CN111564367B - 一种晶圆研磨前裂片异常的处理方法 - Google Patents

一种晶圆研磨前裂片异常的处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了半导体生产制造领域内的一种晶圆研磨前裂片异常的处理方法，包括如下步骤：晶圆碎片定位，将各晶圆碎片从定位孔取出，使得各晶圆碎片拼成一个完整的晶圆，将合框固定的拼装晶圆正面朝上放置，将面积最大的晶圆碎片的破裂边缘切掉，标记切割线后将硅片切割出假片，将假片与面积最大晶圆碎片拼装成假晶圆，假晶圆研磨进行清洗，再分离假片与面积最大晶圆碎片，将面积最大晶圆碎片合框后切割成若干IC。本发明能够针对前制程的晶圆出现破裂现象，导致裂片的晶圆因不完整无法被吸附固定进行研磨的问题进行修复处理，将缺失的晶圆填补全进行固定研磨，挽救裂片的晶圆，减少损失。

Description

一种晶圆研磨前裂片异常的处理方法
技术领域
本发明属于半导体生产制造领域，特别涉及一种晶圆研磨前裂片异常的处理方法。
背景技术
现有技术中，半导体封装是指将通过测试的晶圆按照产品型号及功能需求加工得到独立芯片的过程。COG则是半导体封装工艺中的一道工序，专注于晶圆的减薄、切割和分类。
晶圆的COG加工过程包括正面贴膜、研磨、撕胶、合框、切割、UV照射、捡晶和包装出货等过程，先在晶圆正面贴上保护膜，然后再将晶圆背面研磨减薄，研磨作业需要将晶圆减薄，晶圆正面的保护胶膜则是很好的一道辅助工序，用于保护晶圆正面，避免正面电路部分的IC被污染；晶圆在作业过程中，在前面的长晶、测试等制程，如果出现故障有可能会造成晶圆破裂，而晶圆的研磨作业是通过真空陶瓷面来吸附晶圆，由磨轮来对晶圆进行研磨，这个时候破裂的晶圆因为结构不完整无法将晶圆可靠地定位在真空陶瓷面上，因为不能进行研磨作业，通常遇到此类破裂的晶圆，因晶圆结构不完整不能执行下一道的制程只能报废，其不足之处在于：整片晶圆报废浪费了较多的原材料，导致前面的加工制程失去意义，没有方法挽救，损失较大。
发明内容
本发明的目的是提供一种晶圆研磨前裂片异常的处理方法，能够针对前制程的晶圆出现破裂现象，导致裂片的晶圆因不完整无法被吸附固定进行研磨的问题进行修复处理， 将缺失的晶圆填补全进行固定研磨，挽救裂片的晶圆，减少损失。
本发明的目的是这样实现的：一种晶圆研磨前裂片异常的处理方法，包括如下步骤：
（1）晶圆碎片定位：将破裂的各晶圆碎片正面朝上放置在定位盘上，定位盘中部设置有定位孔，定位孔与完整晶圆的形状和大小相匹配设置，使得破裂的各晶圆碎片在定位孔中拼装成一个完整的晶圆；
（2）晶圆碎片合框：将各晶圆碎片从定位孔取出，然后将各晶圆碎片背面朝上放置在晶圆合框机的载台上，使得各晶圆碎片拼成一个完整的晶圆，晶圆合框机的载台上放置有外框，确保拼成的晶圆与外框的中心相重合，晶圆合框机在外框、拼装的晶圆背面贴上背面胶膜一，将外框和拼装的晶圆合框固定为一体；
（3）晶圆规则切割：将合框固定的拼装晶圆正面朝上放置在晶圆切割机上，晶圆切割机沿着切割线对面积最大的晶圆碎片进行切割，使得面积最大的晶圆碎片的破裂边缘被切掉，控制切割线与面积最大的晶圆碎片的破裂边缘的间距为1.9~2.1mm；
（4）标记切割线：将合框固定的拼装晶圆从切割机中取出，将背面胶膜一上面积小于最大晶圆碎片的其他晶圆碎片拿走，通过记号笔在背面胶膜一的正反两面均沿着面积最大晶圆碎片的被切割线作出标记线段，然后将面积最大晶圆碎片与外框、背面胶膜一分离并将其放置在定位盘中，保留外框和背面胶膜一；
（5）假片切割：将面积大小、厚度与晶圆相同的圆形硅片放置在外框的背面胶膜一上，使得外框与硅片的中心相重合，找到背面胶膜一上位于硅片两侧的标记线段，将外框上的硅片正面朝上放置在切割机中，切割机沿着标记线段对硅片进行切割，然后将切割后的硅片从切割机取出，从外框的背面胶膜一上取下可与步骤（4）中面积最大晶圆碎片拼装成整圆的假片；
（6）假片补全：将步骤（5）中的假片放入定位盘中，与面积最大晶圆碎片拼装成完整的假晶圆，通过正面贴膜机在假晶圆上贴上正面胶膜；
（7）假晶圆研磨：通过双手抓住假晶圆，将假晶圆的正面胶膜朝下水平放置在研磨机的研磨台上，研磨轮对假晶圆的背面进行研磨，完成研磨后双手水平抓着假晶圆将其水平取出，对假晶圆进行清洗；
（8）研磨后的晶圆碎片合框：将清洗后的假晶圆的正面胶膜撕除，分离假片与面积最大晶圆碎片，将面积最大晶圆碎片背面朝上放置在晶圆合框机的载台上，晶圆合框机的载台上放置有外框，使得面积最大晶圆碎片与外框的中心相重合，晶圆合框机在外框、面积最大晶圆碎片背面贴上背面胶膜二，将外框和面积最大晶圆碎片合框固定为一体；
（9）切割捡晶：将合框固定的面积最大晶圆碎片放入切割机中，使得面积最大晶圆碎片正面朝上，切割机对面积最大晶圆碎片进行切割，将晶圆碎片切割成若干颗IC，通过UV照射机照射背面胶膜二，使得背面胶膜二失去粘性，捡晶机将检验合格的各IC挑拣至tray盘内。
本发明将破裂的各晶圆碎片合框固定后，通常前制程发生破裂的晶圆碎片在应力作用下会破裂成一个面积大于半圆的较大晶圆碎片和若干面积较小的晶圆碎片，选择保留面积最大的晶圆碎片，将面积最大的晶圆碎片的破裂边缘切割下来，避免破裂边缘不够光滑、平整；然后通过在背面胶膜一上作标记线段，再将完整的圆形硅片切成与面积最大晶圆碎片相匹配的假片，通过假片将面积最大晶圆碎片补全为完整的圆形假晶圆，将假晶圆正面贴上正面胶膜后背面朝上放置在研磨机上，完后研磨后再对面积最大晶圆碎片进行切割。与现有技术相比，本发明的有益效果在于： 假片与面积最大晶圆碎片补全为完整的圆形假晶圆后，通过正面胶膜将假片与晶圆碎片固定，补全后的晶圆碎片放置在研磨机上，抽真空系统可以将完整的假晶圆牢固地吸附固定，避免了不完整晶圆碎片无法被吸附固定进行研磨的问题。本发明能够针对前制程的晶圆出现破裂现象，导致裂片的晶圆因不完整无法被吸附固定进行研磨的问题进行修复处理， 将缺失的晶圆填补全进行固定研磨，挽救裂片的晶圆，降低受裂片影响的晶圆数量，减少损失。本方法简单便于操作，可以降低成本。
作为本发明的进一步改进，所述外框的内侧孔呈圆形，晶圆、硅片的外径均小于外框的圆形内侧孔的孔径。外框为铁框，可以起到固定晶圆的作用。
作为本发明的进一步改进，所述背面胶膜一和背面胶膜二均为具有粘性的紫外线照射胶带，正面胶膜为具有粘性的蓝膜。正面胶膜可以将假片和面积最大晶圆碎片粘贴固定在一起，紫外线照射胶带具有粘性，经UV照射机照射之后，紫外线照射胶带失去粘性，可以将晶圆或者IC与背面胶膜分离。
作为本发明的进一步改进，所述步骤（3）中，面积最大的晶圆碎片的破裂边缘与晶圆碎片上IC的边缘线相平行时，切割线与面积最大的晶圆碎片的破裂边缘平行；面积最大的晶圆碎片的破裂边缘与晶圆碎片上IC的边缘线相倾斜时，切割线与面积最大的晶圆碎片的破裂边缘平行或者相交。切割面积最大的晶圆碎片的破裂边缘时，尽量保留剩余的晶圆碎片上的各IC的完整性，切割后的晶圆碎片的切割边缘更加光滑、平整，除去了不够光滑、平整的破裂边缘。
作为本发明的进一步改进，所述步骤（4）中，标记线段的左右两端均与背面胶膜一的边缘相交。标记线段的长度较长，从圆形硅片的左右两侧延伸出来，保证从上方对硅片进行切割时，可以观察到标记线段。
作为本发明的进一步改进，所述步骤（7）中，研磨机包括三个可沿周向移动的圆形研磨台，三个研磨台沿周向均匀间隔分布设置， 各研磨台的表面均为布满多个吸附孔的陶瓷面，各吸附孔均与抽真空系统相连接，研磨台的外径为12寸，与第一个研磨台相对应地设置有上料机械手，与第三个研磨台相对应地设置有下料机械手，第一个研磨台上方设置有粗磨轮，第二个研磨台上方设置有精磨轮。多孔陶瓷通过抽真空系统将假晶圆吸附固定住，上料机械手将假晶圆先送到第一个研磨台上，粗磨轮对假晶圆粗磨，各研磨台周向转动120°，假晶圆移动到第二个研磨台的位置，精磨轮对假晶圆精磨，各研磨台周向转动120°，假晶圆移动到第三个研磨台的位置，下料机械手将研磨后的假晶圆取出。
作为本发明的进一步改进，所述晶圆的尺寸为8寸或12寸。
附图说明
图1为本发明的各晶圆碎片放置在定位盘上的结构示意图。
图2为晶圆合框机的结构示意图。
图3为各晶圆碎片合框后的结构示意图。
图4为晶圆规则切割时的结构示意图。
图5为晶圆切割出面积最大晶圆碎片的结构示意图。
图6为在背面胶膜一上作标记线段的结构示意图。
图7为背面胶膜一背面标记线段的结构示意图。
图8为将硅片固定在背面胶膜一上的结构示意图。
图9为将硅片切割出假片的结构示意图。
图10为将假片和面积最大晶圆碎片在定位盘拼成整圆的结构示意图。
图11为研磨机的结构示意图。
图12为研磨台的结构示意图。
图13为研磨后的面积最大晶圆碎片的结构示意图。
图14为晶圆规则切割时，对于破裂边缘与晶圆上IC的边缘线相倾斜时，切割线与破裂边缘平行的结构示意图。
图15为晶圆规则切割时，对于破裂边缘与晶圆上IC的边缘线相倾斜时，切割线与破裂边缘相倾斜的结构示意图。
图16为晶圆规则切割时，对于破裂边缘与晶圆上IC的边缘线相平行时，切割线与破裂边缘相平行的结构示意图。
其中，1定位盘，1a定位孔，2晶圆，2a晶圆碎片，3晶圆合框机，3a载台，3b放料辊，3c收料辊，3d背面胶膜卷带，4外框，5背面胶膜一，6切割线，7面积最大晶圆碎片，8标记线段，9硅片，9a假片，10研磨机，10a第一个研磨台，10b第二个研磨台，10c 第三个研磨台，11假晶圆，12背面胶膜二，13破裂边缘，14IC，15上料机械手，16下料机械手。
具体实施方式
实施例1
如图1-14所示，为一种晶圆研磨前裂片异常的处理方法，包括如下步骤：
（1）晶圆碎片定位：将破裂的各晶圆碎片2a正面朝上放置在定位盘1上，定位盘1中部设置有定位孔1a，定位孔1a与完整晶圆2的形状和大小相匹配设置，使得破裂的各晶圆碎片2a在定位孔1a中拼装成一个完整的晶圆2；
（2）晶圆碎片合框：将各晶圆碎片2a从定位孔1a取出，然后将各晶圆碎片2a背面朝上放置在晶圆合框机3的载台3a上，使得各晶圆碎片2a拼成一个完整的晶圆2，晶圆合框机3的载台3a上放置有外框4，确保拼成的晶圆2与外框4的中心相重合，晶圆合框机3包括放料辊3b和收料辊3c，放料辊3b上卷绕有背面胶膜卷带3d，放料辊3b放出的背面胶膜卷带3d收绕在收料辊3c上，晶圆合框机3在外框4、拼装的晶圆2背面贴上背面胶膜一5，将外框4和拼装的晶圆2合框固定为一体；
（3）晶圆规则切割：将合框固定的拼装晶圆2正面朝上放置在晶圆切割机上，晶圆切割机沿着切割线6对面积最大的晶圆碎片2a进行切割，使得面积最大的晶圆碎片2a的破裂边缘13被切掉，控制切割线6与面积最大的晶圆碎片2a的破裂边缘13的间距为1.9~2.1mm；面积最大的晶圆碎片2a的破裂边缘13与晶圆碎片2a上IC14的边缘线相倾斜时，切割线6与面积最大的晶圆碎片2a的破裂边缘13相平行的结构示意图；
（4）标记切割线：将合框固定的拼装晶圆2从切割机中取出，将背面胶膜一5上面积小于最大晶圆碎片的其他晶圆碎片拿走，通过记号笔在背面胶膜一5的正反两面均沿着面积最大晶圆碎片7的被切割线6作出标记线段8，然后将面积最大晶圆碎片7与外框4、背面胶膜一5分离并将其放置在定位盘1中，保留外框4和背面胶膜一5；标记线段8的左右两端均与背面胶膜一5的边缘相交；
（5）假片切割：将面积大小、厚度与晶圆2相同的圆形硅片9放置在外框4的背面胶膜一5上，使得外框4与硅片9的中心相重合，找到背面胶膜一5上位于硅片9两侧的标记线段8，将外框4上的硅片9正面朝上放置在切割机中，切割机沿着标记线段8对硅片9进行切割，然后将切割后的硅片9从切割机取出，从外框4的背面胶膜一5上取下可与步骤（4）中面积最大晶圆碎片7拼装成整圆的假片9a；
（6）假片补全：将步骤（5）中的假片9a放入定位盘1中，与面积最大晶圆碎片7拼装成完整的假晶圆11，通过正面贴膜机在假晶圆11上贴上正面胶膜；
（7）假晶圆研磨：通过双手抓住假晶圆11，将假晶圆11的正面胶膜朝下水平放置在研磨机10的研磨台上，研磨轮对假晶圆11的背面进行研磨，完成研磨后双手水平抓着假晶圆11将其水平取出，对假晶圆11进行清洗；研磨机10包括三个可沿周向移动的圆形研磨台，三个研磨台沿周向均匀间隔分布设置， 各研磨台的表面均为布满多个吸附孔的陶瓷面，各吸附孔均与抽真空系统相连接，研磨台的外径为12寸，与第一个研磨台10a相对应地设置有上料机械手15，与第三个研磨台10c相对应地设置有下料机械手16，第一个研磨台10a上方设置有粗磨轮，第二个研磨台10b上方设置有精磨轮；多孔陶瓷通过抽真空系统将假晶圆11吸附固定住，上料机械手15将假晶圆11先送到第一个研磨台10a上，粗磨轮对假晶圆11粗磨，各研磨台周向转动120°，假晶圆11移动到第二个研磨台10b的位置，精磨轮对假晶圆11精磨，各研磨台周向转动120°，假晶圆11移动到第三个研磨台10c的位置，下料机械手16将研磨后的假晶圆11取出；
（8）研磨后的晶圆碎片合框：将清洗后的假晶圆11的正面胶膜撕除，分离假片9a与面积最大晶圆碎片7，将面积最大晶圆碎片7背面朝上放置在晶圆合框机3的载台3a上，晶圆合框机3的载台3a上放置有外框4，使得面积最大晶圆碎片7与外框4的中心相重合，晶圆合框机3在外框4、面积最大晶圆碎片7背面贴上背面胶膜二12，将外框4和面积最大晶圆碎片7合框固定为一体；
（9）切割捡晶：将合框固定的面积最大晶圆碎片7放入切割机中，使得面积最大晶圆碎片7正面朝上，切割机对面积最大晶圆碎片7进行切割，将晶圆碎片切割成若干颗IC14，通过UV照射机照射背面胶膜二12，使得背面胶膜二12失去粘性，捡晶机将检验合格的各IC14挑拣至tray盘内。
外框4的内侧孔呈圆形，晶圆、硅片9的外径均小于外框4的圆形内侧孔的孔径。
背面胶膜一5和背面胶膜二12均为具有粘性的紫外线照射胶带，正面胶膜为具有粘性的蓝膜。
所述晶圆的尺寸为8寸或12寸。
本发明将破裂的各晶圆碎片合框固定后，通常前制程发生破裂的晶圆碎片在应力作用下会破裂成一个面积大于半圆的较大晶圆碎片和若干面积较小的晶圆碎片，选择保留面积最大的晶圆碎片，将面积最大晶圆碎片7的破裂边缘13切割下来，避免破裂边缘13不够光滑、平整；然后通过在背面胶膜一5上作标记线段8，再将完整的圆形硅片9切成与面积最大晶圆碎片7相匹配的假片9a，通过假片9a将面积最大晶圆碎片7补全为完整的圆形假晶圆11，将假晶圆11正面贴上正面胶膜后背面朝上放置在研磨机10上，完后研磨后再对面积最大晶圆碎片7进行切割。本发明的优点在于： 假片9a与面积最大晶圆碎片7补全为完整的圆形假晶圆11后，通过正面胶膜将假片9a与晶圆碎片固定，补全后的晶圆碎片放置在研磨机10上，抽真空系统可以将完整的假晶圆11牢固地吸附固定，避免了不完整晶圆碎片无法被吸附固定进行研磨的问题。本发明能够针对前制程的晶圆出现破裂现象，导致裂片的晶圆因不完整无法被吸附固定进行研磨的问题进行修复处理， 将缺失的晶圆填补全进行固定研磨，挽救裂片的晶圆，降低受裂片影响的晶圆数量，减少损失。本方法简单便于操作，可以降低成本。
实施例2
如图15，与实施例1的不同之处在于：面积最大的晶圆碎片的破裂边缘13与晶圆碎片上IC14的边缘线相倾斜时，切割线6与面积最大的晶圆碎片的破裂边缘13相交；控制切割线6与面积最大的晶圆碎片的破裂边缘13的最大间距为1.9~2.1mm。
实施例3
如图16，与实施例1的不同之处在于：面积最大的晶圆碎片的破裂边缘13与晶圆碎片上IC14的边缘线相平行时，切割线6与面积最大的晶圆碎片的破裂边缘13平行。
本发明的各实施例在切割面积最大晶圆碎片7的破裂边缘13时，尽量保留剩余的晶圆碎片上的各IC14的完整性，切割后不完整的IC14 可以报废掉，保留完整的IC14。
本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种晶圆研磨前裂片异常的处理方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）晶圆碎片定位：将破裂的各晶圆碎片正面朝上放置在定位盘上，定位盘中部设置有定位孔，定位孔与完整晶圆的形状和大小相匹配设置，使得破裂的各晶圆碎片在定位孔中拼装成一个完整的晶圆；
（2）晶圆碎片合框：将各晶圆碎片从定位孔取出，然后将各晶圆碎片背面朝上放置在晶圆合框机的载台上，使得各晶圆碎片拼成一个完整的晶圆，晶圆合框机的载台上放置有外框，确保拼成的晶圆与外框的中心相重合，晶圆合框机在外框、拼装的晶圆背面贴上背面胶膜一，将外框和拼装的晶圆合框固定为一体；
（3）晶圆规则切割：将合框固定的拼装晶圆正面朝上放置在晶圆切割机上，晶圆切割机沿着切割线对面积最大的晶圆碎片进行切割，使得面积最大的晶圆碎片的破裂边缘被切掉，控制切割线与面积最大的晶圆碎片的破裂边缘的间距为1.9~2.1mm；面积最大的晶圆碎片的破裂边缘与晶圆碎片上IC的边缘线相平行时，切割线与面积最大的晶圆碎片的破裂边缘平行；面积最大的晶圆碎片的破裂边缘与晶圆碎片上IC的边缘线相倾斜时，切割线与面积最大的晶圆碎片的破裂边缘平行或者相交；
（4）标记切割线：将合框固定的拼装晶圆从切割机中取出，将背面胶膜一上面积小于最大晶圆碎片的其他晶圆碎片拿走，通过记号笔在背面胶膜一的正反两面均沿着面积最大晶圆碎片的被切割线作出标记线段，然后将面积最大晶圆碎片与外框、背面胶膜一分离并将其放置在定位盘中，保留外框和背面胶膜一；标记线段的左右两端均与背面胶膜一的边缘相交；
（5）假片切割：将面积大小、厚度与晶圆相同的圆形硅片放置在外框的背面胶膜一上，使得外框与硅片的中心相重合，找到背面胶膜一上位于硅片两侧的标记线段，将外框上的硅片正面朝上放置在切割机中，切割机沿着标记线段对硅片进行切割，然后将切割后的硅片从切割机取出，从外框的背面胶膜一上取下可与步骤（4）中面积最大晶圆碎片拼装成整圆的假片；
（6）假片补全：将步骤（5）中的假片放入定位盘中，与面积最大晶圆碎片拼装成完整的假晶圆，通过正面贴膜机在假晶圆上贴上正面胶膜；
（7）假晶圆研磨：通过双手抓住假晶圆，将假晶圆的正面胶膜朝下水平放置在研磨机的研磨台上，研磨轮对假晶圆的背面进行研磨，完成研磨后双手水平抓着假晶圆将其水平取出，对假晶圆进行清洗；研磨机包括三个可沿周向移动的圆形研磨台，三个研磨台沿周向均匀间隔分布设置， 各研磨台的表面均为布满多个吸附孔的陶瓷面，各吸附孔均与抽真空系统相连接，研磨台的外径为12寸，与第一个研磨台相对应地设置有上料机械手，与第三个研磨台相对应地设置有下料机械手，第一个研磨台上方设置有粗磨轮，第二个研磨台上方设置有精磨轮；
（8）研磨后的晶圆碎片合框：将清洗后的假晶圆的正面胶膜撕除，分离假片与面积最大晶圆碎片，将面积最大晶圆碎片背面朝上放置在晶圆合框机的载台上，晶圆合框机的载台上放置有外框，使得面积最大晶圆碎片与外框的中心相重合，晶圆合框机在外框、面积最大晶圆碎片背面贴上背面胶膜二，将外框和面积最大晶圆碎片合框固定为一体；
（9）切割捡晶：将合框固定的面积最大晶圆碎片放入切割机中，使得面积最大晶圆碎片正面朝上，切割机对面积最大晶圆碎片进行切割，将晶圆碎片切割成若干颗IC，通过UV照射机照射背面胶膜二，使得背面胶膜二失去粘性，捡晶机将检验合格的各IC挑拣至tray盘内。
2.根据权利要求1所述的一种晶圆研磨前裂片异常的处理方法，其特征在于，所述外框的内侧孔呈圆形，晶圆、硅片的外径均小于外框的圆形内侧孔的孔径。
3.根据权利要求1或2所述的一种晶圆研磨前裂片异常的处理方法，其特征在于，所述背面胶膜一和背面胶膜二均为具有粘性的紫外线照射胶带，正面胶膜为具有粘性的蓝膜。
4.根据权利要求1或2所述的一种晶圆研磨前裂片异常的处理方法，其特征在于，所述晶圆的尺寸为8寸或12寸。
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