TW202312315A - 擴展裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明之擴展裝置之冷氣供給部係以如下方式構成：於藉由夾持部固持環狀構件，並且使較夾持部靠上側之空間開放而非密閉之狀態下，向由夾持部及晶圓環構造圍成之凹部供給冷氣，藉此使冷氣積存於凹部。

Description

擴展裝置
本發明係關於一種擴展裝置，尤其關於一種具備包含晶圓之晶圓環構造之擴展裝置。
先前，已知一種具備包含晶圓之晶圓環構造之擴展裝置。此種擴展裝置例如於日本專利第5243101號公報中有所揭示。
上述日本專利第5243101號公報中揭示了一種具備包含晶圓之晶圓環構造之破斷裝置(擴展裝置)。此處，於晶圓環構造中，晶圓經由膜狀接著材安裝於保護帶。保護帶具有伸縮性。保護帶安裝於環狀框架。於晶圓形成有用以將其分割成複數個晶片之破斷線。
上述日本專利第5243101號公報之破斷裝置係以沿著格子狀之破斷線將晶圓破斷之方式構成。破斷裝置具備框架保持器件、保護帶擴張器件、冷氣導入器件、殼體。框架保持器件係以保持環狀框架之方式構成。保護帶擴張器件係以於藉由框架保持器件保持環狀框架之狀態下，擴張保護帶，藉此沿著破斷線將晶圓破斷之方式構成。冷氣導入器件係以藉由向閉塞之殼體內導入冷氣，而將保護帶冷卻至晶圓容易破斷之溫度之方式構成。
然而，於上述日本專利第5243101號公報之破斷裝置中，藉由冷氣導入器件冷卻保護帶時，為封入(密閉)冷氣而藉由蓋狀之殼體自上方覆蓋了安裝有晶圓之保護帶，因此難以自上方靠近晶圓。因此，於上述日本專利第5243101號公報之破斷裝置中，藉由冷氣導入器件(冷氣供給部)冷卻保護帶(片狀構件)時，希望於確保可自上方向晶圓接近之路徑之狀態下，冷卻保護帶。
本發明係為解決如上所述之問題而完成，本發明之目的之一在於，提供一種藉由冷氣供給部冷卻片狀構件時，能於確保可自上方向晶圓接近之路徑之狀態下，冷卻片狀構件的擴展裝置。
本發明之一形態之擴展裝置具備：晶圓環構造，其包含晶圓、片狀構件及環狀之環狀構件，上述晶圓可沿著分割線分割，上述片狀構件供貼附晶圓，且具有伸縮性，上述環狀構件以包圍晶圓之狀態貼附於片狀構件；擴展部，其包含固持環狀構件之夾持部，於藉由夾持部固持環狀構件之狀態下，擴展片狀構件，藉此沿著分割線分割晶圓；及冷氣供給部，其於藉由擴展部擴展片狀構件時，向片狀構件供給冷氣；且冷氣供給部係以如下方式構成：於藉由夾持部固持環狀構件，並且使較夾持部靠上側之空間開放而非密閉之狀態下，向由夾持部及晶圓環構造圍成之凹部供給冷氣，藉此使冷氣積存於凹部。
於本發明之一形態之擴展裝置中，如上所述，冷氣供給部係以如下方式構成：於藉由夾持部固持環狀構件，並且使較夾持部靠上側之空間開放而非密閉之狀態下，向由夾持部及晶圓環構造圍成之凹部供給冷氣，藉此使冷氣積存於凹部。如此，無需向殼體等密閉空間供給冷氣，可使冷氣積存於凹部而冷卻片狀構件，因此藉由冷氣供給部冷卻片狀構件時，能於確保可自上方向晶圓接近之路徑之狀態下，冷卻片狀構件。
於上述一形態之擴展裝置中，較佳為凹部包含夾持部之內側面及環狀構件之內側面、以及由片狀構件之上表面構成之底面。採用此種構成，利用夾持部之內側面、環狀構件之內側面及片狀構件之上表面構成了凹部，因此只要夾持部固持環狀構件即可形成凹部。其結果，能容易地形成上方敞開之凹部。
於上述一形態之擴展裝置中，較佳為冷氣供給部包含冷氣供給口，該冷氣供給口於藉由夾持部固持環狀構件之狀態下，配置於較晶圓靠上方之位置，自上方向下方供給冷氣。採用此種構成，能使自冷氣供給口供給之冷氣直接向凹部之底部流通，因此能效率良好地使冷氣積存於凹部。
於上述一形態之擴展裝置中，較佳為冷氣供給部係以可於上下方向上移動之方式構成，且冷氣供給部係以在向下方向移動而配置於凹部內之位置之狀態下，向凹部供給冷氣之方式構成。採用此種構成，與在將冷氣供給部配置(固定)於凹部外之狀態下向凹部供給冷氣之情形不同，能抑制冷氣向凹部外流出，因此能確實地向凹部內供給冷氣。
該情形時，較佳為進而具備固定冷氣供給部之固定構件，且於上下方向上，凹部之深度大於固定構件之長度。採用此種構成，能確保凹部之深度，因此能使更多冷氣積存於凹部內。
於上述一形態之擴展裝置中，較佳為進而具備冷卻單元，該冷卻單元可於藉由夾持部固持環狀構件之狀態下，自下方冷卻片狀構件，且冷卻單元包含冷卻構件，該冷卻構件具有珀爾帖元件，於藉由珀爾帖元件加以冷卻後之狀態下自下方與片狀構件接觸。採用此種構成，能不僅藉由冷氣供給部，亦藉由冷卻構件冷卻片狀構件，因此能更有效地冷卻片狀構件。
該情形時，較佳為進而具備進行冷氣供給部實施之冷卻、及冷卻單元實施之冷卻兩者之控制之控制部，該冷氣供給部係使冷氣積存於凹部內而自上方冷卻片狀構件，該冷卻單元係自下方冷卻片狀構件。採用此種構成，能藉由控制部使冷氣供給部及冷卻單元兩者冷卻片狀構件，因此能充分冷卻片狀構件。
於上述一形態之擴展裝置中，較佳為夾持部包含：下側固持部，其自下側支持環狀構件；及上側固持部，其構成凹部之內側面中較環狀構件靠上側之部分，自上側按壓環狀構件。採用此種構成，利用以下側固持部及上側固持部固持環狀構件之狀態下的上側固持部之內側面構成了凹部，因此能將用以形成凹部之構成與固持環狀構件之構成共通化。其結果，能抑制擴展裝置之構成增加。
該情形時，較佳為上側固持部具有複數個滑行移動體，其等於水平方向上，可沿著晶圓側之內側方向、及與晶圓側相反之外側方向滑行移動。採用此種構成，與複數個滑行移動體於上下方向上移動之情形不同，能抑制複數個滑行移動體各自與配置於較上側固持部靠上側之位置之構成干涉，因此能抑制配置於較上側固持部靠上側之位置之構成在擴展裝置中之配置自由度降低。
以下，基於圖式對將本發明具體化之實施方式進行說明。
參照圖1～圖22，對本發明之一實施方式之擴展裝置100之構成進行說明。
(擴展裝置之構成) 如圖1及圖2所示，擴展裝置100係以分割晶圓210而形成複數個半導體晶片之方式構成。又，擴展裝置100係以於複數個半導體晶片彼此之間形成充足之間隙之方式構成。此處，晶圓210上已藉由沿著分割線(切割道，Street)對晶圓210照射具有透過性之波長之雷射而預先形成了改質層。所謂改質層，表示藉由雷射而形成於晶圓210之內部之龜裂及孔隙等。將以此方式於晶圓210形成改質層之方法稱為隱形切割加工。
因此，於擴展裝置100中，藉由擴展片狀構件220，可沿著改質層分割晶圓210。又，於擴展裝置100中，藉由擴展片狀構件220，分割而形成之複數個半導體晶片彼此之間隙會擴大。
擴展裝置100具備底板1、盒部2、提昇手部3、吸附手部4、基座5、擴展部6、冷氣供給部7、冷卻單元8、碎片清潔器9、熱收縮部10、紫外線照射部11。
此處，將水平方向中之盒部2與熱收縮部10之排列方向設為X方向，將X方向中之盒部2側設為X1方向，將X方向中之熱收縮部10側設為X2方向。又，將水平方向中之與X方向正交之方向設為Y方向，將Y方向中之盒部2側設為Y1方向，將與Y1方向相反之方向設為Y2方向。又，將上下方向設為Z方向，將上方向設為Z1方向，將下方向設為Z2方向。
〈底板〉 底板1係供設置盒部2及吸附手部4之基台。底板1俯視下具有Y方向上較長之矩形形狀。
〈盒部〉 盒部2係以可收容複數個(5個)晶圓環構造200之方式構成。此處，如圖3及圖4所示，晶圓環構造200具有晶圓210、片狀構件220、環狀構件230。
晶圓210係由作為半導體積體電路之材料的半導體物質之晶體製成之圓形薄板。如上所述，晶圓210之內部已形成了沿著分割線使內部改質之改質層。即，晶圓210係以可沿著分割線分割之方式構成。片狀構件220係具有伸縮性之黏著帶。於片狀構件220之上表面220a設置有黏著層。晶圓210貼附於片狀構件220之黏著層。環狀構件230係俯視下呈環狀之金屬製框架。於環狀構件230之外側面230a形成有缺口240及缺口250。環狀構件230以包圍晶圓210之狀態貼附於片狀構件220之黏著層。
如圖1及圖2所示，盒部2包含Z方向移動機構21、晶圓盒22、一對載置部23。Z方向移動機構21係以將馬達21a作為驅動源而使晶圓盒22於Z方向上移動之方式構成。又，Z方向移動機構21具有自下側支持晶圓盒22之載置台21b。藉由人工作業向載置台21b供給及載置晶圓盒22。晶圓盒22具有可收容複數個晶圓環構造200之收容空間。於晶圓盒22之內側配置有複數對(5對)載置部23。自Z1方向側於一對載置部23載置有晶圓環構造200之環狀構件230。一對載置部23之一者自晶圓盒22之X1方向側之內側面向X2方向側突出。一對載置部23之另一者自晶圓盒22之X2方向側之內側面向X1方向側突出。
〈提昇手部〉 提昇手部3係以可自盒部2取出晶圓環構造200之方式構成。又，提昇手部3係以可將晶圓環構造200收容至盒部2之方式構成。
具體而言，提昇手部3包含Y方向移動機構31、提昇手32。Y方向移動機構31係以將馬達31a作為驅動源而使提昇手32於Y方向上移動之方式構成。提昇手32係以自Z2方向側支持晶圓環構造200之環狀構件230之方式構成。
〈吸附手部〉 吸附手部4係以自Z1方向側吸附晶圓環構造200之環狀構件230之方式構成。
具體而言，吸附手部4包含X方向移動機構41、Z方向移動機構42、吸附手43。X方向移動機構41係以將馬達41a作為驅動源而使吸附手43於X方向上移動之方式構成。Z方向移動機構42係以將馬達42a作為驅動源而使吸附手43於Z方向上移動之方式構成。吸附手43係以自Z1方向側支持晶圓環構造200之環狀構件230之方式構成。
〈基座〉 基座5係供設置擴展部6、冷卻單元8及紫外線照射部11之基台。基座5俯視下具有Y方向上較長之矩形形狀。
〈擴展部〉 擴展部6係以藉由擴展晶圓環構造200之片狀構件220，而沿著分割線分割晶圓210之方式構成。
具體而言，擴展部6包含Z方向移動機構61、Y方向移動機構62、夾持部63、擴展環64。Z方向移動機構61係以將馬達61a作為驅動源而使夾持部63於Z方向上移動之方式構成。Y方向移動機構62係以將馬達62a作為驅動源而使Z方向移動機構61、夾持部63及擴展環64於Y方向上移動之方式構成。
夾持部63係以固持晶圓環構造200之環狀構件230之方式構成。夾持部63具有下側固持部63a、上側固持部63b。下側固持部63a自Z2方向側支持環狀構件230。上側固持部63b自Z1方向側按壓由下側固持部63a支持之狀態之環狀構件230。如此，環狀構件230由下側固持部63a及上側固持部63b固持。
擴展環64係以藉由自Z2方向側支持片狀構件220，而擴展(擴張，expand)片狀構件220之方式構成。擴展環64俯視下具有環形形狀。
〈冷氣供給部〉 冷氣供給部7係以藉由擴展部6擴展片狀構件220時，自Z1方向側向片狀構件220供給冷氣之方式構成。
具體而言，冷氣供給部7具有複數個噴嘴71。噴嘴71具有使自冷氣供給源(未圖示)供給之冷氣流出之冷氣供給口71a(參照圖5)。噴嘴71安裝於碎片清潔器9。冷氣供給源係用以產生冷氣之冷卻裝置。冷氣供給源例如供給已藉由設置有熱泵等之冷卻裝置等加以冷卻後之空氣。此種冷氣供給源設置於基座5。冷氣供給源與複數個噴嘴71分別藉由軟管(未圖示)而連接。
〈冷卻單元〉 冷卻單元8係以藉由擴展部6擴展片狀構件220時，自Z2方向側冷卻片狀構件220之方式構成。
具體而言，冷卻單元8包含具有冷卻體81a及珀爾帖元件81b之冷卻構件81、動力缸82。冷卻體81a由熱容量大且熱導率高之構件構成。冷卻體81a由鋁等金屬形成。珀爾帖元件81b係以將冷卻體81a冷卻之方式構成。再者，冷卻體81a並不限定於鋁，亦可為其他熱容量大且熱導率高之構件。
冷卻單元8係以藉由動力缸82可於Z方向上移動之方式構成。藉此，冷卻單元8可移動至與片狀構件220接觸之位置、及與片狀構件220分離之位置。
〈碎片清潔器〉 碎片清潔器9係以藉由擴展部6擴展片狀構件220時，抽吸晶圓210之碎片等之方式構成。
如圖5所示，碎片清潔器9包含環狀構件91、複數個抽吸口92。環狀構件91係自Z1方向側觀察具有環形形狀之構件。複數個抽吸口92係用以抽吸晶圓210之碎片等之開口。複數個抽吸口92形成於環狀構件91之Z2方向側之下表面。再者，環狀構件91係申請專利範圍之「固定構件」之一例。
如圖2所示，碎片清潔器9係以藉由動力缸(未圖示)可於Z方向上移動之方式構成。藉此，碎片清潔器9可移動至與晶圓210近接之位置、及能避開於X方向上移動之吸附手43之位置。
〈熱收縮部〉 熱收縮部10係以於保持複數個半導體晶片彼此之間之間隙之狀態下，藉由加熱使由擴展部6擴展後之片狀構件220收縮之方式構成。
如圖1所示，熱收縮部10包含Z方向移動機構110、加熱環111、吸氣環112、擴張維持環113。Z方向移動機構110係以將馬達110a作為驅動源而使加熱環111及吸氣環112於Z方向上移動之方式構成。
如圖6所示，加熱環111俯視下具有環形形狀。又，加熱環111具有加熱片狀構件220之封裝加熱器。吸氣環112與加熱環111一體地構成。吸氣環112俯視下具有環形形狀。於吸氣環112之Z2方向側之下表面形成有複數個吸氣口112a。擴張維持環113係以自Z1方向側按壓晶圓210附近之片狀構件220，以免片狀構件220因加熱環111之加熱而收縮之方式構成。
擴張維持環113俯視下具有環形形狀。擴張維持環113係以藉由動力缸(未圖示)可於Z方向上移動之方式構成。藉此，擴張維持環113可移動至按壓片狀構件220之位置、及離開片狀構件220之位置。
〈紫外線照射部〉 紫外線照射部11係以對片狀構件220照射紫外線，以降低片狀構件220之黏著層之黏著力之方式構成。具體而言，紫外線照射部11具有紫外線用照明部。
(擴展裝置之控制類構成) 如圖7所示，擴展裝置100具備第1控制部12、第2控制部13、第3控制部14、第4控制部15、第5控制部16、擴展控制運算部17、操作控制運算部18、記憶部19。
第1控制部12係以控制熱收縮部10之方式構成。第1控制部12包含CPU(Central Processing Unit，中央處理單元)、具有ROM(Read Only Memory，唯讀記憶體)及RAM(Random Access Memory，隨機存取記憶體)等之記憶部。再者，第1控制部12亦可包含供保存阻斷電壓後亦被記憶之資訊之HDD(Hard Disk Drive，硬碟驅動器)等作為記憶部。又，HDD亦可為相對於第1控制部12、第2控制部13、第3控制部14、第4控制部15及第5控制部16而共通地設置。
第2控制部13係以控制冷氣供給部7、冷卻單元8及碎片清潔器9之方式構成。第2控制部13包含CPU、具有ROM及RAM等之記憶部。第3控制部14係以控制擴展部6之方式構成。第3控制部14包含CPU、具有ROM及RAM等之記憶部。再者，第2控制部13及第3控制部14亦可包含供保存阻斷電壓後亦被記憶之資訊之HDD等作為記憶部。
第4控制部15係以控制盒部2及提昇手部3之方式構成。第4控制部15包含CPU、具有ROM及RAM等之記憶部。第5控制部16係以控制吸附手部4之方式構成。第5控制部16包含CPU、具有ROM及RAM等之記憶部。再者，第4控制部15及第5控制部16亦可包含供保存阻斷電壓後亦被記憶之資訊之HDD等作為記憶部。
擴展控制運算部17係以基於第1控制部12、第2控制部13及第3控制部14之處理結果，進行片狀構件220之擴展處理之相關運算之方式構成。擴展控制運算部17包含CPU、具有ROM及RAM等之記憶部。
操作控制運算部18係以基於第4控制部15及第5控制部16之處理結果，進行晶圓環構造200之移動處理之相關運算之方式構成。操作控制運算部18包含CPU、具有ROM及RAM等之記憶部。
記憶部19記憶有用以使擴展裝置100動作之程式。記憶部19包含ROM及RAM等。
(藉由擴展裝置實施之半導體晶片製造處理) 以下，對擴展裝置100之整體動作進行說明。
於步驟S1中，自盒部2取出晶圓環構造200。即，藉由提昇手32支持盒部2內收容之晶圓環構造200後，藉由Y方向移動機構31使提昇手32向Y2方向側移動，藉此自盒部2取出晶圓環構造200。於步驟S2中，藉由吸附手43將晶圓環構造200移載至擴展部6。即，藉由X方向移動機構41使自盒部2取出之晶圓環構造200以由吸附手43吸附之狀態向X2方向側移動。然後，將向X2方向側移動後之晶圓環構造200自吸附手43移載至夾持部63後，藉由夾持部63對其加以固持。
於步驟S3中，藉由擴展部6擴展片狀構件220。此時，要藉由冷氣供給部7及冷卻單元8兩者冷卻由夾持部63固持之晶圓環構造200之片狀構件220。藉由Z方向移動機構61使已被冷卻至特定溫度之晶圓環構造200以由夾持部63固持之狀態下降。然後，藉由擴展環64擴展片狀構件220，藉此沿著分割線分割晶圓210。此時，要一面藉由碎片清潔器9進行碎片之抽吸，一面進行晶圓210之分割。
於步驟S4中，維持片狀構件220之擴展狀態不變地，使擴展部6向熱收縮部10之Z2方向側移動。即，進行晶圓210之分割後，藉由Y方向移動機構62使片狀構件220已被擴展之狀態之晶圓環構造200沿著Y1方向移動。於步驟S5中，藉由熱收縮部10加熱片狀構件220，使之收縮。此時，要藉由加熱環111將沿著Y1方向移動後之晶圓環構造200以被擴張維持環113及擴展環64夾持之狀態加熱。此時，要藉由吸氣環112進行吸氣，並藉由紫外線照射部11進行紫外線之照射。
於步驟S6中，使擴展部6返回至原來之位置。即，藉由Y方向移動機構31使片狀構件220收縮後之晶圓環構造200向Y2方向側移動。於步驟S7中，在已藉由吸附手43將晶圓環構造200自擴展部6移載至提昇手部3之狀態下，藉由X方向移動機構41使其向X1方向側移動，並遞交至提昇手32。於步驟S8中，將晶圓環構造200收容至盒部2。即，藉由Y方向移動機構31使由提昇手32支持之晶圓環構造200向Y1方向側移動，藉此將晶圓環構造200收容至盒部2。至此，對1片晶圓環構造200進行之處理完成。
(夾持部、冷氣供給部及冷卻單元之詳細構成) 參照圖9～圖14，對夾持部63、冷氣供給部7及冷卻單元8之詳細構成進行說明。
〈下側固持部之詳細構成〉 如圖9及圖10所示，下側固持部63a具有支持體163a、位置調整部163b、定位銷163c、定位銷163d。
支持體163a自Z2方向側支持晶圓環構造200之環狀構件230。於支持體163a形成有貫通孔163e。貫通孔163e於Z方向上貫通支持體163a。貫通孔163e係為了使冷卻體81a自Z2方向側與片狀構件220接觸而形成。於水平方向(XY方向)上，貫通孔163e之尺寸較冷卻體81a大。於水平方向(XY方向)上，貫通孔163e之尺寸較環狀構件230略小。
位置調整部163b係以使載置於支持體163a之狀態之晶圓環構造200向定位銷163c及定位銷163d移動之方式構成。位置調整部163b係以於Y方向上，可沿著朝向定位銷163c及定位銷163d之E1方向移動之方式構成。位置調整部163b係以於Y方向上，可沿著離開定位銷163c及定位銷163d之E2方向移動之方式構成。
位置調整部163b藉由沿著E1方向移動，而使載置於支持體163a之狀態之晶圓環構造200之缺口240與定位銷163c抵接。又，位置調整部163b藉由沿著E1方向移動，而使載置於支持體163a之狀態之晶圓環構造200之缺口250與定位銷163d抵接。藉此，進行晶圓環構造200之水平方向之定位。位置調整部163b將晶圓環構造200定位後，於E2方向上移動而返回至原來之位置。
定位銷163c及定位銷163d分別為自支持體163a之Z1方向側之上表面向Z1方向突出之銷。定位銷163c配置於與缺口240對應之位置。定位銷163d配置於與缺口250對應之位置。
〈上側固持部之詳細構成〉 如圖9及圖10所示，上側固持部63b具有複數個(4個)滑行移動體。複數個滑行移動體於水平方向上，可沿著晶圓210側之內側方向(以下，稱為D1方向)、及與晶圓210側相反之外側方向(以下，稱為D2方向)滑行移動。複數個滑行移動體為第1滑行移動體263a、第2滑行移動體263b、第3滑行移動體263c及第4滑行移動體263d。
第1滑行移動體263a與第2滑行移動體263b配置於在Y方向上對向之位置。第1滑行移動體263a及第2滑行移動體263b分別可沿著於Y方向上靠近晶圓210之D1方向、及於Y方向上與晶圓210側相反之D2方向移動。
第3滑行移動體263c與第4滑行移動體263d配置於在X方向上對向之位置。第3滑行移動體263c及第4滑行移動體263d分別可沿著於X方向上靠近晶圓210之D1方向、及於X方向上與晶圓210側相反之D2方向移動。
第1滑行移動體263a、第2滑行移動體263b、第3滑行移動體263c及第4滑行移動體263d分別藉由沿著D1方向移動，而配置於用以自Z1方向側按壓環狀構件230之位置(內側位置)。又，第1滑行移動體263a、第2滑行移動體263b、第3滑行移動體263c及第4滑行移動體263d分別藉由沿著D2方向移動，而配置於不會自Z1方向側按壓環狀構件230之位置(外側位置)。再者，位於外側位置時，晶圓環構造200可於Z方向上，在第1滑行移動體263a、第2滑行移動體263b、第3滑行移動體263c及第4滑行移動體263d之內側移動。
第1滑行移動體263a、第2滑行移動體263b、第3滑行移動體263c及第4滑行移動體263d分別將馬達或動力缸等致動器作為驅動源(未圖示)而於D1方向及D2方向上移動。
〈冷氣供給部之詳細構成〉 如圖11所示，本實施方式之冷氣供給部7係以並非向密閉之殼體之中供給冷氣，而是使冷氣滯留於晶圓環構造200之片狀構件220附近之方式構成。再者，於圖11中，冷氣假想性地以影線表示。即，冷氣供給部7係以如下方式構成：於藉由夾持部63固持環狀構件230，並且使較夾持部63靠Z1方向側之空間開放而非密閉之狀態下，向由夾持部63及晶圓環構造200圍成之凹部120供給冷氣，藉由此使冷氣積存於凹部120。
具體而言，冷氣供給部7包含複數個(2個)噴嘴71、溫度感測器72。再者，噴嘴71雖此處設置有2個，但其實亦可設置1個或3個以上。
複數個噴嘴71各自係以向Z2方向側流通冷氣之方式構成。複數個噴嘴71分別具有冷氣供給口71a。冷氣供給口71a係以於藉由夾持部63固持環狀構件230之狀態下，配置於較晶圓210靠Z1方向側之位置，自Z1方向側向Z2方向側供給冷氣之方式構成。冷氣供給口71a向Z2方向側敞開。自冷氣供給口71a流出之冷氣向晶圓210流通，撞上晶圓210後向晶圓210周圍之片狀構件220流通。
溫度感測器72係以計測凹部120內之氣氛溫度之方式構成。溫度感測器72與第2控制部13電性連接。藉此，溫度感測器72之溫度計測值傳送至第2控制部13。溫度感測器72安裝於碎片清潔器9之環狀構件91之外側面。
如圖12所示，凹部120係自夾持部63之上端部向Z2方向側凹陷之凹形空間。凹部120具有內側面120a、底面120b。內側面263e及內側面230b分別為在水平方向上形成於晶圓210側之側面。內側面120a由夾持部63之上側固持部63b之內側面263e、及環狀構件230之內側面230b構成。內側面263e係使第1滑行移動體263a、第2滑行移動體263b、第3滑行移動體263c及第4滑行移動體263d分別於D1方向上移動時所形成之面。底面120b係形成於冷氣供給部7之Z2方向側之面。底面120b由片狀構件220之上表面220a構成。如此，於凹部120中，密度較常溫空氣高之冷氣滯留於片狀構件220之上表面220a附近。所滯留之冷氣因夾持部63之上側固持部63b之內側面263e、環狀構件230之內側面230b及片狀構件220之上表面220a而難以自凹部120流出。
於Z方向上，凹部120之深度F大於環狀構件91之長度L。於水平方向(XY方向)上，凹部120之寬度W1大於環狀構件91之寬度W2。如此，凹部120具有可收容環狀構件91之大小。又，凹部120俯視下具有大致六角形形狀(參照圖1)。
冷氣供給部7係以藉由動力缸(未圖示)可與環狀構件91一併於Z方向上移動之方式構成。藉此，冷氣供給部7可移動至近接於晶圓210之下方位置Dw(參照圖11)、及能避開於X方向上移動之吸附手43之上方位置Up(參照圖2)。因此，冷氣供給部7係以在沿著Z2方向移動而配置於凹部120內之位置(下方位置Dw)之狀態下，向凹部120供給冷氣之方式構成。
〈冷卻單元之詳細構成〉 如圖13所示，冷卻單元8係用以與藉由冷氣供給部7冷卻片狀構件220之動作一併地，冷卻片狀構件220之單元。藉由如此地使用冷氣供給部7及冷卻單元8兩者，可避免冷卻能力不足。藉此，例如，即便於使用在晶圓210之下配置有膜構件(例如，晶粒黏著膜等)之片狀構件220之情形、及使用因略微軟柔而難以冷卻之材質之片狀構件220之情形等時，亦能更確實地冷卻片狀構件220。
冷卻單元8係以於藉由夾持部63固持環狀構件230之狀態下，自Z2方向側冷卻片狀構件220之方式構成。冷卻單元8如上所述，包含具有冷卻體81a及珀爾帖元件81b之冷卻構件81、動力缸82。於冷卻單元8中，利用動力缸82使藉由珀爾帖元件81b加以冷卻後之狀態之冷卻體81a向Z1方向上升，而自Z2方向側與片狀構件220接觸。
〈第2控制部及第3控制部之詳細構成〉 如圖11所示，第2控制部13係以基於溫度感測器72之溫度計測值，而進行藉由自冷氣供給部7供給之冷氣，將凹部120內之空間冷卻至特定溫度之控制之方式構成。特定溫度例如約為0℃等。又，如圖13所示，第2控制部13係以基於預先設定之設定時間，而進行於設定時間之期間內使冷卻體81a自Z2方向側與片狀構件220接觸，藉此冷卻片狀構件220之控制之方式構成。
如圖11及圖13所示，此種第2控制部13係以如下方式構成：基於根據片狀構件220之種類而預先設定之是否需要藉由冷氣供給部7及冷卻單元8兩者實施冷卻之設定，進行採用冷氣供給部7實施之冷卻、及冷卻單元8實施之冷卻兩者加以冷卻之控制，上述冷氣供給部7係使冷氣積存於凹部120內而自Z1方向側冷卻片狀構件220，上述冷卻單元8係自Z2方向側冷卻片狀構件220。是否需要藉由冷氣供給部7及冷卻單元8兩者實施冷卻要根據片狀構件220之種類由使用者預先設定。
如圖14所示，第2控制部13係以基於已經過設定時間之事實，而進行使冷卻單元8停止冷卻，然後使冷卻構件81向Z2方向側移動而配置於下方位置之控制之方式構成。
又，第2控制部13係以基於凹部120內之溫度已達到特定溫度之事實，而進行使碎片清潔器9開始抽吸之控制之方式構成。第3控制部14係以基於自擴展控制運算部17取得了已使碎片清潔器9開始抽吸之通知之事實，而進行使夾持部63向Z2方向側移動之控制之方式構成。藉此，利用擴展環64擴展片狀構件220，從而沿著分割線分割晶圓210，因此將形成複數個半導體晶片。
第2控制部13係以基於自擴展控制運算部17取得了夾持部63已配置於Z2方向側之下端位置之通知之事實，而進行使冷氣供給部7停止供給冷氣，並且使碎片清潔器9停止吸氣之控制之方式構成。第2控制部13係以基於已使冷氣供給部7停止供給冷氣之事實，而進行使冷氣供給部7向Z1方向側移動而配置於上方位置Up之控制之方式構成。
(擴展處理) 參照圖15及圖16，對擴展裝置100中之擴展處理進行說明。擴展處理係於上述半導體晶片製造處理之步驟S3中進行之處理。
如圖15所示，於步驟S301中，藉由第2控制部13，基於已將晶圓環構造200載置於下側固持部63a之事實，使吸附手43沿著Z1方向上升。此時，上側固持部63b之第1滑行移動體263a、第2滑行移動體263b、第3滑行移動體263c及第4滑行移動體263d分別呈已於D2方向上移動後之狀態(參照圖18及圖19)。而且，環狀構件230載置於下側固持部63a之支持體163a(參照圖18及圖19)。
於步驟S302中，藉由第3控制部14，基於自擴展控制運算部17取得了吸附手43已上升之通知之事實，使上側固持部63b之第1滑行移動體263a、第2滑行移動體263b、第3滑行移動體263c及第4滑行移動體263d分別於D1方向上移動(參照圖20)。於步驟S303中，藉由第3控制部14，使位置調整部163b於E1方向上移動。此時，晶圓環構造200之缺口240與定位銷163c抵接，並且晶圓環構造200之缺口250與定位銷163d抵接(參照圖21)。藉此，晶圓環構造200於水平方向上被定位。然後，藉由第3控制部14，在使位置調整部163b於E1方向上移動後，使位置調整部163b於E2方向上移動而返回至原來之位置。
於步驟S304中，藉由第3控制部14，在使位置調整部163b返回至原來之位置後，使下側固持部63a沿著Z1方向移動(上升)，而藉由上側固持部63b與下側固持部63a固持晶圓環構造200之環狀構件230(參照圖22)。
於步驟S305中，藉由第2控制部13，基於自擴展控制運算部17取得了下側固持部63a之上升已完成之通知之事實，而使碎片清潔器9下降(參照圖11)。於步驟S306中，藉由第2控制部13，判斷是否需要冷卻片狀構件220。於需要冷卻片狀構件220之情形時，進入步驟S307，於無需冷卻片狀構件220之情形時，進入圖16之步驟S309。
於步驟S307中，藉由第2控制部13，在使冷氣供給部7開始供給冷氣後(參照圖11)，進入步驟S400。於步驟S400中，藉由第2控制部13，進行接觸冷卻處理。再者，關於接觸冷卻處理將於後文加以說明。
於步驟S308中，藉由第2控制部13，判斷由溫度感測器72計測出之凹部120內之氣氛溫度是否達到特定溫度。於達到特定溫度之情形時，進入圖16之步驟S309，於未達到特定溫度之情形時，重複步驟S308。
如圖16所示，於步驟S309中，藉由第2控制部13，使碎片清潔器9開始抽吸。此處，碎片清潔器9之抽吸量小於自冷氣供給部7供給之冷氣之量。於步驟S310中，藉由第3控制部14，基於自擴展控制運算部17取得了已使碎片清潔器9開始抽吸之通知之事實，使夾持部63急速下降而使用擴展環64執行擴展(參照圖14)。
於步驟S311中，基於自擴展控制運算部17取得了擴展已完成之通知之事實，而藉由第2控制部13使冷氣供給部7停止冷卻。再者，於無需藉由冷氣供給部7及冷卻單元8冷卻片狀構件220之情形時，不進行步驟S311之處理，而是進入步驟S312。
於步驟S312中，基於已使冷氣供給部7停止冷卻之事實，而藉由第2控制部13使碎片清潔器9停止抽吸。於步驟S313中，基於已使碎片清潔器9停止抽吸之事實，而藉由第2控制部13使碎片清潔器9上升，而後擴展處理結束。再者，於無需藉由冷氣供給部7及冷卻單元8冷卻片狀構件220之情形時，第2控制部13基於自擴展控制運算部17取得了擴展已完成之通知之事實，而使碎片清潔器9停止抽吸。
〈接觸冷卻處理〉 參照圖17，對擴展裝置100中之接觸冷卻處理進行說明。接觸冷卻處理係表示與藉由冷氣供給部7實施之冷卻一併進行、藉由冷卻單元8實施之冷卻的處理。
於步驟S401中，藉由第2控制部13，基於已使冷卻體81a上升之事實，而使珀爾帖元件81b開始對冷卻體81a加以冷卻(參照圖13)。於步驟S402中，判斷是否已經過設定時間。於已經過設定時間之情形時，進入步驟S403，於未經過設定時間之情形時，重複步驟S402。於步驟S403中，藉由第2控制部13，使冷卻體81a下降。於步驟S404中，藉由第2控制部13，使珀爾帖元件81b停止對冷卻體81a加以冷卻，而後接觸冷卻處理結束。
(本實施方式之效果) 本實施方式中，可獲得如下所述之效果。
本實施方式中，如上所述，冷氣供給部7係以如下方式構成：於藉由夾持部63固持環狀構件230，並且使較夾持部63靠上側之空間開放而非密閉之狀態下，向由夾持部63及晶圓環構造200圍成之凹部120供給冷氣，藉此使冷氣積存於凹部120。如此，無需向殼體等密閉空間供給冷氣，可使冷氣積存於凹部120而冷卻片狀構件220，因此藉由冷氣供給部7冷卻片狀構件220時，能於確保可自Z1方向側向晶圓210接近之路徑之狀態下，冷卻片狀構件220。
又，本實施方式中，如上所述，凹部120包含夾持部63之內側面263e及環狀構件230之內側面230b、以及由片狀構件220之上表面220a構成之底面120b。藉此，利用夾持部63之內側面263e、環狀構件230之內側面230b及片狀構件220之上表面220a構成了凹部120，因此只要夾持部63固持環狀構件230即可形成凹部120。其結果，能容易地形成Z1方向敞開之凹部120。
又，本實施方式中，如上所述，冷氣供給部7包含冷氣供給口71a，該冷氣供給口71a於藉由夾持部63固持環狀構件230之狀態下，配置於較晶圓210靠Z1方向側之位置，自Z1方向側向Z2方向側供給冷氣。藉此，能使自冷氣供給口71a供給之冷氣直接向凹部120之底部流通，因此能效率良好地使冷氣積存於凹部120。
又，本實施方式中，如上所述，冷氣供給部7係以可於Z方向上移動之方式構成。冷氣供給部7係以在沿著Z2方向移動而配置於凹部120內之位置之狀態下，向凹部120供給冷氣之方式構成。藉此，與在將冷氣供給部7配置(固定)於凹部120外之狀態下向凹部120供給冷氣之情形不同，能抑制冷氣向凹部120外流出，因此能確實地向凹部120內供給冷氣。
又，本實施方式中，如上所述，擴展裝置100具備固定冷氣供給部7之環狀構件91。於Z方向上，凹部120之深度F大於環狀構件91之長度L。藉此，能確保凹部120之深度F，因此能使更多冷氣積存於凹部120內。
又，本實施方式中，如上所述，擴展裝置100具備冷卻單元8，該冷卻單元8可於藉由夾持部63固持環狀構件230之狀態下，自下方冷卻片狀構件220。冷卻單元8包含冷卻構件81，該冷卻構件81具有珀爾帖元件81b，於藉由珀爾帖元件81b加以冷卻後之狀態下自下方與片狀構件220接觸。藉此，能不僅藉由冷氣供給部7，亦藉由冷卻構件81冷卻片狀構件220，因此能更有效地冷卻片狀構件220。
又，本實施方式中，如上所述，擴展裝置100進而具備進行冷氣供給部7實施之冷卻、及冷卻單元8實施之冷卻兩者之控制之第2控制部13，該冷氣供給部7係使冷氣積存於凹部120內而自上方冷卻片狀構件220，該冷卻單元8係自下方冷卻片狀構件220。採用此種構成，能藉由第2控制部13使冷氣供給部7及冷卻單元8兩者冷卻片狀構件220，因此能充分冷卻片狀構件220。
又，本實施方式中，如上所述，夾持部63包含：下側固持部63a，其自Z2方向側支持環狀構件230；及上側固持部63b，其構成凹部120之內側面120a中較環狀構件230靠Z1方向側之部分，自Z1方向側按壓環狀構件230。藉此，利用以下側固持部63a及上側固持部63b固持環狀構件230之狀態下的上側固持部63b之內側面263e構成了凹部120，因此能將用以形成凹部120之構成與固持環狀構件230之構成共通化。其結果，能抑制擴展裝置100之構成增加。
又，本實施方式中，如上所述，上側固持部63b具有第1滑行移動體263a、第2滑行移動體263b、第3滑行移動體263c及第4滑行移動體263d，其等於水平方向上，可沿著晶圓210側之D1方向、及與晶圓210側相反之D2方向滑行移動。藉此，與第1滑行移動體263a、第2滑行移動體263b、第3滑行移動體263c及第4滑行移動體263d於Z方向上移動之情形不同，能抑制第1滑行移動體263a、第2滑行移動體263b、第3滑行移動體263c及第4滑行移動體263d各自與配置於較上側固持部63b靠Z1方向側之位置的構成干涉，因此能抑制配置於較上側固持部63b靠Z1方向側之位置的構成在擴展裝置100中之配置自由度降低。
[變化例] 再者，關於此次所揭示之實施方式，應認為所有點皆為例示而非具有限制性者。本發明之範圍並非由上述實施方式之說明表示，而是由申請專利範圍表示，進而包含與申請專利範圍均等之含義及範圍內之所有變更(變化例)。
例如，於上述實施方式中，示出了冷氣供給口71a自Z1方向側向Z2方向側(自上方向下方)供給冷氣之例，但本發明並不限於此。於本發明中，冷氣供給口亦可於水平方向上供給冷氣。
又，於上述實施方式中，示出了冷氣供給部7以於沿著Z2方向(下方向)移動而配置於凹部120內之位置之狀態下，向凹部120供給冷氣之方式構成之例，但本發明並不限於此。於本發明中，冷氣供給部亦可以配置於凹部外之位置之狀態下，向凹部供給冷氣之方式構成。
又，於上述實施方式中，示出了凹部120之深度F大於環狀構件91(固定構件)之長度L之例，但本發明並不限於此。於本發明中，凹部之深度亦可小於固定構件之長度。
又，於上述實施方式中，示出了擴展裝置100具備冷卻單元8之例，但本發明並不限於此。於本發明中，擴展裝置亦可不具備冷卻單元。
又，於上述實施方式中，示出了冷卻構件81具有珀爾帖元件81b之例，但本發明並不限於此。於本發明中，亦可藉由珀爾帖元件以外之冷卻元件對冷卻體加以冷卻。
又，於上述實施方式中，示出了冷氣供給部7具有噴嘴71之例，但本發明並不限於此。於本發明中，冷氣供給部亦可並非如噴嘴般為前端呈尖細形狀之零件，而是圓筒狀之零件。
又，於上述實施方式中，示出了溫度感測器72安裝於碎片清潔器9之環狀構件91之外側面之例，但本發明並不限於此。於本發明中，溫度感測器只要能計測出凹部內之氣氛溫度，亦可安裝於夾持部等其他位置。
又，於上述實施方式中，示出了冷氣供給口71a形成於噴嘴71之例，但本發明並不限於此。於本發明中，冷氣供給口亦可形成於夾持部等。
又，於上述實施方式中，示出了冷氣供給部7以藉由動力缸(未圖示)可與環狀構件91一併於Z方向上移動之方式構成之例，但本發明並不限於此。於本發明中，冷氣供給部亦可不移動，而配置於固定位置。
又，於上述實施方式中，為便於說明，示出了使用按照處理流程依序進行處理之流程驅動型之流程圖說明第2控制部13(控制部)之控制處理之例，但本發明並不限於此。於本發明中，亦可藉由以事件為單位而執行處理之事件驅動型(event driven型)之處理進行控制部之控制處理。該情形時，可採用完全事件驅動型進行處理，亦可將事件驅動及流程驅動組合而進行處理。
1:底板 2:盒部 3:提昇手部 4:吸附手部 5:基座 6:擴展部 7:冷氣供給部 8:冷卻單元 9:碎片清潔器 10:熱收縮部 11:紫外線照射部 12:第1控制部 13:第2控制部 14:第3控制部 15:第4控制部 16:第5控制部 17:擴展控制運算部 18:操作控制運算部 19:記憶部 21:Z方向移動機構 21a:馬達 22:晶圓盒 23:一對載置部 31:Y方向移動機構 31a:馬達 32:提昇手 41:X方向移動機構 41a:馬達 42:Z方向移動機構 42a:馬達 43:吸附手 61:Z方向移動機構 61a:馬達 62:Y方向移動機構 63:夾持部 63a:下側固持部 63b:上側固持部 64:擴展環 71:噴嘴 71a:冷氣供給口 72:溫度感測器 81:冷卻構件 81a:冷卻體 81b:珀爾帖元件 82:動力缸 91:環狀構件 92:抽吸口 100:擴展裝置 110:Z方向移動機構 110a:馬達 111:加熱環 112:吸氣環 112a:吸氣口 113:擴張維持環 120:凹部 120a:內側面 120b:底面 163a:支持體 163b:位置調整部 163c:定位銷 163d:定位銷 163e:貫通孔 200:晶圓環構造 210:晶圓 220:片狀構件 220a:片狀構件之上表面 230:環狀構件 230a:環狀構件之外側面 230b:環狀構件之內側面 240:缺口 250:缺口 263a:第1滑行移動體 263b:第2滑行移動體 263c:第3滑行移動體 263d:第4滑行移動體 263e:內側面 Dw:晶圓之下方位置 W1:凹部之寬度 W2:環狀構件之寬度
圖1係一實施方式之擴展裝置之俯視圖。 圖2係一實施方式之擴展裝置之側視圖。 圖3係一實施方式之擴展裝置之晶圓環構造之俯視圖。 圖4係沿著圖3之101-101線之剖視圖。 圖5係一實施方式之擴展裝置之碎片清潔器之仰視圖。 圖6係一實施方式之擴展裝置之熱收縮部之仰視圖。 圖7係表示一實施方式之擴展裝置之控制類構成之方塊圖。 圖8係表示一實施方式之擴展裝置之半導體晶片製造處理之流程圖。 圖9係一實施方式之擴展裝置之夾持部之側視圖。 圖10係表示一實施方式之擴展裝置之下側固持部及上側固持部之俯視圖。 圖11係表示一實施方式之擴展裝置之夾持部及冷氣供給部之側視圖。 圖12係將圖11中之夾持部及冷氣供給部放大之放大圖。 圖13係表示一實施方式之擴展裝置之冷氣供給部及冷卻單元之側視圖。 圖14係表示藉由一實施方式之擴展裝置之擴展部而實現的片狀構件之擴展狀態之側視圖。 圖15係表示一實施方式之擴展裝置之擴展處理的前半部分之流程圖。 圖16係表示一實施方式之擴展裝置之擴展處理的後半部分之流程圖。 圖17係表示一實施方式之擴展裝置之接觸冷卻處理之流程圖。 圖18係表示於一實施方式之擴展裝置之下側固持部載置有晶圓環構造之狀態之側視圖。 圖19係表示於一實施方式之擴展裝置之下側固持部載置有晶圓環構造之狀態下的下側固持部及上側固持部之俯視圖。 圖20係表示將晶圓環構造載置於一實施方式之擴展裝置之下側固持部，並且關閉上側固持部之狀態之俯視圖。 圖21係表示藉由一實施方式之擴展裝置之位置調整部將晶圓環構造定位之狀態之俯視圖。 圖22係表示藉由一實施方式之擴展裝置之下側固持部及上側固持部固持晶圓環構造之狀態之側視圖。
6:擴展部
7:冷氣供給部
8:冷卻單元
63:夾持部
63a:下側固持部
63b:上側固持部
71:噴嘴
71a:冷氣供給口
72:溫度感測器
81:冷卻構件
81a:冷卻體
81b:珀爾帖元件
82:動力缸
91:環狀構件
120:凹部
120a:內側面
120b:底面
200:晶圓環構造
210:晶圓
220:片狀構件
220a:片狀構件之上表面
230:環狀構件
230b:環狀構件之內側面
263e:內側面
Dw:晶圓之下方位置

Claims (9)

  1. 一種擴展裝置，其具備： 晶圓環構造，其包含晶圓、片狀構件及環狀之環狀構件，上述晶圓可沿著分割線分割，上述片狀構件供貼附上述晶圓，且具有伸縮性，上述環狀構件以包圍上述晶圓之狀態貼附於上述片狀構件； 擴展部，其包含固持上述環狀構件之夾持部，於藉由上述夾持部固持上述環狀構件之狀態下，擴展上述片狀構件，藉此沿著上述分割線分割上述晶圓；及 冷氣供給部，其於藉由上述擴展部擴展上述片狀構件時，向上述片狀構件供給冷氣；且 上述冷氣供給部係以如下方式構成：於藉由上述夾持部固持上述環狀構件，並且使較上述夾持部靠上側之空間開放而非密閉之狀態下，向由上述夾持部及上述晶圓環構造圍成之凹部供給冷氣，藉此使冷氣積存於上述凹部。
  2. 如請求項1之擴展裝置，其中 上述凹部包含： 上述夾持部之內側面及上述環狀構件之內側面；以及 由上述片狀構件之上表面構成之底面。
  3. 如請求項1或2之擴展裝置，其中 上述冷氣供給部包含冷氣供給口，該冷氣供給口於藉由上述夾持部固持上述環狀構件之狀態下，配置於較上述晶圓靠上方之位置，自上方向下方供給冷氣。
  4. 如請求項1至3中任一項之擴展裝置，其中 上述冷氣供給部係以可於上下方向上移動之方式構成，且 上述冷氣供給部係以在向下方向移動而配置於上述凹部內之位置之狀態下，向上述凹部供給冷氣之方式構成。
  5. 如請求項4之擴展裝置，其 進而具備固定上述冷氣供給部之固定構件，且 於上下方向上，上述凹部之深度大於上述固定構件之長度。
  6. 如請求項1至5中任一項之擴展裝置，其 進而具備冷卻單元，該冷卻單元可於藉由上述夾持部固持上述環狀構件之狀態下，自下方冷卻上述片狀構件；且 上述冷卻單元包含冷卻構件，該冷卻構件具有珀爾帖元件，於藉由上述珀爾帖元件加以冷卻後之狀態下自下方與上述片狀構件接觸。
  7. 如請求項6之擴展裝置，其 進而具備進行上述冷氣供給部實施之冷卻、及上述冷卻單元實施之冷卻兩者之控制之控制部，上述冷氣供給部係使冷氣積存於上述凹部內而自上方冷卻上述片狀構件，上述冷卻單元係自下方冷卻上述片狀構件。
  8. 如請求項1至7中任一項之擴展裝置，其中 上述夾持部包含： 下側固持部，其自下側支持上述環狀構件；及 上側固持部，其構成上述凹部之內側面中較上述環狀構件靠上側之部分，自上側按壓上述環狀構件。
  9. 如請求項8之擴展裝置，其中 上述上側固持部具有複數個滑行移動體，該等滑行移動體於水平方向上，可沿著上述晶圓側之內側方向、及與上述晶圓側相反之外側方向滑行移動。
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