TWI831889B - 被加工物單元 - Google Patents

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Abstract

提供一種被加工物單元，能從外觀判別是否被施以伴隨外在刺激的加 工。

一種被加工物單元1，包含：晶圓2；膠膜6，黏貼於晶圓2；以 及環狀框架7，黏貼在膠膜6的外周緣且在中央具有開口7A；晶圓2係透過膠膜6配置在環狀框架7的開口7A；其中，膠膜6具有變色層，變色層係藉由伴隨冷卻的溫度變化而可逆地變色。

Description

被加工物單元
本發明係關於一種被加工物單元，具有：被加工物；膠膜，黏貼於被加工物；以及環狀框架，黏貼在膠膜的外周緣且在中央具有開口。
一般已知一種被加工物單元，具有：半導體晶圓等的板狀的被加工物；膠膜，黏貼於被加工物；以及環狀框架，黏貼在膠膜的外周緣且在中央具有開口。這種被加工物單元會具備例如後述的延性物：配設在被加工物的分割預定線上的TEG（Test Element Group，測試元件群）或黏貼在被加工物與膠膜之間的DAF（Die Attach Film，晶粒附接膜）。習知上提出了一種技術（例如參照專利文獻1），在將膠膜進行擴片（擴張）並將被加工物與延性物一同分割的情況下，藉由冷卻（賦予外在刺激）被加工物單元，使該延性物的延展性降低而有效率地進行分割。 [習知技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2006-049591號公報
[發明所欲解決的課題] 然而，因為無法以外觀判別冷卻是否充分，所以在冷卻不充分的狀態進行擴片的情況，會有延性物被延展而無法分割的問題。況且，因為一旦將膠膜進行擴片則膠膜會被延展，所以已延展的膠膜無法充分地擴片，即使再次冷卻被加工物單元也無法分割延性物。
是以，本發明的目的在於，提供一種被加工物單元，能從外觀判別是否被施以伴隨外在刺激的加工。
[解決課題的技術手段] 若根據本發明，提供一種被加工物單元，包含：被加工物；膠膜，黏貼於被加工物；以及環狀框架，黏貼在該膠膜的外周緣且在中央具有開口；被加工物係透過該膠膜配置在該環狀框架的該開口；其中，該膠膜係藉由外在刺激而可逆地變色。
若根據此構成，因為膠膜係藉由外在刺激而變色，所以能輕易地從外觀判別是否進行了伴隨外在刺激的加工。是以，能防止因將未完成加工的被加工物投入至後續步驟所產生的不良狀況。
較佳為，該外在刺激為溫度變化。
較佳為，該膠膜在第一溫度係變色為第一顏色，在相異於該第一溫度的第二溫度則變色為相異於該第一顏色的第二顏色。
[發明功效] 本發明的被加工物單元因為膠膜係藉由外在刺激而變色，所以能輕易地從外觀判別是否進行了伴隨外在刺激的加工。
以下，針對本發明的實施方式一邊參照圖式一邊詳細地說明。本發明並不受以下實施方式所記載的內容所限定。又，在以下所記載的構成要素係包含所屬技術領域中具有通常知識者所能輕易想到者、實質上為相同者。更進一步，以下所記載的構成還能適當組合。又，在不脫離本發明的要旨的範圍，能進行構成的各種省略、替換或變更。
圖1係表示本實施方式的被加工物單元的構成例的立體圖，圖2係被加工物單元的局部剖面圖。被加工物單元1如圖1所示，構成為具備：作為被加工物的晶圓2；膠膜6，黏貼於晶圓2；以及環狀框架7，黏貼在膠膜6的外周緣61且在中央具有開口7A。環狀框架7具備直徑大於晶圓2的開口7A，而晶圓2係透過膠膜6被保持在此開口7A內。
晶圓2是以矽作為原料的圓板狀半導體晶圓，或者是以藍寶石、SiC（碳化矽）等作為原料的光學元件晶圓。晶圓2係在藉由形成於正面2A的格子狀分割預定線（切割預定線）3所劃分的多個區域形成有元件4。又，在分割預定線3上，形成有TEG（Test Element Group，測試元件群）8，即延性物。TEG8係由具有延展性的金屬等所形成，且為用以找出元件4在設計、製造上的問題的測試圖案。TEG8配置在晶圓2中由分割預定線3所預先決定的預定位置。在本實施方式，作為被加工物雖例示圓板狀的晶圓，惟不僅是晶圓，亦可使用形成為矩形板狀的封裝基板、陶瓷基板、玻璃基板等。
膠膜6如圖2所示，例如是擴片膠膜，並具有：基材6A，由具有伸縮性的合成樹脂所構成；黏著層（糊層）6B，層積並配置在基材6A的上表面側；以及變色層（變色部）6C，層積並配置在基材6A的下表面側。此膠膜6係以黏著層6B作為上表面並黏貼在晶圓2的背面2B。本實施方式的變色層6C形成為包含：第一示溫墨，藉由伴隨冷卻的溫度變化（外在刺激），例如當變成預定的第一溫度（例如0℃）以下則從無色變色為第一顏色；以及第二示溫墨，當變成比此第一溫度還低（不同）的預定的第二溫度（例如-100℃）以下則從無色變色為與第一顏色不同的第二顏色。第一示溫墨與第二示溫墨係分別分散在變色層6C的整面。第一示溫墨與第二示溫墨的變色係分別為可逆，且能藉由膠膜6（被加工物單元1）的溫度而變色。若根據此構成，作業員藉由觀察變色層6C變色為第一顏色或第二顏色（亦包含與第一顏色混合的顏色）的其中之一，而能從外觀輕易地判別被加工物單元1大致的冷卻溫度。附帶一提的是，在本實施方式中，第一示溫墨與第二示溫墨雖構成為分別藉由溫度變化至預定溫度以下而從無色變色成有色，惟若預先知道變色後的色彩，則亦可從有色變色為不同的顏色。
接著，說明被加工物單元1的加工順序；其中，被加工物單元係晶圓2透過設有變色層6C的膠膜6而被環狀框架7所支撐。在本實施方式，藉由在被加工物單元1己冷卻的狀態進行膠膜6的擴張（冷擴片加工），而將晶圓2分割成元件晶片。圖3係表示沿著被加工物單元中晶圓的分割預定線而形成改質層之步驟的圖。圖4係表示在冷卻狀態下分割晶圓前之狀態的圖。圖5係表示在冷卻狀態下分割晶圓後之狀態的圖。圖6係表示膠膜已充分冷卻的被加工物單元的仰視圖，圖7係表示膠膜的冷卻不充分的被加工物單元的仰視圖。
首先，藉由圖3所示的雷射加工裝置20，在晶圓2的內部沿著分割預定線3形成改質層9。改質層9意指密度、折射率、機械強度或其他物理特性成為與周圍的上述特性不同之狀態的變質區域，能例舉熔融處理區域、裂痕區域、絕緣破壞區域、折射率變化區域以及該等區域混合存在的區域等。雷射加工裝置20具備：照射頭21，朝向晶圓2照射雷射光線21A；以及攝像部22，與此照射頭21橫向並排地配置在X方向。照射頭21具備：雷射振盪器（未圖示），振盪出對晶圓2具有穿透性之波長的雷射；以及聚光器（未圖示），將從雷射振盪器射出的雷射光線聚光；照射頭21還將朝向晶圓2照射的雷射光線21A的聚光位置（聚焦位置）調整至Z方向（垂直方向）。攝像部22為拍攝相對於照射頭21之晶圓2的配置狀況與對晶圓2的加工狀況等的相機。
被加工物單元1係保持在卡盤台（未圖示）。此卡盤台構成為可在上述X方向移動。又，卡盤台還構成為可繞平行於垂直方向的軸心旋轉。在本實施方式中，雖構成為保持被加工物單元1的卡盤台在X方向移動，但雷射加工裝置20只要相對於被加工物單元1在X方向相對地移動，則亦可構成為雷射加工裝置20在X方向移動。
在晶圓2的內部形成改質層9的情況，雷射加工裝置20係藉由攝像部22拍攝晶圓2的正面2A，找出分割預定線3的位置後，將由聚光器所聚光的雷射光線21A的聚光位置定位在晶圓2的內部。然後，一邊將卡盤台往X1方向進行加工進給，一邊沿著晶圓2的分割預定線3照射雷射光線21A。藉此，在晶圓2的內部沿著分割預定線3形成改質層9。於此，對於1條分割預定線3，亦可在晶圓2的厚度方向形成多層（例如3層）改質層9。當沿著全部的分割預定線3形成改質層9，則結束該形成改質層9的步驟。
接著，使用圖4所示的擴張裝置30，藉由將膠膜6進行擴張而沿著分割預定線3分割晶圓2。本實施方式的擴張裝置30係配置在冷卻腔室50內，並在已冷卻被加工物單元1的狀態下實行膠膜6的擴張（冷擴片加工）。冷卻腔室50具備冷氣供給口（未圖示），從該冷氣供給口供給冷氣而能將冷卻腔室50內冷卻至所要的溫度。
擴張裝置30具備框架保持台31、升降單元32、膠膜擴張圓筒33以及攝像部34。框架保持台31係形成為環狀，並設有載置環狀框架7的載置面31A與保持環狀框架7的夾具31B。升降單元32配置在框架保持台31的下方以升降該框架保持台31。升降單元32構成為具備多個汽缸32A，各汽缸32A的活塞桿32B係連結框架保持台31的下表面。升降單元32藉由伸縮活塞桿32B，而使框架保持台31的載置面31A在基準位置與擴張位置之間於上下方向移動；其中，基準位置係成為與膠膜擴張圓筒33的上端33A大致相同的高度，擴張位置則是比該上端33A低預定量。
膠膜擴張圓筒33為配置在上述環狀的框架保持台31內側的筒狀體，並具備比被加工物單元1的晶圓2大且比環狀框架7的開口7A還的內徑與外徑。因此，膠膜擴張圓筒33的上端33A會接觸被加工物單元1中晶圓2與環狀框架7之間的膠膜6。攝像部34例如是後述的照相機：配置在膠膜擴張圓筒33內，並主要從被加工物單元1的下表面側拍攝膠膜6。拍攝到的圖像則顯示在彩色監視器等的顯示裝置（未圖示），從而作業員能確認膠膜6的顏色。
在分割晶圓2的情況，如圖4所示，是將被加工物單元1保持在擴張裝置30的框架保持台31。具體而言，是將環狀框架7載置於框架保持台31的載置面31A，同時以夾具31B保持此環狀框架7。此時，會伸長升降單元32的活塞桿32B，而使框架保持台31的載置面31A定位在基準位置；其中，基準位置係成為與膠膜擴張圓筒33的上端33A大致相同的高度。
接著，從冷氣供給口供給冷氣而將冷卻腔室50內冷卻至所要的溫度。藉此，冷卻腔室50內的被加工物單元1（膠膜6）會被冷卻至所要的溫度。在本實施方式中，被加工物單元1的膠膜6形成為包含：第一示溫墨，當藉由溫度變化（外在刺激）而達到預定的第一溫度則變色為第一顏色；以及第二示溫墨，當達到比第一溫度還低的預定的第二溫度則變色為第二顏色。於此，設在晶圓2的分割預定線3上的TEG8這種延性物已知有後述特性：當冷卻至比預定的基準溫度（例如-80℃）還低的溫度則延展性會降低，藉此能有效率地分割。由於此基準溫度會根據延性物的類型、材質或大小等而變動，因此是藉由事前的實驗等所設定。在本實施方式，第二溫度（例如-100℃）是設定為比基準溫度（-80℃）低的溫度，第一溫度（例如0℃）則設定為比基準溫度高的溫度。
因此，作業員藉由觀察膠膜6有無變色與變色區域的大小，而能從外觀輕易地判別被加工物單元1（TEG8）是否被冷卻至基準溫度以下。具體而言，如圖6所示，只要變色為第二顏色的區域65的外緣65A到達比晶圓2的外周部還外側（在圖6是到達膠膜6的外周緣61），則作業員能判別至少配置有TEG8（圖1）的晶圓2是被冷卻至第二溫度以下。藉此，如圖5所示，使升降單元32的活塞桿32B收縮，使框架保持台31的載置面31A降低至擴張位置。是以，因為固定在框架保持台31的載置面31A之環狀框架7也會下降，所以裝設在環狀框架7的膠膜6會抵接膠膜擴張圓筒33的上端33A而被擴張。其結果，因為拉力會放射狀地作用在黏貼於膠膜6的晶圓2，所以晶圓2會沿著形成在分割預定線3的改質層9（圖4）而被分割成元件晶片11。此時，分割預定線3上的TEG8因為被冷卻至第二溫度以下而延展性降低，所以能確實地將TEG8與晶圓2一同斷開。
相反地，如圖7所示，在變色為第一顏色的區域66是存在於晶圓2之內側的情況，則作業員能判斷因為晶圓2的整體未被冷卻至第二溫度以下，所以一部分的TEG8亦未被充分冷卻，會有產生分割狀況不良的疑慮。因此，在未充分冷卻的情況，藉由持續冷卻直到至少變色為第二顏色的區域65的外緣65A達到比晶圓2的外周部還外側，而能對分割不良的產生防範於未然。
以上，若根據本發明的實施方式，被加工物單元1的膠膜6由於藉由溫度變化（外在刺激）而當達到預定的第一溫度會可逆地變色為第一顏色，且當達到比第一溫度低的預定的第二溫度會可逆地變色為第二顏色，因此能從外觀輕易地判別是否被施以伴隨外在刺激的加工。
附帶一提的是，本發明並非限定為上述實施方式。亦即，在不脫離本發明的架構的範圍能做各種變化並實施。舉例而言，在本實施方式，被加工物單元1雖構成為晶圓2在分割預定線3上具備作為延性物的TEG8，惟本發明並非限定為此，亦可構成為具備黏貼在晶圓2與膠膜6之間作為延性物的DAF（Die Attach Film，晶粒附接膜）。此DAF是黏晶用的接著薄片，且形成為比晶圓2還大。因此，舉例而言，只要變色為第二顏色的區域65的外緣65A達到比DAF的外周部還外側，則作業員能判別至少DAF是被冷卻至第二溫度以下。另一方面，在變色為第一顏色的區域66存在於DAF的內側之情況，則作業員能判斷因為DAF的整體未被冷卻至第二溫度以下，所以會有產生DAF的斷開狀況不良的疑慮。
又，在本實施方式，膠膜6雖構成為具備：第一示溫墨，在比會使作為延性物的TEG8的延展性降低之基準溫度還高的第一溫度下會變色；以及第二示溫墨，在比第一溫度及基準溫度還低的第二溫度會變色；惟膠膜亦可構成為具備在該第二溫度會變色的單一示溫墨。若根據此構成，能判斷成為冷卻對象的區域是否被冷卻至第二溫度以下。
1:被加工物單元
2:晶圓(被加工物)
2A:正面
2B:背面
3:分割預定線
4:元件
6:膠膜
6A:基材
6B:黏著層(糊層)
6C:變色層
7:環狀框架
7A:開口
8:TEG(延性物)
9:改質層
11:元件晶片
20:雷射加工裝置
21:照射頭
21A:雷射光線
22:攝像部
30:擴張裝置
31:框架保持台
31A:載置面
31B:夾具
32:升降單元
32A:汽缸
32B:活塞桿
33:膠膜擴張圓筒
33A:上端
34:攝像部
50:冷卻腔室
61:外周緣
65:變色為第二顏色的區域
65A:外緣
66:變色為第一顏色的區域
X1:加工進給方向
圖1係表示本發明實施方式的被加工物單元之構成例的立體圖。 圖2係被加工物單元的局部剖面圖。 圖3係表示沿著被加工物單元中晶圓的分割預定線而形成改質層之步驟的立體圖。 圖4係表示在冷卻下分割晶圓前之狀態的剖面圖。 圖5係表示在冷卻下分割晶圓後之狀態的剖面圖。 圖6係表示膠膜已充分冷卻的被加工物單元的仰視圖。 圖7係表示膠膜的冷卻不充分的被加工物單元的仰視圖。
1:被加工物單元
2:晶圓(被加工物)
6:膠膜
7:環狀框架
7A:開口
61:外周緣
65:變色為第二顏色的區域
65A:外緣

Claims (6)

  1. 一種被加工物單元，包含：被加工物；膠膜，黏貼於被加工物；以及環狀框架，黏貼在該膠膜的外周緣且在中央具有開口；被加工物係透過該膠膜配置在該環狀框架的該開口；其中，該膠膜具有變色層，該變色層包含在第一溫度變色為第一顏色的第一示溫墨以及在相異於該第一溫度的第二溫度變色為第二顏色的第二示溫墨，該膠膜的該第一示溫墨以及該第二示溫墨係分別藉由外在刺激而可逆地變色。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之被加工物單元，其中，該外在刺激為溫度降低。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之被加工物單元，其中，該第一示溫墨以及該第二示溫墨係分別分散在該變色層的整面。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之被加工物單元，其中，在形成於該被加工物之分割預定線上具有延性物。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之被加工物單元，其中，在形成於該被加工物之分割預定線上具有延性物。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之被加工物單元，其中，該第一顏色係與該第二顏色不同。
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