TW202208112A - 以金屬玻璃粒子束切割之方法 - Google Patents

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Abstract

一種以金屬玻璃粒子束切割之方法，係令一金屬玻璃粒子束對著一基質，例如一晶圓進行切割，使形成多數切割道，以遂行乾式、乾淨、環保、高效能、低成本之切割製程者。

Description

以金屬玻璃粒子束切割之方法
本發明係關於一種以金屬玻璃粒子束切割之方法。
一般以鋼珠、陶瓷珠或金剛砂對一基質(substrate)珠擊時，因該等珠擊之粒子硬度低，比重低，有銳角，容易造成基質之破裂、損耗成本驟增，大降其商業實用價值，且需採溼式製程，使研磨污泥處理不易，影響環境保護甚巨，而現其缺點。
本案發明人有鑒於此，乃發明本案之以金屬玻璃粒子束切割之方法。
本發明之目的旨在提供一種以金屬玻璃粒子束切割之方法，係令一金屬玻璃粒子束對著一基質，例如一晶圓進行切割，使形成多數切割道，以遂行乾式、乾淨、環保、高效能、低成本之切割製程者。
本發明之可取實例，可由以下說明書配合所附諸圖式而得以明晰之。
1，1a，1b:金屬玻璃送粒機構
2:噴嘴
3:整流道
4:金屬玻璃粒子束
5:基質(或晶圓)
E:負壓腔體環境
G:驅動氣體
10:金屬玻璃粒子
51:切割道
51a:薄層
52:突粒(或：晶粒)
53:遮罩
50:邊料
11:電極電路
12:電磁線圈加速器
圖1係本發明第一可取實例之製程示意圖。
圖2係係本發明用以切割晶圓之示意圖。
圖3係本發明第二可取實例之製程示意圖。
圖4係本發明第三可取實例之製程示意圖。
參閱第1，2圖，本發明之第一可取實施例係一切割製程設備，包括：一金屬玻璃粒子送粒機構(1)，一噴嘴(2)，一整流道(3)，以一驅動氣體(G，含空氣或隋性氣體如氮氣、氬氣等)，吹驅該等金屬玻璃粒子(10)經噴嘴(2)、整流道(3)形成金屬玻璃粒子束(4)對著基質(5)聚焦地撞擊，例如對一晶圓切割(cutting)使形成多數切割道(51)，而產生多數突粒(52)，例如晶粒(chip)者。基層(5)晶圓經切割後會產生邊料(50)尤如圖2所示者。在切割製程中，可使用一遮罩(53)以罩住諸突粒(52，或晶粒)，好讓金屬玻璃粒子束(4)只能切割出諸切割道(51)。上述之製程係在一低於一大氣壓之負壓腔體環境(E)中進行者。所使用之驅動氣體壓力介於0.1bar至5bar之間。所用之金屬玻璃粒徑約1~100μm，故能精細切割。
如圖1所示者，各切割道(51)不必完全切割，而應留下「耦斷絲連」之薄層(51a)，以便進行後續之晶粒轉移，便於轉移後欲定位封裝時可沿著各切割道之薄層(51a)加以剝斷、分開即可，否則當切割道(51)完全切割時，各突粒(52，或晶粒)豈不紊亂四散，無法進行後續之加工製程。
如圖3所示者，該金屬玻璃送粒機構(1a)已修飾為一離心甩噴式之送粒機構，俾藉離心力之甩噴，將金屬玻璃粒子(10)離心甩出形成一金屬玻璃粒子束(4)，以進行在基質(5)之切割一如前述者。
如圖4所示者，該金屬玻璃粒子送粒機構(1b)再修飾為於該 金屬玻璃送粒機構(1b)與基質(5)間架接一電極電路(11)使金屬玻璃粒子(10)帶上電荷，而於噴嘴(2)與整流道(3)外圍包繞一電磁線圈加速器(12)俾令通經該噴嘴(2)及整流道之金屬玻璃粒子(10)因電磁力驅動，而加速該金屬玻璃粒子束(4)之切割「力道」者。
本發明所使用之金屬玻璃，亦稱為：液態合金或非晶質(amorphous)合金者。
又所用之金屬玻璃之基材，係未加限制者，例如可為：鐵基、鎳基、鈷基、高熵合金基，等等。
本發明使用上述之製程設備，以氣體(空氣或隋性氣體)，於0.1~5bars之壓力下，驅動金屬玻璃粒子束，使「聚焦」於基質表面上，利用金屬玻璃粒子之小粒徑、高硬度、高比重、高真圓度之特性，將動能施力於基質上，造成基板「塑性變型」下凹，形成「切槽」，故能進行基質之切割操作，而金屬玻璃之破裂強度高，極不易破損，可完全回收使用，不浪費資源，裨益環保，此為本發明之特徵。
本發明具有以下諸優點：
1.金屬玻璃粒子(或珠子)為高真圓度、高硬度之球形粒子，切割(撞擊)晶圓時不會產生微裂紋，不造成晶格之意外劈裂。
2.金屬玻璃粒子可大面積切割，以薄化基質，加速切割速度，效率極高。
3.可藉由粒子產出量、撞擊速度、撞擊距離、撞擊角度、撞擊時間等參數，來精確控制切削深度，讓晶圓切割道處於藕斷絲連的狀態，以便整片晶圓在切割後還能進行運送轉移，在晶粒需要 封裝時，再一片一片地剝斷即可。
4.可克服迷你(mini)LED與微(micro)LED製程切割時間太久以及巨量轉移困難的瓶頸，使其能順利進入量產。
5.晶圓或玻璃等基質薄化與霧化均為物理製程，不需使用氫氟酸，造成腐蝕、污染，整個製程係乾式、乾淨、環保、高效能、高良率、高產能、低成本，而饒富商業實用價值。
本發明之可取實例，可於不違本發明之精神及範疇下作適當之修飾或改良，本發明實不限制之。
1，1a，1b:金屬玻璃送粒機構
2:噴嘴
3:整流道
4:金屬玻璃粒子束
5:基質(或晶圓)
E:負壓腔體環境
10:金屬玻璃粒子
51:切割道
51a:薄層
52:突粒(或：晶粒)
53:遮罩
G:驅動氣體

Claims (9)

  1. 一種以金屬玻璃粒子束切割之方法，係以氣體(空氣或隋性氣體)於該氣體壓力下，驅動金屬玻璃粒子束，使聚焦地撞擊於一基質表面上，利用該金屬玻璃粒子之小粒徑、高硬度、高比重、高真圓度等特性，將撞擊動能施力於基質上，造成基質塑性變型而下凹，形成切槽，以進行基質之切割操作者。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該方法係藉一切割製程設備加以完成，係包括：一金屬玻璃粒子送粒機構，一噴嘴，一整流道，以一驅動氣體，吹驅該等金屬玻璃粒子經該噴嘴、整流道形成金屬玻璃粒子束對著該基質聚焦地撞擊，使形成多數切割道，而產生多數突粒者。
  3. 如申請專利範圍第2項之方法，其中在切割製程中，係使用一遮罩以罩住諸突粒，使金屬玻璃粒子束只能切割出諸切割道。
  4. 如申請專利範圍第2項之方法，其中該製程係在一低於一大氣壓之負壓腔體環境中進行者。
  5. 如申請專利範圍第1項之方法，其中所使用之驅動氣體壓力係介於0.1bar至5bar之間者。
  6. 如申請專利範圍第2項之方法，其中各該切割道係不必完全切割，而留下一薄層，以便進行後續之晶粒轉移，便於轉移後欲定位封裝時可沿著各切割道之該薄層加以剝斷、分開者。
  7. 如申請專利範圍第2項之方法，其中該金屬玻璃送粒機構係修飾為一離心甩噴式之送粒機構，俾藉離心力之甩噴，將金屬玻璃粒子離 心甩出形成一金屬玻璃粒子束，以進行在基質之切割者。
  8. 如申請專利範圍第2項之方法，其中該金屬玻璃粒子送粒機構係修飾為：於該金屬玻璃送粒機構與基質間架接一電極電路，於噴嘴與整流道處設多級電磁鐵，使金屬玻璃粒子經該噴嘴及整流道之金屬玻璃粒子因電磁力驅動，而加速該金屬玻璃粒子束之切割力道者。
  9. 如申請專利範圍第2項之方法，其中該基質係一晶圓，該突粒係一晶片者。
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