TW201700245A - 刻劃裝置 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種可自動且正確地修正載置於平台上之圓形基板之傾斜的刻劃裝置。 刻劃裝置A，係將圓形基板W載置於可旋轉能之平台1，沿表面之刻劃預定線S1、S2使用刀輪10或雷射進行刻劃，據以形成斷開用之龜裂，其中，在圓形基板W之周緣與刻劃預定線S1、S2平行、通過圓中心點P之線上形成有缺口部K，觀察載置於平台1上之圓形基板W，對以能檢測其外形形狀之角度修正用攝影機15所得之影像資料進行解析處理，並具備檢測圓形基板W之刻劃預定線S1、S2相對於刀輪10之刻劃方向的傾斜角度α，對平台1進行旋轉操作以使此傾斜角度α為零的電腦C之控制部18。

Description

刻劃裝置

本發明係關於在由玻璃、矽、陶瓷、化合物半導體等之脆性材料構成之圓形基板加工出斷開用龜裂(crack)之刻劃裝置。本發明，尤關於加工出用以從圓形之半導體基板(半導體晶圓)使晶片等之單位製品斷開之龜裂的刻劃裝置。

一般而言從作為母基板之半導體基板切出晶片(單位製品)之製程中，首先，將半導體基板載置於刻劃裝置之吸附平台上，於其表面以刀輪或雷射沿刻劃預定線(刻劃道(street))進行刻劃，據以形成彼此正交之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以使基板撓曲，據以使半導體基板斷開成四方形之晶片(參照專利文獻1以及專利文獻2)。

在將半導體基板載置於刻劃裝置之吸附平台時，必須進行刀輪之行進方向與刻劃預定線之平行度正確一致之定位。

半導體基板為四方形之情形時，如圖10所示，刻劃預定線S係沿著半導體基板W1之側邊平行設計，因此藉由預先在吸附平台1上設置沿刻劃方向之複數個定位銷30，將側邊對齊於此定位銷30載置半導體基板W1，即能以手簡單的進行定位。

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

然而，在半導體基板為圓形之情形時即無法使用上述之定位銷。因此，如圖11所示，過去是對準通過基板W2中心之刻劃預定線S’於基板W2之周緣部設置V槽(notch)或平的缺口(orientation flat)等之作為標記的缺口部K，並於吸附平台1上安裝L型塊32。並將通過缺口部K之刻劃預定線S’與L型塊32之一邊平行之方式一邊看著缺口部K、一邊以手操作進行位置對準。然而，此位置對準作業分常麻煩，且因係以高精度進行因此需要高度熟練之技術。

又，多數的情形中，半導體基板在待斷開之各個晶片表面形成有電路等之電子元件，因此用以區劃此等之刻劃道、亦即刻劃預定線係以格子狀模様顯示而能以目視辨認，但在無法以目視辨認模様之情形時，亦能以設在基板周緣之缺口部等作為一個大概標準來判斷刻劃預定線之方向。

有鑑於上述先前之課題，本發明之目的在提供一種能自動且正確的修正載置於平台上之圓形基板之傾斜的刻劃裝置。

為達成上述目的，本發明採取了下述技術手段。亦即，本發明之刻劃裝置，係將由脆性材料構成之圓形基板載置於可旋轉之平台，於 其表面沿刻劃預定線使用刀輪或雷射進行刻劃以沿刻劃預定線形成斷開用之龜裂，其特徵在於：於該圓形基板之周緣，形成有與該刻劃預定線平行、於通過該圓形基板中心點之線上作為標記之缺口部；設有可觀察載置在該平台上之該圓形基板，以檢測其外形形狀之角度修正用攝影機；具備電腦之控制部，對以該角度修正用攝影機所得之影像資料進行解析處理，以檢測該圓形基板之刻劃預定線相對於該刀輪之刻劃方向的傾斜角度，並對該平台進行旋轉操作以使此傾斜角度為零。

本發明中，該控制部，係從以該角度修正用攝影機所得之外形形狀求出該圓形基板之中心點，從此中心點與該缺口部之位置檢測該傾斜角度者較佳。

根據本發明，於刻劃預定線之刻劃加工前，先自動的修正載置於平台上之半導體基板之傾斜，因此可省略習知之麻煩且耗時之以手作業進行之定位操作的步驟，可迅速進行高效率、高精度之刻劃。

又，由於可知道載置於平台上之圓形基板之位置與大小，因此能消除刀輪或雷射之空轉部分僅對圓形基板之圓內區域進行高效率的刻劃。

又，本發明中，以設有對用以該角度修正用攝影機之檢測據以修正了傾斜角度之該圓形基板之刻劃預定線，進行該刀輪或雷射之位置對準之精密攝影機之構成較佳。

如此，即能使刀輪或雷射沿刻劃預定線正確進行刻劃。

A‧‧‧刻劃裝置

C‧‧‧電腦

K‧‧‧缺口部

P‧‧‧中心點

S1‧‧‧刻劃預定線

S2‧‧‧刻劃預定線

W‧‧‧半導體基板(圓形基板)

α‧‧‧傾斜角度

1‧‧‧平台

10‧‧‧刀輪

14‧‧‧精密攝影機

15‧‧‧線掃描攝影機(角度修正用攝影機)

圖1係顯示本發明之刻劃裝置之一實施態様的概略前視圖與主要部位的側視圖。

圖2係以俯視顯示刻劃裝置之動作之第1階段的說明圖。

圖3與圖2相同之顯示第2階段的說明圖。

圖4與圖2相同之顯示第3階段的說明圖。

圖5與圖2相同之顯示第4階段的說明圖。

圖6係顯示使用本發明之刻劃裝置之作業流程的流程圖。

圖7係顯示本發明之刻劃裝置中之電腦的方塊圖。

圖8係顯示線掃描攝影機的影像圖。

圖9係顯示區域攝影機的影像圖。

圖10係顯示習知方形半導體基板之定位手段的立體圖。

圖11係顯示習知圓形半導體基板之定位手段的立體圖。

以下，根據將本發明之詳情顯示於圖式之實施形態，進行說明。本實施例中之刻劃對象之圓形基板，係積層玻璃晶圓與矽晶圓之影像感測器用的半導體基板W。如圖2所示，於半導體基板W配置有格子狀之具備電路等之電子元件的晶片，用以區劃此等晶片之X-Y方向之線為刻劃預定線(刻劃道)S1、S2。並在通過半導體基板W之中心點P之任一方之刻劃預定線，本實施例中係在刻劃預定線S1上且於半導體基板W之周緣部，設有V槽或平缺口等作為標記之缺口部K。

圖1(a)、(b)係顯示本發明之刻劃裝置A之一實施例，具備用以載置半導體基板W加以保持之平台1。於平台1表面設有多數個空 氣吸引孔(未圖示)，藉由此吸引孔進行空氣吸引據以吸附保持半導體基板W。

又，平台1可沿水平的軌道2往Y方向移動，被以馬達3旋轉之螺桿4驅動。進而，平台1可藉由內建馬達之旋轉驅動部5在水平面內旋動。

具備隔著平台1設置之兩側的支承柱6、6與於X方向水平延伸之梁7的橋架8，係以跨在平台1上之方式設置。於梁7，設有於X方向水平延伸之導件9。於此導件9，安裝有用以保持對半導體基板W加工出沿刻劃預定線之龜裂之刀輪(cutter wheel)10的刻劃頭11。刻劃頭11可藉由以馬達12為驅動源之移動機構(未圖示)沿導件9往X方向移動。刀輪10形成為可藉由設在刻劃頭11之昇降機構(未圖示)朝向半導體基板W昇降。

又，用以進行刀輪10與刻劃預定線S1、S2之位置對準的精密攝影機14，安裝在上述刀輪10之刻劃頭11。據此，可與刀輪10一起往X方向移動。

進一步的，於平台1之上方設有可檢測半導體基板W之外形形狀的角度修正用攝影機。本實施例中，作為此角度修正用攝影機係使用線掃描攝影機15。線掃描攝影機15被保持在從橋架8往Y方向突出之撐桿16之前端，配置成位在往Y方向移動之平台1之Y軸線上方。

於線掃描攝影機15，附設有用以照明被拍攝體之拍攝部位的照明燈17。照明燈17係由正反射光光源17a、與擴散反射光光源17b之組合構成，正反射光透過半反射鏡17c照射向作為被拍攝體之半導體基板 W。藉由此二個光源能以小電力有效的照明被拍攝部。又，正反射光亦可不透過半反射鏡17c而直接照射向被拍攝體。

線掃描攝影機15，如圖8之影像圖所示，作為攝影元件使用線感測器(一維CCD)15a，一邊使作為被拍攝體之半導體基板W藉由平台1往箭頭方向(Y方向)移動、一邊一條一條擷取線15b之影像據以組成半導體基板W之整體像。

被拍攝至線掃描攝影機15之影像資料，以附設於刻劃裝置A之電腦C(參照圖7)之控制部18進行運算處理。在刻劃預定線S1、S2相對平台1之X軸或Y軸傾斜之情形時，藉由平台1之旋動加以修正。又，關於其詳情留待後敘。

附設於刻劃裝置A之電腦C，除上述控制部18外，如圖7之方塊圖所示，亦具備輸入部19、與顯示部20。控制部18係以CPU、RAM、ROM等之電腦硬體來實現，除上述刻劃裝置A之線掃描攝影機15及精密攝影機14之拍攝以及影像資料之運算處理外，亦進行平台1之旋轉及往Y軸方向之移動、以刀輪10進行之刻劃動作等各部機構之動作整體的控制。輸入部19係供作業員對刻劃裝置A輸入各種操作指示及資料，顯示部20則係用以顯示處理選單及動作狀況者。

其次，根據圖2~圖5之動作說明圖以及圖6之流程圖，說明以上述刻劃裝置A進行之半導體基板W之刻劃動作之流程。首先，如圖1、圖2所示，將半導體基板W載置於平台1上並加以吸附保持(步驟1)。

此時，若係在下一個進行之線掃描攝影機15之拍攝區域範圍內的話，無論載置於平台1上之任何位置皆可，但為減少修正時之平台 旋轉量，以刻劃預定線S1、S2之任一者與平台1之X-Y軸方向大致平行之方式載置較佳。圖2中，係配置成具有缺口部K之刻劃預定線S1與平台1之X軸大致平行。

接著，如圖3、圖8所示，一邊以平台1使半導體基板W往Y軸方向移動、一邊以線掃描攝影機15掃描半導體基板W。掃描之影像資料以電腦C之控制部18進行運算處理後從整體像之外形形狀求出半導體基板W之中心點P，進而求出從此中心點P連結缺口部K之直線L1、與平台1沿X軸方向之直線L2的角度、亦即半導體基板W之刻劃預定線S1之傾斜角度α(步驟2)。

接著，如圖4所示，使平台1反時鐘旋動以使傾斜角度α為零。如此，即能使半導體基板W之刻劃預定線S1與刀輪10之刻劃方向之平行度一致(步驟3)。

之後，如圖5所示，半導體基板W藉由平台1之移動而被送至以刀輪10進行之刻劃位置(步驟4)。

接著，以精密攝影機14觀察刻劃預定線S1，以控制部18進行刀輪10與刻劃預定線S1之位置對準(步驟5)。

由於刻劃預定線之數量及間距係預先決定，因此以精密攝影機14進行之位置對準進行一次即可，使平台1依序移動設定之間距即能刻劃出所有的刻劃預定線S1。刻劃預定線S1之刻劃完成後，使平台1旋轉90度以進行刻劃預定線S2之刻劃(步驟6)。

又，亦可於刻劃預定線S1、S2上預設置能以精密攝影機14觀察之對準標記。

如以上所述，本發明之刻劃裝置A，係在以刀輪10進行之刻劃前，先自動的修正載置於平台1上之半導體基板W之傾斜，因此能省去習知之煩雜且耗費時間之手作業的定位操作，迅速進行高精度之刻劃。此外，由於可掌握載置於平台上之圓形基板之位置與大小，因此能消除刀輪或雷射之空轉部分僅對圓形基板之圓內區域有效率的進行刻劃。

又，上述實施例中，作為角度修正用攝影機雖係使用能以高解析能力得到廣視野區域的線掃描攝影機15，但只要是具有能以良好精度檢測圓形半導體基板W之外形形狀之性能之攝影機的話，無特別限定。例如，亦可使用具備如圖9所示之高精度二維感測器21a之區域攝影機(area camera)21。

又，上述實施例中，作為半導體基板W之刻劃預定線S1、S2之刻劃手段雖係使用刀輪10，但亦可取代此而使用公知之雷射。

以上，針對本發明之代表性的實施例做了說明，但本發明並不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，當然可有適當之修正、變化。

產業上之可利用性

本發明，可利用於進行用以從圓形半導體基板分割出晶片等單位製品之龜裂之加工的刻劃裝置。

A‧‧‧刻劃裝置

W‧‧‧半導體基板(圓形基板)

1‧‧‧平台

2‧‧‧軌道

3‧‧‧馬達

4‧‧‧螺桿

5‧‧‧旋轉驅動部

6‧‧‧支承柱

7‧‧‧梁

8‧‧‧橋架

9‧‧‧導件

10‧‧‧刀輪

11‧‧‧刻劃頭

12‧‧‧馬達

14‧‧‧精密攝影機

15‧‧‧線掃描攝影機(角度修正用攝影機)

16‧‧‧撐桿

17‧‧‧照明燈

17a‧‧‧正反射光光源

17b‧‧‧擴散反射光光源

17c‧‧‧半反射鏡

Claims (5)

1. 一種刻劃裝置，係將由脆性材料構成之圓形基板載置於可旋轉之平台，於其表面沿刻劃預定線使用刀輪或雷射進行刻劃以沿刻劃預定線形成斷開用之龜裂，其特徵在於：於該圓形基板之周緣，形成有與該刻劃預定線平行、於通過該圓形基板中心點之線上作為標記之缺口部；設有可觀察載置在該平台上之該圓形基板，以檢測其外形形狀之角度修正用攝影機；具備電腦之控制部，對以該角度修正用攝影機所得之影像資料進行解析處理，以檢測該圓形基板之刻劃預定線相對於該刀輪之刻劃方向的傾斜角度，並對該平台進行旋轉操作以使此傾斜角度為零。
2. 如申請專利範圍第1項之刻劃裝置，其中，該控制部係從以該角度修正用攝影機所得之外形形狀求出該圓形基板之中心點，從此中心點與該缺口部之位置檢測該傾斜角度。
3. 如申請專利範圍第1或2項之刻劃裝置，其中，設有對藉由該角度修正用攝影機之檢測修正了傾斜角度之該圓形基板之刻劃預定線，用以進行該刀輪或雷射之位置對準的精密攝影機。
4. 如申請專利範圍第1或2項之刻劃裝置，其中，該角度修正用攝影機係線掃描攝影機。
5. 如申請專利範圍第3項之刻劃裝置，其中，該角度修正用攝影機係線掃描攝影機。