030] 图2是半导体固定装置的主视图。

[0031] 图3是表示工件输送装置的一部分的主视图。

[0032] 图4是表示工件输送装置的一部分的俯视图。

[0033] 图5是晶圆输送机构的主视图。

[0034] 图6是表不晶圆输送机构的主要部分的俯视图。

[0035] 图7是表示晶圆输送机构和框输送机构的前后移动构造的俯视图。

[0036] 图8是表不晶圆输送机构和框输送机构的前后移动构造的一部分的主视图。

[0037] 图9是表示晶圆输送机构和框输送机构的前后移动构造的一部分的主视图。

[0038] 图10是框输送机构的主视图。

[0039] 图11是粘合带粘贴部的俯视图。

[0040] 图12是粘合带粘贴部的主视图。

[0041] 图13是保持台的立体图。

[0042] 图14是保持台的俯视图。

[0043] 图15是保持有工件的保持台的纵剖主视图。

[0044] 图16〜图19是表示粘合带粘贴过程的主视图。

[0045] 图20是自表侧观察到的固定框的立体图。

[0046] 图21是自背侧观察到的固定框的立体图。

[0047] 图22是表示保持台的另一实施例的纵剖主视图。

[0048] 图23是表示保持台的又一实施例的纵剖主视图。

具体实施方式

[0049] 下面,参照附图来说明本发明的一实施例。

[0050] 图1表不本发明的半导体晶圆固定装置的俯视图,图2表不该半导体晶圆固定装置的主视图。

[0051] 如图20所示,该半导体晶圆固定装置用于在形成于表面上的电路图案暴露出的状态下的半导体晶圆W(以下,简称为“晶圆W”)的背面和环形框f上粘贴粘合带DT而制成固定框。

[0052] 如图1和图2所示,在装置跟前沿左右方向较长地配置有工件输送装置I。另外,在工件输送装置I的中央的里侧配置有用于在环形框f和晶圆W上粘贴粘合带DT而制成固定框MF的粘合带粘贴部2。

[0053] 在装置的自长度方向的左右中心靠右侧的跟前侧设有用于将晶圆W层叠收容于盒3中而用于供给的晶圆供给部4。另外,在自长度方向的左右中心靠左侧的跟前侧配置有用于将环形框f层叠收容于盒5中而用于供给的框供给部6。此外,在左右中心附近的里侦牝以能够前后移动的方式配置有用于载置晶圆W和环形框f并将晶圆W和环形框f送入到粘合带粘贴部2中的保持台7。

[0054] 在工件输送装置I上设有:晶圆输送机构9,其能够左右往返移动地被支承在左右水平地架设的导轨8的右侧;框输送机构10,其能够左右移动地被支承在导轨8的左侧。另夕卜,在右里侧设置有使用槽口、定位平面对晶圆W进行定位的定位器11。此外,在框供给部6的里侧设置有用于对环形框f进行定位的定位器12。

[0055] 晶圆输送机构9构成为能够沿左右和前后输送自盒3中取出的晶圆W并且能够表背翻转晶圆W的姿势。晶圆输送机构9的详细构造如图3〜图9所示。

[0056] 如图3和图4所示,以能够沿导轨8左右移动的方式配备有在前后方向上较长的左右可动台14。以能够沿设于该左右可动台14上的导轨15前后移动的方式配设有前后可动台16。此外,在该前后可动台16的下部以能够上下移动的方式配备有晶圆保持单元17。

[0057] 在导轨8的右端附近轴支承有被电动机18正反转驱动的驱动皮带轮19,在导轨8的中央侧轴支承有空转皮带轮20。在驱动皮带轮19和空转皮带轮20之间卷挂有传送带21。在传送带21上连结着左右可动台14的滑动卡合部14a。因此,左右可动台14利用传送带21的正反转动而沿左右移动。

[0058] 如图7〜图9所示,在左右可动台14的里端附近轴支承有被电动机22正反转驱动的驱动皮带轮23,并且在左右可动台14的前端附近轴支承有空转皮带轮24。在上述驱动皮带轮23和空转皮带轮24之间卷挂有传送带25。在传送带25上连结着前后可动台16的滑动卡合部16a。前后可动台16利用传送带25的正反转动而前后移动。

[0059] 如图5所示,晶圆保持单元17由如下部件等构成:倒L字形的支承框26,其与前后可动台16的下部相连结;升降台28,其利用电动机27沿该支承框26的纵框部螺纹进给升降;转动台30,其借助转动轴29能绕纵向支轴P旋转地轴支承于升降台28 ;旋转用电动机32,其借助传送带31卷挂在转动轴29上并与转动轴29连动;晶圆保持臂34,其借助转动轴33能绕水平朝向支轴q翻转转动地轴支承于转动台30的下部;翻转用电动机36,其借助传送带35卷挂在转动轴33上并与转动轴33连动。

[0060] 如图6所示,在晶圆保持臂34的前端侧设有U形的吸附部34a,该U形的吸附部34a具有真空吸附孔37。通过利用上述可动构造,能够使吸附保持在晶圆保持臂34上的晶圆W前后移动、左右移动以及绕纵向支轴P旋转移动,并且,通过绕水平朝向支轴q的翻转转动,能使晶圆W表背翻转。

[0061] 如图2所示,在框供给部6的左侧配备有用于装载并回收制成的固定框MF的收纳部39。该收纳部39具有连结固定在装置框40上的纵轨41和利用电动机42沿该纵轨41螺纹进给升降的升降台43。因此,将固定框MF载置到升降台43上能进行间距进给下降。

[0062] 框输送机构10构成为能够自最上层依次取出层叠载置在框供给部6中的环形框f、并沿左右和前后方向输送环形框f。框输送机构10的左右移动构造和前后移动构造与晶圆输送机构9相同。

[0063] S卩,如图7和图10所示,以能够沿导轨8左右移动的方式配备有在前后方向上较长的左右可动台44,以能够沿设于该左右可动台44上的导轨45前后移动的方式配备有前后可动台66。此外,在该前后可动台66的下部以能够上下移动的方式配备有框保持单元47。

[0064] 如图3和图4所示,在导轨8的左端附近轴支承有被电动机48正反转驱动的驱动皮带轮49,在导轨8的中央侧轴支承有空转皮带轮50。在上述驱动皮带轮49和空转皮带轮50之间卷挂有传送带51。左右可动台44的滑动卡合部44a与传送带51相连结。因此,左右可动台44利用传送带21的正反转动而沿左右移动。

[0065] 将用于说明晶圆输送机构9的图7〜图9用于说明框输送机构10,在左右可动台44的里端附近轴支承有被电动机52正反转驱动的驱动皮带轮53,并且在左右可动台44的前端附近轴支承有空转皮带轮54。在上述驱动皮带轮53和空转皮带轮54之间卷挂有传送带55。在传送带55上连结着前后可动台46的滑动卡合部46a。前后可动台46利用传送带55的正反转动而前后移动。

[0066] 如图10所示,框保持单元47由如下部件等构件:与前后可动台46的下部相连结的纵框56、以能沿该纵框56滑动升降的方式被纵框56所支承的升降框57、用于使该升降框57上下移动的屈伸杆机构58、用于正反屈伸驱动该屈伸杆机构58的电动机59、配备在升降框57的下端的前后左右部位的吸盘60。因此,能够用吸盘60自最上层依次吸附装载在升降台43上的环形框f使其上升,并向前后左右输送环形框f。另外,吸盘60能够与环形框f的尺寸相对应地沿水平方向滑动调节。

[0067] 工件输送装置I以上述方式构成,将晶圆W和环形框f如下所述地输送到粘合带粘贴部2。

[0068] 在晶圆输送机构9中,将由晶圆保持臂34吸附的晶圆W首先送入到定位器11进行对位。利用晶圆保持臂34再次吸附保持对位后的晶圆W后将其表背翻转。将呈表面朝下姿势的晶圆W搬入载置到保持台7上。

[0069] 另一方面,在框输送机构10中,将由吸盘60吸附的环形框f首先送入到定位器12进行对位。利用吸盘60再次吸附对位后的环形框f将其搬入到保持台7上,并载置为与晶圆W呈同心状。

[0070] 如图11和图12所示,粘合带粘贴部2包括带供给部61、粘贴辊62、剥离辊63、带切断机构64以及带回收部65,该带供给部61用于装填卷成卷的、宽幅的粘合带(切割带)DTo图16〜图19表示粘合带DT的大概粘贴过程。

[0071] 如图16所示,在待机状态下,粘贴辊62和剥离辊63位于待机位置。另外,带切断机构64位于上方的待机位置。在该状态下,将环形框f和定位载置在保持台7上的背面朝上的晶圆W搬入到粘合带粘贴位置。

[0072] 接着,如图17所示,位于待机位置的粘贴辊62前进移动,将粘合带DT逐渐粘贴在晶圆W和环形框f的上表面。粘合带DT的粘贴完成时,如图18所示,下降了的带切断机构64的圆刀64a绕与晶圆中心同心的轴心X旋转移动。伴随圆刀64a的旋转移动,将粘贴在环形框f上的粘合带DT切断成比环形框的内径大的圆形。然后,如图19所示,剥离辊63前进移动,将残留在切断线外侧的无用的带t自环形框f剥离。由此,如图21所示,在保持台7上残留有背面朝上的固定框MF。保持有该背面朝上的固定框MF的保持台7自带粘贴位置向装置跟前侧移动。在此期间,粘贴辊62和剥离辊63移动回原来的待机位置。同时,将自带供给部61放出的粘合带DT供给到粘贴位置的上方,并且将无用的带t卷取回收到带回收部65中。

[0073] 图13〜图15表示粘合带粘贴部2的保持台7的详细结构。

[0074] 在该保持台7上设有:搭载并连结在底座70上的圆形的晶圆支承台71、围绕该晶圆支承台71而配备的环状的框保持台72。

[0075] 晶圆支承台71的上表面形成有圆形的凹部。在该凹部分中嵌入有弹性体73,弹性体73形成为比晶圆W的外径稍小的圆板状。该弹性体73由厚度几mm的独立发泡橡胶海绵或者硅胶构成。形成于该弹性体73的中央附近的一对卡合孔74与嵌设在台的上表面的定位销75嵌合。这时,弹性体73被保持为在台上突出的固定姿势。另外,在弹性体73的下方以任意厚度铺设调整薄片76,与晶圆厚度相对应地调整弹性体73的上表面高度。通过该调整,将载置在弹性体73上的晶圆W的上表面调整为比载置在框保持台上的环形框f的高度高出一些。

[0076] 在弹性体73和调整片76上形成有多个吸附孔77。各吸附孔77通过形成于台上表面的吸引槽78与真空装置相连通。因此,能够用弹性体73的上表面吸附晶圆W。

[0077] 另外,在晶圆支承台71的上表面外周附近,以与弹性体73的外周相接近的方式配置有环状的限制构件79。该限制构件79由具有适度弹性的硅胶构成。限制构件79的上表面设定为从下方与晶圆W的自弹性体73溢出的外周部相对。

[0078] 在框保持台72的上表面形成有与环形框f的外形一致的台阶80。通过将环形框f嵌入到该台阶80中,能够将环形框f定位为与中央的晶圆W同心。

[0079] 保持台7以上述方式构成。在上述的粘合带的粘贴过程中,在粘贴辊62的按压作用于晶圆W上时,弹性体73会弹性变形。伴随该弹性变形,晶圆W的上表面会落下至环形框f的上表面高度。即,以规定的按压应力将粘合带DT粘贴到晶圆的上面(背面)上。

[0080] 另外,随着晶圆W的落下,晶圆W的外周溢出部分会被限制构件79挡住。因此,能够利用限制构件的弹力来限制晶圆W的外周溢出部分落下至环形框f的上表面高度的下方的位置。

[0081] 根据上述实施例装置,通过利用弹性体73和限制构件79来挡住晶圆W,能够避免由向晶圆W粘贴的开始端附近的晶圆外周部的不当落下引起的破损。

[0082] 本发明也可以采用以下的方式来实施。

[0083] (I)图22例示了在晶圆表面的外周部上形成有凸块的情况下的优选的保持台7。

[0084] 在该例中,弹性体73形成为与晶圆W的外径同径或者比晶圆W的外径稍大,以避免晶圆W的表面外周部溢出。另外,以围绕弹性体73的方式,与晶圆W的外侧相接近地配备有环状的限制构件79。在该限制构件79的上表面实施非粘接处理,以使粘合带DT易于剥离。另外,该限制构件79用于限制该粘贴辊62的落下。换言之,阻止晶圆W的外周部由于粘贴辊62的按压而发生较大的挠曲变形。

[0085] 另外,限制构件79安装为能够利用调整螺栓81调节高度。换言之,通过与晶圆W的厚度相对应地变更调整限制构件79的上表面高度位置,来限制带粘贴时的晶圆W向下方的位移量。通过调节该位移量,能够利用恰好的按压将粘合带DT均匀地粘贴到晶圆W的整个背面上。

[0086] (2)图23例示了在晶圆表面的外周部上形成有凸块的情况下的优选的保持台7的另一例。

[0087] 在该例中,底座70构成为能够上下调整位置,并且,在位置固定的框保持台72上安装有限制构件79。换言之,通过晶圆支承台71的高度调节,来调整限制构件79的与晶圆厚度相对应的上表面高度位置。利用该结构,也利用限制构件79限制粘贴辊62的落下。因此,能够阻止晶圆W的外周部发生较大的挠曲变形,并且能够限制带粘贴时的晶圆W向下方的位移量。通过调节该位移量,能够利用恰好的按压将粘合带DT均匀地粘贴到晶圆W的整个背面上。

[0088] 在上述各实施例装置中,作为弹性体,也可以采用仅在厚度方向上具有高透气性的独立发泡橡胶海绵。在这种情况下,能够不形成吸附孔77而用弹性体73的整个表面吸附晶圆W。另外,独立发泡橡胶海绵仅在垂直方向上具有透气性。因此,在用该独立发泡橡胶海绵吸附晶圆W时,不会产生来自外周的吸引力。

[0089] (4)在上述实施例中,也可以用将晶圆W和环形框f吸附保持在保持台7的下表面上并自下方粘贴粘合带DT的方式进行实施。

[0090] (5)本发明也适用于对表面上粘贴有电路保护用的粘合带的晶圆W进行固定处理的情况。

[0091] 在不脱离本发明的思想和本质的情况下可以采用其他具体方式来实施本发明,因此,作为表示本发明的范围的内容,不应只参考以上的说明,还应参照附加的权利要求书。

Claims (11)

1.一种半导体晶圆固定方法,该方法用于在半导体晶圆的背面和环形框上粘贴粘合带而制成固定框, 上述方法包括以下工序: 粘贴工序,在该工序中,在用于吸附保持上述半导体晶圆的保持台的该保持区域中设置具有透气性的弹性体,在借助该弹性体将半导体晶圆的表面侧的电路形成面吸附于保持台上的状态下,使粘贴辊滚动移动,从而在半导体晶圆的背面和环形框上粘贴粘合带, 在上述粘贴工序中,沿弹性体的外周配置限制构件,利用该限制构件来限制半导体晶圆的外周部或者粘贴辊向粘合带的按压方向位移。
2.根据权利要求1所述的半导体晶圆固定方法,其中, 利用上述限制构件挡住并支承半导体晶圆的外周部。
3.根据权利要求1所述的半导体晶圆固定方法,其中, 将上述限制构件配置在与半导体晶圆的外周相接近的外侧的位置,用该限制构件阻挡住粘贴辊的落下。
4.根据权利要求3所述的半导体晶圆固定方法,其中, 根据上述半导体晶圆的高度位置来调节限制构件的高度。
5.一种半导体晶圆固定装置,该装置用于在半导体晶圆的背面和环形框上粘贴粘合带而制成固定框, 上述装置包括以下的构成元件: 保持台,其用于保持上述半导体晶圆和环形框,且在该半导体晶圆的保持区域中具有弹性体; 粘贴单元,其具有在上述半导体晶圆和环形框上滚动移动的粘贴辊; 带切断机构,其用于沿上述环形框的形状切断粘合带;以及 限制构件,其用于限制上述半导体晶圆的外周部或者粘贴辊向粘合带的按压方向位移。
6.根据权利要求5所述的半导体晶圆固定装置,其中, 上述弹性体的直径小于半导体晶圆的直径, 上述限制构件用于挡住并支承半导体晶圆的外周部。
7.根据权利要求6所述的半导体晶圆固定装置,其中, 将上述限制构件配置在与半导体晶圆的外周相接近的外侧的位置。
8.根据权利要求5所述的半导体晶圆固定装置,其中, 上述限制构件利用弹性体成型,且构成为能调整高度。
9.根据权利要求5所述的半导体晶圆固定装置,其中, 上述保持台具有定位销, 上述弹性体形成有供上述定位销卡合的卡合孔。
10.根据权利要求5所述的半导体晶圆固定装置,其中, 该半导体晶圆固定装置具有介于上述保持台的保持区域和弹性体之间、用于调整高度的调整薄片。
11.根据权利要求5所述的半导体晶圆固定装置,其中, 上述弹性体是仅在厚度方向上具有透气性的独立发泡橡胶海绵。
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