TWI529793B - Semiconductor device manufacturing method and semiconductor manufacturing apparatus - Google Patents
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Description
本申請案享有以日本專利申請案2013-186101號(申請日:2013年9月9日)為基礎申請案之優先權。本申請案藉由參照該基礎申請案而包含基礎申請案之全部內容。
本發明係關於一種半導體裝置之製造方法及半導體製造裝置。
有使用切割刀片將晶圓分割成各個半導體晶片時,自半導體晶圓側與半導體晶圓一同亦分割接著劑層之半導體裝置之製造方法。有於半導體晶圓內以連結焦點之方式照射雷射光,並沿著切割線於半導體晶圓內形成改性層之後,對半導體晶圓於水平方向施加張力而產生以改性層為起點之垂直方向之龜裂,而將半導體晶圓分割成半導體晶片單位(單片化)之稱為非接觸切割之半導體裝置之製造方法。在該等製造方法中,任一者均將接著劑層或半導體晶圓貼附於具有伸長性之擴張用膠帶,而藉由擴張該擴張用膠帶,分割接著劑層或半導體晶圓。
如上述般分割接著劑層或半導體晶圓之情形時,較佳為擴張用膠帶相對接著劑層或半導體晶圓均一地擴張。然而,貼附有半導體晶片之區域中擴張用膠帶難以伸展。即,半導體晶圓之外周區域與半導體晶圓之內周區域相比較擴張用膠帶更易伸展。
因此,在半導體晶圓之外周區域中,有擴張之力難以傳遞,而
無法分割接著劑層或半導體晶圓之情形。考慮增加擴張用膠帶之擴張量,而針對半導體晶圓之外周區域亦分割接著劑層或半導體晶圓。然而,若增加擴張用膠帶之擴張量,則有在半導體晶圓之內周區域中半導體晶片自擴張用膠帶脫落,又與脫落之半導體晶圓片接觸而對半導體晶片帶來損傷之虞。
本發明之實施形態提供一種可一面抑制對半導體晶片之損傷一面確實地分割半導體晶圓及黏著層之至少一者之半導體裝置之製造方法及半導體製造裝置。
本實施形態之半導體製造裝置包括:保持機構,其保持貼附於貼附有半導體晶圓之膠帶之位於上述半導體晶圓之周圍之空白部分之環;及載台,其藉由對於環相對上升而擴張上述膠帶。載台具有吸附除了半導體晶圓之外周區域以外之中央區域之第1吸附部。
100‧‧‧半導體晶圓(晶圓)
101‧‧‧膠帶
102‧‧‧DAF(晶粒黏著膜)
103‧‧‧環
200~400‧‧‧半導體製造裝置
210‧‧‧載台
210a‧‧‧多孔吸附部
210b‧‧‧多孔吸附部
210c‧‧‧分離帶
220‧‧‧驅動機構
230‧‧‧環保持機構
X‧‧‧方向
Y‧‧‧方向
圖1(a)、(b)係第1實施形態之半導體製造裝置之處理對象即半導體晶圓之圖。
圖2(a)、(b)係第1實施形態之半導體製造裝置之構成圖。
圖3係利用第1實施形態之半導體製造裝置之半導體裝置之製造流程。
圖4(a)、(b)係利用第1實施形態之半導體製造裝置之半導體裝置之製造步驟圖。
圖5(a)、(b)係利用第1實施形態之半導體製造裝置之半導體裝置之製造步驟圖。
圖6係第2實施形態之半導體製造裝置之構成圖。
圖7係利用第2實施形態之半導體製造裝置之半導體裝置之製造流程。
圖8(a)、(b)係利用第2實施形態之半導體製造裝置之半導體裝置之製造步驟圖。
圖9(a)、(b)係利用第2實施形態之半導體製造裝置之半導體裝置之製造步驟圖。
圖10(a)、(b)係利用第2實施形態之半導體製造裝置之半導體裝置之製造步驟圖。
圖11(a)、(b)係第3實施形態之半導體製造裝置之構成圖。
圖12(a)、(b)係利用第3實施形態之半導體製造裝置之半導體裝置之製造步驟圖。
圖13(a)、(b)係利用第3實施形態之半導體製造裝置之半導體裝置之製造步驟圖。
以下,對半導體裝置之製造方法及半導體製造裝置之一實施形態,參照圖1至圖13進行說明。另,在各實施形態中,對實質上相同之構成部位添附相同之符號,而省略說明。然而,圖式為模式性者,厚度與平面尺寸之關係、各層之厚度之比例等與實物不同。說明中之上下等之表示方向之用語有指示以後述之半導體基板之電路形成面側為上之情形之相對之方向,而與以重力加速度方向為基準之實際之方向不同之情形。
圖1係本實施形態之處理對象即半導體晶圓100(以下,記載為晶圓100)之圖。圖1(a)係晶圓100之俯視圖,圖1(b)係圖1(a)之線段X-X之晶圓100之剖面圖。圖1所示之晶圓100貼附於設置於膠帶101之DAF(晶粒黏著膜)102上。於膠帶101之位於晶圓100之周圍之空白部分中,載置有用以支持、搬送晶圓100之環103。
在圖1所示之狀態下,晶圓100已針對每個積體電路(以下,記載
為晶片)單片化。然而,DAF102並未分割成對應各晶片之形狀,而成與晶圓100整體之外形大致相同之形狀。
DAF102中,可使用以例如環氧或聚醯亞胺、丙烯為主成分之黏著膠帶。膠帶101中,可使用於以例如氯乙烯或聚烯烴為主成分之易伸長之基材上,設置有使用聚四氟乙烯等氟樹脂或以照射紫外線後硬化而易剝離之環氧為主成分之紫外線硬化樹脂等之剝離促進層(RL)之積層薄膜。
圖2係第1實施形態之半導體製造裝置200之構成圖,圖2(a)係半導體製造裝置200之俯視圖。圖2(b)係圖2(a)之線段Y-Y之半導體製造裝置200之剖面圖。
如圖2所示,半導體製造裝置200具備載台210、驅動機構220、及環保持機構230。載台210係用以載置圖1所示之晶圓100之台。載台210之直徑D1雖與晶圓100之直徑大致相同,但稍大,且在俯視下成與晶圓100相同之圓形狀。
於載台210之中央區域中,設置有多孔狀之吸附部210a(以下,記載為多孔吸附部210a)。該多孔吸附部210a之形狀亦在俯視下成圓形狀,且中心成與載台210相同之同心圓。
多孔吸附部210a成於內部具有多個空隙之多孔構造。多孔吸附部210a藉由以未圖示之泵吸引,可介隔圖1所示之膠帶101吸附固定晶圓100之背面中央區域。多孔吸附部210a可燒結例如金屬粉末或陶瓷粉末而形成。
在本實施形態中,為吸附晶圓100之背面中央區域而於載台210之中央區域設置有多孔吸附部210a。然而,為實現晶圓100之背面中央區域之吸附,亦可為其他構成。例如,亦可於載台210正面之中央區域中以同心圓狀設置複數條槽,藉由將該槽抽真空而吸附晶圓100之背面中央區域。又,為吸附晶圓100之背面,亦可使用靜電吸盤
(ESC:Electrostatic Chuck)代替真空吸附。使用靜電吸盤(ESC)之情形時,載台210之加熱.冷卻變得容易。
驅動機構220於垂直方向(圖2之上下方向)驅動載台210。驅動機構220可分成複數個階段使載台210上升及下降。驅動機構220包含例如線性導引器與馬達或空氣致動器等。
環保持機構230保持圖1所示之環103。在由環保持機構230保持環103之狀態下,使載台210上升,藉此,膠帶101擴張(伸長),而將DAF102分割成對應晶圓100之各晶片之形狀。
亦可不改變載台210之位置,使環103下降而擴張膠帶101。即,只要構成為載台210對於環103相對上升即可。
接著,對使用參照圖2說明之半導體製造裝置200之半導體裝置之製造方法進行說明。圖3係利用半導體製造裝置200之半導體裝置之製造流程。圖4、圖5係利用半導體製造裝置200之半導體裝置之製造步驟圖。
首先,使用未圖示之晶圓供給單元,將介隔DAF102載置於圖1所示之膠帶101上之晶圓100之背面側、即膠帶101之背面側載置於圖2所示之半導體製造裝置200之載台210上,且利用環保持機構230保持環103(參照圖4(a))。
接著,利用驅動機構220驅動載台210而使之上升至特定之高度,對膠帶101施加張力(參照圖4(b))。在因該上升而膠帶101難以伸展,即易對膠帶101施加張力之晶圓100之內周區域中,將DAF102分割成對應各晶片之形狀。
然而,在與晶圓100之內周區域相比較膠帶101易伸展,因此難以施加張力之晶圓100之外周區域中,有留有DAF102不會被分割成對
應各晶片之形狀之部位之情形。
因此,在該實施形態中,將設置於載台210之中央區域之多孔吸附部210a抽真空,而吸附固定晶圓100之內周區域之膠帶101(參照圖5(a))。藉由吸附固定晶圓100之內周區域之膠帶101,而易對晶圓100之外周區域施加力,而在晶圓100之外周區域中亦易分割DAF102。
在吸附固定晶圓100之內周區域之膠帶101之狀態下,使載台210進一步上升(參照圖5(b))。藉由該上升,對晶圓100之外周區域亦施加充分之張力,而將未分割之DAF102分割成對應各晶片之形狀。
在上述說明中,藉由固定環保持機構230之位置(高度),而使載台210上升,對膠帶101施加張力。然而,亦可藉由固定載台210之位置(高度),而使環保持機構230下降,對膠帶101施加張力。
如以上般,第1實施形態之半導體製造裝置200具備:環保持機構230,其保持貼附於膠帶101之位於晶圓100之周圍之空白部分之環103;及載台210,其介隔膠帶101及DAF102(黏著層)吸附固定晶圓100之中央區域,並對於環103相對上升,藉此擴張膠帶101。
而且,將晶圓100載置於載台210,使載台210對於貼附於膠帶101之位於晶圓100之周圍之空白部分之環103相對上升,而擴張膠帶101之後,使晶圓100之中央區域吸附固定於載台210,並使載台210相對於環103進一步上升,而進一步擴張膠帶101。因此,可一面抑制對晶片之損傷,一面確實地分割DAF102(黏著層)。
圖6係第2實施形態之半導體製造裝置300之構成圖。半導體製造裝置300與參照圖2說明之半導體製造裝置200不同之點在於:於載台210之外周區域,設置有多孔狀之吸附部210b(以下,記載為多孔吸附
部210b)與分離多孔吸附部210a與多孔吸附部210b之分離帶210c。關於其他點,由於為相同之構成,故對相同之構成添附相同之符號而省略重複之說明。
多孔吸附部210b之形狀亦在俯視下成圓形狀,且中心成與載台210相同之同心圓。多孔吸附部210b與多孔吸附部210a相同,成於內部具有多個空隙之多孔構造。多孔吸附部210b藉由以未圖示之泵吸引,可介隔圖1所示之膠帶101吸附固定晶圓100之背面外周區域。
多孔吸附部210b由分離帶210c與多孔吸附部210a構造上分離,而可獨立吸附固定晶圓100之背面外周區域。多孔吸附部210b可燒結例如金屬粉末或陶瓷粉末而形成。亦可代替設置多孔吸附部210b,而例如於載台210正面之外周區域中以同心圓狀設置複數條槽,藉由將該槽抽真空而吸附晶圓100之背面外周區域。
接著,對使用參照圖6說明之半導體製造裝置300之半導體裝置之製造方法進行說明。圖7係利用半導體製造裝置300之半導體裝置之製造流程。圖8~圖10係利用半導體製造裝置300之半導體裝置之製造步驟圖。
首先,將介隔DAF102載置於圖1所示之膠帶101上之晶圓100之背面側、即膠帶101之背面側載置於圖6所示之半導體製造裝置300之載台210上,且利用環保持機構230保持環103(參照圖8(a))。
接著,利用驅動機構220驅動載台210而使之上升至特定之高度,對膠帶101施加張力(參照圖8(b))。在因該上升而膠帶101難以伸展,即易對膠帶101施加張力之晶圓100之內周區域中,將DAF102分割成對應各晶片之形狀。
接著,將設置於載台210之中央區域之多孔吸附部210a抽真空,而吸附固定晶圓100之內周區域之膠帶101(參照圖9(a))。藉由吸附固定晶圓100之內周區域之膠帶101,易對晶圓100之外周區域施加力,而在晶圓100之外周區域中亦易分割DAF102。
在吸附固定晶圓100之內周區域之膠帶101之狀態下,使載台210進一步上升(參照圖9(b))。
接著,將設置於載台210之外周區域之多孔吸附部210b抽真空,而吸附固定晶圓100之外周區域之膠帶101(參照圖10(a))。
在吸附固定晶圓100之內周區域及外周區域之膠帶101之狀態下,使載台210進一步上升(參照圖10(b))。
在上述說明中,藉由固定環保持機構230之位置(高度),使載台210上升,而對膠帶101施加張力。然而,亦可藉由固定載台210之位置(高度),使環保持機構230下降,而對膠帶101施加張力。
如以上般,第2實施形態之半導體製造裝置300於載台210之外周區域中,進而具備多孔狀之吸附部210b(以下,記載為多孔吸附部210b)與分離多孔吸附部210a與多孔吸附部210b之分離帶210c。
而且,使晶圓100之中央區域吸附固定於載台210,並使載台210相對於環103上升而擴張膠帶101之後,使晶圓100之中央區域及外周區域吸附固定於載台210,並使載台210相對於環103進一步上升而擴張膠帶101。因此,可更有效地一面抑制對晶片之損傷一面確實地分割DAF102(黏著層)。
另,在該實施形態中,雖構成為將載台210分成2個區域(中央區域及外周區域),而吸附固定晶圓100之背面,但亦可構成為將載台
210分成3個以上之區域而吸附固定晶圓100之背面。
圖11係第3實施形態之半導體製造裝置400之構成圖。半導體製造裝置400與參照圖6說明之半導體製造裝置300不同之點在於:多孔吸附部210a與多孔吸附部210b之吸附力不同。具體而言,多孔吸附部210b之吸附力較多孔吸附部210a之吸附力更弱。關於其他點,由於係與參照圖6說明之半導體製造裝置300相同之構成,故對相同之構成添附相同之符號而省略重複之說明。
接著,對使用參照圖11說明之半導體製造裝置400之半導體裝置之製造方法進行說明。圖12、圖13係利用半導體製造裝置400之半導體裝置之製造步驟圖。另,關於利用半導體製造裝置400之半導體裝置之製造流程,參照圖3進行說明。
首先,將介隔DAF102載置於圖1所示之膠帶101上之晶圓100之背面側、即膠帶101之背面側載置於圖11所示之半導體製造裝置400之載台210上,且利用環保持機構230保持環103(參照圖12(a))。
接著,利用驅動機構220驅動載台210而使之上升至特定之高度,對膠帶101施加張力(參照圖12(b))。在因該上升而膠帶101難以伸展,即易對膠帶101施加張力之晶圓100之內周區域中,將DAF102分割成對應各晶片之形狀。
接著,將載台210之多孔吸附部210a及多孔吸附部210b抽真空,而介隔膠帶101吸附固定晶圓100之內周區域及外周區域。此時,以多孔吸附部210b之吸附力較多孔吸附部210a之吸附力更弱之方式將多孔吸附部210a及多孔吸附部210b抽真空(參照圖13(a))。
在吸附固定晶圓100之內周區域之膠帶101之狀態下,使載台210進一步上升(參照圖13(b))。藉由該上升,對晶圓100之外周區域亦施加充分之張力,而將未分割之DAF102分割成對應各晶片之形狀。
在上述說明中,藉由固定環保持機構230之位置(高度),使載台210上升,而對膠帶101施加張力。然而,亦可藉由固定載台210之位置(高度),使環保持機構230下降,而對膠帶101施加張力。
如以上般,第3實施形態之半導體製造裝置400以多孔吸附部210b之吸附力較多孔吸附部210a之吸附力更弱之方式將多孔吸附部210a及多孔吸附部210b抽真空。因此,可緩慢地改變因膠帶擴張而產生之力(拉力),而可更有效地抑制對晶片之損傷。其他之效果與第1、第2實施形態之半導體製造裝置200、300相同。
在上述第1~第3實施形態之半導體製造裝置200~400中,雖分割DAF102,但亦可使用第1~第3實施形態之半導體製造裝置200~400分割晶圓100。例如,亦可於晶圓100內以連結焦點之方式照射雷射光,並沿著切割線於晶圓100內形成改性層之後,使用第1~第3實施形態之半導體製造裝置200~400,對晶圓100於水平方向施加張力而產生以改性層為起點之垂直方向之龜裂而將晶圓100分割成晶片單位(單片化)。又,亦可同時分割晶圓100與DAF102。
雖已說明本發明之幾個實施形態,但並不限定於各實施形態所示之構成、各種條件,該等實施形態係作為例而予以提示者,並不意欲限定發明之範圍。該等新穎之實施形態可以其他各種形態實施,在不脫離發明之宗旨之範圍中,可進行各種省略、置換、變更。該等實施形態或其變化包含於發明之範圍或宗旨,且包含於申請專利範圍所記載之發明與其均等之範圍。
100‧‧‧半導體晶圓(晶圓)
101‧‧‧膠帶
102‧‧‧DAF(晶粒黏著膜)
103‧‧‧環
X‧‧‧方向
Claims (6)
- 一種半導體製造裝置,其包括:保持機構,其保持貼附於貼附有半導體晶圓之膠帶之位於上述半導體晶圓之周圍之空白部分之環;及載台,其藉由對於環相對上升而擴張上述膠帶;且上述載台具有吸附除了上述半導體晶圓之外周區域以外之中央區域之第1吸附部。
- 如請求項1之半導體製造裝置,其中上述載台進而包含較上述第1吸附部設置於更外周,而吸附較上述中央區域更為外周之區域之第2吸附部。
- 如請求項1或2之半導體裝置,其中進而包含用以將貼附有上述半導體晶圓與上述環之膠帶置於上述載台之晶圓供給部。
- 一種半導體裝置之製造方法,其包含:將半導體晶圓貼附於膠帶之步驟;將環貼附於位於上述半導體晶圓之周圍之部分之步驟;將貼附有上述半導體晶圓與上述環之膠帶以與貼附有上述半導體晶圓之面的相反側接觸之方式置於載台之步驟;使上述載台對於上述環相對上升之步驟;將除了上述半導體晶圓之外周區域以外之中央區域吸附固定於上述載台之步驟;及使上述載台對於上述環相對進一步上升之步驟。
- 如請求項4之半導體裝置之製造方法,其中將上述半導體晶圓貼附於膠帶之步驟係將具有接著劑層之上述半導體晶圓以上述接著劑層與上述膠帶接觸之方式貼附。
- 一種半導體製造裝置,其具備: 保持機構,其保持貼附於貼附有半導體晶圓之膠帶之位於上述半導體晶圓之周圍之空白部分之環;載台,其可載置貼附有上述半導體晶圓之上述膠帶;及驅動機構,其可使上述載台對於上述環相對上升;上述載台包含可吸附除了上述半導體晶圓之外周區域以外之中央區域之吸附部,於上述驅動機構使上述載台對於上述環相對上升後,上述吸附部開始進行上述中央區域之吸附。
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