从器件基板剥离载体基板的方法和设备与流程

于2017年11月13日在韩国知识产权局(kipo)提交的名称为“methodofdebondingacarriersubstratefromadevicesubstrate,apparatusforperformingthesame,andmethodofsingulatingsemiconductorchipsincludingthesame”的韩国专利申请no.2017-0150738的全部内容通过引用并入本文中。

示例实施例涉及从器件基板剥离载体基板的方法、执行该方法的设备和包括该方法的分割半导体芯片的方法。更具体地，示例实施例涉及从器件基板剥离在形成连接柱时支撑器件基板的载体基板的方法、执行该剥离方法的设备和包括该剥离方法的分割半导体芯片的方法。

背景技术：

当层叠半导体芯片以形成半导体封装时，层叠的半导体芯片可以经由连接柱(例如，硅通孔(tsv))彼此电连接。tsv可以形成在可以形成有半导体芯片的器件基板中。可以通过研磨工艺去除器件基板的后表面来暴露tsv。

在研磨工艺期间，器件基板可以由载体基板支撑。可以使用粘合带将载体基板附接于器件基板。在研磨工艺之后，可以使用紫外(uv)光将载体基板从器件基板剥离。在剥离工艺期间，器件基板可以由切割胶带支撑。

当照射到粘合带的uv光的能量不足时，粘合带的粘附力可能会部分地保持。因此，当载体基板从器件基板脱离时，可能会对器件基板施加强应力。这种应力可能会损害器件基板中的半导体芯片。

技术实现要素：

根据示例实施例，可以提供一种从器件基板剥离载体基板的方法。在该从器件基板剥离载体基板的方法中，可以将紫外(uv)光穿过所述载体基板照射到所述粘合带，以使所述粘合带的粘附力减弱，其中所述载体基板可以利用粘合带与具有连接柱的所述器件基板的第一表面附接。可以遮蔽所述载体基板的外围部分，以将所述uv光集中在所述粘合带上。

根据示例实施例，可以提供一种从器件基板剥离载体基板的设备。所述设备可以包括uv照射单元和uv掩模。所述uv照射单元可以布置在所述载体基板上方，以将uv光穿过所述载体基板照射到所述粘合带，由此使所述粘合带的粘附力减弱，其中所述载体基板利用粘合带与具有连接柱的所述器件基板的第一表面附接。所述uv掩模可以遮蔽所述载体基板的外围部分，以将所述uv光集中在所述粘合带上。

根据示例实施例，可以提供一种分割半导体芯片的方法。在该分割半导体芯片的方法中，可以利用粘合带将载体基板粘合于器件基板的第一表面，在所述器件基板中可以形成包括连接柱的半导体芯片。可以去除所述器件基板的与所述第一表面相对的第二表面，以暴露所述连接柱。可以将切割胶带附接于所述器件基板的所述第二表面。可以将紫外(uv)光穿过所述载体基板照射到粘合带，以使所述粘合带的粘附力减弱。可以遮蔽所述载体基板的外围部分，以将所述uv光集中在所述粘合带上。可以使所述载体基板从所述器件基板脱离。可以沿着划片线切割由所述切割胶带支撑的所述器件基板。

附图说明

通过参照附图详细描述示例性实施例，对于本领域的技术人员而言，各个特征将变得显而易见，其中：

图1例示了根据示例实施例的用于从器件基板剥离载体基板的设备的截面图；

图2例示了图1中的设备的uv掩模的俯视图；

图3例示了根据示例实施例的用于从器件基板剥离载体基板的设备的截面图；

图4例示了图3中的设备的uv掩模的俯视图；

图5至图8例示了根据示例实施例的uv掩模的俯视图；以及

图9至图17例示了根据示例实施例的分割半导体芯片的方法中的各阶段的截面图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图来详细说明示例实施例。

【用于从器件基板剥离载体基板的设备】

图1是例示了根据示例实施例的用于从器件基板剥离载体基板的设备的截面图，图2是例示了图1中的设备的uv掩模的俯视图。参照图1和图2，根据示例实施例的用于从器件基板ds剥离载体基板cs的设备可以被配置成从器件基板ds剥离载体基板cs。

器件基板ds可以具有第一表面ds1和第二表面ds2，第二表面ds2与第一表面ds1相对并且沿着第一方向d1与第一表面ds1分隔开。在图1中，第一表面ds1可以对应于器件基板ds的上表面。第二表面ds2可以对应于器件基板ds的下表面。

器件基板ds可以包括多个半导体芯片。为了使用导电凸块b来层叠半导体芯片，器件基板ds可以包括多个连接柱，例如，硅通孔(tsv)。连接柱tsv可以竖直地布置在器件基板ds中，例如，可以沿着第一方向d1延伸。也就是说，在第一方向d1上层叠的每个半导体芯片都可以包括与半导体芯片的焊盘连接的连接柱tsv。

为了提供沿着第一方向d1厚度较薄的器件基板ds，连接柱tsv的厚度可以小于初始器件基板的厚度。特别地，每个连接柱tsv可以具有通过初始器件基板的第一表面(例如，第一表面ds1)暴露的上端和被设置得高于初始器件基板的第二表面的下端(例如，使得下端没有被暴露而是被初始器件基板所覆盖)。也就是说，每个连接柱tsv的下端可以不通过初始器件基板的第二表面暴露。

可以通过去除工艺(例如，研磨工艺)去除初始器件基板的第二表面，以形成连接柱tsv的下端通过第二表面ds2暴露的器件基板ds。因为可以部分地去除初始器件基板的第二表面，所以器件基板ds的厚度可以小于初始器件基板的厚度。可以在连接柱tsv的被暴露的下端上设置接触焊盘cp。

在执行去除时，载体基板cs可以支撑器件基板ds。载体基板cs沿着与第一方向d1正交的第二方向d2和第三方向d3的尺寸可以基本上与器件基板ds的尺寸相同。因此，载体基板cs的侧表面和器件基板ds的侧表面可以沿着第一方向d1彼此共面。

可以例如使用粘合带at将载体基板cs附接于器件基板ds的第一表面ds1。粘合带at会因暴露于uv光而粘附力减弱。例如，粘合带at可以包含因uv光而发泡的材料。在粘合带at的与载体基板cs接触的上表面上可以形成发泡的突出物(参见图14)，从而使粘合带at的粘附力减弱。特别地，为了减小当从器件基板ds剥离载体基板cs时施加到器件基板ds的应力，可以向粘合带at提供高能量的uv光。

可以将切割胶带dt附接于器件基板ds的第二表面ds2。在去除工艺之后，可以将切割胶带dt附接于器件基板ds的第二表面ds2。切割胶带dt可以在第二方向d2和第三方向d3上延伸超出器件基板，并且可以沿着第一方向d1延伸超过器件基板ds的第二表面ds2。

在去除工艺之后执行的后续工艺(例如，载体基板cs的剥离工艺、将器件基板ds划分成单个芯片的分割工艺等)中，切割胶带dt可以支撑器件基板ds。因此，为了支撑器件基板ds，切割胶带dt的粘附力在后续工艺期间保持足够。然而，与粘合带at类似，切割胶带dt的粘附力也会因暴露于uv光而减弱。例如，切割胶带dt可以包含uv固化材料。

用于从器件基板ds剥离载体基板cs的设备可以包括uv照射单元110、uv掩模120和真空施加单元130。

uv照射单元110可以例如沿着第一方向d1与载体基板cs间隔开地布置在载体基板cs上方。uv照射单元110可以使uv光穿过载体基板cs照射到粘合带at上。因此，载体基板cs可以包含能够透射uv的材料。例如，载体基板cs可以包含玻璃。

为了将粘合带at的粘附力减弱到所期望的水平，可以将uv照射单元110发射的uv光集中到粘合带at上。如果将低能量的uv光照射到粘合带at，则在从器件基板ds剥离载体基板cs期间，会向器件基板ds施加强应力。

uv掩模120可以将uv光集中在粘合带at上。uv掩模120可以布置在uv照射单元110和载体基板cs之间。uv掩模120可以遮蔽载体基板cs的外围部分(例如，在载体基板cs之外并且沿着第一方向d1与载体基板cs不重叠的部分)，以防止uv光朝向载体基板cs的外围部分散射。因此，uv光可以通过uv掩模120集中到载体基板cs上。结果，高能量的uv光可以被照射到粘合带at上以减弱粘合带at的粘附力。

uv掩模120可以包括遮蔽部分122和开口124。遮蔽部分122可以遮蔽载体基板cs的外围部分(例如，可以沿着第一方向d1与器件基板不重叠)。也就是说，遮蔽部分122可以遮蔽切割胶带dt的从器件基板ds的(例如，沿着第二方向d2和第三方向d3的)侧表面暴露的一部分。遮蔽部分122可以包含不能透射uv光的材料。开口124可以通过uv掩模120的中心部分竖直地(例如沿着第一方向d1)形成。uv光可以通过开口124集中到粘合带at上。

uv掩模120还可以包括用于将uv光引导到开口124中的引导部分126。引导部分126可以在遮蔽部分122的内表面上以一定角度(例如，相对于第一方向d1成锐角地)形成。引导部分126沿着第二方向的宽度可以沿着第一方向d1逐渐增大，例如，遮蔽部分122的沿着第二方向d2的宽度可以沿着远离载体基板cs的第一方向d1逐渐减小。

在示例实施例中，当载体基板cs为圆形时，遮蔽部分122可以为环形，以沿着第一方向d1与圆形载体基板cs的外围部分重叠并且围绕该外围部分。另外，开口124可以例如在uv掩模120的与载体基板cs最接近的表面处为圆形，该圆形在d2-d3平面上的面积基本上与圆形载体基板cs的面积相同。

真空施加单元130可以向附接到因uv光而粘附力低的粘合带at的载体基板cs施加真空，以使载体基板cs从器件基板ds脱离。真空施加单元130可以包括用于向载体基板cs供应真空的至少一个吸盘。可以将吸盘选择性地附接于载体基板cs的上表面。

图3例示了根据示例实施例的用于从器件基板剥离载体基板的设备的截面图。图4是例示了图3中的设备的uv掩模的俯视图。

除了包括第二uv掩模140之外，该示例实施例的剥离设备可以包括与图1中的剥离设备的元件基本上相同的元件。因此，相同的附图标记可以指代相同的元件，并且为了简洁起见，可以省略关于相同元件的任何其他说明。

参照图3和图4，第二uv掩模140可以遮蔽载体基板cs的边缘或周缘部分。第二uv掩模140可以遮蔽粘合带at的边缘部分、器件基板ds的边缘部分以及切割胶带dt的在器件基板ds的边缘部分下方的部分。因此，可以阻止uv光入射到粘合带at的边缘部分、器件基板ds的边缘部分以及切割胶带dt的在器件基板ds的边缘部分下方的部分上。

第二uv掩模140可以布置在uv掩模120的内表面上。当uv掩模120为环形时，用于遮蔽载体基板cs的边缘部分的第二uv掩模140也可以为环形，例如，可以从uv掩模120沿着第二方向和第三方向径向向内延伸。第二uv掩模140可以与uv掩模120一体地形成。可选地，第二uv掩模140可以是与uv掩模120分离的元件。另外，第二uv掩模140可以包含与uv掩模120的材料基本上相同的材料。

如上所述，从uv照射单元110发射的uv光可以被照射到切割胶带dt以及粘合带at。uv光会散射到载体基板cs的外围部分。散射的uv光会入射到切割胶带dt的在器件基板ds的边缘部分下方的部分。虽然uv光会使粘合带at的粘附力减弱，但是载体基板cs的外围部分处的散射的uv光也会使切割胶带dt的在器件基板ds的边缘部分下方的一部分的粘附力减弱。当在剥离工艺中切割胶带dt的粘附力减弱时，器件基板ds的边缘部分上的半导体芯片可能会在后续工艺中从切割胶带dt脱离。脱离的半导体芯片可能会干扰其他半导体芯片，从而产生故障，例如，裂缝、划痕等。

第二uv掩模140可以遮蔽载体基板cs的边缘部分，以防止uv光通过载体基板cs的边缘部分朝向切割胶带dt的在器件基板ds的边缘部分下方的部分散射。因此，可以保持切割胶带dt的在器件基板ds的边缘部分下方的部分的粘附力，使得器件基板ds的边缘部分上的半导体芯片在后续工艺器件不会脱离切割胶带dt。

图5是例示了根据示例实施例的uv掩模的俯视图。除了包括第二uv掩模150之外，该示例实施例的剥离设备可以包括与图1中的剥离设备的元件基本上相同的元件。因此，相同的附图标记可以指代相同的元件，并且为了简洁起见，可以省略关于相同元件的任何其他说明。

参照图5，第二uv掩模150可以具有与图3中的第二uv掩模140的功能基本上相同的功能。因此，为了简明起见，本文中可以省略任何其他关于第二uv掩模150的功能的说明。

第二uv掩模150可以被配置成与图3中的第二uv掩模140类似地遮蔽载体基板cs的边缘部分。因此，入射到粘合带at的边缘部分的uv光的能量会低于入射到粘合带at的中心部分的uv光的能量。结果，粘合带at的边缘部分的粘合力会高于粘合带at的中心部分的粘合力。

真空施加单元130可以为载体基板cs的边缘部分提供真空，以抬起载体基板cs的边缘部分，由此使载体基板cs从器件基板ds脱离。然而，当粘合带at的边缘部分的粘合力高于粘合带at的中心部分的粘合力时，载体基板cs的边缘部分不能容易地从粘合带at的边缘部分脱离。

为了避免以上提到的问题，第二uv掩模150可以具有开口区域152。也就是说，第二uv掩模150可以为具有局部切割部分的环形。因此，第二uv掩模150可以部分地遮蔽载体基板cs的边缘部分。

uv光可以通过开口区域152照射到粘合带at的边缘部分。因此，粘合带at的能够被uv光照射到的边缘部分的粘附力可以低于粘合带at的不能被uv光照射到的其他边缘部分的粘附力。吸盘可以附接于载体基板cs的与开口区域152对应的边缘部分，以便容易地使载体基板cs从器件基板ds脱离。

图6是例示了根据示例实施例的uv掩模的俯视图。除了第二uv掩模160的形状之外，该示例实施例的剥离设备可以包括与图5中的剥离设备的元件基本上相同的元件。因此，相同的附图标记可以指代相同的元件，并且为了简洁起见，可以省略关于相同元件的任何其他说明。

参照图6，第二uv掩模160可以具有与图5中的第二uv掩模150的功能基本上相同的功能。因此，为了简明起见，本文中可以省略任何其他关于第二uv掩模160的功能的说明。

器件基板ds的边缘部分上的大部分半导体芯片可以对应于伪芯片(dummychips)。各个伪芯片和器件基板ds的边之间的距离可以彼此不同。较接近器件基板ds的边的伪芯片可以小于离器件基板ds的边较远的其他伪芯片。在后续工艺中，与大伪芯片相比，小伪芯片可以相对容易地从切割胶带dt脱离。

第二uv掩模160可以遮蔽小伪芯片。因此，第二uv掩模160可以防止uv光朝向切割胶带dt的在小伪芯片下方的部分散射，以保持切割胶带dt的在小伪芯片下方的部分的粘附力。因此，小伪芯片在后续工艺中不会从器件基板ds脱离，使得其他半导体芯片不会受损。

在示例实施例中，第二uv掩模160可以为具有四个开口区域162的环形。这四个开口区域162可以对应于切割胶带dt中的伪芯片可以不从其脱离的区域。可以将吸盘附接于载体基板cs的与至少一个开口区域162对应的边缘部分，以便容易地使载体基板cs从器件基板ds脱离。

图7是例示了根据示例实施例的uv掩模的俯视图。除了第二uv掩模170的形状之外，该示例实施例的剥离设备可以包括与图5中的剥离设备的元件基本上相同的元件。因此，相同的附图标记可以指代相同的元件，并且为了简洁起见，可以省略关于相同元件的任何其他说明。

参照图7，第二uv掩模170可以为半环形。被第二uv掩模170遮蔽的区域可以对应于伪芯片可以从其脱离的区域。因此，第二uv掩模170可以具有半环形开口区域172。开口区域172可以对应于伪芯片可以不从其脱离的区域。吸盘可以附接于载体基板cs的与开口区域172对应的边缘部分，以便容易地使载体基板cs从器件基板ds脱离。

图8是例示了根据示例实施例的uv掩模的俯视图。除了第二uv掩模180的形状之外，该示例实施例的剥离设备可以包括与图5中的剥离设备的元件基本上相同的元件。因此，相同的附图标记可以指代相同的元件，并且为了简洁起见，可以省略关于相同元件的任何其他说明。

参照图8，第二uv掩模180可以为1/8环形。被第二uv掩模180遮蔽的区域可以对应于伪芯片可以从其脱离的区域。因此，第二uv掩模180可以具有7/8环形开口区域182。开口区域182可以对应于伪芯片可以不从其脱离的区域。吸盘可以附接于载体基板cs的与开口区域182对应的边缘部分，以便容易地使载体基板cs从器件基板ds脱离。

因此，根据实施例的上述第二uv掩模可以沿着第一方向d1部分地与载体基板cs的边缘部分重叠。

【分割半导体芯片的方法】

图9至图17例示了根据示例实施例的分割半导体芯片的方法中的各阶段的截面图。

参照图9，初始器件基板ds0可以具有连接柱tsv。连接柱tsv的上端可以通过初始器件基板ds0的第一表面ds1(即，初始器件基板ds0的上表面)暴露。可以在连接柱tsv的上端上形成凸块b。相比之下，连接柱tsv的下端可以设置得高于初始器件基板ds0的第二表面ds2’(即，初始器件基板ds0的下表面)，使得下端没有被初始器件基板ds0暴露。可以使用粘合带at将载体基板cs附接于初始器件基板ds0的第一表面ds1。

参照图10，带有载体基板cs的初始器件基板ds0可以被倒转(例如，翻转)。因此，载体基板cs可以位于初始器件基板ds0下方。初始器件基板ds0的第二表面ds2'可以向上取向。

参照图11，可以去除初始器件基板ds0的第二表面ds2'，以形成具有第二表面ds2的器件基板ds。连接柱tsv的下端可以通过器件基板ds的第二表面ds2暴露。

参照图12，在已经在连接柱tsv的被暴露的下端上形成接触焊盘cp之后，可以将切割胶带dt附接于器件基板ds的第二表面ds2。

参照图13，然后可以倒转器件基板ds。因此，切割胶带dt可以向下取向并且载体基板cs可以向上取向。

uv掩模120可以布置在器件基板ds上方。uv照射单元110可以将uv光穿过载体基板cs照射到粘合带at。uv光不能透射过uv掩模120的遮蔽部分122。uv光可以通过开口124集中到粘合带at上。因此，高能量的uv光可以被照射到粘合带at。

当使用图3中的第二uv掩模140时，uv光不能散射到切割胶带dt的在第二uv掩模140下方的边缘部分。因此，可以保持切割胶带dt的在第二uv掩模140下方的边缘部分的粘附力。

当可以使用图5至图8中的第二uv掩模150、160、170和180中的任意一个时，uv光不能散射到切割胶带dt的在第二uv掩模下方的边缘部分。相反，uv光可以照射到粘合带at的在第二uv掩模的开口区域下的边缘部分。因此，可以减弱粘合带at的在第二uv掩模的开口区域下方的边缘部分的粘附力。

可以根据分割工艺中伪芯片可以从其分离的区域，选择性使用第二uv掩模150、160、170和180中的任意一个。

参照图14，当uv光通过uv掩模120的开口124和载体基板cs集中到粘合带at上时，粘合带at中会产生气体，从而在粘合带at的上表面上形成发泡的突出物fp。载体基板cs会因为这些发泡的突出物从粘合带at的上表面略微抬起。

参照图15，真空施加单元130可以通过吸盘向载体基板cs的边缘部分施加真空。当使用第二uv掩模时，可以向载体基板cs的没有被第二uv掩模遮蔽的边缘部分施加真空。因为可以减弱粘合带at的粘附力，所以可以在减小或最小化施加到器件基板ds的应力的同时，将载体基板cs从器件基板ds脱离。

在剥离工艺中，可以通过uv掩模120保持切割胶带dt的粘附力。因此，在剥离工艺中切割胶带dt可以牢固地支撑器件基板ds。

参照图16，可以沿着划线切割器件基板ds，以分割半导体芯片。在分割工艺中，仍然可以通过uv掩模120保持切割胶带dt的粘附力。因此，在分割工艺中，小伪芯片不会从切割胶带dt脱离。因此，其他半导体芯片不会因脱离的伪芯片而受损。

参照图17，分割的半导体芯片可以仍然附接于切割胶带dt。可以将uv光照射到切割胶带dt，使切割胶带dt的粘附力减弱。可以从粘附力减弱的切割胶带dt拾取分割后的半导体芯片。

根据示例实施例，uv掩模可以将uv光集中在粘合带上，使得粘合带的粘附力可以被减弱。因此，当载体基板可以从器件基板脱离时，可以减小施加到器件基板的应力。结果，器件基板中的半导体芯片不会受损。

另外，第二uv掩模可以遮蔽载体基板的边缘部分，以防止切割胶带的粘附力减弱。因此，在分割工艺中器件基板中的半导体芯片不会从切割胶带脱离。结果，半导体芯片不会因脱离的半导体芯片而受损。

根据示例实施例，uv掩模可以用于将uv光集中在粘合带上，使得粘合带的粘附力可以减弱。因此，当载体基板可以从器件基板脱离时，可以减小施加到器件基板的应力。结果，器件基板中的半导体芯片不会受损。

本文中已经公开了示例实施例，并且虽然采用了具体术语，但是它们仅以一般性和描述性意义来使用和解释，而非出于限制目的。在一些情形下，如本领域普通技术人员在提交本申请时显而易见的，结合特定实施例描述的特征、特性和/或元件可以单独地使用或与结合其它实施例描述的特征、特性和/或元件或组合地使用，除非另外特别指出。因此，本领域的技术人员将理解，在不脱离以下权利要求所阐述的本发明的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上进行各种改变。