[发明专利]晶圆分离和清洁装置及其使用方法

说明书

技术领域

本发明一般地涉及半导体技术领域，更具体地来说，涉及晶圆分离和清洁装置及其使用方法。 

背景技术

为了形成三维集成电路(3DIC)，部件形成在半导体晶圆的两个面上。为了在半导体晶圆的背面上形成部件，将半导体晶圆接合至载具晶圆。载具晶圆允许处理半导体晶圆而不损坏形成在半导体晶圆的正面上方的部件。在半导体晶圆的背面上方形成部件之后，将载具晶圆与半导体晶圆分离。分离工艺留下粘附到半导体晶圆正面上方的残余接合材料。在切割和/或封装半导体晶圆之前，清洁晶圆以去除残余接合材料。 

半导体晶圆的厚度范围为大约10μm至大约350μm。薄半导体晶圆需要均匀支撑半导体晶圆的整个表面以避免运送过程中(分离工艺和清洁工艺之间)的断裂或变形。将膜框置于适当位置以支撑半导体晶圆；然而，膜框的使用增加了生产成本并且还产生大量破碎或变形的半导体晶圆。手动实施薄半导体晶圆的清洁工艺以防止清洁过程中使用的化学物质渗透到膜框和半导体晶圆之间并且损坏形成在半导体晶圆的表面上方的部件。 

发明内容

为了解决现有技术中所存在的缺陷，根据本发明的一方面，提供了一种晶圆分离和清洁装置，包括：自动晶圆处理模块；晶圆分离模块，被配置成分离半导体晶圆与载具晶圆；以及晶圆清洁模块，被配置成清洁所述半导体晶圆的表面，其中所述自动晶圆处理模块被配置成将所述半导体晶圆传送/运送到所述晶圆分离模块和所述晶圆清洁模块中的每一个或传送/运送来自所述晶圆分离模块和所述晶圆清洁模块中的每一个的所述半导体 晶圆。 

在该晶圆分离和清洁装置中，所述自动晶圆处理模块包括：机械臂，被配置成支撑所述半导体晶圆而没有使用膜框。 

在该晶圆分离和清洁装置中，所述晶圆分离模块包括：紫外光源、激光光源、或热源中的至少一种。 

在该晶圆分离和清洁装置中，所述半导体晶圆的厚度范围为大约350μm至大约1500μm。 

在该晶圆分离和清洁装置中，所述晶圆清洁模块包括喷嘴，所述喷嘴被配置成将清洁液喷洒到所述半导体晶圆的表面上方，其中所述清洁液包括混合物，所述混合物包括：去离子水、四甲基氢氧化铵(TMAH)、氢氧化钾(KOH)、甲基吡咯烷酮(NMP)、异丙醇(IPA)、乙醇、丙酮、过氧化氢(H₂O₂)和二甲基亚砜(DMSO)中的至少一种。 

该晶圆分离和清洁装置进一步包括：第二晶圆清洁模块，所述第二晶圆清洁模块被配置成清洁半导体衬底的表面。 

该晶圆分离和清洁装置进一步包括控制系统，所述控制系统被配置成确定是所述清洁模块还是所述第二清洁模块可用于容纳晶圆组件。 

该晶圆分离和清洁装置进一步包括多个可移动存储单元。 

该晶圆分离和清洁装置进一步包括扫描器，所述扫描器被配置成扫描与所述半导体晶圆相关联的条形码。 

根据本发明的另一方面，提供了一种分离晶圆和清洁晶圆的方法，包括：使用晶圆分离模块将半导体晶圆与载具晶圆分离；使用晶圆清洁模块清洁所述半导体晶圆的表面；以及使用自动晶圆处理模块将所述半导体晶圆传送到所述晶圆分离模块和所述晶圆清洁模块或传送来自所述晶圆分离模块和所述晶圆清洁模块的所述半导体晶圆。 

在该方法中，所述半导体晶圆的厚度范围为大约350μm至大约1500μm。 

该方法进一步包括：通过所述自动晶圆处理模块使用机械臂支撑所述半导体晶圆，所述机械臂被配置成支撑所述半导体晶圆而不使用膜框。 

在该方法中，分离所述半导体晶圆与所述载具晶圆的步骤包括使将所 述半导体晶圆接合到所述载具晶圆的粘合剂曝露在紫外线辐射或激光下。 

在该方法中，清洁所述晶圆的表面的步骤包括用包括二甲基亚砜和去离子水的溶液清洁所述晶圆的表面。 

该方法进一步包括：在从所述晶圆分离模块或所述晶圆清洁模块移除所述半导体晶圆以后，通过所述自动晶圆处理模块将所述半导体晶圆置于存储单元中。 

该方法进一步包括：在将所述半导体晶圆加载到所述晶圆分离模块或所述晶圆清洁模块之前，通过所述自动晶圆处理模块，从所述存储单元移除所述半导体晶圆。 

该方法进一步包括：扫描与所述半导体晶圆相关联的条形码，并且将扫描的条形码传输到计算机系统上。 

该方法进一步包括：通过可移动存储单元将所述半导体晶圆传送到不同位置。 

该方法进一步包括：多个半导体晶圆；以及通过第二晶圆清洁模块清洁所述多个半导体晶圆中的至少一个。