CN1610071A - 用于切割保护带的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种沿着半导体晶片的周缘移动切割器刀片、从而切割贴附在有图案形成于其上的半导体晶片表面上以在处理半导体晶片前保护所述图案的保护带的方法。在切割器刀片的侧面与半导体晶片的周缘相接触的状态下移动切割器刀片，藉此来切割贴附在半导体晶片表面上的保护带。

Description

用于切割保护带的方法和设备

技术领域

本发明涉及用于沿着半导体晶片的周边切割保护带的技术，所述保护带贴附在有图案形成于其上的半导体晶片表面上，用以保护该图案。

背景技术

在传统的半导体晶片的生产过程中，使用诸如磨削方法和抛光方法(CMP)之类的机械方法、或者诸如蚀刻方法之类的化学方法来加工半导体晶片(下文简称为“晶片”)的背侧表面，从而减小晶片的厚度。当使用这样的方法来加工晶片时，在表面上贴附一保护带，以保护形成在表面上的图案。

也就是说，由一吸盘台利用吸力来保持被传送至背侧磨削步骤的晶片的一表面(带有图案的表面)，并且用一磨石对其背侧表面进行磨削。这里，由于磨削操作所产生的应力作用在晶片的所述表面上，因而可能会损伤或者污染图案。因此，在所述表面上贴附一保护带。在将保护带贴附到晶片上之后，通常在切割器刀片的尖端与晶片外周缘相接触的状态下对保护带进行切割(例如参见JP-A-2003-209082)。

如果在切割器刀片的尖端与晶片外周缘相接触的状态下对保护带进行切割，则易于因为与晶片摩擦而损伤切割器刀片的尖端。在这种状态下，如果对贴附在晶片表面上的保护带进行切割，则会发生保护带的粘弹性颗粒成分从切割部分凸出且这些颗粒会附着在晶片的外周缘上的问题。如果有颗粒附着在保护带上，则随后的背侧磨削操作仅使该部分被磨削和变晶，从而使晶片厚度的偏差增大。

发明内容

本发明是鉴于上述的情况而作出的，本发明的目的是提供一种方法和设备，它能切割贴附在晶片表明上的保护带且减少保护带上产生的颗粒。

为了实现上述的目的，本发明采用了如下的配置：

一种用于切割贴附在有图案形成于其上的半导体晶片表面上的保护带的方法，该方法通过沿着半导体晶片的周缘移动切割器刀片来进行切割，该方法包括如下步骤：

在切割器刀片的侧面与半导体晶片的周缘相接触的状态下移动切割器刀片，藉此来切割贴附在半导体晶片表面上的保护带。

根据本发明的方法，是在切割器刀片的侧面与半导体晶片的周缘相接触的状态下来切割保护带的。因此，可以防止切割器刀片的尖端受到损伤。处于这个原因，切割器刀片的锋利度不会改变；因而，可以防止从保护带的切割部分中产生出粘弹性成分的颗粒。采用这样的配置，可减小在背侧磨削时所产生的磨削偏差。

在根据本发明的方法中，切割器刀片在其侧面与半导体晶片的周缘相接触的状态下移动。

根据本发明的方法，由于切割器刀片是在其侧面与半导体晶片的周缘相接触的状态下移动的，所以可防止切割器刀片的尖端受到损伤。因此，可以长时间无需更换切割器刀片，并可稳定地进行背侧磨削。

在根据本发明的实施例中，较佳的是，半导体晶片包括一定向平直部，并且切割器刀片沿着半导体晶片具有一半导体晶片曲率的周缘以及定向平直部的周缘移动，且使其侧面与这些周缘相接触。

根据本发明的方法，切割器刀片的侧面总是随从运动，而使该侧面沿着半导体晶片的形状与半导体晶片的周缘相接触。

在根据本发明的方法中，较佳的是，切割器刀片根据半导体晶片的接触部分垂直地移动。

根据本发明的方法，可以根据半导体晶片的接触部分改变切割器刀片的高度。也就是说，切割器刀片可保持成切割器刀片的一预定的部分与半导体晶片相接触。

为了实现上述的目的，本发明还采用了如下的配置：

一种用于切割贴附在有图案形成于其上的半导体晶片表面上的保护带的设备，所述设备包括：

用于在其上安装和保持半导体晶片的保持装置；

用于向保持住的半导体晶片供应保护带的带子供应装置；

用于将所供应的保护带贴附到半导体晶片表面上的贴附装置；

用于沿着半导体晶片的周缘切断贴附到半导体晶片表面上的保护带的切割器单元；

用于分离已切断的保护带多余部分的分离装置；以及

用于收集分离出的多余带子的收集装置，其中

切割器单元包括一切割方向调节机构，该机构能调节切割器刀片的方向，以使沿着半导体晶片的周缘切割保护带的切割器刀片的侧面与半导体晶片的周缘相接触。

根据本发明的设备，在切割保护带时，可以根据晶片的尺寸进行调节，以使切割器刀片的尖端不与晶片的周缘相接触。因此，切割器刀片尖端的形状不会由于相对晶片的摩擦而受到损坏，可长时间无需更换切割器刀片。在切割保护带时，可以防止从保护带的切割部分产生出粘弹性体的颗粒；因此，可以减小背侧磨削所导致的磨削偏差。

较佳的是，根据本发明的设备还包括：用于探测切割器刀片的位置的传感器；和用来基于传感器的探测结果控制切割方向调节机构的控制器，所述切割方向调节机构调节切割器刀片的方向，以使切割器刀片的侧面与半导体晶片的周缘相接触。

采用这样的配置，切割器刀片的侧面可以总是跟随的，以使该侧面沿着半导体晶片的形状与半导体晶片的周缘相接触。

较佳的是，根据本发明的装置还包括用来垂直移动切割方向调节机构的电动机，并且，控制器根据切割器刀片与半导体晶片相接触处的刀片位置来调节垂直移动切割方向调节机构的电动机。

采用这样的配置，可根据半导体晶片的接触部分来改变切割器刀片的高度。也就是说，切割器刀片可保持成刀片的一预定的部分与半导体晶片相接触。

附图说明

为了说明本发明，在附图中示出了目前较佳的若干形式，不过可以理解的是，本发明并不就局限于所示的这些布置和手段。

图1是示出一保护带贴附设备的整个结构的立体图；

图2是一带子切割机构的侧视图；

图3是带子切割机构的后视图；

图4是示出一切割器单元的主要部分的前视图；

图5示出切割器刀片相对晶片的接触角；

图6是示出带子切割机构的一主要部分和一吸盘台的立体图；

图7是一保护带贴附步骤的示意性前视图；

图8是保护带贴附步骤的示意性前视图；

图9是保护带切割步骤的示意性前视图；以及

图10是保护带分离步骤的示意性前视图。

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的例子进行描述。

图1是示出一保护带贴附设备的示意性结构的立体图，该保护带贴附设备装配有根据本发明的保护带切割装置。

该保护带贴附设备1包括一底座2。在底座2上其前边缘侧上设有一晶片供应单元3和一晶片收集装置4，晶片供应单元内装有一盒子C1，晶片收集装置4收集处理好的晶片W′。具有定向平直部的半导体晶片W(下文简称我“晶片W”)容纳在盒子C1中。将保护带T贴附到晶片W的一个表面上，并对该保护带进行切割。这样的晶片被称为处理好的晶片W′。在晶片供应单元3和晶片收集装置4之间设置一晶片传送机构6，该晶片传送机构带有一机械手5。在底座2的一右边的远侧设置一校准台7。用于向晶片W供应保护带T的一带子供应单元8设置校准台7上方。在带子供应装置8的下方、倾斜向右处设置一分离物收集装置9。该分离物收集装置仅用来收集从来自带子供应装置供应的、带有分离物的保护带T上分离出来的分离物S。校准台7的左侧一吸盘台10、一带子贴附单元11以及一带子分离单元12。晶片W被安装在吸盘台10上。吸盘台10利用吸力保持住晶片W。带子贴附单元11将保护带T贴附到吸盘台10所保持住的晶片W上。带子分离单元12在保护带贴附到晶片W上并切断之后分离多余的带子T′。在带子分离单元12的上方设置一带子切割机构13，以用来沿着晶片W的外形切断贴附在晶片W上的保护带T。在底座2上方其左侧设置一带子收集装置14。该带子收集装置14卷起和收集被带子分离单元12所分离的多余带子T′。在吸盘台10的相对侧上设置用来在保护带T贴附到晶片W上之前从其上去除静电的一静电消除器15和用来在收集多余的带子T′之前从其上去除静电的一静电消除器15。

下文将详细地描述每一机构。

晶片供应单元3包括一垂直可动的盒台17。盒子C1安装盒台17上，该盒子C1中以水平的状态容纳多个台级的晶片W，以使晶片W带有图案的表面面向上方。

设置在晶片传送机构6上的机械手5可水平地前后移动，并且整个机械手5能够回转。在机械手5的末端设有一马蹄形的真空抽吸型晶片保持器5a。晶片保持器5a插入到容纳在盒子C1的晶片W之间的多台级的空隙中，并从晶片的背侧表面用吸力保持住晶片W。将吸力保持住的晶片W从盒子C1中取出，并以下面所述的顺序将其依次传送到后文将描述的校准台7、吸盘台10以及晶片收集装置4。

校准台7基于沿晶片W外周缘形成的一定向平直部来定位由晶片传送机构6传送来和安装的晶片W。

吸盘台10上安装处于一预定定位状态的、从晶片传送机构6传送来的晶片W。如图6中所示，吸盘台10覆盖晶片W的整个表面，并通过一抽吸孔18真空抽吸晶片W。吸盘台10形成有多条切割器运行凹槽19，用于沿着晶片W的外形转动后文将述的带子切割机构13的一切割器刀片44，并且用来切割保护带。诸切割器运行凹槽19根据不同尺寸的晶片W来设置。切切割器刀片首先插入的割器凹槽19的开始位置形成一较宽的径向凹槽20，诸切割器运行凹槽19与该径向凹槽20连通。

请回到前面参见图1，带子供应单元8围绕导向辊23卷绕从由一设备主体的垂直壁21可枢转地所支承的一带子卷轴22上退绕的带有分离物的保护带T，并将其引导至导向辊23。带子供应单元8将从其分离了分离物S的保护带T引导至带子贴附单元11。对带子卷轴22施加一合适的转动阻力，以避免过度退绕带子。保护带T的宽度比晶片W的直径宽。

一收集卷轴24将已从保护带T上分离出来的分离物S收卷起来。该收集卷轴24由设备主体的垂直壁21可枢转地支承。由垂直壁背侧部分的一驱动机构(未示出)沿收卷方向转动分离物收集装置9。

带子贴附单元11有一框架，该框架被设备主体的轨道扣住，以使其能沿着带子的运行方向滑动，并且带子贴附单元11互锁地连接至一诸如电动机(未示出)之类的驱动单元。如图7所示，一贴附辊25由框架可旋转地支承。该贴附辊25在一汽缸(未示出)或类似装置的作用下垂直摆动。也就是说，贴附辊25对保护带T的表面进行加压并滚动，于是，在这样的状态下将保护带T贴附到晶片W的表面上。

带子分离单元12有一框架，该框架被设备主体的轨道扣住，以使其能沿着带子的运行方向滑动，并且带子分离单元12互锁地连接至一诸如电动机(未示出)之类的驱动单元。如图7中所示，一分离辊26由框架可旋转地支承，并且该分离辊26在一汽缸(未示出)或类似装置的作用下垂直摆动。分离辊26将已沿着晶片W的外形被切断的多余保护带T′从晶片W分离出来。

带子收集装置14包括用于收卷多余带子T′的一收集卷轴27。收集卷轴27由设备主体的垂直壁21可枢转地支承，并由安装在垂直壁背侧部分上的一驱动机构(未示出)沿着卷绕方向旋转。

回到图1，晶片收集装置4包括一可垂直移动的盒台28。盒台28上装有一盒子C2，盒子C2中容纳处理好的、其上带有贴附有保护带T且切除了保护带T的多余部分的晶片W′。

如图2所示，带子切割机构13有一可动台31，该可动台31由设备主体垂直壁21的背侧表面支承。可动台31可沿着一对左和右垂直轨道30垂直滑动。可动台31连续地设有一支承臂31a。支承臂31a以悬臂的方式向设备主体的前方延伸，并穿过垂直壁21的开口32。支承臂31a设有一切割器单元33。

通过正向或反向地旋转一螺纹轴34来垂直移动可动台31。如图3所示，螺纹轴34通过一带式的动力传输机构35与一电动机36互锁地连接。该带式的动力传输机构35使用一牙轮皮带或类似的装置，且不发生滑移。可动台31邻靠于一可调节的止动螺栓37，从而限定了可动台31的下降极限。

请回到图2，支承臂31a的末端部分设有一切割驱动轴38。切割驱动轴38可绕一垂直轴线X旋转。一凸块39连接于切割驱动轴38的下端。一对可伸展的臂40由该凸块39支承，以使两可伸展的臂40可水平滑动。一支承件41连接至可伸展的臂40的末端。一门形的回转支架42由该支承件41支承，以使回转支架42能绕一垂直轴线Y旋转。

一切割器保持装置43由回转支架42支承，以使切割器保持装置43能绕一水平的支点Z摆动。切割器刀片44可拆卸地附接在切割器保持装置43的下部上。切割器刀片44的切割刃指向下方。

切割驱动轴38通过一带式的动力传输机构45互锁地连接至一电动机36，该动力传输机构使用一牙齿皮带或类似的装置，且不发生滑移。也就是说，如果切割驱动轴38旋转，切割器刀片44就以半径R绕垂直轴线X回转，并且切割器刀片44切断贴附在晶片W上的保护带T。

支架42可在一气缸47的作用下绕垂直轴线Y旋转，如图4所示。通过调节回转支架42的旋转相位，就可以调节切割器刀片44的切割刃的方向、亦即切割器刀片44的尖端方向。该回转支架42起到一切割方向调节机构的作用。

切割器保持装置43可在气缸48的作用下绕支点Z摆动，如图4所示。如果切割器保持装置43和切割器刀片44一起绕上支点Z摆动，则切割器刀片44就朝向垂直轴线X或者离开垂直轴线X运动。

一控制器49控制电动机36的旋转，以调节切割器刀片44相对保护带T的接触位置(高度)，从而控制带子切割机构13的垂直移动。在下面对运作情况的描述中将详细描述这些细节。

下面将描述使用本实施例的设备来将保护带T贴附到晶片W的表面的一系列运作情况。

当其中呈多级容纳多个晶片的盒子C1被安装在晶片供应单元的盒台17上时，盒台17垂直移动，并停止在机械手5能取出一所要晶片W的高度处。

接着，晶片传送机构6回转，机械手5的晶片保持器5a插入到盒子C1中的晶片之间，从晶片W的背侧表面(下表面)用吸力保持住晶片W并取出它，再将晶片W传送到校准台7上。

通过使用定向平直部来定位安装在校准台7上的晶片W，并再次由机械手5用吸力保持定位好的晶片W，以将其传送出去，并移动到吸盘台10上。

安装在吸盘台10上的晶片W定位成其中心位于吸盘台10的中心上，并用吸力保持住。这里，如图7中所示，带子贴附单元11和带子分离单元12在左侧的初始位置上待命，并且带子切割机构13的切割器单元33处于一上方的初始位置。

在完成晶片W的定位之后，带子贴附单元11的贴附辊25向下移动，并下压保护带T，如图8所示，并且在该状态下，贴附辊25沿着与带子的运行方向相反的方向(在图8中为从左向右)在晶片W上滚动。利用这样的结构，可将保护带T均匀地贴附到晶片W的整个表面上。然后，当带子贴附单元11到达一终点位置时，贴附辊25向上移动。

接着，致动电动机36，带子切割机构13向下移动。如图9所示，在上方位置待命的切割器33放低至切割位置，切割器刀片44在与吸盘台10的径向凹槽20相应的位置处插入并刺穿保护带T，并且当切割器刀片44放低到一预定的高度位置时，切割器刀片44停止。在这种情况下，预先滑动和调节可伸展的臂40，以使切割器刀片44相对垂直轴线X的回转半径R(参见图2)与要处理的晶片W的尺寸相应。

这里，如图5(b)所示，切割器刀片44旋转，从而可以实现切割器刀片44与晶片W的保护带T的切割部分的切线之间的任何倾斜角度θ，并进行控制，以使切割器刀片44的侧面44a与晶片的周缘相接触。在传统的技术中，切割保护带时切割器刀片44的尖端44b如图5(a)所示地接触，但如果切割器刀片44的侧面44a如图5(b)所示地与晶片的周缘相接触，则可以防止由于摩擦或类似的原因而损伤切割器刀片44的尖端44b。如图5所示，这种类型的切割器刀片44不受到限制，只要切割器刀片44能切割保护带即可。因此，可以采用双刃切割器、单刃切割器、周向型切割器等等。

请参见图9，当切割器刀片44停止在一预定高度时，致动电动机46，并且切割驱动轴38沿着预定的方向旋转，这样，切割器刀片44就绕垂直轴线X回转，并沿着晶片的外形切割保护带T。这里，由带子贴附单元11和带子分离单元12对保护带T施加一预定的张力。

在该带子切割步骤中，进行如下的控制。也就是说，在晶片W的定向平直部区域的带子切割过程中，切割器刀片44与切割器保持装置43一起绕支点Z摆动，这样，切割器刀片44就沿着定向平直部移动。在从定向平直部的开始端至中间部分的前一半过程中，切割器刀片44逐渐地朝向晶片W的中心摆动。在从定向平直部的中间部分至末端的后一半过程中，随着切割器刀片44的回转，切割器刀片44沿着远离晶片W的中心的一方向摆动至初始的回转半径R。当切割器刀片44绕支点Z摆动时，电动机36垂直移动切割器单元33。

一控制器47对垂直移动切割器单元33的电动机36的运作进行控制。预先将包括晶片W和定向平直部的尺寸、从晶片W的表面至支点Z的高度以及类似的数据输入控制器47。切割器单元33的目标高度位置作为相应于切割器刀片44绕垂直轴线X的回转位置的映射数据(map data)存储在控制器47中。因此，如果通过诸如旋转编码器之类的传感器探测到切割器刀片44的回转位置，则可基于该探测到数据来确定切割器单元33的目标高度位置。当完成了沿着晶片W外周缘切割带子的操作之后，切割驱动轴38停止，并且切割器33向上移动到原来的待命位置，如图10所示。接着，带子分离单元12在沿着与带子的运行方向相反的方向在晶片W上移动，并收卷和分离已切断并残留在晶片W上的多余带子T′。

当带子分离单元12到达分离工作完成位置时，带子分离单元12和带子贴附单元11就沿着带子的运行方向移动并回到初始的位置。此时，多余的带子T′已被卷绕在收集卷轴27上，并且从带子供应单元8拉出一给定量的保护带T。

将保护带T贴附到晶片W的表面上的一系列运作就完成了，并重复这些操作。在这种情况下，在切割器刀片44切割时，切割器刀片44的尖端切割保护带T，但不与晶片W的周缘发生接触。因此，切割器刀片44的尖端不会由于相对晶片W的摩擦或由于类似的原因而受到损伤。因此，无需只要处理了预定实施例的晶片就要自动或手工地更换切割器刀片44，而是使用一个切割器刀片44可以切割大量的保护带。由于切割器刀片44的尖端长期使用也不会损坏，因而可以抑制从保护带T的切割表面产生出颗粒。

本发明也可以其它的特定形式来实施，而并不超出其精神实质或主要特征，因此，当表明本发明的保护范围时，应参照所附的权利要求书，而非前面的说明书。

Claims (7)

1.一种用于切割贴附在有图案形成于其上的半导体晶片表面上的保护带的方法，该方法通过沿着半导体晶片的周缘移动切割器刀片来进行切割，所述方法包括如下步骤：

在切割器刀片的侧面与半导体晶片的周缘相接触的状态下移动切割器刀片，藉此来切割贴附在半导体晶片表面上的保护带。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

切割器刀片在其尖端不与半导体晶片的周缘接触的状态下移动。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

半导体晶片包括一定向平直部，并且

切割器刀片沿着半导体晶片具有一半导体晶片曲率的周缘以及定向平直部的周缘移动，且使其侧面与这些周缘相接触。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，

切割器刀片根据半导体晶片的接触部分垂直地移动。

5.一种用于切割贴附在有图案形成于其上的半导体晶片表面上的保护带的设备，所述设备包括：

用于在其上安装和保持半导体晶片的保持装置；

用于向保持住的半导体晶片供应保护带的带子供应装置；

用于将所供应的保护带贴附到半导体晶片表面上的贴附装置；

用于沿着半导体晶片的周缘切断贴附到半导体晶片表面上的保护带的切割器单元；

用于分离已切断的保护带多余部分的分离装置；以及

用于收集分离出的多余带子的收集装置，其中

切割器单元包括一切割方向调节机构，该机构能调节切割器刀片的方向，以使沿着半导体晶片的周缘切割保护带的切割器刀片的侧面与半导体晶片的周缘相接触。

6.如权利要求5所述的设备，其特征在于，还包括：

用于探测切割器刀片的位置的传感器；和

用来基于传感器的探测结果控制切割方向调节机构的控制器，所述切割方向调节机构调节切割器刀片的方向，以使切割器刀片的侧面与半导体晶片的周缘相接触。

7.如权利要求6所述的设备，其特征在于，还包括：

用来垂直移动切割方向调节机构的电动机，其中

控制器根据切割器刀片与半导体晶片相接触处的刀片位置来调节垂直移动切割方向调节机构的电动机。

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