CN1476366A - 将弹性带设置到在研磨或抛光晶片时所使用的夹盘上的工具 - Google Patents

Abstract

一种用于将胶带(34)设置在夹盘(12)的表面(6)上的工具，包括一可移动的真空腔(24)，该真空腔(24)与所述夹盘密封接合，并利用定位销(32)实现相对于夹盘的定位。所述真空腔包括冲头(28)，将胶带设置在该冲头上，利用定位销对胶带进行定位。所述冲头与真空腔一起向夹盘移动，直到所述胶带与夹盘表面接触为止。然后将所述冲头从夹盘表面撤回，解除真空。胶带上的孔与夹盘表面上的开口对齐，利用真空腔，空气不会滞留在胶带和夹盘表面之间。

Description

将弹性带设置到在研磨或抛光晶片时所使用的夹盘上的工具

发明领域

本发明属于半导体制造领域，具体地说，本发明涉及对非常薄和易碎的晶片进行研磨和抛光。

背景技术

如公开日为1995年12月19日、发明人为Cavasin的美国专利文献US5,476,566所述，在制造半导体晶片时，半导体晶片通常被锯成大约30mil(0.76毫米)厚。然后，在晶片的一个侧面也就是被称作前侧或活性侧(active side)上形成电路，然后在后续加工中，利用背面研磨工序，使晶片变薄，也就是对背侧即没有被电路元件覆盖的那一侧面进行研磨，直到晶片的厚度被减少到通常大约14mil(0.36毫米)量级为止。

线路元件组装的进步已经使得需要非常薄的晶片，也就是大约8mil(0.20毫米)厚度量级的晶片。

不幸的是，在需要更薄晶片的同时需要更大直径的晶片。标称直径为8英寸(实际上200毫米)的晶片正在代替标称直径为6英寸(实际上150毫米)的晶片。由于上述各种趋势，因此在加工期间晶片的破裂成为严重的问题。在对晶片进行一定数量的加工工序之后，如果晶片发生破裂，则成本增加，从而破坏了使用更大直径晶片所带来的优点。因此在背面研磨加工期间被施加到晶片上的力必须被均匀地施加到晶片上，以便减少破裂。

设置在晶片的活性前侧上的电路的灵敏特性使得这个问题进一步恶化，理想情况是在背面研磨期间，在夹盘所施加的压力下，所述电路应该不会滑动刮坏。为了阻止晶片出现这种事件，本领域公知(美国专利文献US5,476,566)的方法是：在研磨晶片背面以减少厚度的同时将胶带贴在晶片的前表面上以保护电路。

公开日为1999年10月12日、发明人为kassir等人的美国专利文献US5,964,646介绍了在晶片和夹盘之间使用弹性垫片的优点，在研磨期间，所述夹盘支承晶片。已经发现使用弹性垫片能够改善研磨表面的平面性。

在此基础上，本发明提供了一种便于将弹性带安装在夹盘上而不是晶片前侧上的工具。在顺续研磨或抛光一定数量的晶片的同时，它使得弹性带保持在合适的位置上，与现有技术中将弹性带设置在每个晶片上相比，这样效率更高。

几种情况使得将胶带设置在研磨或抛光期间用于夹持晶片的夹盘上的简单操作变得复杂。

首先，广泛被使用类型的夹盘由开放式单元(open cell)多孔陶瓷制成，其通过向陶瓷材料施加真空而使晶片被夹持在夹盘上。随着研磨的进行，研磨灰尘趋向于被吸到陶瓷夹盘的孔隙内。这些灰尘颗粒可以与晶片的元件侧接合，导致对晶片产生损害；因此当每个晶片被研磨后，通常需要清除灰尘。通常利用背面冲洗而清除灰尘，沿着与真空气流相反的方向，迫使水通过多孔的陶瓷夹盘。背面冲洗将导致带从夹盘上脱落，但是如果带的粘性非常大，足以抵御水的压力，则背面冲洗就不能进行。

将带附着在夹盘上的第二个问题是带趋向于密封陶瓷材料，使得用于将晶片保持在夹盘上的真空失效。

本发明需要解决的第三个问题是阻止空气被滞留在带和夹盘之间。

发明内容

本发明人采用的措施是利用具有通道的实心夹盘代替多孔陶瓷夹盘，利用上述通道，使得真空被施加在晶片上。然后使用具有开口的带，所述开口与上述夹盘表面的通道的端部对齐。最后，阻止空气滞留在带和实心夹盘之间，在真空时将带设置在夹盘上。为了便于将带设置在夹盘上，本发明人研制了一种特殊工具，它能够很快和完美地完成操作。

根据本发明的最佳实施例，将一可移动真空腔设置在夹盘上方，并与夹盘密封接合。利用定位销使所述可移动真空腔相对于夹盘定位，在所述可移动真空腔内设置一冲头，所述冲头能够沿垂直于夹盘表面的方向移动。将要使用的带相对于冲头表面定位，然后使冲头向夹盘移动，从而使所述带粘结在夹盘表面上。由于腔内缺少空气，从而消除了空气滞留在带和夹盘表面之间的可能性。当带被设置在夹盘上之后，冲头向回运动，腔内的真空被消除，将所述真空腔从夹盘上移走，留下夹盘准备进行研磨或抛光加工。

通过下文结合显示本发明几个实施例的附图所进行的详细介绍，本发明的结构、操作方法、优点和目的将变得更加清楚。应该理解的是，这些附图仅用于对本发明进行说明，并不限制本发明的范围。

附图简介

图1是一个侧视图，显示符合本发明第一实施例的工具；

图2是一个显示符合本发明另一个实施例的侧视图。

具体实施方式

根据本发明，夹盘12由诸如非多孔陶瓷的非多孔刚性材料制成。夹盘上具有多个通道，其中通道14是典型的，通道完全延伸通过夹盘，并在夹盘的表面16上呈现为孔。当晶片被背面研磨时，晶片的前表面面对着夹盘的表面16。夹盘14的相反面18是腔20，通过将真空泵连接到端口22上，可以有选择地使腔20变成真空。

根据本发明，使用一种工具将带安置在夹盘表面16上。在一个优选实施例中，所述工具包括可移动的壳体24，当将所述壳体24设置在夹盘的上方，并与夹盘形成密封接合时，该壳体24形成一密封腔26，当将真空泵连接到端口22上后，密封腔26被抽空；首先腔26内的空气通过通道14被抽到腔20内，然后通过端口22被排出。

在腔26内，冲头28面对着夹盘的表面16。冲头28包括在冲头向夹盘移动时保持与平面16平行的平面30。至少两个通常为销32的定位销从表面30中伸出。这些销被如下所述使用。

在工序开始时，在将可移动壳体24放置到夹盘12上之前，将要被附着在夹盘表面16上的带34被预先切割成合适的尺寸和形状，带34包括一列间隔分布并与所述夹盘的通道14相对应的孔。上述预切后的带34被人工设置在冲头的表面30上，通过使带34移动，带34在冲头上寻找定位位置，直到定位销32穿过带上的特定孔。带上面对夹盘的一面上具有粘接涂料。一旦完成上述工序后，就将可移动壳体24设置在夹盘12的上方。

通常为销36的一个或多个定位销用于使可移动壳体24相对于夹盘12定位。然后在端口22上施加真空，当腔20和26被充分抽空后，冲头28向夹盘12前进。随着表面30紧靠近夹盘的表面16，定位销32进入通道14，从而改善了带34上的孔与夹盘的通道14对准的精度。

带34暴露侧上的粘接涂料将带粘结在夹盘表面16上。腔内缺乏空气，从而阻止空气被滞留在带和夹盘表面之间。

冲头可以有多种形式，并具有多种方式使冲头向夹盘移动。例如在最佳实施例中，冲头的表面30包括弹性材料层38(定位销32可以穿过该层)，当膜被压靠在夹盘表面16上时，该弹性材料层38确保压力均匀分布。在另一个实施例中，带面对冲头一侧上的较弱的粘合剂足够在带与表面16接触之前将带保持在冲头上。在带被设置在夹盘上之后，保留在带上的这种较弱粘合剂可以被适合的溶剂清除。

在另一个实施例中，利用通过冲头所施加的真空，将带抽吸在冲头上。利用多孔冲头或具有通道的非多孔冲头可以实现上述目的，这类似于夹盘12保持晶片的方式。很明显，必须控制腔26内的压力，使其略微比冲头表面30上的压力大，直到带与夹盘接触为止。此后，可以通过冲头施加些许过压，从而克服带粘在冲头表面上的趋向。

在本发明中，可以采用几种方式使冲头运动。在图1所示的最佳实施例中，冲头被人工推压到壳体24上。在另一个实施例中，可移动壳体的完整性不受影响，移动机械完全位于腔26内。

例如在图2所示的另一个实施例中，随着真空被施加到端口22上，位于冲头上方的充气波纹管40扩张，从而将冲头推向夹盘。当真空被解除后，波纹管返回其初始较小的尺寸。当每次施加真空时，波纹管的运动被自动地重复，波纹管的使用消除了在壳体24上的电或真空连通(feed-through)的需求。在另一个实施例中，可以利用螺线管或电动机驱动冲头。

在另一个实施例中，将夹盘从背面研磨机床移开，并且可以使夹盘颠倒，以形成腔26的上端。在带与夹盘表面16接触之前，可以依靠重力，将带34保持在冲头的表面30上。

至此已经介绍了一种将涂有粘合剂的胶带设置在夹盘表面上的工具，在研磨和抛光操作期间，所述夹盘用于夹持晶片。当对晶片进行背面研磨时，将涂有粘合剂的弹性带设置在夹盘表面上非常有用，因为带的弹性能够阻止夹盘的不易弯曲的表面损害位于晶片前侧上的易碎电子元件。

以上己对本发明作了十分详细的描述，所以阅读和理解了本说明书后，对本领域技术人员来说，本发明的各种改变和修改将变得明显。所以一切如此改动和修正也包括在此发明中，因此它们在权利要求书的保护范围内。

Claims (8)

1、一种将带设置在夹盘表面上的方法，所述带具有涂有粘合剂的表面，该方法使所述带上预切出的孔图型与夹盘表面上相同的孔图型对齐，并阻止空气滞留在带和夹盘表面之间，所述方法包括如下步骤：

在包括定位销的冲头上对带进行定位，所述定位销穿过上述带上的一些孔，使所述带上具有粘合剂的表面暴露以面对着夹盘表面；

将冲头和夹盘表面之间的空间抽空；

使冲头向夹盘表面移动，直到带上具有粘合剂的表面与夹盘表面接触为止；

撤回冲头；

解除真空。

2、一种用于将具有开口图型的弹性带与具有相同孔图型的夹盘表面接触的工具，从而使所述开口与所述孔对齐，所述工具包括：

可选择地沿垂直于夹盘表面的方向移动的冲头，其包括第一定位装置，用于使弹性带相对于冲头准确地定位；

第二定位装置，用于使所述冲头相对于夹盘表面准确地定位；

用于抽空冲头和夹盘表面之间空间的装置；

用于使冲头向夹盘表面移动的装置。

3、根据权利要求2所述的工具，其特征在于：用于使冲头移动的装置包括被支撑在所述冲头上的波纹管，随着冲头和夹盘表面之间的空间被抽空，该波纹管使冲头向夹盘表面移动。

4、一种用于对晶片进行背面研磨同时不损害设置在晶片前表面上的电路的设备，所述设备包括：

具有一个表面的夹盘，其由非多孔材料制成，其上具有贯通夹盘的通道，所述通道的末端为夹盘表面上的孔；

用于将上述通道抽空的装置；

被固定在夹盘表面上的弹性带，在所述带上具有开口，所述开口与设置在夹盘表面上的孔对齐；

晶片，其前表面与所述弹性带接触，从而对晶片背面进行研磨。

5、一种用于对晶片进行背面研磨同时不损害设置在晶片前表面上的电路的方法，所述方法包括如下步骤：

将弹性带粘接在夹盘上；

将晶片设置在夹盘上，使晶片的前表面面对着弹性带，从而所述弹性带使所述晶片前表面不与夹盘接触；

对晶片背面进行研磨。

6、根据权利要求5所述方法，其特征在于：所述夹盘包括一个表面，其上具有孔图型，弹性带上具有与之相配的开口图型，所述方法包括初始步骤：

对弹性带进行定位，从而弹性带上的开口与夹盘表面上的孔对齐。

7、一种用于对晶片的第一侧进行抛光的方法，所述晶片还具有第二侧，所述方法包括如下步骤：

将弹性带粘接在夹盘上；

将晶片设置在夹盘上，使晶片的第二侧面对着弹性带；

对晶片的第一侧进行抛光。

8、根据权利要求7所述方法，其特征在于：所述夹盘包括一个表面，其上具有孔图型，弹性带上具有与之相配的开口图型，所述方法包括初始步骤：

对弹性带进行定位，从而弹性带上的开口与夹盘表面上的孔对齐。

Images