TWI693981B - 板狀物的分割方法 - Google Patents

Abstract

本發明之課題是有效率且高精度地分割器件。解決手段包含：板狀物貼附步驟，在環狀框架上貼附接著膠帶，並在開口部上使複數個條狀之板狀物的短邊側相互分開預定間隔而排列成行並貼附到接著膠帶之表面；檢測步驟，在板狀物貼附步驟之後，將貼附有複數個條狀之板狀物的環狀框架以工作夾台保持，並藉由檢測機構對每個板狀物檢測分割預定線之位置及角度；及分割步驟，在檢測步驟之後，藉由雷射光線照射機構，依據在檢測步驟所檢測到之位置及角度資訊而將工作夾台與雷射光線照射機構按各個條狀之板狀物一面進行微調一面相對地加工進給，使對板狀物具有吸収性之波長的雷射光線沿分割預定線來將複數個板狀物分割成複數個器件晶片。

Description

板狀物的分割方法 發明領域

本發明是有關於一種板狀物的分割方法。

發明背景

在包含半導體器件與光器件之器件的製造工序中，會在晶圓之表面形成格子狀之分割預定線並劃分成複數個區域，而在被劃分之區域中形成包含積體電路(IC：Integrated Circuit)或大型積體電路(LSI：Large Scale Integration)之半導體器件、或包含發光二極體或雷射二極體之光器件。之後，將形成有器件之晶圓沿分割預定線分割，並製造器件晶片。

在專利文獻1中記載有在分割晶圓之工序中，於將晶圓劈開成包含複數個器件之條狀的板狀物，且在劈開面形成端面保護膜後，分割成一個個的器件晶片的方法。

先前技術文獻 專利文獻

專利文獻1：日本專利特開2003-086542號公報

發明概要

專利文獻1中所記載的技術包含：將晶圓(半導體基板)分割成條狀之複數個板狀物之工序；形成端面保護膜之工序；使板狀物在接著片(黏著片)上貼附成相互空出間隔而平行地，且使器件間(元件間)之邊界成直線狀地排列成行之工序；將分割用之分割預定線(刻劃痕)成批形成之工序；及施加按壓力來將板狀物分割成一個個的器件晶片之工序。

然而，專利文獻1所記載之技術，由於是以使板狀物在接著片上高精度地排列成行之狀態來貼附，所以貼附作業上會需要龐大之工夫與時間。因此，在器件之分割工序中，在其效率上存有改善之餘地。又，要將已使其排列成行之複數個片板狀物的分割預定線成批來分割時，在其精度上存有改善之餘地。

本發明是有鑑於上述情形而作成的發明，其目的在於提供一種能夠有效率且高精度地將板狀物分割成器件晶片之板狀物的分割方法。

為了解決上述之課題，以達成目的，本發明之分割方法是將藉由分割預定線將複數個器件至少1列地劃分預定數量而形成之條狀的板狀物分割成一個個的器件晶片之板狀物的分割方法，其具備：板狀物貼附步驟，在具有收容複數個板狀物之開口部的環狀框架上貼附接著膠帶，並在該開口部使複數個條狀 之板狀物的短邊側相互分開預定間隔而排列成行並貼附到該接著膠帶之表面；檢測步驟，在實施該板狀物貼附步驟後，將貼附有複數個條狀之板狀物的該環狀框架以雷射加工裝置的工作夾台保持，並藉由檢測機構對每個板狀物檢測分割預定線之位置及角度；及分割步驟，在實施該檢測步驟後，藉由雷射光線照射機構，依據在該檢測步驟所檢測到的該位置及角度資訊將該工作夾台與該雷射光線照射機構按各個條狀之板狀物一面進行微調一面相對地加工進給，使對該板狀物具有吸収性之波長的雷射光線沿該分割預定線來將複數個板狀物分割成複數個器件晶片。

依據本發明之分割方法，能夠有效率且高精度地將板狀物分割成器件晶片。

1‧‧‧雷射加工裝置

2‧‧‧裝置本體

3‧‧‧柱部

10‧‧‧工作夾台

10a‧‧‧保持面

20‧‧‧雷射光線照射機構

21‧‧‧罩殼

30‧‧‧檢測機構

40‧‧‧X軸移動機構

50‧‧‧Y軸移動機構

100‧‧‧控制機構

B‧‧‧板狀物

B11~B16‧‧‧板狀物

Ba‧‧‧表面

Bb:背面

D:器件

F:環狀框架

Fo:開口部

L:雷射加工線

P、Q、P11~P16、Q11~Q16:點

R:寬度方向中心線

S:分割預定線

T:接著膠帶

Ta:接著膠帶之表面

X、Y、Z:方向

X1、Y1:箭頭

S1、S2、S3:步驟

圖1是實施形態1之分割方法的流程圖。

圖2是顯示實施實施形態1之分割方法的雷射加工裝置之構成例的立體圖。

圖3是顯示以實施形態1之分割方法所分割的板狀物之平面圖。

圖4是將圖3中之板狀物放大來顯示的局部放大平面圖。

用以實施發明之形態

以下，關於本發明之實施形態，一面參照圖式一面詳細地進行說明。本發明不因以下的實施形態所記載之內容而受到限定。又，在以下所記載之構成要素中，含有本發明所屬技術領域中具有通常知識者可輕易設想得到的或實質上是相同者。此外，以下所記載之構成均可適當地組合。又，在不脫離本發明之要旨的範圍內，可進行各種構成之省略、置換或變更。

在以下之說明中，是設定XYZ正交座標系統，而一面參照此XYZ正交座標系一面對各部位之位置關係進行說明。將水平面內之一端方向設為X軸方向，將在水平面內與X軸方向正交之方向設為Y軸方向，將與X軸方向及Y軸方向各自正交之方向設為Z軸方向。包含X軸及Y軸之X、Y平面，是與水平面平行。與X、Y平面正交之Z軸方向，是鉛直方向。

[實施形態1]

圖1是實施形態1之分割方法的流程圖。圖2是顯示實施實施形態1之分割方法的雷射加工裝置之構成例的立體圖。圖3是顯示以實施形態1之分割方法所分割的板狀物之平面圖。圖4是將圖3中之板狀物放大來顯示之局部放大平面圖。

本實施形態之分割方法是藉由雷射加工裝置1對板狀物B照射雷射光線，以進行分割。如圖1所示，板狀物之分割方法是依板狀物貼附步驟S1、檢測步驟S2、分割步 驟S3之順序來實行處理。在本實施形態中，是在板狀物貼附步驟S1中將板狀物B貼附到環狀框架F上，在檢測步驟S2中對每個板狀物B檢測全部的分割預定線S的位置及角度，在分割步驟S3中沿全部的分割預定線S將板狀物B分割成複數個器件D。此分割方法是藉由圖2所示之雷射加工裝置1所實施的方法(亦即使用雷射加工裝置1之方法)。

雷射加工裝置1會將板狀物B沿分割預定線S切斷。如圖2所示，雷射加工裝置1至少具備保持板狀物B之工作夾台10、為了分割被保持在工作夾台10上之板狀物B而照射雷射光線之雷射光線照射機構20、檢測機構30、X軸移動機構40、Y軸移動機構50、及控制機構100。在本實施形態中，雷射加工裝置1是藉由控制機構100而被控制，且藉由控制機構100自動地實施各步驟。控制機構100是將具備例如包含CPU等的運算處理裝置、或包含ROM、RAM等記憶機構的微處理器(圖未示)作為主體而被構成。控制機構100是與顯示加工動作之狀態的顯示機構、及操作人員登錄加工內容資訊等時所使用之操作機構電連接。

板狀物B是劈開例如以矽、藍寶石、鎵等為母材之圓板狀的半導體晶圓與光器件晶圓所形成之板狀物。如圖3及圖4所示，板狀物B在藉由形成於表面Ba之複數條分割預定線S所劃分出的區域中形成有器件D。在本實施形態中，在板狀物B中，在藉由4條分割預定線S所劃分出之區域中形成有5個器件D。板狀物B是將形成有器件D之區域沿分割預定線S切斷來進行分割，並製造出一個個的半導體晶片。

首先，如圖1所示，實行板狀物貼附步驟S1。板狀物貼附步驟S1是在環狀框架F上貼附接著膠帶T，並在開口部Fo使複數個條狀之板狀物B的短邊側相互分開預定間隔而排列成行並貼附到接著膠帶T之表面Ta的步驟。在此，接著膠帶T具有比開口部Fo更大之面積。接著膠帶T之外緣部會被貼附到環狀框架F上。

板狀物貼附步驟S1是將複數個板狀物B，使板狀物B之短邊側相互分開預定間隔來排列成行，而貼附到已貼附在環狀框架F之接著膠帶T的表面Ta上。複數個板狀物B是形成為在與板狀物B之短邊平行的方向上分開預定間隔排列成行的狀態。亦即，形成為板狀物B之長邊，與相鄰之板狀物B的長邊相面對之狀態。作為將複數個板狀物B貼附到接著膠帶T上之方法，有例如將複數個板狀物B在使其於板狀物B之短邊方向上分開預定間隔來排列後，將已貼附在環狀框架F上的接著膠帶T之表面Ta貼附到板狀物B之背面Bb(參照圖2)之方法。又，有例如在已貼附在環狀框架F上之接著膠帶T的表面Ta上，將複數個板狀物B一邊使其在板狀物B之短邊方向上分開預定間隔來排列成行一邊進行貼附的方法。另外，這些方法都是例示，並非會限定於這些方法。在本實施形態中，在板狀物貼附步驟S1中，是將6片板狀物B在短邊方向上分開預定間隔來使其排列成行，且將2片板狀物B在長邊方向上分開預定間隔來排列成行，而以使總計12片的板狀物B排列成行之狀態，透過接著膠帶T貼附到環狀框架F上。

在實行板狀物貼附步驟S1後，實行檢測步驟S2。檢測步驟S2是將已透過接著膠帶T貼附有複數個板狀物B之環狀框架F，保持於雷射加工裝置1之工作夾台10上，而藉由檢測機構30對每個板狀物B檢測分割預定線S之位置及角度的步驟。

工作夾台10會保持已載置在保持面10a上之加工前的板狀物B。具體來說，工作夾台10是保持已透過接著膠帶T貼附到環狀框架F之開口部Fo的板狀物B。工作夾台10是使構成保持面10a之部分為由多孔陶瓷等所形成的圓盤形狀。工作夾台10是透過真空吸引路徑(圖未示)與真空吸引源(圖未示)連接。藉此，工作夾台10會透過接著膠帶T，吸引並保持已載置在保持面10a上之板狀物B。工作夾台10是藉由X軸移動機構40而在X軸方向上加工傳送、藉由旋轉驅動源(未圖示)而繞著中心軸線(與Z軸平行)旋轉，並且藉由Y軸移動機構50而朝箭頭Y1方向分度進給。又，在工作夾台10之周圍，設置有複數個藉由空氣促動器(air actuator)驅動來挾持板狀物B周圍的環狀框架F之夾具部(圖未示)。X軸移動機構40及Y軸移動機構50是藉由控制機構100而被控制。

檢測機構30會檢測於板狀物B上所形成之分割預定線S。檢測機構30在X軸方向上是比雷射光線照射機構20更靠箭頭X1方向側設置。在本實施形態中，檢測機構30是拍攝板狀物B之包含例如CCD(Charge-Coupled Device，電荷耦合器件)相機之攝像裝置。檢測機構30會將所拍攝的圖像資料傳送到控制機構100。檢測機構30是藉由控制機構 100而被控制。

在檢測步驟S2中，首先，是將透過接著膠帶T而貼附有板狀物B之環狀框架F載置於已遠離雷射光線照射機構20之工作夾台10的保持面10a上。然後，雷射加工裝置1會隔著接著膠帶T在工作夾台10上吸引保持板狀物B。又，雷射加工裝置1會藉由夾具部挾持環狀框架F。此時，雷射加工裝置1宜以使已貼附於接著膠帶T上之複數個板狀物B的短邊方向與X軸方向一致、且長邊方向與Y軸方向一致之方向，來將環狀框架F載置於保持面10a上。在此，圖3所示之環狀框架F是使12片板狀物B以在X軸方向上6片、Y軸方向上2片的方式排列成行。

雷射加工裝置1會以控制機構110控制X軸移動機構40與Y軸移動機構50之動作，而以X軸移動機構40與Y軸移動機構50移動工作夾台10，並在接著膠帶T所貼附之複數個板狀物B之中，將配置於X軸方向上之一端且Y軸方向上之一端(例如，圖3中左下)的板狀物B之Y軸方向上的一端側(例如，圖3中下側)之分割預定線S(以下，稱為「Y軸方向第1條分割預定線S」)，移動至檢測機構30之正下方。

雷射加工裝置1是以控制機構100控制檢測機構30之動作，而以檢測機構30沿箭頭X1方向，依序拍攝各板狀物B之Y軸方向第1條分割預定線S，並將所拍攝到的圖像資料記憶於記憶機構中。控制機構100會控制X軸移動機構40之動作並使工作夾台10朝箭頭X1方向以預定移動速度(例如100mm/秒之移動速度)移動，並且以預定時間間隔(例 如0.05秒之時間間隔)對檢測機構30輸出撮像訊號。再者，控制機構100亦可不按每預定時間間隔，而是按工作夾台10每移動預定距離(例如每移動5mm)來對檢測機構30輸出撮像訊號。

控制機構100是依據包含點P11到點P16之圖像資料，實施型樣匹配等之圖像處理，以分別算出點P11到點P16之X、Y座標值(X11,Y11)~(X16,Y16)、與通過點P11到點P16之Y軸方向第1條分割預定線S相對於X軸方向之傾斜度θ 1~θ 6，並記憶於記憶機構中。在此，將分割預定線S之寬度方向的中心線設為寬度方向中心線R。將寬度方向中心線R之兩端設為點P、點Q。又，板狀物B會在X軸方向上排列有B11、B12、B13、B14、B15、B16之6片。與這些板狀物B在Y軸方向上分開，配置有6片的板狀物B。所謂分割預定線S之相對於X軸方向的傾斜度θ，是指分割預定線S之寬度方向(圖3中之上下方向)的中心線相對於X軸方向之傾斜度θ。並且，控制機構100是依據點P11~點P16之X、Y座標值(X11,Y11)~(X16,Y16)、與通過點P11~點P16之Y軸方向第1條分割預定線S相對於X軸方向的傾斜度θ 1~θ 6，來製作通過點P11~點P16之X、Y座標值(X11,Y11)~(X16,Y16)，且連結複數條Y軸方向第1條分割預定線S的Y軸方向第1條雷射加工線L，並將包含此雷射加工線L之雷射加工線測繪圖(map)記憶於記憶機構中。

控制機構100是將Y軸移動機構50之動作控制成可以接著製作相對於Y軸方向第2條分割預定線S的Y軸方 向第2條雷射加工線測繪圖，並將工作夾台10朝箭頭Y1方向分度進給相當於分割預定線S之間隔。然後，控制機構100會針對Y軸方向第2條分割預定線S，與先前同樣地，製作上述之雷射加工線測繪圖。反覆進行此操作，控制機構100會製作出包含相對於在Y軸方向上空出間隔而形成之全部的分割預定線S的雷射加工線L之雷射加工線測繪圖。

在實行檢測步驟S2後，實行分割步驟S3。分割步驟S3是依據雷射加工線測繪圖，將工作夾台10與雷射光線照射機構20之相對位置按每個板狀物B一面微調一面相對地加工進給，而藉由雷射光線照射機構20將對於板狀物B具有吸収性之波長的雷射光線沿雷射加工線L照射，並且將複數個板狀物B沿分割預定線S分割成複數個器件D之步驟。

雷射光線照射機構20會對保持在工作夾台10上之板狀物B，照射板狀物B具有吸収性之波長的雷射光線，而切斷板狀物B。雷射光線照射機構20具備被裝置本體2之柱部3所支撐的罩殼21、及雷射振盪器(圖未示)。雷射振盪器會振盪產生板狀物B具有吸収性之波長的雷射光線。雷射光線照射機構20是藉由控制機構100而被控制。

在分割步驟S3中，會藉由控制機構100控制X軸移動機構40與Y軸移動機構50之動作，依據雷射加工線測繪圖，以X軸移動機構40與Y軸移動機構50來移動工作夾台10，並在貼附於接著膠帶T上之複數個板狀物B之中，將配置於X軸方向之一端且Y軸方向之一端(例如，圖3中左下)的板狀 物B之Y軸方向第1條分割預定線S，移動至雷射光線照射機構20之雷射光線的照射位置。

控制機構100會控制雷射光線照射機構20之動作與X軸移動機構40之動作，並依據雷射加工線測繪圖，以雷射光線照射機構20使雷射光線沿Y軸方向第1條雷射加工線L來照射於分割預定線S，並且以X軸移動機構40將工作夾台10(亦即板狀物B)朝箭頭X1方向以預定之進給速度移動。其結果為，將複數個板狀物B沿Y軸方向第1條雷射加工線L照射雷射光線，而沿Y軸方向第1條分割預定線S被分割成器件D。控制機構100在雷射光線之照射位置到達Y軸方向第1條雷射加工線L的另一端(圖3中為右端)時，即停止雷射光線照射機構20所進行之雷射光線的照射，並且停止X軸移動機構40所進行之板狀物B的移動。

控制機構100是將Y軸移動機構50之動作控制成可以接著沿Y軸方向第2條雷射加工線L對分割預定線S照射雷射光線，並以Y軸移動機構50使工作夾台10朝箭頭Y1方向分度進給相當於分割預定線S之間隔。並且，與先前同樣地，將複數個板狀物B沿Y軸方向第2條雷射加工線L照射雷射光線，而沿Y軸方向第2條分割預定線S被分割成器件D。重複進行此操作，以將貼附於接著膠帶T上之板狀物B，沿所有的分割預定線S分割成複數個器件D。

接著，在貼附於接著膠帶T上之板狀物B的所有的分割預定線S上之器件D的分割結束後，控制機構100會停止雷射光線照射機構20之雷射光線的照射。然後，控制機 構100會控制X軸移動機構40與Y軸移動機構50之動作，以X軸移動機構40與Y軸移動機構50將工作夾台10移動至遠離雷射光線照射機構20之位置後，解除工作夾台10之吸引保持及夾具部的挾持。並且，將環狀框架F從工作夾台10上移除。

如以上所述，依據本實施形態之分割方法，在檢測步驟S2中，控制機構100會對每個板狀物B檢測分割預定線S之位置及角度並製作包含雷射加工線L的雷射加工線測繪圖。然後，在分割步驟S3中，控制機構100會控制X軸移動機構40與Y軸移動機構50之動作、與雷射光線照射機構20之動作，並依據雷射加工線測繪圖，以X軸移動機構40與Y軸移動機構50按每個板狀物B來微調工作夾台10與雷射光線照射機構20之相對位置並且相對地加工進給，而可以藉雷射光線照射機構20沿複數個板狀物B之雷射加工線L來照射雷射光線，並在分割預定線S上分割成複數個器件D。藉此，在板狀物貼附步驟S1中，即便貼附於接著膠帶T上之板狀物B，並未設成精度良好地排列成行，也可以將板狀物B在分割預定線S上分割成複數個器件D。又，在將板狀物B貼附至接著膠帶T上時，由於可不需要高精度地排列成行，所以能夠削減作業上所需要之工夫，且可以縮短作業時間。亦即，本實施形態之分割方法能夠有效率且高精度地從板狀物B分割出器件D。

[實施形態2]

針對實施形態2進行說明。在實施形態2中，針對檢測 步驟S2及分割步驟S3之其他態様進行說明。在實施形態2中，是按每條雷射加工線L實行檢測步驟S2與分割步驟S3。

本實施形態之分割方法是在實行板狀物貼附步驟S1後，按每條雷射加工線L，在檢測步驟S2中，對每個板狀物B檢測分割預定線S之位置及角度，並在分割步驟S3中，沿分割預定線S將板狀物B分割成複數個器件D。若更詳細地說明，雷射加工裝置1是在板狀物貼附步驟S1之後，在檢測步驟S2中，檢測Y軸方向第1條分割預定線S，並且在分割步驟S3中，沿Y軸方向第1條分割預定線S將板狀物B分割成器件D。然後，控制機構100會在雷射光線之照射位置到達分割預定線S的另一端(圖3中為右端)時，控制雷射光線照射機構20與X軸移動機構40之動作，以停止雷射光線之照射，並且停止以X軸移動機構40所進行之板狀物B的往箭頭X1方向之移動。並且，控制機構100會將Y軸移動機構50之動作控制成能夠檢測下一條Y軸方向第2條分割預定線S的位置及角度，並以Y軸移動機構50將工作夾台10朝箭頭Y1方向分度進給相當於分割預定線S之間隔。並且，控制機構100會回到檢測步驟S2，並針對Y軸方向第2條分割預定線S，實行檢測步驟S2與分割步驟S3。重複進行此操作，控制機構100能夠對在Y軸方向上空出間隔而形成之分割預定線S的全部，檢測分割預定線S之位置及角度。藉此，可以將貼附於接著膠帶T上之板狀物B沿全部之分割預定線S分割成複數個器件D。

如以上所述，依據本實施形態之分割方法，與實 施形態1同樣地，能夠有効率且高精度地從板狀物B分割出器件D。又，由於控制機構100會將板狀物B朝箭頭X1方向以預定之進給速度移動，並且在檢測步驟S2中檢測分割預定線S之位置及角度，而且在分割步驟S3中沿分割預定線S分割成器件D，所以能夠更有效率地從板狀物B分割出器件D。

再者，本發明並不限定於上述實施形態。亦即，在不脫離本發明之要點之範圍內，可進行各種變形來實施。例如，在檢測步驟S2中，雖然是作成檢測板狀物B之全部的分割預定線S之位置及角度的步驟來說明，但是在已貼附於接著膠帶T之板狀物B的成行精度較高時，亦可不檢測全部之分割預定線S的位置及角度。若更詳細地說明，亦可作成僅檢測Y軸方向第1條分割預定線S，並在使工作夾台10配合Y軸方向第1條分割預定線S來進行分割後，將工作夾台10朝箭頭Y1方向分度進給相當於分割預定線S之間隔來進行分割。

S1、S2、S3‧‧‧步驟

Claims (1)

1. 一種板狀物的分割方法，是將藉由分割預定線將複數個器件至少1列地劃分預定數量而形成之條狀的板狀物分割成一個個的器件晶片之板狀物的分割方法，其特徵在於具備：板狀物貼附步驟，在具有收容複數個板狀物之開口部的環狀框架上貼附接著膠帶，並在該開口部使複數個條狀之板狀物的短邊側相互分開預定間隔而排列成行並貼附到該接著膠帶之表面；檢測步驟，在實施該板狀物貼附步驟後，將貼附有複數個條狀之板狀物的該環狀框架以雷射加工裝置的工作夾台保持，並藉由檢測機構對每個板狀物檢測分割預定線之位置及角度；及分割步驟，在實施該檢測步驟後，藉由雷射光線照射機構，依據在該檢測步驟所檢測到的該位置及角度資訊將該工作夾台與該雷射光線照射機構按各個條狀之板狀物一面進行微調一面相對地加工進給，使對該板狀物具有吸收性之波長的雷射光線沿該分割預定線來將複數個板狀物分割成複數個器件晶片，在該檢測步驟中，算出排列在複數個板狀物之加工進給方向上的分割預定線的各個點的位置、及排列在複數個板狀物之加工進給方向上的各個板狀物的分割預定線相對於加工進給方向的傾斜，並製作雷射加工線， 前述雷射加工線是通過排列在複數個板狀物之加工進給方向上的分割預定線的各個點且連結排列在複數個板狀物之加工進給方向上的分割預定線，在該分割步驟中，依據該雷射加工線，將該工作夾台與該雷射光線照射機構之相對位置按各個板狀物一面進行微調一面相對地加工進給，使該雷射光線沿該雷射加工線照射，來沿著該雷射加工線將複數個板狀物分割成複數個器件晶片。

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