CN104658975A - 晶圆切割方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种晶圆切割方法,针对使用于至少具备有一承载晶圆并作X轴向进给移动的载台,以及作Y-Z轴向进给移动以对该载台上的晶圆进行切割作业的第一切割机构及第二切割机构,该第一切割机构是在第一转轴上装设有第一刀片,该第二切割机构是在第二转轴上装设有第二刀片,该第一转轴与第二转轴略呈一直线排列,并使第一刀片与第二刀片呈相对向设置,使得载台承载晶圆作X轴向进给移动时,可先利用该第一切割机构及第二切割机构同步升降,以对晶圆二侧部的第一切割区进行非同向移距进给的同步切割步骤,接着第一切割机构及第二切割机构作Y轴向移动至对应晶圆中间位置的第二切割区,以同步升降对晶圆接续进行同向移距进给的同步切割步骤,进而达到有效提升切割产能的实用效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种可对晶圆作同步升降及完整同步切割,进而有效提升切割产能的晶圆切割方法。
背景技术
中国台湾专利申请第87110593号精密切削装置及切削方法专利案,其提出了多种双刀的切削装置,请参阅图1所示,其是在机台上设有门型的引导基盘10,在该引导基盘10的侧面配设有一Y轴向的一对导轨11、第一螺杆12及第二螺杆13,第一螺杆12及第二螺杆13并可分别由马达14、15驱动旋转,第一切削机构21及第二切削机构22,以垂吊状态被支持在导轨11上,并各自螺合在第一螺杆12及第二螺杆13上,利用第一螺杆12及第二螺杆13带动,而可分别于Y轴向分度进给,第一切削机构21在Y轴向配设有具旋转轴的第一主轴组件211以及安装在第一主轴组件211前端的第一刀片212,第二切削机构22则在Y轴向配设有具旋转轴的第二主轴组件221以及安装在第二主轴组件221前端的第二刀片222,且使该第一主轴组件211及第二主轴组件221略呈一直线,而第二刀片222与第一刀片212则在一直线上呈相对向设置,另第一切削机构21配设有控制第一主轴组件211作Z轴向运动的马达213,在第二切削机构22上则配设有控制第二主轴组件221作Z轴向运动的马达223,而使第一主轴组件211及第二主轴组件221可分别独立在Z轴向移动以调整切割的深度。在引导基盘10的空洞部16,在垂直于引导基盘10的方向设有可作X轴向进给及旋转的夹头台30,该夹头台30供承载晶圆,使得夹头台30在作X轴向进给时,可由第一切削机构21的第一刀片212及第二切削机构22的第二刀片222对晶圆进行切割作业。
请参阅图2A、图2B、图2C及图3A、图3B、图3C,其是图1所示切削装置的第一种切削方法,首先如图2A所示,第一刀片212是被定位在半导体晶圆31的侧边部,第二刀片222则被定位在半导体晶圆31的中央部,下降第一切削机构21及第二切削机构22,同时使得夹头台30在X轴方向移动,而可同时分别由第一刀片212及第二刀片222在半导体晶圆31的侧边部及中央部切削出X轴向的切割线(如图3A所示)。接着如第2B、2C所示,将第一切削机构21及第二切削机构22作等距的Y轴向分度进给,并维持第一刀片212与第二刀片222在相同的间隔,当夹头台30再作X轴向进给时,即可如图3B、图3C所示,在半导体晶圆31上间隔切削出X轴向的切割线。然而该切削方法是有存在有很大的问题,请参阅图4A,晶圆31在切割前,是在一金属制的框架32上固定有一粘膜层33,晶圆31再粘附于该粘膜层33上,而可以框架32搬移晶圆31,由于第一主轴组件211及第二主轴组件221呈一直线,因此第一刀片212及第二刀片222应该位于相同的X轴向位置上,当第二刀片222被定位在半导体晶圆31的中央部时,第一刀片212应该是被定位在相同于第二刀片222X轴向位置(半导体晶圆31侧边部的前方位置),当晶圆31作X轴向进给时,若第一刀片212与第二刀片222同步下降,势必第一刀片212会切削到框架32,因此第一刀片212与第二刀片22必须作不同步升降,也即如图4B所示,第一刀片212必须于框架32通过其下刀位置后才能下降,之后,第二次切削、第三次切削、第四次切削……,第一刀片212与第二刀片222间下刀的相对时间点将会更加复杂,进而因不同步升降造成不易控制进行切削的问题。
请参阅图5A、图5B、图5C及图6A、图6B、图6C,其是图1所示切削装置的第二种切削方法,首先如如图5A所示,第一刀片212与第二刀片222是被定位在半导体晶圆31的Y轴向二侧边部,下降第一切削机构21及第二切削机构22,同时使得夹头台30在X轴方向移动,而可同时分别由第一刀片212及第二刀片222在半导体晶圆31的二侧边部切削出X轴向的切割线(如图6A所示)。接着如图5B所示,将第一切削机构21及第二切削机构22作相对方向等距的Y轴向分度进给,当夹头台30再作X轴向进给时,即可如图6B所示,在半导体晶圆31上由外往内间隔切削出X轴向的切割线。该切削方法由于第一刀片212与第二刀片22在X轴向的下刀点位置左右对称相同,而可使第一刀片212与第二刀片22作同步升降,但,如同其说明书中所述,实际上第一刀片212及第二刀片222的前端安装有刀片固定用的凸缘等,且刀片是利用刀片盖而覆盖;因此,在半导体晶圆31的中央部(如图5B中未形成切削槽的部分)必须预留以分隔第一切削机构21与第二切削机构22,否则第一切削机构21与第二切削机构22将会作相对方向进给而产生碰撞的情形;接着就必须如图5C所示,由于该半导体晶圆31的中央部预留区域的空间并无法提供第一切削机构21与第二切削机构22作相对方向进给,也无法提供容纳第一切削机构21与第二切削机构22作相同方向的同步进给(因作相同方向的同步进给,必须先使第一切削机构21或第二切削机构22作Y轴向的移动,而任一切削机构作Y轴向的移动将会直接撞击到另一切削机构),因此必须先退出其中一切削机构,由另外一切削机构单独进行切削,譬如单独由第一刀片212来进行切削,即可如图6C所示,在半导体晶圆31上完整的间隔切削出X轴向的切割线。该第二种切削方法,由于在最后的半导体晶圆31中央部预留区域,以一切削机构单独进行切削,而无法继续作同步切削,因此该部份单一刀片的切削方式会影响到整个的切削效率。
请参阅图7A、图7B、图7C及图8A、图8B、图8C,其是图1所示切削装置的第三种切削方法,首先如如图7A所示,第一切削机构21及第二切削机构22相互趋近至不会撞击的最小范围内,而使第一刀片212与第二刀片22被定位在半导体晶圆31Y轴向最小范围的中央部,下降第一切削机构21及第二切削机构22,同时使得夹头台30在X轴方向移动,而可同时分别由第一刀片212及第二刀片222在半导体晶圆31的中央部切削出X轴向的切割线(如图8A所示)。接着如图7B所示,将第一切削机构21及第二切削机构22作相反方向等距的Y轴向分度进给,当夹头台30再作X轴向进给时,即可如图8B所示,在半导体晶圆31上由内往外间隔切削出X轴向的切割线。该切削方法由于第一刀片212与第二刀片22在X轴向的下刀点位置左右对称相同,而可使第一刀片212与第二刀片22作同步升降,但,如前所述,该半导体晶圆31的中央部(如图7B中未形成切削槽的部分)是第一切削机构21及第二切削机构22避免撞击的最小范围,由于该半导体晶圆31的中央部空间并无法提供第一切削机构21与第二切削机构22作相对方向进给,也无法提供容纳第一切削机构21与第二切削机构22作相同方向的同步进给(因作相同方向的同步进给,必须先使第一切削机构21或第二切削机构22作Y轴向的移动,而任一切削机构作Y轴向的移动将会直接撞击到另一切削机构),因此接着就必须如图7C所示,先退出其中一切削机构,由另外一切削机构单独进行切削,譬如单独由第一刀片212来进行切削,即可如图8C所示,在半导体晶圆31上完整的间隔切削出X轴向的切割线。该第三种切削方法,由于在最后的半导体晶圆31中央部以一切削机构单独进行切削,而无法继续作同步切削,因此该部份单一刀片的切削方式也会影响到整个的切削效率。
有鉴于此,本发明人遂以其多年从事相关行业的研发与制作经验,针对目前所面临的问题深入研究,经过长期努力的研究与试作,终究研创出一种可同时利用二刀片做同步升降,并对晶圆作完整同步切割的切割方法,以有效提升切割产能,此即为本发明的设计宗旨。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明的目的在于:提供一种晶圆切割方法,是可同时利用二刀片做同步升降,并对晶圆作完整同步切割的切割方法,以有效提升切割产能。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:
一种晶圆切割方法,其特征在于:其针对使用于至少具备有一承载晶圆并作X轴向进给移动的载台,以及作Y-Z轴向进给移动以对该载台上的晶圆进行切割作业的第一切割机构及第二切割机构,该第一切割机构是在第一转轴上装设有第一刀片,该第二切割机构是在第二转轴上装设有第二刀片,该第一转轴与第二转轴略呈一直线排列,并使第一刀片与第二刀片呈相对向设置;该切割方法包括有:
非同向移距进给步骤:是晶圆二侧部的第一切割区的切割作业,其将第一刀片与第二刀片定位在晶圆二侧部的Y轴向的边侧,并在Y轴向上作相对方向的移距进给,在载台承载晶圆作X轴向进给移动时,在该第一切割区上,以同步升降同步切割的方式,由外往内间隔切削出X轴向的切割线;
同向移距进给步骤:是晶圆中央部的第二切割区的切割作业,其移动第一切割机构及第二切割机构至晶圆中央部的第二切割区,而使第一刀片及第二刀片分别位于该第二切割区的二间隔位置上,并在Y轴向上作相同方向的移距进给,在载台承载晶圆作X轴向进给移动时,在该第二切割区上,以同步升降同步切割的方式,同向间隔切削出X轴向的切割线。
一种晶圆切割方法,其特征在于:其针对使用于至少具备有一承载晶圆并作X轴向进给移动的载台,以及作Y-Z轴向进给移动以对该载台上的晶圆进行切割作业的第一切割机构及第二切割机构,该第一切割机构是在第一转轴上装设有第一刀片,该第二切割机构是在第二转轴上装设有第二刀片,该第一转轴与第二转轴略呈一直线排列,并使第一刀片与第二刀片呈相对向设置;该切割方法包括有:
非同向移距进给步骤:是晶圆二侧部的第一切割区的切割作业,其将第一刀片与第二刀片定位在晶圆二侧部的第一切割区近中央部的二侧位置上,并在Y轴向上作相反方向的移距进给,在载台承载晶圆作X轴向进给移动时,在该第一切割区上,以同步升降同步切割的方式,由内往外间隔切削出X轴向的切割线;
同向移距进给步骤:是晶圆中央部的第二切割区的切割作业,其移动第一切割机构及第二切割机构至晶圆中央部的第二切割区,而使第一刀片及第二刀片分别位于该第二切割区的二间隔位置上,并在Y轴向上作相同方向的移距进给,在载台承载晶圆作X轴向进给移动时,在该第二切割区上,以同步升降同步切割的方式,同向间隔切削出X轴向的切割线。
在较佳的技术方案中,还可增加如下技术特征:
该晶圆中央部的第二切割区,指第一刀片或第二刀片位于晶圆中心最前端位置时,另一刀片在晶圆中央部同步下降不切削到框架的最大范围。
该晶圆二侧部的第一切割区,指晶圆在第二切割区以外的二侧部。
该同向移距进给步骤移动第一切割机构使第一刀片位于晶圆中央部的第二切割区的中心位置,第二切割机构的第二刀片则位于晶圆中央部的第二切割区边侧的间隔位置上。
与现有技术相比较,本发明具有的有益效果是:提供一种晶圆切割方法,针对使用于至少具备有一承载晶圆并作X轴向进给移动的载台,以及作Y轴向进给移动以对该载台上的晶圆进行切割作业的第一切割机构及第二切割机构,该第一切割机构是在第一转轴上装设有第一刀片,该第二切割机构是在第二转轴上装设有第二刀片,该第一转轴与第二转轴略呈现一直线排列,并使第一刀片与第二刀片呈相对向设置,使得载台承载晶圆作X轴向进给移动时,可利用该第一切割机构及第二切割机构以同步升降同步切割的方式,进行晶圆的切割作业,进而达到有效提升切割产能的实用效益。
附图说明
图1是中国台湾第87110593号专利案切削装置的示意图;
图2A~图2C是中国台湾第87110593号专利案切削方法一的动作示意图;
图3A~图3C是图2A~图2C在半导体晶圆形成切削槽的示意图;
图4A~图4B是中国台湾第87110593号专利案切削方法一的说明示意图;
图5A~图5C是中国台湾第87110593号专利案切削方法二的动作示意图;
图6A~图6C是图5A~图5C在半导体晶圆形成切削槽的示意图;
图7A~图7C是中国台湾第87110593号专利案切削方法三的动作示意图;
图8A~图8C是图7A~图7C在半导体晶圆形成切削槽的示意图;
图9是本发明应用的切削装置的示意图;
图10是本发明应用的晶圆的示意图;
图11A~图11D是本发明切削方法一的动作示意图;
图12A~图12D是图11A~图11D在晶圆形成切削槽的示意图;
图13A~图13D是本发明切削方法二的动作示意图;
图14A~图14D是图13A~图13D在晶圆形成切削槽的示意图。
附图标记说明:
现有部份:10-引导基盘;11-导轨;12-第一螺杆;13-第二螺杆;14-马达;15-马达;16-空洞部;21-第一切削机构;211-第一主轴组件;212-第一刀片;213-马达;22-第二切削机构;221-第二主轴组件;222-第二刀片;223-马达;30-夹头台;31-晶圆;
本发明部份:
40-载台;41-第一切割机构;411-第一转轴;412-第一刀片;42-第二切割机构;421-第二转轴;422-第二刀片;50-晶圆;51-框架;S1-第一切割区S2-第二切割区。
具体实施方式
为使贵审查委员对本发明作更进一步的了解,兹举较佳实施例并配合图式,详述如后:
请参阅图9,本发明提供一种晶圆切割方法,针对使用于至少具备有一承载晶圆并作X轴向进给移动的载台40,以及作Y-Z轴向进给移动以对该载台40上的晶圆进行切割作业的第一切割机构41及第二切割机构42,该第一切割机构41是在第一转轴411上装设有第一刀片412,该第二切割机构42是在第二转轴421上装设有第二刀片422,该第一转轴411与第二转轴421略呈一直线排列,并使第一刀片412与第二刀片422呈相对向设置,在载台40承载晶圆作X轴向进给移动时,可利用第一切割机构41及第二切割机构42对晶圆进行切割作业。
本发明提供一种晶圆切割方法,首先,由背景技术的图4A、图4B可以得知,晶圆粘附于一粘膜层上,粘膜层再固定于一金属制的框架上,由于第一主轴组件211及第二主轴组件221呈一直线,因此第一刀片212及第二刀片222的下刀位置是位于相同的X轴向位置上,在这样的基础条件下,该背景技术的第一种切削方法为了避免切削到金属制的框架,第一刀片212与第二刀片22就必须作不同步升降。至于该背景技术的第二种或第三种切削方法,虽然第一阶段可以作同步升降同步切割,但第二阶段则受限于第一刀片212及第二刀片222过于趋近会造成撞击的问题,而必须以单刀进行切割,无法接续进行同步切割。本发明首先由框架及晶圆的关位置进行分析,请参阅图10,假设第一刀片412在晶圆50中心最前端的O点作为下刀点,那么与第一转轴411略呈一直线排列的第二转轴421,其上的第二刀片422在不切削到金属框架51的最大范围位置点,将会落在左侧P点的位置,也即第一刀片412及第二刀片422分别在O点及P点使可以安全的同步下刀,相对的,我们也可以在右侧找到与O点安全同步下刀的Q点,也即在P点与Q点间的晶圆50区域范围内,第一刀片412及第二刀片422是可以作同步升降的下刀,并且不会切削到金属制的框架51,而该P点与Q点间的晶圆50区域范围称的为第二切割区S2,也即该第二切割区S2指第一刀片412或第二刀片422位于晶圆中心最前端位置时,另一刀片在晶圆中央部同步下降不切削到金属制的框架51的最大范围,而晶圆50除第二切割区S2以外的二侧部则称的为第一切割区S1。
本发明第一种晶圆切割方法,请参阅图11A、图11B、图11C、图11D及图12A、图12B、图12C、图12D,首先对晶圆二侧部的第一切割区S1进行非同向移距进给的同步切割步骤,如图11A、图12A所示,第一刀片412与第二刀片422是被定位在晶圆50二侧部的Y轴向的边侧,当载台40承载晶圆50作X轴向进给移动后,同步下降第一切割机构41及第二切割机构42,而可同时分别由第一刀片412及第二刀片422在晶圆50的二侧边部切削出X轴向的切割线(如图12A所示)。接着如图11B所示,将第一切割机构41及第二切割机构42作相对方向的移距进给,在本实施例中,第一切割机构41及第二切割机构42是在Y轴向上以等距移动的方式,作相对方向的移距进给,当载台40再次承载晶圆50作X轴向进给移动后,同步下降第一切割机构41及第二切割机构42,即可如图12B所示,在晶圆50的第一切割区S1上,以同步升降同步切割的方式,由外往内间隔切削出X轴向的切割线。接着于晶圆中央部的第二切割区S2进行同向移距进给的同步切割步骤,如图11C所示,移动第一切割机构41及第二切割机构42至第二切割区S2,而使第一刀片412及第二刀片422分别位于晶圆中央部的第二切割区S2的二间隔位置上,在本实施例中,移动第一切割机构41使第一刀片412位于晶圆中央部的第二切割区S2的中心位置,第二切割机构42的第二刀片422则位于晶圆中央部的第二切割区S2的边侧,当载台40承载晶圆50作X轴向进给移动后,同步下降第一切割机构41及第二切割机构42,而可同时分别由第一刀片412及第二刀片422在晶圆50中央部的第二切割区S2切削出X轴向的切割线(如图12C所示)。接着如图D11所示,将第一切割机构41及第二切割机构42作相同方向的移距进给,在本实施例中,第一切割机构41及第二切割机构42是在Y轴向上以等距移动的方式,作相同方向的移距进给,当载台40再次承载晶圆50作X轴向进给移动后,同步下降第一切割机构41及第二切割机构42,即可如图12D所示,在晶圆50的第二切割区S2上,以同步升降同步切割的方式,同向间隔切削出X轴向的切割线,进而在晶圆50上完整的间隔切削出X轴向的切割线。该第一种切削方法,由于可使第一刀片412及第二刀片422以同步升降同步切割的方式,进行晶圆50整个的切割作业,因此有效提升整个的切割产能。
本发明第二种晶圆切割方法,请参阅图13A、图13B、图13C、图13D及图14A、图14B、图14C、图14D,首先对晶圆二侧部的第一切割区S1进行非同向移距进给的同步切割步骤,如图13A、图14A所示,第一刀片412与第二刀片422是被定位在晶圆50二侧部的第一切割区S1近中央部的二侧位置上,当载台40承载晶圆50作X轴向进给移动后,同步下降第一切割机构41及第二切割机构42,而可同时分别由第一刀片412及第二刀片422在晶圆50第一切割区S1的近中央部切削出X轴向的切割线(如图14A所示)。接着如图13B所示,将第一切割机构41及第二切割机构42作相反方向的移距进给,在本实施例中,第一切割机构41及第二切割机构42是在Y轴向上以等距移动的方式,作相反方向的移距进给,当载台40再次承载晶圆50作X轴向进给移动后,同步下降第一切割机构41及第二切割机构42,即可如图14B所示,在晶圆50的第一切割区S1上,以同步升降同步切割的方式,由内往外间隔切削出X轴向的切割线。接着于晶圆中央部的第二切割区S2进行同向移距进给的同步切割步骤,如图13C所示,移动第一切割机构41及第二切割机构42至第二切割区S2,而使第一刀片412及第二刀片422分别位于晶圆中央部的第二切割区S2的二间隔位置上,在本实施例中,移动第一切割机构41使第一刀片412位于晶圆中央部的第二切割区S2的中心位置,第二切割机构42的第二刀片422则位于晶圆中央部的第二切割区S2的边侧,当载台40承载晶圆50作X轴向进给移动后,同步下降第一切割机构41及第二切割机构42,而可同时分别由第一刀片412及第二刀片422在晶圆50中央部的第二切割区S2切削出X轴向的切割线(如图14C所示)。接着如图13D所示,将第一切割机构41及第二切割机构42作相同方向的移距进给,在本实施例中,第一切割机构41及第二切割机构42是在Y轴向上以等距移动的方式,作相同方向的移距进给,当载台40再次承载晶圆50作X轴向进给移动后,同步下降第一切割机构41及第二切割机构42,即可如图14D所示,在晶圆50的第二切割区S2上,以同步升降同步切割的方式,同向间隔切削出X轴向的切割线,进而在晶圆50上完整的间隔切削出X轴向的切割线。该第二种切削方法,由于相同的可使第一刀片412及第二刀片422以同步升降同步切割的方式,进行晶圆50整个的切割作业,因此有效提升整个的切割产能。
以上说明对本发明而言只是说明性的,而非限制性的,本领域普通技术人员理解,在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下,可作出许多修改、变化或等效,但都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种晶圆切割方法,其特征在于:其针对使用于至少具备有一承载晶圆并作X轴向进给移动的载台,以及作Y-Z轴向进给移动以对该载台上的晶圆进行切割作业的第一切割机构及第二切割机构,该第一切割机构是在第一转轴上装设有第一刀片,该第二切割机构是在第二转轴上装设有第二刀片,该第一转轴与第二转轴略呈一直线排列,并使第一刀片与第二刀片呈相对向设置;该切割方法包括有:
非同向移距进给步骤:是晶圆二侧部的第一切割区的切割作业,其将第一刀片与第二刀片定位在晶圆二侧部的Y轴向的边侧,并在Y轴向上作相对方向的移距进给,在载台承载晶圆作X轴向进给移动时,在该第一切割区上,以同步升降同步切割的方式,由外往内间隔切削出X轴向的切割线;
同向移距进给步骤:是晶圆中央部的第二切割区的切割作业,其移动第一切割机构及第二切割机构至晶圆中央部的第二切割区,而使第一刀片及第二刀片分别位于该第二切割区的二间隔位置上,并在Y轴向上作相同方向的移距进给,在载台承载晶圆作X轴向进给移动时,在该第二切割区上,以同步升降同步切割的方式,同向间隔切削出X轴向的切割线。
2.一种晶圆切割方法,其特征在于:其针对使用于至少具备有一承载晶圆并作X轴向进给移动的载台,以及作Y-Z轴向进给移动以对该载台上的晶圆进行切割作业的第一切割机构及第二切割机构,该第一切割机构是在第一转轴上装设有第一刀片,该第二切割机构是在第二转轴上装设有第二刀片,该第一转轴与第二转轴略呈一直线排列,并使第一刀片与第二刀片呈相对向设置;该切割方法包括有:
非同向移距进给步骤:是晶圆二侧部的第一切割区的切割作业,其将第一刀片与第二刀片定位在晶圆二侧部的第一切割区近中央部的二侧位置上,并在Y轴向上作相反方向的移距进给,在载台承载晶圆作X轴向进给移动时,在该第一切割区上,以同步升降同步切割的方式,由内往外间隔切削出X轴向的切割线;
同向移距进给步骤:是晶圆中央部的第二切割区的切割作业,其移动第一切割机构及第二切割机构至晶圆中央部的第二切割区,而使第一刀片及第二刀片分别位于该第二切割区的二间隔位置上,并在Y轴向上作相同方向的移距进给,在载台承载晶圆作X轴向进给移动时,在该第二切割区上,以同步升降同步切割的方式,同向间隔切削出X轴向的切割线。
3.根据权利要求1或2所述的晶圆切割方法,其特征在于:该晶圆中央部的第二切割区,指第一刀片或第二刀片位于晶圆中心最前端位置时,另一刀片在晶圆中央部同步下降不切削到框架的最大范围。
4.根据权利要求3所述的晶圆切割方法,其特征在于:该晶圆二侧部的第一切割区,指晶圆在第二切割区以外的二侧部。
5.根据权利要求1或2所述的晶圆切割方法,其特征在于:该同向移距进给步骤移动第一切割机构使第一刀片位于晶圆中央部的第二切割区的中心位置,第二切割机构的第二刀片则位于晶圆中央部的第二切割区边侧的间隔位置上。
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