TWI809103B - 切割裝置 - Google Patents

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Abstract

[課題] 提供一種切割裝置，即使在可將多孔卡盤台與治具卡盤台交換的構成中，仍可正確判定是否有工件載置於多孔卡盤台之上。[解決手段]該切割裝置具備：第2開關閥門86，設於第1分歧路83；壓力計87，設在第1分歧路83的第2開關閥門86與台座18之間並測量第1分歧路83的壓力；判定部74，在第1開關閥門85打開的狀態下，在壓力計87所測量的負壓未達基準值的情況時，判定框架單元103未被載置於多孔卡盤台120；以及開關閥門控制部73，在多孔卡盤台120被固定於台座18的狀態下，利用判定部74進行判定時，關閉該第2開關閥門86。

Description

切割裝置
本發明係關於一種切割裝置。
用切割刀片將半導體晶圓或樹脂封裝基板、陶瓷或玻璃基板等各種板狀的工件切割之切割裝置（即所謂dicer）係廣為人知。在這種類型的切割裝置中，為了讓切割後的工件不會散落，通常在藉由切割膠膜將工件固定於環狀框架之框架單元的狀態下切割工件。切割裝置具備在台座上所設置的多孔卡盤台，藉該多孔卡盤台將工件整體均一地吸引保持。
另一方面，上述的切割膠膜因用完即丟而成為成本增加的原因，在以晶片單價低的樹脂封裝基板等作為工件進行切割的情況，可使用將治具卡盤台設置在台座上之切割裝置，該治具卡盤台未使用切割膠膜。為了將晶片一片一片吸引保持，治具卡盤台需要不會讓各個晶片飛出的強力的真空力，故使用所謂吸引泵的強力吸引源，而非過去所用的射出器。進而，雖然一般來說多孔卡盤台與治具卡盤台的兩個的卡盤台分別被使用於各自的專用機，但業界期望不管是藉由哪種卡盤台皆能實施加工。因此，過去有人提出一種對應工件的種類別而可交換多孔卡盤台與治具卡盤台的切割裝置的提案（例如參閱專利文獻1）。 [習知技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特許4851282號公報
[發明所欲解決的課題] 順帶一提，上述的切割裝置中，會進行所謂的設定（setup）作業，使切割刀片的刀刃前端接觸卡盤台的上表面，設定切割刀片的原點位置。在進行該設定作業的情況，使用吸引源並使負壓作用於卡盤台，藉由該負壓的強弱判定工件是否載置於卡盤台。亦即，當工件未被載置於卡盤台時，即使作用負壓但因為洩漏，一般而言連繫吸引源與卡盤台的管線內的負壓較低（弱），在該負壓未達預定的基準值之較弱的情況可判定工件並未載置。
但是，在如上述的可交換兩個卡盤台之切割裝置中，多孔卡盤台相較於治具卡盤台在吸引時的流通阻力較大。因此，使用如吸引泵的強力吸引源，使負壓作用於多孔卡盤台的情況，管線內的負壓會超過基準值而增強，會有無法正確判定工件是否載置於卡盤台的課題。
本發明鑑於上述課題，其目的為提供一種切割裝置，即使係在可將多孔卡盤台與治具卡盤台交換的構成中，仍可正確判定是否有工件載置於多孔卡盤台之上。
[解決課題的技術手段] 為了解決上述課題並達成目的，本發明為一種切割裝置，具備：吸附單元，將對工件進行吸引保持的卡盤台可交換地固定於台座；研削單元，研削該卡盤台所保持的工件；以及判定機構，判定工件是否被載置於該卡盤台；該卡盤台係從利用多孔面吸引保持工件的多孔卡盤台，及利用保持面形成的吸引開口來吸引保持工件的治具卡盤台中選擇；該吸附單元具備：吸引路，一端連接吸引源，另一端透過第1開關閥門連接分歧點；第1分歧路，一端連接該分歧點，另一端連接該台座並使負壓作用於該卡盤台的保持面；以及第2分歧路，一端連接該分歧點，另一端連接該台座並使負壓作用於該卡盤台的保持面；該判定機構具備：第2開關閥門，設於該第1分歧路；壓力計，設在該第1分歧路的該第2開關閥門與該台座之間並測量該第1分歧路的壓力；判定部，在該第1開關閥門打開的狀態下，在該壓力計所測量的負壓未達基準值的情況時，判定工件未被載置於該卡盤台；以及開關閥門控制部，在該多孔卡盤台被固定於該台座的狀態下，在利用該判定部進行判定時，關閉該第2開關閥門。
在此構成中，該吸引源亦可為吸引泵。
[發明功效] 根據本發明的切割裝置，藉由在關閉第2開關閥門的狀態下測量第1分歧路的壓力，藉此因為能抑止藉由壓力計所測量的負壓超過基準值而變得過於強大，而可正確判定工件是否載置於多孔卡盤台之上。
參閱圖面詳細說明關於用來實施本發明的方式（實施方式）。本發明並不僅限定於藉由以下的實施方式所記載的內容。另外，以下記載的構成要素包含本領域技術人員可容易思及、實質上為相同之物。進而，可藉由以下記載的構成進行適當的組合。另外，可進行不脫離本發明的要旨範圍內的構成之各種省略、置換或變更。
圖1係表示本實施方式的切割裝置的立體圖。如圖1所示，切割裝置2具備搭載著各構成要素的基台4。在基台4的上表面，設有X軸移動機構（加工進給單元）6。X軸移動機構6具備在X軸方向（加工進給方向）概略平行的一對X軸導軌8，X軸移動台10可滑動地安裝於X軸導軌8。
在X軸移動台10的下面側設置螺帽部（未圖示），該螺帽部和與X軸導軌8平行的X軸滾珠螺桿12螺合。在X軸滾珠螺桿12的一端部連結X軸脈衝馬達14。若以X軸脈衝馬達14使X軸滾珠螺桿12旋轉，則X軸移動台10沿著X軸導軌8在X軸方向移動。
在X軸移動台10的上表面側（正面側），透過θ桌台16，設有將加工對象的工件吸引保持的吸附單元17。另外，切割裝置2連接吸引泵（吸引源）19，使用來將工件吸引保持於吸附單元17的負壓作用。該θ桌台16具備馬達等的旋轉驅動源（未圖示），使在θ桌台16的上部配置的吸附單元17在Z軸方向（切入方向）繞概略平行的旋轉軸旋轉。吸引泵19舉例而言，是相對於射出器真空泵吸引力較大，即使吸引水也不降低吸引力的水封式真空泵。另外，藉由上述的X軸移動機構6使X軸移動台10往X軸方向移動，藉此將吸附單元17加工進給。
吸附單元17具備配置於θ桌台16的上部的台座18，以及在該台座18上固定配置的卡盤台20。卡盤台20的構成為，對應工件的種類別，在台座18上可交換配置多孔卡盤台120與治具卡盤台220。具體而言，在將晶圓100作為工件加工的情況，將多孔卡盤台120配置在台座18上。另外，在將封裝基板200作為工件加工的情況，將治具卡盤台220配置在台座18上。在不需要區別多孔卡盤台120及治具卡盤台220的情況，單純以卡盤台20作為表示，關於多孔卡盤台120及治具卡盤台220則如後所述。
晶圓100係例如圖1中所示，以矽、藍寶石、鎵等作為母材的圓板狀的半導體晶圓或光元件晶圓。在本實施方式中，晶圓100在透過黏貼於背面的切割膠膜（黏貼膠膜）101而被環狀框架102支撐之框架單元103的狀態下，保持於多孔卡盤台120並進行加工。再者，雖無詳細圖示，但藉由在晶圓100的正面上形成為格子狀的多條分割預定線劃分出多個區域，在該劃分出的區域上形成IC、LSI（Large Scale Integration，大型積體電路）等的元件。
封裝基板200的構成例如圖1中所示，具備：基板本體201，以金屬或陶瓷等的材料形成矩形的平板狀；以及樹脂層202，層積在該基板本體201的正面側。再者，雖無詳細圖示，但藉由在基板本體201上形成為格子狀的多條分割預定線劃分出多個區域，在該劃分出的區域上搭載IC、LSI等的元件。另外，樹脂層202藉由熱可塑性樹脂所構成，將搭載於基板本體201的正面的元件密封。
另外，如圖2所示，在X軸移動台10的附近設有將切割加工時使用的切割液（例如純水等）的廢棄液體等暫時貯留的水箱38。在水箱38內貯留的廢棄液體透過排水管（未圖示）等排出到切割裝置2的外部。在接近卡盤台20的位置設有將晶圓100或是封裝基板200往卡盤台20搬送的搬送機構（未圖示）。
基台4的上表面配置有跨X軸移動機構6的門型的支撐構造40。在支撐構造40的前面上部設有2組的切割單元移動機構（分度進給單元、切入進給單元）42。各切割單元移動機構42在支撐構造40的前面配置，並於Y軸方向（分度進給單元、左右方向）上共同具備概略平行的一對Y軸導軌44。構成各切割單元移動機構42的Y軸移動板46可滑動地安裝於Y軸導軌44。
在各Y軸移動板46的背面側設有螺帽部（未圖示），該螺帽部分別和與Y軸導軌44概略平行的Y軸滾珠螺桿48螺合。在各Y軸滾珠螺桿48的一端部連結Y軸脈衝馬達50。若以Y軸脈衝馬達50使Y軸滾珠螺桿48旋轉，則Y軸移動板46沿著Y軸導軌44在Y軸方向移動。
在各Y軸移動板46的前面（正面）設有在Z軸方向上概略平行的一對Z軸導軌52。Z軸移動板54可滑動地安裝於Z軸導軌52。。
在各Z軸移動板54的背面側設有螺帽部（未圖示），該螺帽部分別和與Z軸導軌52概略平行的Z軸滾珠螺桿56螺合。在各Z軸滾珠螺桿56的一端部連結Z軸脈衝馬達58。若以Z軸脈衝馬達58使Z軸滾珠螺桿56旋轉，則Z軸移動板54沿著Z軸導軌52在Z軸方向移動。
在各切割單元移動機構42設有測量Y軸移動板46的Y軸方向的位置之Y軸測量單位（未圖示）。另外，在各切割單元移動機構42設有測量Z軸移動板54的Z軸方向的位置之Z軸測量單位（未圖示）。
在各Z軸移動板54的下部固定有用來切割晶圓100或是封裝基板200的切割單元60。另外，在相鄰切割單元60的位置設有用來對晶圓100或封裝基板200進行攝像的相機（攝像單元）62。若藉由各切割單元移動機構42使Y軸移動板46在Y軸方向移動，則切割單元60以及相機62進行分度進給，而若使Z軸移動板54在Z軸方向移動，則切割單元60及相機62進行切入進給。
切割單元60具備：切割刀片61，裝設在旋轉驅動的未圖示的旋轉主軸；以及切割液供給噴嘴63，對該切割刀片61供給切割液（例如水）。對旋轉的切割刀片61供給切割液，且藉由將切割刀片61在Z軸方向、Y軸方向移動，切割晶圓100或是封裝基板200並使各晶片單體化。
切割裝置2具備符合工件（晶圓100或是封裝基板200）的加工條件等 ，控制上述各構成要素的控制單元72。控制單元72具備開關閥門控制部73、判定部74、以及未圖示的輸入輸出界面裝置。控制單元72具有如CPU（central processing unit；中央處理器）的微處理器，實行記憶於ROM的電腦程式，生成用來控制切割裝置2的控制訊號，生成的控制訊號透過輸入輸出界面裝置輸出至切割裝置2的各構成要素。
順帶一提，切割裝置2在進行切割加工前，使在Z軸方向下降的切割刀片61的刀刃接觸卡盤台20（多孔卡盤台120或是治具卡盤台220）的上表面，在該切割刀片61的Z軸方向進行所謂設定原點位置之設定作業。在進行該設置的情況，當工件（晶圓100或是封裝基板200）被載置於卡盤台20上的狀態下使切割刀片61的刀刃前端接觸時，因為刀刃前端破損、錯誤切入等的切割刀片61造成有工件損傷的疑慮，而進行判定工件是否載置於卡盤台20。因此，切割裝置2具備判定工件是否載置於卡盤台20的判定機構150。接著，說明該判定機構150。圖2係表示使用治具卡盤台的情況之吸附單元的內部構成及判定機構的概略構成圖。圖3係表示使用多孔卡盤台的情況之吸附單元的內部構成及判定機構的概略構成圖。
治具卡盤台220如圖2所示，被設置於台座18上。治具卡盤台220具備保持治具221以及治具基底222。保持治具221係由金屬形成為矩形狀，在保持治具221的上表面配置有樹脂薄片223，該樹脂薄片223的上表面成為保持封裝基板200的保持面223A。另外，在保持治具221及樹脂薄片223上之對應封裝基板200的分割預定線的位置形成有多個退刀槽224，並在交叉的退刀槽224所劃分的各區域中形成有從保持面223A向背面貫通的吸引孔225。治具基底222係由金屬形成為矩形狀並與保持治具221連結。在治具基底222的上表面形成面對保持治具221的吸引孔225之第1凹部226。另外，在治具基底222的下表面形成和設在台座18的吸引口229面對之第2凹部227。這些第1凹部226與第2凹部227藉由連通孔228而連通。
另外，吸附單元17具備治具卡盤台220及台座18，並同時具備連接治具卡盤台220與吸引泵19的路徑80。具體而言，上述的路徑80具備：主吸引路（吸引路）81，其一端81A連接於吸引泵19，另一端81B連接於分歧點82；第1分歧路83，其一端83A連接於分歧點82，另一端83B連接於台座18的吸引口229；以及第2分歧路84，與該第1分歧路83並排設置，其一端84A連接於分歧點82，另一端84B連接於台座18的吸引口229。在本實施方式中，第2分歧路84雖係構成為並列2條的構成，但並不限定於此，也可以為1條或3條以上。
在主吸引路81設有在吸引泵19與分歧點82之間的第1開關閥門85。另外，在第1分歧路83設有在分歧點82與吸引口229之間的第2開關閥門86，在該第2開關閥門86與吸引口229之間設有測量壓力的壓力感測器（壓力計）87。第1開關閥門85藉由控制單元72的開關閥門控制部73而被控制，成為將主吸引路81完全打開或完全關閉的閥門。第2開關閥門86藉由控制單元72的開關閥門控制部73而被控制，成為將第1分歧路83完全打開或完全關閉的閥門。壓力感測器87測量路徑80（第1分歧路83）內的負壓（壓力），並將該測量結果輸出至控制單元72的判定部74。
當吸引泵19動作時，通過主吸引路81、第1分歧路83以及第2分歧路84，使負壓作用於治具卡盤台220。在治具卡盤台220因為形成有第2凹部227、連通孔228、第1凹部226以及吸引孔225，該負壓通過上述構件，作用在保持面223A載置的封裝基板200，吸引保持封裝基板200。
判定機構150的構成具備：第2開關閥門86、壓力感測器87、控制單元72的判定部74，以及開關閥門控制部73。判定部74藉由比較測量的負壓及基準值來判定封裝基板200是否載置於治具卡盤台220。亦即，舉例而言，使用具有-90[kPa]的吸引力的吸引泵19，在使負壓作用於治具卡盤台220時，若封裝基板200未載置於治具卡盤台220，則藉由從開放的吸引孔225的洩漏，使壓力感測器87所測量的負壓（真空度）變弱（例如-20[kPa]）。因此，在判定的負壓未達預定的基準值（例如-70[kPa]）的（較弱）情況，判定部74可判定封裝基板200未載置於治具卡盤台220。
在一方面，多孔卡盤台120如圖3所示，被設置於可和治具卡盤台220交換的台座18上。多孔卡盤台120具備台本體121以及吸附部122。台本體121係由金屬形成為圓板形狀。吸附部122由多孔陶瓷等所構成，且配設於台本體121的上表面中央部。吸附部122的上表面成為將晶圓100（框架單元103）吸附保持的保持面122A。台本體121的上表面形成與吸附部122面對面的第1凹部126。另外，在台本體121的下表面形成與設在台座18的吸引口229面對面的第2凹部127。這些第1凹部126與第2凹部127藉由連通孔128而連通。因為吸附單元17的內部構成及判定機構150為相同構成，故省略說明。
上述的吸附部122具備大量的多孔洞之構成，利用保持面122A整體將晶圓100（框架單元103）吸附保持。多孔卡盤台120的吸附部122，相較於治具卡盤台220在吸引時的流通阻力較大。因此，在藉由如吸引泵19的強力的吸引力（例如-90[kPa]）使負壓作用於多孔卡盤台120的情況，即使晶圓100（框架單元103）沒有載置於多孔卡盤台120上，壓力感測器87所測量的負壓（真空度）仍超過基準值（例如-70[kPa]）而變強（例如-75[kPa]），從而變得無法正確判定晶圓100（框架單元103）是否載置於多孔卡盤台120上。
因此，在本實施方式中，使多孔卡盤台120設置在台座18上的情況，開關閥門控制部73如圖3所示，將第2開關閥門86完全關閉。並且，判定部74在此種狀態下，取得壓力感測器87所測量的負壓（真空度），並比較該負壓與基準值。藉由第2開關閥門86的完全關閉，因而使第1分歧路83關閉，故減少利於吸引的分歧管的根數。進而，藉由將第2開關閥門86配置在壓力感測器87與分歧點82（吸引泵19）之間，可降低吸引泵19的吸引力的影響。因此，壓力感測器87所測量的負壓（真空度）可設為未達基準值（例如-70[kPa]）之較弱值（例如-50[kPa]），即使為可交換多孔卡盤台120與治具卡盤台220的構成，亦可正確判定晶圓100（框架單元103）是否載置於多孔卡盤台120之上。
另外，在本實施方式中，因為作為吸引源而設有吸引泵19，可確實地將治具卡盤台220上的封裝基板200吸引保持。
再者，本發明不限於上述實施方式等之記載，具各式各樣變更的實施可能。舉例而言，多孔卡盤台120及治具卡盤台220的構成並不限定於記載於圖2及圖3的構造，可採用現有的多孔卡盤台及治具卡盤台的構造。另外，在本實施方式中，雖係使第2開關閥門86藉由開關閥門控制部73完全打開或者完全關閉的構成，但亦可為操作員以手動完全打開或者完全關閉之構成。
2‧‧‧切割裝置 17‧‧‧吸附單元 18‧‧‧台座 19‧‧‧吸引泵（吸引源） 20‧‧‧卡盤台 60‧‧‧切割單元 61‧‧‧切割刀片 72‧‧‧控制單元 73‧‧‧開關閥門控制部 74‧‧‧判定部 81‧‧‧主吸引路（吸引路） 81A‧‧‧主吸引路的一端 81B‧‧‧主吸引路的另一端 82‧‧‧分歧點 83‧‧‧第1分歧路 83A‧‧‧第1分歧路的一端 83B‧‧‧第1分歧路的另一端 84‧‧‧第2分歧路 84A‧‧‧第2分歧路的一端 84B‧‧‧第2分歧路的另一端 85‧‧‧第1開關閥門 86‧‧‧第2開關閥門 87‧‧‧壓力感測器（壓力計） 100‧‧‧晶圓（工件） 120‧‧‧多孔卡盤台 121‧‧‧台本體 122‧‧‧吸附部 122A‧‧‧保持面 150‧‧‧判定機構 200‧‧‧封裝基板（工件） 220‧‧‧治具卡盤台 221‧‧‧保持治具 222‧‧‧治具基底 223‧‧‧樹脂薄片 223A‧‧‧保持面 224‧‧‧退刀槽 225‧‧‧吸引孔
圖1係表示本實施方式的切割裝置的立體圖。 圖2係表示使用治具卡盤台的情況之吸附單元的內部構成及判定機構的概略構成圖。 圖3係表示使用多孔卡盤台的情況之吸附單元的內部構成及判定機構的概略構成圖。
17‧‧‧吸附單元
18‧‧‧台座
19‧‧‧吸引泵(吸引源)
72‧‧‧控制單元
73‧‧‧開關閥門控制部
74‧‧‧判定部
80‧‧‧路徑
81‧‧‧主吸引路(吸引路)
81B‧‧‧主吸引路的另一端
82‧‧‧分歧點
83A‧‧‧第1分歧路的一端
83B‧‧‧第1分歧路的另一端
84A‧‧‧第2分歧路的一端
84B‧‧‧第2分歧路的另一端
85‧‧‧第1開關閥門
86‧‧‧第2開關閥門
87‧‧‧壓力感測器(壓力計)
100‧‧‧晶圓(工件)
101‧‧‧切割膠膜
102‧‧‧環狀框架
103‧‧‧框架單元
120‧‧‧多孔卡盤台
121‧‧‧台本體
122‧‧‧吸附部
122A‧‧‧保持面
229‧‧‧吸引口

Claims (2)

  1. 一種切割裝置，具備：吸附單元，將對工件進行吸引保持的卡盤台可交換地固定於台座；研削單元，研削該卡盤台所保持的工件；以及判定機構，判定工件是否被載置於該卡盤台；該卡盤台係從利用多孔面吸引保持工件的多孔卡盤台，及利用保持面形成的吸引開口來吸引保持工件的治具卡盤台中選擇； 該吸附單元具備： 吸引路，一端連接吸引源，另一端透過第1開關閥門連接分歧點； 第1分歧路，一端連接該分歧點，另一端連接該台座並使負壓作用於該卡盤台的保持面；以及 第2分歧路，一端連接該分歧點，另一端連接該台座並使負壓作用於該卡盤台的保持面； 該判定機構具備： 第2開關閥門，設於該第1分歧路； 壓力計，設在該第1分歧路的該第2開關閥門與該台座之間並測量該第1分歧路的壓力； 判定部，在該第1開關閥門打開的狀態下，在該壓力計所測量的負壓未達基準值的情況時，判定工件未被載置於該卡盤台；以及 開關閥門控制部，在該多孔卡盤台被固定於該台座的狀態下，在利用該判定部進行判定時，關閉該第2開關閥門。
  2. 如專利申請範圍第1項所述之切割裝置，其中，該吸引源為吸引泵。
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