TWI489538B - 切割半導體晶圓之裝置及切割半導體晶圓之方法 - Google Patents

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Description

切割半導體晶圓之裝置及切割半導體晶圓之方法

本發明是有關於一種切割半導體晶圓之裝置,特別是有關於一種切割半導體晶圓之方法。

一積體電路或晶片通常是由一半導體晶圓所形成。每一個半導體晶圓具有橫縱排列之複數個積體電路。傳統上,晶圓是沿著兩個互相垂直的平行線組被鋸開或”切成”矩形分離的積體電路,其中,平行線組是位於橫列與縱列之間。

本發明基本上採用如下所詳述之特徵以為了要解決上述之問題。

本發明之一實施例提供一種切割半導體晶圓之裝置,其包括一半導體晶圓支撐座;以及複數個切割裝置,係提供一半導體晶圓之一表面之同時切割,用以同時形成並聯之複數條切割線。

根據上述之實施例,該等切割裝置係可移動於一軸向方向中,用以調整在該等切割線間之距離。

根據上述之實施例,該等切割裝置包括至少兩切割鋸或雷射模組。

根據上述之實施例,該等切割鋸具有複數個切割葉片,以及每一切割葉片具有一傳動機構。

根據上述之實施例,該傳動機構具有一齒輪或一滑輪與皮帶。

根據上述之實施例,該等切割鋸具有複數個相向對之切割葉片,以及每一對切割葉片係運作去形成一單一切割線。

根據上述之實施例,該等切割鋸係運作去形成沿著複數個個別垂直軸之該等切割線,以及該等個別垂直軸係沿著該半導體晶圓之該表面。

根據上述之實施例,該等切割鋸係被配置去形成跨過該半導體晶圓之一完整周緣之一U形構造。

根據上述之實施例,該等切割裝置具有至少兩雷射模組。

根據上述之實施例,每一雷射模組具有一旋轉鏡,係用以調整雷射光之反射角度。

根據上述之實施例,該等雷射模組係沿著一晶圓進給方向被連續配置。

本發明之另一實施例提供一種切割半導體晶圓之方法,其包括:支撐一半導體晶圓於一支撐表面上;提供複數個切割裝置;以及以該等切割裝置切割該半導體晶圓,其中,該等切割裝置係可運作去形成複數個同時存在之切割線於該半導體晶圓之一表面上。

根據上述之實施例,在該切割步驟中,該等切割裝置包括至少兩切割鋸或雷射模組。

根據上述之實施例,該半導體晶圓之切割係發生於跨過該半導體晶圓之一完整周緣之一第一方向中。

根據上述之實施例,該切割半導體晶圓之方法更包括:相對於該半導體晶圓旋轉該等切割裝置90度或相對於 該等切割裝置旋轉該半導體晶圓90度。

根據上述之實施例,該切割半導體晶圓之方法更包括:切割該半導體晶圓於垂直於該第一方向之一第二方向中。

本發明之又一實施例提供一種切割半導體晶圓之裝置,其包括至少兩切割裝置,該等切割裝置具有複數個切割葉片或雷射模組,並且係可運作去執行該半導體晶圓之同時的切割於一第一方向中,其中,該第一方向係跨過該半導體晶圓之一完整周緣。

根據上述之實施例,該等切割裝置係可運作去執行同時的切割於該第一方向及一第二方向中,以及該第二方向係垂直於該第一方向。

根據上述之實施例,該等切割裝置係可移動於一軸向方向中,用以調整在該等切割線間之距離。

根據上述之實施例,該切割半導體晶圓之裝置更包括一半導體晶圓支撐座,其中,該半導體晶圓支撐座具有機械、真空或黏著裝置以將該半導體晶圓固定於該半導體晶圓支撐座之上。

為使本發明之上述目的、特徵和優點能更明顯易懂,下文特舉較佳實施例並配合所附圖式做詳細說明。

茲配合圖式說明本發明之較佳實施例。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效,在以下配合參考圖式之一較佳實施例的詳細說明中,將可清楚的呈現。以下實施例中所提到的方向用語,例如:上、 下、左、右、前或後等,僅是參考附加圖式的方向。因此,使用的方向用語是用來說明並非用來限制本發明。

在切割一半導體晶圓之製程中,多個矩形區域是以格子狀街道被劃分於一半導體晶圓之表面上,以及一半導體電路是被配置於每一個矩形區域之中。半導體晶圓是沿著街道被分離成個別的矩形區域,以獲得半導體晶片。被使用於沿著街道分離半導體晶圓之一切割機器典型地包含以一旋轉葉片或一雷射束的切割。切割鋸葉片能是一環狀碟盤的形式,其乃是被夾於一輪轂之凸緣之間或是被設置於可精確定位一薄彈性鋸葉片之一輪轂之上,其中,薄彈性鋸葉片係攜載鑽石微粒做為研磨材料。

雖然鋸切割可運作良好,但在半導體工業中之持續的進展已測試鋸切割的極限。一種進展即是晶圓尺寸之增加。一大區域的切割包含了單一或雙重切割葉片或一單一雷射頭的使用,依序地一列接著一列。一晶圓鋸之一葉片或一雷射束是藉由使葉片或雷射束相對於晶圓或鋸之桌檯移動以及使晶圓相對於一靜止葉片或雷射束移動而被通過半導體晶圓之表面。葉片或雷射束切割精準地沿著每一街道,因而在晶圓上返回,當晶圓是側向地被編索至下一個切割位置。一旦關聯於具有一定位之相互平行街道之所有切割完成時,葉片是相對於晶圓被旋轉90度或晶圓是被旋轉90度,以及切割是透過街道被進行於垂直切割之初始方向之一方向中。此會導致一耗時的過程。

在一傳統的過程中,一切割葉片通常是以每分鐘2000轉之一轉動(軸)速度以及每秒兩英吋之一桌檯速度被運 作。這些速度是典型的一傳統”Disco”式切割機器。如同被普遍熟知於本技術領域之中,桌檯速度係量測在一塑造條切割過程中沿著塑造條移動之葉片的(線性)速度,而軸速係接近葉片(繞著其軸)之轉動速度,當葉片切割過塑造條時。

相對慢之傳統速度是被使用於本技術領域中,以降低葉片過熱、維持葉片壽命以及減少在被切割產品中之缺陷的數量。如上所述,加速切割程序是有利於改善生產量以及因而降低關聯於半導體製造之成本。

如上所述,本發明是被導向於用來切割一半導體晶圓之一種裝置。在一些實施例之中,本發明之裝置具有複數個切割裝置。切割裝置可以包括至少兩切割葉片或雷射模組。切割裝置可運作去跨過半導體晶圓之一整個周緣而切割一半導體晶圓,因而可消除用來依序切割單一列或街道之需求,進而可增加生產量以及減少處理時間。

如第1圖所示,一切割半導體晶圓之裝置100是被繪示。一半導體底材支撐座102係支撐一半導體晶圓103或其他要被切割之半導體底材。半導體晶圓103是藉由機械、黏著或真空方式被固定於半導體底材支撐座102,其乃是本技術領域所知曉的,例如,以切割膠帶。複數個切割裝置106(以切割鋸被繪示)是跨過半導體晶圓103之一完整周緣105被配置以U形的形狀。可以理解的是,當6個切割鋸106被繪示於第1圖中時,典型地將具有至少兩個切割鋸106是被要被切割之半導體晶圓103的尺寸所限制。切割鋸106包括有一馬達108。一切割葉片110是附 著於以轉動方式連接於馬達108之一主軸112。切割鋸106可以是被固定於由一支撐座(未顯示)所懸吊之一臂,以固持切割鋸106。

在切割鋸106之運作過程中,當切割鋸106保持於一靜態位置時,切割鋸106之切割葉片110是藉由半導體晶圓103於一晶圓進給方向118中之移動來被通過半導體晶圓103之一表面。切割葉片110將同時切割半導體晶圓103去產生複數條切割線114,在此,複數條切割線114是同時以並聯方式跨過晶圓表面之一整個周緣105。在一實施例之中,半導體晶圓103然後能被旋轉90度,以及切割是被進行於垂直切割線114之第一方向之一第二方向中。在另一實施例之中,切割鋸106能藉由被固持切割鋸106之支撐座(未顯示)所懸吊之臂的移動來被旋轉90度。

在切割線114間之距離可以被調整去負責被配置於半導體晶圓103上之電路的可變尺寸。切割鋸106是可移動於一軸向方向中,以調整切割線114間之距離。以此種方式,半導體晶圓103可以被切割去提供所有相同尺寸之電路,或者各種尺寸之電路可以被切割於相同的半導體晶圓103之上。

在第2圖之中,另一種切割半導體晶圓之裝置是被繪示。在本實施例之中,切割半導體晶圓之裝置200包括有一支撐座202,其中,一半導體晶圓203能被固定於支撐座202之上,例如,藉由一切割膠帶204。複數個切割鋸206是被配置跨過半導體晶圓203之一整個周緣205。切割鋸206包括有一馬達208,其中,一切割葉片210是藉由 一主軸212被固定於馬達208。切割鋸206更包括有一傳動機構220,其乃是被繪示為一組齒輪,固定於馬達208與切割葉片210之間。傳動機構220是被運用,如此一來,當半導體晶圓203之切割藉由半導體晶圓203在箭頭218之方向中的移動進行以提供沿著切割線214之半導體晶圓203之同時切割時,切割鋸206是被跨開以為了防止切割鋸206之干涉。

第3圖係顯示根據第2圖之切割鋸之傳動機構之一額外實施例之立體示意圖。切割半導體晶圓之裝置300包括有一支撐座302,其中,一半導體晶圓303是被固定於支撐座302之上,例如,藉由一切割膠帶304。複數個切割鋸306是被配置沿著半導體晶圓303之一整個周緣305。切割鋸306包括有一傳動機構。在本實施例之中,傳動機構具有滑輪322及皮帶324之設計。滑輪322包括有附著於主軸312之一槽型輪,其中,主軸312是以轉動方式連接於馬達308。皮帶324是穿繞於滑輪322之槽型輪以及穿繞於切割葉片310。當半導體晶圓303之切割進行時,傳動機構是被跨開以為了防止切割鋸306之干涉。

又一種實施例之切割半導體晶圓之裝置400是被繪示第4圖之中。在第4圖之中,切割葉片410是被配置去形成複數個相向對之切割葉片410跨過半導體晶圓403之一整個周緣405。每一對切割葉片410係運作去形成一單一切割線414。在運作過程中,半導體晶圓403是保持於一靜態位置處,以及複數對之切割葉片410是移動於相向之方向中,如箭頭424、425之方向所示。

第5圖係顯示再一實施例之一切割半導體晶圓之裝置500之立體示意圖。在本實施例之中,複數個切割葉片510是跨過半導體晶圓503之一整個周緣505,如此一來,當切割進行時,切割裝置510係運作去沿著半導體晶圓503表面形成沿著個別垂直軸之切割線514。因此,切割是同時被執行於一第一方向516及一第二方向518中,其中,第二方向518乃是垂直於第一方向516。

第6圖係顯示再一實施例之一切割半導體晶圓之裝置600之立體示意圖。切割半導體晶圓之裝置600包括有一底材支撐座602,其中,一半導體晶圓603能被固定於底材支撐座602之上。半導體晶圓603是藉由一晶圓切割膠帶604以可釋放之方式被固定於底材支撐座602之上。複數個切割裝置606,以雷射模組606所繪示,是跨過半導體晶圓603之一整個周緣605。雷射模組606包括有複數個光學裝置,例如,一光源608、一準直器610、一分光器612、一鏡子614以及一透鏡616。雷射束618是由雷射源620所產生。雷射模組606是移動於一軸向方向628之中,以為了能調整在複數個切割線614間之距離。在運作過程中,半導體晶圓603是前進於一進給方向625之中。雷射源620係產生雷射束618,以形成複數個切割線614。

在第7圖之中,另一種切割半導體晶圓之裝置是被繪示。切割半導體晶圓之裝置700包括有一支撐座702,其中,一半導體晶圓703是藉由一切割膠帶704被固定於支撐座702之上。複數個雷射模組706是沿著半導體晶圓703之一整個周緣705被配置。在本實施例之中,雷射模組706 包括有複數個旋轉鏡715,其可運作去調整雷射之反射角度。藉由此種方式,當雷射模組706保持於一靜態位置中時,在複數個切割線710間之距離可以藉由雷射之反射角度之旋轉而被調整。在運作過程中,當半導體晶圓703行進於一晶圓進給方向725之中時,雷射源720係產生雷射束718,以形成複數個切割線710。

請參閱第8圖,另一種切割半導體晶圓之裝置是被繪示。切割半導體晶圓之裝置800包括有沿著一晶圓進給方向825被連續配置之雷射模組806。一半導體晶圓803是藉由一切割膠帶804來被固定於一底材支撐座802之上。當半導體晶圓803移動於一晶圓進給方向825之中時,一第一切割線810是藉由雷射束818來形成於半導體晶圓803之表面上。連續的雷射模組806然後會形成沿著切割線810之切割線812,如此一來,切割可以一單一掃描方式被進行。

第9圖係顯示用於切割一半導體晶圓之一方法900之一些實施例之流程圖。

於步驟902,一半導體晶圓是被配置於用來固持晶圓之一支撐表面上。支撐表面可以是移動的,以為了在切割過程中移動晶圓。

於步驟904,複數個切割裝置是被組裝去切割半導體晶圓。切割裝置可以包括有至少兩個切割葉片或雷射模組。切割裝置是沿著半導體晶圓之周緣移動於一軸向方向之中。

於步驟906,切割裝置是相對於位在支撐表面上之半 導體晶圓被移動;或者,當切割裝置保持靜止時,固持半導體晶圓之支撐表面是被移動。

於步驟908,藉由複數個同時存在之切割線的形成,切割半導體晶圓成個別的晶片。

雖然本發明已以較佳實施例揭露於上,然其並非用以限定本發明,任何熟習此項技藝者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可作些許之更動與潤飾,因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100、200、300、400、500、600、700、800‧‧‧切割半導體晶圓之裝置

102‧‧‧半導體底材支撐座

103、203、303、403、503、603、703、803‧‧‧半導體晶圓

105、205、305、405、505、605、705、805‧‧‧完整周緣、整個周緣

106‧‧‧切割裝置、切割鋸

108、208、308‧‧‧馬達

110、210、310、410、510‧‧‧切割葉片

112、212、312‧‧‧主軸

114、214、414、514、614、710、812‧‧‧切割線

118、218、725、825‧‧‧晶圓進給方向

202、302、702‧‧‧支撐座

204、304、704、804‧‧‧切割膠帶

206、306‧‧‧切割鋸

424、425‧‧‧切割裝置進給方向

220‧‧‧傳動機構

322‧‧‧滑輪

324‧‧‧皮帶

516‧‧‧第一方向

518‧‧‧第二方向

602、802‧‧‧底材支撐座

604‧‧‧晶圓切割膠帶

606‧‧‧切割裝置、雷射模組

608‧‧‧光源

610‧‧‧準直器

612‧‧‧分光器

614‧‧‧鏡子

616‧‧‧透鏡

618、718、818‧‧‧雷射束

620、720‧‧‧雷射源

625‧‧‧進給方向

628‧‧‧軸向方向

706、806‧‧‧雷射模組

715‧‧‧旋轉鏡

810‧‧‧第一切割線

第1圖係顯示根據本發明之一實施例之一切割裝置之立體示意圖;第2圖係顯示根據本發明之一實施例之一切割裝置之立體示意圖,其中,切割裝置包括具有齒輪之一傳動機構;第3圖係顯示根據第2圖之切割裝置之一替代實施例之立體示意圖,其中,切割裝置包括具有滑輪及皮帶之一傳動機構;第4圖係顯示根據本發明之一實施例之一切割裝置之立體示意圖,其中,切割裝置包括相對之切割葉片對;第5圖係顯示根據本發明之一實施例之一切割裝置之立體示意圖,其中,切割裝置具有同時可操作於一第一方向及一第二方向中之切割葉片,以及第一方向是垂直於第二方向;第6圖係顯示根據本發明之另一實施例之一切割裝置之立體示意圖,其中,切割裝置包括具有雷射模組之切割裝置; 第7圖係顯示根據第6圖之切割裝置之一實施例之立體示意圖,其中,切割裝置包括具有旋轉鏡之雷射模組;第8圖係顯示根據本發明之一實施例之一切割裝置之立體示意圖,其中,切割裝置具有以一連續結構配置之雷射模組;以及第9圖係顯示用於切割一半導體晶圓之一方法之一些實施例之流程圖。

100‧‧‧切割半導體晶圓之裝置

102‧‧‧半導體底材支撐座

103‧‧‧半導體晶圓

105‧‧‧完整周緣、整個周緣

106‧‧‧切割裝置、切割鋸

108‧‧‧馬達

110‧‧‧切割葉片

112‧‧‧主軸

114‧‧‧切割線

118‧‧‧晶圓進給方向

Claims (7)

  1. 一種切割半導體晶圓之裝置,包括:一半導體晶圓支撐座;以及複數個切割裝置,係提供一半導體晶圓之一表面之同時切割,用以同時形成並聯之複數條切割線,其中,該等切割裝置包括至少兩切割鋸,其中,該等切割鋸具有複數個相向對之切割葉片,以及每一對切割葉片係運作去形成一單一切割線。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之切割半導體晶圓之裝置,其中,該等切割裝置係可移動於一軸向方向中,用以調整在該等切割線間之距離。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之切割半導體晶圓之裝置,其中,每一切割葉片具有一傳動機構。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之切割半導體晶圓之裝置,其中,該傳動機構具有一齒輪或一滑輪與皮帶。
  5. 一種切割半導體晶圓之裝置,包括:一半導體晶圓支撐座;以及複數個切割裝置,係提供一半導體晶圓之一表面之同時切割,用以同時形成並聯之複數條切割線,其中,該等切割裝置包括至少兩切割鋸,其中,該等切割鋸係運作去形成沿著複數個個別垂直軸之該等切割線,該等個別垂直軸係沿著該半導體晶圓之該表面,以及該等切割鋸係被配置去形成跨過該半導體晶圓之一完整周緣。
  6. 一種切割半導體晶圓之裝置,包括: 一半導體晶圓支撐座;以及複數個切割裝置,係提供一半導體晶圓之一表面之同時切割,用以同時形成並聯之複數條切割線,其中,該等切割裝置具有至少兩雷射模組,以及每一雷射模組具有一旋轉鏡,係用以調整雷射光之反射角度。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之切割半導體晶圓之裝置,其中,該等雷射模組係沿著一晶圓進給方向被連續配置。
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