脆性材料基板的裂斷用治具及裂斷方法
【專利摘要】本發(fā)明是有關(guān)于一種脆性材料基板的裂斷用治具及裂斷方法。本發(fā)明可不損傷功能區(qū)域而將具有沿縱向及橫向整齊排列而形成的功能區(qū)域的半導(dǎo)體晶圓裂斷。當(dāng)將半導(dǎo)體晶圓10裂斷時(shí)預(yù)先格子狀地形成劃線。當(dāng)進(jìn)行裂斷時(shí)，是使用平板狀的裂斷用治具20。裂斷用治具20具有與半導(dǎo)體晶圓10的劃線的間距相同間距的格子狀的槽23、24，且在由該槽所包圍的各區(qū)域的中心分別具有保護(hù)孔21。而且，以使半導(dǎo)體晶圓10的功能區(qū)域與裂斷用治具20的保護(hù)孔21相對(duì)應(yīng)的方式進(jìn)行位置對(duì)準(zhǔn)，沿劃線抵壓裂斷棒33而進(jìn)行裂斷。如此一來，當(dāng)裂斷時(shí)功能區(qū)域11并不直接與裂斷用治具接觸，故而可不損傷而將半導(dǎo)體晶圓裂斷成多個(gè)芯片。
【專利說明】脆性材料基板的裂斷用治具及裂斷方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種在將半導(dǎo)體晶圓等脆性材料基板、且具有沿縱向及橫向整齊排列而形成的多個(gè)功能區(qū)域(亦稱為器件區(qū)域)的基板針對(duì)每一功能區(qū)域裂斷時(shí)的裂斷用治具及裂斷方法。
【背景技術(shù)】
[0002]半導(dǎo)體芯片是借由將形成于半導(dǎo)體晶圓的元件區(qū)域在該區(qū)域的邊界位置分?jǐn)喽圃臁Ｏ惹?，在將晶圓分?jǐn)喑尚酒那樾螘r(shí)，是借由切晶裝置使切割刀片旋轉(zhuǎn)，并借由切削將半導(dǎo)體晶圓較小地切斷。
[0003]然而，在使用切晶裝置的情形時(shí)，必須用以排出由切削引起的排出屑的水，為了不使該水及排出屑對(duì)半導(dǎo)體芯片的性能產(chǎn)生不良影響，必須實(shí)施對(duì)半導(dǎo)體芯片的保護(hù)、用以洗凈水或排出屑的前后步驟。因此，存在步驟變得復(fù)雜，無法削減成本及縮短加工時(shí)間的缺點(diǎn)。又，由于使用切割刀片的切削而產(chǎn)生膜剝離或產(chǎn)生碎片等問題。又，在具有微小的機(jī)械構(gòu)造的MEMS (microelectromechanical system,微機(jī)電系統(tǒng))基板中，會(huì)引起因水的表面張力而導(dǎo)致的構(gòu)造的破壞，故而無法使用水，而產(chǎn)生無法借由切晶而分?jǐn)嗟膯栴}。
[0004]又，在專利文獻(xiàn)1、2中提出有如下基板裂斷裝置，即，借由自形成有劃線的面的背面，沿劃線垂直于面地按壓形成有劃線的半導(dǎo)體晶圓而進(jìn)行裂斷。以下，表示利用此種裂斷裝置的裂斷的概要。在成為裂斷對(duì)象的半導(dǎo)體晶圓整齊排列地形成有多個(gè)功能區(qū)域。在分?jǐn)嗟那樾螘r(shí)，首先，在半導(dǎo)體晶圓隔開等于功能區(qū)域之間的間隔沿縱向及橫向形成劃線。然后，利用裂斷裝置沿該劃線分?jǐn)?。圖1(a)是表示分?jǐn)嗲暗妮d置于裂斷裝置的半導(dǎo)體晶圓的剖面圖。如該圖所示，在半導(dǎo)體晶圓101形成有功能區(qū)域IOlaUOlb在其間形成有劃線S1、S2、S3...。在分?jǐn)嗟那樾螘r(shí)，在半導(dǎo)體晶圓101的背面粘貼粘著膠帶102，在其表面粘貼保護(hù)膜103。然后，配置當(dāng)裂斷時(shí)應(yīng)如圖1(b)所示般在支承刀105、106的正中間裂斷的劃線，在此情形時(shí)為劃線S2，使刀片104自其上部對(duì)準(zhǔn)劃線下降，而按壓半導(dǎo)體晶圓101。以此方式進(jìn)行利用一對(duì)支承刀105、106與刀片104的三點(diǎn)彎曲的裂斷。
[0005][先前技術(shù)文獻(xiàn)]
[0006][專利文獻(xiàn)]
[0007][專利文獻(xiàn)I]日本專利特開2004-39931號(hào)公報(bào)
[0008][專利文獻(xiàn)2]日本專利特開2010-149495號(hào)公報(bào)
[0009]有鑒于上述現(xiàn)有的基板裂斷裝置及裂斷方法存在的缺陷，本發(fā)明人基于從事此類產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造多年豐富的實(shí)務(wù)經(jīng)驗(yàn)及專業(yè)知識(shí)，并配合學(xué)理的運(yùn)用，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種新的脆性材料基板的裂斷用治具及裂斷方法，能夠改進(jìn)一般現(xiàn)有的基板裂斷裝置及裂斷方法，使其更具有實(shí)用性。經(jīng)過不斷的研究、設(shè)計(jì)，并經(jīng)過反復(fù)試作樣品及改進(jìn)后，終于創(chuàng)設(shè)出確具實(shí)用價(jià)值的本發(fā)明。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0010]在具有此種構(gòu)成的裂斷裝置中，在裂斷時(shí)將刀片104往下按壓的情形時(shí)，半導(dǎo)體晶圓101會(huì)略微彎曲，故而應(yīng)力集中于半導(dǎo)體晶圓101與支承刀105、106的前緣所接觸的部分。因此，若裂斷裝置的支承刀105、106的部分如圖1(a)所示般與功能區(qū)域101a、101b接觸，則在裂斷時(shí)會(huì)對(duì)功能區(qū)域施加力。因此，存在可能損傷半導(dǎo)體晶圓上的功能區(qū)域的問題點(diǎn)。
[0011]本發(fā)明是著眼于此種問題點(diǎn)而成者，其目的在于提供一種用以在不對(duì)半導(dǎo)體晶圓的功能區(qū)域施加力的情況下分?jǐn)喟雽?dǎo)體晶圓的裂斷用治具及使用其的裂斷方法。
[0012]為了解決該課題，本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出的脆性材料基板的裂斷方法，其是將在一個(gè)面具有沿縱向及橫向整齊排列而形成的多個(gè)功能區(qū)域的脆性材料基板裂斷的裂斷方法，在上述脆性材料基板的形成有功能區(qū)域的面，以使該功能區(qū)域位于中心的方式沿縱向及橫向格子狀地形成劃線，使用以與上述脆性材料基板的格子狀的劃線相同的間距格子狀地形成槽、且在由上述格子狀的槽所包圍的區(qū)域的各個(gè)中心位置形成有大于上述功能區(qū)域的保護(hù)孔的裂斷用治具，以使該裂斷用治具的保護(hù)孔與上述半導(dǎo)體晶圓的功能區(qū)域?qū)?zhǔn)，使脆性材料基板的劃線位于該裂斷用治具的格子狀的槽的中心的方式使脆性材料基板與上述裂斷用治具接觸，自上述脆性材料基板的未形成有劃線的面沿劃線抵壓裂斷棒而進(jìn)行裂斷。
[0013]為了解決該課題，本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提出的裂斷用治具，其是將在一個(gè)面具有沿縱向及橫向整齊排列而形成的多個(gè)功能區(qū)域、以及在形成有功能區(qū)域的面具有以使功能區(qū)域位于中心的方式而格子狀地形成的劃線的脆性材料基板裂斷的裂斷用治具，且具有:槽，其以與上述脆性材料基板的格子狀的劃線相同的間距格子狀地形成；及保護(hù)孔，其設(shè)置于由上述格子狀的槽所包圍的區(qū)域的各個(gè)中心位置，且大于上述功能區(qū)域。
[0014]本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。
[0015]此處，亦可使上述裂斷用治具在上述槽的兩端進(jìn)而具有確認(rèn)劃線用的至少2個(gè)貫通孔。
[0016]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果。借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明脆性材料基板的裂斷用治具及裂斷方法至少具有下列優(yōu)點(diǎn):根據(jù)具有此種特征的本發(fā)明，以使裂斷用治具的保護(hù)孔與半導(dǎo)體晶圓的功能區(qū)域相對(duì)應(yīng)的方式位置對(duì)準(zhǔn)而進(jìn)行裂斷，故而即便在裂斷時(shí)亦不會(huì)使功能區(qū)域與治具或工作臺(tái)接觸。因此，可不損傷功能區(qū)域而沿劃線將脆性材料基板裂斷。
[0017]上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，詳細(xì)說明如下。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1(a)和圖1(b)是表示先前的半導(dǎo)體晶圓的裂斷時(shí)的狀態(tài)的剖面圖。
[0019]圖2是表示成為本發(fā)明的實(shí)施例的裂斷對(duì)象的半導(dǎo)體晶圓的一例的圖。
[0020]圖3(a)是表示在本發(fā)明的實(shí)施例的裂斷時(shí)所使用的裂斷用治具的前視圖。
[0021]圖3(b)是表示在本發(fā)明的實(shí)施例的裂斷時(shí)所使用的裂斷用治具的后視圖。[0022]圖4A是將圖3 (a)所示的裂斷用治具的一點(diǎn)鏈線的部分A放大的前視圖。
[0023]圖4B是將圖3 (a)所示的裂斷用治具的一點(diǎn)鏈線的部分A放大的后視圖及沿保護(hù)孔的剖面圖。
[0024]圖5(a)和圖5(b)是表示在該實(shí)施例中使用裂斷用治具使半導(dǎo)體晶圓裂斷的狀態(tài)的剖面圖。
[0025]【主要元件符號(hào)說明】
[0026]10:半導(dǎo)體晶圓
[0027]11:功能區(qū)域
[0028]20:裂斷用治具
[0029]21:保護(hù)孔
[0030]22:貫通孔
[0031]23-1 ~23-n、24-l ~24_m:槽
[0032]30:粘著膠帶
[0033]33:裂斷棒
[0034]Sxl ~Sxm, Syl ~Syn:劃線
【具體實(shí)施方式】
[0035]為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本發(fā)明提出的脆性材料基板的裂斷用治具其【具體實(shí)施方式】、結(jié)構(gòu)、裂斷方法、步驟、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。
[0036]其次，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說明。在該實(shí)施例的半導(dǎo)體中，將成為裂斷對(duì)象的基板設(shè)為娃半導(dǎo)體晶圓。圖2表示大致圓形的娃半導(dǎo)體晶圓10,在半導(dǎo)體晶圓10的制造步驟中，沿與χ軸、y軸平行的線縱橫地形成行，而格子狀地形成有多個(gè)功能區(qū)域11。該功能區(qū)域11是例如組入有機(jī)械構(gòu)成零件、感測(cè)器、致動(dòng)器等的MEMS功能區(qū)域。而且，為了針對(duì)每一功能區(qū)域進(jìn)行分?jǐn)喽蔀榘雽?dǎo)體芯片，借由未圖示的劃線裝置，在形成有功能區(qū)域的面如一點(diǎn)鏈線所示般沿縱向形成劃線Syl~Syn、沿橫向形成劃線Sxl~SM。
[0037]其次，在裂斷步驟中，使半導(dǎo)體晶圓10沿各劃線裂斷。在本實(shí)施例中，當(dāng)使半導(dǎo)體晶圓10裂斷時(shí)是使用裂斷用治具20。如圖3(a)的前視圖及圖3(b)的后視圖所示般，該裂斷用治具20是正方形的平板的金屬制治具，例如厚度設(shè)為數(shù)毫米左右。該裂斷用治具20在與包含半導(dǎo)體晶圓10的各功能區(qū)域的區(qū)域相對(duì)應(yīng)的位置沿χ方向及y方向的線縱橫地整齊排列而形成有多個(gè)長方形的保護(hù)孔21。該保護(hù)孔21是用以在裂斷時(shí)不對(duì)半導(dǎo)體晶圓10的功能區(qū)域11施加力者，此處是設(shè)為大于功能區(qū)域的貫通孔。而且，在該保護(hù)孔21群的周圍設(shè)置有劃線確認(rèn)用的貫通孔22。該貫通孔22是針對(duì)I條劃線至少設(shè)置2個(gè)。在該貫通孔22以使裂斷用治具20的保護(hù)孔21所形成的列及行的中間的位置、即半導(dǎo)體晶圓10的各功能區(qū)域與保護(hù)孔21相對(duì)應(yīng)的方式準(zhǔn)確地位置對(duì)準(zhǔn)時(shí)，便已將形成于半導(dǎo)體晶圓10的各個(gè)劃線Sxl~Sxm、Syl~Syn設(shè)置于貫通其中心的位置。 [0038]圖4A是將圖3(a)的一點(diǎn)鏈線的部分A放大的前視圖。圖4B是其背面圖，同時(shí)表示B-B線及C-C線剖面圖。在該裂斷用治具20的背面，與y軸平行地形成有固定深度的槽23-1~23-n。又，與χ軸平行地形成有固定深度的槽24_1~24_m。使所述格子狀的槽的間距與成為裂斷對(duì)象的半導(dǎo)體晶圓10的劃線sxl?sxm、syl?syn的間距準(zhǔn)確地一致，而成為具有固定寬度者。而且，是以使上述各保護(hù)孔21位于由槽所包圍的各區(qū)域的中心的方式而形成。
[0039]且說，在使用裂斷用治具20使半導(dǎo)體晶圓10裂斷的情形時(shí)，如圖5(a)和圖5(b)中局部剖面圖所示般，預(yù)先將半導(dǎo)體晶圓10的未形成有劃線的面接著于粘著膠帶30上。然后，在裂斷裝置的工作臺(tái)31的上表面介隔保護(hù)膠帶32配置裂斷用治具20，使半導(dǎo)體晶圓10反轉(zhuǎn)，以使半導(dǎo)體晶圓10的功能區(qū)域11完全包含于裂斷用治具20的保護(hù)孔21的方式定位而配置半導(dǎo)體晶圓10。此時(shí)，利用CO) (Charge Coupled Device,電荷稱合器件)相機(jī)或紅外線相機(jī)等自上方經(jīng)由貫通孔22確認(rèn)半導(dǎo)體晶圓10的劃線，以使劃線成為槽的中心的方式準(zhǔn)確地定位而配置。若工作臺(tái)31由左右的支承刀形成，則亦可敞開支承刀之間自下方確認(rèn)劃線。如此一來，此時(shí)的剖面圖成為圖5(a)和圖5(b)所示者，所有功能區(qū)域11成為與保護(hù)孔21相對(duì)應(yīng)的位置，而不直接與裂斷用治具20接觸。又，預(yù)先形成的劃線Sxl?Sxm、Syl?Syn變成位于槽23-1?23-n、24-l?24_m的上表面的中央。
[0040]若以此方式進(jìn)行定位后，借由裂斷裝置進(jìn)行裂斷，則如圖5(b)所示，當(dāng)壓入裂斷棒33時(shí)，半導(dǎo)體晶圓10稍微陷入槽，在此情形時(shí)為槽23-2內(nèi)，但在其左右的與功能區(qū)域11對(duì)應(yīng)的部分設(shè)置有保護(hù)孔21，故而可不直接與裂斷用治具20接觸而將半導(dǎo)體晶圓10裂斷。以此方式沿所有劃線同樣地裂斷。借由在其后的步驟中將粘著膠帶30卸除，可將長方形狀的功能區(qū)域分?jǐn)喽纬啥鄠€(gè)MEMS芯片。
[0041]再者，在該實(shí)施例中，裂斷用治具20的多個(gè)保護(hù)孔21可作為貫通孔保護(hù)半導(dǎo)體晶圓的功能區(qū)域，但只要當(dāng)裂斷時(shí)不使半導(dǎo)體晶圓10的功能區(qū)域11接觸即可，故而亦可不為貫通孔，而是任意深度的孔。又，關(guān)于槽23-1?23-n、24-l?24_m亦只要在裂斷時(shí)當(dāng)半導(dǎo)體晶圓10的一部分陷入時(shí)不接觸即可，故而亦可為任意深度的槽。
[0042]又，在該實(shí)施例中，在裂斷用治具設(shè)置有用以確認(rèn)劃線的貫通孔。然而，只要可將具有劃線及功能區(qū)域的半導(dǎo)體晶圓準(zhǔn)確地定位于治具，便未必需要確認(rèn)劃線的位置，亦可不設(shè)置貫通孔。
[0043]進(jìn)而，在該實(shí)施例中，作為半導(dǎo)體晶圓是對(duì)硅基板進(jìn)行了說明，但本發(fā)明亦可適用于碳化娃基板(S i C基板)、藍(lán)寶石基板、LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic,低溫共燒陶瓷)基板等各種脆性材料基板。
[0044]本發(fā)明當(dāng)對(duì)具有應(yīng)保護(hù)的區(qū)域的脆性材料基板劃線而將其裂斷時(shí)，可不損傷應(yīng)保護(hù)的區(qū)域而進(jìn)行裂斷，故而可有效地適用于形成有功能區(qū)域的基板的裂斷裝置。
[0045]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種脆性材料基板的裂斷方法，其特征在于其是將在一個(gè)面具有沿縱向及橫向整齊排列而形成的多個(gè)功能區(qū)域的脆性材料基板裂斷的裂斷方法；在上述脆性材料基板形成有功能區(qū)域的面，以使該功能區(qū)域位于中心的方式沿縱向及橫向格子狀地形成劃線；使用以與上述脆性材料基板的格子狀的劃線相同的間距格子狀地形成槽、且在由上述格子狀的槽所包圍的區(qū)域的各個(gè)中心位置形成有大于上述功能區(qū)域的保護(hù)孔的裂斷用治具，以使該裂斷用治具的保護(hù)孔與上述半導(dǎo)體晶圓的功能區(qū)域?qū)?zhǔn)，使脆性材料基板的劃線位于該裂斷用治具的格子狀的槽的中心的方式使脆性材料基板與上述裂斷用治具接觸；自上述脆性材料基板的未形成有劃線的面沿劃線抵壓裂斷棒而進(jìn)行裂斷。
2.一種裂斷用治具，其特征在于其是將在一個(gè)面具有沿縱向及橫向整齊排列而形成的多個(gè)功能區(qū)域、以及在形成有功能區(qū)域的面具有以使功能區(qū)域位于中心的方式而格子狀地形成的劃線的脆性材料基板裂斷的裂斷用治具；且具有:槽，其以與上述脆性材料基板的格子狀的劃線相同的間距格子狀地形成；及保護(hù)孔，其設(shè)置于由上述格子狀的槽所包圍的區(qū)域的各個(gè)中心位置，且大于上述功能區(qū)域。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裂斷用治具，其特征在于其中上述裂斷用治具在上述槽的兩端進(jìn)而具有確認(rèn)劃線用的至少2個(gè)貫通孔。
【文檔編號(hào)】B28D5/00GK103722623SQ201310429653
【公開日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2013年9月13日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月16日
【發(fā)明者】田村健太, 武田真和, 村上健二 申請(qǐng)人:三星鉆石工業(yè)股份有限公司