CN1577756A - 晶圆背面研磨制程 - Google Patents
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Abstract
一种晶圆背面研磨制程。为提供一种制程整合、减少搬运动作、防止晶圆翘曲碎裂、定位确实的半导体制程，提出本发明，它包括提供具有主动面及背面晶圆的提供晶圆步骤、以吸附固定方式将晶圆装载于研磨盘上并使晶圆背面显露出的装载晶圆步骤、在研磨盘上对晶片背面进行研磨的研磨晶圆步骤、在晶圆研磨后的背面贴附定位件的定位件贴附步骤及借由去除研磨盘吸附力使晶圆脱离研磨盘的卸下晶圆步骤；定位件贴附步骤中研磨盘保持对晶圆的吸附力；卸下晶圆步骤中系以定位件作为载具移动晶圆。
Description
技术领域
本发明属于半导体制程，特别是一种晶圆背面研磨制程。
背景技术
随着半导体封装组件的薄化趋势，封装组件内的晶片亦需要符合更薄的厚度。故提出晶圆背面研磨制程。习知的晶圆背面研磨制程系实施于积体电路制作制程之后及晶圆切割制程之前，以使得晶圆上多个晶片能一次完成薄化处理。
如图1、图2所示，传统的晶圆背面研磨制程与晶圆切割制程包括如下步骤：
步骤一
提供晶圆
提供具有形成积体电路主动面21及对应背面22的晶圆20，通常在晶圆20主动面21贴附保护胶带23。
步骤二
装载晶圆
采用真空吸附方式，以晶圆主动面21朝向研磨盘(grinding chuck)31的方式将晶圆20吸附固定于研磨盘31上，以将晶圆20装载于传统的晶圆背面研磨设备上，此时，晶圆20的背面22显露。
步骤三
研磨晶圆
以研磨头32研磨晶圆20的背面22，以形成更薄的研磨后的背面221。
步骤四
卸下晶圆
以吸附装置接触晶圆20研磨后的背面221，将晶圆20由研磨设备取出。
步骤五
去除胶带
将取出的晶圆20搬移至胶带去除载台，以去除保护胶带23。
步骤六
切割晶圆前定位
在晶圆20背面221黏贴另一定位胶带。
步骤七
切割晶圆
将晶圆20搬移至晶圆切割设备，对晶圆20进行切割。
如上所述，自卸下晶圆的步骤四至切割晶圆的步骤七之间需要多道搬动动作，进行机台的转换。由于习知小尺寸，如4in或6in晶圆背面研磨后晶圆的翘曲度(wafer war page)仍不明显，尤在可被接受的范围，但随着晶圆尺寸的加大，如6in以上，或研磨的厚度更严格要求，如12密尔以下时，如图2所示，研磨后晶圆20的翘曲相当明显，此一翘曲的发生更因晶圆积体电路制程残留应力及如矽等半导体基层的薄化变得格外严重，以至于在卸下晶圆的步骤四或后续的搬运步骤中均极易导致晶圆20的碎裂。
已公开的晶圆切割制程系在研磨前预先切割晶圆，晶圆的背面系黏贴第一贴带，切割晶圆后于其主动面黏贴第二贴带并去除第一贴带，进行研磨后晶圆即形成多个晶片，再于多个晶片磨薄后背面黏贴第三贴带并去除第二贴带，因此，翻转与搬运的次数相当频繁，晶圆的定位校正需要严格要求，此外，当需要过度研磨时，在第二贴带已分离的晶片可能因黏附力不足而在研磨时产生位移偏差或碰撞损毁。
发明内容
本发明的目的是提供一种制程整合、减少搬运动作、防止晶圆翘曲碎裂、定位确实的晶圆背面研磨制程。
本发明包括提供具有主动面及背面晶圆的提供晶圆步骤、以吸附固定方式将晶圆装载于研磨盘上并使晶圆背面显露出的装载晶圆步骤、在研磨盘上对晶片背面进行研磨的研磨晶圆步骤、在晶圆研磨后的背面贴附定位件的定位件贴附步骤及借由去除研磨盘吸附力使晶圆脱离研磨盘的卸下晶圆步骤；定位件贴附步骤中研磨盘保持对晶圆的吸附力；卸下晶圆步骤中系以定位件作为载具移动晶圆。
其中：
提供晶圆步骤中于晶圆的主动面贴附有黏性保护胶带。
提供晶圆步骤中晶圆的尺寸可为8in或12in。
研磨晶圆步骤区分为粗研磨及细研磨。
研磨晶圆步骤中晶圆的厚度系研磨至12密尔以下。
定位件贴附步骤的定位件包括定位环及定位胶带，定位环具有大于晶圆尺寸的开口；定位胶带系贴附于定位环并经由开口贴附于晶圆研磨后背面。
定位件贴附步骤系先将定位件的定位环设置于研磨盘上，再以滚压方式将定位胶带同时贴附于定位环及晶圆研磨后的背面。
一种晶圆背面研磨制程，它包括以吸附固定方式将晶圆装载于研磨盘上并使晶圆背面显露出的装载晶圆步骤、在研磨盘上对晶片背面进行研磨的研磨晶圆步骤及在晶圆研磨后的背面贴附定位件的定位件贴附步骤；定位件贴附步骤中研磨盘保持对晶圆的吸附力以使定位件平整贴附于晶圆研磨后背面。
定位件贴附步骤中定位件包括定位环及定位胶带，定位环具有大于晶圆尺寸的开口；定位胶带系贴附于定位环并经由开口贴附于晶圆研磨后背面，以使后续搬运过程中不需要接触晶圆研磨后背面。
定位件贴附步骤中定位件系为适用于晶圆切割制程的定位件。
由于本发明包括提供具有主动面及背面晶圆的提供晶圆步骤、以吸附固定方式将晶圆装载于研磨盘上并使晶圆背面显露出的装载晶圆步骤、在研磨盘上对晶片背面进行研磨的研磨晶圆步骤、在晶圆研磨后的背面贴附定位件的定位件贴附步骤及借由去除研磨盘吸附力使晶圆脱离研磨盘的卸下晶圆步骤；定位件贴附步骤中研磨盘保持对晶圆的吸附力；卸下晶圆步骤中系以定位件作为载具移动晶圆。在晶圆背研磨设备中，晶圆系被吸附于研磨盘上以同一研磨盘进行装载晶圆、研磨晶圆、定位件贴附、卸下晶圆等步骤，在研磨后，晶圆系贴附于定位件的定位胶带上，在卸下晶圆步骤及后续步骤的搬运动作中，可利用定位件作为晶圆50的载具，而不需要接触晶圆研磨后的背面，从而具有制程整合、减少搬运动作及防止研磨后晶圆翘而产生碎裂的功效，特别适用于大尺寸晶圆的超薄研磨。不仅制程整合、减少搬运动作，而且防止晶圆翘曲碎裂、定位确实，从而达到本发明的目的。
附图说明
图1、为传统晶圆背面研磨及切割制程流程方框图。
图2、为传统晶圆背面研磨制程示意图。
图3、为本发明流程方框图。
图4、为本发明步骤一示意图。
图5、为本发明步骤二示意图。
图6、为本发明步骤三示意图。
图7、为本发明步骤四示意图。
图8、为本发明步骤五示意图。
图9、为本发明步骤六示意图。
图10、为本发明步骤七示意图。
图11、为本发明流程示意图。
图12、为本发明使用设备示意图。
具体实施方式
如图3、图11、图12所示，本发明包括如下步骤：
步骤一
提供晶圆
如图4所示，准备具有主动面51及对应背面52的晶圆50，主动面51上已完成积体电路制作，如微处理器、微控制器、记忆体或特殊应用的积体电路。较佳地，晶圆50系为高频记忆体，如DDR、Rambus、TDR或QDR等随机存取记忆体。晶圆的尺寸可为4in、5in、6in、8in或12in，较佳地，晶圆为8in或12in；较佳地在晶圆50的主动面51贴附有可撕离的黏性保护胶带53。
步骤二
装载晶圆
如图5所示，以真空吸附或静电吸附等吸附固定方式将晶圆50装载(loading)于晶圆背面研磨设备90的研磨盘(grinding chuck)61上，并使得晶圆50的背面52显露。
步骤三
研磨晶圆
如图11、图12所示，研磨盘61系在晶圆背面研磨设备90的装载工作站91利用装载臂911的移动，将晶圆50载放至研磨盘61上，之后，研磨盘61系沿轴心旋动至研磨工作站92对晶圆50进行研磨。
研磨晶圆区分为于粗研磨工作站92执行的粗研磨作业及于细研磨工作站93执行的细研磨作业；如图6所示，在研磨盘61移动定位于粗研磨工作站92或细研磨工作站93之后，，如图6所示，以适当的研磨头62研磨晶圆50的背面52，以形成研磨后背面521，依厚度要求不同，研磨后晶圆50的厚度可达12密尔(mil)以下，由于本发明制程可不需要考虑晶圆50的翘曲度，研磨后晶圆50的厚度甚至可达6密尔、4密尔或更低。
步骤四
定位件贴附
研磨盘61系旋动至定位件贴附工作站94；较佳地系先以去离子水清洁晶圆50，其可在定位件贴附工作站94设置晶圆清洁装置而在定位件贴附工作站94执行；亦可以额外工作站处理。
如图11、图12所示，研磨盘61系旋动至定位件贴附工作站94。如图7所示，在研磨盘61上将定位件70贴附于晶圆50研磨后背面521，在贴附过程中，研磨盘61仍保持对晶圆50的吸附力，使得晶圆50水平地设置于研磨盘61上，以利于定位件70平整贴附于晶圆50研磨后背面521。定位件70包括定位环71及定位胶带73，定位环71具有大于晶圆50尺寸的开口72，一般而言，定位环71系为硬质金属环；定位胶带73系贴附于定位环71并经由开口72贴附于晶圆50研磨后背面521；较佳地定位件70系适用于晶圆切割制程的定位件。如图7、图12所示，定位件贴附工作站94设置滚压装置63，其可为包覆有软质橡胶的滚轮。定位件贴附作业时，系在研磨盘61定位后，先将定位件70的定位环71设置于研磨盘61上，再借由滚压装置63以滚压方式将大面积定位胶带73滚压于定位环71及晶圆50背面，使得定位胶带73同时贴附于定位环71及晶圆50背面，再适当裁剪定位胶带73，以构成黏贴于晶圆50研磨后背面521的定位件70。
步骤五
卸下晶圆
如图8、图11、图12所示，研磨盘61系旋动至卸下工作站95；较佳地卸下工作站95与装载工作站91系整合为同一工作站，即先释除研磨盘61的吸附力，使得已完成研磨的晶圆50可脱离研磨盘61，晶圆50在无吸附力时通常会稍许翘曲，由定位件70移动晶圆50，即以卸下工作站95的卸下臂912或其它装置固定定位环71，而无须接触晶圆50研磨后的背面521，便可将晶圆50由晶圆背面研磨设备90卸下(unloading)，以供后续步骤。
步骤六
去除胶带
如图9所示，以定位件70作为晶圆50的载具将取出的晶圆50搬移至胶带去除载台81，以去除保护胶带53。
步骤七
切割晶圆
如图10所示，以定位件70作为晶圆50的载具将晶圆50搬运至晶圆切割设备，定位件70的定位胶带73系贴置于晶圆切割设备的切割台82，以切割工具83将晶圆50切割为多个晶片54。
因此，依据本发明，在晶圆背研磨设备中，晶圆50系被吸附于研磨盘61上以同一研磨盘61进行装载晶圆、研磨晶圆、定位件贴附、卸下晶圆等步骤，在研磨后，晶圆50系贴附于定位件70的定位胶带73上，在卸下晶圆步骤及后续步骤的搬运动作中，可利用定位件作70为晶圆50的载具，而不需要接触晶圆50研磨后的背面521，定位件70适用于晶圆背面研磨设备及晶圆切割设备，定位件70的定位胶带73系贴置于晶圆切割设备的切割台82，以切割工具83将晶圆50切割为多个晶片54，因此，本发明具有制程整合、减少搬运动作及防止研磨后晶圆翘而产生碎裂的功效，特别适用于大尺寸晶圆的超薄研磨。
Claims (10)
1、一种晶圆背面研磨制程，它包括提供具有主动面及背面晶圆的提供晶圆步骤、以吸附固定方式将晶圆装载于研磨盘上并使晶圆背面显露出的装载晶圆步骤、在研磨盘上对晶片背面进行研磨的研磨晶圆步骤及借由去除研磨盘吸附力使晶圆脱离研磨盘的卸下晶圆步骤；其特征在于所述的研磨晶圆步骤与卸下晶圆步骤之间设有在晶圆研磨后的背面贴附定位件的定位件贴附步骤；并定位件贴附步骤中研磨盘保持对晶圆的吸附力；卸下晶圆步骤中系以定位件作为载具移动晶圆。
2、根据权利要求1所述的晶圆背面研磨制程，其特征在于所述的提供晶圆步骤中于晶圆的主动面贴附有黏性保护胶带。
3、根据权利要求1所述的晶圆背面研磨制程，其特征在于所述的提供晶圆步骤中晶圆的尺寸可为8in或12in。
4、根据权利要求1所述的晶圆背面研磨制程，其特征在于所述的研磨晶圆步骤区分为粗研磨及细研磨。
5、根据权利要求1或4所述的晶圆背面研磨制程，其特征在于所述的研磨晶圆步骤中晶圆的厚度系研磨至12密尔以下。
6、根据权利要求1所述的晶圆背面研磨制程，其特征在于所述的定位件贴附步骤的定位件包括定位环及定位胶带，定位环具有大于晶圆尺寸的开口；定位胶带系贴附于定位环并经由开口贴附于晶圆研磨后背面。
7、根据权利要求6所述的晶圆背面研磨制程，其特征在于所述的定位件贴附步骤系先将定位件的定位环设置于研磨盘上，再以滚压方式将定位胶带同时贴附于定位环及晶圆研磨后的背面。
8、一种晶圆背面研磨制程，它包括以吸附固定方式将晶圆装载于研磨盘上并使晶圆背面显露出的装载晶圆步骤及在研磨盘上对晶片背面进行研磨的研磨晶圆步骤；其特征在于所述的研磨晶圆步骤后设有在晶圆研磨后的背面贴附定位件的定位件贴附步骤；定位件贴附步骤中研磨盘保持对晶圆的吸附力以使定位件平整贴附于晶圆研磨后背面。
9、根据权利要求8所述的晶圆背面研磨制程，其特征在于所述的定位件贴附步骤中定位件包括定位环及定位胶带，定位环具有大于晶圆尺寸的开口；定位胶带系贴附于定位环并经由开口贴附于晶圆研磨后背面，以使后续搬运过程中不需要接触晶圆研磨后背面。
10、根据权利要求8所述的晶圆背面研磨制程，其特征在于所述的定位件贴附步骤中定位件系为适用于晶圆切割制程的定位件。
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