TW201606868A - 分斷裝置 - Google Patents

Abstract

本發明之課題在於提供一種使用已對應於晶圓的尺寸之環狀框架以分割晶圓之分斷裝置。解決手段為分斷裝置，其具備保持工件組之工作夾台、沿著其所保持之晶圓的分割預定線進行按壓之按壓構件、使工作夾台與按壓構件相對地分度進給的分度進給手段、使按壓構件相對於晶圓在垂直方向上接近及遠離並利用按壓構件按壓晶圓之按壓手段，及以會因按壓構件之按壓而凹陷的預定硬度所形成之多孔質板。當以按壓構件按壓隔著多孔質板而以吸引面保持之晶圓時，多孔質板就會沿著分割預定線凹陷，因此可確實地將晶圓沿著分割預定線分斷。

Description

分斷裝置 發明領域

本發明是關於一種將晶圓分割成一個個晶片之分斷裝置。

發明背景

使IC、LSI等元件被分割預定線所劃分而形成在表面之晶圓，是藉由沿著分割預定線進行分割而被分割成帶有元件(device)之一個個晶片。作為分割晶圓之方法，有沿著分割預定線從晶圓的表面側照射雷射光束，而在晶圓內部形成改質層後，使用具有刀片(blade)之分斷裝置，沿著強度已降低之分割預定線以刀片按壓晶圓而以改質層作為起點將晶圓分割成一個個晶片的方法(參照例如下述的專利文獻1-3)。

在分割晶圓時，因為要使被分割成一個個的晶片不會飛散，所以會藉由在中央形成有開口之環狀的環狀框架上貼附膠帶，且將晶圓的其中一面朝上而將另一面貼附於從該開口部露出之膠帶上，而透過該膠帶以環狀框架支持晶圓。

先前技術文獻 專利文獻

專利文獻1：日本專利特開2009-148982號公報

專利文獻2：日本專利特開2013-038434號公報

專利文獻3：日本專利特開2013-058671號公報

發明概要

然而，為了按壓刀片而沿著分割預定線分割晶圓，會在保持晶圓之工作夾台的保持面上，設置線狀的空間以形成為不支撐晶圓的分割預定線，而使被按壓而被割斷之晶圓朝該空間按壓擴張。因此，對於分割預定線之間隔不同的晶圓，會無法使用相同之工作夾台進行分割處理。

本發明是有鑒於上述情況而作成的發明，目的為在將晶圓按壓以分割之分斷裝置中，可使用相同的工作夾台對分割預定線之間隔不同的晶圓進行分割。

第一發明為沿著分割預定線分割晶圓以形成晶片的分斷裝置，其包含工作夾台、按壓構件、分度進給手段、按壓手段及多孔質板。該工作夾台是用以保持工件組(workset)，該工件組是將晶圓貼附在將具有開口部之環狀框架的該開口部予以遮閉而貼附的黏著膠帶上而構成，該晶圓形成有對應該分割預定線之線狀的分割起點，該開口部的內徑大於晶圓的外徑；該按壓構件是沿著該分割預定線按壓該工作夾台所保持之晶圓；該分度進給手段是使該 工作夾台與該按壓構件相對地分度進給；該按壓手段是使該按壓構件相對於該工作夾台所保持之晶圓在垂直方向上接近及遠離，以利用該按壓構件按壓該晶圓；該多孔質板會因該按壓構件按壓而凹陷，又，該工作夾台具備吸引保持晶圓的其中一面的吸引面，及保持該環狀框架之保持部，且是以該工作夾台保持該工件組，而利用該按壓構件沿著該分割預定線按壓並分割晶圓。

在上述分斷裝置中，較理想的是，當利用該按壓構件來按壓隔著前述多孔質板而以前述吸引面所保持之晶圓時，前述保持部所保持之前述環狀框架之上表面與前述按壓構件之前端部分之關係為：已最接近該吸引面之該按壓構件的前端部分是在不會接觸到該環狀框架之上表面的高度上。

第二發明是使用於上述分斷裝置之工作夾台，該工作夾台之吸引面具備在至少保持晶圓之區域是以會因前述按壓構件之按壓而凹陷之硬度所形成之多孔質層，且做成藉由以該按壓構件沿著該分割預定線按壓晶圓而可分割該晶圓。

本發明之分斷裝置具備有保持透過黏著膠帶而使環狀框架與晶圓成為一體之工件組的工作夾台、沿著該工作夾台所保持之晶圓的分割預定線進行按壓之按壓構件，及藉由該按壓構件之按壓而凹陷之多孔質板，且當以按壓構件按壓工作夾台之吸引面所保持之晶圓時，多孔質板會 與被按壓之晶圓一起沿著分割預定線凹陷，因此不需要在工作夾台之吸引面上設置對應晶圓之分割預定線的線狀之空間。

據此，可確實地將晶圓沿著分割預定線分割，且就算是分割預定線的間隔不同的晶圓，只要可隔著多孔質板以吸引面予以保持，就可以利用按壓構件進行分割。

此外，當以該按壓構件按壓了隔著上述多孔質板而以上述吸引面所保持之晶圓時，因為上述保持部所保持之上述環狀框架的上表面與上述按壓構件之前端的關係為：已最接近該吸引面之該按壓構件的前端部分是在不會接觸到該環狀框架之上表面的高度上，因此按壓構件與環狀框架不會接觸。

因此，就變得不需要使用尺寸為大於晶圓之尺寸的環狀框架，因而可防止裝置大型化。

本發明之工作夾台因為在工作夾台的吸引面上具備藉由按壓構件之按壓而凹陷的多孔質層，並可藉由按壓構件之按壓使多孔質層沿著分割預定線凹陷，因此可確實地將晶圓單片化成晶片。

1‧‧‧工件組

10、10a、10b‧‧‧分斷裝置

11、20、30‧‧‧工作夾台

110、200、300‧‧‧框體

111、201、301‧‧‧晶圓保持部

111a、201a、301a‧‧‧吸引面

112、202‧‧‧框架保持部

113、203‧‧‧第1吸引通道

114、204‧‧‧第2吸引通道

12、22、32‧‧‧旋轉手段

13、23、33‧‧‧吸引源

14‧‧‧按壓構件

14a‧‧‧前端部

15‧‧‧按壓手段

16‧‧‧分度進給手段

17‧‧‧多孔質板

2‧‧‧加工台

21、31‧‧‧多孔質層

3‧‧‧保持面

302‧‧‧夾持保持機構

303‧‧‧框架載置部

304‧‧‧軸部

305‧‧‧夾持部

306‧‧‧吸引通道

4‧‧‧雷射照射手段

5‧‧‧雷射光束

6‧‧‧分割起點

D‧‧‧元件

F‧‧‧環狀框架

S‧‧‧分割預定線

T‧‧‧黏著膠帶

W‧‧‧晶圓

Wa‧‧‧表面

Wb‧‧‧背面

+X、+Y、-Y、+Z、-Z‧‧‧方向

圖1(a)為顯示工件組之一例的立體圖，圖1(b)為顯示在晶圓內部形成分割起點之狀態的剖面圖。

圖2為顯示分斷裝置之第1例的構成的剖面圖。

圖3為顯示分斷裝置之第1例的動作例的剖面圖。

圖4為顯示分斷裝置之第2例的構成的剖面圖。

圖5為顯示分斷裝置之第2例的動作例的剖面圖。

圖6為顯示分斷裝置之第3例的構成之剖面圖。

圖7為顯示分斷裝置之第3例的動作例的剖面圖。

用以實施發明之形態

圖1所示之晶圓W是利用圖2所示之分斷裝置10而被分割之被加工物的一例。如圖1(a)所示，在晶圓W的表面Wa上，在由格子狀之分割預定線S所劃分之各個區域中形成有元件D。而在與晶圓W的表面Wa為相反側的背面Wb上沒有形成元件D。在加工晶圓W時，是將黏著膠帶T貼附於具有開口部之環狀框架F的背面側，且將晶圓W的表面Wa側朝上而將背面Wb側貼附在露出於該開口部之黏著膠帶T上，其中該環狀框架F的開口部具有大於晶圓W之外徑的內徑。如此進行，以形成透過黏著膠帶T使環狀框架F與晶圓W成為一體之工件組1。再者，黏著膠帶T是使用例如由有伸縮性之基材與黏著層所構成之型式的膠帶。

當分割晶圓W時，會事先沿著分割預定線S形成分割起點。如圖1(b)所示，是將晶圓W的表面Wa側朝上而使其保持於保持工件組1的加工台2的保持面3上，且例如藉由雷射照射手段4沿著分割預定線S，將對晶圓W具有穿透性之波長的雷射光束5聚光於晶圓W的內部來形成對應分割預定線S之線狀的分割起點6。又，藉由圖未示之切削刀，在表面Wa上沿著分割預定線S施行用以形成不將晶圓W完全切斷之程度的深度之溝的半切(half cut)，而將該溝作為 分割起點亦可。

圖2所示之分斷裝置10具備有工作夾台11、按壓構件14、按壓手段15、分度進給手段16與多孔質板17。該工作夾台11用以保持在晶圓W內部形成有分割起點6的工件組1，該按壓構件14是沿著工作夾台11所保持之晶圓W的分割預定線S進行按壓，該按壓手段15使按壓構件14相對於工作夾台11所保持之晶圓W在垂直方向(Z軸方向)上接近及遠離並以按壓構件14按壓晶圓W，該分度進給手段16使工作夾台11與按壓構件14在Y軸方向上相對地分度進給，該多孔質板17是以會因按壓構件14之按壓而凹陷的硬度形成。

工作夾台11具備有框體110、形成於框體110之內周側且用以保持晶圓W之晶圓保持部111，及形成於框體110的外周部且用以保持環狀框架F之框架保持部112。晶圓保持部111的上表面為吸引保持晶圓W之表面Wa的吸引面111a。晶圓保持部111是藉由多孔陶瓷等之多孔質構件所形成，並透過形成於框體110內部之第1吸引通道113連通於吸引源13。在框體110的下部連接有使工作夾台11朝預定方向旋轉的旋轉手段12。

框架保持部112是透過形成於框體110內部之第2吸引通道114而連通於吸引源13。當以工作夾台11保持工件組1時，例如，以框架保持部112所保持之環狀框架F的上表面會位於比晶圓保持部111的吸引面111a還低的(-Z側的)位置。

按壓構件14是例如，將其前端部分沿著圖1(a)所 示之晶圓W的分割預定線S的直線形成為直線狀。按壓構件14連接於按壓手段15。按壓手段15可藉由使按壓構件14朝接近晶圓W的方向下降，以透過按壓構件14按壓晶圓W。再者，也可以將按壓構件14如刀片般形成為圓形。

多孔質板17是載置於工作夾台11的吸引面111a上。多孔質板17是以由超高分子量聚乙烯粉末的燒結多孔質成形體所形成之薄膜(film)所構成，且只要具有可藉由按壓構件14的按壓而凹陷的硬度即可，例如，可使用日東電工株式會社所提供之多孔片(sheet)(SUNMAP HP-5320)。該多孔片具有ASTM D2240中之蕭式硬度D42的硬度。如此所構成的多孔質板17除了可作為利用按壓構件14分割晶圓W時的緩衝材而起作用外，還可以藉由會因應荷重而凹陷之情形而不會阻礙到晶圓W以分割起點6作為起點而形成之擴張。

接著說明分斷裝置10的動作例。首先，如圖2所示，以工作夾台11來保持工件組1。具體來說，是使黏著膠帶T朝上而將晶圓W的表面Wa載置於多孔質板17上，並且將環狀框架F載置於框架保持部112上。接著，透過晶圓保持部111使其對多孔質板17發揮吸引作用而吸引保持晶圓W的表面Wa，並且通過第2吸引通道114使其對框架保持部112發揮吸引作用而吸引保持環狀框架F。

之後，如圖3所示，將按壓構件14配置於晶圓W的背面側Wb側的上方，且將按壓構件14定位成與朝向圖1(a)所示之Y軸方向之晶圓W的分割預定線S相對。接著，按壓 手段15使按壓構件14朝-Z方向下降，並以按壓構件14的前端部14a從黏著膠帶T側按壓晶圓W。

藉由以按壓構件14將晶圓W朝下方按壓來施加荷重之作法，會随著施加於晶圓W的荷重使多孔質板17凹陷，並使晶圓W的表面Wa側朝向多孔質板17進行按壓擴張。然後，已無法承受按壓力之晶圓W會以形成於圖1(a)所示之分割預定線S之分割起點6作為起點而被分割。

此時，如圖3所示，環狀框架F的上表面是位在比晶圓保持部111的吸引面111a還低之位置，因此框架保持部112所保持之環狀框架F的上表面與按壓構件14的前端之關係：為已最接近晶圓保持部111的吸引面111a之按壓構件14的前端部14a會位於比環狀框架F的上表面更上方，也就是說，會成為使按壓構件14的前端部14a不會接觸到環狀框架F之上表面的關係。因此，可以防止在晶圓W之分割時按壓構件14的前端部14a接觸到環狀框架F而破損之情形。又，由於在分斷裝置10中可使用對應晶圓W的尺寸的環狀框架F，因此可防止裝置過度地大型化。再者，即使環狀框架F的上表面位於與晶圓保持部111的吸引面111a相同高度或較其更高之位置上，只要在利用多孔質板17的硬度來分割晶圓W時，可使已處在最接近晶圓保持部111的吸引面111a之時的按壓構件14的前端部14a在比環狀框架F之上表面更上方處即可。

當已沿著1條分割預定線S進行分割後，即可藉由分度進給手段16使按壓構件14朝例如+Y方向移動而使工 作夾台11與按壓構件14相對地分度進給，並將按壓構件14定位在相鄰之分割預定線S的上方側，而與上述同樣地進行按壓構件14的按壓。當已沿著朝向Y軸方向之所有分割預定線S分割晶圓W後，即可使旋轉手段12作動，使工作夾台11旋轉90度，並使圖1(a)所示之朝向X軸方向的分割預定線S朝向Y軸方向，進行同樣的按壓。在按壓手段15已沿著所有的分割起點6都分割過之時，即結束對晶圓W之分斷。如此進行以將晶圓W分割成包含元件D的晶片。再者，除了使按壓手段14在Y軸方向上分度進給之構成外，也可做成使保持晶圓W的工作夾台11在Y軸方向上分度進給之構成。也就是說，只要工作夾台11與按壓構件14可相對地分度進給即可。

像這樣，在分斷裝置10中，由於將具有會因按壓構件14的按壓而凹陷之程度的硬度之多孔質板17配置在工作夾台11的吸引面111a上，因此當藉由按壓構件14按壓以工作夾台11的吸引面111a所保持的晶圓W時，就會使多孔質板17沿著分割預定線S凹陷，因此就算不在工作夾台11的吸引面111a上設置對應分割預定線S之線狀的空間，也可沿著分割預定線S確實地將晶圓W分斷。

圖4所示之分斷裝置10a是分斷裝置的第2例。分斷裝置10a具備有保持圖1所示之工件組1的工作夾台20，並形成為除此以外為與上述之分斷裝置10為同樣的構成。工作夾台20具備有框體200、晶圓保持部201及框架保持部202。框體200的下部連接有使工作夾台20朝預定方向旋轉之旋 轉手段22。晶圓保持部201是通過形成於框體200內部之第1吸引通道203而連通於吸引源23。又，框架保持部202是通過形成於框體200內部之第2吸引通道204而連通於吸引源23。

如圖4所示，在晶圓保持部201之吸引面201a的上方，具備有會因按壓構件14之按壓而凹陷之多孔質層21。多孔質層21具有與上述多孔質板17相同程度之硬度。

接著，說明分斷裝置10a的動作例。與分斷裝置10同樣地，如圖5所示，是將黏著膠帶T做成朝上而將晶圓W的表面Wa載置於多孔質層21上，且以工作夾台11保持工件組1。接著，將按壓構件14的前端定位成與朝向圖1(a)所示之Y軸方向之晶圓W的分割預定線S相對，並藉由按壓手段15使按壓構件14朝-Z方向下降，並利用按壓構件14隔著黏著膠帶T按壓晶圓W。

此時，随著施加在晶圓W的荷重多孔質層21會凹陷，並使晶圓W的表面Wa側朝向多孔質層21進行按壓擴張。如此進行，已無法承受按壓力之晶圓W會以分割起點6作為起點而被分割。並且，與分斷裝置10同樣地，在已沿著所有的分割起點6都分割過之時，藉由按壓手段15使按壓構件14朝+Z方向上昇，即結束對晶圓W的分斷。

圖6所示之分斷裝置10b是分斷裝置的第3例，其具備有工作夾台30，該工作夾台30具備夾持保持環狀框架之夾持保持機構302。具體來說，工作夾台30具備有框體300、晶圓保持部301，及夾持保持環狀框架F之夾持保持機構302。 在框體300的下部連接有使工作夾台30朝預定方向旋轉之旋轉手段32。在晶圓保持部301上，是通過形成於框體300內部之吸引通道306而連通於吸引源33。在晶圓保持部301的吸引面301a上具備有與圖4及圖5所示之分斷裝置10a的多孔質層21相同的多孔質層31。

夾持保持機構302至少是由載置環狀框架F之框架載置部303、安裝於框架載置部303之一端的軸部304，及以軸部304為中心旋轉且將已載置於框架載置部303上之環狀框架F固定的夾持部305所構成。

接著說明關於分斷裝置10b的動作例。首先，如圖7所示，以工作夾台30保持工件組1。具體來說，是使黏著膠帶T朝上而將晶圓W的表面Wa側載置於多孔質層31上，並將環狀框架F載置於框架載置部303上。接著，以軸部304為中心使夾持部305旋轉，並按壓環狀框架F的上部以進行固定。

以工作夾台30保持工件組1之後，使按壓構件14的前端部14a定位成與朝向圖1(a)所示之Y軸方向之晶圓W的分割預定線S相對，並藉由按壓手段15使按壓構件14朝-Z方向下降，而利用按壓構件14的前端部14a從黏著膠帶T側按壓晶圓W。此時，會随著施加於晶圓W上的荷重而使多孔質層31凹陷，並使晶圓W的表面Wa側朝向多孔質層31進行按壓擴張，使晶圓W以分割起點6為起點而被分割。並且，與分斷裝置10a同樣地，在已沿著所有的分割起點6都分割過之時，藉由按壓手段15使按壓構件14朝+Z方向上昇， 即結束對晶圓W的分斷。

如以上所述，在分斷裝置10a、10b中，由於在工作夾台20、30的吸引面201a、301a上具備了以會因按壓構件14之按壓而凹陷的預定的硬度所形成之多孔質層21、31，因此，當以按壓構件14按壓隔著多孔質層21、31被工作夾台20、30所保持之晶圓W時，多孔質層21、31本身就會沿著分割預定線S凹陷，因此就算不在吸引面201a、301a上設置對應分割預定線S之線狀的空間，也可沿著分割預定線S確實地分斷晶圓W。

1‧‧‧工件組

10‧‧‧分斷裝置

11‧‧‧工作夾台

110‧‧‧框體

111‧‧‧晶圓保持部

111a‧‧‧吸引面

112‧‧‧框架保持部

113‧‧‧第1吸引通道

114‧‧‧第2吸引通道

12‧‧‧旋轉手段

13‧‧‧吸引源

14‧‧‧按壓構件

14a‧‧‧前端部

15‧‧‧按壓手段

16‧‧‧分度進給手段

17‧‧‧多孔質板

6‧‧‧分割起點

F‧‧‧環狀框架

T‧‧‧黏著膠帶

W‧‧‧晶圓

Wa‧‧‧表面

Wb‧‧‧背面

+X、+Y、-Y、+Z、-Z‧‧‧方向

Claims (3)

1. 一種分斷裝置，是沿著分割預定線分割晶圓以形成晶片的分斷裝置，其包含：工作夾台，用以保持工件組，該工件組是將晶圓貼附在將具有開口部之環狀框架的該開口部予以遮閉而貼附的黏著膠帶上而構成，該晶圓形成有對應該分割預定線之線狀的分割起點，該開口部的內徑大於晶圓的外徑；按壓構件，是沿著該分割預定線按壓該工作夾台所保持之晶圓；分度進給手段，是使該工作夾台與該按壓構件相對地分度進給；按壓手段，是使該按壓構件相對於該工作夾台所保持之晶圓在垂直方向上接近及遠離，以利用該按壓構件按壓該晶圓；以及多孔質板，會因該按壓構件按壓而凹陷，又，該工作夾台具備吸引保持晶圓的其中一面的吸引面，及保持該環狀框架之保持部，且是以該工作夾台保持該工件組，而利用該按壓構件沿著該分割預定線按壓並分割晶圓。
2. 如請求項1的分斷裝置，其中，當利用該按壓構件來按壓隔著述多孔質板而以前述吸引面所保持之晶圓時，前述保持部所保持之前述環狀框架之上表面與前述按壓 構件的前端部分之關係為：已最接近該吸引面之該按壓構件的前端部分是在不會接觸到該環狀框架之上表面的高度上。
3. 一種工作夾台，是使用於請求項1或2之分斷裝置的工作夾台，該工作夾台的吸引面具備在至少保持晶圓之區域是以會因前述按壓構件之按壓而凹陷之硬度所形成的多孔質層，且做成藉由以該按壓構件沿著該分割預定線按壓晶圓而可分割該晶圓。