TWI534953B - Use of wafer support plate - Google Patents

Description

晶圓支撐板之使用方法 發明領域

本發明係有關於一種用以支撐並搬送晶圓之晶圓支撐板及其使用方法。

背景技術

例如，在半導體元件製造過程中，在略呈圓板形狀之半導體晶圓表面，藉由形成為格子狀之切割道(分割預定線)所區劃出之各區域，分別形成IC、LSI等元件，沿著分割預定線將形成有該等元件之各區域分割，藉此，製造各個元件。

關於將半導體晶圓分割成各個元件的分割裝置，一般使用稱為切割(dicing)裝置的切削裝置，該切削裝置藉由具有非常薄之刀刃的切削刀，沿著分割預定線切削半導體晶圓而將晶圓分割成各個元件。如上所分割之元件被封裝而廣泛地利用於行動電話或電腦等電氣機器。

近年來，行動電話或電腦等電氣機器更要求輕量化、小型化，需要更薄的元件。而作為將晶圓分割成更薄元件的技術，已開發、實用化稱為所謂DBG(Dicing Before Grinding：切割後研磨)法的分割技術(例如，參照日本專利公開公報特開平11-40520號公報)。

該DBG法係如下述之技術，從半導體晶圓表面沿著分割預定線形成預定深度(相當於元件之完工厚度)的分割溝，然後，磨削於表面形成有分割溝的半導體晶圓之背面，使該背面顯現出分割溝，而將晶圓分割成各個元件，可將元件的厚度加工成50μm以下。

DBG法中，由於係不完全切斷晶圓而為半切穿，故無需使用全切穿時所使用的切割膠帶，由本申請人開發了為節省切割膠帶而實施半切穿之專用切削裝置(參照日本專利公開公報特開2004-235622號公報)

專利文獻1：日本專利公開公報特開平11-40520號公報

專利文獻2：日本專利公開公報特開2004-235622號公報

專利文獻3：日本專利公開公報特開2005-166969號公報

發明揭示 發明欲解決之課題

但是，專利文獻2所揭示之半切穿專用切削裝置有不具泛用性，在未實施半切穿時須中斷運轉而生產性較差的問題。另一方面，若透過切割膠帶以環狀框支撐晶圓，可使用一般的切割膠帶而實施半切穿，但會有必須使用切割膠帶而較不經濟的問題。

本發明係有鑑於以上各點而做成者，目的在於提供一種在半切穿晶圓時無須使用切割膠帶的晶圓支撐板及其使用方法。

根據申請專利範圍第1項之發明，可提供一種晶圓支撐板，係用以支撐搬送晶圓之晶圓支撐板，其特徵在於具備有：晶圓支撐部，係由圓形凹部所形成，收納且支撐晶圓者；複數之貫通孔，係形成於該圓形凹部之底者；及框部，係圍繞該晶圓支撐部，由加工裝置之搬送機構所作用者。

宜在圓形凹部的底，配設止滑片。

根據申請專利範圍第3項之發明，可提供一種晶圓支撐板之使用方法，係加工裝置中之如申請專利範圍第1或2項之晶圓支撐板的使用方法，該加工裝置具備有：夾盤台，係具備有保持晶圓之吸引力進行作用的保持面者；加工機構，係對於保持於該夾盤台之晶圓施行預定之加工者；第1搬送機構，係將晶圓搬入該夾盤台者；及第2搬送機構，係從該夾盤台搬出晶圓者，該晶圓支撐板之使用方法之特徵在於具備有：晶圓搬入步驟，該第1搬送機構作用於收納有晶圓之該晶圓支撐板的該框部，而將晶圓搬入至該夾盤台的保持面；保持步驟，使吸引力作用於該夾盤台之保持面，透過形成於該圓形凹部之底的該複數之貫通孔，吸引保持晶圓；加工步驟，藉由該加工機構對晶圓施行預定之加工；及晶圓搬出步驟，使從該夾盤台搬出晶圓之該第2搬送機構作用於該晶圓支撐板之該框部，並且解除作用於該夾盤台之保持面的吸引力，從該夾盤台搬出晶圓。

晶圓支撐板之圓形凹部的深度，宜設定為較從形成於晶圓之切削溝的底至晶圓背面為止的距離為淺。

發明效果

藉由以本發明之晶圓支撐板支撐晶圓，即使不使用專門實施半切穿的切削裝置，亦無需使用切割膠帶且可使用一般的切割裝置將晶圓半切穿，非常的經濟實惠。又，由於可重複使用本發明之晶圓支撐板，故相當經濟。

此外，即使是如下般的雷射加工裝置，亦可使用本發明之晶圓支撐板，可避免使用切割膠帶而較為經濟，該等雷射加工裝置如：將具有吸收性之波長的雷射光束照射於晶圓表面，對晶圓施行融磨加工而形成分割溝的雷射加工裝置；以及將具有透過性之波長的雷射光束集光照射於晶圓內部，對晶圓在晶圓內部形成改質層的雷射加工裝置。

圖式簡單說明

第1圖係切削裝置的外觀立體圖。

第2圖係顯示以本發明實施形態之晶圓支撐板支撐晶圓的樣子的分解立體圖。

第3圖係以晶圓支撐板支撐晶圓之狀態的立體圖。

第4圖係晶圓支撐板的縱截面圖。

第5圖係顯示切削以晶圓支撐板支撐晶圓的樣子的立體圖。

用以實施發明之形態

以下，參照圖示詳細說明本發明之實施形態。參照第1圖，顯示了使用本發明之晶圓支撐板而可半切穿晶圓之切削裝置2的外觀立體圖。

在切削裝置2之前面側，設有操作者可對裝置輸入加工條件等指示的操作機構4。在裝置上部，設有CRT等顯示機構6，可顯示對操作者之介紹畫面、或藉由後述之攝像機構所拍攝之圖像。

如第2及3圖所示，在切割對象之元件晶圓W表面，直交地形成有第1切割道(分割預定線)S1、與第2分割道(分割預定線)S2，由第1切割道S1、與第2分割道S2進行區劃，在晶圓W上形成有多數的元件D，11係用以顯示矽晶圓W晶向之記號的切口。

參照第2圖，顯示了以本發明實施形態之晶圓支撐板30支撐晶圓W的樣子的分解立體圖。晶圓支撐板30具有直徑僅較晶圓W之直徑稍大的圓形凹部32，在圓形凹部32底，形成有複數之貫通孔34。此外，形成有向著圓形凹部32而可嵌合於晶圓W之切口11的突起31。

晶圓支撐板30具有圍繞圓形凹部32之框部33，切削裝置2之搬送機構作用於該框部33，而可搬送晶圓支撐板30。晶圓支撐板30宜由樹脂所形成，亦可由鋁等金屬所形成。

晶圓支撐板30由於係使用於半切穿晶圓W，故圓形凹部32的深度設定成較從形成於晶圓W之切削溝底至晶圓W背面之距離稍淺的深度。例如，設晶圓W的厚度為700μm，切削溝的深度為100μm，則圓形凹部32的深度則設定為較600μm淺，例如為500μm。

圓形凹部32為支撐晶圓W的晶圓支撐部，使晶圓支撐板30之突起31嵌合於晶圓W的切口11，而將晶圓W插入圓形凹部32中，如上述狀態之立體圖顯示於第3圖。宜如第4圖之縱截面圖所示，在支撐晶圓之圓形凹部32的底，配設有止滑片36。

在止滑片36也形成有連通於貫通孔34之複數的貫通孔37。藉由在作用為晶圓支撐部之圓形凹部32底設置止滑片36，可防止以晶圓支撐板30支撐晶圓W在搬送中，晶圓W從圓形凹部32飛出。

再度參照第1圖，在晶圓匣8中收納複數片以晶圓支撐板30所支撐的晶圓W。晶圓匣8係載置於可上下移動的匣升降機9上。

在晶圓匣8的後方，配設有搬出入機構10，可從晶圓匣8搬出切削前的晶圓W，並且將切削後之晶圓搬入晶圓匣8。

在晶圓匣8與搬出入機構10之間，設有搬出入對象之晶圓W可暫時載置之區域的暫時放置區域12，在暫時放置區域12配設有對位機構14，可將晶圓W對位於一定的位置。

在暫時放置區域12附近，配設有搬送機構16，該搬送機構16具有旋轉臂，可吸附支撐有晶圓W之晶圓支撐板30的框部33而進行搬送；被搬出至暫時放置區域12之晶圓W係由搬送機構16所吸附而搬送至夾盤台18上，在該夾盤台18之保持面上進行吸引，並且藉由複數之夾具19固定晶圓支撐板30的框部33而保持在夾盤台18上。

夾盤台18係構成為可旋轉且可來回移動於X軸方向，在夾盤台18之X軸方向移動路徑上，配設有校準機構20，可檢測出應切削晶圓W之切割道。

校準機構20具有用以拍攝晶圓W表面之攝像機構22，根據由拍攝所取得之圖像，可藉由型樣匹配等處理而檢測出應切削之切割道。藉由攝像機構22所取得之圖像顯示於顯示機構6。

在校準機構20之左側，配設有切削機構24，該切削機構24可對保持在夾盤台18之晶圓W施行切削加工。切削機構24與校準機構20係一體地構成，兩者連動地移動於Y軸方向及Z軸方向。

切削機構24係在可旋轉之心軸26前端安裝有切削刀28而構成，可移動於Y軸方向及Z軸方向。切削刀28位於攝像機構22之X軸方向的延長線上。

結束切削之晶圓W藉由搬送機構25從夾盤台18搬出，搬送至旋轉器洗淨裝置27，以旋轉器洗淨裝置27進行旋轉洗淨及旋轉乾燥。

接著，說明如上述構成之本發明實施形態的晶圓支撐板30的使用方法。晶圓支撐板之使用方法包含：晶圓搬入步驟，搬入晶圓W的搬送機構16作用於收納支撐有晶圓W之晶圓支撐板30的框部33，將晶圓W搬入至夾盤台18的保持面；及保持步驟，使吸引力作用於夾盤台18之保持面，透過形成在晶圓支撐板30之圓形凹部32底的複數貫通孔34，吸引保持住晶圓W。

如上所述，在夾盤台18透過晶圓支撐板30而吸引保持住晶圓W後，以切削機構(加工機構)24對晶圓W施行切削加工而實施切削步驟。該切削步驟參照第5圖進行說明。

參照第5圖，顯示了藉由切削機構24沿著切割道切削支撐於晶圓支撐板30之晶圓W的立體圖。25係切削機構24的心軸罩，在心軸罩25中，可旋轉地收納有藉由未圖示之伺服馬達而旋轉驅動的心軸26。切削刀28為電鑄刀，於其外周部具有在鎳母材中分散鑽石磨料顆粒而成的切削刀刃28a。

40係罩住切削刀28的刀罩，安裝有沿著切削刀28側面伸長之未圖示的切削水噴嘴、及將切削水噴射至切削刀28之切削刀刃28a與晶圓W之接觸區域的切削水噴射噴嘴46。

來自切削水供給部44之切削水透過軟管42供給至未圖示之切削水噴嘴，並透過軟管48供給至切削水噴射噴嘴46。切削水係以切削水供給部44加壓為例如約0.3MPa，由切削水噴射噴嘴46以每分1.6～2.0公升的流量噴射。

50係裝卸罩，藉由螺桿52可裝卸地安裝於刀罩40。裝卸罩50具有沿著切削刀28側面伸長之切削水噴嘴54，切削水係透過軟管56供給至切削水噴嘴54。

60係刀檢測區塊，內藏有可檢測出切削刀28之切削刀刃28a缺口或磨損的刀感測器，且刀檢測區塊60藉由螺桿62可裝卸地安裝於刀罩40。刀檢測區塊60具有可調整刀感測器位置的調整螺桿64。

在沿著切割道S1、S2切削支撐於晶圓支撐板30之晶圓W前，藉由習知之型樣匹配等方法，實施應切削之切割道S1、S2與切削刀28的校準。

實施校準後，進行第1切割道S1與切削刀28的對位，使夾盤台18移動於第5圖中箭號X所示之X軸方向，並且一面使切削刀28於箭號A的方向高速旋轉(例如30000rpm)、一面使切削機構24下降，在經對位後之第1切割道S1形成預定深度(相當於元件之完工厚度的深度)的分割溝。

該分割溝的深度為未達晶圓支撐板30之框部33上表面的深度，例如為100μm。藉由如上述以切削刀28半切穿晶圓W，可不傷到晶圓支撐板30地形成預定深度的分割溝。

藉由依記憶於記憶體之切割道間距而一面將切削機構24於Y軸方向定位進行分度移動、一面進行切削，可半切穿出所有第1切割道S1，而形成同樣的分割溝。此外，若使夾盤台18旋轉90度後，再進行與上述同樣的切削，則可半切穿出所有第2切割道S2而形成同樣的分割溝。

如上述實施半切穿所有的切割道S1、S2的加工步驟後，解除夾盤台18的吸引力，然後使搬送機構25的吸附部作用於晶圓支撐板30之框部33而吸引保持住晶圓支撐板30，搬送至旋轉器洗淨裝置27，以旋轉器洗淨裝置27將晶圓W旋轉洗淨及旋轉乾燥。

接著，在晶圓W表面貼附保護膠帶後，藉由使用磨削裝置之背面磨削步驟，將形成有分割溝之晶圓背面磨削而使分割溝出現於該背面，藉此，可將晶圓W分割成各個元件D。

根據上述之本發明實施形態，藉由以晶圓支撐板30支撐晶圓W，即使不使用專門實施半切穿的切削裝置，可使用一般的切割裝置將晶圓W半切穿而更無需使用切割膠帶，非常的經濟實惠。又，由於可重複使用晶圓支撐板30，故相當經濟。

在上述實施形態中，係以將本發明之晶圓支撐板30使用於切削裝置2為例來進行說明，但本發明之晶圓支撐板30並不限定於該使用方法，也同樣地可使用於如下般的雷射加工裝置：將具有吸收性之波長的雷射光束照射於晶圓W表面，對晶圓W施行融磨加工而形成分割溝的雷射加工裝置；以及將具有透過性之波長的雷射光束集光照射於晶圓W內部，對晶圓W在晶圓內部形成改質層的雷射加工裝置。

2．．．切削裝置

4．．．操作機構

6．．．顯示機構

8．．．晶圓匣

9．．．匣升降機

10．．．搬出入機構

11．．．切口

12．．．暫時放置區域

14．．．對位機構

16．．．搬送機構

18．．．夾盤台

19．．．夾具

20．．．校準機構

22．．．攝像機構

24．．．切削機構

25．．．心軸罩

26‧‧‧心軸

27‧‧‧旋轉器洗淨裝置

28‧‧‧切削刀

28a‧‧‧切削刀刀

30‧‧‧晶圓支撐板

31‧‧‧突起

32‧‧‧圓形凹部

33‧‧‧框部

34、37‧‧‧貫通孔

36‧‧‧止滑片

40‧‧‧刀罩

42、48、56‧‧‧軟管

44‧‧‧切削水供給部

46‧‧‧切削水噴射噴嘴

50‧‧‧裝卸罩

52、62‧‧‧螺桿

54‧‧‧切削水噴嘴

60‧‧‧刀檢測區塊

64‧‧‧調整螺桿

S1‧‧‧第1切割道

S2‧‧‧第2切割道

A‧‧‧箭號

D‧‧‧元件

W‧‧‧晶圓

X‧‧‧X軸方向

第1圖係切削裝置的外觀立體圖。

第2圖係顯示以本發明實施形態之晶圓支撐板支撐晶圓的樣子的分解立體圖。

第3圖係以晶圓支撐板支撐晶圓之狀態的立體圖。

第4圖係晶圓支撐板的縱截面圖。

第5圖係顯示切削以晶圓支撐板支撐晶圓的樣子的立體圖。

11‧‧‧切口

30‧‧‧晶圓支撐板

31‧‧‧突起

32‧‧‧圓形凹部

33‧‧‧框部

34‧‧‧貫通孔

S1‧‧‧第1切割道

S2‧‧‧第2切割道

D‧‧‧元件

W‧‧‧晶圓

Claims (3)

1. 一種晶圓支撐板之使用方法，係加工裝置中所使用之用以支撐搬送晶圓之晶圓支撐板的使用方法，該加工裝置具備有：夾盤台，係具備有保持晶圓之吸引力進行作用的保持面；加工機構，係對於保持於該夾盤台之晶圓施行預定之加工；第1搬送機構，係將晶圓搬入該夾盤台；及第2搬送機構，係從該夾盤台搬出晶圓，該晶圓支撐板之使用方法之特徵在於：該晶圓支撐板具備有：晶圓支撐部，係由圓形凹部所形成，收納且支撐晶圓；複數個貫通孔，係形成於該圓形凹部之底；及框部，係圍繞該晶圓支撐部，由該加工裝置之該第1搬送機構及該第2搬送機構所作用，該加工機構係由具備對晶圓施行切削加工之切削刀的切削機構所構成，該晶圓支撐板之使用方法具備有：晶圓搬入步驟，該第1搬送機構作用於收納有晶圓之該晶圓支撐板的該框部，而將晶圓搬入至該夾盤台的保持面；保持步驟，使吸引力作用於該夾盤台之保持面，透過形成於該圓形凹部之底的該複數個貫通孔，吸引保持晶圓；加工步驟，藉由該加工機構在支撐於該晶圓支撐板之晶圓形成切削溝；及晶圓搬出步驟，使從該夾盤台搬出晶圓之該第2搬 送機構作用於該晶圓支撐板之該框部，並且解除作用於該夾盤台之保持面的吸引力，從該夾盤台搬出晶圓。
2. 如申請專利範圍第1項之晶圓支撐板之使用方法，其中在該圓形凹部的底，配設有止滑片。
3. 如申請專利範圍第1或2項之晶圓支撐板之使用方法，其中該晶圓支撐板之該圓形凹部的深度，較從形成於晶圓之切削溝的底至晶圓背面為止的距離稍淺。