TW202421365A - 切割裝置 - Google Patents

Abstract

[課題]提供一種可防止切割屑往元件附著，且可防止電極氧化而生鏽之切割裝置。[解決手段]一種切割裝置，其包含：切割液供給噴嘴，其與該切割單元相鄰而配設，並將切割液供給至切割刀片與被加工物的接觸點；以及防鏽劑供給噴嘴，其在Y方向具有超過被加工物的寬度之長度，並供給防鏽劑，以使形成於元件之電極不會生鏽。

Description

切割裝置

本發明係關於一種切割被加工物之切割裝置，所述被加工物係在正面形成有多個藉由分割預定線所劃分之具備電極之元件。

在正面形成有藉由交叉之多條分割預定線所劃分之IC、LSI等多個元件之晶圓，係藉由能旋轉地具備切割刀片之切割裝置而被分割成一個個元件晶片，所分割之元件晶片被利用於行動電話、個人電腦等電子設備。

切割裝置被構成為包含：卡盤台，其保持晶圓；切割單元，其能旋轉地具備將被保持於該卡盤台之晶圓進行切割之切割刀片；X軸進給機構，其將該卡盤台與該切割單元相對地在X軸方向進行切割進給；以及Y軸進給機構，其將該卡盤台與切割單元相對地在與X軸方向正交之Y軸方向進行分度進給，並且，可將晶圓高精度地分割成一個個元件晶片。

並且，若藉由切割刀片切割晶圓，則切割屑（污染物）會漂浮而附著於晶圓的正面，使元件的品質下降，因此提案有一種將清洗水供給至晶圓的正面而沖洗切割屑，防止附著於元件晶片之技術（例如，參照專利文獻1）。 [習知技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2014-121738號公報

[發明所欲解決的課題] 另外，若切割如QFN（Quad-Flat-Non leaded package，四方平面無引腳封裝）般的封裝基板，則有構成元件之電極墊會隨著時間經過氧化而生鏽，使元件的品質下降之問題。

此種問題並不受限於將形成QFN之封裝基板進行切割之情形，且將在正面配設有多個電極之元件所形成之半導體晶圓進行切割之情形中亦會發生。

因此，本發明之目的在於提供一種可防止切割屑往元件附著，且可防止元件的電極氧化而生鏽之切割裝置。

[解決課題的技術手段] 根據本發明，提供一種切割裝置，其具備：卡盤台，其保持被加工物，所述被加工物係在正面形成有多個藉由交叉之多條分割預定線所劃分之具備電極之元件；切割單元，其能旋轉地具備將被保持於該卡盤台之該被加工物進行切割之切割刀片；X軸進給機構，其將該卡盤台與該切割單元相對地在X軸方向進行切割進給；Y軸進給機構，其將該卡盤台與該切割單元相對地在與X軸方向正交之Y軸方向進行分度進給；切割液供給噴嘴，其與該切割單元相鄰而配設，並將切割液供給至該切割刀片與該被加工物的接觸點；以及防鏽劑供給噴嘴，其在Y軸方向具有超過該被加工物的寬度之長度，並供給防鏽劑，以使形成於該元件之該電極不會生鏽。

較佳為，該切割液供給噴嘴供給純水、或有機酸與氧化劑的混合液。

[發明功效] 根據本發明的切割裝置，即使切割QFN等封裝基板並隨時間經過，仍可防止元件的電極氧化而生鏽，解決導致元件的品質下降之問題。

以下，針對本發明實施方式的切割裝置，一邊參照隨附圖式，一邊詳細地進行說明。

圖1係表示本實施方式的切割裝置1的整體立體圖。被圖示的切割裝置1加工之被加工物係在正面配設有多個電極（省略圖示）之元件D所形成之矽（Si）的晶圓W。該晶圓W係透過黏著膠膜T而被保持於環狀框架F。

切割裝置1具備：卡匣4（以二點鏈線表示），其容納多個晶圓W；暫置台5，其將容納於卡匣4之晶圓W搬出而暫時放置；搬出搬入單元6，其將晶圓W從卡匣4搬出至暫置台5，且將晶圓W從暫置台5搬入至卡匣4；搬送單元7，其將搬出至暫置台5之晶圓W進行吸附並回旋，而載置於保持單元8的卡盤台8a的保持面8b；切割單元9，其切割被吸引保持於卡盤台8a的保持面8b之晶圓W；清洗單元10（省略詳細），其清洗被切割單元9切割加工之晶圓W；清洗搬送單元11，其將經切割加工之晶圓W從卡盤台8a往清洗單元10搬送；攝像單元12，其拍攝卡盤台8a上的晶圓W；以及省略圖示之控制器。卡匣4係被載置於藉由未圖示的升降單元而配設成能上下移動之卡匣台4a上，在藉由搬出搬入單元6將晶圓W從卡匣4搬出之際，適當調整卡匣4的高度。在裝置外殼2內配設有將保持單元8的卡盤台8a在X軸方向進行加工進給之X軸進給機構以及將切割單元9在與X軸方向正交之Y軸方向進行分度進給之Y軸進給機構（皆省略圖示）。

一邊參照圖2，一邊更具體地說明配設於圖1所示之切割裝置1之切割單元9。圖2係將圖1所示之切割裝置1的切割單元9的主要部分與移動至切割單元9的正下方之保持單元8放大表示之立體圖。如從圖2所理解，切割單元9具備：主軸外殼91，其在Y軸方向延伸；主軸92，其藉由主軸外殼91而被支撐成旋轉自如；環狀的切割刀片93，其裝卸自如地支撐於主軸92的前端側；蓋體94，其裝設於主軸外殼91的前端並覆蓋該切割刀片93；切割液供給噴嘴95（以虛線表示），其將切割液L2供給至切割刀片93與晶圓W的接觸點亦即切割加工位置；以及防鏽劑供給噴嘴96，其供給以元件D的電極不會生鏽之方式作用之防鏽劑L1（稍後詳述）。此外，主軸92係藉由配設於主軸92的後端側之省略圖示之電動馬達而旋轉驅動。並且，本實施方式的切割單元9除了前述之Y軸進給機構以外，亦具備使切割單元9在Z軸方向移動而進行切入進給之切入進給機構（省略圖示）。

如圖2所示，蓋體94具備：第一蓋構件94a，其固定於主軸外殼91的前端；第二蓋構件94b，其以螺絲固定於第一蓋構件94a的前表面；以及切割刀片檢測塊94c，其從第一蓋構件94a的上表面以螺絲固定。在切割刀片檢測塊94c配設有用於檢測切割刀片93的外周端部側的磨損、崩缺的刀片感測器（省略圖示）。

防鏽劑供給噴嘴96係與切割單元9相鄰而配設，在本實施方式中，具備：中空圓筒狀的本體部96a，其沿著Y軸方向配設；多個噴射孔96b，其等在該本體部96a朝向切割刀片93側下方配設，並朝向被保持於卡盤台8a之晶圓W噴射防鏽劑L1；以及防鏽劑導入口96c，其形成於該本體部96a的裡側端部。在防鏽劑導入口96c連接有供給防鏽劑L1之防鏽劑供給單元13。防鏽劑供給噴嘴96係藉由省略圖示之固定構件而固定於蓋體94或主軸外殼91，並與切割單元9一體地移動。

防鏽劑供給單元13具備：防鏽劑儲存槽13a，其儲存防鏽劑L1；防鏽劑路徑13b，其連接防鏽劑儲存槽13a與防鏽劑導入口96c；以及開關閥13c，其將防鏽劑路徑13b進行開關。該防鏽劑儲存槽13a具備省略圖示之泵，藉由使該泵作動且將開關閥13c設為開啟，而可從防鏽劑供給噴嘴96的噴射孔96b噴射防鏽劑L1。

在圖2以虛線表示之切割液供給噴嘴95配設於切割單元9，在本實施方式中係形成於第一蓋構件94a內，並將從切割液導入口95a導入之切割液L2朝向切割刀片93與被切割加工之晶圓W的接觸點供給。在切割液導入口95a連接有切割液供給單元14。切割液供給單元14具備：切割液儲存槽14a，其儲存切割液L2；切割液路徑14b，其連接切割液儲存槽14a與切割液導入口95a；以及開關閥14c，其將切割液路徑14b進行開關。該切割液儲存槽14a具備省略圖示之泵，藉由使該泵作動且將開關閥14c設為開啟，而可從切割液供給噴嘴95的噴射口95b噴射切割液L2。

以下針對本實施方式的防鏽劑L1進行說明。本發明中所採用之防鏽劑L1係用於防止切割被加工物（本實施方式中為矽的晶圓W）而被分割之元件D的電極氧化而生鏽之液體，例如，可採用如以下成分的防鏽劑。

對可作為上述之防鏽劑L1而使用之1,2,3-***衍生物而言，可舉例在形成1,2,3-***環之氮原子上不具有取代基，且在1,2,3-***的4位及／或5位上導入有由羥基、羧基、磺酸基、胺基、胺甲醯基、碳醯胺基、胺磺醯基及磺醯胺基組成之群組中選出之取代基，或者被由羥基、羧基、磺酸基、胺基、胺甲醯基、碳醯胺基、胺磺醯基及磺醯胺基組成之群組中選出之至少一個取代基所取代之烷基或芳基。

並且，對可作為防鏽劑L1使用之1,2,4-***衍生物而言，可舉例在形成1,2,4-***環之氮原子上不具有取代基，且在1,2,4-***的2位及／或5位上導入有由磺酸基、胺甲醯基、碳醯胺基、胺磺醯基及磺醯胺基組成之群組中選出之取代基，或者被由羥基、羧基、磺酸基、胺基、胺甲醯基、碳醯胺基、胺磺醯基及磺醯胺基組成之群組中選出之至少一個取代基所取代的烷基或芳基。

上述之防鏽劑供給噴嘴96供給防鏽劑L1，以在切割加工時被保持於卡盤台8a之晶圓W的元件D的電極不會氧化，且在防鏽劑供給噴嘴96與保持於上述之卡盤台8a之晶圓W中，設定成滿足基於圖3所說明之以下的條件。此外，圖3係表示被保持於上述保持單元8的卡盤台8a之晶圓W與配設於切割單元9之防鏽劑供給噴嘴96之俯視圖，為了方便說明，省略切割單元9的防鏽劑供給噴嘴96以外的構成（蓋體94、主軸外殼91等）。晶圓W係在正面Wa形成有藉由分割預定線We所劃分之多個元件D之晶圓，並透過黏著膠膜T而被保持於具有能容納晶圓W的開口Fa之環狀框架F。

如從圖3的俯視圖所理解，防鏽劑供給噴嘴96係沿著Y軸方向而配設，並在Y軸方向具有超過被加工物亦即晶圓W的Y軸方向的寬度P1。並且，如圖3所示，在防鏽劑供給噴嘴96的本體部96a所形成之多個噴射孔96b係以一側端部的噴射孔96b與另一側端部的噴射孔96b所規定之長度P2被設定成比晶圓W的寬度P1更長。再者，形成多個噴射孔96b之數量及間隔被設定成從噴射孔96b將防鏽劑L1供給至被保持於卡盤台8a之晶圓W的寬度方向的整個區域。此外，在上述之實施方式中，雖在防鏽劑供給噴嘴96形成多個噴射孔96b並供給防鏽劑L1，但本發明並不受限於此，亦可從沿著防鏽劑供給噴嘴96的長邊方向而形成之狹縫供給防鏽劑L1。此時的狹縫的長度係以超過上述的晶圓W的寬度P1的長度之尺寸而設定。上述之防鏽劑供給單元13、切割液供給單元14及各作動部係被上述之控制器控制。

以下針對本實施方式的切割液L2進行說明。本發明中所採用之切割液L2係從上述之切割液供給噴嘴95被供給至切割刀片93與晶圓W的接觸點之液體，且例如能採用純水，或者如以下說明般的成分的有機酸與氧化劑的混合液。

對可作為構成從切割液供給噴嘴95供給之混合液之有機酸而使用之胺基酸而言，可舉例有：甘胺酸、二羥基乙基甘胺酸、甘胺醯甘胺酸、羥基乙基甘胺酸、N-甲基甘胺酸、β-丙胺酸、L-丙胺酸、L-2-胺基丁酸、L-正纈胺酸、L-纈胺酸、L-白胺酸、L-正白胺酸、L-別異白胺酸、L-異白胺酸、L-苯基丙胺酸、L-脯胺酸、肌胺酸、L-鳥胺酸、L-離胺酸、牛磺酸、L-絲胺酸、L-蘇胺酸、L-別蘇胺酸、L-高絲胺酸、L-甲狀腺素、L-酪胺酸、3,5-二碘-L-酪胺酸、β-(3,4-二羥基苯基)-L-丙胺酸、4-羥基-L-脯胺酸、L-半胱胺酸、L-甲硫胺酸、L-乙硫胺酸、L-羊毛硫胺酸、L-胱硫醚、L-胱胺酸、L-氧化半胱胺酸（L-cysteic acid）、L-麩胺酸、L-天冬胺酸、S-(羧甲基)-L-半胱胺酸、4-胺基丁酸、L-天冬醯胺、L-麩醯胺、氮絲胺酸（azaserine）、L-刀豆胺酸、L-瓜胺酸、L-精胺酸、δ-羥基-L-離胺酸、肌酸、L-犬尿胺酸、L-組胺酸、1-甲基-L-組胺酸、3-甲基-L-組胺酸、L-色胺酸、放線菌素C1、麥角組織胺基硫、蜂毒神經肽（apamin）、血管收縮素I、血管收縮素II及抗痛素（antipain）等。其中，較佳為甘胺酸、L-丙胺酸、L-脯胺酸、L-組胺酸、L-離胺酸、二羥基乙基甘胺酸。

並且，對可作為構成前述混合液之有機酸而使用之胺基多元酸而言，可舉例有：亞胺二乙酸、氮三乙酸、二伸乙基三胺五乙酸、乙二胺四乙酸、羥基乙基亞胺基二乙酸、氮基三亞甲基膦酸、乙二胺-N,N,N’,N’-四亞甲基磺酸、1,2-二胺基丙烷四乙酸、乙二醇醚二胺四乙酸、反式環己烷二胺四乙酸、乙二胺鄰羥基苯基乙酸、乙二胺二琥珀酸（SS體）、β-丙胺酸二乙酸、N-(2-羧酸基乙基)-L-天冬胺酸、N,N’-雙(2-羥基苄基)乙二胺-N,N’-二乙酸等。

再者，對可作為構成前述混合液之有機酸而使用之羧酸而言，可舉例有：甲酸、乙醇酸、丙酸、乙酸、丁酸、戊酸、己酸、草酸、丙二酸、戊二酸、己二酸、蘋果酸、琥珀酸、庚二酸、巰乙酸、乙醛酸、氯乙酸、丙酮酸、乙醯乙酸、戊二酸等的飽和羧酸，或者丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、富馬酸、馬來酸、中康酸、檸康酸、烏頭酸等的不飽和羧酸，還有安息香酸類、甲苯甲酸、鄰苯二甲酸類、萘甲酸類、焦密石酸、萘二甲酸等之環狀不飽和羧酸等。

對構成由切削液供給噴嘴95所供給之混合液的氧化劑而言，例如，可使用：過氧化氫、過氧化物、硝酸鹽、碘酸鹽、過碘酸鹽、次氯酸鹽、亞氯酸鹽、氯酸鹽、過氯酸鹽、過硫酸鹽、重鉻酸鹽、過錳酸鹽、鈰酸鹽、釩酸鹽、臭氧水及銀（II）鹽、鐵（(III）鹽或其有機錯鹽等。

如上所述，藉由使用有機酸與氧化劑的混合液作為切割液，發揮在切割加工時飛散之切割屑不會附著在被保持於卡盤台8a之晶圓W的正面Wa之功能，且將在藉由切割加工而被分割成一個個之元件D所形成之毛邊等良好地去除，而避免元件D的品質下降。並且，亦可在上述之切割液L2混合上述的防鏽劑L1。

本實施方式的切割裝置1具有大致如同上述的構成，以下針對藉由切割裝置1將被加工物亦即晶圓W進行切割加工之態樣進行說明。此外，本發明的被加工物係如上述般的板狀的矽的晶圓W，並在正面Wa形成有藉由分割預定線We所劃分之多個元件D。

在藉由基於圖1所說明之切割裝置1的切割單元9而實施切割加工之際，首先，藉由搬出搬入單元6而將容納於卡匣4之晶圓W搬出至暫置台5，並藉由搬送單元7而搬送至圖1中定位於搬出搬入位置之卡盤台8a上。若將晶圓W載置於卡盤台8a並進行吸引保持，則藉由省略圖示之X軸進給機構而將晶圓W定位於攝像單元12的正下方進行拍攝，檢測應切割加工之區域亦即晶圓W的預定的分割預定線We而使其與X軸方向匹配。接著，實施開始切割之分割預定線We與切割單元9的切割刀片93的對位，將切割單元9定位於預定的加工開始位置。

接著，如圖4所示，使切割單元9的切割刀片93在以R1表示之方向高速旋轉，且定位於與X軸方向匹配之在第一方向延長之分割預定線We，並運作上述之防鏽劑供給單元13及切割液供給單元14，而從防鏽劑供給噴嘴96及切割液供給噴嘴95噴射防鏽劑L1與切割液L2。然後，運作上述的切入進給機構，而使切割刀片93從晶圓W的正面Wa側在Z軸方向切入，且運作上述之X軸進給機構，而將晶圓W在圖中以箭頭X表示之X軸方向進行加工進給，形成切割槽100。此外，在本實施方式中，作為切割液L2，雖說明選擇已混合上述之有機酸與氧化劑之混合液，並從切割液供給噴嘴95供給，但切割液L2亦可為純水。

圖5係表示形成上述之切割槽100之切割加工的實施態樣的前視圖。在圖5中，為了便於說明，省略蓋體94的第二蓋構件94b、刀片檢測塊94c，且以剖面表示形成有切割液供給噴嘴95之第一蓋構件94a的一部分。

若形成上述之切割槽100，則將切割單元9的切割刀片93分度進給至在Y軸方向與已形成該切割槽100之分割預定線We相鄰之未加工的分割預定線We上，與上述同樣地形成切割槽100。藉由重複進行此等步驟，而沿著在第一方向延長之所有的分割預定線We形成切割槽100。接著，將晶圓W旋轉90度，使與先形成切割槽100之第一方向正交之第二方向延長之分割預定線We與X軸方向匹配，一邊供給上述之防鏽劑L1及切割液L2，一邊對在第二方向延長之所有的分割預定線We實施切割加工，沿著在晶圓W所形成之所有的分割預定線We形成切割槽100。藉由以上，晶圓W的元件D被分割成一個個元件晶片。

如從圖4、圖5所理解，因從防鏽劑供給噴嘴96將防鏽劑L1供給至晶圓W的正面Wa上，故可防止構成元件D之電極氧化而生鏽，解決導致元件D的品質下降之問題。再者，雖從切割液供給噴嘴95朝向切割刀片93與晶圓W的接觸點供給切割液L2，但如上述，在切割液L2為有機酸與氧化劑的混合液之情形，發揮飛散於晶圓W的正面Wa之切割屑不會附著於晶圓W上之功能，且可良好地去除切割加工時形成於元件D之毛邊等。

此外，藉由本發明所切割之被加工物並不受限於上述之實施方式的晶圓W。例如，亦可為配設有多個被稱為QFN之元件之封裝基板。在藉由上述之切割裝置1將該基板沿著分割預定線切割而被分割成一個個元件的外周會露出電極。即使在將此種基板分割成一個個元件之情形中，亦防止藉由切割加工所分割之元件的電極氧化而生鏽，解決導致該元件的品質下降之問題。

1:切割裝置 2:裝置外殼 4:卡匣 5:暫置台 6:搬出搬入單元 7:搬送單元 8:保持單元 8a:卡盤台 8b:保持面 9:切割單元 91:主軸外殼 92:主軸 93:切割刀片 94:蓋體 94a:第一蓋構件 94b:第二蓋構件 94c:刀片檢測塊 95:切割液供給噴嘴 95a:切割液導入口 95b:噴射口 96:防鏽劑供給噴嘴 96a:本體部 96b:噴射孔 96c:防鏽劑導入口 10:清洗單元 11:清洗搬送單元 12:攝像單元 13:防鏽劑供給單元 13a:防鏽劑儲存槽 13b:防鏽劑路徑 13c:開關閥 14:切割液供給單元 14a:切割液儲存槽 14b:切割液路徑 14c:開關閥 100:切割槽 L1:防鏽劑 L2:切割液 D:元件 W:晶圓 Wa:正面 We:分割預定線

圖1係本發明實施方式的切割裝置的整體立體圖。 圖2係將配設於圖1所記載的切割裝置之切割單元放大表示之立體圖。 圖3係表示圖2所示之防鏽劑供給噴嘴與晶圓之俯視圖。 圖4係表示切割加工的實施態樣之立體圖。 圖5係圖4所示之實施態樣的前視圖。

9:切割單元

13:防鏽劑供給單元

13b:防鏽劑路徑

14:切割液供給單元

14b:切割液路徑

91:主軸外殼

92:主軸

93:切割刀片

94:蓋體

94a:第一蓋構件

94b:第二蓋構件

94c:刀片檢測塊

95:切割液供給噴嘴

95a:切割液導入口

95b:噴射口

96:防鏽劑供給噴嘴

96a:本體部

96b:噴射孔

96c:防鏽劑導入口

100:切割槽

L1:防鏽劑

L2:切割液

D:元件

W:晶圓

Wa:正面

We:分割預定線

F:環狀框架

T:黏著膠膜

R1:箭頭

Claims (2)

1. 一種切割裝置，其具備： 卡盤台，其保持被加工物，該被加工物係在正面形成有多個藉由交叉之多條分割預定線所劃分之具備電極之元件； 切割單元，其能旋轉地具備將被保持於該卡盤台之該被加工物進行切割之切割刀片； X軸進給機構，其將該卡盤台與該切割單元相對地在X軸方向進行切割進給； Y軸進給機構，其將該卡盤台與該切割單元相對地在與X軸方向正交之Y軸方向進行分度進給； 切割液供給噴嘴，其與該切割單元相鄰而配設，並將切割液供給至該切割刀片與該被加工物的接觸點；以及 防鏽劑供給噴嘴，其在Y軸方向具有超過該被加工物的寬度之長度，並供給防鏽劑，以使形成於該元件之該電極不會生鏽。
2. 如請求項1之切割裝置，其中，該切割液供給噴嘴供給純水、或有機酸與氧化劑的混合液。