專利名稱：力量監(jiān)控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種力量監(jiān)控裝置，尤指一種應(yīng)用于進行線切割的晶棒之力量監(jiān)控裝置。
二背景技術(shù)：
一般而言，半導(dǎo)體硅晶圓的制造方法包括將硅單晶錠塊進行裁切，并將切片所得晶圓予以削角(chamfering)、機械拋光諸如研磨、蝕刻、拋光等；舉例來說，所述的制造方法可包括以下步驟，步驟I :將硅單晶切片；步驟2 :將切片晶圓的端面削角；步驟3 :將半導(dǎo)體錠塊切片所得晶圓之頂部表面進行研磨予以平整化；步驟4 :將平整化過的晶圓之頂部表面進行蝕刻；及步驟5 :研磨經(jīng)蝕刻過的晶圓之頂部表面以形成鏡面。硅晶碇(晶棒)切片制做硅晶圓的常見方法系利用線切割裝置進行自由磨粒的切 削作業(yè)，例如線切割裝置通常包括可旋轉(zhuǎn)的兩個導(dǎo)輪及裝配在導(dǎo)輪之平行導(dǎo)槽上的線材，使形成多段的并行線鋸；而在切削作業(yè)時將內(nèi)含切削粉(如碳化硅等)之切削液澆注于并行線鋸上，此時利用馬達等牽動并行線鋸使切削粉與硅晶錠接觸磨擦而產(chǎn)生切割，以將硅晶碇切成均勻薄片。在上述的過程中，主要是利用線鋸使切削粉與硅晶錠接觸磨擦而產(chǎn)生切割的效果，故線鋸施加于硅晶錠的力量控制就是相當(dāng)重要的關(guān)鍵，但目前的技術(shù)并無任何針對線鋸施加于硅晶錠的力量進行監(jiān)控的工具，故即使操作者在切片后發(fā)現(xiàn)切片晶圓的異?，F(xiàn)象，其無法回溯異常發(fā)生時的力量狀態(tài)；換言之，操作者甚難針對切片晶圓的異?，F(xiàn)象來調(diào)整切片的參數(shù)，故對于整體切片制程來說，當(dāng)切片出現(xiàn)異常時，目前并無有效的工具來回溯、比對力量的狀態(tài)以改善切片的問題。
三、發(fā)明內(nèi)容本創(chuàng)作提出一種力量監(jiān)控裝置，可量測并顯示工件在加工時的受力狀態(tài)、力量分布、振動總量及在各維度上的分量，以利操作者進行加工作業(yè)之參數(shù)的調(diào)整及最佳化。本創(chuàng)作實施例提出一種力量監(jiān)控裝置，包含一第一板體，其具有相對的一第一接觸面及一第二接觸面，該第一接觸面系接觸于該晶棒之一表面；一設(shè)置于該第二接觸面上之第二板體，該第二板體具有一接觸于該第二接觸面之第三接觸面；一感測模塊，其包括至少兩個感測組件，該至少兩個感測組件系相互對應(yīng)地埋設(shè)于該第二板體中。進一步，至少兩個感測組件系分別固定于所述之固定孔位。進一步，其中每一該感測組件的一端系螺鎖固定于所述之固定孔位。進一步，其中每一該感測組件的另端系固定于一安裝座體。進一步，其中該感測模塊更包括一個耦接于該至少兩個感測組件之求和組件。進一步，更包括一數(shù)據(jù)管理終端單元及一數(shù)據(jù)擷取模塊，其中該感測模塊之該至少兩個感測組件所收到之訊號系經(jīng)過該求和組件之相加處理，再透過該數(shù)據(jù)擷取模塊傳送至該數(shù)據(jù)管理終端單元。本創(chuàng)作具有以下有益的效果本創(chuàng)作建立力量訊號量測/分析裝置，以監(jiān)控對象在加工時的受力狀態(tài)，例如當(dāng)晶棒固定于一切片機臺上進行切片作業(yè)，本創(chuàng)作之力量監(jiān)控裝置可量測力量訊號，經(jīng)計算機端的分析讀出力量總量及三維維度之分量；透過此裝置，操作者可實時了解切片過程之狀態(tài)，并可將切片后的痕跡與所分析之力量分布曲線進行比對，藉以將切片參數(shù)與切片結(jié)果進行比對，使操作者可調(diào)整切片參數(shù)，進而達成切片作業(yè)之參數(shù)最佳化。為使能更進一步了解本創(chuàng)作之特征及技術(shù)內(nèi)容，請參閱以下有關(guān)本創(chuàng)作之詳細(xì)說明與附圖，然而所附圖式僅提供參考與說明用，并非用來對本創(chuàng)作加以限制者。
四
圖I系顯示本創(chuàng)作之力量監(jiān)控裝置的示意圖。圖2系顯示本創(chuàng)作之力量監(jiān)控裝置之感測組件固定于第二板體之示意圖。圖3系顯示本創(chuàng)作之力量監(jiān)控裝置應(yīng)用于晶棒之示意圖。 圖4系顯示本創(chuàng)作之力量監(jiān)控裝置的功能性方塊圖。主要組件符號說明I 力量監(jiān)控裝置11第一板體111第一接觸面112第二接觸面12第二板體121第三接觸面122第四接觸面123固定孔位124導(dǎo)線槽13感測模塊131感測組件132 求和組件14 訊號放大器15 數(shù)據(jù)擷取模塊16 數(shù)據(jù)管理終端單元20 安裝座體21 切割線材22 導(dǎo)輪I 晶棒
五具體實施方式
本創(chuàng)作提出一種力量監(jiān)控裝置，尤其可應(yīng)用在線切割裝置上，舉例來說，本創(chuàng)作之力量監(jiān)控裝置可設(shè)置于芯片切割機上，當(dāng)利用混有磨粒之漿料(slurry)、線材進行硅晶碇(硅晶棒)之切片作業(yè)，本創(chuàng)作之力量監(jiān)控裝置即可用于量測、監(jiān)控硅晶碇的受力情況，操作者即可及時而量化地判斷切片作業(yè)是否正常進行。值得說明的是，本創(chuàng)作所定義之“晶棒”可廣泛地解釋，并不特指某一制程所制作者，例如利用將原料多晶硅鑄造形成之晶錠(Ingot)，或者是將晶碇切方(squaring)、切割以形成近似四方柱形之塊狀晶棒，更或者是切方所得后進行拋光所得之加工后之晶棒均可適用于本發(fā)明，且本發(fā)明亦不限制單晶棒、多晶棒的保護范疇。請參考圖I、圖2、圖3 ;本創(chuàng)作之力量監(jiān)控裝置I至少包括兩層迭且設(shè)于晶棒I上之板體(即接觸晶棒I之第一板體11及迭置于第一板體11上之第二板體12)及感測模塊13，感測模塊13包括至少兩個感測組件131以測得切片作業(yè)時晶棒I所受之力量的分布，如圖所示，感測模塊13較佳具有四個感測組件131，而感測組件131的位置系相互對應(yīng)，以測得切片作業(yè)時晶棒I所受到的三維力量的分布數(shù)據(jù)，故操作者可實時地了解漿料、線材是否出現(xiàn)不正常的問題。然本創(chuàng)作并不限制感測組件131的數(shù)量。在本具體實施例中，第一板體11具有相對的第一接觸面111及第二接觸面112，更具體的說，第一板體11系為玻璃材質(zhì)之板材，其主要提供切片作業(yè)之緩沖、犧牲作用，而第一接觸面111系為第一板體11之下表面，以接觸晶棒I的一個表面，而第二接觸面112則為第一板體11之上表面，其可與第二板體12產(chǎn)生接觸與黏附的效果。第二板體12則迭置于第一板體11上，具體而言，第二板體12可為金屬材質(zhì)之板 材，其主要系用于固定感測模塊13，以使感測模塊13的量測結(jié)果具有相當(dāng)?shù)木珳?zhǔn)度;第二板體12具有一第三接觸面121，其系第二板體12的下表面，第三接觸面121與第二接觸面112系相互接觸，較佳地，第三接觸面121與第二接觸面112之間具有高摩擦力，故可避免第一板體11與第二板體12之間產(chǎn)生相對移動，藉以提供精確的量測結(jié)果。感測模塊13之感測組件131系埋設(shè)于第二板體12中，且所述之感測組件131的位置具有對稱性，故可解析出晶棒I在切片作業(yè)中之受力的三維分布情形。在本具體實施例中，感測組件131系為力量傳感器(forces ensor);第二板體12具有一相對于第三接觸面121之第四接觸面122 (即上表面)，第四接觸面122上具有凹設(shè)成型之固定孔位123，而感測組件131系容置并固定于所述之固定孔位123，更具體地說，感測組件131的下端具有多個鎖孔，故可利用螺鎖的方式將感測組件131固定于固定孔位123，較佳地，螺絲可由上而下地將感測組件131鎖固于第二板體12，并同時將第二板體12與第一板體11螺鎖固定，即可避免第一板體11與第二板體12之間產(chǎn)生相對移動。而在本具體實施例中，感測組件131的上端同樣具有多個鎖孔，安裝座體20即可螺鎖固定于感測組件131的上端，安裝座體20可以為一種可組裝于線切割裝置上之鳩尾座，藉以將力量監(jiān)控裝置I安裝于線切割裝置，并可使力量監(jiān)控裝置I隨著晶棒I上下移動，進而維持第一板體11與晶棒I的接觸態(tài)樣。另外，第四接觸面122上更具有由固定孔位123所延伸之導(dǎo)線槽124，故力量傳感器所連接之線材(圖未示)可容置于導(dǎo)線槽124而向外連接至其它裝置。再一方面，圖4顯示本創(chuàng)作之力量監(jiān)控裝置I之裝置示意圖，其中感測模塊13更包括一個稱接于所述感測組件131之求和組件(summing box) 132,而力量監(jiān)控裝置I更包括數(shù)據(jù)擷取模塊(DAQ) 15及連接數(shù)據(jù)擷取模塊15之?dāng)?shù)據(jù)管理終端單元16，數(shù)據(jù)管理終端單元16可為個人計算機等具有顯示及處理功能的終端機，故感測組件131所收到之訊號系經(jīng)過求和組件132之相加處理，再透過數(shù)據(jù)擷取模塊15傳送至數(shù)據(jù)管理終端單元16，藉以實時地分析出晶棒I在切片過程的受力態(tài)樣。再者，在一變化實施例中，力量監(jiān)控裝置I更具有連接感測模塊13之訊號放大器(amplifier) 14,例如訊號放大器14系稱接于數(shù)據(jù)擷取模塊15與求和組件132之間,舉例來說，操作者將晶棒I可動地固定于線切割裝置，如一復(fù)線式切片設(shè)備，其包括兩相對設(shè)置之導(dǎo)輪22及切割線材21，切割線材21沿著導(dǎo)輪22上之溝槽而纏繞于該兩導(dǎo)輪22之間，以形成多條平行切線；力量監(jiān)控裝置I則設(shè)置于晶棒I上，當(dāng)切片作業(yè)開始時，晶棒I與切割線材21產(chǎn)生相對運動而達到切片效果，此時，感測模塊13之感測組件131用以量測振動訊號，并利用求和組件132進行相加，再經(jīng)訊號放大器14轉(zhuǎn)成電壓訊號后，由數(shù)據(jù)擷取模塊15傳至計算機(即數(shù)據(jù)管理終端單元16);計算機端可使用適配卡將所感測之力量訊號讀入，執(zhí)行力量訊號特征分析、力量分析識別與結(jié)果顯示，計算機端可設(shè)定感測組件131的力量訊號取樣率、讀出率，計算力量總量/三維分量，以求得晶棒I在切片時的受力狀態(tài)。而根據(jù)數(shù)據(jù)管理終端單元16所輸出的力量資料，操作者可與切片后所得之晶圓上的痕跡進行比對，例如切割之芯片產(chǎn)生波浪狀或是出現(xiàn)厚度不一致的芯片切片等，進而求得力量分布與切割參數(shù)的對應(yīng)關(guān)系，藉以達到最佳化切片作業(yè)的目的。值得說明的是，為確保切片的完成，切割線材21會整個貫穿晶棒I而在第一板體11上造成切割痕跡，操作者即可藉此確認(rèn)切片作業(yè)之完成。以上所述僅為本創(chuàng)作之較佳可行實施例，非因此局限本創(chuàng)作之專利范圍，故舉凡 運用本創(chuàng)作說明書及圖示內(nèi)容所為之等效技術(shù)變化，均包含于本創(chuàng)作之范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種力量監(jiān)控裝置，其特征在于，設(shè)置于進行線切割的晶棒之上，該力量監(jiān)控裝置包含: 一第一板體，其具有相對的一第一接觸面及一第二接觸面，該第一接觸面系接觸于該晶棒之一表面； 一設(shè)置于該第二接觸面上之第二板體，該第二板體具有一接觸于該第二接觸面之第三接觸面； 一感測模塊，其包括至少兩個感測組件，該至少兩個感測組件系相互對應(yīng)地埋設(shè)于該第二板體中。
2.如權(quán)利要求I所述之力量監(jiān)控裝置，其特征在于，其中該第二板體具有一相對于該第三接觸面之第四接觸面，該第四接觸面上具有凹設(shè)成型之固定孔位。
3.如權(quán)利要求2所述之力量監(jiān)控裝置，其特征在于，其中每一該固定孔位均延伸有一導(dǎo)線槽。
4.如權(quán)利要求3所述之力量監(jiān)控裝置，其特征在于，其中該至少兩個感測組件系分別固定于所述之固定孔位。
5.如權(quán)利要求4所述之力量監(jiān)控裝置，其特征在于，其中每一該感測組件的一端系螺鎖固定于所述之固定孔位。
6.如權(quán)利要求5所述之力量監(jiān)控裝置，其特征在于，其中每一該感測組件的另端系固定于一安裝座體。
7.如權(quán)利要求2所述之力量監(jiān)控裝置，其特征在于，其中該感測模塊更包括一個耦接于該至少兩個感測組件之求和組件。
8.如權(quán)利要求7所述之力量監(jiān)控裝置，其特征在于，更包括一數(shù)據(jù)管理終端單元及一數(shù)據(jù)擷取模塊，其中該感測模塊之該至少兩個感測組件所收到之訊號系經(jīng)過該求和組件之相加處理，再透過該數(shù)據(jù)擷取模塊傳送至該數(shù)據(jù)管理終端單元。
9.如權(quán)利要求8所述之力量監(jiān)控裝置，其特征在于，更包括一耦接于該數(shù)據(jù)擷取模塊與該求和組件之間的訊號放大器。
10.如權(quán)利要求I所述之力量監(jiān)控裝置，其特征在于，其中該感測模塊具有四個所述之感測組件。
專利摘要一種力量監(jiān)控裝置，包含一第一板體，其具有相對的一第一接觸面及一第二接觸面，該第一接觸面系接觸于該晶棒之一表面；一設(shè)置于該第二接觸面上之第二板體，該第二板體具有一接觸于該第二接觸面之第三接觸面；一感測模塊，其包括至少兩個感測組件，該至少兩個感測組件系相互對應(yīng)地埋設(shè)于該第二板體中。
文檔編號B28D5/04GK202607856SQ20122002912
公開日2012年12月19日 申請日期2012年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月5日
發(fā)明者陳炤彰, 鄭世隆, 劉建億, 陳鈺麟, 黃國維, 黃堯弘, 林鼎將, 鄭守智 申請人:昆山中辰矽晶有限公司