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TW201837250A - 改善晶圓表面切割形貌的線切割系統 - Google Patents

改善晶圓表面切割形貌的線切割系統 Download PDF

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TW201837250A
TW201837250A TW106121311A TW106121311A TW201837250A TW 201837250 A TW201837250 A TW 201837250A TW 106121311 A TW106121311 A TW 106121311A TW 106121311 A TW106121311 A TW 106121311A TW 201837250 A TW201837250 A TW 201837250A
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TWI656249B (zh
Inventor
三重野文健
Original Assignee
上海新昇半導體科技有限公司
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

本發明提供一種改善晶圓表面切割形貌的線切割系統，包括：晶錠進給裝置、切割線及切割線驅動裝置；還包括：壓力感測器，位於晶錠進給裝置上，適用於偵測待切割晶錠對切割線的壓力；第一位移感測器，位於晶錠進給裝置上，適用於偵測待切割晶錠的運動及位置偏移；第一溫度感測器，適用於偵測待切割晶錠與切割線接觸區域的溫度；速度感測器，適用於偵測切割線的運動速度。透過增設壓力感測器、第一位移感測器、第一溫度感測器及速度感測器，可以即時偵測待切割晶錠對切割線的壓力、待切割晶錠的運動及位置偏移、待切割晶錠與切割線接觸區域的溫度及切割線的運動速度，可以根據偵測的上述資料調整設定線切割製程程式，改善切割得到的晶圓表面的形貌。

Description

改善晶圓表面切割形貌的線切割系統
本發明屬於半導體設備技術領域，特別是涉及一種改善晶圓表面切割形貌的線切割系統。
在晶圓製造過程中，需要將晶錠進行切割以得到所需的晶圓。目前最常用的晶圓切割設備即為線切割機，現有的線切割機的結構如圖1所示，由圖1可知，所述線切割機包括：線鋸11、夾軌12、切割線導軌14及切割線15；所述夾軌12一端固定於所述線鋸11上而另一端經由鍵合樹脂層13固定待切割晶錠16，所述夾軌12適用於在所述線鋸11的驅動下帶動所述待切割晶錠16向所述切割線15運動；所述切割線15繞置於所述切割線導軌14上，適用於在所述切割線導軌14的驅動下運動並對所述待切割晶錠16進行線切割。
但由於所述切割線15會存在表面缺陷，這些表面缺陷會導致切割的晶圓表面存在奈米拓撲結構形貌(nanotopology)，所謂奈米拓撲結構形貌是指在晶圓表面形成具有0.2mm~20mm左右的空間波長偏差。但現有的線切割機並不能通過自身改善從所述待切割晶錠16切割晶圓時造成的所述奈米拓撲結構形貌。為了減輕或改善所述奈米拓撲結構形貌偏差，一般需要額外的製程步驟對切割的晶圓進行處理，但這無疑會造成時間與成 本的浪費。
鑒於以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在於提供一種改善晶圓表面切割形貌的線切割系統，用於解決現有技術中的線切割機無法通過自身改善切割得到的晶圓表面形態，而必須借助額外的製程步驟而導致的時間與成本浪費的問題。
為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種改善晶圓表面切割形貌的線切割系統，所述改善晶圓表面切割形貌的線切割系統包括：晶錠進給裝置、切割線及切割線驅動裝置；所述晶錠進給裝置適用於固定待切割晶錠，並驅動所述待切割晶錠向所述切割線運動，所述切割線驅動裝置適用於驅動所述切割線運動，並對所述待切割晶錠進行線切割；還包括：壓力感測器，位於所述晶錠進給裝置上，適用於偵測所述待切割晶錠對所述切割線的壓力；第一位移感測器，位於所述晶錠進給裝置上，適用於偵測所述待切割晶錠的運動及位置偏移；第一溫度感測器，適用於偵測待切割晶錠與所述切割線接觸區域的溫度；速度感測器，適用於偵測所述切割線的運動速度。
作為本發明的改善晶圓表面切割形貌的線切割系統的一種優選方案，所述晶錠進給裝置包括線鋸及夾軌；所述夾軌一端固定所述待切割晶錠，另一端與所述線鋸相連接；所述線鋸適用於驅動所述夾軌及所述切割晶錠運動。
作為本發明的改善晶圓表面切割形貌的線切割系統的一種優選方案，所述晶錠進給裝置還包括鍵合樹脂層，所述鍵合樹脂層位於所 述夾軌與所述待切割晶錠之間，適用於將所述待切割晶錠固定於所述夾軌上。
作為本發明的改善晶圓表面切割形貌的線切割系統的一種優選方案，所述第一位移感測器為六軸加速度感測器。
作為本發明的改善晶圓表面切割形貌的線切割系統的一種優選方案，所述第一溫度感測器為紅外感測器。
作為本發明的改善晶圓表面切割形貌的線切割系統的一種優選方案，所述線切割系統還包括：資料記憶體，與所述壓力感測器、所述第一位移感測器、所述第一溫度感測器及所述速度感測器通訊連接，適用於將所述壓力感測器、所述第一位移感測器、所述第一溫度感測器及所述速度感測器偵測的資料進行存儲；處理器，與所述資料記憶體相連接，適用於提取所述資料記憶體中存儲的所述壓力感測器、所述第一位移感測器、所述第一溫度感測器及所述速度感測器偵測的資料，並依據提取的資料設定線切割製程程式，以對線切割製程進行控制。
作為本發明的改善晶圓表面切割形貌的線切割系統的一種優選方案，所述線切割系統還包括處理器，所述處理器與所述壓力感測器、所述第一位移感測器、所述第一溫度感測器及所述速度感測器通訊連接，適用於依據與所述壓力感測器、所述第一位移感測器、所述第一溫度感測器及所述速度感測器偵測的資料設定線切割製程程式，以對線切割製程進行控制。
作為本發明的改善晶圓表面切割形貌的線切割系統的一種優選方案，所述切割線驅動裝置包括切割線導軌，所述切割線繞置於所述 切割線導軌上；所述切割線導軌的數量為若干個，若干個所述切割線導軌位於所述待切割晶錠運動路徑的兩側，適用於驅動所述切割線運動以對所述待切割晶錠進行線切割。
作為本發明的改善晶圓表面切割形貌的線切割系統的一種優選方案，所述線切割系統還包括：固定部，位於各所述切割線導軌的兩端；所述固定部內設有第一冷卻管路，所述固定部表面設有與所述第一冷卻管路相連接的第一進口及第一出口；所述切割線導軌內設有第二冷卻管路，所述切割線導軌端面設有與所述第二冷卻管路相連通的第二進口及第二出口；熱交換器，與所述第一進口、第一出口、第二進口及第二出口相連接，適用於向所述第一冷卻管路及所述第二冷卻管路內提供冷卻液體；第二溫度感測器，位於所述切割線導軌端面，並與所述資料記憶體相連接，適用於偵測所述切割線導軌的溫度及流經所述切割線導軌的冷卻液體的溫度，並將偵測的溫度資料存儲於所述資料記憶體內；第三溫度感測器，位於所述固定部表面，並與所述資料記憶體相連接，適用於偵測所述固定部的溫度及流經所述固定部的冷卻液體的溫度，並將偵測的溫度資料存儲於所述資料記憶體內；第二位移感測器，位於所述切割線導軌端面，並與所述資料記憶體相連接，適用於偵測所述切割線導軌的運動及軸向位移，並將偵測的資料存儲於所述資料記憶體內；第三位移感測器，位於所述固定部表面，並與所述資料記憶體相連接，適用於偵測所述固定部的運動，並將偵測的資料存儲於所述資料記憶體內；所述處理器適用於提取所述資料記憶體中存儲的所述壓力感測器、所述第一位移感測器、所述第一溫度感測器、所述速度感測器、所述第二溫度感測器、所述第三溫度感測器、所 述第二位移感測器及所述第三位移感測器偵測的資料，並依據提取的資料設定線切割製程程式，以對線切割製程進行控制。
如上所述，本發明的改善晶圓表面切割形貌的線切割系統，具有以下有益效果：本發明的線切割系統通過增設壓力感測器、第一位移感測器、第一溫度感測器及速度感測器，可以即時偵測待切割晶錠對切割線的壓力、待切割晶錠的運動及位置偏移、待切割晶錠與切割線接觸區域的溫度及切割線的運動速度，使用者可以根據偵測的上述資料調整設定線切割製程程式，以對線切割製程進行控制，從而改善切割得到的晶圓表面的形貌，避免切割得到的晶圓表面存在納米拓撲結構形貌。
11‧‧‧線鋸
12‧‧‧夾軌
13‧‧‧鍵合樹脂層
14‧‧‧切割線導軌
15‧‧‧切割線
16‧‧‧待切割晶錠
211‧‧‧線鋸
212‧‧‧夾軌
213‧‧‧鍵合樹脂層
22‧‧‧切割線
23‧‧‧切割線導軌
231‧‧‧第二進口
232‧‧‧第二出口
24‧‧‧固定部
241‧‧‧第一進口
242‧‧‧第二進口
25‧‧‧壓力感測器
26‧‧‧第一位移感測器
27‧‧‧第一溫度感測器
28‧‧‧速度感測器
29‧‧‧資料記憶體
30‧‧‧處理器
31‧‧‧熱交換器
32‧‧‧第二溫度感測器
33‧‧‧第三溫度感測器
34‧‧‧第二位移感測器
35‧‧‧第三位移感測器
36‧‧‧待切割晶錠
圖1顯示為現有技術的改善晶圓表面切割形貌的線切割系統的結構示意圖。
圖2至圖5顯示為本發明的改善晶圓表面切割形貌的線切割系統的結構示意圖。
以下透過特定的具體實例說明本發明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內容輕易地瞭解本發明的其他優點與功效。本發明還可以透過另外不同的具體實施方式加以實施或應用，本說明書中的各項細節也可以基於不同觀點與應用，在沒有背離本發明的精神下進行各種修飾或改變。
請參閱圖2至圖5。需要說明的是，本實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發明的基本構想，雖圖示中僅顯示與本發明中有關的 組件而非按照實際實施時的元件數目、形狀及尺寸繪製，其實際實施時各元件的型態、數量及比例可為一種隨意的改變，且其元件佈局形態也可能更為複雜。
請參閱圖2，本發明提供一種改善晶圓表面切割形貌的線切割系統，所述改善晶圓表面切割形貌的線切割系統包括：晶錠進給裝置、切割線22及切割線驅動裝置；所述晶錠進給裝置適用於固定待切割晶錠36，並驅動所述待切割晶錠36向所述切割線22運動，所述切割線驅動裝置適用於驅動所述切割線22運動，並對所述待切割晶錠36進行線切割；所述線切割系統還包括：壓力感測器25，所述壓力感測器25位於所述晶錠進給裝置上，適用於偵測所述待切割晶錠36對所述切割線22的壓力；第一位移感測器26，所述第一位移感測器26位於所述晶錠進給裝置上，適用於偵測所述待切割晶錠36的運動及位置偏移；第一溫度感測器27，所述第一溫度感測器27適用於偵測所述待切割晶錠36與所述切割線22接觸區域的溫度；速度感測器28，所述速度感測器28適用於偵測所述切割線22的運動速度。
作為示例，所述晶錠進給裝置包括線鋸211及夾軌212；所述夾軌212一端固定所述待切割晶錠36而另一端與所述線鋸211相連接；所述線鋸211適用於驅動所述夾軌212及所述切割晶錠36運動。
作為示例，所述晶錠進給裝置還包括鍵合樹脂層213，所述鍵合樹脂層213位於所述夾軌212與所述待切割晶錠36之間，適用於將所述待切割晶錠36固定於所述夾軌212上。
作為示例，所述第一位移感測器26可以為但不僅限於六軸加速度感測器。
作為示例，所述第一溫度感測器27由於用於偵測所述待切割晶錠36與所述切割線22接觸區域的溫度，所述第一溫度感測器27為了不影響所述切割線22對所述待切割晶錠36的切割，所述第一溫度感測器27設置於所述待切割晶錠36的外側；優選地，本實施例中，所述第一溫度感測器27可以為紅外線感測器。
在一示例中，如圖3所示，所述線切割系統還包括：資料記憶體29，所述資料記憶體29與所述壓力感測器25、所述第一位移感測器26、所述第一溫度感測器27及所述速度感測器28通訊連接，適用於將所述壓力感測器25、所述第一位移感測器26、所述第一溫度感測器27及所述速度感測器28偵測的資料進行存儲；所述資料記憶體29與所述壓力感測器25、所述第一位移感測器26、所述第一溫度感測器27及所述速度感測器28之間可以透過任意一種無線通訊方式或有線通訊方式進行通訊連接；優選地，本實施例中，所述資料記憶體29與所述壓力感測器25、所述第一位移感測器26、所述第一溫度感測器27及所述速度感測器28之間透過任藍牙、2G、3G、4G或Wi-Fi等無線通訊方式進行通訊連接；處理器30，所述處理器30與所述資料記憶體29相連接，適用於提取所述資料記憶體29中存儲的所述壓力感測器25、所述第一位移感測器26、所述第一溫度感測器27及所述速度感測器28偵測的資料，並依據提取的資料設定線切割製程程式，以對線切割製程進行控制。
在另一示例中，如圖4所示，所述線切割系統還包括處理器30，所述處理器30與所述壓力感測器25、所述第一位移感測器26、所述第一溫度感測器27及所述速度感測器28通訊連接，適用於依據與所述壓力感 測器25、所述第一位移感測器26、所述第一溫度感測器27及所述速度感測器28偵測的資料設定線切割製程程式，以對線切割製程進行控制。
本發明的線切割系統透過增設所述壓力感測器25、所述第一位移感測器26、所述第一溫度感測器27及所述速度感測器28，可以即時偵測所述待切割晶錠36對所述切割線22的壓力、所述待切割晶錠36的運動及位置偏移、所述待切割晶錠36與所述切割線22接觸區域的溫度及所述切割線22的運動速度，使用者可以透過所述處理器30根據偵測的上述資料調整設定線切割製程程式，以對線切割製程進行控制，從而改善切割得到的晶圓表面的形貌，避免切割得到的晶圓表面存在奈米拓撲結構形貌。
作為示例，請參閱圖5，所述切割線驅動裝置包括切割線導軌23，所述切割線22繞置於所述切割線導軌23上；所述切割線導軌23的數量為若干個，若干個所述切割線導軌23位於所述待切割晶錠36運動路徑的兩側，適用於驅動所述切割線22運動以對所述待切割晶錠36進行線切割。
作為示例，請繼續參閱圖5，所述線切割系統還包括：固定部24，所述固定部24位於各所述切割線導軌23的兩端；所述固定部24內設有第一冷卻管路(未示出)，所述固定部24表面設有與所述第一冷卻管路相連接的第一進口241及第一出口242；所述切割線導軌23內設有第二冷卻管路(未示出)，所述切割線導軌23端面設有與所述第二冷卻管路相連通的第二進口231及第二出口232；熱交換器31，所述熱交換器31與所述第一進口241、第一出口242、第二進口231及第二出口232相連接，適用於向所述第一冷卻管路及所述第二冷卻管路內提供冷卻液體；第二溫度感測器32，所述第二溫度感測器32位於所述切割線導軌23端面，並與所述資料記憶體29 相連接，適用於偵測所述切割線導軌23的溫度及流經所述切割線導軌23的冷卻液體的溫度，並將偵測的溫度資料存儲於所述資料記憶體29內；第三溫度感測器33，所述第三溫度感測器33位於所述固定部24表面，並與所述資料記憶體29相連接，適用於偵測所述固定部24的溫度及流經所述固定部24的冷卻液體的溫度，並將偵測的溫度資料存儲於所述資料記憶體29內；第二位移感測器34，所述第二位移感測器34位於所述切割線導軌23端面，並與所述資料記憶體29相連接，適用於偵測所述切割線導軌23的運動及軸向位移，並將偵測的資料存儲於所述資料記憶體29內；第三位移感測器35，所述第三位移感測器35位於所述固定部24表面，並與所述資料記憶體29相連接，適用於偵測所述固定部24的運動，並將偵測的資料存儲於所述資料記憶體29內；所述處理器30適用於提取所述資料記憶體29中存儲的所述壓力感測器25、所述第一位移感測器26、所述第一溫度感測器27、所述速度感測器28、所述第二溫度感測器32、所述第三溫度感測器33、所述第二位移感測器34及所述第三位移感測器35偵測的資料，並依據提取的資料設定線切割製程程式，以對線切割製程進行控制。當然，在其他示例中，若所述線切割系統不包括所述資料記憶體29，所述壓力感測器25、所述第一位移感測器26、所述第一溫度感測器27、所述速度感測器28、所述第二溫度感測器32、所述第三溫度感測器33、所述第二位移感測器34及所述第三位移感測器35偵測的資料直接傳輸於所述處理器30。
綜上所述，本發明提供一種改善晶圓表面切割形貌的線切割系統，所述改善晶圓表面切割形貌的線切割系統包括：晶錠進給裝置、切割線及切割線驅動裝置；所述晶錠進給裝置適用於固定待切割晶錠，並驅 動所述待切割晶錠向所述切割線運動，所述切割線驅動裝置適用於驅動所述切割線運動，並對所述待切割晶錠進行線切割；還包括：壓力感測器，位於所述晶錠進給裝置上，適用於偵測所述待切割晶錠對所述切割線的壓力；第一位移感測器，位於所述晶錠進給裝置上，適用於偵測所述待切割晶錠的運動及位置偏移；第一溫度感測器，適用於偵測待切割晶錠與所述切割線接觸區域的溫度；速度感測器，適用於偵測所述切割線的運動速度。本發明的線切割系統通過增設壓力感測器、第一位移感測器、第一溫度感測器及速度感測器，可以即時偵測待切割晶錠對切割線的壓力、待切割晶錠的運動及位置偏移、待切割晶錠與切割線接觸區域的溫度及切割線的運動速度，使用者可以根據偵測的上述資料調整設定線切割製程程式，以對線切割製程進行控制，從而改善切割得到的晶圓表面的形貌，避免切割得到的晶圓表面存在奈米拓撲結構形貌。
上述實施例僅例示性說明本發明的原理及其功效，而非用於限制本發明。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本發明的精神及範疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術領域中具有通常知識者在未脫離本發明所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本發明的申請專利範圍所涵蓋。

Claims (9)

  1. 一種改善晶圓表面切割形貌的線切割系統，包括一晶錠進給裝置、一切割線及一切割線驅動裝置；所述晶錠進給裝置適用於固定待切割晶錠並驅動所述待切割晶錠向所述切割線運動，所述切割線驅動裝置適用於驅動所述切割線運動並對所述待切割晶錠進行線切割，所述改善晶圓表面切割形貌的線切割系統還包括：一壓力感測器，位於所述晶錠進給裝置上，適用於偵測所述待切割晶錠對所述切割線的壓力；一第一位移感測器，位於所述晶錠進給裝置上，適用於偵測所述待切割晶錠的運動及位置偏移；一第一溫度感測器，適用於偵測所述待切割晶錠與所述切割線之接觸區域的溫度；以及一速度感測器，適用於偵測所述切割線的運動速度。
  2. 如請求項1所述的改善晶圓表面切割形貌的線切割系統，其中所述晶錠進給裝置包括一線鋸及一夾軌；所述夾軌一端固定所述待切割晶錠而另一端與所述線鋸相連接；所述線鋸適用於驅動所述夾軌及所述切割晶錠運動。
  3. 如請求項2所述的改善晶圓表面切割形貌的線切割系統，其中所述晶錠進給裝置還包括一鍵合樹脂層，所述鍵合樹脂層位於所述夾軌與所述待切割晶錠之間，適用於將所述待切割晶錠固定於所述夾軌上。
  4. 如請求項1所述的改善晶圓表面切割形貌的線切割系統，其中所述第一位移感測器為六軸加速度感測器。
  5. 如請求項1所述的改善晶圓表面切割形貌的線切割系統，其中所述第一溫度感測器為紅外線感測器。
  6. 如請求項1所述的改善晶圓表面切割形貌的線切割系統，其中所述線切割系統還包括：一資料記憶體，與所述壓力感測器、所述第一位移感測器、所述第一溫度感測器及所述速度感測器通訊連接，適用於將所述壓力感測器、所述第一位移感測器、所述第一溫度感測器及所述速度感測器偵測的資料進行存儲；一處理器，與所述資料記憶體相連接，適用於提取所述資料記憶體中存儲的所述壓力感測器、所述第一位移感測器、所述第一溫度感測器及所述速度感測器偵測的資料，並依據提取的資料設定線切割製程程式以便對線切割製程進行控制。
  7. 如請求項1所述的改善晶圓表面切割形貌的線切割系統，其中所述線切割系統還包括一處理器，所述處理器與所述壓力感測器、所述第一位移感測器、所述第一溫度感測器及所述速度感測器通訊連接，適用於依據與所述壓力感測器、所述第一位移感測器、所述第一溫度感測器及所述速度感測器偵測的資料設定線切割製程程式以便對線切割製程進行控制。
  8. 如請求項6或7所述的改善晶圓表面切割形貌的線切割系統，其中所述切割線驅動裝置包括一切割線導軌，所述切割線繞置於所述切割線導軌 上；所述切割線導軌的數量為若干個，若干個所述切割線導軌位於所述待切割晶錠之運動路徑的兩側，適用於驅動所述切割線作運動以便對所述待切割晶錠進行線切割。
  9. 如請求項8所述的改善晶圓表面切割形貌的線切割系統，其中所述線切割系統還包括：一固定部，位於各所述切割線導軌的兩端；所述固定部內設有一第一冷卻管路，所述固定部表面設有與所述第一冷卻管路相連接的一第一進口及一第一出口；所述切割線導軌內設有一第二冷卻管路，所述切割線導軌之端面設有與所述第二冷卻管路相連通的一第二進口及一第二出口；一熱交換器，與所述第一進口、所述第一出口、所述第二進口及所述第二出口相連接，適用於向所述第一冷卻管路及所述第二冷卻管路內提供冷卻液體；一第二溫度感測器，位於所述切割線導軌之端面，並與所述資料記憶體相連接，適用於偵測所述切割線導軌的溫度及流經所述切割線導軌的冷卻液體的溫度，並將偵測的溫度資料存儲於所述資料記憶體內；一第三溫度感測器，位於所述固定部表面，並與所述資料記憶體相連接，適用於偵測所述固定部的溫度及流經所述固定部的冷卻液體的溫度，並將偵測的溫度資料存儲於所述資料記憶體內；一第二位移感測器，位於所述切割線導軌之端面，並與所述資料記憶體相連接，適用於偵測所述切割線導軌的運動及軸向位移，並將偵測的資料存儲於所述資料記憶體內； 一第三位移感測器，位於所述固定部表面，並與所述資料記憶體相連接，適用於偵測所述固定部的運動，並將偵測的資料存儲於所述資料記憶體內；所述處理器適用於提取所述資料記憶體中存儲的所述壓力感測器、所述第一位移感測器、所述第一溫度感測器、所述速度感測器、所述第二溫度感測器、所述第三溫度感測器、所述第二位移感測器及所述第三位移感測器偵測的資料，並依據提取的資料設定線切割製程程式，以便對線切割製程進行控制。
TW106121311A 2016-12-12 2017-06-26 改善晶圓表面切割形貌的線切割系統 TWI656249B (zh)

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