TWI680952B

TWI680952B - 裂斷裝置

Info

Publication number: TWI680952B
Application number: TW105101052A
Authority: TW
Inventors: 栗山規由; 武田真和; 村上健二; 橋本多市
Original assignee: 日商三星鑽石工業股份有限公司
Priority date: 2015-06-29
Filing date: 2016-01-14
Publication date: 2020-01-01
Also published as: TW201700420A; CN106272997B; JP6578759B2; CN106272997A; JP2017017087A; KR20170002273A

Abstract

本發明提供一種不受半導體基板或保護膜、切割膠帶厚度之影響，能維持適當正確之裂斷棒壓入量的裂斷裝置。

將表面形成有刻劃線S之半導體基板W之一面被保護膜3被覆、相反側之面貼有切割膠帶2之半導體基板W以裂斷棒7按壓使其斷開之裂斷裝置，其具備將半導體基板W與保護膜3及切割膠帶2一起載置的平台4、測定位在載置於平台4之半導體基板W之上面側之保護膜3或切割膠帶2之表面高度的位移計10、以及具有在以位移計10測得之測定數值相對裂斷棒7之壓入開始位置有差異之情形時將該差異量對裂斷棒7之規定壓入量進行加減後使裂斷棒7昇降動作之控制部11的電腦C。

Description

裂斷裝置

本發明係關於由玻璃、矽、陶瓷等脆性材料構成之半導體基板的裂斷裝置。本發明尤其是關於使半導體基板沿著加工在其表面之刻劃線斷開，以切出晶片等之單位製品的裂斷裝置。

一般而言，在從作為母基板之半導體基板切出晶片之製程中，首先，在半導體基板表面將切割刀輪或雷射沿著刻劃預定線進行刻劃，以形成彼此正交之X方向以及Y方向之刻劃線(龜裂)。之後，以裂斷裝置從刻劃線之相反側之面按壓裂斷棒(break bar)使基板撓曲，使半導體基板斷開成四方形的晶片(參照專利文獻1以及專利文獻2)。

以裂斷裝置斷開之半導體基板，大多數的情形中，如圖1(a)所示，係保持在貼設於圓形切割框(dicing frame)1之樹脂製切割膠帶(dicing tape)2。半導體基板W之上面或背面，於先行之刻劃步驟中已加工出彼此正交之刻劃線S。圖1(b)係刻劃線S設在半導體基板W之上面的情形，於半導體基板W之上面側貼有保護膜3。又，圖1(c)係刻劃線S設在半導體基板W之下面的情形，於半導體基板W之上面側貼有保護膜3。

於裂斷時，圖1(b)之半導體基板W，如圖7所示，係被反轉成加工有刻劃線S之面朝向下，以刻劃線S位於設在平台4中間之左右一對靜刃6、6間之方式載置於平台4。

又，圖1(c)之半導體基板W，如圖8所示，係在該狀態下以刻劃線S位於左右靜刃6、6間之方式配置於平台4。

之後，從上方將裂斷棒7’朝向刻劃線S壓下，據以將基板W在靜刃6、6之間以三點施力使其撓曲，使刻劃線S之龜裂向基板厚度方向滲透以使之斷開。上述保護膜3，係用以在斷開時防止半導體基板W直接接觸裂斷棒7’或靜刃6而受損。

先行技術文獻

[專利文獻1]日本特開2015-70135號公報

[專利文獻2]日本特開2004-39931號公報

使用裂斷棒之斷開，當對基板之壓入量過大時，因基板之撓曲過大導致斷開端緣彼此接觸等而會有於斷開端面產生缺損、或保護膜破損而使得基板表面受損的情形。相反的，當壓入量過少時，因基板之撓曲不足而導致產生未斷開之部分等不良情形，因此必須確保裂斷棒之適當正確的壓入量。

然而，上述壓入量之適當範圍非常狹窄，例如厚度1mm之半導體基板W約為200~300μm、且因該數值非常微細故調整非常麻煩。又，在半導體基板W或切割膠帶2、保護膜3之厚度相對規定厚度有所誤差時，因裂斷棒7’之壓入開始位置接觸切割膠帶2或保護膜3表面之位置不同，導致對半導體基板W之壓入量不必要的増減，無法整齊的斷開。

本發明有鑑於上述習知課題，其目的在提供一種不受半導體基板或保護膜、切割膠帶厚度不均之影響，能維持適當正確之裂斷棒之壓入量的裂斷裝置。

為達成上述目的之本發明，採取了下述技術手段。亦即，本發明之裂斷裝置，係將表面形成有刻劃線之半導體基板之任一面以保護膜被覆、相反側之面貼有切割膠帶之半導體基板以裂斷棒按壓使之撓曲，據以沿該刻劃線使該半導體基板斷開，其特徵在於，由將該半導體基板與保護膜及切割膠帶一起加以載置的平台、用以測定位在載置於該平台上之該半導體基上面側之保護膜或切割膠帶之表面高度的光學系位移計、以及對以該位移計測得之測定數值進行分析處理並在該測定數值相對該裂斷棒之壓入開始位置有差異之情形時將該差異量對該裂斷棒之預先設定之規定壓入量進行加減後進行該裂斷棒之昇降動作的電腦之控制部構成。

上述發明中，將作為該位移計之測定基準值之零點設定為該裂斷棒之壓入開始位置，將與測定所得之與該零點之差異量對該裂斷棒之規定壓入量進行加減較佳。

依據本發明，對以位移計所得之測定數值進行分析處理，在該測定數值相對裂斷棒之壓入開始位置有差異之情形時，即從預先設定之裂斷棒之規定壓入量進行該差異量之加減後，進行裂斷棒之壓入，因此即使半導體基板或保護膜、切割膠帶之厚度有所不均，亦能不受其影響而以適當之壓入量使半導體基板斷開。如此，消除因裂斷棒之過大壓入造成之基板斷開面之缺口或損傷、或者因壓入不足造成之未斷開的發生，確實且有效率的進行斷開。

上述發明中，該位移計以穿透位於上側之保護膜測定該半導體基板之表面較佳。

如此，即使是在半導體基板之上面與保護膜之間設有微米等級之不齊的銲點突塊等凸狀構造物之情形時，亦能不受影響而以適當的壓入量斷開基板。

A‧‧‧裂斷裝置

C‧‧‧電腦

S‧‧‧刻劃線

W‧‧‧半導體基板

1‧‧‧切割框

2‧‧‧切割膠帶

3‧‧‧保護膜

4‧‧‧平台

5‧‧‧空間

6‧‧‧靜刃

6a‧‧‧靜刃間之空隙

7‧‧‧裂斷棒

8‧‧‧保持構件

9‧‧‧機架

10‧‧‧位移計

11‧‧‧控制部

12‧‧‧輸入部

13‧‧‧顯示部

14‧‧‧觸感測器

14a‧‧‧觸感測器之頂面

15‧‧‧凸狀構造物

圖1係顯示本發明中作為加工對象物之半導體基板的立體圖與剖面圖。

圖2係顯示本發明之裂斷裝置之裂斷機構部分的概略剖面圖。

圖3係顯示本發明中位移計之零點與裂斷棒之壓入開始位置之設定方法的說明圖。

圖4係顯示本發明之裂斷裝置中之電腦的方塊圖。

圖5係對另一半導體基板進行裂斷時的說明圖。

圖6係對再一半導體基板進行裂斷時的說明圖。

圖7係顯示習知裂斷手段之一例的剖面圖。

圖8係顯示習知裂斷手段之再一例的剖面圖。

以下，根據圖所示之實施形態說明本發明之詳情。本實施例中作為加工對象之半導體基板W，主要是影像感測器用半導體基板，其形態與先前所述圖1中所示者相同。以下，針對圖1(c)之半導體基板W之裂斷進行說明。

圖2係顯示本發明之裂斷裝置A之裂斷機構部分的說明圖，具備將半導體基板W與切割框1一起載置之平台4。平台4之中間設有空間5，於此空間5內配置有左右一對之靜刃6、6。形成在靜刃6、6之間之空隙6a係延伸於圖2之前後方向(X方向)，在此空隙6a之中心線上方，設有延伸於X方向之長條板狀的裂斷棒7。

裂斷棒7係由內建有以馬達為驅動源之導件等昇降機構(圖示外)之保持構件8保持在裝置之機架9，形成為可朝向靜刃6昇降，此裂斷棒7與靜刃6成組構成裂斷機構。並藉由此裂斷機構與載置半導體基板W之平台4的相對移動，以裂斷機構使設在半導體基板W之複數條刻劃線S依序斷開。本實施例中，係定置由裂斷棒7與靜刃6構成之裂斷機構，由平台4往Y方向移動。當然，亦可以是將平台4定置而使裂斷機構往Y方向移動。

進一步的，於平台4上方設有用以測量待斷開之半導體基板W之保護膜3之表面高度的非接觸式位移計10。作為此位移計10，係使用利用反射光之光學系位移計。

此外，對以位移計10測量之數值資料進行解析處理，根據其結果對裂斷棒7之規定壓入量進行加減之控制部11，設置在附設於裂斷裝置A之電腦C。

電腦C，如圖4之方塊圖所示，除上述控制部11外，亦具備輸入部12、顯示部13。控制部11係由CPU、RAM、ROM等之電腦硬體構成，除上述以位移計10測量之測定資料之解析處理外，亦進行平台4之移動及以裂斷棒7進行之裂斷動作等各部機構之全動作的控制。輸入部12係用以進行由操作員對裂斷裝置A輸入裂斷棒7之規定壓入量之設定、及各種資料及操作指示等，顯示部13則係用以顯示處理選單及動作狀況。

接著，說明本發明之裂斷裝置之動作。

首先，如圖2所示，將半導體基板W與切割框1一起載置於平台4上。此時，將半導體基板W之任一刻劃線S置於靜刃6、6間之中心。接著，使裂斷棒7降下壓入基板表面，使半導體基板W撓曲以將刻劃線S斷開。

在裂斷棒7接觸半導體基板W表面之保護膜3開始對半導體基板W之壓入後，至半導體基板W撓曲刻劃線S斷開為止之裂斷棒7之規定壓入量，係預先輸入在電腦C中。例如，在半導體基板W之厚度為1mm、保護膜3之厚度為0.03mm、切割膠帶2之厚度為0.1mm之情形時，將250μm設定為規定壓入量。然而，半導體基板W及切割膠帶2、保護膜3之厚度會有因製品批次之不同而產生變化之情形，當厚度變化時即無法獲得最佳壓入量。

於本發明，係在將半導體基板W載置平台4進行斷開之前，以位移計10測定貼在半導體基板W之保護膜3之表面高度，若該高度相對裂斷棒7之壓入開始位置(位移計之零點)有差異(差)的話，即以電腦C之控制部11對規定壓入量進行該差異量之加減。如此，即能恆以最佳壓入量進行裂斷。

裂斷棒7之壓入開始位置以及位移計10之零點，例如可以下述方法加以設定。

如圖3(a)所示，將一高度與裂斷棒7接觸保護膜3之表面開始進行壓入之位置相同的觸感測器(touch sensor)14設置於平台4，將位移計10之光線照射於觸感測器14之頂面14a以設定位移計10之零點。接著，如圖3(b)所示，使裂斷棒7之前端接觸於觸感測器14之頂面14a以決定裂斷棒7之壓入開始位置。也就是說，裂斷棒7在保護膜3表面之壓入開始位置即為位移計10之零點。又，裂斷棒7之實質昇降量，係從在上方之待機位置至壓入開始位置之距離L1中加算規定壓入量L2之值。

圖5係對圖1(b)所示之半導體基板W進行斷開之情形，本實施例中，係在使切割框1反轉後使刻劃線S以及保護膜3為下側之狀態下載置於靜刃6及平台4，因此切割膠帶2為上側。

承上所述，位移計10係測量切割膠帶2之表面，因此位移計10之零點及裂斷棒7之壓入開始位置係設定於切割膠帶2之表面高度。

圖6係顯示作為裂斷對象之半導體基板之另一例。此半導體基板W，於上表面設有銲點凸塊等之凸狀構造物15，其表面以保護膜3被覆。銲點凸塊等構造物15於微米等級下是不一致的，其高度不均。此不均亦影響保護膜3之表面。因此，此場合，不是在保護膜3表面進行位移計10之計測，而是穿透保護膜3於半導體基板W之表面測量高度。如此，位移計10之零點以及裂斷棒7之壓入開始位置，係被設定於半導體基板W之表面高度。又，由於保護膜3係以可使位移計10之光線穿透之透明材料製作，而會在測量時使保護膜3之光折射率受位移計之測定值影響，因此必須預先計算其折射率以修正測定值。

此場合，亦與先前之實施例同樣的，因測量而使位移計10 之零點有差異的話，藉由對裂斷棒7之規定壓入量進行該差異量之加減，即能與保護膜3表面高度之不一致無關的，獲得最佳壓入量。

以上，針對本發明之代表性實施例進行了說明，但本發明並非特定於上述實施形態，在能達成其目的、不脫離申請專利範圍之範圍內當然可進行適當修正、變更。

產業上之可利用性

本發明可利用於對一面具備保護膜、另一面貼於切割膠帶之半導體基板以裂斷棒進行斷開之裂斷裝置。