TW201929067A - 分割裝置 - Google Patents

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Abstract

[課題]本發明提供一種分割裝置，即使在擴張片的鬆弛方式及延伸方式中任一者不同的情況下，都能夠恰當地加熱擴張片鬆弛的部分。[解決手段]分割裝置10具備框架固定部40、片擴張單元50以及加熱單元60。加熱單元60係加熱被擴張的擴張片的環狀區域且使擴張片的鬆弛部分收縮，具備多個加熱部63、轉動部以及加熱位置調整部。多個加熱部63係沿著環狀區域在圓周方向上設置。轉動部係使加熱部63沿著擴張片的環狀區域在圓周方向上移動。加熱位置調整部係在工件的徑方向上或與擴張片的遠近方向上調整加熱部63的位置。

Description

分割裝置
本發明是關於一種分割裝置。
已知有使擴張片黏貼在沿著預定的分割預定線形成有分割起點之板狀的工件，該分割預定線用以分割個別的元件晶片，藉由擴張此擴張片而將外力施加至工件，並從分割起點沿著分割預定線分割為個別的元件晶片的方法（例如參閱專利文獻1）。 [習知技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1] 日本特許第5791866號公報
[發明所欲解決的課題] 在如上述的方法中，已擴張之擴張片在工件外周上鬆弛的部分，有造成其後之搬送步驟中的障礙之可能性。此外，在此方法中，由於此擴張片會鬆弛，藉由將擴張片擴張而拉開的相鄰元件晶片之間隔會收縮，而有因元件晶片彼此間的磨擦產生崩缺的可能性。在專利文獻1的方法中，由於要降低這些可能性，藉由加熱擴張片鬆弛的部分，使該鬆弛收縮。
然而，分別根據元件晶片的形狀及大小，以及擴張片的捲繞狀態等，擴張片的鬆弛方式及延伸方式有很大的不同。而且，由擴張片鬆弛而產生擴張片向與工件正面正交的方向突出的形狀區域，會根據此擴張片的鬆弛方式及延伸方式而有不同。在專利文獻1的方法中，具有對於此擴張片的形狀區域不同的情形無法充分應對的問題。
本發明係鑑於此問題而提出，其目的在於提供一種分割裝置，即使在擴張片的鬆弛方式及延伸方式中任一者不同的情況下，都能夠恰當地加熱擴張片鬆弛的部分。
[解決課題的技術手段] 為解決上述課題並達成目的，本發明之分割裝置係一種將工件單元的擴張片擴張並分割工件的分割裝置，該工件單元由沿著分割預定線形成有分割起點的板狀的工件、黏貼有該工件的該擴張片以及黏貼有該擴張片的環狀框架所組成，該分割裝置具備：框架固定部，其固定該工件單元的該環狀框架；片擴張單元，其將該工件外周與該環狀框架內周之間的該擴張片的環狀區域往與該工件的正面正交的方向推壓且擴張該擴張片，並從該分割起點將該工件斷裂；以及加熱單元，其加熱該被擴張的該擴張片的該環狀區域，且使該擴張片的鬆弛部分收縮；其中，該加熱單元係具備：多個加熱部，其沿著該環狀區域的圓周方向設置；轉動部，其使該加熱部沿著該擴張片的該環狀區域在圓周方向上移動；以及加熱位置調整部，其在該工件的徑方向上或與該擴張片的遠近方向上調整該加熱部的位置。
多個該加熱部也可以分別被調整為不同溫度。
[發明功效] 本發明之分割裝置，即使在擴張片的鬆弛方式及延伸方式中任一者不同的情況下，都會發揮能夠恰當地加熱擴張片鬆弛的部分之效果。
參閱圖式並詳細說明用以實施本發明的實施例（實施方式）。本發明不為以下實施方式所記載之內容所限定。此外，對於以下所記載的構成要素，包含本領域的技術人員能輕易思及或實質相同者。進一步，以下所記載的構成可以作適當的組合。此外，在不脫離本發明主旨的範圍內，可以對構成進行各種的省略、置換或變更。
（實施方式1） 圖1是表示實施方式1之分割裝置10（參閱圖2）的分割對象之工件單元100的一例之俯視圖。首先，根據圖式說明本發明實施方式1之分割裝置10的分割對象之工件單元100。
實施方式1之分割裝置10（參閱圖2）的分割對象之工件單元100是如圖1所示，具有工件101、黏貼有工件101之正面102的背面側的背面之擴張片106，以及黏貼有擴張片106的外周部分之環狀框架107。工件101被黏貼在擴張片106之中央部分上。擴張片106在環狀框架107之內周的內緣與工件101之外周的外緣之間形成有環狀區域108。
工件101是以矽、藍寶石、砷化鎵或SiC（碳化矽）等作為基板的圓板狀半導體晶圓或光學元件晶圓。工件101是如圖1所示，在以分別延伸於正面102之互相交叉的A方向及B方向上之分割預定線103所劃分的各區域中，形成正方形的元件晶片105。工件101沿著分割預定線103形成改質層109。
工件101沿著分割預定線103，從背面側照射具有穿透性之波長的雷射光束，以形成改質層109。改質層109是意指密度、折射率、機械強度或其他物理特性成為與周圍不同狀態之區域，能夠例示為熔融處理區域、裂痕區域、絕緣破壞區域、折射率變化區域以及混合了該些區域的區域。改質層109是用於分割為個別元件晶片105之分割起點。
擴張片106是由具有伸縮性的樹脂所構成，並具有被加熱時會收縮的熱收縮性。擴張片106的伸縮性具有各向異性，且具有容易擴張的方向和不容易擴張的方向。擴張片106是以容易擴張的方向朝向B方向而黏貼，B方向處會較A方向容易擴張，亦即容易延伸。擴張片106在被黏貼到工件101上之前，是被捲繞成滾筒狀，具有流動方向之MD（Machine Direction，縱向方向）方向，以及與流動方向正交之垂直方向的TD（Transverse Direction，橫向方向）方向。在本實施方式中，擴張片106雖是MD方向處比TD方向容易擴張，以MD方向與B方向一致且TD方向與A方向一致的方式黏貼，但本發明中並不限定於此，也可以是TD方向處比MD方向容易擴張，以TD方向與B方向一致且MD方向與A方向一致的方式黏貼。
圖2是表示實施方式1之分割裝置10的構成例之立體圖。圖2所示分割裝置10是將擴張片106擴張，並沿著分割預定線103將形成有改質層109的工件101分割為個別的元件晶片105之裝置。分割裝置10如圖2所示，具備腔室20、保持台30、框架固定部40、片擴張單元50、加熱單元60以及控制單元70。另外，圖2的X方向及Y方向都包含在水平方向上，彼此正交。此外，圖2的Z方向即是垂直方向，與X方向和Y方向正交。
腔室20形成為上部有開口的箱狀。腔室20容納有保持台30、框架固定部40的框架載置板41以及片擴張單元50。
保持台30具有透過擴張片106吸引保持工件單元100之工件101的保持面31。保持台30為圓板形狀，具備由不銹鋼等金屬所組成的圓板狀框體32，以及用多孔陶瓷等多孔質材構成且被框體32圍繞之圓板狀吸附部33。框體32及吸附部33之上表面是配置在同一平面上，且構成為吸引保持工件101的保持面31。吸附部33是與工件101大致相同的直徑。保持台30是透過由搬送單元80搬送來的工件單元100之擴張片106將工件101的背面側載置於保持面31。保持台30是藉由吸附部33被連接至真空吸引源34，且吸附部33被由真空吸引源34吸引，而能夠將工件101之背面側吸引保持在保持面31上。
框架固定部40固定工件單元100的環狀框架107。框架固定部40具備框架載置板41以及框架壓板42。框架載置板41形成為設置有平面形狀為圓形的開口部43，且上表面44與水平方向平行而平坦地形成之板狀。框架載置板41的開口部43之內徑是形成為略大於環狀框架107的內徑。框架載置板41是將保持台30配置於開口部43內，且開口部43與保持台30同軸地配置。此外，框架載置板41在四角安裝有氣缸45的活塞桿45-1，且配置為藉由活塞桿45-1伸縮而升降自如。框架載置板41在水平方向上移動自如地設置於上表面44的四角，且藉由在水平方向上移動調整環狀框架107的位置，並設置有將工件101定位於與保持台30之吸附部33同軸的位置之中心導引件46。
框架壓板42是形成為幾乎與框架載置板41相同尺寸的板狀，且在中央設置有與開口部43相同尺寸的圓形開口部47。框架壓板42安裝在氣缸48的活塞桿48-1之前端，藉由活塞桿48-1伸縮，而移動自如地橫越框架載置板41上方的位置與從框架載置板41上方撤離的位置。框架壓板42在四角設置有中心導引件46能夠插入的長孔49。
框架固定部40在框架壓板42定位在從框架載置板41的上方撤離的位置，且中心導引件46彼此互相分離的狀態下，由搬送單元80搬送來的工件單元100的環狀框架107被載置在框架載置板41的上表面44上。框架固定部40使中心導引件46彼此靠近，以定位工件單元100的工件101。框架固定部40將框壓板42定位在框架載置板41的上方，使氣缸45的活塞桿45-1伸展，使框架載置板41上昇，並將工件單元100的環狀框架107夾在框架載置板41與框架壓板42之間以固定。
圖3是在圖2之片擴張單元50的III-III剖面之剖面圖。圖4是在圖2之片擴張單元50的IV-IV剖面之剖面圖。圖2的III-III剖面與IV-IV剖面皆是與XZ平面平行的面。圖3與圖4分別表示保持台30與框架固定部40在垂直方向中不同位置的情況下之各個狀態。片擴張單元50藉由使保持台30與框架固定部40沿著垂直方向的軸心相對地移動到互相分離的位置上，將環狀區域108往與工件101的正面102正交的方向推壓以將擴張片106擴張，並從作為分割起點之改質層109將工件101斷裂。片擴張單元50是如圖3及圖4所示，具備上推構件51以及升降單元52。
上推構件51形成為圓筒狀，並形成為外徑比載置於框架載置板41之上表面44的環狀框架107的內徑小，內徑比黏貼於擴張片106之工件101與保持台30的外徑大。上推構件51在內側配置保持台30，並被配置為與保持台30同軸。在上推構件51的上端轉動自如地安裝有配置在與保持台30的保持面31相同平面的滾輪構件53。滾輪構件53是如圖4所示在上推構件51將擴張片106上推時，會緩和與擴張片106間的摩擦。
升降單元52具備氣缸54和55。在氣缸54的活塞桿54-1上安裝有保持台30，且配置為藉由活塞桿54-1伸縮而升降自如。在氣缸55的活塞桿55-1上安裝有上推構件51，且配置為藉由活塞桿55-1伸縮而升降自如。升降單元52是藉由氣缸54和55，使保持台30與上推構件51一體地升降。
片擴張單元50是從安裝在上推構件51上端的滾輪構件53與保持面31位在比框架載置板41之上表面44下方的狀態，如圖4所示，藉由升降單元52使上推構件51與保持面30一體地上升直到滾輪構件53與保持面31位在比框架載置板41的上表面44更上方，來使擴張片106在平面方向上擴張。片擴張單元50從如圖4所示使擴張片106在平面方向上擴張的狀態，被下降直到滾輪構件53與保持面31成為與框架固定部40之上表面44相同平面的狀態。在片擴張單元50下降直到滾輪構件53與保持面31成為與框架固定部40之上表面44相同平面的狀態時，擴張片106的環狀區域108上，形成擴張片106鬆弛而構成的鬆弛部分108-2（參閱圖1、圖9及圖11）。
圖5是在圖2之加熱單元60的上表面圖。圖6是在圖5之加熱單元60的功能區塊圖。圖7是在圖5之加熱單元60的VII-VII剖面之剖面圖。圖5是從Z方向上方觀察加熱單元60的XY平面中的圖。圖5的VII-VII剖面是與XZ平面平行的面。加熱單元60加熱被擴張的擴張片106的環狀區域108，且使擴張片106的鬆弛部分108-2（參閱圖1、圖9及圖11）收縮。
加熱單元60是如圖2及圖5所示，具備圓板狀的單元本體61，以及分別安裝在單元本體61的把持部62-1、62-2、62-3及62-4中的多個加熱部63-1、63-2、63-3及63-4。以下敘述中，在不區分把持部62-1、62-2、62-3及62-4的情況下斟酌記載為把持部62，且在不區分加熱部63-1、63-2、63-3及63-4的情況下斟酌記載為加熱部63。
單元本體61是如圖2所示，配置在保持台30的上方且與保持台30同軸。單元本體61設置為在繞與垂直方向平行的軸心的方向上轉動自如。此外，單元本體61設置為藉由未圖示的移動單元升降自如。
把持部62是如圖2及圖5所示，在圓周方向上等間隔地配置在單元本體61之外緣部上。把持部62配置在與保持在保持台30及框架固定部40上的工件單元100之擴張片106的環狀區域108在垂直方向相向的位置上。把持部62是如圖5所示，在把持部62的大小範圍內於單元本體61的徑方向和垂直方向上可移動地，亦即，在工件101的徑方向或與擴張片106的遠近方向上可移動地把持加熱部63。把持部62是如圖2及圖5所示，成為加熱部63插通之開口。把持部62之該開口圓周方向的長度是可插通的程度、比加熱部63圓周方向的長度長。把持部62之該開口徑方向的長度比加熱部63徑方向的長度長，在徑方向可移動地把持加熱部63。在實施方式1中，較佳為設置有4個把持部62，但在本發明中，並不限定為4個。
加熱部63是如圖2及圖5所示，依照把持部62的配置，在圓周方向上等間隔地配置在單元本體61之外緣部上。亦即，加熱部63是藉由被把持部62所把持，配置在與保持在保持台30及框架固定部40上的工件單元100之擴張片106的環狀區域108在垂直方向相向的位置上，且沿著環狀區域108設置在圓周方向上。在實施方式1中，較佳為設置有4個加熱部63，但在本發明中，並不限定為4個。加熱部63是向下方照射紅外線以加熱擴張片106的環狀區域108之形式者，例如，當施加電壓時被加熱，以發射紅外線的紅外線陶瓷加熱器。另外，加熱部63並不限定在照射紅外線的形態，也可以是具有2種金屬的接合部，由直流電流控制在2種金屬中吸熱及發熱的泊耳帖（Peltier）元件，可以進一步具備這種泊耳帖元件。
加熱單元60是如圖6所示，具備多個第1加熱位置調整部64-1、64-2、64-3及64-4，以及轉動部65。多個第1加熱位置調整部64-1、64-2、64-3及64-4是分別連接至加熱部63-1、63-2、63-3及63-4，且在工件101的徑方向上使加熱部63-1、63-2、63-3及63-4的位置移動。以下敘述中，在不區分第1加熱位置調整部64-1、64-2、64-3及64-4的情況下斟酌記載為第1加熱位置調整部64。第1加熱位置調整部64是能夠使加熱部63的位置分別個別地在工件101的徑方向上移動的構成，例如，具備相對於加熱部63設置的皮帶滾輪以及驅動此皮帶滾輪的馬達。另外，第1加熱位置調整部64並不限定於此構成，也可以是具有氣缸或滾珠螺桿者。轉動部65連接至單元本體61。轉動部65具備藉由旋轉輸出軸，使單元本體61在繞與垂直方向平行的軸心的方向上旋轉的未圖示之馬達。
因為具有如以上的構成，第1加熱位置調整部64是如圖7所示，藉由使加熱部63的位置分別個別地在工件101的徑方向上移動，以調整加熱部63在工件101徑方向的加熱位置。另外，也可以設定為能夠使面對面的加熱部63-1及加熱部63-3同時地向徑方向內側或徑方向外側移動，且能夠使面對面的加熱部63-2及加熱部63-4同時地向徑方向內側或徑方向外側移動。此外，轉動部65是如圖7所示，能夠使所有的加熱部63同時沿著擴張片106的環狀區域108在圓周方向上移動。
控制單元70是如圖2所示，分別控制分割裝置10的上述構成要素，即，片擴張單元50與加熱單元60等，以使分割裝置10對工件101實施加工動作者。另外，控制單元70是電子計算機。控制單元70係連接至由顯示加工動作的狀態或畫面的液晶顯示裝置之類所構成的未圖示的顯示單元，以及用於操作員登錄例如加工內容資訊時的未圖示之輸入單元。輸入單元係由設置於顯示單元的觸控面板及鍵盤等外部輸入裝置的至少其中之一所構成。
控制單元70是如圖6所示，電性連接至各第1加熱位置調整部64以及轉動部65。控制單元70透過各第1加熱位置調整部64，控制各加熱部63在工件101徑方向的加熱位置。控制單元70透過轉動部65，控制各加熱部63在工件101圓周方向的加熱位置。
接著，說明實施方式1之分割裝置10的操作之一例的工件101之分割方法。圖8是實施方式1之分割裝置10的操作之一例的工件101之分割方法的流程圖。以下，將工件101之分割方法簡稱為分割方法。實施方式1的分割方法，是將圖1所示工件單元100的擴張片106擴張，以沿著分割預定線103所形成的改質層109作為起點將工件101斷裂，並分割為個別的元件晶片105之方法。實施方式1的分割方法是如圖8所示，具備框架固定步驟ST1、片擴張步驟ST2、吸引保持步驟ST3以及加熱步驟ST4。
（框架固定步驟） 框架固定步驟ST1，是透過擴張片106將工件單元100的工件101載置於保持台30的保持面31上，並以框架固定部40固定環狀框架107的步驟。
在框架固定步驟ST1中，控制單元70將框架固定部40的框架壓板42定位在撤離位置上，在使氣缸48的活塞桿48-1縮小的狀態下，藉由搬送單元80將沿著分割預定線103形成有改質層109的工件單元100搬送到保持台30的上方為止。在框架固定步驟ST1中，控制單元70藉由搬送單元80使工件單元100的環狀框架107載置於框架載置板41的上表面44，且透過擴張片106使工件101的背面與保持面31在垂直方向上相對。
在框架固定步驟ST1中，於實施方式1，控制單元70是藉由搬送單元80，使工件單元100的A方向在X方向上、工件單元100的B方向在Y方向上分別對齊，以載置工件單元100。
在框架固定步驟ST1中，控制單元70使框架固定部40的中心導引件46彼此靠近，將工件單元100的工件101定位，並將框架壓板42定位在框架載置板41的上方，使氣缸45的活塞桿45-1伸展，以使框架載置板41上昇。在框架固定步驟ST1中，控制單元70如圖3所示，將工件單元100的環狀框架107夾在框架載置板41與框架壓板42之間以固定。在框架固定步驟ST1中，當控制單元70將工件單元100的環狀框架107固定時，前進到片擴張步驟ST2。
（片擴張步驟） 片擴張步驟ST2是在實施框架固定步驟ST1後，使保持台30與框架固定部40在與工件101之正面102正交的軸心方向上相對地移動，並擴張工件101外周之外緣與環狀框架107內周之內緣之間的擴張片106的環狀區域108之步驟。
在片擴張步驟ST2中，控制單元70使片擴張單元50的升降單元52的氣缸54和55之活塞桿54-1和55-1伸長，以使上推構件51和保持台30一體地上升。於是，框架載置板41與保持台30位在上表面44與安裝在上推構件51上端的滾軸構件53及保持面31位在相同平面上的相鄰位置，且上推構件51的滾軸構件53抵接擴張片106。在片擴張步驟ST2中，控制單元70由此進一步使片擴張單元50的升降單元52的氣缸54和55之活塞桿54-1和55-1伸長，以使上推構件51和保持台30一體地上升。於是，由於擴張片106抵接在安裝於上推構件51上端的滾軸構件53上，擴張片106在平面方向上被擴張。
在片擴張步驟ST2中，由於擴張片106的擴張，拉力放射狀地作用在擴張片106上。如此一來當拉力放射狀地作用在黏貼於工件101背面的擴張片106上時，工件101由於沿著分割預定線103形成有改質層109，以此改質層109作為起點，被沿著分割預定線103分割的同時，元件晶片105之間分別在A方向及B方向（參閱圖1）上擴展，並在元件晶片105之間形成各個間隔113。在片擴張步驟ST2中，各個間隔113如圖1所示，沿著分割預定線103分別排列形成在A方向及B方向上，使得工件101被分割為個別的元件晶片105。
此外，在片擴張步驟ST2之後，擴張片106如圖4所示，環狀區域108的剖面從環狀框架107的下表面朝向滾軸構件53的上表面成為直線狀。在片擴張步驟ST2中，當控制單元70使上推構件51和保持台30一體地上升後，前進到吸引保持步驟ST3。
（吸引保持步驟） 吸引保持步驟ST3在片擴張步驟ST2之後，透過擴張片106將工件101吸引保持於保持台30的保持面31上，並維持擴張片106的擴張之步驟。在吸引保持步驟ST3中，控制單元70驅動真空吸引源34，由真空吸引源34吸引吸附部33，以透過擴張片106將工件101的背面側吸引保持在保持面31上，並維持元件晶片105之間的間隔113。
在吸引保持步驟ST3中，控制單元70在透過擴張片106將工件101的背面側吸引保持在保持面31的狀態下，使片擴張單元50的升降單元52的氣缸54和55之活塞桿54-1和55-1收縮，以使上推構件51和保持台30一體地下降，使得保持台30的保持面31以及安裝在上推構件51上端的滾軸構件53移動到位於與框架載置板41之上表面44相同平面上的相鄰位置為止。在吸引保持步驟ST3中，控制單元70使上推構件51以及保持台30一體地下降到此相鄰位置為止，藉此擴張片106的環狀區域108鬆弛，並變形為朝向垂直方向上側具有橢圓形凸狀之形狀的鬆弛部分108-2（參閱圖9及圖11）。在吸引保持步驟ST3中，當控制單元70使上推構件51以及保持台30一體地下降直接相鄰位置為止，接著在透過擴張片106將工件101之背面側吸引保持在保持面31上的狀態下，前進到加熱步驟ST4。
（加熱步驟） 圖9是表示在執行圖8的加熱步驟ST4時分割裝置10的主要部分之剖面圖。圖10是表示圖8的加熱步驟ST4中進行加熱的加熱單元60之俯視圖。圖11是放大表示圖9的XI部之剖面圖。
在加熱步驟ST4是在實施吸引保持步驟ST3後，接在透過擴張片106將工件101的背面側吸引保持在保持面31上的狀態下，加熱以使已擴張的擴張片106的環狀區域108之鬆弛部分108-2（參閱圖9及圖11）收縮之步驟在加熱步驟ST4中，首先，控制單元70進行對加熱單元60的加熱部63施加電壓等，加熱到預定溫度為止以使紅外線發射，並且使未圖示的移動單元將加熱單元60下降，如圖9所示，將加熱部63靠近環狀區域108。
工件單元100經過片擴張步驟ST2以及吸引保持步驟ST3，如圖1所示，被沿著分割預定線103分割，且間隔113分別排列在A方向和B方向上形成在元件晶片105之間。在工件單元100中，間隔113是成為在元件晶片105之間分別沿著A方向和B方向延伸的槽。
在片擴張步驟ST2中，工件單元100的擴張片106在B方向之處比A方向上擴張更多。藉此，吸引保持步驟ST3執行後產生的環狀區域108的鬆弛量，B方向的量會變成比A方向大。從而，環狀區域108的凸狀部分之垂直方向的高度成為極大的凸頂部108-1是如圖1所示，成為在B方向上延展的橢圓形狀。亦即，凸頂部108-1在長軸區域115中位在比環狀區域108徑方向的中央部分更外側，長軸區域115是鬆弛部分108-2之中橢圓形狀之長軸方向的區域，在短軸區域116中位在比環狀區域108徑方向的中央部分更內側，短軸區域116是鬆弛部分108-2之中橢圓形狀之短軸方向的區域。再者，決定長軸區域115及短軸區域116的邊界線117和118是根據施加在擴張片106上的張力大小等適當地決定。
在加熱步驟ST4中，使加熱單元60下降以使加熱部63靠近環狀區域108之後，控制單元70藉由轉動部65，如圖10所示使加熱單元60的單元本體61在圓周方向上轉動90度的範圍，藉以使加熱部63-1、63-2、63-3和63-4分別在區域67-1、67-2、67-3和67-4內於圓周方向上移動。另外，在加熱步驟ST4中，控制單元70藉由轉動部65，使單元本體61在圓周方向上僅90度單方向地轉動，藉以使各加熱部63在各區域67內在圓周方向上單程移動，或使單元本體61在圓周方向上來回90度範圍地轉動，即擺動，藉以使各加熱部63在各區域67內在圓周方向上往復運動。在此，因為以框架固定步驟ST1將工件單元100的A方向在X方向上、工件單元100的B方向在Y方向上分別對齊，區域67-1及區域67-3在短軸區域116的垂直方向上側重疊，區域67-2及區域67-4在長軸區域115的垂直方向上側重疊。藉此，在加熱步驟ST4中，控制單元70藉由這般在圓周方向上進行往復運動，以加熱部63-1及加熱部63-3加熱短軸區域116，並以加熱部63-2及加熱部63-4加熱長軸區域115。
在加熱步驟ST4中，控制單元70藉由第1加熱位置調整部64-2和64-4，如圖10及圖11（A）所示，在工件101的徑方向使加熱部63-2和63-4的位置向徑方向外側移動，藉此在長軸區域115中靠近位在比環狀區域108徑方向之中央部要外側的凸頂部108-1的垂直方向上側。又，在加熱步驟ST4中，控制單元70藉由第1加熱位置調整部64-1和64-3，如圖10及圖11（B）所示，在工件101的徑方向使加熱部63-1和63-3的位置向徑方向內側移動，藉此在短軸區域116中靠近位在比環狀區域108徑方向之中央部要內側的凸頂部108-1的垂直方向上側。藉此，在加熱步驟ST4中，控制單元70以加熱部63-1和63-3有效率地加熱短軸區域116中的凸頂部108-1，並以加熱部63-2和63-4有效率地加熱長軸區域115中的凸頂部108-1，藉此在長軸區域115與短軸區域116之間平均且有效率地使鬆弛部分108-2收縮。
在加熱步驟ST4中，因為分別設置有4個把持部62以及加熱部63，能夠將朝向單元本體61的中心方向彼此成對相向的2對把持部62以及加熱部63的一個用於長軸區域115的加熱，且將2對把持部62以及加熱部63的另一個用於短軸區域116的加熱，故而可以平均且有效率地加熱具有橢圓形狀凸頂部108-1的鬆弛部分108-2。
在加熱步驟ST4中，當通過鬆弛部分108-2充分收縮而變形以使凸頂部108-1的高度成為0變成平坦的形狀時，控制單元70停止真空吸引源34以及加熱部63的加熱，使加熱單元60上升，並解除框架固定部40的環狀框架107的固定。於是，工件單元100即使是鬆弛部分108-2收縮，且解除保持台30的吸附部33之吸引，也能正確地維持元件晶片105之間的間隔113。
在加熱步驟ST4中，在分割相同批量的相同產品之工件101的情況下，控制單元70在對第1個工件101實施分割方法時，使用基於加熱部63位置的控制資訊之位置控制程式，以控制加熱部63的位置。
另外，在實施方式1中，擴張片106被施加張力的方向之A方向與分割預定線103的位置方向對齊，在框架固定步驟ST1中，工件單元100的A方向與X方向、工件單元100的B方向與Y方向分別對齊，但本發明並不限定於此。在本發明中，已知至少此A方向與分割預定線103所沿方向之間的關係，並且，在框架固定步驟ST1中以框架固定部40固定環狀框架107時，只要能知道此A方向是朝向哪個方向即可，在此情況下，能夠基於此A方向與分割預定線103所沿方向斟酌決定長軸區域115和短軸區域116，並基於此決定之長軸區域115和短軸區域116適當地執行加熱步驟ST4。
如以上所說明的，實施方式1的分割裝置10即使是在起因於擴張片106的捲繞狀態等使擴張片106的鬆弛方式有所不同的情況下，也能夠藉由根據該區域變更徑方向的加熱位置，恰當地加熱擴張片106鬆弛所構成的鬆弛部分108-2。因此，實施方式1的分割裝置10能夠正確地維持由擴張片106擴張所形成的元件晶片105之間的間隔113，並能夠抑制分割後的元件晶片105彼此磨擦。
（實施方式2） 圖12是實施方式2之分割裝置10-2的加熱單元60-2之功能區塊圖。實施方式2的分割裝置10-2是在實施方式1的分割裝置10中，將加熱單元60變更為加熱單元60-2者。在實施方式2之分割裝置10-2的說明中，與實施方式1相同部分標記相同符號並省略說明。
實施方式2的加熱單元60-2是在實施方式1的加熱單元60中將第1加熱位置調整部64-1、64-2、64-3及64-4分別變更為第2加熱位置調整部66-1、66-2、66-3及66-4者。加熱單元60-2是如圖12所示，具備多個第2加熱位置調整部66-1、66-2、66-3及66-4，以及轉動部65。多個第2加熱位置調整部66-1、66-2、66-3及66-4是分別連接至加熱部63-1、63-2、63-3及63-4，且在與擴張片106的遠近方向上使加熱部63-1、63-2、63-3及63-4的位置移動。以下敘述中，在不區分第2加熱位置調整部66-1、66-2、66-3及66-4的情況下斟酌記載為第2加熱位置調整部66。第2加熱位置調整部66是能夠使加熱部63的位置分別個別地往與擴張片106的遠近方向移動的構成，例如，具備相對於加熱部63設置的皮帶滾輪以及驅動此皮帶滾輪的馬達。另外，第2加熱位置調整部66並不限定於此構成，也可以是具有氣缸或滾珠螺桿者。
圖13是實施方式2之加熱單元60-2的剖面圖。圖13的剖面圖是在與實施方式1之圖7的剖面圖相同剖面上的剖面圖。第2加熱位置調整部66是如圖13所示，藉由使加熱部63的位置分別個別地在與擴張片106的遠近方向上移動，通過調整加熱部63與工件101之間的距離，調整由加熱部63對工件101的加熱溫度。控制單元70透過各第2加熱位置調整部66，控制各加熱部63在工件101的加熱溫度。另外，也可以設定為能夠使面對面的加熱部63-1及加熱部63-3同時地在與擴張片106的遠近方向上移動，且能夠使面對面的加熱部63-2及加熱部63-4同時地在與擴張片106的遠近方向上移動。
接著，說明實施方式2之分割裝置10-2的操作之一例的工件101之分割方法。實施方式2的分割方法是在實施方式1的分割方法中變更加熱步驟ST4者。
工件單元100如上所述，吸引保持步驟ST3執行後產生的環狀區域108的鬆弛量，B方向的量會變成比A方向大。藉此，在長軸區域115中鬆弛部分108-2的隆起量會比短軸區域116中鬆弛部分108-2的隆起量大。在此，鬆弛部分108-2的隆起量是以例如鬆弛部分108-2中每單位面積的隆起體積來表示。因此，工件單元100即使在吸引保持步驟ST3中吸引保持的狀態解除了之後，為了正確地維持片擴張步驟ST2中形成的間隔113，藉由以較短軸區域116高的溫度加熱長軸區域115處以使其更加收縮是有必要的，其中長軸區域115在鬆弛部分108-2之中鬆弛量較大的B方向，短軸區域116在鬆弛部分108-2之中鬆弛量較小的A方向。
圖14是放大表示實施方式2之加熱步驟ST4中工件單元100及加熱單元60-2的主要部分之剖面圖。圖14的剖面圖是放大了與實施方式1之圖11的剖面圖相同區域的剖面圖。在實施方式2的加熱步驟ST4中，控制單元70一邊使加熱部63-1、63-2、63-3及63-4發射相同強度的紅外線，一邊藉由第2加熱位置調整部66-1和66-3，如圖14（B）所示，配合短軸區域116中鬆弛部分108-2的隆起量調整加熱部63-1和63-3垂直方向下側的端部位置，且藉由第2加熱位置調整部66-2和66-4，如圖14（A）所示，配合長軸區域115中鬆弛部分108-2的隆起量調整加熱部63-2和63-4垂直方向下側的端部位置。在實施方式2的加熱步驟ST4中，控制單元70因為鬆弛部分108-2的隆起量在長軸區域115中相較於短軸區域116為大，故調整加熱部63-2和63-4相較於加熱部63-1和63-3以更接近擴張片106。藉此，在實施方式2的加熱步驟ST4中，控制單元70能夠以加熱部63-1和63-3將短軸區域116在溫度T2下加熱，並以加熱部63-2和63-4將長軸區域115在比溫度T2高的溫度T1下加熱，使長軸區域115相對短軸區域116更加收縮。
在實施方式2的加熱步驟ST4中，通過加熱以使鬆弛部分108-2收縮，逐漸地減少鬆弛部分108-2的隆起量。於是，在實施方式2的加熱步驟ST4中，控制單元70藉由第2加熱位置調整部66，如圖14（A）及（B）所示，根據鬆弛部分108-2的隆起量， 隨時調整加熱部63與擴張片106的遠近方向上的位置，且不論在實施方式2的加熱步驟ST4中的經過時間為何都將加熱溫度保持固定。再者，在實施方式2的加熱步驟ST4中，控制單元70分別將長軸區域115的加熱溫度保持在溫度T1，並將短軸區域116的加熱溫度保持在溫度T2。
在實施方式2的加熱步驟ST4中，控制單元70雖藉由第2加熱位置調整部66，以鬆弛部分108-2的隆起量作為基準來調整加熱部63垂直方向下側的端部位置，但本發明並不限定於此，例如，在鬆弛部分108-2的隆起形狀為平緩且平滑時，也可以根據分別在長軸區域115及短軸區域116中凸頂部108-1的高度H1和H2，調整凸頂部108-1與加熱部63垂直方向下側的端部間的垂直方向距離h1和h2。
在加熱步驟ST4中，因為分別設置有4個把持部62以及加熱部63，能夠將朝向單元本體61的中心方向彼此成對相向的2對把持部62以及加熱部63的一個用於長軸區域115的加熱，且將2對把持部62以及加熱部63的另一個用於短軸區域116的加熱，故而可以穩定且有平衡地加熱鬆弛的環狀區域108。
如以上所說明的，實施方式2的分割裝置10-2是根據擴張片106鬆弛所構成的鬆弛部分108-2的區域，藉由調整加熱部63與擴張片106間的遠近方向上的位置，以將各個區域調整為不同加熱溫度，藉此能夠恰當地加熱鬆弛部分108-2。因此，實施方式2的分割裝置10-2與實施方式1的分割裝置10相同，能夠正確地維持由擴張片106擴張所形成的元件晶片105之間的間隔113，並能夠抑制分割後的元件晶片105彼此磨擦。
（實施方式3） 圖15是實施方式3之分割裝置10-3的加熱單元60-3之功能區塊圖。實施方式3的分割裝置10-3是在實施方式2的分割裝置10-2中，將加熱單元60-2變更為加熱單元60-3者。在實施方式3之分割裝置10-3的說明中，與實施方式2相同部分標記相同符號並省略說明。
實施方式3的加熱單元60-3是在實施方式2的加熱單元60-2中將第2加熱位置調整部66-1、66-2、66-3及66-4分別變更為加熱溫度調整部68-1、68-2、68-3及68-4者。加熱單元60-3是如圖15所示，具備多個加熱溫度調整部68-1、68-2、68-3及68-4，以及轉動部65。多個加熱溫度調整部68-1、68-2、68-3及68-4是分別連接至加熱部63-1、63-2、63-3及63-4，且調整加熱部63-1、63-2、63-3及63-4的加熱溫度。以下敘述中，在不區分加熱溫度調整部68-1、68-2、68-3及68-4的情況下斟酌記載為加熱溫度調整部68。加熱溫度調整部68是能夠分別將加熱部63的加熱溫度個別地變更的構成，例如，具備通過脈衝振幅調變方式變更供給至加熱部63的交流電壓之平均電壓的電子電路。另外。加熱溫度調整部68在加熱部63具備泊耳帖元件的情況下，也可以具備變更控制此泊耳帖元件之吸熱和發熱的施加電壓之電子電路。
接著，說明實施方式3之分割裝置10-3的操作之一例的工件101之分割方法。實施方式3的分割方法是在實施方式2的分割方法中變更加熱步驟ST4者。實施方式3的加熱步驟ST4是在實施方式2的加熱步驟ST4中，控制單元70由透過第2加熱位置調整部66使加熱部63的位置在與擴張片106的遠近方向上移動以調整加熱部63與工件101之間的距離，取代為調整由加熱部63對工件101的加熱溫度，透過加熱溫度調整部68調整加熱部63的加熱溫度。
如以上所說明的，實施方式3的分割裝置10-3是根據擴張片106鬆弛所構成的鬆弛部分108-2的區域，藉由加熱溫度調整部68調整加熱部63的加熱溫度，以將各個區調整為不同加熱溫度，藉此能夠恰當地加熱鬆弛部分108-2。因此，實施方式3的分割裝置10-3與實施方式2的分割裝置10-2相同，能夠正確地維持由擴張片106擴張所形成的元件晶片105之間的間隔113，並能夠抑制分割後的元件晶片105彼此磨擦。
（變形例） 圖16是表示作為分割裝置10的分割對象之變形例的工件單元200的俯視圖。根據圖式說明變形例之工件單元200。分割變形例的工件單元200之分割裝置10是具有與實施方式1的分割裝置10相同的構成。變形例的說明中，與實施方式1相同部分標記相同符號並省略說明。
工件單元200是如圖16所示，具有工件201、黏貼在工件201之正面202背面側的背面之擴張片206，以及黏貼在擴張片206的外周部分之環狀框架207。工件201被黏貼在擴張片206之中央部分上。擴張片206在環狀框架207之內周的內緣與工件201之外周的外緣之間形成有環狀區域208。
工件201是與工件101相同的晶圓。工件201是如圖16所示，在以分別延伸於正面202之互相交叉的C方向及D方向上之第1分割預定線203及第2分割預定線204所劃分的各區域中，形成具有延伸於C方向上的長邊和延伸於D方向上的短邊之長方形的元件晶片205。第1分割預定線203的間距由元件晶片205的短邊長度決定。第2分割預定線204的間距由元件晶片205的長邊長度決定。因此，第1分割預定線203的間距比第2分割預定線204的間距小。工件201分別沿著第1分割預定線203以及第2分割預定線204，形成與形成在工件101上的改質層109相同的改質層209。
擴張片206具有與擴張片106相同的性質，張力所施加的方向配置為朝向元件晶片205的長邊方向即圖16的C方向。
接著，說明變形例之分割裝置10的操作之一例的工件201之分割方法。變形例的分割方法是在實施方式1的分割方法中將工件101變更為工件201者。在片擴張步驟ST2中，工件201由於分別沿著第1分割預定線203及第2分割預定線204形成有改質層209，以此改質層209作為起點，被沿著第1分割預定線203及第2分割預定線204分割的同時，元件晶片205之間分別在C方向及D方向（參閱圖16）上擴展，並在元件晶片205之間形成間隔。在片擴張步驟ST2中，如圖16所示，間隔沿著第1分割預定線203排列形成在C方向上，並且沿著第2分割預定線204排列形成在D方向上，藉以使工件201被分割為個別的元件晶片205。
在工件單元200中，因為元件晶片205的長邊方向朝向C方向，在C方向中擴張片206未擴張及收縮而由元件晶片205所固定的長度，比在D方向中擴張片206未擴張而由元件晶片205所固定的長度要長。因此，在工件單元200中，擴張片206在片擴張步驟ST2中是D方向之處比C方向更加擴張，藉此，吸引保持步驟ST3執行後產生的環狀區域208的鬆弛量，D方向的量會變成比C方向大。再加上，在工件單元200中，由於擴張片206被捲繞而具有拉伸方向的殘留應力之方向是朝向C方向，所以吸引保持步驟ST3執行後產生的環狀區域208的鬆弛量，D方向的量會變成比C方向大。
從而，環狀區域208的凸狀部分之垂直方向的高度成為極大的凸頂部208-1是如圖16所示，成為在D方向上延展的橢圓形狀。亦即，凸頂部208-1在長軸區域215中位在比環狀區域208徑方向的中央部分更外側，長軸區域215是鬆弛部分208-2之中橢圓形狀之長軸方向的區域，在短軸區域216中位在比環狀區域208徑方向的中央部分更內側，短軸區域216是鬆弛部分208-2之中橢圓形狀之短軸方向的區域。起因於元件晶片205的形狀及大小，此凸頂部208-1的橢圓形狀，相較於實施方式1的凸頂部108-1的橢圓形狀，長軸／短軸比更大。再者，決定長軸區域215及短軸區域216的邊界線217和218是根據施加在擴張片206上的張力大小以及元件晶片205的形狀和大小等斟酌決定。
變形例的加熱步驟ST4是與實施方式1的加熱步驟ST4相同，控制單元70藉由第1加熱位置調整部64，根據凸頂部208-1的位置，在工件201的徑方向上調整加熱部63的位置以執行。
如以上所說明的，變形例的分割裝置10即使是在起因為元件晶片205的形狀及大小使擴張片206的伸長方式不同的情況下，也能夠藉由根據該區域變更徑方向的加熱位置，以恰當地加熱擴張片206鬆弛所構成的鬆弛部分208-2。因此，變形例的分割裝置10與實施方式1的分割裝置10相同，能夠正確地維持由擴張片206擴張所形成的元件晶片205之間的各間隔，並能夠抑制分割後的元件晶片205彼此磨擦。
另外，實施方式2的分割裝置10-2以及實施方式3的分割裝置10-3中，也是與上述變形例相同，能夠將分割對象從工件101變更為工件201。即使在該些情況下，與實施方式2以及實施方式3相同，能夠恰當地加熱鬆弛部分208-2，且能夠正確地維持由擴張片206擴張所形成的元件晶片205之間的各間隔，並能夠抑制分割後的元件晶片205彼此磨擦。
（實施方式4） 圖17是實施方式4之分割裝置10-4的加熱單元60-4之功能區塊圖。實施方式4的分割裝置10-4是組合實施方式1的分割裝置10、實施方式2的分割裝置10-2以及實施方式3的分割裝置10-3。具體而言，實施方式4的分割裝置10-4具備組合了實施方式1的加熱單元60、實施方式2的加熱單元60-2以及實施方式3的加熱單元60-3之加熱單元60-4。在實施方式4之分割裝置10-4的說明中，與從實施方式1到實施方式3及變形例相同部分標記相同符號並省略說明。
加熱單元60-4是如圖17所示，具備多個加熱調整部69-1、69-2、69-3及69-4，以及轉動部65。多個加熱調整部69-1、69-2、69-3及69-4是分別連接至加熱部63-1、63-2、63-3及63-4。以下敘述中，在不區分加熱調整部69-1、69-2、69-3及69-4的情況下斟酌記載為加熱調整部69。加熱調整部69具備第1加熱位置調整部64、第2加熱位置調整部66以及加熱溫度調整部68。
因為具有如以上的構成，加熱調整部69是使加熱部63的位置分別個別地，藉由在工件101的徑方向上移動以調整加熱部63在工件101徑方向的加熱位置，同時藉由在與擴張片106的遠近方向上移動以調整由加熱部63與工件101之間的距離，以及，通過調整加熱部63的加熱溫度，調整由加熱部63對工件101的加熱溫度。
如以上所說明的，實施方式4的分割裝置10-4能夠同時發揮由實施方式1至實施方式3以及變形例所帶來的各種作用效果。
再者，若依據前述實施方式1及實施方式2的分割裝置，可得到以下的工件分割方法。 （附記1） 一種工件分割方法，其將工件單元的擴張片擴張並分割工件，該工件單元由沿著分割預定線形成有分割起點的板狀的工件、黏貼有該工件的該擴張片以及黏貼有該擴張片的環狀框架所組成，該工件分割方法具備： 框架固定步驟，固定該工件單元的該環狀框架； 片擴張步驟，將該工件外周與該環狀框架內周之間的該擴張片的環狀區域往與該工件的正面正交的方向推壓且擴張該擴張片，並從該分割起點將該工件斷裂；以及 加熱步驟，加熱該被擴張的該擴張片的該環狀區域，且使該擴張片的鬆弛部分收縮； 其中，該加熱步驟中，在該工件的徑方向上或與該擴張片的遠近方向上調整沿著該環狀區域設置於圓周方向上的多個加熱部的位置。 （附記2） 如附記1所述的工件分割方法，其中，該加熱步驟中，將多個該加熱部分別調整為不同溫度。
上述工件分割方法是與實施方式的分割裝置相同，即使在擴張片的鬆弛方式及延伸方式中任一者不同的情況下，都能夠恰當地加熱擴張片鬆弛的部分。因此，上述工件分割方法能夠正確地維持由擴張片的擴張所形成的元件晶片之間的各間隔，並能夠抑制分割後的元件晶片彼此磨擦。
另外，本發明非限定於上述實施方式。亦即，在未超出本發明精神的範圍內可以實施各種變形。
10、10-2、10-3、10-4‧‧‧分割裝置
20‧‧‧腔室
30‧‧‧保持台
31‧‧‧保持面
32‧‧‧框體
33‧‧‧吸附部
34‧‧‧真空吸引源
40‧‧‧框架固定部
41‧‧‧框架載置板
42‧‧‧框架壓板
43、47‧‧‧開口部
44‧‧‧上表面
45、48、54、55‧‧‧氣缸
45-1、48-1、54-1、55-1‧‧‧活塞桿
46‧‧‧中心導引件
49‧‧‧長孔
50‧‧‧片擴張單元
51‧‧‧上推構件
52‧‧‧升降單元
53‧‧‧滾軸構件
60、60-2、60-3、60-4‧‧‧加熱單元
61‧‧‧單元本體
62、62-1、62-2、62-3、62-4‧‧‧把持部
63、63-1、63-2、63-3、63-4‧‧‧加熱部
64、64-1、64-2、64-3、64-4‧‧‧第1加熱位置調整部
65‧‧‧轉動部
66、66-1、66-2、66-3、66-4‧‧‧第2加熱位置調整部
67-1、67-2、67-3、67-4‧‧‧區域
68、68-1、68-2、68-3、68-4‧‧‧加熱溫度調整部
69、69-1、69-2、69-3、69-4‧‧‧加熱調整部
70‧‧‧控制單元
80‧‧‧搬送單元
100、200‧‧‧工件單元
101、201‧‧‧工件
102、202‧‧‧正面
103‧‧‧分割預定線
105、205‧‧‧元件晶片
106、206‧‧‧擴張片
107、207‧‧‧環狀框架
108、208‧‧‧環狀區域
108-1、208-1‧‧‧凸頂部
108-2、208-2‧‧‧鬆弛部分
109、209‧‧‧改質層
113、213、214‧‧‧間隔
115、215‧‧‧長軸區域
116、216‧‧‧短軸區域
117、118、217、218‧‧‧邊界線
203‧‧‧第1分割預定線
204‧‧‧第2分割預定線
圖1是表示實施方式1之分割裝置的分割對象之工件單元的一例之俯視圖。 圖2是表示實施方式1之分割裝置的構成例之立體圖。 圖3是在圖2之片擴張單元的III-III剖面之剖面圖。 圖4是在圖2之片擴張單元的IV-IV剖面之剖面圖。 圖5是在圖2之加熱單元的上表面圖。 圖6是在圖5之加熱單元的功能區塊圖。 圖7是在圖5之加熱單元的VII-VII剖面之剖面圖。 圖8是實施方式1之分割裝置的操作之一例的工件分割方法之流程圖。 圖9是表示在執行圖8的加熱步驟時分割裝置的主要部分之剖面圖。 圖10是表示圖8的加熱步驟中進行加熱的加熱單元之俯視圖。 圖11是放大表示圖9的XI部之剖面圖。 圖12是實施方式2之分割裝置的加熱單元之功能區塊圖。 圖13是實施方式2之加熱單元的剖面圖。 圖14是放大表示實施方式2之加熱步驟中工件單元及加熱單元的主要部分之剖面圖。 圖15是實施方式3之分割裝置的加熱單元之功能區塊圖。 圖16是表示作為分割裝置的分割對象之變形例的工件單元之俯視圖。 圖17是實施方式4之分割裝置的加熱單元之功能區塊圖。

Claims (2)

  1. 一種分割裝置，其將工件單元的擴張片擴張並分割工件，該工件單元由沿著分割預定線形成有分割起點的板狀的工件、黏貼有該工件的該擴張片以及黏貼有該擴張片的環狀框架所組成，該分割裝置具備： 框架固定部，其固定該工件單元的該環狀框架； 片擴張單元，其將該工件外周與該環狀框架內周之間的該擴張片的環狀區域往與該工件的正面正交的方向推壓且擴張該擴張片，並從該分割起點將該工件斷裂；以及 加熱單元，其加熱該被擴張的該擴張片的該環狀區域，且使該擴張片的鬆弛部分收縮； 其中，該加熱單元係具備： 　多個加熱部，其沿著該環狀區域的圓周方向設置； 　轉動部，其使該加熱部沿著該擴張片的該環狀區域在圓周方向上移動；以及 加熱位置調整部，其在該工件的徑方向上或與該擴張片的遠近方向上調整該加熱部的位置。
  2. 如請求項1所述的分割裝置，其中，多個該加熱部分別被調整為不同溫度。
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