专利名称：自动热滑动剥离机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于临时半导体晶片接合和剥离的装置，尤其是包括一种自动热滑动剥离机的用于临时晶片接合和剥离的工业级装置。
背景技术：
一些半导体晶片工艺包括晶片减薄步骤。在一些应用中，晶片的厚度被减薄至小于100微米，用于制造集成电路(IC)器件。薄晶片具有使制造的IC器件具有改良散热和更好的电气操作的优点。在一个示例中，GaAs晶片被减薄至25微米，以制造具有改良散热的功率CMOS器件。晶片减薄还有助于降低器件的电容和升高器件的阻抗，这两点使制造的器件的总尺寸减小。在其他应用中，晶片减薄用于三维集成接合和制造贯穿晶片的通孔。通常，通过背磨和/或化学机械抛光(CMP)进行晶片减薄。CMP涉及在液体浆料存在的情况下，使晶片表面与坚硬且平坦的旋转水平盘接触。浆料通常包含研磨粉，如金刚石或碳化硅，以及化学腐蚀剂，如氨水、氟化物或其组合物。研磨剂使基材减薄，而腐蚀剂将基材表面抛光至亚微米级。保持晶片与研磨剂接触，直至去除一定量的基材以便达到一个目标厚度。对于厚度大于200微米的晶片来说，通常使用具有真空吸盘或其他机械附着装置的夹具将晶片固定就位。但是，对于厚度小于200微米的晶片，特别是厚度小于100微米的晶片来说，越来越难以机械地固定晶片和在减薄过程中保持对晶片的平面性和完整性的控制。在这些情况下，实际上，在CMP期间，晶片经常会产生微裂纹并破碎。在减薄期间，可以代替晶片的机械固定的方法涉及将器件晶片(即加工成器件的晶片)的第一表面附着在载体晶片上，然后减薄暴露的相反的器件晶片表面。载体晶片和器件晶片之间的接合是临时的，且在减薄处理步骤完成时将被去除(即剥离)。已经提出了一些临时接合技术，包括使用在处理之后以化学方法溶解的胶粘剂的技术，或使用在处理之后通过热或辐射分解的胶带或胶层的技术。大部分基于胶粘剂的临时接合技术之后将进行热滑动剥离工艺，其中，器件晶片和载体晶片被真空吸盘固定，同时加热接合的晶片对，从而使晶片彼此滑动分开。在现有的热滑动剥离工艺中，分开的减薄器件晶片被次级承载机构固定以进行进一步处理。所述次级承载机构通常会增加处理设备的成本和复杂度。因此，降低增加的成本和复杂度是合乎需要的。
发明内容
一种用于临时晶片接合和剥离的改良装置100，包括临时接合机110、晶片减薄站120、剥离机150、清洗模块170和贴胶带模块180，如图2和图3所示。通常，使用次级载体将减薄的晶片从剥离机150移至清洗模块170和贴胶带模块180。本发明通过允许在热滑动剥离机150中使用的真空吸盘152在后续的清洗(52)和贴装在切割胶带(53)上的步骤中与减薄晶片20保持在一起，而无需次级载体。在一个实施例中，减薄晶片20保持在真空吸盘152上并随真空吸盘152被移入各种处理站，如图2所示。在另一个实施例中，减薄晶片20保持在真空吸盘152上，各种处理站170和180移至减薄晶片20上方以执行各种处理步骤，如图3所示。总的来说，本发明的一个方面的特征在于一种用于处理包括器件晶片和载体晶片的临时接合晶片对的装置。所述装置包括剥离机，用于在器件晶片被减薄后剥离器件晶片和载体晶片；清洗模块，用于清洗剥离的减薄器件晶片；贴胶带模块，用于在剥离的减薄器件晶片上粘贴胶带。真空吸盘用于剥离机，且包括用于固定剥离的减薄器件晶片的装置。所述装置还包括将载有剥离的减薄器件晶片的真空吸盘移入和移出清洗模块以及移入和移出贴胶带模块的装置。总的来说，本发明的另一个方面的特征在于一种用于处理包括器件晶片和载体晶 片的临时接合晶片对的装置。所述装置包括剥离机，用于在器件晶片被减薄后剥离器件晶片和载体晶片；清洗模块，用于清洗剥离的减薄器件晶片；贴胶带模块；和真空吸盘，其用于剥离机，且包括用于在剥离、清洗和贴胶带期间固定剥离的减薄器件晶片的装置。所述清洗模块包括用于在剥离机中移至剥离的减薄晶片上方以清洗剥离的减薄晶片的装置。所述贴胶带模块包括用于在剥离机中移至剥离的减薄晶片上方以在剥离的减薄晶片上粘贴胶带的装置。本发明这些方面的实施可能包括一个或多个以下特征。剥离机包括上吸盘组件、下吸盘组件、支承上吸盘组件的静台架、支承下吸盘组件的X轴支架驱动器、和被配置为水平驱动X轴支架驱动器和下吸盘组件从装载区到上吸盘组件下方的处理区以及从处理区回到装载区的X轴驱动控制器，且下吸盘组件包括真空吸盘。上吸盘组件包括与静台架螺栓连接的上支承吸盘、与上支承吸盘底面接触的加热器支承板、与加热器支承板底面接触的加热器、与加热器接触的上晶片板、用于在Z轴方向移动上晶片板并放置上晶片板使之与载体晶片的未接合表面接触的Z轴驱动器、以及用于调平上晶片板和提供上晶片板的楔形误差补偿的板调平系统。所述装置还包括用于将晶片对抬升和降低至下吸盘组件上的升降引脚组件。接合机还包括支承X轴支架驱动器和静台架的底板，且底板包括具有隔振支承物的蜂窝结构或花岗岩板。所述装置还包括当水平运动开始的同时，用于扭转器件晶片的装置。X轴支架驱动器包括空气轴承支架驱动器。剥离机还包括引导X轴支架驱动器沿X轴做水平运动的两个平行横向支架引导轨道。载体晶片由上吸盘组件通过真空牵拉固定。板调平系统包括将加热器连接至上支承吸盘的三个导轴和三个气动拼合夹具。加热器包括两个独立控制的同心加热区，这两个区被配置为分别对直径为200或300毫米的晶片进行加热。所述装置还包括用于临时接合晶片对的接合机和用于减薄临时接合晶片对中的器件晶片的晶片减薄1 块。总的来说，本发明的另一个方面的特征在于一种用于剥离和处理两个通过胶层临时接合的晶片的方法。所述方法包括以下步骤。首先，提供一种接合机，包括上吸盘组件、下吸盘组件、支承上吸盘组件的静台架、支承下吸盘组件的X轴支架驱动器、和被配置为水平驱动X轴支架驱动器和下吸盘组件从装载区到上吸盘组件下方的处理区以及从处理区回到装载区的X轴驱动控制器。所述下吸盘组件包括一个真空吸盘。然后，将包括通过胶层相互接合的载体晶片和器件晶片的晶片对在装载区装载到下吸盘组件上，并使器件晶片未接合的表面与下吸盘组件相接触。驱动X轴支架驱动器和下吸盘组件至上吸盘组件下方的处理区。将载体晶片未接合的表面与上吸盘组件相接触，并通过上吸盘组件固定载体晶片。然后，使用包含在上吸盘组件中的加热器将载体晶片加热至约等于或大于胶层熔点的温度。当对载体晶片加热，且载体晶片被上吸盘组件固定、器件晶片被下吸盘组件固定时，通过X轴驱动控制器使X轴支架驱动器沿X轴开始进行水平运动，从而使器件晶片与载体晶片分离并滑落。将载有剥离的减薄器件晶片的真空吸盘移入清洗站，清除器件晶片上任何残留的胶粘剂，然后将载有经清洗的剥离的减薄器件晶片的真空吸盘移入贴胶带模块，在剥离的减薄器件晶片的表面粘贴胶带。最后，将贴有胶带的剥离的器件晶片从真空吸盘上取下，并放入器件晶片盒。残留的胶粘剂是使用溶剂和旋转清洗技术清除的。上吸盘组件还包括与静台架螺栓连接的上支承吸盘、与上支承吸盘底面接触的加热器支承板、与加热器支承板底面接触的加热器、与加热器接触的上晶片板、用于在Z方向移动上晶片板并放置上晶片板使之与载体晶片的未接合表面接触的Z轴驱动器、以及用于调平上晶片板和提供上晶片板的楔形误差补偿的板调平系统。
总的来说，本发明的另一个方面的特征在于一种用于剥离和处理两个通过胶层临时接合的晶片的方法。所述方法包括以下步骤。首先，提供一个小室，包括上吸盘组件、下吸盘组件、支承下吸盘组件的X轴支架驱动器、和被配置为水平驱动X轴支架驱动器和下吸盘组件从装载区到处理区以及从处理区回到装载区的X轴驱动控制器。然后，将包括通过胶层相互接合的载体晶片和器件晶片的晶片对在装载区装载到下吸盘组件上，并使器件晶片未接合的表面与下吸盘组件相接触。驱动X轴支架驱动器和下吸盘组件至处理区，并将上吸盘组件放置在下吸盘组件之上。放置载体晶片未接合的表面使之与上吸盘组件相接触，并通过上吸盘组件固定载体晶片。使用包含在上吸盘组件中的加热器将载体晶片加热至约等于或大于胶层熔点的温度。当对载体晶片加热，且载体晶片被上吸盘组件固定、器件晶片被下吸盘组件固定时，通过X轴驱动控制器使X轴支架驱动器沿X轴开始进行水平运动，从而使器件晶片与载体晶片剥离并滑落。然后，将载有剥离的载体晶片的上吸盘组件从处理区移开。将清洗站模块移入小室并置于剥离的器件晶片之上，以清除器件晶片上任何残留的胶粘剂。清除器件晶片上残留的胶粘剂之后，将清洗站模块移出小室。将贴胶带模块移入小室并置于经清洗的剥离的器件晶片之上，在剥离的器件晶片的表面粘贴胶带，然后，将贴有胶带的剥离的器件晶片从下吸盘组件上取下，并放入器件晶片盒。残留的胶粘剂是使用溶剂和旋转清洗技术清除的。上吸盘组件还包括与静台架螺栓连接的上支承吸盘、与上支承吸盘底面接触的加热器支承板、与加热器支承板底面接触的加热器、与加热器接触的上晶片板、用于在Z轴方向移动上晶片板并放置上晶片板使之与载体晶片的未接合表面接触的Z轴驱动器、以及用于调平上晶片板和提供上晶片板的楔形误差补偿的板调平系统。
参照附图，其中，在多个视图中，相同的数字表示相同的部件。图I是现有技术中临时晶片接合机和剥离机系统的概览示意图；图IA是分别在图I所示的接合机210和剥离机150’中进行的临时晶片接合过程A和剥尚过程A的不意图；图IB描绘了图I所示的临时接合机210的横截面示意图和执行图IA的临时晶片结合过程60a的处理步骤列表；图2和图2A是本发明的自动热滑动剥离机150的临时晶片接合机系统的一个实施例的概览图，其中吸盘152在处理站之间移动；图3和图3A是本发明的自动热滑动剥离机150的另一个实施例的概览图，其中各种处理站移至吸盘152之上；图4描绘了图2的吸盘152的视图；图5描绘了图2的临时晶片接合机210 ；
图6描绘了图5的临时晶片接合机的横截面示意图；图7描绘了垂直于负载方向的图5的临时晶片接合机的横截面视图；图8描绘了与负载方向一致的图5的临时晶片接合机的横截面视图；图9描绘了在图5的临时晶片接合机中的上吸盘调平装置；图10描绘了图5的临时晶片接合机的上吸盘横截面视图；图11描绘了图5的临时晶片接合机的详细横截面视图；图12描绘了在打开位置具有预对准臂的晶片定心装置；图13描绘了在闭合位置具有预对准臂的图12的晶片定心装置；图14描绘了图2的热滑动剥离机的概览图；图15描绘了图14的剥离机的上吸盘组件的横截面视图；图16描绘了图14的剥离机的横截面侧视图；图17A和图17B描绘了热滑动剥离机的操作步骤。
具体实施例方式参照图I，一种用于临时晶片接合的装置100，包括临时接合机210、晶片减薄模块120、热滑动剥离机150’、晶片清洗站170和晶片贴胶带站180。接合机210用于进行如图IA所示的临时接合过程60a，剥离机150’用于进行如图IA所示的热滑动剥离过程60b。参照图1A，临时接合过程60a包括以下步骤。首先，在器件晶片20上涂覆保护涂层21 (62)，然后烘烤和冷却保护涂层(63)，翻转晶片出4)。在载体晶片30上涂覆胶层31 (65)，然后烘烤和冷却该涂层出6)。在其他实施例中，在载体晶片上层压一个干胶膜，代替涂覆胶层。然后，将翻转的器件晶片20与载体晶片30对准，以便使器件晶片具有保护涂层20a的表面与载体晶片具有胶层30a的表面相对(67)，然后在临时接合机模块210中接合两个晶片(68)，如图IB所示。接合是保护层21和胶层31之间的临时接合。在其他实施例中，在器件晶片的表面不涂覆保护涂层，且器件晶片表面20a与胶层31直接接合。器件晶片的例子包括GaAs晶片、硅片、或需要减薄至小于100微米的任何其他半导体晶片。这些薄晶片在军事和远程通信应用中用于制造需要良好散热和小功率因数的功率放大器或其他功率器件。载体晶片30通常由与器件晶片热配合的非污染材料制成，即具有相同的热膨胀系数(CTE)。载体晶片材料的例子包括硅、玻璃、蓝宝石、石英或其他半导体材料。载体晶片30的直径通常等于或略大于器件晶片20的直径，以便支承器件晶片的边缘和防止器件晶片边缘开裂或破碎。在一个例子中，载体晶片的厚度为约1000微米且总厚度变化(TTV)为2 3微米。从器件晶片上剥离后，载体晶片被回收并再利用。在一个例子中，胶层31是由美国密苏里州的Brewer Science制造的有机胶粘剂WaferBOND HT-10. 10。胶粘剂31以旋涂工艺涂覆且厚度在9 25微米的范围内。旋转速度在1000 2500转/分的范围内且旋转时间为3 60秒。旋涂后，将胶层在100°C 150°C的温度下烘烤2分钟，然后在160°C 220°C的温度下固化I 3分钟。WaferBOND HT-10. 10层是光学透明的且在220°C以下是稳定的。将接合的晶片堆10置于减薄模块120中。将暴露的器件晶片表面20b通过减薄模块120后，通过如图IA所示的剥离过程60b剥离载体晶片30。剥离过程60b包括以下步骤首先，加热晶片堆10直至胶层31软化且载体晶片30从减薄晶片上滑落(69)。WaferBOND HT-10. 10的剥离时间小于5分钟。然后，将减薄晶片20移至清洗站170，在清洗站中清除残留的胶粘剂(52)，然后将减薄晶片20移至置于切割框25内的贴胶带站180 (53)。载体晶片30和器件晶片20的临时接合(68)发生在临时接合机模块210。参照图1B，器件晶片20被置于夹具吸盘内，且夹具吸盘被装入小室210。将载体晶片30胶层向上直接置于下吸盘210a上，并将两个晶片20和30堆叠、对准。将上吸盘210b降低至堆叠的 晶片上并施加较小的力。将小室抽空，并将温度升高至200°C，以便在保护涂层21和胶层31之间形成接合。然后，冷却小室并卸载载有接合的晶片堆10的夹具。剥离过程60b是一个热滑动剥离过程，如图IA所示，包括以下步骤加热接合的晶片堆10使胶层31变软。然后，在作用力和速度被控的条件下，将载体晶片绕轴169转动，并从晶片堆上滑落(69)。将分离的器件晶片20移入清洗站170并清洗(52)，然后将其移入贴胶带站180，并在贴胶带站中将其安装到切割框25上(53)。在减薄器件晶片的厚度大于约100微米的情况下，通常不需要附加支撑物将减薄晶片20从热滑动剥离机150移至进一步的处理站170和180。但是，如果减薄的器件晶片20的厚度小于100微米，则需要一个次级支承机构来防止减薄器件晶片破碎或开裂。目前，次级支承机构包括静电载体或在专门构造的晶片上包含Gelpak丙烯酸膜的载体。如上文所述，这些次级支承机构会增加工艺的复杂度和成本。本发明通过允许在热滑动剥离机150中使用的真空吸盘152在后续的清洗步骤
(52)和贴装在切割胶带上的步骤(53)中与减薄晶片20保持在一起，而无需次级载体。在一个实施例中，减薄晶片20保持在真空吸盘152上并随真空吸盘152被移入各种处理站。在另一个实施例中，减薄晶片20保持在真空吸盘152上，各种处理站170和180移至减薄晶片20的上方以执行各种处理步骤。参照图2和图2A，接合晶片对10被装入剥离机150的真空吸盘152 (如图4和图14所示)，并进行热剥离过程60b。将载有剥离的器件晶片20的真空吸盘152移入清洗站170，在清洗站，使用溶剂通过旋转清洗技术清除晶片上残留的胶粘剂。然后，将载有清洁的器件晶片20的吸盘152移至贴胶带站180，并在贴胶带站，在减薄器件晶片20的表面附着胶带/框架组件。最后，将贴有胶带的减薄晶片20移至一个盒，将载体晶片30移至另一个盒。参照图3和图3A，在另一个实施例中，减薄晶片堆10被置于真空吸盘152上，且吸盘152被装入小室122。然后，将热滑动剥离机150移至载有接合的晶片对10的真空吸盘152之上，并进行热剥离过程60b。将热滑动剥离机150移出小室122，并将清洗模块170移入小室122以清除器件晶片20上残留的胶粘剂。完成清洗步骤后，移除清洗模块170，将贴胶带模块180移至减薄和清洗过的器件晶片20的上方，并在器件晶片20上贴装胶带/框架组件。最后，将贴有胶带的减薄器件晶片20移至一个盒，载体晶片30移至另一个盒。参照图5 图11，临时接合模块210包括具有装载门211的外壳212、上挡块组件220和相对的下挡块组件230。上下挡块组件220和230与四个Z轴导柱242活动连接。在其他实施例中，可使用少于四个或多于四个Z轴导柱。在上下挡块组件220和230之间设有可伸缩幕封235。在上下组件220、230和可伸缩幕封235之间形成临时接合小室202。幕封235保持临时接合小室区域202以外的许多处理装置与处理小室的温度、压力、真空度和气氛隔离。小室区域202以外的处理装置包括导柱242、Z轴驱动器243、照明源、机械预对准臂460a和460b、以及晶片定心卡爪461a和461b,等等。幕封235还提供可径向到达接合小室202的通道。参照图7，下挡块组件230包括支承晶片20的加热器板232、隔热层236、水冷式支承法兰237、传输引脚台238和Z轴挡块239。加热器板232是陶瓷板，包括电阻加热元件233和一体的风冷234。加热元件233被设置为形成两个不同的加热区。第一加热区233B 被配置为加热200毫米晶片或加热300毫米晶片的中心区域，第二加热区233A被配置为加热300毫米晶片的圆周区域。加热区233A与加热区233B被单独控制，以便在整个结合界面405实现热均匀性以及减轻在晶片堆边缘的热损耗。加热器板232还包括分别用于固定200毫米晶片和300毫米晶片的两个不同真空区。水冷式隔热支承法兰237通过隔热层236与加热器板分开。传输引脚台238被设置在下挡块组件230的下方，并由四个导柱242活动支承。传输引脚台238支承传输引脚240，且传输引脚被设置为可以抬升或降低不同尺寸的晶片。在一个例子中，传输引脚240被设置为可以抬升或降低200毫米晶片和300毫米晶片。传输引脚240是直轴，且在一些实施例中，传输引脚具有贯穿其中心的真空进给口，如图11所示。通过传输引脚开口抽吸的真空在移动过程中将支承的晶片固定就位在传输引脚上，以防止晶片未对准。Z轴挡块239包括线性凸轮设计的具有滚珠丝杠的精确Z轴驱动器243、用于亚微米位置控制的线性编码器反馈244、和具有变速箱的伺服电机246，如图8所示。参照图9，上挡块组件220包括上陶瓷吸盘222、顶部静态室壁221、200毫米和300毫米隔膜层224a和224b、以及间隔120度呈圆周设置的三条金属柔性带226，其中抵靠顶部静态室壁的幕封235用密封元件235a密封。隔膜层224a和224b分别通过夹具215a和215b夹持在上吸盘222和顶部外壳壁213之间，并形成两个分开的、分别用于固定200毫米晶片和300毫米晶片的真空区域223a和223b，如图10所示。隔膜层224a和224b由弹性材料或金属波纹管制成。上陶瓷吸盘222十分平整且薄，且具有低重量、半挠性，以便在晶片堆10上施加均匀压力。上吸盘222预加载有抵靠三个可调调平夹持/驱动组件216的较小的薄膜压力。夹持/驱动组件216相距120度呈圆周设置。与下陶瓷加热器板232接触时，上吸盘222首先被调平，因此与加热器板232平行。三条金属带226作为柔性部分，提供受最小Z轴约束的X-Y-T(Theta)定位。夹持/驱动组件216还提供球面楔形误差补偿(WEC)机构，使陶瓷吸盘222绕与支承的晶片中心对应的中心点旋转和/或倾斜而不产生平移。晶片的装载和预对准是通过机械定心装置460实现的，如图12所示。定心装置460包括两个预对准臂460a和460b，如图12的打开位置和图13的闭合位置所示。在每个臂460a和460b的端部具有机械卡爪461a和461b。机械卡爪461a和461b具有分别与300毫米晶片和200毫米晶片的弯曲边缘一致的锥形面462和463。参照图14，热滑动剥离机150包括上吸盘组件151、下吸盘组件152、支承上吸盘组件151的静台架153、支承下吸盘组件152的X轴支架驱动器154、用于抬升和降低各种直径(包括200毫米和300毫米的直径)晶片的升降引脚组件155、以及支承X轴支架驱动器154和台架153的底板163。参照图15，上吸盘组件151包括与台架153螺栓连接的上支承吸盘157、与上支承吸盘157的底面接触的加热器支承板158、与加热器板158的底面接触的上加热器159、Z轴驱动器160、以及用于调平上晶片板/加热器底面的板调平系统164。板调平系统包括将上加热器159连接至上支承吸盘157的三个导轴162和三个气动拼合夹具161。板调平系统提供一个球面楔形误差补偿(WEC)机构，使上晶片板164绕与支承晶片中心对应的中心点旋转和/或倾斜而不产生平移。加热器159是一个具有稳定状态的加热器，能将支承的晶片堆10加热至350°C。加热器159包括被配置为加热200毫米晶片或加热300毫米晶片中 心区域的第一加热区，和被配置为加热300毫米晶片圆周区域的第二加热区。第一和第二加热区被相互独立地控制，以便在晶片堆的整个结合界面实现热均匀性以及减轻在晶片堆边缘的热损耗。对加热器支承板158进行水冷以提供隔热和防止上加热器159可能产生的热膨胀应力的传播。参照图16，下吸盘152由低热质量陶瓷材料制成，并设计为在空气轴承支架驱动器154顶部沿X轴149滑动。支架驱动器154在X轴上的运动被两个平行横向支架引导轨道156引导。下吸盘152也被设计为沿其Z轴169旋转。如下所述，Z轴上小角度的旋转(即扭转)被用于引起晶片分离。对底板163进行隔振。在一个例子中，底板由花岗岩制成。在其他例子中，底板156具有蜂窝结构并由气动隔振器(未显示)支承。参照图17A和图17B，用图16的热滑动剥离机150进行的剥离操作包括以下步骤首先，将临时接合的晶片堆10装载到初级升降引脚155上，初级升降引脚被设置为使载体晶片30在上，减薄器件晶片20在下(171)。然后，降低晶片堆10，使减薄器件晶片20的底面与下吸盘152接触(172)。将下吸盘152沿165a方向移动直至位于上加热器159的下方(174)。然后，将上吸盘151的Z轴160下移，使上加热器159的底面164与载体晶片30的顶面接触，使空气浮在上加热器159和载体晶片30上方，直至载体晶片堆30达到设定温度。当达到设定温度时，将真空牵引至载体晶片30，使其被上吸盘组件151固定，且导轴162被锁定在拼合夹具161内(175)。此时，上吸盘151紧固不动，下吸盘152为挠性，通过首先扭转下吸盘152，然后朝165b方向移动X轴支架154以远离紧固不动的上吸盘组件151 (177)，引起热滑动分离(176)。剥离的减薄器件晶片20被吸盘152顶部的X轴支架154传送至卸载位置。然后，将载有剥离的减薄晶片20的吸盘152移至处理站170和180以分别进行清洗和贴胶带(178)。或者，将处理站170和180移至载有剥离晶片20的吸盘152上方以进行清洗和贴胶带(179)。上文已经描述了本发明的一些实施例。尽管如此，应该了解，在不背离本发明的本旨和范围的情况下可以做出各种修改。因此，其他的实施例在以下权利要求书的范围之内。
权利要求
1.一种用于处理包括器件晶片和载体晶片的临时接合晶片对的装置，所述装置包括剥离机，用于将器件晶片从载体晶片上剥离；清洗模块，用于清洗剥离的器件晶片；贴胶带模块，用于在剥离的器件晶片上粘贴胶带；真空吸盘，其中，所述真空吸盘在剥离机中用于在剥离期间固定器件晶片，且包括用于固定剥离的器件晶片的装置；以及装置，用于将载有剥离的器件晶片的真空吸盘移入和移出清洗模块和移入和移出贴胶带丰吴块。
2.如权利要求I的装置，其中，所述剥离机包括上吸盘组件、下吸盘组件、支承上吸盘组件的静台架、支承下吸盘组件的X轴支架驱动器、和配置为水平驱动X轴支架驱动器和下吸盘组件从装载区到上吸盘组件下方的处理区以及从处理区回到装载区的X轴驱动控制器，且所述下吸盘组件包括真空吸盘。
3.如权利要求2的装置，其中，所述上吸盘组件包括与所述静台架螺栓连接的上支承吸盘；与所述上支承吸盘底面接触的加热器支承板；与所述加热器支承板底面接触的加热器；与所述加热器接触的上晶片板；用于在Z轴方向移动上晶片板并放置上晶片板使之与载体晶片的未接合表面接触的Z轴驱动器；以及用于调平上晶片板和提供上晶片板的楔形误差补偿的板调平系统。
4.如权利要求2的装置，还包括用于将所述晶片对抬升和降低至下吸盘组件上的升降引脚组件。
5.如权利要求2的装置，其中，所述接合机还包括支承X轴支架驱动器和静台架的底板，且所述底板包括具有隔振支承物的蜂窝结构或花岗岩板。
6.如权利要求2的装置，还包括在水平运动开始的同时，用于扭转器件晶片的装置。
7.如权利要求2的装置，其中，所述X轴支架驱动器包括空气轴承支架驱动器。
8.如权利要求2的装置，其中，所述剥离机还包括导引所述X轴支架驱动器沿X轴做水平运动的两个平行横向支架引导轨道。
9.如权利要求2的装置，其中，所述载体晶片通过真空吸附被上吸盘组件固定。
10.如权利要求3的装置，其中，所述板调平系统包括将加热器连接至所述上支承吸盘的三个导轴和三个气动拼合夹具。
11.如权利要求3的装置，其中，所述加热器包括两个独立控制的同心加热区，其被配置为分别对直径为200或300毫米的晶片进行加热。
12.如权利要求I的装置，还包括接合机，用于临时接合晶片对；以及晶片减薄模块，用于减薄临时接合晶片对的器件晶片。
13.一种用于处理包括器件晶片和载体晶片的临时接合晶片对的装置，所述装置包括剥离机，用于将器件晶片从载体晶片上剥离；清洗模块，用于清洗剥离的器件晶片，其中，所述清洗模块包括在剥离机内移至剥离晶片上方的装置，以清洗剥离的晶片；贴胶带模块，用于在剥离的器件晶片上粘贴胶带，其中，贴胶带模块包括在剥离机内移至剥离晶片上方的装置，以在剥离的晶片上粘贴胶带；以及真空吸盘，用于剥离机，且包括用于在剥离、清洗和贴胶带期间固定剥离的器件晶片的装置。
14.如权利要求13的装置，其中，所述剥离机包括上吸盘组件、下吸盘组件、支承上吸盘组件的静台架、支承下吸盘组件的X轴支架驱动器、和被配置为水平驱动X轴支架驱动器和下吸盘组件从装载区到上吸盘组件下方的处理区以及从处理区回到装载区的X轴驱动控制器，且所述下吸盘组件包括真空吸盘。
15.如权利要求14的装置，其中，所述上吸盘组件包括与所述静台架螺栓连接的上支承吸盘；与所述上支承吸盘底面接触的加热器支承板；与所述加热器支承板底面接触的加热器；与所述加热器接触的上晶片板；用于在Z轴方向移动上晶片板并放置上晶片板使之与载体晶片的未接合表面接触的Z轴驱动器；以及用于调平上晶片板和提供上晶片板的楔形误差补偿的板调平系统。
16.如权利要求14的装置，还包括用于将晶片对抬升和降低至下吸盘组件上的升降引脚组件。
17.如权利要求14的装置，其中，所述接合机还包括支承X轴支架驱动器和静台架的底板，且所述底板包括具有隔振支承物的蜂窝结构或花岗岩板。
18.如权利要求14的装置，还包括在所述水平运动开始的同时，用于扭转器件晶片的装置。
19.如权利要求14的装置，其中，所述X轴支架驱动器包括空气轴承支架驱动器。
20.如权利要求14的装置，其中，所述剥离机还包括弓I导所述X轴支架驱动器沿X轴做水平运动的两个平行横向支架引导轨道。
21.如权利要求14的装置，其中，所述载体晶片通过真空吸附被所述上吸盘组件固定。
22.如权利要求15的装置，其中，所述板调平系统包括将所述加热器连接至所述上支承吸盘的三个导轴和三个气动拼合夹具。
23.如权利要求15的装置，其中，所述加热器包括两个独立控制的同心加热区，被配置为分别对直径为200或300毫米的晶片进行加热。
24.如权利要求13的装置，还包括接合机，用于临时接合晶片对；以及晶片减薄模块，用于减薄临时接合晶片对的器件晶片。
25.一种用于剥离和处理两个通过胶层临时接合的晶片的方法，包括提供一种接合机，其包括上吸盘组件、下吸盘组件、支承上吸盘组件的静台架、支承下吸盘组件的X轴支架驱动器、和被配置为水平驱动X轴支架驱动器和下吸盘组件从装载区到上吸盘组件下方的处理区以及从处理区回到装载区的X轴驱动控制器，其中，所述下吸盘组件包括一个真空吸盘；将包括通过胶层相互接合的载体晶片和器件晶片的晶片对在装载区装载到下吸盘组件上，以使器件晶片未接合的表面与下吸盘组件相接触；驱动X轴支架驱动器和下吸盘组件至上吸盘组件下方的处理区；将载体晶片未接合的表面与上吸盘组件相接触，并通过上吸盘组件固定所述载体晶片;使用包含在上吸盘组件中的加热器将所述载体晶片加热至约等于或大于所述胶层熔点的温度；当对载体晶片加热，且载体晶片被上吸盘组件固定、器件晶片被下吸盘组件固定时，通过X轴驱动控制器使X轴支架驱动器沿X轴开始进行水平运动，从而使器件晶片从载体晶片上剥离并滑落；将载有剥离的器件晶片的真空吸盘移入清洗模块，去除器件晶片上任何残留的胶粘剂；将载有经清洗的剥离器件晶片的真空吸盘移入贴胶带模块，在剥离的器件晶片表面粘贴胶带；以及将贴有胶带的剥离的器件晶片从真空吸盘上取下，并将其放入器件晶片盒。
26.如权利要求25的方法，其中，所述残留的胶粘剂是使用溶剂和旋转清洗技术清除的。
27.如权利要求25的方法，其中，所述上吸盘组件还包括与静台架螺栓连接的上支承吸盘；与上支承吸盘底面接触的加热器支承板；与加热器支承板底面接触的加热器；与加热器接触的上晶片板；用于在Z轴方向移动上晶片板并放置上晶片板使之与载体晶片的未接合表面接触的Z轴驱动器；以及用于调平上晶片板和提供上晶片板的楔形误差补偿的板调平系统。
28.一种方法，用于剥离和处理两个通过胶层临时接合的晶片，包括提供一个小室，包括上吸盘组件、下吸盘组件、支承下吸盘组件的X轴支架驱动器、和被配置为水平驱动X轴支架驱动器和下吸盘组件从装载区到处理区以及从处理区回到装载区的X轴驱动控制器，其中，下吸盘组件包括真空吸盘；将包括通过胶层相互接合的载体晶片和器件晶片的晶片对在装载区装载到下吸盘组件上，以使器件晶片未接合的表面与下吸盘组件相接触；驱动X轴支架驱动器和下吸盘组件至处理区，将上吸盘组件置于下吸盘组件之上；放置载体晶片未接合的表面使之与上吸盘组件相接触，并通过上吸盘组件固定载体晶片;使用包含在上吸盘组件中的加热器将载体晶片加热至大于胶层熔点的温度；当对载体晶片加热，且载体晶片被上吸盘组件固定、器件晶片被真空吸盘固定时，通过X轴驱动控制器使X轴支架驱动器沿X轴开始进行水平运动，从而使器件晶片从载体晶片上剥离并滑落；将载有剥离的载体晶片的上吸盘组件从处理区移开；将清洗模块移入小室并置于剥离的器件晶片之上，以清除器件晶片上残留的胶粘剂；清除器件晶片上残留的胶粘剂之后，将清洗模块移出小室；将贴胶带模块移入小室并置于经清洗的剥离的器件晶片之上，在剥离的器件晶片的表面粘贴胶带；以及将贴有胶带的剥离的器件晶片从下吸盘组件上取下，并将其放入器件晶片盒。
29.如权利要求28的方法，其中，残留的胶粘剂是使用溶剂和旋转清洗技术清除的。
30.如权利要求28的方法，其中，所述上吸盘组件还包括与静台架螺栓连接的上支承吸盘；与上支承吸盘底面接触的加热器支承板；与加热器支承板底面接触的加热器；与加热器接触的上晶片板；用于在Z轴方向移动上晶片板并放置上晶片板使之与载体晶片的未接合表面接触的Z轴驱动器；以及用于调平上晶片板和提供上晶片板的楔形误差补偿的板调平系统。
全文摘要
一种用于剥离临时接合的晶片的改良装置，包括剥离机、清洗模块和贴胶带模块。在剥离机中使用了一个真空吸盘，用于固定剥离的减薄晶片，以及在后续的清洗和贴装到切割胶带上的处理步骤中，与减薄的剥离晶片保持在一起。在一个实施例中，剥离的减薄晶片保持在真空吸盘上，并随真空吸盘被移入清洗模块，然后被移入贴胶带模块。在另一个实施例中，剥离的减薄晶片保持在真空吸盘上，首先，清洗模块被移至减薄晶片的上方以清洗晶片，然后，贴胶带模块被移至减薄晶片的上方以在晶片上贴装切割胶带。
文档编号H01L21/683GK102934217SQ201080063171
公开日2013年2月13日 申请日期2010年12月22日 优先权日2009年12月23日
发明者詹姆斯·赫尔马诺夫斯基 申请人:休斯微技术光刻有限公司