TWI660454B - 被加工物保持裝置及雷射切割加工方法 - Google Patents

被加工物保持裝置及雷射切割加工方法 Download PDF

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TWI660454B
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Toshifumi Sugawara
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Abstract

本發明提供一種被加工物保持裝置及雷射切割加工方法，其即便是在各種環境下，仍不會使較薄之各種的加工物破損或變形，而可以確實且優異地予以保持/解除，而且能夠降低加工成本和進行高精度的加工。被加工物保持裝置(1-1)係具備黏著板(2)和真空吸盤(3-1)。黏著板(2)係將Si(矽)晶圓(W)黏著於表面的板體，且由黏著薄片(21-1)和基材薄片(22-1)而成。黏著薄片(21-1)係具有朝向厚度方向之柔軟性的矽氧橡膠，且厚度(t1)為1.0mm。基材薄片(22-1)係用以抑止黏著薄片(21-1)之變形的PET製薄片，且厚度(t2)為0.1mm。真空吸盤(3-1)係將黏著板(2)裝卸自如地保持並固定於表面(3a)的機器，且具有吸盤本體(30)和真空吸附機構(31)。

Description

被加工物保持裝置及雷射切割加工方法
本發明係關於一種用以保持被加工物的被加工物保持裝置及雷射切割加工方法。
以往，作為此種的技術，係有機械夾具(mechanical clamp)、使用磁鐵及真空的裝置、藉由封蠟固定或膠帶而保持的裝置、以及靜電吸盤或黏著吸盤等。
使用機械夾具的裝置，為用於車床(lathe)加工或銑削(milling)加工的裝置，且為使用專用的夾具，藉由機械式地將被加工物夾住(夾於其間)而固定的裝置(例如，參照專利文獻1)。
使用磁鐵的裝置，亦為主要在機械加工中所用的裝置，且為用磁鐵之磁力來吸附磁性體之被加工物並予以固定的裝置(例如，參照專利文獻2)。
使用真空的裝置，為藉由被加工物之表面(加工面)與背面之壓力差，來夾持被加工物的裝置，目前在Si(矽)晶圓或玻璃加工中，該裝置是最廣為使用(例如，參照專利文獻3)。
藉由封蠟固定而保持的技術，為使用當施加熱時就會熔解，並且當冷卻時就會凝固的蠟之特性，來固定被加工物的技術(例如，參照專利文獻4)。
藉由膠帶而保持的技術，為將膠帶貼附於被加工物之背面，且用真空吸盤(vacuum chuck)來固定該膠帶，藉此保持被加工物的技術。在矽晶圓之研削製程(grinding process)中，係多採用該技術(例如，參照專利文獻5)。
靜電吸盤，為藉由靜電來夾持被加工物之背面的裝置，且常被使用於半導體或顯示器之保持(例如，參照專利文獻6)。
黏著吸盤，為著眼於矽氧(silicone)或丁二烯橡膠(butadiene rubber)、胺基甲酸酯橡膠(urethane rubber)具有黏著性，且藉由此等矽氧等之黏著力來固定被加工物的裝置(例如，參照專利文獻7)。
[先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本特開2001-144069號公報
專利文獻2：日本特開2012-061566號公報
專利文獻3：日本特開平08-125000號公報
專利文獻4：日本特開平09-260314號公報
專利文獻5：日本特開2011-042003號公報
專利文獻6：日本特開2010-129845號公報
專利文獻7：日本特開2009-117441號公報
在平面研削加工及半導體產業中，一般是進行薄膜狀或薄板狀的矽晶圓或玻璃基板之加工。但是，如此的被加工物，因其薄度之故，而很難機械性地夾住，而且，由於容易破裂，所以在保持時，難以提供應力(stress)。因此，在加工如此薄之被加工物的產業界中，重要課題是在於：即便是在各種環境下，是否仍可以確實且長時間、優異地保持/解除被加工物。
但是，在上面所述的先前技術中，並無法解決如此的課題。
亦即，在使用機械夾具的裝置中，例如，在研削加工0.5mm以下之較薄的矽晶圓或玻璃時，無法用夾具來夾住。當勉強夾住時，較薄的被加工物就會因夾具之機械力而破損。
在使用磁鐵的裝置中，因被加工物有必要具有磁性，故而無法保持非磁性的矽晶圓或玻璃。
使用真空的裝置，係可以獲得比較大的保持力。但是，當將矽晶圓或玻璃予以薄化加工時，就容易撓曲。因此，當欲使用該裝置，來吸附被加工物時，被加工物就會被拉入吸附孔並變形，而無法進行平面精度較高的加工。又，亦會有因該吸引力而使被加工物破裂之疑慮。再者，在使用研削液或冷卻水等的加工製程中，當使用該裝置時，由於要進行真空處理，所以會發生裝置吸入研削液或冷卻水 等之液體的問題。
在藉由封蠟固定而保持的技術中，因蠟為消耗品，故而會發生加工成本的問題。又，需要進行加熱或冷卻的製程或所要固定的板等特別之加工製程或加工零件，此部分將使加工成本變高。
藉由膠帶而保持的技術，為在較薄的矽晶圓之加工中最被廣為使用的技術。然而，在該技術中，因使用BG膠帶(background tape：背景膠帶)或膨脹膠帶(expanded tape)等高價的膠帶，故而有成本上的問題。而且，雖然是高價的膠帶，卻是消耗品。換句話說，此等的膠帶，當使用1次時，就無法使用2次。
因靜電吸盤即便在真空中亦能發現其保持力，故而在大多的製程中被使用，但是對被加工物的保持力，則比其他方式的技術更弱。又，因當研削液或冷卻水等的液體附著於被加工物或吸盤時，吸附力就會驟減，故而無法在濕式製程中使用。
因黏著吸盤係使用矽氧或丁二烯橡膠、胺基甲酸酯橡膠等自身非常柔軟的橡膠，故而當欲用此等橡膠來固定被加工物時，被加工物就會移動，而很難進行高精度的加工。
本發明係為了解決上面所述之課題而開發完成者，目的在於提供一種被加工物保持裝置及雷射切割加工方法，該被加工物保持裝置及雷射切割加工方法係即便是在各種環境下，仍不會使較薄之各種的加工物破損或變形，而可以確實且優異地予以保持/解除，而且能夠降低 加工成本和進行高精度的加工。
為了解決上述課題，申請專利範圍第1項之發明，係一種具備黏著部及保持部的被加工物保持裝置，該黏著部係能夠將被加工物黏著於該黏著部之表面且能夠朝向厚度方向撓曲，該保持部係將該黏著部裝卸自如地保持並固定於該保持部之表面，被加工物保持裝置係組構成：黏著部，係利用黏著層及基材層所形成的部分，該黏著層係能夠將被加工物黏著並固定於該黏著層之表面上且至少具有朝向厚度方向之柔軟性，該基材層係能夠朝向厚度方向撓曲且具有所期望的抗拉強度，且黏著固定於黏著層之背面以抑止因外力而造成的黏著層之變形；保持部，係裝卸自如地吸附黏著部之基材層，並將黏著部保持固定於該保持部之表面的部分。
藉由此種構成，就可以將本發明之被加工物保持裝置，設置於平面研削加工及半導體產業中的加工製程中，藉此保持固定被加工物。
亦即，在使不同個體的黏著部裝卸自如地保持固定於保持部上的狀態下，當將被加工物載置於黏著部之表面時，被加工物就會成為能藉由被加工物保持裝置而保持固定的狀態。
在此種狀態下，可以使用磨石等來加工被加工物之表面。
在被加工物為薄膜狀或薄板狀之矽晶圓或玻璃等的情 況下，當夾持被加工物並提供應力時，恐有因機械力而使被加工物破損之虞。
但是，在本發明之被加工物保持裝置中，由於只要將被加工物載置於黏著部上，就可以保持固定，所以在保持固定時，不會對被加工物提供機械式的應力。
因此，藉由使用該被加工物保持裝置，則即便是在較薄的被加工物之加工製程中仍不會使被加工物破損或變形而可以確實地保持及固定。
並且，在加工作業結束後，係將保持固定有被加工物的黏著部，從保持部卸下，且使被加工物成為下側，並將黏著部朝向上方剝離。此時，由於黏著部是能夠朝向厚度方向撓曲，所以黏著部可從被加工物簡單地剝離，並可解除對被加工物的保持動作，而使被加工物從黏著部脫落。
又，在本發明之被加工物保持裝置中，由於是藉由黏著層及基材層而形成黏著部，該黏著層係能夠將被加工物黏著並固定於黏著層之表面上，該基材層係黏著固定於黏著層之背面，所以沒有必要使用如BG膠帶或膨脹膠帶等高價的膠帶。又，黏著層係與此等高價的膠帶不同，不僅可以使用1次，還可以使用多次。
又，黏著部之黏著層，係當加厚時，恐有被加工物移動，使得用以保持固定被加工物的固定能力消失之虞。因此，黏著層，較佳是儘量的薄。但是，當減薄黏著層時，恐有在加工時，藉由磨石等通過被加工物所傳送之外力，使得黏著層伸展、或凹陷之虞。
然而，在本發明之被加工物保持裝置中，由於黏著部是成為以下的構造：將具有所期望的抗拉強度，且黏著固定於黏著層之背面以抑止因外力而造成的黏著層之變形的基材層，黏著固定於黏著層，所以能防止藉由磨石等通過被加工物所傳送之外力而造成的黏著層之變形，且無使黏著層伸展、或凹陷之虞。結果，被加工物能確實地被固定，且能夠進行高精度的加工。
由於可以在常溫下保持固定被加工物，所以不需要如封蠟固定技術之加熱及冷卻的製程或特別的零件。換句話說，依據本發明之被加工物保持裝置，就不需要特別的加工製程或加工零件，而可以謀求加工成本的降低。
申請專利範圍第2項之發明，係在申請專利範圍第1項所述之被加工物保持裝置中，設為以下的構成：黏著部之黏著層，係由矽氧橡膠(矽氧樹脂)、苯乙烯-丁二烯橡膠(styrene-butadiene rubber)、氯磺化聚乙烯橡膠(chlorosulfonated polyethylene rubber)、丙烯睛-丁二烯橡膠(acrylonitrile-butadiene rubber)、乙烯-丙烯橡膠(ethylene-propylene rubber)、氯丁二烯橡膠(chloroprene rubber)、丁二烯橡膠、氟橡膠、異丁烯異戊二烯橡膠(isobutylene-isoprene rubber)、胺基甲酸酯橡膠(urethane rubber)之中任一者所形成。
申請專利範圍第3項之發明，係在申請專利範圍第2項所述之被加工物保持裝置中，設為以下的構 成：黏著部之基材層係由合成樹脂所形成；保持部係具有用以真空吸附黏著部之基材層的真空吸附機構。
藉由此種構成，就可以使黏著部載置於保持部上，且使保持部具有真空吸附機構的功能，藉此將黏著部強力地固定於保持部上。
此時，因黏著部之基材層，會被保持部之真空吸附機構真空吸附，故而恐有基材層被拉入吸附孔並變形之虞。
但是，在本發明之被加工物保持裝置中，由於是用具有所期望之抗拉強度的合成樹脂來形成黏著部之基材層，所以無基材層被拉入吸附孔而變形之虞。
申請專利範圍第4項之發明，係在申請專利範圍第3項所述之被加工物保持裝置中，設為以下的構成：黏著部之基材層係由聚對苯二甲酸二乙酯(PET)或聚醯亞胺之中任一者所形成。
申請專利範圍第5項之發明，係在申請專利範圍第2項所述之被加工物保持裝置中，設為以下的構成：黏著部之基材層係由具有磁性的構件所形成；保持部係具有用以磁性吸附黏著部之基材層的永久磁鐵或電磁鐵之中任一者。
藉由此種構成，當使黏著部載置於保持部上時，具有磁性的基材層，就能藉由保持部之永久磁鐵或電磁鐵而磁性吸附，且使黏著部全體強力地固定於保持部上。
因此，藉由將被加工物載置於黏著部上，則不論被加工物之磁性或非磁性，都可以確實地保持固定被加工物。
又，由於是可以將黏著部磁性吸附於保持部上的構造，所以本發明之被加工物保持裝置，即便是在真空中仍可以使用。
再者，由於即便是在使用研削液或冷卻水等的加工製程中，使用該被加工物保持裝置，仍與真空吸附機構不同，且不存在吸附孔，所以不會發生將研削液或冷卻水等之液體吸入裝置內的事態。
申請專利範圍第6項之發明，係在申請專利範圍第1項至第5項中任一項所述之被加工物保持裝置中，設為以下的構成：黏著部之黏著層的厚度，為0.025mm至1.5mm以內，該黏著部之黏著層的硬度為20°至70°，且該黏著部之黏著層的黏著力係在對被加工物之剝離強度下為2N(牛頓)/20mm以下；黏著部之基材層的大小，為黏著層之大小以上，該黏著部之基材層的厚度為0.025mm至0.5mm以內，且該黏著部之基材層的抗拉強度為10MPa(兆帕：megapascal)以上。
申請專利範圍第7項之發明，係在申請專利範圍第1項至第6項中任一項所述之被加工物保持裝置中，設為以下的構成：黏著部之黏著層和基材層，係對加工時所用的液體具有抗藥品性，並且該黏著部之黏著層和基材層的耐熱性為100℃以上。
藉由此種構成，由於黏著部之黏著層和基材層，對加工時所用的液體具有抗藥品性，所以研削液或冷卻水等之液體，即便附著於被加工物或黏著部，仍不會減少吸附力。 因此，本發明之被加工物保持裝置，即便是在潮濕的或乾燥的加工環境下，仍不會受到影響，而可以確實地保持被加工物。
再者，由於黏著部之黏著層與基材層的耐熱性為100℃以上，所以即便是在加熱或冷卻時，仍不需要防熱等用的特別構件，而可以謀求零件成本之降低。
申請專利範圍第8項之發明，係在申請專利範圍第2項所述之被加工物保持裝置中，設為以下的構成：黏著部之基材層係由具有導電性的聚醯亞胺所形成；保持部，為用靜電力來吸附黏著部之基材層的靜電吸盤。
藉由此種構成，就能使被加工物載置於黏著部之黏著層上，且使基材層載置於作為保持部的靜電吸盤，藉此能使由具有導電性之聚醯亞胺所形成的基材層，以靜電力吸附於靜電吸盤，且使被加工物保持固定於靜電吸盤上。
可是，在藉由電漿以無損傷之方式切割加工較薄之被加工物的情況時，係採用以靜電吸盤來保持固定被加工物的方法。但是，在此種情況下，當黏著部之基材層為普通的聚醯亞胺時，就無法獲得靜電吸盤之充分的吸附力。話雖如此，但是當用SUS等之金屬來形成基材層時，在電漿加工中，就有被加工物受到金屬汙染的可能性。
因此，在本發明中，係用具有導電性的聚醯亞胺來形成黏著部之基材層。藉此，在基材層與靜電吸盤之間會起較強的靜電吸附力作用，且被加工物能藉由靜電吸盤而牢固地保持固定。
因此，本發明之被加工物保持裝置，不僅可以使用於平面研削加工，還不用擔心被加工物之金屬汙染，而亦可以使用於電漿切割加工。
申請專利範圍第9項之發明，係在申請專利範圍第1項至第8項中任一項所述之被加工物保持裝置中，設為以下的構成：黏著部之基材層係由藉由複數個且預定寬度之狹縫(slit)所分離出的複數個片狀基材層所構成。
藉由此種構成，當將黏著部朝向面方向拉伸、或是使黏著部朝向面方向撓曲時，狹縫之部分的黏著層就會伸展，而使複數個片狀基材層，朝向相互地離開的方向或是接近的方向位移。結果，黏著部全體會擴展或收縮。
因此，在將沒有彎曲的被加工物貼附於黏著部的情況時，能以不拉伸黏著部或不使黏著部撓曲之方式，將黏著層之表面壓接於被加工物。藉此，能使黏著層黏著於被加工物。此時，由於拉伸力等並未施加於黏著部，所以黏著部不會收縮。結果，被加工物能在沒有彎曲之狀態下保持於黏著部。
又，在將有彎曲的被加工物貼附於黏著部的情況時，係在拉伸黏著部後的狀態或使黏著部撓曲後的狀態下，將黏著層壓接於被加工物之向外彎曲的面之全面。並且，將被加工物按壓至被加工物沒有彎曲為止。此後，解除按壓力，並將黏著部從拉伸力等中解放。如此，藉由按壓力之解除，使被加工物回到原來的彎曲狀態。但是，藉由黏著 部從拉伸力等中解放，黏著部全體之收縮力，就會抵抗被加工物之返回力，而將被加工物維持在沒有彎曲的狀態。結果，被加工物能在沒有彎曲之狀態下保持於黏著部。
於是，在將已被保持的被加工物從黏著部卸下的情況時，係拉伸黏著部、或使黏著部撓曲。藉此，黏著部會全體伸展，而被加工物會從黏著層之黏著力中解放，且從黏著部脫離。
申請專利範圍第10項之發明，係在申請專利範圍第9項所述之被加工物保持裝置中，設為以下的構成：基材層之各狹縫，為從該基材層之一端到達另一端的線狀狹縫；複數個該狹縫係以預定間隔平行地排列設置。
藉由此種構成，即便將黏著部朝向狹縫之長度方向拉伸，仍不會使黏著部全體擴展。但是，當將黏著部朝向狹縫之寬度方向、即狹縫之排列方向拉伸時，狹縫之部分的黏著層就會拉伸，並使黏著部全體擴展。
因此，在將沒有彎曲之被加工物貼附於黏著部的情況時，係在使被加工物接觸於黏著部之黏著層的狀態下，使輥子等，在黏著部之基材層上，朝向狹縫之長度方向滾動，且將黏著層壓接於被加工物。並且，將黏著部從輥子等的按壓力中解放。如此，由於黏著部不會收縮，所以被加工物能保持在沒有彎曲的狀態。
又，在將如弓般地僅朝向單一方向彎曲之被加工物貼附於黏著部的情況時，係使黏著部之黏著層接觸於被加工物之向外彎曲的面，以便黏著部的狹縫之排列方向成為與 被加工物之彎曲方向同方向。在此種狀態下，使輥子等，在黏著部之基材層上，朝向狹縫之排列方向滾動。如此，使黏著部全體朝向狹縫之排列方向、即被加工物之彎曲方向伸展，而使黏著層成為已壓接於被加工物全面的狀態。並且，在利用輥子等將被加工物按壓至被加工物之彎曲消失為止之後，解除輥子等的按壓力。如此，被加工物欲回到如原來之弓的彎曲狀態。但是，藉由輥子等之按壓力的解除，由於黏著部全體欲朝向狹縫之排列方向收縮，所以黏著部的收縮力，會抵抗被加工物之返回力，而將被加工物保持在沒有彎曲的狀態。結果，被加工物能在沒有彎曲之狀態下保持於黏著部。
並且，在將已被保持的被加工物從黏著部卸下的情況時，係將黏著部朝向狹縫之排列方向拉伸。如此，黏著部會朝向狹縫之排列方向伸展，而使被加工物從黏著層之黏著力中解放，且從黏著部脫離。
申請專利範圍第11項之發明，係在申請專利範圍第10項所述之被加工物保持裝置中，設為以下的構成：基材層之各狹縫，為直線狀的狹縫。
申請專利範圍第12項之發明，係在申請專利範圍第10項所述之被加工物保持裝置中，設為以下的構成：基材層之各狹縫，為鋸齒線狀或波線狀的狹縫。
申請專利範圍第13項之發明，係在申請專利範圍第9項所述之被加工物保持裝置中，設為以下的構成：複數個狹縫係由直徑不同之圓形狀或多角形狀的複數 個狹縫所形成，且以小徑之狹縫包含在大徑之狹縫之內側的方式，配設成年輪狀。
藉由此種構成，當將厚度方向之壓力施加於黏著部時，各狹縫就會朝向黏著部之厚度方向伸展，且複數個片狀基材層會朝向厚度方向位移，而使黏著部全體撓曲成碗狀。
因此，在將如碗般地朝向多方向彎曲的被加工物貼附於黏著部的情況時，係使黏著部之黏著層接觸於被加工物，以便最內側的片狀基材層位於被加工物之向外彎曲的部分之頂點。
在此種狀態下，當將黏著部按壓於被加工物側時，複數個片狀基材層就會朝向被加工物側位移，並使黏著部全體撓曲成碗狀，且使黏著層成為已壓接於彎曲成碗狀之被加工物全面的狀態。
當在該狀態下，將空氣等之壓力施加於黏著層之基材層側時，由於被加工物之彎曲能藉由空氣等之壓力來矯正，所以能藉由空氣等之壓力按壓至被加工物之彎曲消失為止。如此，黏著部亦會復原成原來的狀態，而使黏著層黏著於沒有彎曲之狀態的被加工物之全面。結果，沒有彎曲之被加工物會成為能藉由黏著部而保持的狀態，且完成被加工物之貼附作業。
並且，在將已保持的被加工物從黏著部卸下的情況時，係更進一步提高空氣等之壓力。如此，黏著部全體就會變形成朝向被加工物突出成碗狀後的狀態。結果，被加 工物會朝向遠離黏著部之方向被按壓，且從黏著部剝離。
申請專利範圍第14項之發明，係使用申請專利範圍第1項至第13項中任一項所述之被加工物保持裝置來雷射切割加工被加工物者，該雷射切割加工方法係組構成具備：第1步驟，係用極薄之黏著層和極薄之基材層來形成被加工物保持裝置之黏著部，以使黏著部之熱傳導係數降低；第2步驟，使被加工物黏著於黏著部上；第3步驟，藉由保持部，裝卸自如地吸附黏著部之基材層，並將黏著部保持固定於保持部之表面；以及第4步驟，將雷射照射於被加工物之表面，並半切割該被加工物。
藉由此種構成，就能藉由執行第1步驟，而用極薄之黏著層和極薄之基材層來形成黏著部。然後，藉由執行第2步驟能使被加工物黏著於黏著部上，藉由執行第3步驟能使黏著部保持固定於保持部之表面。在此種狀態下，藉由執行第4步驟，能使雷射照射於被加工物之表面，並半切割被加工物。換句話說，可以藉由執行雷射切割加工方法，來雷射切割加工被加工物。
可是，在雷射切割加工中，恐有被加工物因雷射之能量而加熱，使得被加工物變成過加熱狀態之虞。然而，在本發明中，係在第1步驟中，用極薄之黏著層和極薄之基材層來形成被加工物保持裝置之黏著部，以使黏著部之熱傳導係數降低，所以施加於被加工物的熱，不會保留於黏著部，而是輻散至外部，故而幾乎沒有被加工物變成過加熱狀態之虞。
如以上所詳細說明般，依據本發明，則具有以下的優異功效：即便是在較薄之被加工物的加工製程中，仍不會使被加工物破損或變形而可以使確實地保持及固定。又，不僅能夠確實地固定被加工物，並進行高精度的加工，還可以不對被加工物施加負荷地予以保持/解除。再者，不僅能夠進行1次的加工，還能夠進行多次的加工，並且不需要特別的加工製程或加工零件，而可以謀求加工成本之降低。
具體而言，依據申請專利範圍第3項之發明，則具有以下的功效：不會使被加工物或黏著部變形，而可以用較強之力來保持固定被加工物和黏著部。
又，依據申請專利範圍第5項之發明，則具有以下的功效：不論其是否為使用磁鐵的構成，都不僅可以確實地保持磁性的被加工物，亦可以確實地保持非磁性的被加工物，又，即便是在真空中仍可以使用。而且，不僅是在乾燥的加工環境下，就連在潮濕的加工環境下，仍可以確實地保持被加工物。
再者，依據申請專利範圍第7項之發明，則具有以下的功效：即便是在潮濕或乾燥等所有的加工環境下，仍不受到影響，而可以確實地保持被加工物。又，由於黏著部之黏著層與基材層的耐熱性為100℃以上，所以即便是在加熱及冷卻時，仍不需要防熱等用的特別構件，而可以謀求零件成本之降低。
又，依據申請專利範圍第8項及第14項之發明，則具有以下的功效：不僅可以使用於平面研削加工，還可以使用於切割加工。
又，依據申請專利範圍第9項至第13項之發明，則具有以下的功效：不論被加工物之彎曲的有無，都可以藉由黏著部，在沒有彎曲之狀態下保持被加工物，並且只要拉伸黏著部、或使黏著部撓曲，就可將被加工物，簡單地從黏著部卸下。
具體而言，依據申請專利範圍第11項至第12項之發明，則具有以下的功效：可以在沒有彎曲之狀態下保持如弓般地朝向單一方向彎曲的被加工物，而且亦可以簡單地卸下。
又，依據申請專利範圍第13項之發明，則可以在沒有彎曲之狀態下保持如碗般地朝向多方向彎曲的被加工物，又，亦可以簡單地卸下。
1-1至1-5‧‧‧被加工物保持裝置
2‧‧‧黏著板
3a、21a‧‧‧表面
3-1‧‧‧真空吸盤
3-2‧‧‧磁鐵吸盤
3-3‧‧‧靜電吸盤
21b、22b‧‧‧背面
21c‧‧‧凹部
21d‧‧‧部分
21、21-1至21-5‧‧‧黏著薄片
22、22-1至22-5‧‧‧基材薄片
22a-1至22a-3、22a-4a至22a-4f、22a-5a至22a-5f‧‧‧切片部
23-1至23-5、23-4’、23-5’‧‧‧狹縫
30‧‧‧吸盤本體
31‧‧‧真空吸附機構
32‧‧‧吸附孔
33‧‧‧吸氣通路
34‧‧‧軟管
35‧‧‧真空泵浦
36、37‧‧‧吸附電極
38‧‧‧電源
100‧‧‧磨石
110‧‧‧噴嘴
120‧‧‧台座
200‧‧‧手
210‧‧‧手指
220‧‧‧輥子
230‧‧‧空氣噴嘴
231‧‧‧空氣室
232‧‧‧前端面
240‧‧‧支承構件
300‧‧‧雷射產生裝置
a‧‧‧寬度
b‧‧‧深度
D‧‧‧部分
f1‧‧‧收縮力
f2‧‧‧返回力
K‧‧‧空氣
M‧‧‧中心軸
L‧‧‧雷射
S‧‧‧研削液
t1、t2‧‧‧厚度
W‧‧‧矽晶圓
Wa‧‧‧表面
Wb‧‧‧背面
Wc‧‧‧溝槽
Wp‧‧‧頂點
第1圖係將本發明之第1實施例的被加工物保持裝置分離成黏著部和保持部而顯示的立體圖。
第2圖係以剖面來顯示保持部的被加工物保持裝置之前視圖。
第3圖係顯示將被加工物保持裝置使用於平面研削加工之例的剖視圖。
第4圖係用以說明僅使用較薄之黏著薄片來黏著矽晶 圓的情況之問題的前視圖。
第5圖係顯示矽晶圓之卸下方法的前視圖，其中第5圖之(a)係顯示將已黏著矽晶圓的黏著板載置於台座之上方的狀態，第5圖之(b)係顯示將黏著板從矽晶圓剝離的狀態。
第6圖係顯示本發明之第2實施例的被加工物保持裝置的剖視圖。
第7圖係顯示本發明之第3實施例的被加工物保持裝置的剖視圖。
第8圖係顯示將第3實施例的被加工物保持裝置使用於平面研削加工之例的剖視圖。
第9圖係顯示本發明之第4實施例的被加工物保持裝置的剖視圖。
第10圖係顯示將被加工物保持裝置1-4使用於電漿切割(plasma dicing)加工之例的剖視圖。
第11圖係用以說明本發明之第5實施例的雷射切割加工方法之第1步驟至第3步驟的剖視圖。
第12圖係顯示第4步驟的剖視圖。
第13圖係本發明之第6實施例之作為被加工物保持裝置之主要部位的黏著板之剖視圖。
第14圖係從基材薄片側觀察黏著板的俯視圖。
第15圖係用以說明黏著板之功能的剖視圖，其中第15圖之(a)係顯示將黏著板朝向A方向拉伸後的狀態，第15圖之(b)係顯示將黏著板朝向B方向拉伸後的狀態。
第16圖係顯示將黏著板拉伸後的狀態之俯視圖。
第17圖係顯示將沒有彎曲的矽晶圓貼附於黏著板之方法的剖視圖。
第18圖係顯示輥子之滾動方向的俯視圖。
第19圖係顯示將有彎曲的矽晶圓貼附於黏著板之方法的剖視圖。
第20圖係顯示輥子之滾動方向的俯視圖。
第21圖係顯示矽晶圓之貼附狀態的剖視圖。
第22圖係顯示矽晶圓之卸下方法的剖視圖，其中第22圖之(a)係顯示輥子之移動開始前的狀態，第22圖之(b)係顯示輥子之移動開始狀態，第22圖之(c)係顯示輥子之移動狀態，第22圖之(d)係顯示輥子之移動結束和矽晶圓被剝離的狀態。
第23圖係顯示本發明之第7實施例之作為被加工物保持裝置之主要部位的黏著板之俯視圖。
第24圖係顯示本發明之第8實施例之作為被加工物保持裝置之主要部位的黏著板之俯視圖。
第25圖係顯示本發明之第9實施例之作為被加工物保持裝置之主要部位的黏著板之俯視圖。
第26圖係顯示黏著板的剖視圖。
第27圖係用以說明黏著板之功能的剖視圖，其中第27圖之(a)係顯示將黏著板安裝於空氣噴嘴(air nozzle)的狀態，第27圖之(b)係顯示對黏著板施加空氣壓力後的狀態。
第28圖係彎曲成碗狀後的矽晶圓之立體圖。
第29圖係顯示使黏著板接觸於矽晶圓後的狀態之剖視圖。
第30圖係顯示用黏著板按壓矽晶圓後的狀態之剖視圖。
第31圖係顯示對黏著板施加空氣壓力後的狀態之剖視圖。
第32圖係顯示使空氣噴嘴上升後的狀態之剖視圖。
第33圖係顯示剝離矽晶圓的方法之剖視圖。
第34圖係顯示第9實施例之變化例的俯視圖，其中第34圖之(a)係顯示基材薄片之五個狹縫已偏心的黏著板之例，第34圖之(b)係顯示基材薄片除了具有五個狹縫之外還具有徑向之狹縫的黏著板之例。
第35圖係顯示本發明之第10實施例之作為被加工物保持裝置之主要部分的黏著板之俯視圖。
第36圖係顯示第10實施例之變化例的俯視圖，其中第36圖之(a)係顯示基材薄片之五個狹縫已偏心的黏著板之例，第36圖之(b)係顯示基材薄片除了具有五個狹縫之外還具有徑向之狹縫的黏著板之例。
以下，參照圖式針對本發明之最佳型態加以說明。
(實施例1)
第1圖係將本發明之第1實施例的被加工物保持裝置分離成黏著部和保持部而顯示的立體圖，第2圖係以剖面 來顯示保持部的被加工物保持裝置之前視圖。
如第1圖所示，本實施例之被加工物保持裝置1-1，為用以保持固定作為被加工物之矽晶圓W的裝置，且具備：作為黏著部的黏著板2；以及作為保持部的真空吸盤3-1。
黏著板2，為將矽晶圓W黏著於該黏著板2之表面的圓板體。該黏著板2係具有可以朝向厚度方向(第1圖及第2圖之上下方向)撓曲的柔軟性。
具體而言，黏著板2係成為以下的構造：由作為黏著層之黏著薄片21-1、和作為基材層之基材薄片22-1所積層且黏著固定而成。
黏著薄片21-1，為用以將矽晶圓W黏著於該黏著薄片21-1之表面21a上的薄片，在本實施例中，係藉由具有朝向厚度方向之柔軟性的矽氧橡膠(silicone rubber)而形成黏著薄片21-1。該黏著薄片21-1之形狀及大小，係設定成與圓形之矽晶圓W大致同一形狀及大致同一大小，且如第2圖所示，黏著薄片21-1厚度t1係設定為1.0mm。並且，該矽氧橡膠之黏著薄片21-1的硬度為60°，黏著力係在對矽晶圓W之剝離強度(peel strength)下為2N/20mm以下。又，該黏著薄片21-1係對加工時所用的研削液S具有抗藥品性，並且該黏著薄片21-1耐熱性為100℃以上。
另一方面，基材薄片22-1，為用以抑止黏著薄片21-1之變形的薄片，在本實施例中，係用能夠朝向 厚度方向撓曲之屬於合成樹脂的聚對苯二甲酸二乙酯(PET)來形成基板薄片22-1。
該基材薄片22-1之形狀及大小，係設定為與黏著薄片21-1同一形狀及大致同一大小，且該基材薄片22-1厚度t2係設定為0.1mm。並且，該PET製的基材薄片22-1之抗拉強度，約為50MPa。又，基材薄片22-1亦對加工時所用的研削液S具有抗藥品性，並且該基材薄片22-1耐熱性為100℃以上。
此種的基材薄片22-1係黏著固定於黏著薄片21-1之背面21b，藉此，抑止黏著薄片21-1因加工時的外力而變形。
如第1圖所示，真空吸盤3-1，為用以將黏著板2裝卸自如地保持並固定於表面3a的機器，且具有吸盤本體30和真空吸附機構31。
吸盤本體30係具有用以載置黏著板2的圓形之表面3a，而真空吸附機構31係組裝於該吸盤本體30。
真空吸附機構31，為用以使黏著板2真空吸附於該表面3a上的機構，且由開口於表面3a的複數個吸附孔32、吸氣通路33、軟管34及真空泵浦35所構成。具體而言，如第2圖所示，複數個吸附孔32之下端係連通於吸氣通路33，而軟管34之一端係連通於吸氣通路33。藉此，使用真空泵浦35，將空氣從吸附孔32、吸氣通路33及軟管34內排出，藉此，使基材薄片22-1之背面22b吸附於吸盤本體30之表面3a上，且使黏著板2保持固定於吸盤本體30 上。又，藉由使吸附孔32、吸氣通路33及軟管34內成為常壓，就可以將黏著板2從吸盤本體30卸下。
接著，針對本實施例的被加工物保持裝置1-1之使用例加以說明。
第3圖係顯示將被加工物保持裝置1-1使用於平面研削加工之例的剖視圖。
如第3圖所示，在平面研削加工中，將矽晶圓W設定於被加工物保持裝置1-1的情況時，首先，係使矽晶圓W載置於黏著板2之上方，並使矽晶圓W黏著於黏著薄片21-1之表面21a。在此，作為被加工物，係使用0.7mm厚度的矽晶圓W。
於是，在此種狀態下，將黏著板2載置於真空吸盤3-1之吸盤本體30上，且使真空吸附機構31之真空泵浦35驅動。
如此，吸附孔32、吸氣通路33內之空氣，會通過軟管34，並朝向外部排氣，而使吸附孔32內成為負壓。藉此，基材薄片22-1之背面22b可藉由吸附孔32而吸附於吸盤本體30之表面3a上，而黏著板2可保持固定於吸盤本體30上。
此後，使磨石100，在壓接於矽晶圓W之表面的狀態下一面旋轉，一面在矽晶圓W全面移動。此時，使研削液S從噴嘴110朝向矽晶圓W上噴出，以謀求研削效率和冷卻。
在本實施例中，作為磨石100，係使用SDC(金屬被覆 合成鑽石)325號，並使磨石100以150mm/分之進給速度移動，藉此可以將0.7mm厚度的矽晶圓W，研削至0.08mm厚度。
如上面所述般，本實施例中所用的矽晶圓W之厚度，為0.7mm，且為非常薄的晶圓。因此，當從左右兩側夾持該矽晶圓W，並提供應力(stress)時，恐有破損之虞。
但是，在本實施例之被加工物保持裝置1-1中，由於只要將矽晶圓W載置於黏著板2上，就可以保持固定，所以在保持固定時，不會對矽晶圓W提供機械性的應力。
因此，藉由使用該被加工物保持裝置1-1，就不會使較薄的矽晶圓W在平面研削之加工中破損、變形。
又，在本實施例之被加工物保持裝置1-1中，係不用使用如BG膠帶或膨脹膠帶(expanded tape)等高價的膠帶。由於是使用由廉價的黏著薄片21-1和基材薄片22-1所構成的黏著板2，來黏著並固定矽晶圓W的構成，所以能夠進行低成本的加工。再者，與此等高價的膠帶不同，黏著板2，並不僅使用1次，而是可以使用多次。
第4圖係用以說明僅使用較薄之黏著薄片21-1來黏著矽晶圓W的情況之問題的前視圖。
在本實施例中，如第2圖所示，將黏著薄片21-1之厚度t1設定為1.0mm，其非常地薄。形成較薄的理由係在於：當加厚黏著薄片21-1時，恐有矽晶圓W移動，使得用以保持固定矽晶圓W的固定能力消失之虞。
但是，如第4圖所示，當僅用較薄之黏著薄片21-1來形成黏著板2時，就會在平面研削加工時，受旋轉移動的磨石100之壓力，使得黏著薄片21-1伸展、或產生凹部21c。
於是，如第1圖及第2圖所示，在本實施例中，係將具有抗拉強度約50MPa之PET製的基材薄片22-1，黏著固定於黏著薄片21-1之背面21b，以形成黏著板2。
藉此，在平面研削加工時，當旋轉移動的磨石100之壓力，施加於黏著薄片21-1時，具有抗拉強度約50MPa的基材薄片22-1，會抑止黏著薄片21-1之伸展或凹部之產生。
再者，由於是用具有抗拉強度約50MPa的PET來形成黏著板2之基材薄片22-1，所以沒有基材薄片22-1被拉入真空吸附機構31之吸附孔32並變形之虞。
又，在本實施例之被加工物保持裝置1-1中，係可以藉由黏著板2和真空吸盤3-1，在常溫下保持固定矽晶圓W。因此，不需要如封蠟固定技術般之加熱及冷卻的製程或零件。換句話說，依據該被加工物保持裝置1-1，則不需要特別的加工製程或加工零件，而可以謀求加工成本之降低。
第5圖係顯示矽晶圓W之卸下方法的前視圖，其中第5圖之(a)係顯示將已黏著矽晶圓W的黏著板2載置於台座120之上方的狀態，第5圖之(b)係顯示將黏著板2從矽晶圓W剝離的狀態。
最後，在結束平面研削加工之作業之後，藉由使真空 泵浦35逆向驅動，而使吸附孔32內成為常壓。藉此，可以將黏著有矽晶圓W的黏著板2，從真空吸盤3-1卸下。
並且，如第5圖之(a)所示，在使矽晶圓W成為下側，且使黏著板2成為上方的狀態下，載置於預定的台座120之上方。
在此種狀態下，如第5圖之(b)所示，將手200之手指210勾住矽晶圓W之周緣，並朝向厚度方向拉伸。如此，由於黏著板2全體具有可以朝向厚度方向(第5圖之上下方向)撓曲的柔軟性，所以黏著板2可從矽晶圓W簡單地剝離，並能解除黏著板2對矽晶圓W之黏著動作。換句話說，藉由使用適用於本實施例的黏著板2，就可以將矽晶圓W用較小之力簡單地從黏著板2卸下。
(實施例2)
接著，針對本發明之第2實施例加以說明。
第6圖係顯示本發明之第2實施例的被加工物保持裝置的剖視圖。
在本實施例之被加工物保持裝置1-2中，與上述第1實施例不同之點係在於：用聚醯亞胺來形成黏著板2之基材薄片22-2。
具體而言，係用能夠朝向厚度方向撓曲之屬於合成樹脂的聚醯亞胺來形成黏著板2之基材薄片22-2。
該基材薄片22-2之厚度t2，係設定為0.05mm。
但是，聚醯亞胺製的基材薄片22-2之抗拉強度，為 250MPa，且比PET製的基材薄片22-2之抗拉強度更大。
因此，可以將矽氧橡膠製的黏著薄片21-2之厚度t1，設定為0.1mm之極薄的厚度。
由於其他的構成、作用及功效係與上述第1實施例同樣，所以省略該等的記載。
(實施例3)
接著，針對本發明之第3實施例加以說明。
第7圖係顯示本發明之第3實施例的被加工物保持裝置的剖視圖。
如第7圖所示，本實施例之被加工物保持裝置1-3，係具備黏著板2和磁鐵吸盤3-2。
具體而言，係用能夠朝向厚度方向撓曲之具有磁性的構件來形成黏著板2之基材薄片22-3。在本實施例中，係使用抗拉強度為420MPa的SUS(Stainless Used Steel：不鏽鋼)430。
由於該SUS430製的基材薄片22-3之抗拉強度，係遠大於上述第1及第2實施例所用的基材薄片22-1、22-2之抗拉強度，所以可以將基材薄片22-3厚度t2，設定為0.03mm。
根據同樣的理由，可以將矽氧橡膠製的黏著薄片21-3之厚度t1，設定為0.05mm以下之極薄的厚度。
磁鐵吸盤3-2，係由用以磁性吸附黏著板2之基材薄片22-3的永久磁鐵所形成。在本實施例中，係由永久磁鐵來形成磁鐵吸盤3-2之吸盤本體本身。
接著，針對本實施例之被加工物保持裝置1-3之使用例加以說明。
第8圖係顯示將被加工物保持裝置1-3使用於平面研削加工之例的剖視圖。
在將矽晶圓W設定於被加工物保持裝置1-3的情況時，係將使矽晶圓W黏著的黏著板2，載置於磁鐵吸盤3-2上。
如此，黏著板2之基材薄片22-3，能藉由由永久磁鐵所形成的磁鐵吸盤3-2，磁性吸附於磁鐵吸盤3-2之表面3a，且使黏著板2全體強力地固定於磁鐵吸盤3-2上。
此後，一面使研削液S從噴嘴110朝向矽晶圓W上噴出，一面使磨石100在使壓接於矽晶圓W之表面的狀態下旋轉移動，藉此可以平面研削矽晶圓W。
如上述般，藉由使用本實施例之被加工物保持裝置1-3，就不論矽晶圓W之磁性或非磁性，都可以確實地保持固定矽晶圓W。
又，由於是可將黏著板2磁性吸附於磁鐵吸盤3-2上的構造，所以即便是在真空中仍可以使用被加工物保持裝置1-3。
再者，在本實施例之被加工物保持裝置1-3中，由於是與真空吸附機構不同，在吸盤本體30不存在吸附孔，所以不會發生研削液S被吸入裝置內的事態。
由於其他的構成、作用及功效係與上述第1及第2實施例同樣，所以省略該等的記載。
(實施例4)
接著，針對本發明之第4實施例加以說明。
第9圖係顯示本發明之第4實施例的被加工物保持裝置的剖視圖。
本實施例之被加工物保持裝置1-4，為可以適用於電漿切割加工的裝置。
如第9圖所示，被加工物保持裝置1-4，與上述第1至第3實施例不同之點係在於：被加工物保持裝置1-4係構成為用靜電吸盤3-3來靜電吸附黏著板2。
具體而言，係用厚度t1為0.1mm的矽氧橡膠來形成黏著板2之黏著薄片21-4，且用具有導電性之厚度t2為0.05mm的聚醯亞胺來形成基材薄片22-4。又，由該黏著板2所黏著的被加工物，係與上述第1至第3實施例同樣，為厚度0.7mm的矽晶圓W。
靜電吸盤3-3，為將一對吸附電極36、37配設於吸盤本體30之表面側，且將預定之電壓從電源38供應至吸附電極36、37之構造的裝置。作為靜電吸盤3-3，係不僅是此種構造的裝置，還可以應用公知之所有的靜電吸盤。
接著，針對本實施例之被加工物保持裝置1-4之使用例加以說明。
第10圖係顯示將被加工物保持裝置1-4使用於電漿切割加工之例的剖視圖。
在使用於電漿切割加工時係將靜電吸盤3-3配置於電 漿產生裝置(省略圖示)內。並且，如第10圖所示，使矽晶圓W黏著於黏著板2之黏著薄片21-4上，並且使基材薄片22-4載置於靜電吸盤3-3之表面3a。
此後，使電源38導通(on)，以將預定之電壓供應至靜電吸盤3-3之吸附電極36、37。
此時，雖然當黏著板2之基材薄片22-4為普通的聚醯亞胺時，就無法獲得靜電吸盤3-3之充分的吸附力，但是在本實施例中，由於基材薄片22-4是由具有導電性的聚醯亞胺所形成，所以會在導電性的基材薄片22-4與靜電吸盤3-3之間產生較強的靜電吸附力。藉此，矽晶圓W能牢固地保持固定於靜電吸盤3-3。
在此種狀態下，可以使電漿產生，來切割加工矽晶圓W。
在加工結束後，藉由使電源38關斷(off)，就可以將黏著板2從靜電吸盤3-3卸下。此後，如第5圖所示，可以將矽晶圓W從黏著板2剝除。
由於其他的構成、作用及功效係與上述第1至第3實施例同樣，所以省略該等的記載。
(實施例5)
接著，針對本發明之第5實施例加以說明。
第11圖係用以說明本發明之第5實施例的雷射切割加工方法之第1步驟至第3步驟的剖視圖，第12圖係顯示第4步驟的剖視圖。
本實施例之雷射切割加工方法，係具備第1步驟至第 4步驟。
如第11圖所示，第1步驟係用極薄之黏著薄片21-5和極薄之基材薄片22-5來形成矽晶圓W之黏著板2之步驟。換句話說，藉由將黏著板2設定為極薄，來使黏著板2之熱傳導係數降低。具體而言，係將黏著薄片21-5之厚度t1設定為0.03mm，將基材薄片22-5之厚度t2設定為0.025mm。
又，第2步驟，為使矽晶圓W黏著於黏著板2之表面21a的步驟。
並且，第3步驟，為藉由真空吸盤3-1之真空吸附機構31，而裝卸自如地吸附黏著板2之基材薄片22-5的步驟。換句話說，在該步驟中，將黏著板2保持固定於真空吸盤3-1之表面3a。
最後，如第12圖所示，第4步驟，為將雷射L照射於矽晶圓W之表面Wa，並半切割矽晶圓W的步驟。具體而言，係將雷射L從雷射產生裝置300照射於矽晶圓W之表面Wa，並切削溝槽Wc。所謂半切割，係指以不使雷射L到達矽晶圓W之背面Wb的方式，來形成預定深度的溝槽Wc。
藉由如前述之構成，就可以藉由執行本實施例之第1步驟至第4步驟，來雷射切割加工矽晶圓W。
如此，雖然當進行雷射切割加工時，恐有矽晶圓W因雷射之能量而變成過加熱狀態之虞，但是在第1步驟中，由於用極薄之黏著薄片21-5和極薄之基板薄片22-5來形 成黏著板2，來使黏著板2之熱傳導係數降低，所以施加於矽晶圓W的熱，不會保留於黏著板2，而會輻散至外部。因此，幾乎沒有矽晶圓W變成過加熱狀態之虞。
由於其他的構成、作用及功效係與上述第1至第4實施例同樣，所以省略該等的記載。
(實施例6)
接著，針對本發明之第6實施例加以說明。
第13圖係本發明之第6實施例之作為被加工物保持裝置之主要部位的黏著板之剖視圖，第14圖係從基材薄片側觀察黏著板的俯視圖。
如第13圖所示，適用於本實施例的黏著板2，與上述第1至第5實施例之黏著板不同之點係在於：具有複數個狹縫23-1。
該黏著板2，亦與上述第1至第5實施例之黏著板同樣，成為以下的構造：將作為黏著層的黏著薄片21-1至21-5之中任一個(以下，記載為「黏著薄片21」)、和作為基材層的基材薄片22-1至22-5之中任一個(以下，記載為「基材薄片22」)予以積層並固定。
並且，複數個狹縫23-1，被設置於基材薄片22側。
具體而言，如第14圖所示，各狹縫23-1，為直線狀的狹縫，且從基材薄片22之一端(第14圖之上端)到達另一端(第14圖之下端)。
在本實施例中，五個狹縫23-1，是以大致等間隔平行地排列設置於基材薄片22上。在第13圖中，如虛線圓所 包圍之局部放大圖所示，如此的狹縫23-1之寬度a係在長度方向為固定，該狹縫23-1之深度b係設定為相等於基材薄片22之厚度。藉此，如第14圖所示，基材薄片22，能藉由五個狹縫23-1，完全地分離成作為片狀基材層的六片切片部22a-1。
在此，針對如上述構造之黏著板2所具有的功能加以說明。
第15圖係用以說明黏著板2之功能的剖視圖，其中第15圖之(a)係顯示將黏著板2朝向A方向拉伸後的狀態，第15圖之(b)係顯示將黏著板2朝向B方向拉伸後的狀態。又，第16圖係顯示將黏著板2拉伸後的狀態之俯視圖。
如上述之方式，本實施例之黏著板2，係成為以下的構造：使黏著固定於黏著薄片21的基材薄片22，藉由五個狹縫23-1，而被分離成六片切片部22a-1。因此，如第15圖之(a)及第16圖所示，即便將已使黏著薄片21成為下側的黏著板2之基材薄片22，朝向A方向、即狹縫23-1之長度方向拉伸，狹縫23-1之部位的黏著薄片21之部分21d，仍不會朝向A方向伸展。因此，即便將黏著板2之基材薄片22，朝向A方向拉伸，黏著板2全體仍不會朝向A方向擴展。
相對於此，如第15圖之(b)及第16圖所示，當將黏著板2之基材薄片22，朝向B方向、即狹縫23-1之寬度方向拉伸時，狹縫23-1之部位的黏著薄片21之部分21d，就會朝向B方向伸展。因此，當將黏著板2之基材薄片22， 朝向B方向拉伸時，黏著板2全體就會朝向B方向擴展。
由於黏著板2是具有如上述的功能，所以能夠進行如下的使用。
第17圖係顯示將沒有彎曲的矽晶圓S貼附於黏著板2之方法的剖視圖，第18圖係顯示輥子之滾動方向的俯視圖。
在將沒有彎曲之平坦的矽晶圓W，貼附於黏著板2的情況時，如第17圖所示，係使黏著板2之黏著薄片21，接觸於台座120上的矽晶圓W。並且，藉由輥子220，來按壓黏著板2之基材薄片22。
此時，如第18圖所示，以輥子220之中心軸M對五個狹縫23-1成為直角的方式，來事先設定輥子220。並且，在已按壓基材薄片22的狀態下，使輥子220，朝向A方向、即狹縫23-1之長度方向滾動。此時，藉由輥子220之按壓旋轉，由於黏著板2不會朝向A方向被拉伸，所以黏著薄片21不會伸展，而是持續黏著於矽晶圓W。
於是，當使輥子220，在基材薄片22中，從第18圖之上端滾動至另一端時，黏著薄片21之全面就會黏著於矽晶圓W。在此狀態下，將輥子220從黏著板2脫離。如此，由於黏著薄片21不伸展，且黏著板2全體並未擴展，所以即便解除藉由輥子200而致使的按壓力，黏著板2仍不會收縮。結果，矽晶圓W不會接受來自黏著板2之張力(tension)，而能在沒有彎曲的狀態下，保持於黏著板2。
第19圖係顯示將有彎曲的矽晶圓W貼附於 黏著板2之方法的剖視圖，第20圖係顯示輥子之滾動方向的俯視圖，第21圖係顯示矽晶圓W之貼附狀態的剖視圖。
如第19圖所示，在將已彎曲成弓狀的矽晶圓W，貼附於黏著板2的情況時，係使黏著板2之黏著薄片21，接觸於矽晶圓W之向外彎曲的表面Wa。並且，藉由輥子220，來按壓黏著板2之基材薄片22。
此時，以狹縫23-1之排列方向與矽晶圓W之彎曲方向一致的方式，來配設黏著板2，並且如第20圖所示，以輥子220之中心軸M對五個狹縫23-1成為平行的方式，來事先設定輥子220之方向。
於是，在已按壓基材薄片22的狀態下，使輥子220，朝向B方向、即狹縫23-1之排列方向滾動。藉此，能藉由輥子220之按壓旋轉，而持續矯正矽晶圓W之彎曲。同時，使黏著板2朝向B方向被拉伸，且使黏著薄片21一面朝向B方向伸展，一面黏著於矽晶圓W之表面Wa。
當使輥子220，在基材薄片22中，從第20圖之左端滾動至右端時，就會在黏著板2全體朝向B方向擴展後的狀態下，使黏著薄片21之全面，黏著於沒有彎曲的矽晶圓W全面。在此狀態下，將輥子220從黏著板2脫離。
如此，由於黏著板2能從輥子220之按壓力中解放，所以朝向矽晶圓W之按壓力亦會被解除，而使矽晶圓W彎曲欲回到原來的弓狀。
但是，如第21圖所示，藉由來自輥子220之按壓力的解放，黏著板2之黏著薄片21，就會收縮。結果，如箭頭 所示，使黏著板2之收縮力f1、及矽晶圓W之返回力f2平衡，而矽晶圓W能在沒有彎曲的狀態下保持於黏著板2。
第22圖係顯示矽晶圓W之卸下方法的剖視圖，其中第22圖之(a)係顯示輥子220之移動開始前的狀態，第22圖之(b)係顯示輥子220之移動開始狀態，第22圖之(c)係顯示輥子220之移動狀態，第22圖之(d)係顯示輥子220之移動結束和矽晶圓W被剝離的狀態。
在將已被保持的矽晶圓W，從黏著板2卸下的情況時，如第22圖之(a)所示，係在用支承構件240來支承已保持矽晶圓W的黏著板2之兩端部(狹縫23-1之排列方向的兩端部)的狀態下，使輥子220，位於黏著板2之例如左端部上。並且，如第22圖之(b)所示，使輥子220，一面按壓黏著板2，一面朝向狹縫23-1之排列方向滾動。藉此，黏著板2，會朝向下方撓曲，而大幅地受到輥子220之按壓力影響的矽晶圓W之部分D，能從黏著薄片21之黏著力中解放。結果，到達輥子220之移動位置的矽晶圓W之部分D，能從黏著板2剝離。
因此，如第22圖之(c)所示，當使輥子220，持續朝向黏著板2之右端部轉動時，就會按照輥子220之移動量，使矽晶圓W，依序地從黏著板2剝離。
並且，如第22圖之(d)所示，藉由使輥子220移動至黏著板2之右端部，矽晶圓W之大部分，就能從黏著板2剝離，且藉由本身重量而落下。
另外，在本實施例中，雖然是使用輥子220進行矽晶 圓W之卸下作業，但是如第5圖之(b)所示，即便使用手200之手指210仍可以卸下矽晶圓W。亦即，藉由將手200之手指210，勾住黏著板2的狹縫23-1之排列方向的一端部周緣，並剝離黏著板2，就可以將矽晶圓W從黏著板2輕易地卸下。
由於其他的構成、作用及功效，係與上述第1至第5實施例同樣，所以省略該等的記載。
(實施例7)
接著，針對本發明之第7實施例加以說明。
第23圖係顯示本發明之第7實施例之作為被加工物保持裝置之主要部位的黏著板2之俯視圖。
在本實施例中，狹縫之形狀，係與上述第6實施例的狹縫23-1不同。
具體而言，如第23圖所示，將與第6實施例之狹縫23-1為同一寬度且同一深度的狹縫23-2，在俯視觀察下，設定成鋸齒狀的形狀。於是，將五個狹縫23-2平行地排列設置於基材薄片22，並將基材薄片22，分離成六片鋸齒狀的切片部22a-2。
由於其他的構成、作用及功效，係與上述第6實施例同樣，所以省略該等的記載。
(實施例8)
接著，針對本發明之第8實施例加以說明。
第24圖係顯示本發明之第8實施例之作為被加工物保持裝置之主要部位的黏著板2之俯視圖。
在本實施例中，狹縫之形狀，係與上述第6及第7實施例的狹縫23-1、23-2不同。
具體而言，如第24圖所示，將與第6及第7實施例之狹縫23-1、23-2為同一寬度且同一深度的狹縫23-3，在俯視觀察下，設定成波線狀的形狀。於是，將五個狹縫23-3平行地排列設置於基材薄片22，並將基材薄片22，分離成六片波線狀的切片部22a-3。
由於其他的構成、作用及功效，係與上述第6及第7實施例同樣，所以省略該等的記載。
(實施例9)
接著，針對本發明之第9實施例加以說明。
第25圖係顯示本發明之第9實施例之作為被加工物保持裝置之主要部位的黏著板2之俯視圖，第26圖係顯示黏著板2的剖視圖。
在本實施例中，與上述第6至第8實施例不同之點係在於：將黏著板2之狹縫形成為圓形狀。
具體而言，如第25圖所示，將與第6至第8實施例之狹縫23-1至23-3同一寬度且同一深度的狹縫23-4，在俯視觀察下，設定成圓狀的形狀。並且，將五個不同直徑的狹縫23-4以同心狀配設於基材薄片22。換句話說，將五個狹縫23-4，以小徑之狹縫包含在大徑之狹縫之內側的方式，配設成年輪狀。藉此，亦如第26圖所示，使基材薄片22，被分離成中心圓形的切片部22a-4a、和以同心狀位於該切片部22a-4a之外側的五個甜甜圈狀的切片部 22a-4b至22a-4f，且使六個切片部22a-4至22a-4f成為已黏著固定於黏著薄片21的狀態。
在此，針對如上述構造之黏著板2所具有的功能加以說明。
第27圖係用以說明黏著板2之功能的剖視圖，其中第27圖之(a)係顯示將黏著板2安裝於空氣噴嘴的狀態，第27圖之(b)係顯示對黏著板2施加空氣壓力後的狀態。
如第27圖之(a)所示，將黏著板2安裝於空氣噴嘴230。具體而言，係將黏著板2配設於空氣噴嘴230之空氣室231側，且將基材薄片22之最外側的切片部22a-4f，氣密地安裝於空氣噴嘴230之前端面232。
在此種狀態下，如第27圖之(b)所示，當將空氣K供應至空氣噴嘴230之空氣室231內時，空氣壓力，就會從黏著板2之厚度方向(與黏著板2之面垂直的方向)，施加於黏著板2之基材薄片22。此時，由於基材薄片22，藉由五個狹縫23-4，而被分離成中心圓形的切片部22a-4a、和該切片部22a-4a之外側的五個甜甜圈狀的切片部22a-4b至22a-4f，所以各狹縫23-4之部位的黏著薄片21之部分21d，會朝向其厚度方向伸展，且各切片部22a-4a(22a-4b至22a-4f)，會朝向厚度方向(第27圖之下方向)位移。結果，黏著板2全體，會藉由空氣K之壓力，而撓曲成碗狀。
由於黏著板2具有如上述的功能，所以能夠進行如下的使用。
第28圖係彎曲成碗狀後的矽晶圓W之立體圖，第29 圖係顯示使黏著板2接觸於矽晶圓W後的狀態之剖視圖，第30圖係顯示用黏著板2按壓矽晶圓W後的狀態之剖視圖，第31圖係顯示對黏著板2施加空氣壓力後的狀態之剖視圖。
在矽晶圓中，如上述實施例所示，係有沒有彎曲的、或彎曲成弓狀的。再者，如第28圖所示，亦存在已朝向多方向彎曲成碗狀的矽晶圓W。
在將已彎曲成碗狀的矽晶圓W貼附於黏著板2的情況時，首先，如第29圖所示，係將已使空氣室231內成為常壓的空氣噴嘴230朝向下方，並使黏著板2之黏著薄片21接觸於矽晶圓W。此時，使中心的切片部22a-4a，位於矽晶圓W之頂點Wp的正上方。
在此種狀態下，如第30圖所示，當將空氣噴嘴230按壓於矽晶圓W之方向時，就能藉由矽晶圓W之抗力，使黏著板2全體朝向空氣室231側撓曲。換句話說，在黏著板2之黏著薄片21已接觸於矽晶圓W之全面的狀態下，使切片部22a-4a至22a-4f朝向空氣室231側位移，以使基材薄片22成為碗狀。
並且，在該狀態下，如第31圖所示，當將空氣K供應至空氣噴嘴230之空氣室231內時，空氣壓力，就會通過黏著板2，施加於矽晶圓W。藉此，當使空氣壓力持續增加時，矽晶圓W就會藉由空氣壓力而被按壓，並朝向台座120側位移，且使黏著板2追隨矽晶圓W之位移。並且，當將空氣壓力提高至預定壓力時，矽晶圓W就會在台座 120上變形至成為沒有彎曲的狀態為止。
在此種狀態下，當停止空氣K之供應，且將空氣室231內之空氣壓力維持在上述預定壓力時，矽晶圓W就會在沒有彎曲的狀態下，成為被黏著於黏著板2之黏著薄片21的狀態。
藉由如上述方式使用黏著板2，就可以將已彎曲成碗狀的矽晶圓W在沒有彎曲的狀態下，貼附於黏著板2。
第32圖係顯示使空氣噴嘴230上升後的狀態之剖視圖，第33圖係顯示剝離矽晶圓W的方法之剖視圖。
如第32圖所示，在已將矽晶圓W貼附於黏著板2的狀態下，即便使空氣噴嘴230上升，矽晶圓W仍能在沒有彎曲的狀態下保持於黏著板2。
如此，為了將已被保持的矽晶圓W從黏著板2卸下，而要將空氣K更進一步供應至空氣室231內，且使空氣室231內成為超過上述預定壓力的壓力。
藉此，如第33圖所示，各切片部22a-4a(22a-4b至22a-4f)，會朝向厚度方向(第33圖之下方向)位移，而使黏著板2全體撓曲成碗狀。結果，矽晶圓W能從黏著板2之黏著薄片21剝離，且從黏著板2脫離。
第34圖係顯示第9實施例之變化例的俯視圖，其中第34圖之(a)係顯示基材薄片22之五個狹縫23-4已偏心的黏著板2之例，第34圖之(b)係顯示基材薄片22除了具有五個狹縫23-4之外還具有徑向之狹縫的黏著板2 之例。
在本實施例中，雖然已針對因應頂點Wp位於大致中心之矽晶圓W(參照第28圖)的黏著板2加以說明，但是在矽晶圓之中，亦有頂點Wp從中心偏移者。
第34圖之(a)所示的黏著板2，係構成適於頂點Wp已偏心的矽晶圓W之貼附或卸下的構造。
具體而言，五個圓形的狹縫23-4，並非是設置成同心，而是設置成偏心狀，且最內側的切片部22a-4a，是設定成位於矽晶圓W之已偏心的頂點Wp。
藉此，當使最內側的切片部22a-4a位於矽晶圓W之頂點Wp(參照第28圖)的正上方，並將黏著板2按壓於矽晶圓W之表面時，黏著板2全體就會撓曲成具有已偏心之頂點Wp的矽晶圓W之形狀，且使黏著薄片21全體黏著於矽晶圓W。
因此，藉由使用該黏著板2，就可以將頂點Wp已偏心的矽晶圓W，貼附於黏著板2，或是從黏著板2卸下。
在第25圖或第34圖之(a)所示的黏著板2中，切片部22a-4a至22a-4f之位移方向，是被限定於黏著板2之厚度方向(同圖之紙面的表背方向)。
但是，藉由矽晶圓W之彎曲的形狀，則有使切片部22a-4a至22a-4f，不僅欲朝向厚度方向位移、亦欲朝向徑向位移的情況。
第34圖之(b)所示的黏著板2，為能夠適用於如此情況的黏著板。
亦即，在該黏著板2中，除了五個狹縫23-4以外，還將轉向徑向的直線狀之四條狹縫23-4’配設成十字狀，並將各切片部22a-4a(22a-4b至22a-4f)，分別分離成四個。
藉此，當將黏著板2撓曲時，不僅所有的切片部22a-4a至22a-4f，會朝向厚度方向(圖之表背方向)位移，最內側的切片部22a-4a之周圍的20個切片部22a-4b至22a-4f，亦會以切片部22a-4a為中心，而朝向輻射方向(黏著板2之徑向)位移。
由於其他的構成、作用及功效，係與上述第6至第8實施例同樣，所以省略該等的記載。
(實施例10)
接著，針對本發明之第10實施例加以說明。
第35圖係顯示本發明之第10實施例之作為被加工物保持裝置之主要部分的黏著板2之俯視圖。
在本實施例中，與上述第9實施例不同之點係在於：將黏著板2之狹縫形成為多角形狀。
亦即，如第35圖所示，將與第9實施例之狹縫23-4同一寬度且同一深度的狹縫23-5，設定成五角形的形狀。並且，將五個不同直徑的狹縫23-5以同心狀配設於基材薄片22。換句話說，將五個狹縫23-5，以小徑之狹縫包含在大徑之狹縫之內側的方式，配設成年輪狀。藉此，使基材薄片22，被分離成中心之五角形的切片部22a-5a、和以同心狀位於切片部22a-5a之外側的五個五角形環狀的切片部22a-5b至22a-5f，且使六個切片部22a-5a至22a-5f 成為已黏著固定於黏著薄片21的狀態。
第36圖係顯示第10實施例之變化例的俯視圖，其中第36圖之(a)係顯示基材薄片22之五個狹縫23-5已偏心的黏著板2之例，第36圖之(b)係顯示基材薄片22除了具有五個狹縫23-5之外還具有徑向之狹縫的黏著板2之例。
在第36圖之(a)所示的黏著板2中，五個狹縫23-5，並非是設置成同心狀，而是設置成偏心狀，且最內側的切片部22a-5a，是設定成位於矽晶圓之偏心的頂點。
在第36圖之(b)所示的黏著板2中，除了五個狹縫23-5以外，還將直線狀的五條狹縫23-5’，以通過各狹縫23-5之頂點的方式所配設，並將各切片部22a-5a(22a-5b至22a-5f)，分別分離成五個。
由於其他的構成、作用及功效，係與上述第9實施例同樣，所以省略該等的記載。
另外，本發明，並非被限定於上述實施例，只要在發明之要旨的範圍內都能夠進行各種的變化或變更。
例如，在上述實施例中，雖然是顯示將矽晶圓W應用作為被加工物之例，但是當然亦可將玻璃基板應用作為被加工物。
又，在上述實施例中，雖然已顯示將矽氧橡膠應用作為黏著薄片21-1之例，但是亦可以將苯乙烯丁二烯橡膠、氯磺化聚乙烯橡膠、丙烯睛丁二烯橡膠、乙烯 丙烯橡膠、氯丁二烯橡膠、丁二烯橡膠、氟橡膠、異丁烯異戊二烯橡膠、胺基甲酸酯橡膠之中任一者，應用作為黏著薄片21-1。
在上述第1至第3實施例中，雖然已將黏著板2之黏著薄片21-1至21-5的厚度t1，設定為1.0mm、0.1mm、0.03mm及0.05mm，但是只要黏著板2之黏著薄片21-1至21-5的厚度t1，係在0.025mm至1.5mm以內，就可以獲得同樣的作用及功效。又，雖然已將基材薄片22-1至22-5的厚度t2，設定為0.1mm、0.05mm、0.03mm及0.025mm，但是只要基材薄片22-1至21-5的厚度t2，係在0.025mm至0.5mm以內，就可以獲得同樣的作用及功效。
雖然在上述第1實施例中，係使用薄片狀之聚對苯二甲酸二乙酯(PET)作為黏著板之基材層，且在上述第2實施例中，係使用薄片狀之聚醯亞胺作為基材層，但是並非被限定於此等，作為基材層，係可以將具有可撓性和所期望之抗拉強度之所有的合成樹脂，應用作為基材層。更且，亦可在上述第1及第2實施例中，將第3實施例之磁性體應用作為基材層。
又，在上述第3實施例中，雖然在磁鐵吸盤3-2中使用永久磁鐵，但是當然亦可使用電磁鐵。
在上述實施例中，因是將圓形的矽晶圓W應用作為被加工物，故而將黏著板2之形狀設定成圓形，以配合矽晶圓W之形狀。但是，在將形成四角形等之多角形的玻璃等應用作為被加工物的情況時，當然可以將黏著 板2之形狀設定成四角形等形狀，以配合被加工物之形狀。
又，雖然在上述第6至第10實施例中，係將基材層，藉由複數個狹縫，分離成長方形、鋸齒形、波形、圓形、甜甜圈形、五角形的片狀基材層之例，但是基材層之構造，並非被限定於此等。亦即，上述黏著部之基材層，只要是由藉由複數個且預定寬度之狹縫所分離出的複數個片狀基材層所構成即可，當然，被分離成如拼圖(jigsaw puzzle)般之形狀為不同或是同一形狀的片狀基材層之構造的基材層，亦包含在本發明之範圍內。

Claims (14)

  1. 一種被加工物保持裝置，係具備黏著部及保持部者，該黏著部係能夠將被加工物黏著於該黏著部之表面且能夠朝向厚度方向撓曲，該保持部係將該黏著部裝卸自如地保持並固定於該保持部之表面，被加工物保持裝置係組構成：上述黏著部，係利用黏著層及基材層所形成的部分，該黏著層係能夠將上述被加工物黏著並固定於該黏著層之表面上且至少具有朝向厚度方向之柔軟性，該基材層係能夠朝向厚度方向撓曲且具有所期望的抗拉強度，且黏著固定於上述黏著層之背面以抑止因外力而造成的黏著層之變形；上述保持部，係裝卸自如地吸附上述黏著部之基材層，並將黏著部保持固定於該保持部之表面的部分。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之被加工物保持裝置，其中，上述黏著部之黏著層，係由矽氧橡膠(矽氧樹脂)、苯乙烯丁二烯橡膠、氯磺化聚乙烯橡膠、丙烯睛丁二烯橡膠、乙烯丙烯橡膠、氯丁二烯橡膠、丁二烯橡膠、氟橡膠、異丁烯異戊二烯橡膠、胺基甲酸酯橡膠之中任一者所形成。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之被加工物保持裝置，其中，上述黏著部之基材層係由合成樹脂所形成；上述保持部係具有用以真空吸附上述黏著部之基材層的真空吸附機構。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之被加工物保持裝置，其中，上述黏著部之基材層係由聚對苯二甲酸二乙酯(PET)或聚醯亞胺之中任一者所形成。
  5. 如申請專利範圍第2項所述之被加工物保持裝置，其中，上述黏著部之基材層係由具有磁性的構件所形成；上述保持部係具有用以磁性吸附上述黏著部之基材層的永久磁鐵或電磁鐵之中任一者。
  6. 如申請專利範圍第1項至第5項中任一項所述之被加工物保持裝置，其中，上述黏著部之黏著層的厚度，為0.025mm至1.5mm以內，該黏著部之黏著層的硬度為20°至70°，且該黏著部之黏著層的黏著力係在對被加工物之剝離強度下為2N(牛頓)/20mm以下；上述黏著部之基材層的大小，為上述黏著層之大小以上，且該黏著部之基材層的厚度為0.025mm至0.5mm以內，且該黏著部之基材層的抗拉強度為10MPa以上。
  7. 如申請專利範圍第1項至第5項中任一項所述之被加工物保持裝置，其中，上述黏著部之黏著層和基材層，係對加工時所用的液體具有抗藥品性，並且該黏著部之黏著層和基材層的耐熱性為100℃以上。
  8. 如申請專利範圍第2項所述之被加工物保持裝置，其中，上述黏著部之基材層係由具有導電性的聚醯亞胺所形成；上述保持部，為用靜電力來吸附上述黏著部之基材層的靜電吸盤。
  9. 如申請專利範圍第1項至第5項及第8項中任一項所述之被加工物保持裝置，其中，上述黏著部之基材層係由藉由複數個且預定寬度之狹縫所分離出的複數個片狀基材層所構成。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之被加工物保持裝置，其中，上述基材層之各狹縫，為從該基材層之一端到達另一端的線狀狹縫；複數個該狹縫係以預定間隔平行地排列設置。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之被加工物保持裝置，其中，上述基材層之各狹縫，為直線狀的狹縫。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之被加工物保持裝置，其中，上述基材層之各狹縫，為鋸齒線狀或波線狀的狹縫。
  13. 如申請專利範圍第9項所述之被加工物保持裝置，其中，上述複數個狹縫係由直徑不同之圓形狀或多角形狀的複數個狹縫所形成，且以小徑之狹縫包含在大徑之狹縫之內側的方式，配設成年輪狀。
  14. 一種雷射切割加工方法，係使用申請專利範圍第1項至第13項中任一項所述之被加工物保持裝置來雷射切割加工被加工物者，該雷射切割加工方法係具備：第1步驟，係用極薄之黏著層和極薄之基材層來形成上述被加工物保持裝置之黏著部，以使黏著部之熱傳導係數降低；第2步驟，使上述被加工物黏著於黏著部上；第3步驟，藉由上述保持部，裝卸自如地吸附上述黏著部之基材層，並將黏著部保持固定於保持部之表面；以及第4步驟，將雷射照射於上述被加工物之表面，並半切割該被加工物。
TW105103481A 2015-02-07 2016-02-03 被加工物保持裝置及雷射切割加工方法 TWI660454B (zh)

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