保護帶粘貼方法和保護帶粘貼裝置的製作方法
2023-05-29 23:27:31
專利名稱：保護帶粘貼方法和保護帶粘貼裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及在形成有電路圖案的半導體晶圓的表面粘貼保護帶的保護帶粘貼方 法和保護帶粘貼裝置。
背景技術：
半導體晶圓(以下簡稱作「晶圓」)在其表面形成有電路圖案。在利用背磨工序對 該晶圓進行背面磨削而使該晶圓變薄之後，利用切割工序將晶圓切割為一個一個的晶片。 近年來，隨著高密度安裝的要求，傾向於將晶圓厚度從100 μ m減薄至50 μ m、甚至50 μ m以 下。在利用背磨工序對晶圓進行薄化加工時，在晶圓的表面粘貼保護帶。即，其目的是 為了保護形成有電路圖案的晶圓表面，並保護晶圓不受背磨工序中的磨削應力的破壞。作為在晶圓表面粘貼保護帶的方法，例如如下這樣進行。在向表面朝上地吸附保 持於吸盤臺的半導體晶圓的上方供給使粘著面朝下的帶狀的保護帶之後，使粘貼輥在保護 帶的表面滾動而將保護帶粘貼在晶圓表面上。接著，通過使帶切斷裝置的切刀刺入保護帶 而沿著晶圓外周移動，沿著晶圓外形切斷所粘貼的保護帶。將沿著晶圓外形切下的不要的 帶部分卷取並回收(參照專利文獻1)。專利文獻1 日本特開2005-116711號公報在表面粘貼保護帶而被背磨加工至目標薄度的晶圓傾向於以其表面側凹入的方 式翹曲。例如，由於在粘貼輥按壓滾動時使保護帶彈性變形並延伸會引起積蓄應力，因此， 晶圓會受到由該積蓄應力造成的翹曲的影響。另外，在晶圓表面存在聚醯亞胺等樹脂膜的 情況下，在背磨時產生的熱量的影響下，導致樹脂膜熱收縮而產生晶圓表面側凹入的翹曲寸。背磨處理後的帶有保護帶的晶圓在被輸送到之後的各種處理工序的過程及各工 序的處理過程中，自晶圓的表背面中的任一側被吸附保持。因而，在如上所述那樣晶圓表面 側凹入而較大地翹曲的情況下，存在由於晶圓的吸附不良而導致處理錯誤這樣的問題。
發明內容
本發明是鑑於該情況而做成的，其主要目的在於提供一種能夠抑制在經過了背磨 工序的半導體晶圓中產生的翹曲的保護帶粘貼方法和保護帶粘貼裝置。本發明為了達到該目的而採取如下的構造。S卩，一種保護帶粘貼方法，其用於在形成有電路圖案的半導體晶圓的表面粘貼保 護帶，其特徵在於，在比常溫低的溫度下將上述保護帶粘貼在半導體晶圓的表面。作用、效果採用該方法，保護帶在被冷卻到以比常溫低的溫度而預先熱收縮的狀態下粘貼在 晶圓表面。之後，利用由背磨加工時的摩擦產生的熱量的影響或者將晶圓置於常溫，對預先 熱收縮的保護帶施加利用由加熱產生的熱膨脹或者由於常溫欲恢復為原本形狀的恢復力。
3即，相對於在背磨加工後向作用於晶圓的表面側凹入那樣的翹曲，利用保護帶的熱膨脹或 者恢復力對晶圓施加與該翹曲反向的翹曲。因而，在背磨之後產生翹曲的應力被由保護帶 新產生的應力抵消。結果，能夠抑制晶圓翹曲。在上述發明中，對用於保持上述半導體晶圓的吸盤臺進行冷卻，藉助被冷卻的半 導體晶圓冷卻保護帶。作用、效果採用該方法，半導體晶圓起到冷熱擴散板的作用，保護帶在均勻地冷卻的同時、被 粘貼於半導體晶圓的表面。在上述發明中，一邊向上述保護帶噴被冷卻的氣體、一邊將保護帶粘貼在半導體 晶圓上。在上述發明中，一邊從收納於保冷容器的材料卷抽出帶狀的上述保護帶、一邊將 上述保護帶粘貼於半導體晶圓。作用、效果採用這些上述方法，在粘貼於半導體晶圓之前積極地冷卻保護帶，能夠將預先收 縮的保護帶粘貼於半導體晶圓。另外，本發明為了達到該目的也採取如下構造。S卩，一種保護帶粘貼裝置，其用於在形成有電路圖案的半導體晶圓的表面粘貼保 護帶，其特徵在於，包括保持臺，其用於載置保持上述半導體晶圓；帶供給部件，其用於向 保持於上述保持臺的半導體晶圓的表面上供給保護帶；帶粘貼部件，其用於一邊使粘貼輥 在供給來的上述保護帶上按壓滾動，一邊將該保護帶粘貼在半導體晶圓的表面上；帶切斷 部件，其用於沿著半導體晶圓的外周切下所粘貼的上述保護帶；帶回收部件，其用於回收切 斷後的不需要的帶；帶冷卻部件，其用於對粘貼在上述半導體晶圓表面的保護帶進行冷卻。作用、效果採用該構造，保護帶被積極地冷卻，能夠以預先收縮的狀態粘貼在半導體晶圓的 表面上。即，能夠適當地實施上述發明而將保護帶粘貼在半導體晶圓的表面上。在上述構造中，上述帶冷卻部件是例如用於冷卻上述吸盤臺的部件。作用、效果採用該構造，隨著藉助粘貼輥等將保護帶粘貼於被冷卻的半導體晶圓，自該粘貼 構件按順序間接地冷卻保護帶。因而，保護帶整體能夠以均勻地冷卻的狀態粘貼。在上述構造中，上述帶冷卻部件例如是使製冷劑在設置於保持臺內的循環管中循 環的構造。作用、效果採用該構造，通過控制製冷劑的溫度或者流量，能夠將吸盤臺冷卻到任意的溫度。 因而，也能夠容易地與半導體晶圓、保護帶的種類變更相對應地適當地冷卻。在上述構造中，上述帶冷卻部件例如是內置在上述保持臺內部的珀耳帖元件。作用、效果採用該構造，通過控制珀耳帖元件的通電，能夠將吸盤臺冷卻到任意的溫度。另 外，也能夠容易地與半導體晶圓、保護帶的種類變更相對應地適當地冷卻。並且，與使用制 冷劑的情況相比，不必擔心洩漏的問題。因而，利用該裝置進行的運轉管理也變容易。
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在上述構造中，上述帶冷卻部件例如是噴出被冷卻的氣體的噴嘴。作用、效果採用該構造，能夠在冷卻吸盤臺的同時、向供給到該臺上的保護帶直接供給被冷 卻的氣體而迅速地進行冷卻。如上所述，採用本發明的保護帶粘貼方法和保護帶粘貼裝置，通過在將保護帶冷 卻而在預先收縮的狀態下將保護帶粘貼於半導體晶圓，能夠將背磨加工後的帶有保護帶的 晶圓的翹曲抑制成輕微。結果，能夠消除在背磨工序之後的各種處理工序中輸送晶圓等時 發生處理錯誤。
圖1是表示整個保護帶粘貼裝置的立體圖。圖2是吸盤臺的俯視圖。圖3是包括吸盤臺在內的主要部分的主視圖。圖4是表示保護帶粘貼工序的主視圖。圖5是表示保護帶粘貼工序的主視圖。圖6是表示保護帶粘貼工序的主視圖。圖7是表示保護帶粘貼工序的主視圖。圖8是另一實施例的吸盤臺的俯視圖。圖9是另一實施例的包括吸盤臺在內的主要部分的主視圖。圖10是另一實施例的吸盤臺的俯視圖。圖11是另一實施例的吸盤臺的主視圖。附圖標記說明5、吸盤臺；22、冷卻板；23、冷卻管；24、冷卻裝置；25、循環泵；26、珀耳帖元件； 27、空氣源；28、噴嘴；T、保護帶；W、半導體晶圓。
具體實施例方式下面，參照
本發明的實施例。圖1是表示保護帶粘貼裝置的整體構造的立體圖。該保護帶粘貼裝置包括裝填有收納半導體晶圓(以下簡稱作「晶圓」)W的晶圓盒 C的晶圓供給/回收部1、具有機器人手臂2的晶圓輸送機構3、對準臺4、用於載置晶圓W 並將其吸附保持的吸盤臺5、朝向晶圓W的上方供給保護帶T的帶供給部6、自從帶供給部 6供給來的帶有分離件s的保護帶T剝離回收分離件s的分離件回收部7、在載置於吸盤臺 5上並被吸附保持的晶圓W上粘貼保護帶T的粘貼單元8、用於沿著晶圓W的外形切開並切 斷粘貼於晶圓W的保護帶T的帶切斷裝置9、用於將粘貼於晶圓W並被切斷處理後的不要的 帶T』剝離的剝離單元10以及用於將由剝離單元10剝離的不要的帶T』卷取並進行回收的 帶回收部11等。下面，說明上述各構造部和機構的具體構造。在晶圓供給/回收部1上能夠並列地載置兩個晶圓盒C。許多張晶圓W以布線圖 案面(表面)朝上的水平姿態分多層插入並收納在各晶圓盒C中。設置於晶圓輸送機構3的機器人手臂2能夠水平地進退移動，並且，其整體能夠驅動旋轉和升降。而且，在機器人手臂2的頂端設置有呈馬蹄鐵形的真空吸附式的晶圓保持 部2a。S卩，晶圓輸送機構3向分多層收納於晶圓盒C的晶圓W彼此的間隙中插入晶圓保持 部2a而從背面吸附保持晶圓W。另外，機器人手臂2從晶圓盒C抽出該吸附保持的晶圓W， 將晶圓W按順序輸送到對準臺4、吸盤臺5及晶圓供給/回收部1。對準臺4根據形成在晶圓W的外周的切口、定位平面對由晶圓輸送機構3搬入載 置的晶圓W進行對位。如圖2和圖3所示，在吸盤臺5的表面以環狀形成有刀具移動槽13，並且，在臺中 心部配置有多根(該例子中為4根)進出自由的晶圓支承銷21。另外，在臺背面還層疊設 置有冷卻板22。在該冷卻板22中呈蜿蜒狀內置有冷卻管23，利用循環泵25使被冷卻裝置 24冷卻後的製冷劑(冷卻液或者冷卻氣體)循環，從而將吸盤臺5冷卻。在該吸盤臺5中， 晶圓支承銷21以能夠避開冷卻管23的位置、而且以均等的重量分配來支承晶圓W。另外，冷卻板22、冷卻裝置24及循環泵25構成本發明的帶冷卻部件。返回到圖1，帶供給部6將從供給卷繞筒14抽出的帶有分離件的保護帶T卷繞引 導到引導輥15組，將剝離了分離件s後的保護帶T引導到粘貼單元8。另外，對供給卷繞筒 14付與適度的旋轉阻力而無法過剩地抽出帶。分離件回收部7能對用於卷取從保護帶T剝離了的分離件s的卷繞筒16向卷取 方向進行旋轉驅動。如圖4所示，在粘貼單元8中設置有粘貼輥17，粘貼單元8由滑動引導機構18和 未圖示的絲槓進給式的驅動機構左右水平地往返驅動。在剝離單元10中水平地設置有剝離輥19，該剝離輥19由滑動引導機構18和未圖 示的絲槓進給式的驅動機構左右水平地往返驅動。帶回收部11能對用於卷取不要的帶T』的回收卷繞筒20向卷取方向進行旋轉驅動。帶切斷裝置9裝備有升降自如且能夠繞通過吸盤臺5的中心線的縱軸心X旋轉移 動的切刀12，該切刀12的刀尖朝下。接著，根據圖4 圖7說明使用上述實施例裝置而將保護帶T粘貼於晶圓W的表 面上並將保護帶T切斷的一連串動作。在發出粘貼指令時，首先，機器人手臂2朝向載置裝填於晶圓盒臺12的晶圓盒C 移動。晶圓保持部2a插入到收容於晶圓盒C的晶圓彼此的間隙中，從背面(下表面)吸附 保持晶圓W並將晶圓W搬出。機器人手臂2將取出的晶圓W移載到對準臺4上。載置於對準臺4的晶圓W利用形成在晶圓W外周的切口進行對位。對位完畢的晶 圓W再次被機器人手臂2搬出而載置於吸盤臺5。載置於吸盤臺5的晶圓W以其中心對位於吸盤臺5的中心的狀態被吸附保持。此 時，如圖4所示，粘貼單元8與剝離單元10待機在左側的初始位置，而且，帶切斷裝置9的 切刀12待機在上方的初始位置。接著，如圖4中假想線所示，粘貼單元8的粘貼輥17下降，並且，在利用該粘貼輥 17向下方按壓保護帶T的同時、使該粘貼輥17在晶圓W上向前方(圖4中的左方向)滾 動。由此，保護帶T不僅粘貼在晶圓W的整個表面上，還粘貼在吸盤臺5的晶圓外側部。此時，通過被冷卻的製冷劑在冷卻管23中循環，載置於預先冷卻的吸盤臺5上的晶圓W被率先冷卻。之後，在保護帶T開始粘貼於晶圓W的同時，藉助晶圓W冷卻保護帶。 即，保護帶T被預先冷卻到比常溫低的溫度，以收縮的狀態粘貼於晶圓W上。如圖5所示，在粘貼單元8到達終端位置時，待機在上方的切刀12下降。此時，如 圖6所示，切刀12刺入吸盤臺5的刀具移動槽13上的保護帶T中。接著，切刀12 —邊與晶圓外周緣滑動接觸、一邊旋轉移動而將保護帶T切斷為晶 圓形狀。如圖7所示，在保護帶T切斷結束時，切刀12上升至原來的待機位置。接著，剝離 單元10在向前方移動的同時、將被切下了晶圓W的形狀的部分並粘貼於吸盤臺5的晶圓外 側部的不要的帶T』捲起並剝離下來。在剝離單元10到達剝離完成位置時，剝離單元10和粘貼單元8後退移動而返回 到初始位置。此時，在回收卷繞筒20上卷取有不要的帶T』，並且，從帶供給部6抽出恆定量 的保護帶T。在上述保護帶T粘貼結束時，在解除吸盤臺5的吸附的同時、粘貼處理完畢的晶圓 W移載到機器人手臂2的晶圓保持部2a而被插入到晶圓供給/回收部1的晶圓盒C中來進 行回收。以上，完成一次帶粘貼處理，之後，與搬入新的晶圓W相對應地依次重複上述粘貼處理。本發明並不限定於上述實施例，也能夠如下那樣實施變形。(1)也可以在吸盤臺5的背面粘貼散熱用的吸熱裝置，從噴嘴向該吸熱裝置噴出 被冷卻的空氣等各種氣體而將吸盤臺5冷卻。在此，吸熱裝置由鋁、銅等構成，其形狀可根 據散熱效率適當地變更。另外，吸熱裝置相當於本發明的帶冷卻部件。(2)如圖8及圖9所示，也可以在冷卻板22中內置有多個珀耳帖元件26而將吸盤 臺5冷卻。另外，在該構造中，也可以從噴嘴向珀耳帖元件26噴出被冷卻的空氣來提高冷 卻效果。另外，珀耳帖元件26相當於本發明帶冷卻部件。(3)如圖10和圖11所示，也可以在吸盤臺5的與帶粘貼方向F正交的兩肋配置與 空氣源27連通連接的噴嘴28，從噴嘴28朝向吸盤臺5和所供給的保護帶T噴出被冷卻的 氣體來進行冷卻。因而，由於能夠向粘貼前的保護帶T直接噴出氣體來進行冷卻，因此，能 夠根據保護帶T的種類、粘貼環境而任意地調整保護帶T的溫度。另外，空氣源27和噴嘴 28相當於本發明的帶冷卻部件。(4)雖未圖示，但也可以將帶供給部6收容在相當於本發明的保冷容器的冷卻室 中而對供給到吸盤臺5的保護帶T進行預先冷卻、或者也可以在保護帶供給路徑中設置使 保護帶T通過的冷卻室。即，也可以預先冷卻保護帶T而將其供給到粘貼位置。在利用上 述各實施例裝置的情況下，能夠通過將整個帶供給部6收容在冷卻室中，並且在冷卻室上 形成用於抽出保護帶T的狹縫來實現。接著，使用上述實施例裝置、利用了變形例(1)的吸熱裝置和冷卻用噴嘴的裝置 以及利用了變形例(2)的珀耳帖元件和冷卻用噴嘴的裝置進行了多種保護帶的粘貼實驗。 另外，各實驗所採用的保護帶粘貼裝置是以日東精機株式會社制DR3000II為基礎而在吸 盤臺上設置上述各實施例裝置的帶冷卻部件的裝置。在使各裝置的帶冷卻部件工作而預先測定吸盤臺的溫度時，能得到如下結果。實
7施例裝置能夠被設定得比常溫(室溫17°C )低30°C。另外，變形例裝置(1)能夠被設定得 比常溫低10°C。並且，變形例裝置(2)能夠被設定得比常溫低50°C。在該實驗中，在直徑200 μ m的晶圓上粘貼以下4種保護帶。作為保護帶A，應用在PET基材(poly-ethylene terephthalate)上塗敷丙烯酸類 粘接劑而製成的帶總厚度為IOOym的日東電工株式會社制UB 3102D。作為保護帶B，先利用聚酯類粘接劑將P ET基材與PET-PBT共聚物基材 (poly-ethylene terephthalate-polybutylene terephthalate)辛佔合成接合體，並在i亥接 合體的PET基材側進一步塗敷丙烯酸類粘接劑製造得到。應用其帶總厚度為140 μ m的日 東電工株式會社制UB 3102D-XX。作為保護帶C，通過在乙烯-醋酸乙烯共聚物基材塗敷丙烯酸類粘接劑來製造。應 用其帶總厚度為130 μ m的日東電工株式會社制UB2130E。作為保護帶D，通過在聚丙烯-乙烯共聚物基材塗敷丙烯酸類粘接劑來製造。應用 其帶總厚度為180μπι的日東電工株式會社制UB9180D-G15-X1。在各裝置中，在8英寸反射鏡矽晶圓(mirror silicon wafer)的表面粘貼保護 帶A-D時，除了進行冷卻吸盤臺的實驗之外，也進行不冷卻吸盤臺的比較實驗。並且，在粘 貼各保護帶之後，利用株式會社DISCO制的晶圓磨削裝置DTO8560而從晶圓磨削前的厚度 725 μ m 磨削 了 25 μ m 或者 50 μ m。在磨削處理後取出晶圓，將晶圓以保護帶粘貼面朝上的方式設置在平臺上，測定 晶圓的翹曲最大的部位距平臺表面的高度。將該測定結果作為翹曲量。實驗結果如下表所不。表 1
磨削厚想曲量(mm)度(μιη )無冷卻實施例 裝置變形例 裝置(1)變形例 裝置(2)保護帶A2550.50.50.5保護帶B2515.53.33.43.5保護帶C508.25.45.55.6保護帶D253216.51716與不冷卻保護帶的情況相比可知，在藉助吸盤臺間接地冷卻保護帶的情況下，在 保護帶A中晶圓的翹曲量改良了約90 %，在保護帶B中改良了約78 %，在保護帶C中改良 了約32%，在保護帶D中改良了約48%。因而，由於在背磨處理之後能夠以大致沒有翹曲的狀態從晶圓表裡面中的任一個 吸附並進行輸送，因此，不會發生處理錯誤等。工業實用件如上所述，本發明適合在半導體晶圓的表面粘貼保護帶。
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權利要求
一種保護帶粘貼方法，其用於在形成有電路圖案的半導體晶圓的表面粘貼保護帶，其特徵在於，在比常溫低的溫度下將上述保護帶粘貼在半導體晶圓的表面。
2.根據權利要求1所述的保護帶粘貼方法，其特徵在於，對用於保持上述半導體晶圓的吸盤臺進行冷卻，藉助被冷卻的半導體晶圓冷卻保護帶。
3.根據權利要求1或2所述的保護帶粘貼方法，其特徵在於，一邊向上述保護帶噴被冷卻的氣體、一邊將保護帶粘貼在半導體晶圓上。
4.根據權利要求1所述的保護帶粘貼方法，其特徵在於，一邊從收納於保冷容器的材料卷抽出帶狀的上述保護帶、一邊將保護帶粘貼在半導體 晶圓上。
5.一種保護帶粘貼裝置，其用於在形成有電路圖案的半導體晶圓的表面粘貼保護帶， 其特徵在於，包括保持臺，其用於載置保持上述半導體晶圓；帶供給部件，其用於向保持於上述保持臺的半導體晶圓的表面上供給保護帶； 帶粘貼部件，其用於一邊使粘貼輥在供給來的上述保護帶上按壓滾動，一邊將該保護 帶粘貼在半導體晶圓的表面上；帶切斷部件，其用於沿著半導體晶圓的外周切下所粘貼的上述保護帶； 帶回收部件，其用於回收切斷後的不需要的帶；帶冷卻部件，其用於對粘貼在上述半導體晶圓的表面上的保護帶進行冷卻。
6.根據權利要求5所述的保護帶粘貼裝置，其特徵在於， 上述帶冷卻部件用於冷卻上述吸盤臺。
7.根據權利要求6所述的保護帶粘貼裝置，其特徵在於，上述帶冷卻部件是使製冷劑在設於保持臺內的循環管中循環的構造。
8.根據權利要求6所述的保護帶粘貼裝置，其特徵在於， 上述帶冷卻部件是內置在上述保持臺內部的珀耳帖元件。
9.根據權利要求6所述的保護帶粘貼裝置，其特徵在於， 上述帶冷卻部件是能噴出被冷卻的氣體的噴嘴。
10.根據權利要求5所述的保護帶粘貼裝置，其特徵在於， 上述帶冷卻部件是向保護帶噴出被冷卻的氣體的噴嘴。
11.根據權利要求5所述的保護帶粘貼裝置，其特徵在於，上述帶冷卻部件是用於向保護帶和吸盤臺噴被冷卻的氣體的噴嘴。
12.根據權利要求5所述的保護帶粘貼裝置，其特徵在於，上述帶冷卻部件是保冷容器，該保冷容器用於收納在帶供給部件中將帶狀的保護帶形 成為粘合帶卷而成的材料卷。
全文摘要
本發明提供一種保護帶粘貼方法和保護帶粘貼裝置。該保護帶粘貼裝置的設置狀態為，在用於從背面吸附保持半導體晶圓的吸盤臺上，從背面側層疊上內置有蜿蜒狀冷卻管的冷卻板。通過使製冷劑在該冷卻管中循環來冷卻吸盤臺。在將該吸盤臺冷卻了的狀態下吸附保持半導體晶圓。並且，在將吸盤臺冷卻了的狀態下，在半導體晶圓上粘貼保護帶。即，在該保護帶粘貼過程中，一邊藉助與吸盤臺直接接觸而被冷卻的半導體晶圓間接地冷卻保護帶，一邊將保護帶粘貼在半導體晶圓的表面上。
文檔編號H01L21/683GK101911280SQ20098010147
公開日2010年12月8日 申請日期2009年10月9日 優先權日2008年10月16日
發明者山本雅之, 木內一之, 石井直樹, 西尾昭德 申請人:日東電工株式會社