CN113211661A - 用于太鼓减薄的环切工艺的取环装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于太鼓减薄的环切工艺的取环装置，包括：去环刀片，光感模块、信号处理单元和数据处理单元。光感模块设置在去环刀片的底部；光感模块用于去环刀片在向插入位置移动过程中侦测支撑环和切割胶带之间的亮度变化；信号处理单元用于对所侦测的亮度进行处理并获得支撑环和切割胶带之间交界位置；数据处理单元根据所获得的交界位置计算出去环刀片的插入位置并根据插入位置对去环刀片的移动进行反馈控制并最后使去环刀片移动到插入位置。本发明还公开了一种用于太鼓减薄的环切工艺的取环方法。本发明能精准控制去环刀片的插入位置，能提高取环工艺窗口并提高取环设备的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及半导体集成电路制造领域，特别是涉及一种用于太鼓(Taiko)减薄的环切工艺的取环装置。本发明还涉及一种用于太鼓减薄的环切工艺的取环方法。
背景技术
Taiko减薄工艺是由日本DISCO公司开发的一种超薄减薄工艺，Taiko减薄工艺并不是对晶圆(wafer)即硅片的整个平面都减薄，而是仅对晶圆的中间部分进行减薄，晶圆的边缘部分不进行研磨减薄，不进行减薄的边缘部分的宽度约为2毫米～5毫米并由该不进行减薄的边缘部分形成支撑环。
一般当硅片薄到一定程度，且面积较大时，其机械强度大大下降，以8英寸硅片为例，当硅片厚度<200微米时，硅片会发生卷曲，因此无法继续进行搬送、转移和加工。而采用Taiko减薄工艺之后，仅硅片的中间部分减薄，利用硅片的中间部分形成集成电路的器件；利用较厚的支撑环来保持整个硅片的机械强度，防止硅片发生卷曲，有利于后续工艺中对硅片的搬送、转移和加工。
Taiko减薄工艺主要包含贴膜，减薄，揭膜，背面工艺，切割膜(Dicing tape)贴附，环切等步骤。
在其中的环切工艺步骤一般采用机械切割或激光切割将支撑环切除或采用研磨的方法将所述支撑环去除。
如图1A所示，是现有太鼓减薄的环切工艺中采用向上抬取的方式取环时插入位置过高的示意图；晶圆101经过太鼓减薄，所述晶圆101的中间部分101b减薄到需要的厚度，所述晶圆101的边缘部分不被减薄而形成所述支撑环101a。减薄后的所述晶圆101的中间部分101b的厚度为20微米～250微米。
环切工艺采用环切设备实现，所述环切设备包括切割装置和所述取环装置。所述环切工艺用于将所述支撑环101a去除，也即需要结合切割和取环两个步骤才能将所述支撑环101a去除。
所述环切设备包括用于放置所述晶圆101的吸附平台(Chuck table)201。在环切工艺中，所述吸附平台201通过真空或静电的方式将晶圆101吸附在平台表面。图1A中，所述晶圆101也采用wafer表示，所述吸附平台201也采用Chuck table表示。
进行环切之前需要将晶圆101的表面贴附在切割胶带103如紫外线照射胶带(UV膜)上。
所述切割装置用于在所述晶圆101的中间部分101b的外侧边缘处形成沟槽102使所述支撑环101a和所述晶圆101的中间部分101b分开。
图1A为采用向上抬取的方式取环，故所述晶圆101位于切割胶带103的顶部。取环时，设置在去环手臂202上的去环刀片202a会插入到晶圆101的支撑环101a和切割胶带103之间的区域中并使所述支撑环101a和所述切割胶带103分离从而将所述支撑环101a取下。但是，现有方法去环刀片202a的插入位置不容易控制，如图1A中的虚线203a所示，所述去环刀片202a的插入位置位于所述支撑环101a和所述切割胶带103之间相粘接的交界位置的上方，即所述去环刀片202a的插入位置过高，这时所述去环刀片202a容易对支撑环101a产生撞击或取环失败的问题。
如图1B所示，是现有太鼓减薄的环切工艺中采用向上抬取的方式取环时插入位置过低的示意图；和图1A的区别之处为，图1B中，所述去环刀片202a的插入位置位于所述支撑环101a和所述切割胶带103之间相粘接的交界位置的下方，即所述去环刀片202a的插入位置过低，这时所述去环刀片202a容易对所述切割胶带103产生划伤或穿孔的问题。
如图1C所示，是现有太鼓减薄的环切工艺中采用向下掉落的方式取环时插入位置过高的示意图；和图1A的区别之处为，图1C中，所述支撑环101a位于所述切割胶带103的底部，所述支撑环101a通过向下掉落的方式被取下。所述去环刀片202a的插入位置位于所述支撑环101a和所述切割胶带103之间相粘接的交界位置的上方，即所述去环刀片202a的插入位置过高，这时所述去环刀片202a容易对所述切割胶带103产生划伤或穿孔的问题。
如图1D所示，是现有太鼓减薄的环切工艺中采用向下掉落的方式取环时插入位置过低的示意图；和图1C的区别之处为，图1D中，所述去环刀片202a的插入位置位于所述支撑环101a和所述切割胶带103之间相粘接的交界位置的下方，即所述去环刀片202a的插入位置过低，这时所述去环刀片202a容易对支撑环101a产生撞击或取环失败的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种用于太鼓减薄的环切工艺的取环装置，能精准控制去环刀片的插入位置，能提高取环工艺窗口并提高取环设备的稳定性。为此，本发明还公开了一种用于太鼓减薄的环切工艺的取环方法。
为解决上述技术问题，本发明提供的用于太鼓减薄的环切工艺的取环装置包括：去环刀片，光感模块、信号处理单元和数据处理单元。
所述光感模块设置在所述去环刀片的底部。
所述去环刀片用于在取环时插入到晶圆的支撑环和切割胶带之间并使所述支撑环和所述切割胶带分离从而将所述支撑环取下。
所述光感模块用于在所述去环刀片向插入位置移动过程中侦测所述支撑环和所述切割胶带之间的亮度变化。
所述信号处理单元用于对所述光感模块所侦测的亮度进行处理并获得所述支撑环和所述切割胶带之间相粘接的交界位置。
所述数据处理单元根据所获得的所述交界位置计算出所述去环刀片的所述插入位置并根据所述插入位置对所述去环刀片的移动进行反馈控制并最后使所述去环刀片移动到所述插入位置。
进一步的改进是，所述去环刀片移动到所述插入位置后，所述光感模块停止抓取所述交界位置。
进一步的改进是，所述去环刀片移动到所述插入位置后，所述去环刀片使所述支撑环和所述切割胶带逐渐分开并最后将所述支撑环取下。
进一步的改进是，在所述取环时，所述支撑环位于所述切割胶带的顶部，所述支撑环通过向上抬取的方式被取下。
或者，在所述取环时，所述支撑环位于所述切割胶带的底部，所述支撑环通过向下掉落的方式被取下。
进一步的改进是，所述切割胶带包括紫外线照射胶带或热敏胶带。
进一步的改进是，所述晶圆经过太鼓减薄，所述晶圆的中间部分减薄到需要的厚度，所述晶圆的边缘部分不被减薄而形成所述支撑环。
进一步的改进是，环切工艺采用环切设备实现，所述环切设备包括切割装置和所述取环装置。
所述环切设备包括用于放置所述晶圆的吸附平台。
所述切割装置用于在所述晶圆的中间部分的外侧边缘处形成沟槽使所述支撑环和所述晶圆的中间部分分开。
进一步的改进是，一个所述去环刀片底部设置的所述光感模块中包括1～10个光感传感器。
进一步的改进是，所述去环刀片设置在去环手臂上，所述环切设备中包括1个～5个所述去环手臂。
进一步的改进是，所述取环时，所述去环刀片在插入移动过程中所述支撑环和切割胶带之间区域的形状包括三角形或椭圆形。
为解决上述技术问题，本发明提供的用于太鼓减薄的环切工艺的取环方法包括如下步骤：
步骤一、将去环刀片向晶圆的支撑环和切割胶带之间区域插入；在所述去环刀片向插入位置移动过程中，设置在所述去环刀片的底部的光感模块侦测所述支撑环和所述切割胶带之间的亮度变化。
步骤二、信号处理单元对所述光感模块所侦测的亮度进行处理并获得所述支撑环和所述切割胶带之间相粘接的交界位置。
步骤三、数据处理单元根据所获得的所述交界位置计算出所述去环刀片的所述插入位置并根据所述插入位置对所述去环刀片的移动进行反馈控制并最后使所述去环刀片移动到所述插入位置。
步骤四、所述去环刀片使所述支撑环和所述切割胶带分离从而将所述支撑环取下。
进一步的改进是，所述去环刀片移动到所述插入位置后，所述光感模块停止抓取所述交界位置。
进一步的改进是，步骤四中，所述去环刀片移动到所述插入位置后，所述去环刀片使所述支撑环和所述切割胶带逐渐分开并最后将所述支撑环取下。
进一步的改进是，在所述取环时，所述支撑环位于所述切割胶带的顶部，所述支撑环通过向上抬取的方式被取下。
或者，在所述取环时，所述支撑环位于所述切割胶带的底部，所述支撑环通过向下掉落的方式被取下。
进一步的改进是，所述切割胶带包括紫外线照射胶带或热敏胶带。
进一步的改进是，所述晶圆经过太鼓减薄，所述晶圆的中间部分减薄到需要的厚度，所述晶圆的边缘部分不被减薄而形成所述支撑环。
进一步的改进是，环切工艺包括切割和所述取环，所述环切工艺在环切设备上进行，在所述环切工艺中，所述晶圆放置在吸附平台上。
所述切割位于步骤一之前，所述切割在所述晶圆的中间部分的外侧边缘处形成沟槽使所述支撑环和所述晶圆的中间部分分开。
进一步的改进是，一个所述去环刀片底部设置的所述光感模块中包括1～10个光感传感器。
进一步的改进是，所述去环刀片设置在去环手臂上，所述环切设备中包括1个～5个所述去环手臂。
进一步的改进是，所述取环时，所述去环刀片在插入移动过程中所述支撑环和切割胶带之间区域的形状包括三角形或椭圆形。
本发明通过设置光感模块、信号处理单元和数据处理单元，能准确抓取出支撑环和切割胶带之间相粘接的交界位置并进而能精确计算出去环刀片的插入位置并最后进行反馈控制将去环刀片移动到插入位置，所以本发明能精准控制去环刀片的插入位置，能避免现有技术中所出现的插入位置过高或过低的问题，能提高取环工艺窗口并提高取环设备的稳定性。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1A是现有太鼓减薄的环切工艺中采用向上抬取的方式取环时插入位置过高的示意图；
图1B是现有太鼓减薄的环切工艺中采用向上抬取的方式取环时插入位置过低的示意图；
图1C是现有太鼓减薄的环切工艺中采用向下掉落的方式取环时插入位置过高的示意图；
图1D是现有太鼓减薄的环切工艺中采用向下掉落的方式取环时插入位置过低的示意图；
图2是本发明实施例用于太鼓减薄的环切工艺的取环装置的结构示意图；
图3A是采用本发明实施例用于太鼓减薄的环切工艺的取环装置进行采用向上抬取的方式取环的示意图；
图3B是采用本发明实施例用于太鼓减薄的环切工艺的取环装置进行采用向下掉落的方式取环的示意图。
具体实施方式
如图2所示，是本发明实施例用于太鼓减薄的环切工艺的取环装置的结构示意图；如图3A所示，是采用本发明实施例用于太鼓减薄的环切工艺的取环装置进行采用向上抬取的方式取环的示意图；本发明实施例用于太鼓减薄的环切工艺的取环装置包括：去环刀片301a，光感模块302、信号处理单元303和数据处理单元304。
所述光感模块302设置在所述去环刀片301a的底部。
如图3A所示，所述去环刀片301a用于在取环时插入到晶圆401的支撑环401a和切割胶带403之间并使所述支撑环401a和所述切割胶带403分离从而将所述支撑环401a取下。
所述光感模块302用于在所述去环刀片301a向插入位置移动过程中侦测所述支撑环401a和所述切割胶带403之间的亮度变化。
所述信号处理单元303用于对所述光感模块302所侦测的亮度进行处理并获得所述支撑环401a和所述切割胶带403之间相粘接的交界位置。
所述数据处理单元304根据所获得的所述交界位置计算出所述去环刀片301a的所述插入位置并根据所述插入位置对所述去环刀片301a的移动进行反馈控制并最后使所述去环刀片301a移动到所述插入位置，图2中标记305对应的信号为反馈信号。
本发明实施例中，所述去环刀片301a移动到所述插入位置后，所述光感模块302停止抓取所述交界位置。
所述去环刀片301a移动到所述插入位置后，所述去环刀片301a使所述支撑环401a和所述切割胶带403逐渐分开并最后将所述支撑环401a取下。
如图3A所示，在所述取环时，所述支撑环401a位于所述切割胶带403的顶部，所述支撑环401a通过向上抬取的方式被取下。也即为：如图3B所示，是采用本发明实施例用于太鼓减薄的环切工艺的取环装置进行采用向下掉落的方式取环的示意图；在所述取环时，所述支撑环401a位于所述切割胶带403的底部，所述支撑环401a通过向下掉落的方式被取下。
所述切割胶带403包括紫外线照射胶带或热敏胶带。
所述晶圆401经过太鼓减薄，所述晶圆401的中间部分401b减薄到需要的厚度，所述晶圆401的边缘部分不被减薄而形成所述支撑环401a。减薄后的所述晶圆401的中间部分401b的厚度为20微米～250微米。
环切工艺采用环切设备实现，所述环切设备包括切割装置和所述取环装置。所述环切工艺用于将所述支撑环401a去除，也即需要结合切割和取环两个步骤才能将所述支撑环401a去除。
所述环切设备包括用于放置所述晶圆401的吸附平台306。在环切工艺中，所述吸附平台306通过真空或静电的方式将晶圆401吸附在平台表面。图3A中，所述晶圆401也采用wafer表示，所述吸附平台306也采用Chuck table表示。
所述切割装置用于在所述晶圆401的中间部分401b的外侧边缘处形成沟槽402使所述支撑环401a和所述晶圆401的中间部分401b分开。
一个所述去环刀片301a底部设置的所述光感模块302中包括1～10个光感传感器。
所述去环刀片301a设置在去环手臂301上，所述环切设备中包括1个～5个所述去环手臂301。
所述取环时，所述去环刀片301a在插入移动过程中所述支撑环401a和切割胶带403之间区域的形状包括三角形或椭圆形。
本发明实施例通过设置光感模块302、信号处理单元303和数据处理单元304，能准确抓取出支撑环401a和切割胶带403之间相粘接的交界位置并进而能精确计算出去环刀片301a的插入位置并最后进行反馈控制将去环刀片301a移动到插入位置，所以本发明实施例能精准控制去环刀片301a的插入位置，能避免现有技术中所出现的插入位置过高或过低的问题，能提高取环工艺窗口并提高取环设备的稳定性。
由图3A和图3B所示可知，无论是采用图3A所示的向上抬取的方式取环，还是采用图3B所示的向下掉落的方式取环，所述去环刀片301a的插入位置都能很好的和所述支撑环401a和所述切割胶带403之间相粘接的交界位置相吻合，不会出现过高和过低的情形，从能提高工艺窗口，防止出现所述切割胶带403划伤或穿孔以及撞击所述支撑环401a或者取环失败。
本发明实施例用于太鼓减薄的环切工艺的取环方法包括如下步骤：
步骤一、将去环刀片301a向晶圆401的支撑环401a和切割胶带403之间区域插入；在所述去环刀片301a向插入位置移动过程中，设置在所述去环刀片301a的底部的光感模块302侦测所述支撑环401a和所述切割胶带403之间的亮度变化。
步骤二、信号处理单元303对所述光感模块302所侦测的亮度进行处理并获得所述支撑环401a和所述切割胶带403之间相粘接的交界位置。
步骤三、数据处理单元304根据所获得的所述交界位置计算出所述去环刀片301a的所述插入位置并根据所述插入位置对所述去环刀片301a的移动进行反馈控制并最后使所述去环刀片301a移动到所述插入位置。
本发明实施例方法中，所述去环刀片301a移动到所述插入位置后，所述光感模块302停止抓取所述交界位置。
步骤四、所述去环刀片301a使所述支撑环401a和所述切割胶带403分离从而将所述支撑环401a取下。
步骤四中，所述去环刀片301a移动到所述插入位置后，所述去环刀片301a使所述支撑环401a和所述切割胶带403逐渐分开并最后将所述支撑环401a取下。
如图3A所示，在所述取环时，所述支撑环401a位于所述切割胶带403的顶部，所述支撑环401a通过向上抬取的方式被取下。也能为：如图3B所示，在所述取环时，所述支撑环401a位于所述切割胶带403的底部，所述支撑环401a通过向下掉落的方式被取下。
所述切割胶带403包括紫外线照射胶带或热敏胶带。
所述晶圆401经过太鼓减薄，所述晶圆401的中间部分401b减薄到需要的厚度，所述晶圆401的边缘部分不被减薄而形成所述支撑环401a。较佳为，减薄后的所述晶圆401的中间部分401b的厚度为20微米～250微米。
环切工艺包括切割和所述取环，所述环切工艺在环切设备上进行，在所述环切工艺中，所述晶圆401放置在吸附平台306上。
所述切割位于步骤一之前，所述切割在所述晶圆401的中间部分401b的外侧边缘处形成沟槽402使所述支撑环401a和所述晶圆401的中间部分401b分开。
一个所述去环刀片301a底部设置的所述光感模块302中包括1～10个光感传感器。
所述去环刀片301a设置在去环手臂301上，所述环切设备中包括1个～5个所述去环手臂301。
所述取环时，所述去环刀片301a在插入移动过程中所述支撑环401a和切割胶带403之间区域的形状包括三角形或椭圆形。
以上通过具体实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。
Claims (20)
1.一种用于太鼓减薄的环切工艺的取环装置，其特征在于，包括：去环刀片，光感模块、信号处理单元和数据处理单元；
所述光感模块设置在所述去环刀片的底部；
所述去环刀片用于在取环时插入到晶圆的支撑环和切割胶带之间并使所述支撑环和所述切割胶带分离从而将所述支撑环取下；
所述光感模块用于在所述去环刀片向插入位置移动过程中侦测所述支撑环和所述切割胶带之间的亮度变化；
所述信号处理单元用于对所述光感模块所侦测的亮度进行处理并获得所述支撑环和所述切割胶带之间相粘接的交界位置；
所述数据处理单元根据所获得的所述交界位置计算出所述去环刀片的所述插入位置并根据所述插入位置对所述去环刀片的移动进行反馈控制并最后使所述去环刀片移动到所述插入位置。
2.如权利要求1所述的用于太鼓减薄的环切工艺的取环装置，其特征在于：所述去环刀片移动到所述插入位置后，所述光感模块停止抓取所述交界位置。
3.如权利要求1所述的用于太鼓减薄的环切工艺的取环装置，其特征在于：所述去环刀片移动到所述插入位置后，所述去环刀片使所述支撑环和所述切割胶带逐渐分开并最后将所述支撑环取下。
4.如权利要求3所述的用于太鼓减薄的环切工艺的取环装置，其特征在于：在所述取环时，所述支撑环位于所述切割胶带的顶部，所述支撑环通过向上抬取的方式被取下；
或者，在所述取环时，所述支撑环位于所述切割胶带的底部，所述支撑环通过向下掉落的方式被取下。
5.如权利要求1所述的用于太鼓减薄的环切工艺的取环装置，其特征在于：所述切割胶带包括紫外线照射胶带或热敏胶带。
6.如权利要求1所述的用于太鼓减薄的环切工艺的取环装置，其特征在于：所述晶圆经过太鼓减薄，所述晶圆的中间部分减薄到需要的厚度，所述晶圆的边缘部分不被减薄而形成所述支撑环。
7.如权利要求6所述的用于太鼓减薄的环切工艺的取环装置，其特征在于：环切工艺采用环切设备实现，所述环切设备包括切割装置和所述取环装置；
所述环切设备包括用于放置所述晶圆的吸附平台；
所述切割装置用于在所述晶圆的中间部分的外侧边缘处形成沟槽使所述支撑环和所述晶圆的中间部分分开。
8.如权利要求7所述的用于太鼓减薄的环切工艺的取环装置，其特征在于：一个所述去环刀片底部设置的所述光感模块中包括1～10个光感传感器。
9.如权利要求7所述的用于太鼓减薄的环切工艺的取环装置，其特征在于：所述去环刀片设置在去环手臂上，所述环切设备中包括1个～5个所述去环手臂。
10.如权利要求9所述的用于太鼓减薄的环切工艺的取环装置，其特征在于：所述取环时，所述去环刀片在插入移动过程中所述支撑环和切割胶带之间区域的形状包括三角形或椭圆形。
11.一种用于太鼓减薄的环切工艺的取环方法，其特征在于，取环包括如下步骤：
步骤一、将去环刀片向晶圆的支撑环和切割胶带之间区域插入；在所述去环刀片向插入位置移动过程中，设置在所述去环刀片的底部的光感模块侦测所述支撑环和所述切割胶带之间的亮度变化；
步骤二、信号处理单元对所述光感模块所侦测的亮度进行处理并获得所述支撑环和所述切割胶带之间相粘接的交界位置；
步骤三、数据处理单元根据所获得的所述交界位置计算出所述去环刀片的所述插入位置并根据所述插入位置对所述去环刀片的移动进行反馈控制并最后使所述去环刀片移动到所述插入位置；
步骤四、所述去环刀片使所述支撑环和所述切割胶带分离从而将所述支撑环取下。
12.如权利要求11所述的用于太鼓减薄的环切工艺的取环方法，其特征在于：所述去环刀片移动到所述插入位置后，所述光感模块停止抓取所述交界位置。
13.如权利要求11所述的用于太鼓减薄的环切工艺的取环方法，其特征在于：步骤四中，所述去环刀片移动到所述插入位置后，所述去环刀片使所述支撑环和所述切割胶带逐渐分开并最后将所述支撑环取下。
14.如权利要求13所述的用于太鼓减薄的环切工艺的取环方法，其特征在于：在所述取环时，所述支撑环位于所述切割胶带的顶部，所述支撑环通过向上抬取的方式被取下；
或者，在所述取环时，所述支撑环位于所述切割胶带的底部，所述支撑环通过向下掉落的方式被取下。
15.如权利要求8所述的用于太鼓减薄的环切工艺的取环方法，其特征在于：所述切割胶带包括紫外线照射胶带或热敏胶带。
16.如权利要求8所述的用于太鼓减薄的环切工艺的取环方法，其特征在于：所述晶圆经过太鼓减薄，所述晶圆的中间部分减薄到需要的厚度，所述晶圆的边缘部分不被减薄而形成所述支撑环。
17.如权利要求16所述的用于太鼓减薄的环切工艺的取环方法，其特征在于：环切工艺包括切割和所述取环，所述环切工艺在环切设备上进行，在所述环切工艺中，所述晶圆放置在吸附平台上；
所述切割位于步骤一之前，所述切割在所述晶圆的中间部分的外侧边缘处形成沟槽使所述支撑环和所述晶圆的中间部分分开。
18.如权利要求17所述的用于太鼓减薄的环切工艺的取环装置，其特征在于：一个所述去环刀片底部设置的所述光感模块中包括1～10个光感传感器。
19.如权利要求17所述的用于太鼓减薄的环切工艺的取环装置，其特征在于：所述去环刀片设置在去环手臂上，所述环切设备中包括1个～5个所述去环手臂。
20.如权利要求19所述的用于太鼓减薄的环切工艺的取环装置，其特征在于：所述取环时，所述去环刀片在插入移动过程中所述支撑环和切割胶带之间区域的形状包括三角形或椭圆形。
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