TW202233378A - 保持機構及具備該保持機構的基板折斷裝置 - Google Patents

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Abstract

課題：以提供於以刀刃將晶圓分斷時，藉由將搭載於平台之晶圓按壓保持為平坦之狀態，而可使分斷時之晶圓之分離品質為良好之保持機構及具備該保持機構的基板折斷裝置為目的。 解決手段：一種保持機構１６，裝設於於折斷裝置１，該折斷裝置１是將組裝於環狀框架３之狀態之晶圓２搭載於平台４，以與刻劃線一致之方式將刀刃６配置於上方，藉由使刀刃６下降按壓於刻劃線上以將晶圓２分斷，其特徵在於：保持機構１６於以刀刃６將晶圓２分斷時，將搭載於環狀框架３之晶圓２按壓並保持為平坦狀態。

Description

保持機構及具備該保持機構的基板折斷裝置
本發明是關於將晶圓分斷時，抑制該晶圓之翹起而保持之技術。
以往，例如於將晶圓（脆性材料基板等）分斷時，於刻劃步驟對晶圓藉由刻劃工具或雷射照射等形成刻劃線，其後於折斷步驟，例如，使刻劃線之形成面成為下面設定晶圓，按壓刀刃（折斷刃），按壓刻劃線之背面，以將晶圓分斷為複數個晶片材（單位基板）。此外，有藉由利用切割刀刃之切削（切割）來將晶圓分斷之方法。
作為將晶圓分斷之技術，有例如揭示於專利文獻１者。 專利文獻１是例如將於脆性材料基板之一方主面附設由樹脂或金屬構成之異種材料層、於另一方主面形成刻劃線而成之積層脆性材料基板從前述異種材料層之側沿著前述刻劃線折斷之折斷裝置，於折斷時與積層脆性材料基板抵接之折斷棒附設有加熱折斷棒之加熱器而成，一邊藉由加熱器將折斷棒加熱至既定溫度一邊進行折斷。 [現有技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻１]日本特開２０１７－１２８１３７號公報
[發明所欲解決之問題]
近年來，由於顧客等之需求而製造非常薄之晶圓。此種晶圓因為薄而容易翹起（以膨出之方式彎曲）。亦即，於將晶圓分斷為複數個晶片材（單位基板）時會產生問題。 例如，由於在折斷裝置之平台上晶圓翹起，導致以攝影機辨識設於晶圓之對準標記時，不易對焦，會有無法正確辨識之虞。亦即，於將晶圓分斷以生產晶片材時，必須在使刀刃接觸時按壓為晶圓不翹起。
此外，有因晶圓翹起而於與刀刃抵接時產生如彈跳般之動作（反彈），導致折斷品質劣化之虞。故必須將刀刃以適度之力按壓。 然而，如圖５所示之以往之折斷裝置１００，雖是具有搭載組裝於環狀框架３之晶圓２之平台４００、將晶圓２分斷之刀刃６００、以及具備刀刃６００之折斷單元７００者，但難以解決上述之問題。
針對此點，本發明鑒於上述問題點，以提供於以刀刃將晶圓分斷時，藉由將搭載於平台之晶圓按壓保持為平坦之狀態，而可使分斷時之晶圓之分離品質為良好之保持機構及具備該保持機構的基板折斷裝置為目的。 [解決問題之手段]
為了達成上述之目的，於本發明中採用了以下之技術手段。 本發明之保持機構是裝設於折斷裝置，該折斷裝置是將組裝於環狀框架之狀態之晶圓搭載於平台，以與刻劃線一致之方式將刀刃配置於上方，藉由使前述刀刃下降按壓於前述刻劃線上以將前述晶圓分斷，其中，前述保持機構於以前述刀刃將前述晶圓分斷時，將搭載於前述環狀框架之前述晶圓按壓並保持為平坦狀態。
較佳為，前述保持機構具有按壓前述晶圓之按壓構件，前述按壓構件以剛體形成，以沿著前述刀刃將該刀刃從兩側方包圍之方式配備。 較佳為，前述按壓構件具有既定重量，且與前述晶圓抵接之面具有既定之平面度。
較佳為，前述保持機構具備控制對前述晶圓作用之前述按壓構件之荷重之荷重控制部。 較佳為，前述保持機構具有可於維護時從前述按壓構件使前述刀刃往下方突出以測量該刀刃之高度之構成。 較佳為，於前述按壓構件之與前述晶圓抵接之面配備低摩擦之片材。
本發明之基板折斷裝置，具備：基板搭載部；刀刃，是相對於前述基板搭載部之上面可上下動之基板折斷用者；以及保持機構，是用來將基板保持於前述基板搭載部者，其特徵在於：前述保持機構具備：位於前述刀刃之兩側，於前述刀刃按壓配置於前述基板搭載部之上面之基板之上面，將前述基板折斷時，於前述刀刃接觸前述基板之上面前先接觸前述基板之上面並按壓前述基板，於前述刀刃從前述基板之上面離開並往上方移動時或其後，從前述基板之上面離開並往上方移動之按壓構件。
較佳為，前述保持機構具備控制前述按壓構件按壓前述基板之荷重之荷重控制部。 較佳為，前述基板是組裝於環狀框架之狀態之晶圓，前述基板搭載部是平台，於前述晶圓之下面形成有刻劃線，前述保持機構具有可於維護時從前述按壓構件使前述刀刃突出以測量該刀刃之高度之構成，前述按壓構件以剛體形成，具有既定重量，且與前述晶圓抵接之面具有既定之平面度，於前述按壓構件之與前述晶圓抵接之面配備低摩擦之片材。 [發明效果]
根據本發明之保持機構，於以刀刃將晶圓分斷時，藉由將搭載於平台之晶圓按壓保持為平坦之狀態，而可使分斷時之晶圓之分離品質為良好。
以下，參照圖式說明本發明之保持機構１６及具備該保持機構１６之折斷裝置１之實施形態。 另外，於以下說明之實施形態是將本發明具體化之一例，並非以該具體例限定本發明之構成者。此外，關於Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向等，如圖面所示。
如圖１所示，本發明之折斷裝置１，是形成有刻劃線之晶圓２（基板）在組裝於切割環之狀態下搭載於平台４，以與刻劃線一致之方式將刀刃６（刃）配置於上方，藉由使刀刃６下降按壓刻劃線上來將晶圓２分斷之裝置。 在前步驟之刻劃步驟中，刻劃裝置之平台４以黏著片為下側載置，藉由設於配備於平台４上方之刻劃頭之前端之刻劃工具，於晶圓２之表面上形成刻劃線（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向）。亦即，於晶圓２，在背面被貼附於黏著片之狀態下於表面形成有格子狀刻劃線。
具體而言，形成有格子狀刻劃線之晶圓２，其背面（下面）被貼附於張貼於環狀框架３（圓盤狀之環狀構件、切割環）內側之黏著片之中心部分，在於表面（上面）形成有刻劃線之狀態下，在刻劃線被形成後，若有需要，於其反面之上面（表面）配置保護用膜（不圖示），通常，在上下面翻轉之狀態下被折斷。亦即，作為折斷對象之晶圓２，在被組裝於環狀框架３、黏著片（保持膜）、保護用膜等保持構件之狀態下被設定。
然而，由於晶圓２是非常薄者，故容易翹起。於將該晶圓２分斷時，有以膨脹之方式彎曲之虞，故會產生無法正確辨識印刷於晶圓２之對準標記、或變為無法良好地分離之問題。 針對此點，於本發明之折斷裝置１具備可於分斷時將晶圓２以平坦之狀態保持（抑制翹起）之保持機構１６。
如圖１、圖２等所示，折斷裝置１具有供形成有刻劃線之晶圓２載置之平台４、將該平台４從下方支承之基台５、沿著形成於晶圓２之刻劃線分斷之刀刃６、配置於晶圓２之上方且具備刀刃６之折斷單元７、以及配備有折斷單元７等之柱８（樑構件）。
於平台４搭載組裝於環狀框架３之晶圓２，並藉由位置調整機構９固定環狀框架３。位置調整機構９是於平台４上，相對於刀刃６，進行貼附組裝於環狀框架３之晶圓２之定位，並保持其狀態者。 平台４藉由以馬達（不圖示）旋轉之導螺桿１０而可沿著軌道１１於Ｙ軸方向移動。此外，平台４藉由驅動部（不圖示）而繞垂直方向之軸轉動。基台５將平台４以一定之高度保持，並從下方支承。
柱８藉由從基台５立設之一對之支承柱１２，以相對於平台４架設之方式配備。以從該柱８垂吊之方式，配備有折斷單元７。 折斷單元７藉由以馬達１３旋轉之導螺桿（不圖示）而可沿著軌道１４於Ｚ軸方向移動。於折斷單元７之前端，設置有沿著形成於晶圓２之刻劃線（垂直裂痕）進行分斷之刀刃６。
刀刃６是於Ｘ軸方向較長地延伸之長條構件（折斷棒）。刀刃６之長度配合作為分斷對象之晶圓２之尺寸。刀刃６藉由折斷單元７之導螺桿與軌道１４，相對於平台４在保持平行狀態之狀態下於上下方向（Ｚ軸方向）升降。此外，於刀刃６之附近，設置有辨識設於晶圓２之對準標記之攝影機１５。
進而，本發明具備在將晶圓２以刀刃６分斷時，將搭載於環狀框架３之晶圓２按壓並保持為平坦狀態之保持機構１６（按壓機構）。 如圖２～圖４等所示，保持機構１６具有按壓晶圓２之按壓構件１７。
按壓構件１７（按壓板）是於生產複數個晶片材時、亦即將晶圓２折斷時，始終按壓晶圓２之構件。按壓構件１７是使由攝影機１５進行之對準標記之辨識安定。此外，按壓構件１７是用以避免將晶圓２折斷時因晶圓２之［反彈、跳動］等翹起所導致之問題。
按壓構件１７以剛體形成，於下面側設有平面部１８。平面部１８是與晶圓２接觸之面。於本實施形態中，按壓構件１７是以鋁製之板材形成。按壓構件１７只要是能按壓晶圓２者，並不限定於例示之鋁製。 按壓構件１７安裝於折斷單元７之前端側。按壓構件１７是將晶圓２分斷時，刀刃６之前端可往下方突出之構成。
按壓構件１７配備為將刀刃６從側方包圍。按壓構件１７配備為至少從Ｘ軸方向包圍刀刃６。亦即，按壓構件１７是形成為將刀刃６（折斷棒）以一對延設構件１９夾住。 於本實施形態中，按壓構件１７是以一片板材形成，於其中央形成有狹縫狀之孔部２０。該孔部２０之兩側是一對延設構件１９。於延設構件１９之下方側設有平面部１８。
按壓構件１７為了防止進行晶圓２之定位時之平台４動作（加速）所導致之振動而具備既定重量。因此，在本實施形態中，將按壓構件１７（按壓板）以鋁製造。此外，與晶圓２抵接之面、亦即平面部１８，為了不對晶圓２造成影響而具有既定之平面度。 另外，關於按壓構件１７（按壓板）之形狀等，並不限定於以本實施形態例示者。
然而，若按壓構件１７（按壓板）之重量完全直接附加於晶圓２，會對晶圓２造成損傷等影響。因此，保持機構１６具備控制對晶圓２作用之按壓構件１７之荷重之荷重控制部２１。 荷重控制部２１是避免對晶圓２作用之按壓構件１７之所有荷重以保持一定之按壓力者。本實施形態之荷重控制部２１使用彈簧２４（線圈彈簧）使按壓構件１７浮起，將按壓構件１７之重量抵銷既定量。荷重控制部２１於Ｘ方向配備有一對。
具體而言，荷重控制部２１具有支承按壓構件１７之支承部２２、將按壓晶圓２時之按壓構件１７之荷重吸收既定量之荷重吸收部２３。 支承部２２是Ｌ字形狀之構件，隔著荷重吸收部２３，安裝於折斷單元７。支承部２２於凸緣部２２ａ設置有複數個貫通孔。在本實施形態中，貫通孔以於Ｙ軸方向排列之方式設置有３個。於其中兩個貫通孔分別插入構成荷重吸收部２３之鎖緊具２５（螺栓）。另一方面，於一個貫通孔插入構成刀刃調整部２６之鎖緊具２８（螺栓）。另外，支承部２２亦可與按壓構件１７一體形成。
荷重吸收部２３具有將按壓晶圓２時之按壓構件１７之荷重吸收既定量之吸收構件２４（彈簧）、將支承部２２安裝於折斷單元７之鎖緊具２５（螺栓）。 彈簧２４（線圈彈簧）配備於支承部２２與折斷單元７之間。在本實施形態中，彈簧２４以於Ｙ軸方向排列之方式配備有２個。此外，彈簧２４被設為與支承部２２及折斷單元７雙方接觸。
螺栓２５通過支承部２２之貫通孔，透過彈簧２４鎖緊於折斷單元７。支承部２２可於螺栓２５之軸上（於Ｚ軸方向）移動。亦即，螺栓２５一邊相對於折斷單元７保持一定之距離，一邊保持支承部２２。 亦即，荷重吸收部２３於晶圓２之分斷時，折斷單元７下降，按壓構件１７之平面部１８接觸晶圓２而維持為平坦之狀態時，因反作用力使支承部２２沿著螺栓２５之軸上升且彈簧２４收縮，減輕對晶圓２作用之按壓構件１７之荷重，將既定之按壓力附加於晶圓２。藉此，按壓構件１７按壓晶圓２之力成為只有必要之量。
此外，較佳為於按壓構件１７之與晶圓２抵接之面配備低摩擦之片材。作為低摩擦之片材，可舉出高分子聚合物之片材等。若將低摩擦之片材夾於按壓構件１７與晶圓２之間，則按壓構件１７之與晶圓２接觸之面可避免摩擦。 於定期之維護時，有時會測量刀刃６之高度。針對此點，保持機構１６具有可於定期之維護時從按壓構件１７使刀刃６突出，以測量該刀刃之高度（上下方向（Ｚ軸方向）之位置）之刀刃調整部２６。刀刃調整部２６於Ｘ方向配備有一對。
刀刃調整部２６具有：於維護時使支承部２２之上下方向（Ｚ軸方向）之移動為可能之移動構件２７（彈簧）、安裝於支承部２２之鎖緊具２８（螺栓）、將螺栓２８固定之組裝螺帽２９、以及使維護時之刀刃６之高度為可調整之調整螺帽３０。 彈簧２７（線圈彈簧）配備於構成折斷單元７之板體７ａ之上側。在本實施形態中，彈簧２７配備有１個。
螺栓２８鎖緊於支承部２２，且配備為通過設於折斷單元７之板體７ａ之貫通孔。於從板體７ａ往上方突出之螺栓２８之軸，配備有彈簧２７。螺栓２８可於Ｚ軸方向移動。於螺栓２８之前端側，安裝有組裝螺帽２９與調整螺帽３０。 組裝螺帽２９以兩個重疊之方式設置並鎖緊（雙螺帽）。調整螺帽３０設置於組裝螺帽２９之下側且彈簧２７之上側。調整螺帽３０與彈簧２７以連接之方式配備。
亦即，刀刃調整部２６於定期之維護時，以使調整螺帽３０從組裝螺帽２９離開（降低）之方式，改變調整螺帽３０之位置並將彈簧２７壓縮，將按壓構件１７抬高。如此一來，由於刀刃６之前端從按壓構件１７之孔部２０往下方突出，成為於刀刃６之前端可抵接測量端子，因此即可由測量端子進行刀刃６高度（上下方向之位置）之測量。
另外，於折斷裝置１之組裝時，調整組裝螺帽２９與調整螺帽３０，事先調整按壓構件１７按壓晶圓２之力（為了於分斷時使刀刃６適當突出之荷重）。關於組裝螺帽２９，先完全鎖緊。於將晶圓２分斷時，將調整螺帽３０配備於與組裝螺帽２９抵接之位置。另一方面，於刀刃６之高度測量時，降低調整螺帽３０使刀刃６之前端從按壓構件１７之孔部２０突出。 ［作動態樣］ 以下針對本發明之折斷裝置１之作動態樣進行說明。
在折斷步驟中，使形成有刻劃線之面朝下，組裝有晶圓２之環狀框架３被搭載於折斷裝置１之圓環狀之平台４上。藉由位置調整機構９進行晶圓２之定位，保持其狀態。 以與形成於晶圓２之刻劃線一致之方式，於上側配置刀刃６（刃），於晶圓２之下側亦即與刀刃６對向之位置之兩側配置一組承接刃。承接刃成為從晶圓２之表面側將刻劃線之兩側直接或隔著黏著片支承之狀態。
在此，折斷單元７下降。刀刃６在相對於平台４保持平行狀態之狀態下下降。如此一來，保持機構１６（按壓機構）之按壓構件１７（按壓板）下降，平面部１８接觸晶圓２，抑制了翹起而成為平坦之狀態。此時，設於折斷單元７之攝影機１５，正確辨識印刷於晶圓２之對準標記。
進一步下降後，刀刃６從按壓構件１７之孔部２０突出。刀刃６從晶圓２之背面側隔著保護用膜（不圖示），從刻劃線之正上方對晶圓２之上面按壓。 此時，在荷重控制部２１，因按壓之反作用力使支承部２２沿著螺栓２５之軸上升，荷重吸收部２３之彈簧２４收縮，減輕對晶圓２作用之按壓構件１７之荷重（全重量），將既定之按壓力附加於晶圓２。
藉由刀刃６之按壓，於晶圓２上於垂直方向形成裂痕，晶圓２沿著刻劃線被分斷，而製造出複數個晶片材（單位基板）。亦即，折斷步驟後之晶圓２在被分割為格子狀地被分斷之複數個晶片材之狀態下，保持於黏著片。 以上，利用本發明之折斷裝置１之保持機構１６，於以刀刃６將晶圓２分斷時，藉由將搭載於平台４之晶圓２按壓保持為平坦之狀態，可使分斷時之晶圓２之分離品質良好。
另外，本發明是一種折斷裝置１，具備：基板搭載部４；刀刃６，是相對於基板搭載部４之上面可上下動之基板折斷用者；以及保持機構１６，是用來將基板２保持於基板搭載部４者，其特徵在於：保持機構１６具備：位於刀刃６之兩側，於刀刃６按壓配置於基板搭載部４之上面之基板２之上面，將基板２折斷時，於刀刃６接觸基板２之上面前先接觸基板２之上面並按壓基板２，於刀刃６從基板２之上面離開並往上方移動時或其後，從基板２之上面離開並往上方移動之按壓構件１７。
較佳為，保持機構１６具備控制按壓構件１７按壓晶圓２之荷重之荷重控制部２１。 較佳為，基板２是組裝於環狀框架３之狀態之晶圓２，基板搭載部４是平台４，於晶圓２之下面形成有刻劃線，保持機構１６具有可於維護時從按壓構件１７使刀刃６突出以測量該刀刃６之高度之構成，按壓構件１７以剛體形成，具有既定重量，且與晶圓２抵接之面具有既定之平面度，於按壓構件１７之與晶圓２抵接之面配備低摩擦之片材。
另外，本次揭示之實施形態應認為全部是例示而不是限制性者。 特別是於本次揭示之實施形態中，未明示之事項，例如作動條件或操作條件、構成物之尺寸、重量等，不超過所屬技術領域中具有通常知識者通常實施之範圍，而是採用只要是通常之所屬技術領域中具有通常知識者就能夠容易想到之事項。
本發明之保持機構１６（按壓機構）亦可裝設於對晶圓２（基板）形成刻劃線之刻劃裝置。
１:折斷裝置 ２:晶圓（基板） ３:環狀框架 ４:平台 ５:基台 ６:刀刃（折斷棒） ７:折斷單元 ７ａ:板體 ８:柱 ９:位置調整機構 １０:導螺桿 １１:軌道 １２:支承柱 １３:馬達 １４:軌道 １５:攝影機 １６:保持機構（按壓機構） １７:按壓構件（按壓板） １８:平面部 １９:延設構件 ２０:孔部 ２１:荷重控制部 ２２:支承部 ２２ａ:凸緣部 ２３:荷重吸收部 ２４:彈簧 ２５:鎖緊具 ２６:刀刃調整部 ２７:彈簧（移動構件） ２８:鎖緊具 ２９:組裝螺帽 ３０:調整螺帽 １００:折斷裝置 ４００:平台 ６００:刀刃 ７００:折斷單元
[圖1]是顯示具備本發明之保持機構之折斷裝置之概略之立體圖。 [圖2]是將本發明之保持機構之周邊擴大顯示之圖。 [圖3]是顯示本發明之保持機構之概略之圖。 [圖4]是將保持機構之一部分擴大顯示之圖。 [圖5]是顯示以往之折斷裝置之概略之圖。
1:折斷裝置
2:晶圓(基板)
3:環狀框架
4:平台
5:基台
6:刀刃(折斷棒)
7:折斷單元
8:柱
9:位置調整機構
10:導螺桿
11:軌道
12:支承柱
13:馬達
14:軌道
15:攝影機
16:保持機構(按壓機構)

Claims (10)

  1. 一種保持機構，裝設於折斷裝置，該折斷裝置是將組裝於環狀框架之狀態之晶圓搭載於平台，以與刻劃線一致之方式將刀刃配置於上方，藉由使前述刀刃下降按壓於前述刻劃線上以將前述晶圓分斷，其特徵在於： 前述保持機構於以前述刀刃將前述晶圓分斷時，將搭載於前述環狀框架之前述晶圓按壓並保持為平坦狀態。
  2. 如請求項1之保持機構，其中， 前述保持機構具有按壓前述晶圓之按壓構件， 前述按壓構件以剛體形成，以沿著前述刀刃將該刀刃從兩側方包圍之方式配備。
  3. 如請求項2之保持機構，其中， 前述按壓構件具有既定重量，且與前述晶圓抵接之面具有既定之平面度。
  4. 如請求項3之保持機構，其中， 前述保持機構具備控制對前述晶圓作用之前述按壓構件之荷重之荷重控制部。
  5. 如請求項2至4中任一項之保持機構，其中， 前述保持機構具有可於維護時從前述按壓構件使前述刀刃往下方突出以測量該刀刃之高度之構成。
  6. 如請求項2至4中任一項之保持機構，其中， 於前述按壓構件之與前述晶圓抵接之面配備低摩擦之片材。
  7. 如請求項5之保持機構，其中， 於前述按壓構件之與前述晶圓抵接之面配備低摩擦之片材。
  8. 一種基板折斷裝置，具備： 基板搭載部； 刀刃，是相對於前述基板搭載部之上面可上下動之基板折斷用者；以及 保持機構，是用來將基板保持於前述基板搭載部者，其特徵在於： 前述保持機構具備： 位於前述刀刃之兩側，於前述刀刃按壓配置於前述基板搭載部之上面之基板之上面，將前述基板折斷時，於前述刀刃接觸前述基板之上面前先接觸前述基板之上面並按壓前述基板，於前述刀刃從前述基板之上面離開並往上方移動時或其後，從前述基板之上面離開並往上方移動之按壓構件。
  9. 如請求項8之基板折斷裝置，其中， 前述保持機構具備控制前述按壓構件按壓前述基板之荷重之荷重控制部。
  10. 如請求項8或9之基板折斷裝置，其中， 前述基板是組裝於環狀框架之狀態之晶圓， 前述基板搭載部是平台， 於前述晶圓之下面形成有刻劃線， 前述保持機構具有可於維護時從前述按壓構件使前述刀刃突出以測量該刀刃之高度之構成， 前述按壓構件以剛體形成，具有既定重量，且與前述晶圓抵接之面具有既定之平面度，於前述按壓構件之與前述晶圓抵接之面配備低摩擦之片材。
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