專利名稱：晶片分割方法和分割裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種沿著晶片正面上形成為格子狀圖案的多條分割線分割晶片的方法。本發(fā)明還涉及一種分割裝置。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體器件的制造過程中，通過被稱為“道”的分割線劃分多個(gè)區(qū)域，分割線布置在大致盤形半導(dǎo)體晶片的前表面上的格子狀圖案中，電路例如IC或LSI被形成在每個(gè)劃分區(qū)域中。通過沿著分割線切割半導(dǎo)體晶片將其分割成上面形成有電路的區(qū)域而生產(chǎn)獨(dú)立的半導(dǎo)體芯片。包括層壓在藍(lán)寶石基板(sapphire substrate)前表面上的氮化鎵化合物半導(dǎo)體的光學(xué)器件晶片也沿著預(yù)置的分割線切割成獨(dú)立的光學(xué)器件，例如發(fā)光二極管或激光二極管，它們廣泛用于電子設(shè)備中。
沿著分割線切割上述半導(dǎo)體晶片或光學(xué)器件晶片通常是利用被稱為“割片機(jī)(dicer)”的切割機(jī)進(jìn)行的。這種切割機(jī)包括用于支承工件例如半導(dǎo)體晶片或光學(xué)器件晶片的大塊工作臺(tái)，用于切割被支承在大塊工作臺(tái)上的工件的切割裝置，以及用于使大塊工作臺(tái)和工件彼此相對(duì)運(yùn)動(dòng)的切割進(jìn)給裝置。該切割裝置包括旋轉(zhuǎn)芯軸，安裝在所述芯軸上的切割刀片以及旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)該旋轉(zhuǎn)芯軸的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。該切割刀片包括盤形基座和安裝在該基座的側(cè)壁外周部上的環(huán)形切割刃，所述環(huán)形切割刃通過將直徑大約為3μm的金剛石磨粒利用電成型(electroforming)固定到該基座上而形成大約為20μm的厚度。
由于藍(lán)寶石基板、碳化硅基板等具有高的莫氏硬度，因此利用上述切割刀片切割不是很容易。另外，由于切割刀片厚度大約為20μm，劃分器件的分割線必須具有大約50μm的寬度。因此，在尺寸為300μm×300μm的裝置中，這些“道”占晶片的面積比率為14％，這樣就存在生產(chǎn)率降低的問題。
作為分割片狀工件，例如半導(dǎo)體晶片的一種手段，目前希望使用一種激光加工方法，該方法施加能夠穿過工件的脈沖激光束，其焦點(diǎn)設(shè)置在將要被分割的區(qū)域內(nèi)部，其在日本專利3408805中被公開。在利用這種激光加工技術(shù)的分割方法中，通過施加能穿過工件的紅外區(qū)域的脈沖激光束，其焦點(diǎn)設(shè)置在內(nèi)部，從工件的一側(cè)沿分割線在工件的內(nèi)部連續(xù)形成變質(zhì)層，并沿分割線施加外力(其強(qiáng)度已經(jīng)由于形成變質(zhì)層而減小)而將工件分割。
為了通過沿著晶片的分割線施加外力而將具有沿著分割線連續(xù)形成有變質(zhì)層的晶片分割成獨(dú)立的芯片，本申請(qǐng)的申請(qǐng)人一種將晶片分割成獨(dú)立芯片的技術(shù)，其是利用擴(kuò)展一粘貼在晶片上的保護(hù)帶而給予晶片拉伸力而實(shí)現(xiàn)的，如日本專利申請(qǐng)2003-361471所述。
在通過擴(kuò)展被安裝在晶片上的保護(hù)帶而給予晶片拉伸力的方法中，當(dāng)粘貼到晶片上的保護(hù)帶被擴(kuò)展時(shí)，拉伸力徑向作用在晶片上。因此，拉伸力相對(duì)于形成在格子狀圖案上的分割線以任意方向作用，從而晶片被不規(guī)則地分割，保留了未分割區(qū)域。當(dāng)如上所述通過擴(kuò)展保護(hù)帶而沿著分割線分割晶片時(shí)，所述晶片具有被稱為“測試元件組”的測試金屬圖案以測試在分割線上的各電路功能，則不規(guī)則力作用于上述金屬圖案，從而使金屬圖案被參差不齊地折斷，產(chǎn)生破損并降低了每個(gè)器件的質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種沿著分割線精確可靠地分割晶片的方法和分割機(jī)，所述晶片沿著分割線的強(qiáng)度降低。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種沿著晶片正面上形成為格子狀圖案的多條分割線分割晶片的方法，所述晶片沿著分割線的強(qiáng)度降低，所述方法包括以下步驟帶貼附步驟，用于將一保護(hù)帶貼附于晶片的一側(cè)；晶片保持步驟，用于通過所述保護(hù)帶在每個(gè)分割線兩側(cè)保持貼附在保護(hù)帶上的晶片；以及折斷步驟，用于通過沿著每個(gè)分割線吸附所述通過保護(hù)帶保持的晶片而沿著每個(gè)分割線分割所述晶片。
優(yōu)選地，在所述晶片的分割線上形成薄膜，并且在折斷步驟后執(zhí)行擴(kuò)展所述保護(hù)帶的步驟，以使形成在晶片的分割線上的所述薄膜折斷并被分割開。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種沿著晶片正面上形成為格子狀圖案的多條分割線分割晶片的晶片分割裝置，所述晶片沿著分割線的強(qiáng)度降低，所述晶片分割裝置包括帶保持裝置，用于保持一個(gè)被貼附于晶片一側(cè)的保護(hù)帶；吸附力提供裝置，用于通過所述保護(hù)帶在每個(gè)分割線的兩側(cè)保持晶片，并通過所述保護(hù)帶沿每個(gè)分割線吸附所述晶片，所述晶片通過所述保護(hù)帶被保持在所述帶保持裝置上。
所述吸附力提供裝置包括晶片保持件，其具有朝向頂面開口的吸附槽以及形成在所述吸附槽兩側(cè)上的保持部分；吸附裝置，其與所述晶片保持件的所述吸附槽相通。所述晶片分割裝置還包括用于將所述晶片保持件和所述帶保持裝置定位在預(yù)定位置處的定位裝置。所述保護(hù)帶被安裝在一環(huán)形支架上，并且所述帶保持裝置具有用于支承所述環(huán)形支架的支架保持裝置。
在本發(fā)明中，由于在每個(gè)分割線兩側(cè)通過保護(hù)帶而被保持的晶片被沿著每個(gè)分割線吸附以便沿分割線被分割，所以晶片可以沿著強(qiáng)度降低的分割線被精確可靠地分割開。


圖1是將要通過本發(fā)明的晶片分割方法分割的半導(dǎo)體晶片的透視圖；圖2是在本發(fā)明的晶片分割方法中執(zhí)行激光加工步驟的激光束加工機(jī)的主要部分的透視圖；圖3是一方框圖，示出圖2所示的激光束加工機(jī)中的激光束施加裝置的構(gòu)成；圖4是說明脈沖激光束的焦點(diǎn)直徑的示意圖；圖5(a)和圖5(b)是在本發(fā)明的晶片分割方法中的激光加工步驟的一個(gè)實(shí)施例的示意圖；圖6(a)和圖6(b)是在本發(fā)明的晶片分割方法中的激光加工步驟的另一實(shí)施例的示意圖；圖7是具有通過執(zhí)行圖6(a)和圖6(b)所示的激光加工步驟形成的槽的半導(dǎo)體晶片的放大剖視圖；圖8是已經(jīng)經(jīng)過激光加工步驟并被放置在被安裝在一環(huán)形支架上的保護(hù)帶的表面上的半導(dǎo)體晶片的透視圖；圖9是在本發(fā)明的晶片分割方法中執(zhí)行分割步驟的晶片分割裝置的透視圖；
圖10是圖9所示的分割裝置的主要部分的分解透視圖；圖11是構(gòu)成圖9所示的分割裝置的活動(dòng)臺(tái)和支架支承裝置的剖視圖；圖12是構(gòu)成圖9所示的分割裝置的吸力提供裝置的晶片保持件的剖視圖；圖13是該主要部分的剖視圖，其示出了一種狀態(tài)，即，通過保護(hù)帶支承半導(dǎo)體晶片的環(huán)形支架被保持在構(gòu)成圖8所示的分割裝置的支架保持裝置上；圖14(a)和圖14(b)示出本發(fā)明的晶片分割方法中的晶片保持步驟和折斷步驟的示意圖；圖15是構(gòu)成圖9所示的分割裝置的吸力提供裝置的晶片保持件的另一實(shí)施例的主要部分的剖視圖；圖16是構(gòu)成圖9所示的分割裝置的吸力提供裝置的晶片保持件的另一實(shí)施例的主要部分的剖視圖；圖17是構(gòu)成圖9所示的分割裝置的吸力提供裝置的晶片保持件的另一實(shí)施例的主要部分的剖視圖；圖18是在本發(fā)明的晶片分割方法中執(zhí)行保護(hù)帶擴(kuò)展步驟的帶擴(kuò)展裝置的透視圖；圖19(a)和圖19(b)是說明在本發(fā)明的晶片分割方法中的保護(hù)帶擴(kuò)展步驟的示意圖；圖20(a)和圖20(b)是說明在本發(fā)明的晶片分割方法中的保護(hù)帶擴(kuò)展步驟的示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖描述本發(fā)明的晶片分割方法和分割機(jī)的優(yōu)選實(shí)施例。
圖1是將要通過本發(fā)明的晶片分割方法分割的半導(dǎo)體晶片的透視圖。圖1所示的半導(dǎo)體晶片10是厚度為例如100μm的硅晶片，在硅晶片10的正面10a上的形成為格子狀圖案多條分割線101。電路102作為功能件形成在由硅晶片10的正面10a上的多條分割線101劃分的多個(gè)區(qū)域中。下面將描述將該半導(dǎo)體晶片10分割成獨(dú)立的半導(dǎo)體芯片的方法。
為了將半導(dǎo)體晶片10分割成獨(dú)立的半導(dǎo)體芯片，通過沿著分割線101施加能夠穿過半導(dǎo)體晶片10的脈沖激光束，執(zhí)行激光加工步驟，用于沿著分割線101在半導(dǎo)體晶片10的內(nèi)部形成變質(zhì)層，以減小半導(dǎo)體晶片10沿著分割線101的強(qiáng)度。該激光加工步驟利用圖2-4所示的激光束加工機(jī)2執(zhí)行。圖2-4所示的激光束加工機(jī)2包括用于保持工件的夾具工作臺(tái)21，用于給被保持在夾具工作臺(tái)21上的工件施加激光束的激光束施加裝置22，以及圖像采集裝置23，該圖像采集裝置23用于采集被保持在夾具工作臺(tái)21上的工件的圖像。該夾具工作臺(tái)21被構(gòu)造成能夠吸附保持工件，并被設(shè)計(jì)成通過運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(未示出)沿著在圖2中由箭頭X表示的加工進(jìn)給方向和由箭頭Y表示的分度進(jìn)給(indexing-feed)方向運(yùn)動(dòng)。
上述激光束施加裝置22具有一大致水平布置的圓柱形殼體221。在該殼體221中安裝有脈沖激光束振蕩裝置222和傳送光學(xué)系統(tǒng)223，如圖3所示。脈沖激光束振蕩裝置222包括由YAG激光振蕩器或YVO4激光振蕩器構(gòu)成的脈沖激光束振蕩器222a，以及連接到該脈沖激光束振蕩器222a的重復(fù)頻率設(shè)定裝置222b。傳送光學(xué)系統(tǒng)223包括適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)元件，例如光束分散器等。容納有由一組公知透鏡構(gòu)成的集光透鏡(未示出)的集光器224被附裝到上述殼體221的末端。從上述脈沖激光束振蕩裝置222開始振蕩的激光束通過傳送光學(xué)系統(tǒng)223到達(dá)集光器224，并由集光器224施加給在預(yù)定焦點(diǎn)直徑D處的上述夾具工作臺(tái)21處的工件。當(dāng)表現(xiàn)為高斯分布的脈沖激光束通過集光器224的物鏡224a施加時(shí)，如圖4所示，該焦點(diǎn)直徑D由公式D(μm)＝4×λ×f/(π×W)限定(其中，λ是脈沖激光束的波長(μm)，W是施加給物鏡224a的脈沖激光束的直徑(mm)，f是物鏡224a的焦距(mm))。
附裝到殼體221末端的構(gòu)成上述激光束施加裝置22的圖像采集裝置23除了包括普通的圖像采集裝置以采集所述實(shí)施例中的可見光線的圖像外，還包括用于向工件施加紅外線的紅外線照射裝置，用于俘獲由所述紅外線照射裝置施加的紅外線的光學(xué)系統(tǒng)，以及用于輸出與被所述光學(xué)系統(tǒng)俘獲的紅外線相對(duì)應(yīng)的電信號(hào)的圖像采集器件(紅外CCD)。圖像信號(hào)被傳送到一未示出的控制裝置。
下面參照?qǐng)D2，圖5(a)和5(b)以及圖6(a)和6(b)描述利用上述激光束加工機(jī)2執(zhí)行的激光加工步驟。
在該激光加工步驟中，首先將半導(dǎo)體晶片10放置在激光束加工機(jī)2的夾具工作臺(tái)21上，如圖2所示，使其背面10b朝上并吸附保持在夾具工作臺(tái)上。吸附保持半導(dǎo)體晶片10的夾具工作臺(tái)21通過一個(gè)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(未示出)而定位在圖像采集裝置23的正下方。
在夾具工作臺(tái)21被定位在圖像采集裝置23的正下方后，利用圖像采集裝置23和控制裝置(未示出)執(zhí)行對(duì)準(zhǔn)工作，以探測半導(dǎo)體晶片10的將要被處理的區(qū)域。也就是說，圖像采集裝置23和控制裝置(未示出)進(jìn)行圖像處理，例如圖案匹配等，以便將形成在半導(dǎo)體晶片10的預(yù)定方向上的分割線101與沿著分割線101施加激光束的激光束施加裝置22的集光器224對(duì)準(zhǔn)，從而執(zhí)行一個(gè)激光束施加位置的對(duì)準(zhǔn)。另外，還執(zhí)行在半導(dǎo)體晶片10上與預(yù)定方向垂直的方向上形成的分割線101上的激光束施加位置的對(duì)準(zhǔn)。盡管半導(dǎo)體晶片10的正面10a(上面已形成有分割線101)在該位置處朝下，由于圖像采集裝置23包括如上所述的紅外線照射裝置，用于俘獲紅外線的光學(xué)系統(tǒng)以及用于輸出對(duì)應(yīng)于紅外線的電信號(hào)的圖像采集器件(紅外CCD)，因此通過背面10b可采集分割線101的圖像。
如上所述，在被保持在夾具工作臺(tái)21上的半導(dǎo)體晶片10上形成的分割線101被探測并且執(zhí)行了激光束施加位置的對(duì)準(zhǔn)后，夾具工作臺(tái)21運(yùn)動(dòng)到一個(gè)安置用于施加激光束的激光束施加裝置22的集光器224的激光束施加區(qū)域，如圖5(a)所示，以便將預(yù)定的分割線101的一端(圖5(a)中的左端)置于激光束施加裝置22的集光器224的正下方的位置。然后，夾具工作臺(tái)21，也可以說半導(dǎo)體晶片10沿圖5(a)中箭頭X1表示的方向以預(yù)定的加工進(jìn)給速度運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，由集光器224施加能夠穿過半導(dǎo)體晶片10的脈沖激光束。當(dāng)激光束施加裝置22的集光器224的施加位置到達(dá)如圖5(b)所示的分割線101的另一端時(shí)，脈沖激光束的施加中止，夾具工作臺(tái)21或者說半導(dǎo)體晶片10的運(yùn)動(dòng)停止。在該激光加工步驟中，脈沖激光束的焦點(diǎn)P被設(shè)置在靠近半導(dǎo)體晶片10的正面10a(底面)的位置處。結(jié)果，一變質(zhì)層110暴露于正面10a(底面)，并且由正面10a向內(nèi)部形成。該變質(zhì)層110形成為熔化—再固化層(即，當(dāng)脈沖激光束會(huì)聚時(shí)變質(zhì)層110熔化，隨后在脈沖激光束會(huì)聚之后變質(zhì)層110再次固化)。
上述激光加工步驟中的加工條件如下設(shè)置，例如光源LD激勵(lì)Q開關(guān)NdYVO4激光器波長波長為1064nm的脈沖激光束脈沖輸出10μJ焦點(diǎn)直徑1μm重復(fù)頻率100kHz加工進(jìn)給速度100mm/秒上述變質(zhì)層110可以只形成在晶片的內(nèi)部，而不暴露于正面10a和背面10b。另外，通過逐步變化上述焦點(diǎn)P而多次執(zhí)行上述激光加工步驟，可形成多個(gè)變質(zhì)層110。
下面參照?qǐng)D6(a)，6(b)和圖7描述用于沿半導(dǎo)體晶片10的分割線101減小強(qiáng)度的激光加工步驟的另一實(shí)施例。
在圖6(a)，6(b)和圖7所示的激光加工步驟中，通過對(duì)半導(dǎo)體晶片10施加具有吸收性的脈沖激光以便沿半導(dǎo)體晶片10的分割線101形成槽，使得半導(dǎo)體晶片10沿分割線101的強(qiáng)度降低。也就是說，以背面10b朝上的方式吸附保持半導(dǎo)體晶片10的夾具工作臺(tái)21，被運(yùn)動(dòng)到一個(gè)安置用于施加激光束的激光束施加裝置22的集光器224的激光束施加區(qū)域，如圖6(a)所示，以便將預(yù)定的分割線101的一端(圖6(a)中的左端)置于激光束施加裝置22的集光器224的正下方的位置。然后，夾具工作臺(tái)21，也可以說半導(dǎo)體晶片10沿圖6(a)中箭頭X1表示的方向以預(yù)定的加工進(jìn)給速度運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，由集光器224向半導(dǎo)體晶片10施加對(duì)于半導(dǎo)體晶片10具有吸收性的脈沖激光束。當(dāng)激光束施加裝置22的集光器224的施加位置到達(dá)如圖6(b)所示的分割線101的另一端時(shí)，脈沖激光束的施加中止，夾具工作臺(tái)21或者說半導(dǎo)體晶片10的運(yùn)動(dòng)停止。在該激光加工步驟中，脈沖激光束的焦點(diǎn)P被設(shè)置在靠近半導(dǎo)體晶片10的背面10b(頂面)的位置處。結(jié)果，沿著分割線101在背面10b(頂面)上形成預(yù)定深度的槽120。
上述激光加工步驟中的加工條件如下設(shè)置，例如光源LD激勵(lì)Q開關(guān)NdYVO4激光器波長波長為355nm的脈沖激光束脈沖輸出14μJ焦點(diǎn)直徑13μm重復(fù)頻率100kHz加工進(jìn)給速度100mm/秒在上述激光加工步驟中沿半導(dǎo)體晶片10的所有的分割線101形成變質(zhì)層110或槽120之后，緊接著是如下步驟，即，將晶片的一面置于被安裝在一環(huán)形支架上的保護(hù)帶的表面上。即，如圖8所示，半導(dǎo)體晶片10的背面10b被置于周邊部分被安裝在環(huán)形支架15上的保護(hù)帶16的表面上，以覆蓋其內(nèi)部開口。通過將丙烯酸樹脂類的粘接劑涂覆到由聚氯乙稀(PVC)制成的70μm厚的片狀背襯的表面上并在所述實(shí)施例中達(dá)到大約5μm的厚度而制備成上述保護(hù)帶16。這種帶貼附步驟可以在上述激光加工步驟之前進(jìn)行。也就是說，半導(dǎo)體晶片10的正面10a以背面10b朝上的方式置于保護(hù)帶16上，并且在半導(dǎo)體晶片10被支承到環(huán)形支架15上的狀態(tài)下執(zhí)行上述激光加工步驟。
在上述帶貼附步驟之后進(jìn)行折斷步驟，用于沿著已經(jīng)形成上述變質(zhì)層110或槽120以降低強(qiáng)度的分割線101分割半導(dǎo)體晶片10。該折斷步驟是利用圖9-12所示的晶片分割裝置3進(jìn)行的。
圖9是晶片分割裝置3的透視圖，圖10是圖9所示的分割裝置3的主要部分的分解透視圖。在所述實(shí)施例中的晶片分割裝置3包括基座30和安裝到基座30上的活動(dòng)工作臺(tái)4，該活動(dòng)工作臺(tái)4可沿箭頭Y表示的方向運(yùn)動(dòng)。基座30是矩形并具有兩個(gè)導(dǎo)軌31，32，導(dǎo)軌31，32被安裝在基座30上表面的兩側(cè)部并沿著箭頭Y表示的方向彼此平行。在導(dǎo)軌31的頂面形成具有V形截面的導(dǎo)槽311。
上述活動(dòng)工作臺(tái)4是矩形并在中心具有圓孔41，如圖10所示。在活動(dòng)工作臺(tái)4的一側(cè)部分的下表面上形成一被導(dǎo)向軌42，被導(dǎo)向軌42將被可滑動(dòng)地適配于形成在基座30的導(dǎo)軌31上的導(dǎo)槽311中。在這樣構(gòu)成的活動(dòng)工作臺(tái)4中，被導(dǎo)向槽42與形成在基座30的導(dǎo)軌31上的導(dǎo)槽311相配合，另一側(cè)部分的下表面置于被安置在基座30上的另一導(dǎo)軌32上，如圖9所示。
所述實(shí)施例中的晶片分割裝置3包括定位裝置5，用于使活動(dòng)工作臺(tái)4沿著設(shè)置在基座30上的導(dǎo)軌31，32在箭頭Y表示的分度進(jìn)給方向上運(yùn)動(dòng)。該定位裝置5包括與設(shè)置在基座30上的導(dǎo)軌32平行的陽螺桿51，安置在基座30上并可旋轉(zhuǎn)支承陽螺桿51的一端的支承部52，連接到陽螺桿51另一端并旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)陽螺桿51的脈沖電機(jī)53，以及設(shè)置在上述活動(dòng)工作臺(tái)4的下表面上并與陽螺桿51螺合的陰螺塊54。這樣構(gòu)成的定位裝置5通過沿一個(gè)方向或相反方向驅(qū)動(dòng)脈沖電機(jī)53以便沿一個(gè)方向或相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)陽螺桿51，從而使活動(dòng)工作臺(tái)4沿著箭頭Y表示的分度進(jìn)給方向運(yùn)動(dòng)。
所述實(shí)施例中的晶片分割裝置3包括支架保持裝置6，用于保持圖8所示的環(huán)形支架15。如圖9和11所示，支架保持裝置6包括一圓筒形主體61，設(shè)置在主體61上端的環(huán)形支架保持件62，以及圍繞支架保持件62布置的作為固定裝置的多個(gè)夾持件63。圓筒形主體61在下端處具有安裝部611和從安裝部611上方外壁沿徑向伸出的環(huán)形支承凸緣612，安裝部611適配安裝于形成在上述活動(dòng)工作臺(tái)4中的孔41的內(nèi)壁。環(huán)形支架保持件62被設(shè)置在這樣構(gòu)成的圓筒形主體61的上端上。支架保持件62的頂面形成一用于放置環(huán)形支架15的放置面621，并且環(huán)形支架15被放置在該放置面621上。放置在該放置面621上的環(huán)形支架15通過夾持件63固定在支架保持件62上。因此，支架保持裝置6用作一個(gè)帶保持裝置，用于通過環(huán)形支架15保持保護(hù)帶16貼附于上述半導(dǎo)體晶片10上。
所述實(shí)施例中的晶片分割裝置3包括轉(zhuǎn)動(dòng)裝置7，用于轉(zhuǎn)動(dòng)圖9所示的上述支架保持裝置6。轉(zhuǎn)動(dòng)裝置7包括安裝在上述活動(dòng)工作臺(tái)4上的脈沖電機(jī)71，與脈沖電機(jī)71的旋轉(zhuǎn)軸相連接的帶輪72，以及圍繞帶輪72和圓筒形主體61的支承凸緣612纏繞的環(huán)形帶73。通過驅(qū)動(dòng)脈沖電機(jī)71，這樣構(gòu)成的轉(zhuǎn)動(dòng)裝置7通過帶輪72和環(huán)形帶73轉(zhuǎn)動(dòng)支架保持裝置6。
所述實(shí)施例中的晶片分割裝置3包括吸附力提供裝置8，用于沿著分割線101為通過保護(hù)帶16支承在環(huán)形支架15上的半導(dǎo)體晶片10提供吸附力，環(huán)形支架15保持在上述環(huán)形支架保持件62上。吸附力提供裝置8被安裝在上述活動(dòng)工作臺(tái)4上并布置在圓筒形主體61內(nèi)。該吸附力提供裝置8具有晶片保持件80。在晶片保持件80的頂面中形成具有矩形截面的吸附槽81，吸附槽81沿著與由圖9和10中箭頭Y表示的分度進(jìn)給方向相垂直的方向延伸。吸附槽81的長度L大于上述半導(dǎo)體晶片10的直徑，寬度W大約為3-5mm。在所述實(shí)施例中的晶片保持件80中的吸附槽81的兩側(cè)形成適配凹部82，83，如圖12所示，多孔件84，85分別適配于適配凹部82，83中。包括多孔件84，85的晶片保持件80的頂面用作保持通過保護(hù)帶16被支承在環(huán)形支架15上的半導(dǎo)體晶片10的保持件，環(huán)形支架15保持在上述環(huán)形支架保持件62上。在晶片保持件80中形成與上述吸附槽81和適配凹部82，83相通并連接到吸附裝置88的吸附通道86和87。吸附裝置88包括吸附源881，用于將吸附源881連接到上述吸附通道86和87的吸附管882和883，以及分別設(shè)置在吸附管882和883中的電磁切換閥884和885。當(dāng)電磁切換閥884和885關(guān)閉時(shí)，切斷吸附管882，883的連通，當(dāng)電磁切換閥884和885打開時(shí)，允許吸附管882，883連通。因此，當(dāng)電磁切換閥884打開時(shí)，負(fù)壓從吸附源881通過吸附管882和吸附通道86作用于吸附槽81。當(dāng)電磁切換閥885打開時(shí)，負(fù)壓從吸附源881通過吸附管883和吸附通道87作用于適配凹部82，83。
再次參照?qǐng)D9，所述實(shí)施例中的晶片分割裝置3包括探測裝置9，用于探測通過保護(hù)帶16被支承在圖8所示的環(huán)形支架15上的半導(dǎo)體晶片10上的分割線101，環(huán)形支架15保持在上述環(huán)形支架保持件62上。探測裝置9被附裝到一個(gè)安裝在基座30上的L形支承柱上。該探測裝置9由光學(xué)系統(tǒng)和圖像采集器件(CCD)構(gòu)成，并被定位在上述吸附力提供裝置8的上方。這樣構(gòu)成的探測裝置9采集通過保護(hù)帶16被支承在環(huán)形支架15上的半導(dǎo)體晶片10上的分割線101的圖像，將圖像信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)并將電信號(hào)傳送到控制裝置(未示出)，環(huán)形支架15保持在上述環(huán)形支架保持件62上。
上面描述了所述實(shí)施例中的晶片分割裝置3的構(gòu)成，下面參照附圖9，13和圖14(a)和14(b)描述其操作。
通過圖8所示的保護(hù)帶16支承半導(dǎo)體晶片10(其沿著分割線101的強(qiáng)度降低)的環(huán)形支架15放置在構(gòu)成圖13所示的支架保持裝置6的支架保持件62的放置面621上，并通過夾持件63固定在支架保持件62上。
在通過保護(hù)帶16支承半導(dǎo)體晶片10的環(huán)形支架15被保持在支架保持件62上之后，致動(dòng)所述定位裝置5以使活動(dòng)工作臺(tái)4沿箭頭Y表示的方向(見圖9)運(yùn)動(dòng)，將形成在半導(dǎo)體晶片10的預(yù)定方向上的一個(gè)分割線101(在所述實(shí)施例中的最左側(cè)分割線)置于形成在如圖14(a)所示的晶片保持件80中的吸附槽81的橫向(圖14(a)中的左右方向)中心處的位置處。此時(shí)，由探測裝置9采集分割線101的圖像以便執(zhí)行與吸附槽81的對(duì)準(zhǔn)。
在分割線101被這樣定位在設(shè)置于晶片保持件80中的吸附槽81的橫向中心處之后，吸附力提供裝置8的電磁切換閥885打開。結(jié)果，負(fù)壓從吸附源881通過吸附管883和吸附通道87作用于適配凹部82和83，并且通過多孔件84和85作用于貼附在半導(dǎo)體晶片10上的保護(hù)帶16上，從而使半導(dǎo)體晶片10的上述分割線101的兩側(cè)區(qū)域被通過保護(hù)帶16吸附保持在晶片保持件80的頂面上(晶片保持步驟)。
然后，電磁切換閥884打開以允許負(fù)壓從吸附源881通過吸附管882和吸附通道86作用于吸附槽81。結(jié)果，如圖14(b)所示，半導(dǎo)體晶片10通過與吸附槽81相接觸的保護(hù)帶16而被吸附。因此，在半導(dǎo)體晶片10上沿強(qiáng)度降低的分割線101產(chǎn)生彎曲應(yīng)力，從而使半導(dǎo)體晶片10沿強(qiáng)度降低的分割線101折斷(折斷步驟)。
在上述沿著在預(yù)定方向上形成的分割線101進(jìn)行分割的折斷步驟之后，上述電磁切換閥884關(guān)閉，電磁切換閥885也關(guān)閉。結(jié)果，由晶片保持件80對(duì)半導(dǎo)體晶片10進(jìn)行的吸附保持被取消。之后，定位裝置5被致動(dòng)，使活動(dòng)工作臺(tái)4沿箭頭Y表示的方向運(yùn)動(dòng)一定距離，該距離對(duì)應(yīng)于分割線101之間的間隔，以便將緊鄰已經(jīng)過上述折斷步驟的分割線101的一分割線101置于形成在晶片保持件80中的吸附槽81的橫向中心處的位置處。然后，執(zhí)行上述晶片保持步驟和折斷步驟。
在對(duì)形成在預(yù)定方向上的所有分割線101執(zhí)行上述晶片保持步驟和折斷步驟后，致動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)裝置7，將支架保持裝置6轉(zhuǎn)動(dòng)90度。結(jié)果，保持在支架保持裝置6的支架保持件62上的半導(dǎo)體晶片10也轉(zhuǎn)過90度，從而使得在與已經(jīng)形成在預(yù)定方向上并已經(jīng)經(jīng)過上述折斷步驟的分割線101相垂直的方向上形成的分割線101被定位在如下狀態(tài)，即與晶片保持件80的縱向平行的狀態(tài)下。隨后，在與已經(jīng)經(jīng)過上述折斷步驟的分割線101相垂直的方向上形成的所有分割線101被執(zhí)行上述晶片保持步驟和折斷步驟，從而沿著分割線101將半導(dǎo)體晶片10精確可靠地分割成獨(dú)立的半導(dǎo)體芯片。
下面參照附圖15-17描述構(gòu)成上述吸附力提供裝置8的晶片保持件80的另一實(shí)施例。
在圖15所示的晶片保持件80中，用于保持如圖12所示的被適配在晶片保持件80的適配凹部83中的多孔件85的保持部的頂面，被制造得比用于保持被適配在另一適配凹部82中的多孔件84的保持部的頂面高，以便在它們之間形成一高度差H。這個(gè)高度差可以是大約0.1mm。由于圖15所示的晶片保持件80的其它結(jié)構(gòu)與圖12所示的晶片保持件80的結(jié)構(gòu)大致相同，因此相同的部件用相同的附圖標(biāo)記表示，并且不再進(jìn)行描述。
在圖16所示的晶片保持件80中，形成在所述頂面上的吸附槽81具有倒三角形截面。由于圖16所示的晶片保持件80的其它結(jié)構(gòu)與圖12所示的晶片保持件80的結(jié)構(gòu)大致相同，因此相同的部件用相同的附圖標(biāo)記表示，并且不再進(jìn)行描述。
在圖17所示的晶片保持件80中，吸附槽81由兩個(gè)傾斜面891和892形成，這兩個(gè)傾斜面從所述頂面的橫向(圖17中的左右方向)兩端朝向中心向下傾斜。即，在晶片保持件80的頂面上形成一適配凹部800，并且一個(gè)具有上述傾斜面891和892作為頂面的多孔件89被適配在該適配凹部800中。在該晶片保持件80中形成與上述適配凹部800相通的吸附通道86。吸附通道86通過圖12所示的吸附管882和電磁切換閥884連接到吸附源881。在圖17所示的晶片保持件80中，所述兩端部分是用于保持半導(dǎo)體晶片10的保持部分，所述半導(dǎo)體晶片10通過保護(hù)帶16支承在被保持在上述環(huán)形支架保持件62上的環(huán)形支架15上。形成晶片保持件80上的吸附槽81的傾斜面891和892之間的適當(dāng)角度θ是大約178度。
當(dāng)沿著半導(dǎo)體晶片10的分割線101形成一薄膜，例如被稱為“測試元件組(test element group，簡稱Teg)”的測試金屬圖案時(shí)，在一些情況下，通過上述折斷步驟不能使這種薄膜折斷。因此，在沿著半導(dǎo)體晶片10的分割線101形成有例如金屬圖案的薄膜的情況下，執(zhí)行一擴(kuò)展上述保護(hù)帶16的步驟，以便使形成在晶片分割線上的薄膜折斷并被分割開。利用例如圖18所示的帶擴(kuò)展單元11執(zhí)行這種保護(hù)帶擴(kuò)展步驟。圖18所示的帶擴(kuò)展單元11具有用于保持上述環(huán)形支架15的支架保持裝置12，以及用于擴(kuò)展保護(hù)帶16的帶擴(kuò)展裝置13，保護(hù)帶16被安裝在所述被保持在支架保持裝置12上的環(huán)形支架15上。支架保持裝置12包括環(huán)形支架保持件121和多個(gè)夾持件122，所述導(dǎo)軌夾持件122作為固定裝置被圍繞支架保持件121布置。支架保持件121的頂面形成用于放置環(huán)形支架15的放置面121a，并且環(huán)形支架15被放置在該放置面121a上。放置在該放置面121a上的環(huán)形支架15通過夾持件122固定在支架保持件121上。這樣構(gòu)成的支架保持裝置12被帶擴(kuò)展裝置13以這樣的方式支承，即支架保持裝置12可在豎直方向運(yùn)動(dòng)。
帶擴(kuò)展裝置13具有一布置在上述環(huán)形支架保持件121內(nèi)的擴(kuò)展筒131。該擴(kuò)展筒131的內(nèi)徑小于環(huán)形支架15的內(nèi)徑，外徑大于被安裝在環(huán)形支架15上的保護(hù)帶16上的半導(dǎo)體晶片10的外徑。擴(kuò)展筒131在其下端具有支承凸緣132。所述實(shí)施例中的帶擴(kuò)展裝置13包括支承裝置14，其能使上述環(huán)形支架保持件121沿豎直方向運(yùn)動(dòng)。支承裝置14包括多個(gè)被安裝在上述支承凸緣132上的氣缸141，并且它們的活塞桿142連接到上述環(huán)形支架保持件121的底面。包括多個(gè)氣缸141的支承裝置14使環(huán)形支架保持件121沿豎直方向在一基準(zhǔn)位置和一擴(kuò)展位置之間運(yùn)動(dòng)，在該基準(zhǔn)位置，放置面121a與擴(kuò)展筒131的上端大致高度相等，在該擴(kuò)展位置，放置面121a被定位在擴(kuò)展筒131的上端以下一預(yù)定距離。
下面參照附圖19(a)和19(b)描述利用上述帶擴(kuò)展單元11執(zhí)行保護(hù)帶擴(kuò)展步驟。即，通過保護(hù)帶16支承半導(dǎo)體晶片10(已經(jīng)沿分割線101折斷)的環(huán)形支架15被放置在構(gòu)成支架保持裝置12的支架保持件121的放置面121a上，并通過夾持件122固定在支架保持件121上，如圖19(a)所示。此時(shí)，支架保持件121位于圖19(a)所示的基準(zhǔn)位置。當(dāng)通過保護(hù)帶16支承半導(dǎo)體晶片10的環(huán)形支架15被保持在支架保持裝置12上時(shí)，如圖19(a)所示，沿著半導(dǎo)體晶片10的分割線101形成的被稱為“測試元件組”的測試金屬圖案103維持不折斷，如圖19(b)所示。
因此，通過致動(dòng)作為構(gòu)成所述帶擴(kuò)展裝置13的支承裝置14的多個(gè)氣缸141，環(huán)形支架保持件121被下降到圖20(a)所示的擴(kuò)展位置。因此，固定到支架保持件121的放置面121a上的環(huán)形支架15也降低，從而使被安裝到環(huán)形支架15上的保護(hù)帶16與擴(kuò)展筒131的上邊緣相接觸而被擴(kuò)展，如圖20(a)所示(保護(hù)帶擴(kuò)展步驟)。結(jié)果，當(dāng)被置于保護(hù)帶16上的半導(dǎo)體晶片10已經(jīng)如上所述沿分割線101折斷時(shí)，沿分割線101形成間隙S，如圖20(b)所示。結(jié)果，張力作用于沿半導(dǎo)體晶片10的分割線101形成的測試金屬圖案上，從而使金屬圖案103沿分割線101精確而可靠地折斷。
權(quán)利要求
1.一種沿著晶片正面上形成為格子狀圖案的多條分割線分割晶片的方法，所述晶片沿著分割線的強(qiáng)度降低，所述方法包括以下步驟帶貼附步驟，用于將一保護(hù)帶貼附于晶片的一側(cè)；晶片保持步驟，用于通過所述保護(hù)帶在每個(gè)分割線兩側(cè)保持貼附在保護(hù)帶上的晶片；以及折斷步驟，用于通過沿著每個(gè)分割線吸附所述通過保護(hù)帶保持的晶片而沿著每個(gè)分割線分割所述晶片。
2.如權(quán)利要求1所述的分割晶片的方法，其特征在于，在所述晶片的分割線上形成薄膜，并且在折斷步驟后執(zhí)行擴(kuò)展所述保護(hù)帶的步驟，以使形成在晶片的分割線上的所述薄膜折斷并被分割開。
3.一種沿著晶片正面上形成為格子狀圖案的多條分割線分割晶片的晶片分割裝置，所述晶片沿著分割線的強(qiáng)度降低，所述晶片分割裝置包括帶保持裝置，用于保持一個(gè)被貼附于晶片一側(cè)的保護(hù)帶；吸附力提供裝置，用于通過所述保護(hù)帶在每個(gè)分割線的兩側(cè)保持晶片，并通過所述保護(hù)帶沿每個(gè)分割線吸附所述晶片，所述晶片通過所述保護(hù)帶被保持在所述帶保持裝置上。
4.如權(quán)利要求3所述的晶片分割裝置，其特征在于，所述吸附力提供裝置包括晶片保持件，其具有朝向頂面開口的吸附槽以及形成在所述吸附槽兩側(cè)上的保持部分；吸附裝置，其與所述晶片保持件的所述吸附槽相通。
5.如權(quán)利要求4所述的晶片分割裝置，其特征在于，還包括用于將所述晶片保持件和所述帶保持裝置定位在預(yù)定位置處的定位裝置。
6.如權(quán)利要求3所述的晶片分割裝置，其特征在于，所述保護(hù)帶被安裝在一環(huán)形支架上，并且所述帶保持裝置具有用于支承所述環(huán)形支架的支架保持裝置。
全文摘要
一種沿著晶片正面上形成為格子狀圖案的多條分割線分割晶片的方法，所述晶片沿著分割線的強(qiáng)度降低，所述方法包括以下步驟帶貼附步驟，用于將一保護(hù)帶貼附于晶片的一側(cè)；晶片保持步驟，用于通過所述保護(hù)帶在每個(gè)分割線兩側(cè)保持貼附在保護(hù)帶上的晶片；以及折斷步驟，用于通過沿著每個(gè)分割線吸附所述通過保護(hù)帶保持的晶片而沿著每個(gè)分割線分割所述晶片。
文檔編號(hào)B28D5/00GK1779918SQ20051010861
公開日2006年5月31日 申請(qǐng)日期2005年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月4日
發(fā)明者中村勝 申請(qǐng)人:株式會(huì)社迪斯科