TW201719814A - 處理晶圓的方法 - Google Patents

Abstract

本發明涉及一種處理晶圓的方法，晶圓的一側具有由多個分割線分隔的多個器件的器件區並具有週邊邊緣區，週邊邊緣區不具有器件並且圍繞器件區形成，其中器件區形成有從晶圓的平面突出的多個突起。該方法包括：將用於覆蓋晶圓上的器件的保護膜附接至晶圓的這一側，其中保護膜用黏合劑附著至晶圓的這一側的至少一部分；以及提供可固化樹脂施加到其前表面的載子。該方法進一步包括：晶圓的附接有保護膜的這一側附接至載子的前表面，使得從晶圓的平面突出的突起嵌入到可固化樹脂中，並且載子的與其前表面相反的後表面大致平行於晶圓的與這一側相反的一面；以及磨削晶圓的與這一側相反的一面以調整晶圓厚度。

Description

處理晶圓的方法

發明領域

本發明涉及一種處理晶圓(諸如半導體晶圓)的方法，所述晶圓的一側具有由多個分割線分隔的多個器件的器件區並具有週邊邊緣區，所述週邊邊緣區不具有器件並且圍繞所述器件區形成，其中所述器件區形成有從所述晶圓的平面突出的多個突起。

發明背景

在半導體器件製造工藝中，具有由多個分割線分隔的多個器件的器件區的晶圓被分為各個晶粒。該製造工藝一般包括：用於調整晶圓厚度的磨削步驟；以及沿著分割線切割晶圓以獲得各個晶粒的切割步驟。從與形成器件區的晶圓正面相反的晶圓背面執行磨削步驟。

在公知的半導體器件製造工藝中，諸如晶圓級晶片尺寸封裝(WLCSP，Wafer Level Chip Scale Package)，晶圓的器件區形成有從晶圓的平面突出的多個突起，諸如隆起。例如，這些突起用於例如當將晶粒集成到諸如行動電話和個人電腦的電子設備中時與各個晶粒 中的器件建立電接觸。

為了實現這樣的電子設備的尺寸減小，半導體器件必須減小尺寸。由此，使器件形成在其上的晶圓要在上面提到的磨削步驟中磨削至μm範圍內(例如，從30到100μm的範圍內)的厚度。

然而，在公知的半導體器件製造工藝中，如果在器件區中存在從晶圓的平面突出的突起(諸如隆起)，則在磨削步驟中可能產生一些問題。具體地，由於這些突起的存在，晶圓在磨削期間破損的風險顯著增加。進一步，如果晶圓被磨削至較小厚度(例如，μm範圍內的厚度)，則由於晶圓的厚度減小以及在磨削過程中施加到晶圓的壓力，位於晶圓的正面上的器件區的突起可致使晶圓背面變形。這後一種效應被稱為“圖案轉移”，因為晶圓正面上的突起的圖案被轉移到晶圓背面，並且導致晶圓的背面表面的非期望不均勻性，從而損害得到的晶粒的品質。

而且，晶圓的器件區中的突起的存在還顯著增加了晶圓在上面提到的切割步驟中損壞的風險。特別是，由於在磨削之後的晶圓厚度減小，晶粒的側壁可能在切割工藝中破裂，從而嚴重損壞得到的晶粒。

由此，仍需要一種可靠而高效的處理晶圓的方法，所述晶圓的器件區具有形成在其一側上的突起，該方法使得損壞晶圓的任何風險被最小化。

發明概要

因此，本發明的目的是提供一種可靠而高效的處理晶圓的方法，所述晶圓的器件區具有形成在其一側上的突起，這使得晶圓損壞的任何風險被最小化。該目標由具有請求項1的技術特徵的晶圓處理方法實現。本發明的優選實施方式遵循從屬請求項。

本發明提供了一種處理晶圓的方法，所述晶圓的一側具有由多個分割線分隔的多個器件的器件區並具有週邊邊緣區，所述週邊邊緣區不具有器件並且圍繞所述器件區形成，其中所述器件區形成有從所述晶圓的平面突出、延伸或凸出的多個突起或凸出部。所述方法包括：將用於覆蓋所述晶圓上的所述器件的保護膜附接至所述晶圓的這一側，其中所述保護膜用黏合劑附著至所述晶圓的這一側的至少一部分；以及提供可固化樹脂施加到其前表面的載子(carrier)。所述方法進一步包括：將所述晶圓的附接有所述保護膜的這一側附接至所述載子的所述前表面，使得從所述晶圓的平面突出的所述突起嵌入或接收到所述可固化樹脂中，並且所述載子的與其所述前表面相反的後表面大致平行於所述晶圓的與這一側相反的一側；以及磨削所述晶圓的與這一側相反的所述一側以調整晶圓厚度。

所述突起或凸出部(諸如隆起)從所述晶圓的呈大致平坦表面的平面突出、延伸或凸出。所述突起或凸出部限定所述晶圓的這一側的表面結構或形貌，從而使這一側不均勻。

所述突起可不規則地佈置，或者佈置成規則的圖案。所述突起中僅有一些可佈置成規則的圖案。

所述突起可具有任何類型的形狀。例如，一些或所有所述突起的形狀可以是球形、半球形、支柱或柱形，例如，具有圓形、橢圓形或多邊形(諸如三角形、方形等)橫截面或基表面的支柱或柱形、錐體、截頭錐體或臺階。

所述突起中的至少一些可產生於形成在所述晶圓的平面上的元件。例如，針對矽穿孔技術(TSV，through silicon via)的情況，所述突起中的至少一些可產生於在所述晶圓的厚度方向上部分或完全穿過所述晶圓的元件。後者這些元件可沿著晶圓厚度的一部分或者沿著整個晶圓厚度延伸。

所述突起在所述晶圓的厚度方向上的高度可位於20μm至300μm的範圍內，優選地為40μm至250μm，更優選地為50μm至200μm，並且甚至更優選地為70μm至150μm。

所述突起都可具有大致相同的形狀和/或尺寸。另選地，所述突起中的至少一些的形狀和/或尺寸可彼此不同。

根據本發明的晶圓處理方法，所述保護膜附接至所述晶圓的這一側，即，附接至所述晶圓正面，並且所述晶圓的附接有所述保護膜的這一側附接至所述載子的所述前表面，使得形成在所述器件區中的所述突起嵌入到 所述可固化樹脂中，並且所述載子的平面後表面大致平行於所述晶圓的與這一側相反的所述一側，即，大致平行於所述晶圓背面。按這種方式，形成了晶圓單元，所述晶圓單元包括所述晶圓、所述保護膜和所述可固化樹脂施加到其上的所述載子，這允許消除由於隨後晶圓處理步驟時所述器件區中的所述突起的存在而產生的表面不均勻性的任何負面影響。

特別是，通過將所述突起嵌入到施加於所述載子的所述前表面的所述樹脂中，所述突起在晶圓處理期間(例如，在隨後的磨削步驟和切割步驟中)得到可靠地保護以免受任何損壞。

進一步，所述載子的形成上面提到的所述晶圓單元的第一表面的所述後表面與形成所述晶圓單元的第二表面的所述晶圓背面彼此大致平行。由此，當磨削所述晶圓背面以調整晶圓厚度時，例如，通過將該後表面放置在工作臺上，合適的反壓力可以施加到所述載子的所述後表面。

因為所述載子的所述平面後表面大致平行於所述晶圓背面，在磨削工藝期間例如通過磨削設備的磨削輪施加到所述晶圓的壓力均勻地且均質地分佈在所述晶圓上，從而最大限度地降低圖案轉移(即，由所述器件區中的所述突起限定的圖案轉移至被磨削的晶圓背面)以及所述晶圓破損的任何風險。進一步，所述載子的平坦均勻後表面與所述晶圓背面的大致平行對準允許以高精確度進 行磨削步驟，從而在磨削之後實現特別均勻且均質的晶圓厚度。

所述保護膜覆蓋形成在所述晶圓的所述器件區中的所述器件，因此保護所述器件免受例如所述可固化樹脂的殘留物的損壞和污染。而且，所述保護膜有利於在處理之後從所述晶圓去除具有所述可固化樹脂的所述載子。另外，所述保護膜充當所述晶圓正面與所述樹脂之間的墊子或緩衝物，從而在磨削期間進一步促進壓力的均勻而均質的分佈。由此，可以特別可靠地防止所述晶圓在磨削工藝期間的圖案轉移或破損。

在這方面，特別優選的是，所述保護膜是可壓縮的、彈性的、柔性的和/或柔韌的。按這種方式，可以進一步增強所述保護膜的減緩或緩衝效果。

因此，本發明的晶圓處理方法允許任何損壞所述晶圓(諸如圖案轉移或晶圓破損)的風險以可靠而高效的方式最小化。

例如，所述晶圓可以是半導體晶圓、玻璃晶圓、藍寶石晶圓、陶瓷晶圓，諸如氧化鋁(Al2O3)陶瓷晶圓、石英晶圓、氧化鋯晶圓、PZT(鋯鈦酸鉛)晶圓、聚碳酸酯晶圓、金屬(例如，銅、鐵、不銹鋼、鋁等)或金屬化材料晶圓、鐵素體晶圓、光學晶體材料晶圓、樹脂(例如，環氧樹脂)塗覆或模制晶圓等。

特別是，例如，所述晶圓可以是Si晶圓、GaAs晶圓、GaN晶圓、GaP晶圓、InAs晶圓、InP晶圓、SiC晶 圓、SiN晶圓、LT(鉭酸鋰)晶圓、LN(鈮酸鋰)晶圓等。

所述晶圓可由單種材料製成，或者由不同材料的組合製成，例如由兩種以上的上述材料製成。例如，所述晶圓可以是矽-玻璃結合晶圓，其中由矽製成的晶圓元件被結合到由玻璃製成的晶圓元件。

所述方法可進一步包括：沿著分割線切割所述晶圓。所述晶圓可從其正面或背面切割。

切割步驟可通過機械切割來執行，例如通過刀切或鋸和/或雷射切割和/或等離子切割來執行。所述晶圓可在單個機械切割步驟、單個雷射切割步驟或單個等離子切割步驟中切割。另選地，所述晶圓可通過一系列機械切割和/或雷射切割和/或等離子切割步驟進行切割。

切割所述晶圓的步驟可在所述保護膜和所述載子附接至所述晶圓的狀態下執行。按這種方式，可以確保的是，在切割步驟期間施加的壓力在切割期間均勻且均質地分佈在整個所述晶圓上，從而在切割步驟中最大限度地降低損壞所述晶圓(例如，使得到的晶粒的側壁破裂)的任何風險。在這種情況下，特別優選的是，所述晶圓從其背面切割。

所述可固化樹脂可被諸如紫外線輻射、熱、電場和/或化學製劑的外部刺激固化。在這種情況下，所述可固化樹脂至少在施加所述外部刺激時硬化到某種程度。

所述可固化樹脂可以是在固化之後呈現一定程度的可壓縮性、彈性和/或柔性的樹脂，即，在固化之 後可壓縮的、彈性的和/或柔性的樹脂。例如，所述可固化樹脂可使之通過固化而成為橡膠狀狀態。另選地，所述可固化樹脂可以是在固化之後達到剛硬狀態的樹脂。

供本發明的處理方法使用的可紫外線固化樹脂的優選示例是DISCO公司的ResiFlat和DENKA的TEMPLOC。

所述方法可進一步包括：在磨削所述晶圓的與這一側相反的側面(即，所述晶圓背面)之前將所述外部刺激施加到所述可固化樹脂以固化所述樹脂。按這種方式，可以進一步提高所述晶圓在磨削期間的保護以及磨削準確性。

所述方法可進一步包括：從所述晶圓去除施加有可固化或已固化樹脂的所述載子和所述保護膜。例如，所述載子和所述保護膜可在磨削之後或者在磨削和切割之後從所述晶圓去除。按這種方式，各個晶粒可以採取簡單而可靠的方式分離並拾取。

如上文詳細介紹的，所述保護膜有利於從所述晶圓去除施加有可固化或已固化樹脂的所述載子。特別是，由於所述保護膜的存在，具有所述樹脂的所述載子可以採取簡單而可靠的方式從所述晶圓去除，避免所述器件區中的任何樹脂殘留物，從而防止所述器件的污染，並且最大限度地降低去除過程中損壞所述突起的風險。

如果所述可固化樹脂是在固化之後呈現一定程度的可壓縮性、彈性和/或柔性的樹脂，即可壓縮的、 彈性的和/或柔性的(例如，橡膠狀)，則具有已固化樹脂的所述載子可以在固化之後採取特別可靠而高效的方式去除。

如果所述可固化樹脂是固化時達到剛硬狀態的樹脂，則從所述晶圓去除所述載子和已固化樹脂可通過以下手段來促進：向已固化樹脂施加外部刺激；至少在一定程度上軟化或去除所述樹脂。例如，一些可固化樹脂(諸如DENKA的TEMPLOC)可在固化之後通過施加熱水進行處理，以便軟化已固化樹脂並允許從所述晶圓特別容易地去除所述載子和所述樹脂。

在從所述晶圓去除施加有可固化或已固化樹脂的所述載子和所述保護膜的步驟中，所述載子、所述樹脂和所述膜可在單個工藝步驟中一起去除。該方式允許特別高效的去除過程。

另選地，所述載子、所述樹脂和所述保護膜可單獨去除，即，一個接一個地去除。進一步，所述載子和所述樹脂可首先一起去除，之後去除所述保護膜。在另一實施方式中，可首先去除所述載子，之後一起去除所述樹脂和所述保護膜。

切割所述晶圓的步驟可在從所述晶圓去除施加有可固化或已固化樹脂的所述載子和所述保護膜之後執行。該方式允許各個晶粒在切割步驟之後立即分離並拾取。在這種情況下，特別優選的是從所述晶圓的正面執行切割步驟。

所述黏合劑可設置在所述晶圓的這一側與所述保護膜的整個接觸面積上。按這種方式，可以確保的是，所述保護膜在所述晶圓的這一側上特別可靠地保持到位。進一步，在切割所述晶圓之後，所得到的分離的晶粒可以由所述保護膜牢固地保持，從而防止所述晶粒的任何非期望移位或運動。

特別是，所述黏合劑可設置在所述保護膜的與所述晶圓的這一側接觸的整個表面上。

所述黏合劑可被諸如熱、紫外線輻射、電場和/或化學製劑的外部刺激固化。按這種方式，所述保護膜可以在處理之後從所述晶圓特別容易地去除。所述外部刺激可施加到所述黏合劑以降低其黏合劑力，從而允許容易地去除所述保護膜。

將所述保護膜附接至所述晶圓的這一側的步驟可在真空腔室中進行。特別是，所述保護膜可通過使用真空層壓機附接至所述晶圓的這一側。在這樣的真空層壓機中，在所述晶圓背面與工作臺的上表面接觸並且所述晶圓正面向上取向的狀態下將所述晶圓放置在真空腔室中的所述工作臺上。附接至所述晶圓正面的所述保護膜在其週邊部處被環形框架保持並且在所述真空腔室中放置在所述晶圓正面上方。所述真空腔室的位於所述工作臺和所述環形框架上方的上部部分設置有由可膨脹的橡膠隔膜閉合的進氣口。

在所述晶圓和所述保護膜已裝載到所述真 空腔室中之後，所述腔室被抽真空並且空氣經所述進氣口供應到所述橡膠隔膜，致使所述橡膠隔膜膨脹到抽真空的腔室中。按這種方式，所述橡膠隔膜在所述真空腔室中向下移動，以推動所述保護膜抵靠所述晶圓正面，用所述保護膜密封週邊晶圓部並且使膜壓靠所述晶圓正面上的所述器件區。由此，所述保護膜可以緊密地附接至所述晶圓正面，以遵循所述器件區中的所述突起的輪廓。

隨後，所述真空腔室中的真空被釋放並且所述保護膜在所述晶圓正面上由所述黏合劑和所述真空腔室中的正壓力保持就位。

另選地，所述橡膠隔膜可以替換為軟印記或軟輥。

所述保護膜可附接至所述晶圓的這一側，使得所述膜僅部分地遵循所述突起的輪廓。例如，所述保護膜可僅遵循所述晶圓的厚度方向上的突起的上部。所述保護膜的這種佈置可允許從所述晶圓特別容易地去除施加有可固化或已固化樹脂的所述載子和所述保護膜。

另選地，所述保護膜可附接至所述晶圓正面，以緊密遵循所述突起的輪廓。按這種方式，附接有所述保護膜的所述突起可以特別可靠地嵌入到所述可固化樹脂中。

所述保護膜可以是可膨脹的。所述保護膜在附接至所述晶圓的這一側時可膨脹，以遵循從所述晶圓的平面突出的所述突起的輪廓。

特別是，所述保護膜可膨脹至其原始尺寸的兩倍以上，優選地可膨脹至其原始尺寸的三倍以上，並且更優選地可膨脹至其原始尺寸的四倍以上。按這種方式，特別是，在容易地膨脹至其原始尺寸的三倍或四倍以上的情況下，可以可靠地確保所述保護膜緊密遵循所述突起的輪廓。

所述方法可進一步包括：在磨削所述晶圓的與這一側相反的側面之前切除施加有可固化或已固化樹脂的所述載子的橫向延伸超出所述晶圓的圓周的部分。按這種方式，進一步促進在磨削期間以及可能在隨後的處理步驟中操縱包括所述晶圓、所述保護膜和施加有可固化或已固化樹脂的所述載子的所述晶圓單元。

所述載子可由剛性或硬質材料製成，諸如由PET和/或矽和/或玻璃和/或SUS製成。例如，如果所述載子由PET或玻璃製成並且所述樹脂可被外部刺激固化，則所述樹脂可用能傳輸通過PET或玻璃的輻射(例如紫外線輻射)固化。如果所述載子由矽或SUS製成，則提供了具有成本效益的載子。還可以組合以上所列的材料。

所述載子的厚度可位於200μm至1500μm的範圍內，優選地為400μm至1200μm，並且更優選地為500μm至1000μm。

所述保護膜的厚度可位於5μm至200μm的範圍內，優選地為5μm至100μm，更優選地為8μm至80μm，甚至更優選地為10μm至50μm。按這種方式，可以 確保的是，所述保護膜是柔性且柔韌的，足以充分符合所述器件區中的所述突起的輪廓，與此同時呈現足夠的厚度以便可靠而高效地提供上述減緩或緩衝效應。

所述保護膜可由諸如聚氯乙烯(PVC)或乙烯乙酸乙烯酯(EVA)的聚合物材料製成。例如，所述保護膜可以是“Saran”包裝類材料。

所述保護膜在其附接狀態下的直徑可與所述晶圓的直徑大致相同。

1‧‧‧圖案側

2‧‧‧器件區

3‧‧‧週邊邊緣區

4‧‧‧保護膜

6‧‧‧晶圓背面

7‧‧‧去除載子

11‧‧‧交叉分割線

13‧‧‧可固化樹脂

14‧‧‧突起

17‧‧‧前表面

18‧‧‧後表面

20‧‧‧工作臺

21‧‧‧頂表面

23‧‧‧部分

24‧‧‧黏合劑拾取帶

25‧‧‧環形框架

26‧‧‧晶粒

W‧‧‧晶圓

下文中，參照附圖說明本發明的非限制性示例，其中：圖1是示出通過本發明的方法處理的晶圓的橫截面視圖；圖2是圖示根據本發明的第一實施方式的處理晶圓的方法的第一步驟的橫截面視圖；圖3是圖示根據本發明的第一實施方式的處理晶圓的方法的第一步驟的立體圖；圖4是示出根據本發明的第一實施方式的處理晶圓的方法的第一步驟的結果的橫截面視圖；圖5是圖4的左側放大視圖；圖6是圖示根據本發明的第一實施方式的處理晶圓的方法的第二步驟的橫截面視圖；圖7是圖示根據本發明的第一實施方式的處理晶圓的方法的第三步驟的橫截面視圖； 圖8是圖示根據本發明的第一實施方式的處理晶圓的方法的第四步驟的橫截面視圖；圖9是圖示根據本發明的第一實施方式的處理晶圓的方法的第五步驟的橫截面視圖；圖10是圖示根據本發明的第一實施方式的處理晶圓的方法的第六步驟的橫截面視圖；圖11是圖示根據本發明的第一實施方式的處理晶圓的方法的第七步驟的橫截面視圖；圖12是示出根據本發明的第一實施方式的處理晶圓的方法的第七步驟的結果的立體圖；圖13是圖示根據本發明的第一實施方式的處理晶圓的方法的第八步驟的橫截面視圖；圖14是圖示根據本發明的第二實施方式的處理晶圓的方法的第六步驟的橫截面視圖；以及圖15是圖示根據本發明的第二實施方式的處理晶圓的方法的第七步驟的橫截面視圖。

具體實施方式

現在將參照附圖描述本發明的優選實施方式。優選實施方式涉及用於處理晶圓W的方法。

例如，晶圓W可以以是具有形成在其正面表面(在以下描述中被稱為圖案側1)上的MEMS器件的MEMS晶圓。然而，晶圓W並不限於MEMS晶圓，但還可以是具有形成在其圖案側1上的CMOS器件(優選地作為 固態成像器件)的CMOS晶圓，或者是在圖案側1上具有其它類型器件的晶圓。

晶圓W可以是由例如矽的半導體製成。這樣的矽晶圓W可以包括位於矽基底上的諸如IC(積體電路)和LSI(大型積體電路)的器件。另選地，晶圓可以是在由例如陶瓷、玻璃或藍寶石製成的無機材料基底上通過形成光學器件(諸如LED(發光二極體))而構造的光學器件晶圓。晶圓W並不限於此並且可以採取任何其它方式形成。此外，上述示例性晶圓設計的組合也是可以的。

在μm範圍內(優選地介於625μm至925μm的範圍)磨削之前，晶圓W可以具有一厚度。

晶圓W優選地呈現圓形形狀。晶圓W設置有形成在其圖案側1上的多個交叉分割線11(見圖3)(被稱為切割道)，從而將晶圓W劃分為分別形成有諸如之前描述的器件的多個矩形區域。這些器件形成在晶圓W的器件區2中。在圓形晶圓W的情況下，該器件區2優選地呈圓形並且與晶圓W的外周同心地佈置。

如圖1至圖3中示意性示出的，器件區2被環形週邊邊緣區3包圍。在該週邊邊緣區3中，沒有形成器件。週邊邊緣區3優選地與器件區2和/或晶圓W的外周同心佈置。週邊邊緣區3的徑向延伸可以在mm範圍內，並且優選地在1mm到3mm的範圍內。

例如圖1和圖2中示意性示出的，器件區2形成有從晶圓W的平面突出的多個突起14。例如，突起14可 以是在分離的晶粒中與器件區2的器件建立電接觸的隆起。突起14在晶圓W的厚度方向上的高度可位於70μm至200μm的範圍內。

在下文中，將參照圖1至圖13描述根據本發明的第一實施方式的處理晶圓W的方法。

圖1示出了將要通過根據本發明的第一實施方式的方法處理的晶圓W的橫截面視圖。圖2和圖3圖示了根據該第一實施方式的處理方法的第一步驟。在該第一步驟中，用於覆蓋晶圓W上的器件的保護膜4附接至晶圓W的圖案側1，如圖2中的箭頭指示。

保護膜4優選地具有與晶圓W相同的形狀(即，在本實施方式中為圓形形狀)，並且同心地附接至晶圓W。如圖2和圖3中示意性示出的，保護膜4的直徑大約與晶圓W的直徑相同。

保護膜4覆蓋了形成在器件區2中的器件，包括突起14，從而保護器件免受損壞或污染。進一步，保護膜4在將稍後詳細介紹的隨後磨削步驟中充當附加墊。

保護膜4用黏合劑(未示出)附著至晶圓W的圖案側1。黏合劑設置在晶圓W的圖案側1與保護膜4的整個接觸面積上。特別是，黏合劑設置在保護膜4的與晶圓W的圖案側1接觸的整個表面上。

黏合劑可通過諸如熱、紫外線輻射、電場和/或化學製劑的外部刺激固化。按這種方式，保護膜4可以在處理之後特別容易地從晶圓W去除。

特別是，黏合劑可以是丙烯酸樹脂或環氧樹脂。例如，用於黏合劑的紫外線可固化型樹脂的優選示例是聚氨酯丙烯酸酯低聚物。進一步，黏合劑可例如是水溶性樹脂。

保護膜4的厚度可位於5μm至100μm的範圍內，例如是80μm。保護膜4可由諸如PVC或EVA的聚合物材料製成。

保護膜4是柔韌的並且能延伸至其原始直徑的大約三倍。

例如，將保護膜4附接至晶圓W的圖案側1的步驟可在真空腔室中執行，例如通過使用如已在上文詳細介紹的真空層壓機執行。

圖4示意性地圖示了根據本發明的第一實施方式的處理方法的第一步驟的結果。圖5示出了圖4的左側放大視圖。在該第一步驟中，當附接至晶圓W的圖案側1時，保護膜4膨脹至其原始直徑的大約三倍，以緊密遵循突起14的輪廓(如圖4和圖5中示意性示出的)。

圖6圖示了根據本發明的第一實施方式的處理晶圓的方法的第二步驟。在該第二步驟中，設置了載子7，其具有施加到其前表面17的可固化樹脂13。載子7優選地由諸如聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、矽、玻璃或SUS的剛性材料製成。

優選地，載子7具有與晶圓W相同的形狀(即，在本實施方式中為圓形形狀)，並且同心地佈置到 晶圓W(如圖6中圖示的)。

例如，載子7的厚度可位於500μm至1000μm的範圍內。

可固化樹脂13可通過諸如紫外線輻射、熱、電場和/或化學製劑的外部刺激固化。特別是，可固化樹脂13可以是DISCO公司的ResiFlat或DENKA的TEMPLOC。可固化樹脂13的形成在載子7的前表面17上的層在載子7的厚度方向上的高度可大約為50μm至1000μm，優選地為200μm至1000μm。

進一步，在根據本發明的第一實施方式的處理方法的第二步驟中，晶圓W的使保護膜4與之附接的圖案側1附接至載子7的前表面17(如圖6中的箭頭指示)，使得突起14被嵌入到可固化樹脂13中，並且載子7的與其前表面17相反的後表面18大致平行於晶圓W的與圖案側1相反的一側，即，晶圓W的背面6(例如，圖1至圖3)。載子後表面18與晶圓背面6的這種大致平行對準由圖7中的虛線箭頭指示。

具體地，晶圓W(保護膜4與之附接)以及具有可固化樹脂13的載子7通過例如在安裝腔室中將平行的壓靠力施加到晶圓背面6和載子7的後表面18而壓靠到一起，以將突起14可靠地嵌入到可固化樹脂13中並且實現載子後表面18與晶圓背面6的大致平行對準。針對使用DISCO公司的ResiFlat作為樹脂的情況，在JP 5320058 B2和JP 5324212 B2中描述了適合該目的的壓靠器材和壓靠 操作的細節。

圖7圖示了根據本發明的第一實施方式的方法的第三步驟。在該第三步驟中，由晶圓W、保護膜4、樹脂13和載子7組成的晶圓單元放置在工作臺20上，並且將外部刺激施加到可固化樹脂13以固化樹脂13。

例如，針對可熱固化(例如，熱固性)樹脂13的情況，樹脂13可通過在爐中加熱而固化。針對可紫外線固化樹脂13的情況，如果使用對於紫外線輻射透明的載子材料，諸如PET或玻璃，則樹脂13通過施加這種類型的輻射(例如，穿超載子7)而固化。

由此，突起14牢固地保持在已固化樹脂13中，並且可靠地維持了載子後表面18與晶圓背面6的大致平行相對對準。

如圖7中示出的，晶圓單元佈置在工作臺20上，使得載子後表面18與工作臺20的頂表面21接觸。雖然工作臺20在圖8和圖9中被略去，但是如圖7中示出的相同或類似的工作臺佈置也用在這些圖中圖示的步驟中。

圖8圖示了根據本發明的第一實施方式的處理方法的可選第四步驟。在該第四步驟中，如圖8中的虛線指示的，載子7的施加有已固化樹脂13且橫向延伸超出晶圓W的圓周的部分23被切除。部分23可例如通過機械切割來切除(例如使用刀或鋸)、雷射切割或等離子切割來切除。切除部分23有利於在隨後的處理步驟中晶圓單元的操縱。

圖9圖示了根據本發明的第一實施方式的處理方法的第五步驟的結果。在該第五步驟中，載子7的呈平面平坦表面的後表面18放置在工作臺(未示出)(可與圖7中的工作臺20相同)的頂表面上。隨後，晶圓W的背面6被磨削，以將晶圓厚度調整到例如大約30μm至100μm範圍內的值。該厚度可以是晶粒26(見圖13)的最終厚度。

晶圓W的背面6的這種磨削可使用磨削設備(未示出)執行。磨削設備可包括：主軸殼體；主軸，所述主軸以可旋轉的方式容納在所述主軸殼體中；以及磨削輪，所述磨削輪安裝到所述主軸的下端。多個研磨構件可固定到磨削輪的下表面，其中每個研磨構件可由通過用黏結劑(諸如金屬黏結劑或樹脂黏結劑)來固定金剛石研磨顆粒而構造的金剛石研磨構件形成。具有研磨構件的磨削輪通過例如使用馬達來驅動主軸而高速旋轉。

在磨削步驟中，使保持晶圓單元的工作臺以及磨削設備的磨削輪旋轉，並且降低磨削輪以使磨削輪的研磨構件與晶圓W的背面6接觸，從而磨削背面6。

因為載子7的平面後表面18(放置在磨削設備的工作臺的頂表面上)大致平行於晶圓W的背面6，所以在磨削工藝期間由磨削輪施加到晶圓W的壓力均勻地且均質地分佈在晶圓W上。由此，晶圓W的圖案轉移或破損的任何風險可以最小化。進一步，載子7的平坦均勻後表面18與晶圓W的背面6的大致平行對準允許以高的精確度 進行磨削步驟，從而在磨削之後實現特別均勻而均質的晶圓厚度。

保護膜4覆蓋形成在晶圓的器件區2中的器件，因此保護器件免受例如可固化樹脂13的殘留物的損壞和污染。而且，保護膜4充當圖案側1與樹脂13之間的墊子或緩衝物，從而在磨削期間進一步促進均勻而均質的壓力分佈。因此，可以特別可靠地防止晶圓W在磨削工藝期間的圖案轉移或破損。

在晶圓W的背面6已被磨削之後，晶圓W經歷了第一實施方式的處理方法的第六步驟，其結果圖示於圖10中。在該第六步驟中，如圖10中示出的，晶圓單元放置在黏合劑拾取帶24上，使得晶圓W的被磨削表面與黏合劑拾取帶24接觸。黏合劑拾取帶24的週邊部安裝在環形框架25上。按這種方式，包括晶圓W、保護膜4、已固化樹脂13和載子7的晶圓單元被黏合劑拾取帶24和環形框架25牢固地保持。

圖11圖示了根據第一實施方式的處理方法的第七步驟。在該第七步驟中，載子7、已固化樹脂13和保護膜4從晶圓W中去除。

具體地，如圖11中的箭頭指示的，在本實施方式中，載子7和已固化樹脂13首先一起從保護膜4已施加到其上的晶圓W去除。保護膜4存在於晶圓W的圖案側1上有利於去除載子7和已固化樹脂13。

樹脂13可以是在固化之後呈現一定程度的 可壓縮性、彈性和/或柔性(例如，橡膠狀特性)的樹脂，從而允許特別容易地從晶圓W中去除。另選地或附加地，另一外部刺激(諸如熱水)可在去除已固化樹脂13之前施加到已固化樹脂13，以便軟化已固化樹脂13以進一步有利於去除過程。

隨後，在去除載子7和已固化樹脂13之後，保護膜4從晶圓W的圖案側1去除。特別是，如果設置在保護膜4的與晶圓W的圖案側1接觸的整個表面上的黏合劑可被諸如紫外線輻射、熱、電場和/或化學製劑的外部刺激固化，則將外部刺激施加到黏合劑，以降低其黏合劑力。按這種方式，保護膜4可以採取特別簡單而可靠的方式從晶圓W中去除。

本實施方式的第七步驟的結果示意性地示出在圖12中。具體地，圖12示出了經黏合劑拾取帶24附接至環形框架25並且使保護膜4、已固化樹脂13和載子7從其去除的晶圓W。

圖13圖示了根據本發明的第一實施方式的處理方法的第八步驟。在該第八步驟中，如圖13中的虛線指示的，晶圓W從其圖案側1沿著分割線11被切割。按這種方式，晶粒26彼此完全分離。切割晶圓W可通過機械切割(例如使用刀或鋸)來執行，和/或通過雷射的切割和/或通過等離子的切割來執行。

在晶粒26在切割步驟中已經彼此完全分離之後，晶粒26分別附著至黏合劑拾取帶24。各個分離的晶 粒26可以由拾取裝置(未示出)從黏合劑拾取帶24拾取。各個晶粒26之間的間距可以通過使拾取帶24徑向膨脹或伸展(例如通過使用膨脹鼓)而增加，以便有利於拾取過程。

在下文中，將參照圖14和圖15來描述根據本發明的第二實施方式的處理晶圓W的方法。第二實施方式的方法在圖14和圖15中分別圖示的第六和第七方法步驟不同於第一實施方式的方法。

具體地，作為第二實施方式的方法的第六步驟，在保護膜4、已固化樹脂13和載子7附接至晶圓W的狀態下執行晶圓W的切割，如圖14中的虛線指示。

如圖14中示意性示出的，從晶圓W的被磨削背面表面執行該切割工藝。在該切割工藝中，載子7的後表面18放置在工作臺(未示出)(可與圖7中示出的工作臺20相同)的頂表面上。因為突起14嵌入到已固化樹脂13中並且載子7的後表面18被工作臺的頂表面支撐，所以晶圓W或晶粒26在切割期間的任何損壞(諸如破損)的風險得以最小化。晶圓W可通過機械切割(例如使用刀或鋸)進行切割，和/或通過雷射切割和/或通過等離子切割進行切割。

通過按這種方式切割晶圓W，晶粒26彼此完全分離，即，不再由晶圓W彼此連接。然而，在圖14示出的狀態下，晶粒26通過已固化樹脂13牢固地保持在一起。

在根據第二實施方式的處理方法的第七步 驟(其結果示出在圖15中)中，包括晶圓W、保護膜4、已固化樹脂13和載子7的晶圓單元放置在(安裝於環形框架25上的)黏合劑拾取帶24上。晶圓單元放置在黏合劑拾取帶24上，使得被切割晶圓W的被磨削背面表面與黏合劑拾取帶24接觸，如圖15所示。

隨後，基本上採取與上述及圖11中圖示的用於第一實施方式的處理方法相同的方式將載子7、已固化樹脂13和保護膜4從晶圓W去除。

在從晶圓W中去除載子7、已固化樹脂13和保護膜4之後，各個分離的晶粒26可以通過拾取裝置(未示出)從黏合劑拾取帶24拾取。各個晶粒26之間的間距可以通過使拾取帶24徑向膨脹或伸展(例如通過使用膨脹鼓)而增加，以便有利於拾取過程。

1‧‧‧圖案側

2‧‧‧器件區

3‧‧‧週邊邊緣區

4‧‧‧保護膜

6‧‧‧晶圓背面

7‧‧‧去除載子

13‧‧‧可固化樹脂

14‧‧‧突起

17‧‧‧前表面

18‧‧‧後表面

W‧‧‧晶圓

Claims (12)

1. 一種處理晶圓的方法，所述晶圓的一側上具有由多條分割線分隔的多個器件的器件區並具有週邊邊緣區，所述週邊邊緣區不具有器件並且圍繞所述器件區形成，其中所述器件區形成有從所述晶圓的平面突出的多個突起，並且所述方法包括：將用於覆蓋所述晶圓上的所述器件的保護膜附接至所述晶圓的所述一側，其中所述保護膜用黏合劑附著至所述晶圓的所述一側的至少一部分；提供可固化樹脂施加到其前表面的載子；將所述晶圓的附接有所述保護膜的所述一側附接至所述載子的所述前表面，使得從所述晶圓的所述平面突出的所述突起嵌入到所述可固化樹脂中，並且所述載子的與其所述前表面相反的後表面大致平行於所述晶圓的與所述一側相反的一面；以及磨削所述晶圓的與所述一側相反的所述一面以調整晶圓厚度。
2. 如請求項1所述的方法，所述方法進一步包括：沿著所述分割線切割所述晶圓。
3. 如請求項1或2所述的方法，所述方法進一步包括：從所述晶圓中去除施加有所述可固化樹脂的所述載子和所述保護膜。
4. 如從屬於請求項2時的請求項3所述的方法，其中，切割所述晶圓的步驟在從所述晶圓中去除施加 有所述可固化樹脂的所述載子和所述保護膜之後執行。
5. 如請求項2或3所述的方法，其中，切割所述晶圓的步驟在所述保護膜和所述載子附接至所述晶圓的狀態下執行。
6. 如前述請求項中的任一項所述的方法，其中，所述黏合劑設置在所述晶圓的所述一側與所述保護膜的整個接觸面積上。
7. 如前述請求項中的任一項所述的方法，其中，所述保護膜可膨脹，並且使所述保護膜在附接至所述晶圓的所述一側時膨脹，以遵循從所述晶圓的所述平面突出的所述突起的輪廓。
8. 如前述請求項中的任一項所述的方法，其中，所述可固化樹脂能夠被諸如紫外線輻射、熱、電場和/或化學製劑的外部刺激固化。
9. 如請求項8所述的方法，所述方法進一步包括：在磨削所述晶圓的與所述一側相反的所述一面之前將所述外部刺激施加到所述可固化樹脂以固化所述可固化樹脂。
10. 如前述請求項中的任一項所述的方法，所述方法進一步包括：在磨削所述晶圓的與所述一側相反的所述一面之前切除施加有所述可固化樹脂的所述載子的橫向延伸超出所述晶圓的圓周的部分。
11. 如前述請求項中的任一項所述的方法，其中，所述載子由剛性材料製成，諸如由PET和/或矽和/或 玻璃和/或SUS製成。
12. 如前述請求項中的任一項所述的方法，其中，所述保護膜的厚度位於5μm至200μm的範圍內。