TWI501306B - 片材切割設備、晶片製造設備、片材切割方法、晶片製造方法及片材切割程式 - Google Patents

片材切割設備、晶片製造設備、片材切割方法、晶片製造方法及片材切割程式 Download PDF

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Kazumasa Nishiwaki
Masao Chida
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Description

片材切割設備、晶片製造設備、片材切割方法、晶片製造方法及片材切割程式
根據專利法，本案主張於2012年4月20日提出申請之日本專利申請案第2012-96494號之優先權，其揭露內容藉由參照全部於此併入。
本發明係關於一種片材切割設備、晶片製造設備、片材切割方法、晶片製造方法及片材切割程式。
晶片製造包括研磨半導體晶圓(以下簡稱為晶圓)之程序及切割晶圓之程序。當將該晶圓研磨時，將用以保護該晶圓之前表面(電路表面)的保護膠帶(例如背面研磨(BG)膠帶)、及用以保護該晶圓之後表面之晶片內面保護膠帶(LC tape)黏附，以防止該晶圓表面為研磨液所污染。再者，當該晶圓於研磨後切割時，將切割膠帶黏附於該晶圓之後表面以防止個片化之晶片散落。該保護膠帶、晶片內面保護膠帶、切割膠帶及類似者在以下集體稱為片材。
當將晶圓研磨時，保護晶圓表面之片材沿著晶圓周邊切割以防止該片材移動與剝離的狀況，此狀況可導致該晶圓表面的污染或如發生於晶圓和片材的黏附端之破損。此時，將該片材較佳地於十分靠近該晶圓之周邊的位置切割。
例如，根據日本公開專利公報第2007-288010號所揭露之片材切割方法，其擷取晶圓周邊形狀之影像，且控制切割器刀片根據該影像 化資料切割該片材。
由於以日本公開專利公報第2007-288010號中揭露之片材切割方法藉切割器刀片切割片材，該切割刀片可能接觸晶圓而可能造成晶圓的損傷。
本發明旨在解決前述之問題，且致力於提供片材切割設備、晶片製造設備、片材切割方法、晶片製造方法、及片材切割程式，使其能夠抑制對片材所黏附之黏附件的損傷。
根據本發明之一示例性之實施樣態，片材切割設備藉雷射光束沿著黏附件之周邊將黏附於該黏附件之片材切割。
根據本發明之一示例性之實施樣態，片材切割方法藉雷射光束沿著黏附件之周邊將黏附於該黏附件之片材切割。
根據本發明之一示例性之實施樣態，片材切割程式造成電腦執行下列程序：獲取形成於黏附件中對準標記之位置資訊；控制雷射光束輸出裝置、及支撐裝置之一，該支撐裝置根據獲取之對準記號的位置資訊支撐黏附件；及藉自雷射光束輸出裝置之雷射光束沿著黏附件之周邊切割黏附於該黏附件之片材。
1‧‧‧片材切割設備
2‧‧‧支撐部
3‧‧‧雷射光束輸出部
4‧‧‧控制器
5‧‧‧片材
6‧‧‧晶圓
7‧‧‧框
10‧‧‧片材切割設備
11‧‧‧影像擷取部
12‧‧‧晶圓
13‧‧‧對準標記
20‧‧‧片材切割設備
21‧‧‧片材
22‧‧‧支撐部
23‧‧‧影像擷取部
L‧‧‧雷射光束
本發明上述及其他之目標、特徵、及優點將於下由詳細之敘述及隨附之圖式變得更易於完整了解，提供該圖示以單作為說明性用因而非用以限制本發明。
根據本發明之第一示例性實施例，圖1係一示意圖，其顯示片材切割設備；根據本發明之第一示例性實施例，圖2係一示意圖，其顯示在該片材切割設備中之支撐部；根據本發明之第一示例性實施例，圖3係一示意圖，其顯示在該片材切割設備中之另一雷射光束切割部；根據本發明之第一示例性實施例，圖4係一流程圖，其顯示該片材切割設備之操作； 圖5係一示意圖，顯示切割片材時一較佳的切割位置；根據本發明之第二示例性實施例，圖6係一示意圖，其顯示一片材切割設備；根據本發明之第二示例性實施例，圖7係一示意圖，其顯示使用於該片材切割設備中之晶圓；圖8係一線圖，顯示形成於該晶圓之對準標記；根據本發明之第二示例性實施例，圖9係一流程圖，其顯示該片材切割設備之操作；及根據本發明之第三示例性實施例，圖10係一示意圖，其顯示一片材切割設備。
根據本發明示例性實施例每一者之一種片材切割設備、晶片製造設備、片材切割方法、晶片製造方法、及片材切割程式將在以下加以敘述。然而吾人應當注意，本發明並不為以下之示例性實施例所限制。為使敘述清晰之緣故，將以下之敘述與圖示適當地簡化。
<第一示例性實施例>
雖然圖示並未顯示，根據此示例性實施例之晶片製造設備將片材黏附於晶圓之前表面以研磨該晶圓之後表面，而在該片材剝離之後將片材黏附於該晶圓之該後表面以切割該晶圓。雖然該晶圓如一般的晶圓具有一圓盤之形狀，但該形狀並不特定地為此所限制。
總之，此示例性實施例之主要特徵係一種設備，該設備切割在晶片製造設備中黏附於晶圓之片材(特別是表面保護片材)。因此，在以下的敘述中，將詳細地敘述片材切割設備，而將省略其他構件的敘述。
更具體而言，如圖1所顯示，片材切割設備1包括支撐部2、雷射光束輸出部3、及控制器4。
支撐部2支撐晶圓6，片材5黏附至晶圓6之前表面。根據此示例性實施例的支撐部2支撐該晶圓6，以將該晶圓6之前表面面朝上地配置。該片材5係可為一般使用之片材。具體而言，該片材5為例如由合成樹脂構成之片材件，且以熱壓合至該晶圓6之表面。
較佳地，支撐部2可移動於例如X軸方向、Y軸方向及Z軸方向，如圖2顯示，並且在包含X軸及Y軸之平面上以晶圓6之實質上的中心為軸(轉動角度θ)而轉動。
雷射光束輸出部3係配置於支撐部2之上方。該雷射光束輸出部3，與典型之雷射光束輸出部類似地，包括：雷射震盪器、反射鏡、聚光透鏡及類似者。該雷射光束輸出部3可具有任何之結構。例如，雷射光束輸出部3可按照如圖1顯示之該雷射光束輸出部3之移動軌跡移動雷射光束L的照射位置，或者如圖3所顯示地，可將該雷射光束輸出部3固定而移動雷射光束L的照射位置本身。
雷射光束輸出部3發射出雷射光束L以沿著晶圓6的周緣切割黏附於晶圓6表面的片材5。總之，雷射光束輸出部3以雷射光束L照射晶圓6之周邊附近。如圖3所顯示，該片材5係黏附於一框7，以使當該片材5以該雷射光束L切割時，將該片材5保持於拉緊狀態。該晶圓6係配置於該框7之中空部之中。
此時，可藉由固定支撐部2及以控制器4控制在雷射光束輸出部3之中發出雷射光束L的位置，控制在片材5之上受雷射光束L照射的位置。另外，可藉由固定在雷射光束輸出部3之中發出雷射光束L的位置及以控制器4控制該支撐部2之位置，控制在片材5之上受雷射光束L照射的位置。
雷射光束L的輸出係受控於控制器4。考量例如片材5之材料、厚度、或類似者，將該雷射光束L的輸出適當地設定。例如，當該雷射光束L的輸出係大的時候，該片材5之熔融速率高且切斷部分再凝固，這造成難以切割該片材5。此外，當該雷射光束的輸出係小的時候，該片材5之熔融速率低而不可能快速地切割該片材5。因此，將該雷射光束之輸出設定以達成適當的熔融速率。
較佳地，甚至當雷射光束L透射通過片材5且晶圓6受該雷射光束L所照射時，該雷射光束L在該晶圓6並不會造成不良效應。例如，由於晶圓6一般由矽構成，因此較佳使用CO2 雷射光束、綠色雷射光束或類似者以作為該雷射光束L。
如上述，控制器4控制支撐部2或雷射光束輸出部3。該控 制器4可根據儲存在該控制器4中之程式執行該支撐部2或雷射光束輸出部3之控制，或可使用硬體資源以執行控制。
以上所述之片材切割設備1如圖4顯示般地操作。首先，運輸機構(未顯出)將具有前表面之晶圓6放置於支撐部2上，該晶圓以片材5黏附於晶圓6的該前表面(S1)。
其次，控制器4控制雷射光束輸出部3以使發射之雷射光束L具有預定之輸出(S2)。同時，支撐部2或雷射光束輸出部3之位置受到控制以使晶圓6之周邊周圍受該雷射光束L照射(S3)。因此，該晶圓6之該周邊周圍係以自雷射光束輸出部3發射出之雷射光束L加以照射。
其後，控制器4控制支撐部2或雷射光束輸出部3，使得以該雷射光束L照射之位置沿著晶圓6之周邊周圍移動(即該晶圓6之周向方向)(S4)。因此，將在片材5上以雷射光束L照射之位置熔化，且將以該雷射光束L照射於該片材5之位置的外圍(即該片材5自該晶圓6周邊往外突出之部分)與配置於自該晶圓6周邊往內之部分切開。
當晶圓6之整個周邊周圍經過雷射光束L加以照射，控制器4停止自雷射光束輸出部3發射雷射光束L，且終止支撐部2或雷射光束輸出部3之控制(S5)。因此，將片材5自該晶圓6周邊往外突出之部分移除。
如上述地將片材5以雷射光束L切割，從而在切割該片材5之時能夠防止損傷晶圓6。
如圖5顯示，一般晶圓6之側表面具有彎曲表面，且當晶圓6進行研磨時，片材5與該晶圓6之黏附端周圍產生應力集中。為了減少片材5自與該晶圓6的黏附端突出之部分，較佳將該片材5於該黏附端周圍切割。例如當以垂直的方向觀看時，較佳將該片材5於晶圓6之中的彎曲區域R處切割。在這情況下，不像一般之片材切割設備，該晶圓6並不具有切割器刀片造成之損傷，因此能夠以良好的狀態將該片材5於極靠近與該晶圓6之接觸端的位置加以切割。因此，當該晶圓6進行研磨時，可抑制對該晶圓6的損傷。可替代性地，可將該片材5在該片材5與該晶圓6之黏附端內側加以切割。
<第二示例性實施例>
根據此示例性實施例的晶片製造設備，與根據第一示例性實 施例中之晶片製造設備實質上具有相似之結構。根據此示例性實施例的晶片製造設備具有一結構，其中片材切割設備係能夠以高度精確度切割片材5。在以下之敘述中，將省略重複之敘述，且相同之構件係以相同之參考符號代表。
如圖6顯示，根據本示例性實施例，片材切割設備10除了支撐部2、雷射光束輸出部3、及控制器4之外還包括一影像擷取部11。
如圖7顯示，根據本示例性實施例，將一或複數個對準標記13形成於晶圓12之表面上。形成該對準標記13以使其能以影像擷取部11擷取影像，且如圖8所顯示之實例中對準標記13係以十字形形成。然而，該對準標記不為此所限制。
舉例來說，較佳地，將對準標記13形成於未商品化(例如，用以測試之晶片部)之晶片部。再者，例如可使用用於切割之標記以作為該對準標記13。
由於對準標記13係透過片材5而加以擷取影像，較佳使用透明或半透明之片材以作為片材5。
將影像擷取部11排列於支撐部2之上方。配置該影像擷取部11以使其能夠擷取晶圓12之對準標記13的至少一影像。與一般影像擷取元件相似地，該影像擷取部11包括一影像擷取元件，例如互補式金氧半導體(CMOS)或電荷耦合元件(CCD)影像感應器，並且輸出獲得之影像至控制器4。
控制器4根據輸入影像控制支撐部2之位置。具體而言，該控制器4自該輸入影像確定對準標記13之位置，且控制該支撐部2之位置，以將該對準標記13定位於預定之位置上。
如圖9所顯示地操作片材切割設備10。具體而言，以下程序係執行於根據第一示例性實施例的片材切割設備1之操作中的程序S1及程序S2之間。
首先，與根據第一示例性實施例之該片材切割設備1相似，執行S1程序。其次控制器4控制影像擷取部11且造成該影像擷取部11透過片材5擷取晶圓6之對準標記13的影像(S11)。該影像擷取部11將獲得之影像輸出至該控制器4(S12)。
其次，控制器4執行例如二元化處理於輸入之影像上，而後取得多個特徵點以獲取對準標記13之位置資訊(S13)。
其次，控制器4預先地包含對準標記13之正規位置資訊。該控制器4比較該對準標記13的正規位置資訊及經影像擷取之對準標記13之位置資訊，且控制如圖2所顯示的支撐部2之X軸方向、Y軸方向、與旋轉角度θ，以將經擷取影像之該對準標記13定位至正規位置(S14)。
以下之程序包括程序S2至程序S5，其與根據第一示例性實施例之該片材切割設備1之中者相似。當注意的是可將用以控制支撐部2之位置的對準標記13的擷取影像程序與切割片材5之程序執行於同一處。另外，如圖6所顯示，在擷取對準標記13之影像及控制支撐部2的位置之後，該支撐部2可藉運輸機構(未顯出)移動以切割該片材5。
以如此的方式，片材5待切割的位置係根據晶圓6上形成之對準標記13的位置資訊而加以控制。因此，如圖5所顯示，可以雷射光束L精確地沿著該晶圓6及片材5的黏附端之周邊周圍切割該片材5。
<第三示例性實施例>
根據第二示例性實施例的片材切割設備10切割黏附於晶圓6前表面之片材5，而根據此示例性實施例之片材切割設備20切割黏附於該晶圓6後表面之片材21。在以下的敘述，將省略重複之敘述，且相同之構件係以相同之參考符號代表。
如圖10所顯示，根據此示例性實施例，片材切割設備20包括支撐部22、雷射光束輸出部3、控制器4、及影像擷取部23，其與根據第二示例性實施例之片材切割設備10實質上相似。
支撐部22支撐晶圓6，以使片材21所黏附之該晶圓6的後表面側朝上配置。此時，將形成於該晶圓6前表面的對準標記係配置於該支撐部22之側。根據本示例性實施例，該支撐部22具有如此一結構，該結構藉由設置於該支撐部22下方的影像擷取部23能夠透過該支撐部22擷取對準標記之影像。例如該支撐部22係以例如可讓光穿透之玻璃的構件形成。可替代性地，該支撐部22可具有一中空部，使對準標記之影像可自該中空部擷取。
因此，根據此示例性實施例，片材切割設備20能夠以與根 據第二示例性實施例之片材切割設備10同樣之程序，切割黏附於晶圓6後表面之片材21。
雖然根據本示例性實施例黏附於晶圓6的後表面之片材21於片材切割設備20中切割，但相似的操作亦可執行於如下情況：黏附於晶圓6的前表面之片材係不透明且對準標記形成於晶圓6的後表面上。
<第四示例性實施例>
雖然支撐部2(22)的位置在第二及第三示例性實施例中係依據對準標記控制之位置資訊而加以控制，亦可將雷射光束輸出部3之雷射光束L照射在片材5(21)的位置加以控制。
在這個情況下，控制器4預先包含與對準標記相關之雷射光束輸出部3之位置資訊，且控制該雷射光束輸出部3之位置以使該位置資訊與受到影像擷取之對準標記的位置資訊一致。
本發明並不為前述之實施例所限制，但也可在不背離本發明之精神的情況下依適用情況改變。
雖然實施例中所敘述之片材5由合成樹脂構成，但只要能夠黏附於晶圓6之前表面或後表面，不特定地限制於此。例如，其中一體地形成用以塑造晶圓6表面之樹脂層的材料係可同樣地加以切割。
根據示例性實施例，雖將CO2 雷射光束、或綠雷射光束使用作雷射光束L，但仍可使用其他之雷射光束。
根據示例性實施例，雖將黏附於晶圓之片材切割，該片材所黏附之構件並未特定地加以限制。
雖然本發明參考示例性實施例特定地顯示及敘述，但本發明並未為這些實施例所限制。對熟知此技藝者可了解在不背離由申請專利範圍所界定的本發之精神與範圍的情況下可以在形式上及細節上作各種改變。
可將程式儲存且提供至電腦，該電腦使用任何種類之非暫時性電腦可讀取媒體。非暫時性電腦包括任何種類有形之儲存媒體。非暫時性電腦可讀取媒體之示例包括磁性儲存媒體(如軟碟、磁帶、硬碟機等)、光學磁性儲存媒體(例如磁光碟)、CD-ROM(唯讀光碟)、CD-R(可錄式光碟)、CD-R/W(可覆寫光碟)、及半導體記憶體(如遮罩唯讀記憶體(mask ROM)、可 程式唯讀記憶體(PROM)、可抹除可程式唯讀記憶體(EPROM)、快閃唯讀記憶體(flash ROM)、動態隨機存取記憶體(RAM)等)。可將該程式提供至電腦，該電腦使用任何種類之暫時性電腦可讀取媒體。暫時性電腦可讀取媒體之實施例包括電子信號、光學信號、及電磁波。暫時性電腦可讀取媒體可藉由有線之通信線路(例如電線、及光纖)或無線通信提供該程式至一電腦。
2‧‧‧支撐部
3‧‧‧雷射光束輸出部
4‧‧‧控制器
5‧‧‧片材
10‧‧‧片材切割設備
11‧‧‧影像擷取部
12‧‧‧晶圓

Claims (9)

  1. 一種片材切割設備，該設備以雷射光束，在一被黏附件的側面的一彎曲部、或介於該被黏附件與一片材之間的一黏附部的邊緣的內側，沿著該被黏附件之周邊，切割黏附於該被黏附件的該片材。
  2. 如申請專利範圍第1項之片材切割設備，其中該被黏附件為一半導體晶圓，且該片材以該雷射光束切割，該雷射光束對該半導體晶圓不予以熱影響。
  3. 如申請專利範圍第1項之片材切割設備，該設備包括雷射光束輸出裝置；支撐裝置，其支撐該被黏附件；影像擷取裝置，其擷取該被黏附件的一影像；及控制裝置，其控制該雷射光束輸出裝置及該支撐裝置其中之一的位置，其中將一對準標記形成於該被黏附件中，且該控制裝置根據以該影像擷取裝置所擷取之該對準標記的位置資訊控制該雷射光束輸出裝置與該支撐裝置其中一者。
  4. 一種晶片製造設備，該設備包括申請專利範圍第1項所載之片材切割設備。
  5. 一種片材切割之方法，該方法用於以雷射光束，在一被黏附件的側面的一彎曲部、或介於該被黏附件與一片材之間的一黏附部的邊緣的內側，沿著該被黏附件之周邊，切割黏附於該被黏附件之該片材。
  6. 申請專利範圍第5項之片材切割之方法，其中該被黏附件為一半導體晶圓，且該片材以該雷射光束切割，該雷射光束對該半導體晶圓上不予以熱影響。
  7. 申請專利範圍第5項之片材切割之方法，該方法包括：獲取形成於該被黏附件之中的一對準標記之位置資訊；及基於所獲取之該對準標記的位置資訊，控制雷射光束輸出裝置及支撐該被黏附件之支撐裝置其中一者。
  8. 一種晶片製造方法，該方法包括申請專利範圍第5項所載之片材切割之方法。
  9. 一種片材切割程式，該程式用於造成一電腦執行下列處理：獲取形成於一被黏附件之中的一對準標記的位置資訊；根據獲取之該對準標記的位置資訊，控制雷射光束輸出裝置及支撐該被黏附件之支撐裝置其中一者；及以自該雷射光束輸出裝置發射之一雷射光束，在該被黏附件的側面的一彎曲部、或介於該被黏附件與一片材之間的一黏附部的邊緣的內側，沿著該被黏附件之周邊切割黏附於該被黏附件之該片材。
TW102111682A 2012-04-20 2013-04-01 片材切割設備、晶片製造設備、片材切割方法、晶片製造方法及片材切割程式 TWI501306B (zh)

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