TWI789474B - 工件的切割方法以及切割裝置的卡盤台 - Google Patents

工件的切割方法以及切割裝置的卡盤台 Download PDF

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Abstract

[課題]提供一種工件的切割方法以及一種使用於該切割方法的卡盤台，即使是薄的工件或小晶片尺寸的工件，也可以以簡單的構造抑制工件的背面崩缺或角域裂縫產生。[解決手段]一種工件的切割方法，透過切割膠膜而以卡盤台的吸附面保持工件，並以切割刀片切割工件，該工件為被黏貼在以堵塞環狀框架開口的方式固定於該環狀框架的切割膠膜上，並且在以正面交叉的多條分割預定線劃分的各區域上分別形成有元件，其中，在該卡盤台的該吸附面上形成以吸引源與吸引路連通的交叉的多條細槽，該工件的切割方法具備：吸引保持步驟，在該分割預定線與該細槽的延伸方向互相交叉的方向，以該卡盤台吸引保持載置於該卡盤台的該吸附面上的工件；以及分割步驟，在實施該吸引保持步驟後，將該工件以切割刀片切割而進行分割。

Description

工件的切割方法以及切割裝置的卡盤台
本發明關於一種工件的切割方法以及使用於該切割方法的切割裝置的卡盤台。
已知一種切割裝置（切割鋸），是將形成有半導體元件或光元件、SAW濾波元件等各種元件的晶圓、陶瓷或玻璃、封裝晶圓等工件切割而進行分割的裝置。
切割裝置將透過切割膠膜而吸引保持於卡盤台上的工件以高速旋轉的切割刀片切割而進行加工。當切割之際，已知能夠藉由使工件不振動而被牢固固定的方式來抑制切割所造成的崩缺，尤其是抑制產生於工件背面側的崩缺（chipping）或角域裂縫（corner crack），以往，為了使吸附力產生於工件整體表面，使用多孔陶瓷作為吸附板（例如參照日本特開2000-323440號公報）。
多孔陶瓷雖然可使吸附力全面產生，但另一方面，由於在吸附面全面有細微的通氣孔，所以在與通氣孔對應的位置不支撐工件，而有通氣孔的部分容易產生崩缺這種課題。
於是，日本特開2004-356357號公報中提出了一種方法，該方法將工件保持板載置於卡盤台上，該工件保持板上形成多個吸引孔，該些吸引孔開口於載置工件的載置面上，並以工件保持板透過切割膠膜而吸引保持工件。 [習知技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1] 日本特開2000-323440號公報 [專利文獻2] 日本特開2004-356357號公報
[發明所欲解決的課題] 然而，在透過專利文獻2所記載的工件保持板而吸引保持工件的形態方面，如圖7所示，在晶片5的背面容易產生崩缺7或角域裂縫9的薄工件1或者小晶片尺寸的工件的情況下，由於吸附力變得極弱，所以會成為產生於工件背面的崩缺或角域裂縫惡化這種結果。圖7中，3為分割槽。
本發明是鑑於這種論點而完成的，其目的在於提供一種切割方法以及一種使用於該切割方法的卡盤台，即使是薄的工件或小晶片尺寸的工件，也可以以簡單的構造抑制工件的背面崩缺或角域裂縫產生的工件。
[解決課題的技術手段] 根據申請專利範圍第1項所述之發明，提供一種工件的切割方法，透過切割膠膜而以卡盤台的吸附面保持工件，並以切割刀片切割工件，該工件為被黏貼在以堵塞環狀框架開口的方式固定於該環狀框架的切割膠膜上，並且在以正面交叉的多條分割預定線劃分的各區域上分別形成有元件，其中，在該卡盤台的該吸附面上形成以吸引源與吸引路連通的交叉的多條細槽，該工件的切割方法具備：吸引保持步驟，在該分割預定線與該細槽的延伸方向互相交叉的方向，以該卡盤台吸引保持載置於該卡盤台的該吸附面上的工件；以及分割步驟，在實施該吸引保持步驟後，將該工件以切割刀片切割而進行分割。
根據申請專利範圍第2項所述之發明，提供一種切割裝置的卡盤台，用於申請專利範圍第1項所述之工件的切割方法，其中，在透過黏貼在工件背面的切割膠膜而支撐該工件的該卡盤台的吸附面上，形成有以吸引源與連通路連通的交叉的多條細槽。
[發明功效] 在本發明的切割方法中使用的卡盤台的吸附面上，形成有以吸引源與吸引路連通的交叉的多條細槽，當以卡盤台吸引保持工件之際，由於在工件的分割預定線與形成於卡盤台的吸附面上的細槽的延伸方向互相交叉的方向，將工件載置於吸附面上而吸引保持，所以可以一面確保支撐工件的充分的面積，一面達成細槽提升工件的吸附力，可以抑制工件的背面崩缺或角域裂縫的產生。
以下，參照圖式詳細說明本發明的實施方式。參照圖1，表示的是切割裝置2的立體圖，該切割裝置具備本發明實施方式的卡盤台，可將半導體晶圓切割而分割成個別的元件晶片。
如圖1所示，切割裝置2具備支撐切割裝置各機構部的裝置基台4。裝置基台4的上表面，在X軸方向（加工進給方向）形成有長矩形狀的開口4a。
在此開口4a內，卡盤台機構6設置成能夠在X軸方向上往復移動。如圖2所示，卡盤台機構6具備卡盤台50，該卡盤台具有搭載於支撐基台48上的吸引保持部54，且在卡盤台50的周圍配設有水蓋8。在水蓋8與支撐基台48之間連結有蛇腹10。在卡盤台50的周圍配設有4個夾具56。
卡盤台機構6藉著由未圖示的滾珠螺桿及脈衝馬達構成的X軸方向移動機構而配設成能夠在X軸方向移動。如圖2所示，在卡盤台機構6的支撐基台48上搭載有卡盤台50，卡盤台50藉由容納於支撐基台48中的馬達而能夠旋轉。
卡盤台50具有環狀的框體52以及吸引保持部54，該吸引保持部是由嵌合於圖4所示的框體52的嵌合凹部51中並且由多孔陶瓷形成的。在框體52的中心部形成有吸引路52a，該吸引路透過電磁轉換閥72而連接於圖4所示的吸引源70，藉由將電磁轉換閥72轉換到圖4所示的連通位置而使吸引源70動作，卡盤台50以吸引保持部54的吸附面54a吸引保持工件。
支撐基台48上，在圓周方向間隔90°而安裝有4個夾具56。各夾具56具有固定於支撐基台48的未圖示的一對氣缸。氣缸的活塞桿58連結於支撐構件60。支撐構件60上固定有空氣致動器62，空氣致動器62具有旋轉90°的旋轉軸64。
旋轉軸64上固定有L形狀的夾爪（緊壓構件）66。如圖2及圖3所示，透過空氣致動器62使旋轉軸64旋轉，藉此夾爪66在夾持位置與解放位置之間轉動，該夾持位置為夾持透過切割膠膜而支撐工件即晶圓11的環狀框架F，且該解放位置為對於夾持位置而直立設置。
如圖3所示，工件即晶圓11具有的正面在以形成格子狀的多條分割預定線13劃分的各區域上具有元件15。晶圓11的背面黏貼在切割膠膜T上，切割膠膜T的外周部安裝於環狀框架F，並以框架單元17的形態投入切割裝置2。
再次參照圖1，裝置基台4的上表面，支撐切割工件的切割單元14的支撐構造20配置成突出於開口4a的上方。支撐構造20的前面上部設有切割單元移動機構22，使切割單元14在Y軸方向（分度進給方向）以及Z軸方向（上下方向）移動。
切割單元移動機構22具備一對Y軸導軌24，配置於支撐構造20的前面且與Y軸方向平行。在Y軸導軌24上，可滑動地安裝有構成切割單元移動機構22的Y軸移動板26。在Y軸移動板26的背面側（後面側）設有螺帽部（未圖示），在此螺帽部上螺合有與Y軸導軌24平行的Y軸滾珠螺桿28。
Y軸滾珠螺桿28的一端部上連結有Y軸脈衝馬達（未圖示）。當以Y軸脈衝馬達使Y軸滾珠螺桿28旋轉時，Y軸移動板26就會沿著Y軸導軌24在Y軸方向移動。在Y軸移動板26的正面（前面）設有與Z軸方向平行的一對Z軸導軌30。在Z軸導軌30上，可滑動地安裝有Z軸移動板32。
在Z軸移動板32的背面側（後面側）設有螺帽部（未圖示），在此螺帽部上螺合有與Z軸導軌30平行的Z軸滾珠螺桿34。Z軸滾珠螺桿34的一端部上連結有Z軸脈衝馬達36。若以Z軸脈衝馬達36使Z軸滾珠螺桿34旋轉，Z軸移動板32就會沿著Z軸導軌30在Z軸方向移動。
在Z軸移動板32的下部固定有加工工件的切割單元14、以及攝像單元38。若以切割單元移動機構22使Y軸移動板26在Y軸方向移動，切割單元14以及攝像單元38就會被分度進給，若使Z軸移動板32在Z軸方向移動，切割單元14以及攝像單元38就會升降。
40為清洗單元，經切割單元14實施切割加工過的工件會被搬送機構（未圖示）從卡盤台10搬送到清洗單元40。清洗單元40具備旋轉台42，在筒狀的清洗空間內吸引保持工件。在旋轉台42的下部連結有使旋轉台42以預定的速度旋轉的馬達等旋轉驅動源。
在旋轉台42的上方配設有噴嘴44，向工件噴射清洗用的流體（具代表性的是混合了水與空氣的雙流體）。若一面使保持工件的旋轉台42旋轉，一面從噴嘴44噴射清洗用的流體時，就可以清洗切割加工後的工件。經清洗單元40清洗過的工件以搬送機構（未圖示）收容於卡匣18內。
再次參照圖2，在卡盤台50的吸引保持部54的吸附面54a上，如圓圈A部分的放大圖所示，形成有互相正交的多條細槽68。細槽68的寬度較佳為25μm以下，在本實施方式中，形成有寬度18μm的細槽68。
如圖4的B部分的放大圖所示，多孔陶瓷製吸引保持部54的吸附面54a的通氣孔面積率為60%以下，多個通氣孔54b開口於吸附面54a上。在本實施方式中，進一步在吸附面54a上形成有多條細槽68。
其次，就採用多孔陶瓷作為圖4所示的吸引保持部54的卡盤台50來實施實驗，為改變通氣孔面積率、槽寬度、槽間距並由壓力計量測達到足夠負壓，即-0.7MPa的時間，然後得到表1所示的結果。
在此實驗中，將開有100mm×100mm的孔的切割膠膜貼附於吸附面54a上，將卡盤台50的露出面調整為100mm×100mm的區域，供應吸附面54a的露出區域2cc的水後，使連接於卡盤台50的吸引源70動作，一面使通氣孔面積率以及槽間距變化，一面由連接於吸引路52a的壓力計量測達到-0.7MPa的負壓的時間。再者，細槽68的寬度固定在20μm。
[表1]
Figure 02_image001
測試NO1是吸附面54a的通氣孔面積率為75%的習知卡盤台，吸附面54a上未形成細槽。測試NO2是吸附面54a的通氣孔面積率為60%且未形成細槽的卡盤台，吸引時間為4秒，需要長的吸引時間。
測試NO3是吸附面54a的通氣孔面積率為60%且以1mm的間隔形成有20μm的多條細槽的情況，吸引時間縮短為2.5秒。測試NO4～測試NO7是吸附面54a的通氣孔面積率為45%的情況，在未形成細槽68的測試NO4的情形，吸引時間為6.68秒，需要非常長的時間。
測試NO5～測試NO7是以槽間距1mm、0.5mm、0.25mm形成寬度20μm的細槽68的情形，觀察到隨著縮小槽間距，則吸引時間變短。
由此實驗結果，在吸附面54a的通氣孔面積率為60%的情況，若以1mm的間距間隔形成寬度20μm的細槽68，則觀察到可以充分縮短吸引時間。
在吸附面54a的通氣孔面積率為45%的情況，若是以1mm的間距間隔形成寬度20μm的細槽68的情形，由於吸引時間需要相當長，所以看出槽間距必須設定為0.5mm間隔。
由此實驗結果得知，在吸附面54a的通氣孔面積率為60%以下，並且以1mm的間距以下形成寬度20μm的細槽68的情況，可在十分短的時間得到所期望的吸引力。
其次，就以通氣孔面積率為45%、固定在槽間距0.5mm、使細槽68的寬度如30μm、25μm、20μm、15μm變化，針對該些情況下矽晶圓被切割成0.5mm四方形的晶片其背面崩缺以及裂縫（角域裂縫）的產生狀況進行考察，得到表2的結果。
表2中，關於背面崩缺，○記號表示無崩缺，△記號表示有略微的崩缺，✕記號表示產生明顯的崩缺。此外，關於裂縫，顯示測試NO1～NO4均未產生裂縫。
[表2]
Figure 02_image003
從表2的實驗結果得知，若從吸附面54a的通氣孔面積率為45%的多孔陶瓷形成吸引保持部54，且進一步將細槽68的寬度設定為25μm以下時，則對於背面崩缺以及裂縫，判斷也可以得到十分良好的結果。
參照圖5（A），表示的是局部放大縱剖面圖，表示以由多孔陶瓷形成的吸引保持部54透過切割膠膜T而吸引保持工件即晶圓11，並且以切割單元14的切割刀片76切割加工晶圓11的狀態。
切割單元14具有切割刀片76，安裝於高速旋轉的主軸74前端。當以切割刀片76切割加工晶圓11之際，則如圖6（A）所示，以將晶圓11的形成格子狀的多條分割預定線13和形成於吸附面54a上的細槽68的延伸方向交叉的方式，將晶圓11載置於吸附面54a上。
較佳地，晶圓11的分割預定線13和細槽68的延伸方向以概略45°交叉的方式，將晶圓11載置於吸附面54a上。在由交叉的分割預定線13所劃分的區域上形成有元件15。
將晶圓11以如圖6（A）所示的狀態載置於吸附面54a上後，如圖5（A）所示，將電磁轉換閥72轉換到連通位置而使吸引源70動作時，吸引力就會透過形成於吸引保持部54的吸附面54a上的通氣孔54b以及細槽68而作用於切割膠膜T，晶圓11透過切割膠膜T而被吸引保持於卡盤台50上。
切割刀片76為在晶圓11的分割預定線13上深入到切割膠膜T的方式切割分割預定線13，但因晶圓11是以分割預定線13和形成於吸附面54a上的細槽68的延伸方向交叉的方式，被吸引保持於吸附面54a上，所以即使吸附面54a的通氣孔率為60%以下，也可以謀求提高細槽68帶來的吸附力，進而可以抑制經切割過的元件晶片產生背面崩缺或角域裂縫。
在本實施方式中，由於將吸附面54a的通氣孔率設定為60%以下，所以可以充分確保支撐晶圓11的吸附面54a的面積。在吸附面54a上未形成細槽68的情況，吸附面54a的吸附力會不充分，但可以利用細槽68補上吸附力不足。因此，可以抑制元件晶片的背面崩缺或角域裂縫的產生。
參照圖5（B），表示使用本發明第2實施方式的卡盤台50A切割加工晶圓11時的縱剖面圖。本實施方式的卡盤台50A是由不銹鋼（SUS）等金屬形成的保持板78所構成。
保持板78的吸附面78a上形成有於互相正交的方向形成的多條細槽80。關於正交的細槽80的若干交叉點，如圖6（B）所示，開口有吸引孔82，此等吸引孔82連接於圖5（B）所示的吸引路84。
因此，將電磁轉換閥72轉換到圖5（B）所示的連通位置時，吸引源70的負壓就會被傳送到形成於保持板78的吸附面78a上的細槽80，將晶圓11透過切割膠膜T而吸引保持於保持板78上。
在本實施方式的卡盤台50A方面，由於是以0.25mm的間距形成寬度20μm的細槽80，所以可以在細槽80內產生約-0.7MPa的負壓，進而可以透過切割膠膜T而以充分的吸引力保持晶圓11。
如圖6（B）所示，本實施方式的卡盤台50A也是，以晶圓11的分割預定線13和形成於保持板78的吸附面78a上的細槽80的延伸方向以概略45°交叉的方式，將晶圓11載置於保持板78上之後，使吸引源70的負壓作用於細槽80。
本實施方式的卡盤台50A由於以清潔的保持板78支撐晶圓11，所以可以確保充分的支撐面積，藉由形成於吸附面78a上的細槽80的負壓而可以透過切割膠膜T而充分吸引保持晶圓11。因此，可以抑制所切割的元件晶片的背面崩缺或裂縫（角域裂縫）的產生。
6‧‧‧卡盤台機構11‧‧‧晶圓13‧‧‧分割預定線15‧‧‧元件50‧‧‧卡盤台52‧‧‧框體54‧‧‧吸引保持部54a‧‧‧吸附面68、80‧‧‧細槽70‧‧‧吸引源76‧‧‧切割刀片78‧‧‧保持板78a‧‧‧吸附面82‧‧‧吸引孔T‧‧‧切割膠膜
圖1為具備本發明的卡盤台的切割裝置的立體圖。 圖2為卡盤台機構的立體圖。 圖3為工件即晶圓11的背面黏貼在切割膠膜T上的形態的框架單元17的立體圖，切割膠膜T的外周部安裝於環狀框架F。 圖4為第1實施方式的卡盤台的縱剖面圖。 圖5（A）為使用第1實施方式的卡盤台的工件的切割加工中的卡盤台的局部放大縱剖面圖，圖5（B）為使用第2實施方式的卡盤台的工件的切割加工中的卡盤台的縱剖面圖。 圖6（A）為表示將工件載置於第1實施方式的卡盤台的吸附面上時，工件的分割預定線與形成於吸附面上的細槽之間關係的示意俯視圖，圖6（B）為表示將工件載置於第2實施方式的卡盤台的吸附面上時，工件的分割預定線與形成於吸附面上的細槽之間關係的示意俯視圖。 圖7為表示形成於元件背面的崩缺與角域裂縫的示意背面圖。
11‧‧‧晶圓
14‧‧‧切割單元
50‧‧‧卡盤台
50A‧‧‧卡盤台
52‧‧‧框體
52a‧‧‧吸引路
54‧‧‧吸引保持部
54a‧‧‧吸附面
68‧‧‧細槽
70‧‧‧吸引源
72‧‧‧電磁轉換閥
74‧‧‧主軸
76‧‧‧切割刀片
78‧‧‧保持板
78a‧‧‧吸附面
80‧‧‧細槽
84‧‧‧吸引路
T‧‧‧切割膠膜

Claims (3)

  1. 一種工件的切割方法，透過切割膠膜而以卡盤台的吸附面保持工件，並以切割刀片切割工件，該工件為被黏貼在以堵塞環狀框架開口的方式固定於該環狀框架的切割膠膜上，並且在以正面交叉的多條分割預定線劃分的各區域上分別形成有元件，其中，該卡盤台的該吸附面是由多孔陶瓷形成，且在該卡盤台的該吸附面上形成以吸引路與吸引源連通的交叉的多條細槽，該工件的切割方法具備：吸引保持步驟，在該分割預定線與該細槽的延伸方向互相交叉的方向，以該卡盤台吸引保持載置於該卡盤台的該吸附面上的工件；以及分割步驟，在實施該吸引保持步驟後，將該工件以切割刀片切割而進行分割。
  2. 一種切割裝置的卡盤台，用於申請專利範圍第1項所述之工件的切割方法，其中，在透過黏貼在工件背面的切割膠膜而支撐該工件的該卡盤台的吸附面是由多孔陶瓷形成，且在該卡盤台的該吸附面上，形成有以連通路與吸引源連通的交叉的多條細槽。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之切割裝置的卡盤台，其中，該卡盤台的該吸附面的通氣孔面積為60%以下。
TW107147007A 2017-12-28 2018-12-25 工件的切割方法以及切割裝置的卡盤台 TWI789474B (zh)

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