CN106057738A - 晶片的分割方法 - Google Patents

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Abstract

晶片的分割方法。将晶片有效地分割成各个芯片。该分割方法，该方法包括：保护膜形成工序，其在晶片(W)的正面(Wa)形成水溶性保护膜(6a)；掩模形成工序，其沿着切割道(S)去除水溶性保护膜(6a)而形成蚀刻掩模；等离子蚀刻工序，其隔着由水溶性保护膜(6a)构成的掩模对切割道(S)部分进行等离子蚀刻；保护膜去除工序，其向水溶性保护膜(6a)供给清洗水而去除保护膜。在进行等离子蚀刻之后去除保护膜时，仅从水供给部(31)向水溶性保护膜(6a)供给清洗水，能够从晶片(W)的正面(Wa)容易地去除水溶性保护膜(6a)。因此，无需例如抗蚀剂膜形成装置、抛光装置等的各种设备，能够抑制成本，将晶片(W)有效地分割成各个芯片。

Description

晶片的分割方法
技术领域
本发明涉及将晶片分割成各个芯片的晶片的分割方法。
背景技术
在器件的制造中，由以格子状排列于晶片的正面的多个分割预定线而划分多个芯片区域，并在各个芯片区域形成IC、LSI等的器件。这样构成的晶片，通过磨削背面侧而薄化成规定的厚度，然后分割成各个带器件的芯片，各个芯片通过树脂密封而被封装，由此广泛使用于便携式电话或个人电脑等各种电子装置。
作为晶片的分割方法，具有如下的方法：将旋转的切削刀片沿着分割预定线而切入来进行切削的方法；沿着分割预定线而照射激光束而将晶片分割成各个芯片的方法等(例如，参照下面的专利文献)。
另外，也有如下的方法：在晶片的正面中、除了分割预定线的部分以外的区域，作为蚀刻掩模而覆盖抗蚀剂膜，对沿着分割预定线的区域进行等离子蚀刻，从而将晶片分割成各个芯片(例如，参照下面的专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1日本特开平10-305420号公报
专利文献2日本特开2006-120834号公报
在通过如上述的等离子蚀刻而将晶片分割成各个器件的情况下，例如利用抗蚀剂膜形成装置而将具有等离子体耐性的抗蚀剂涂布到晶片的正面，并通过曝光、显影工序而形成掩模之后实施等离子蚀刻工序，并沿着分割预定线而形成槽。之后，例如使用抛光装置而进行根据氧等离子体的抛光处理，从而将抗蚀剂膜灰化而去除。
但是，在分别实施抗蚀剂膜的形成工序和抗蚀剂膜的去除工序时，如上述，需要使用抗蚀剂膜形成装置、抛光装置这样的各个不同的装置，因此晶片的处理工序在整体上被复杂化，并且成本也增加。
发明内容
本发明是鉴于上述的情况而研发的，本发明的目的在于能够将晶片有效地分割成各个芯片。
解决课题的手段
本发明为晶片的分割方法，沿着切割道分割晶片，该晶片在正面形成有多个该切割道，并在由上述多个切割道划分出的区域形成有器件，该方法包括：保护膜形成工序，在晶片的正面形成水溶性保护膜；掩模形成工序，沿着上述切割道去除上述水溶性保护膜，形成蚀刻掩模；等离子蚀刻工序，隔着上述蚀刻掩模对上述切割道的部分进行等离子蚀刻；保护膜去除工序，向上述水溶性保护膜供给清洗水而去除上述水溶性保护膜；带粘贴工序，在上述保护膜去除工序之后，在上述晶片的正面侧粘贴保护带；及磨削工序，对上述晶片的背面进行磨削。
优选为，上述晶片沿着切割道包括导电膜，在上述掩模形成工序中，沿着上述切割道照射激光而去除上述导电膜。
优选为，在上述水溶性保护膜中分散有金属氧化物的微粒。作为上述金属氧化物，例如使用二氧化钛(TiO2)。
发明效果
根据本发明的晶片的分割方法，在进行等离子蚀刻之后去除保护膜时，仅将清洗水供给到水溶性保护膜，就能够从晶片的正面容易地去除水溶性保护膜。因此，无需如抗蚀剂膜形成装置、抛光装置等各种设备，能够抑制成本，且将晶片有效地分割成各个芯片。
在晶片的正面中，在沿着切割道包含导电膜的情况下，在实施掩模形成工序时，沿着切割道而照射激光来去除该导电膜，因此在等离子蚀刻工序中能够将晶片顺利地分割成各个芯片。
在上述的水溶性保护膜中，在分散有金属氧化物的微粒(例如TiO2)的情况下，水溶性保护膜的激光束的吸收性得到提高，因此在实施掩模形成工序时，能够容易地去除覆盖在切割道部分的水溶性保护膜。
另外，混入有金属氧化物的水溶性保护膜对等离子体的耐性也得到提高，因此即便在晶片的正面中形成较薄的水溶性保护膜，也能够良好地实施等离子蚀刻。
附图说明
图1是表示保护膜形成工序的立体图。
图2是表示形成有水溶性保护膜的状态的晶片的截面图。
图3是表示掩模形成工序的截面图。
图4是表示等离子蚀刻装置的一例的立体图。
图5是表示等离子蚀刻工序的截面图。
图6是表示保护膜去除工序的截面图。
图7是表示保护带粘贴工序的立体图。
图8是表示磨削装置的一例的立体图。
图9是表示磨削工序的截面图。
(符号说明)
1：基板 2：旋涂器 3：旋转台 4：旋转轴
5：喷嘴 6：液体树脂 6a：水溶性保护膜 7：开口部 8：槽 9：保护带
10：等离子蚀刻装置 11：气体供给部 12：蚀刻处理部
13：腔 14：蚀刻气体供给单元 140：轴部
141：轴承部 142：流道
15：升降单元 150：马达 151：滚珠螺杆 152：升降部
16：卡盘台 160：轴部 161：轴承部
163：吸引源 164：吸引路 165：冷却部 166：冷却路
17：排气口 18：气体排出部 19：高频电源
20：磨削装置 200：装置基体 201：柱
21：罩 22：卡盘台 22a：保持面
23：磨削单元 230：主轴 231：主轴外壳
232：固定架 233：磨削轮 234：磨削模具
24：磨削进给单元 240：马达 241：滚珠螺杆 242：导轨
243：升降部 25：支承部
30：激光照射部 31：水供给部
具体实施方式
图1所示的晶片W为被加工物的一例，具备圆板状的基板1。在晶片W的正面Wa形成有多个切割道S，在由多个切割道S划分出的区域的各个区域形成有器件D。正面Wa的相反侧的面构成根据磨削模具等而被磨削的背面Wb。下面，对将晶片W分割成各个器件D的晶片的分割方法进行说明。
(1)保护膜形成工序
如图1所示，例如利用旋涂器2在晶片W的正面Wa形成水溶性保护膜。旋涂器2具有保持晶片W且可旋转的旋转台3。在旋转台3的下方连接有具备垂直方向的轴心的旋转轴4。在旋转台3的上方侧配置用于喷出水溶性保护膜的材料液的喷嘴5，喷嘴5的前端朝向旋转台3侧。
首先，将晶片W的背面Wb侧载置于旋转台3的上表面，使晶片W的正面Wa以正面朝上的方式露出，并因未图示的吸引源的吸引作用而在旋转台3吸引晶片W并保持。之后，由未图示的马达来使旋转轴4进行旋转，从而使旋转台3例如向箭头A方向旋转，并将喷嘴5的前端定位在保持于旋转台3的晶片W的正面Wa的中央区域的上方侧，从而向中央区域喷出规定量的液体树脂6。
作为液体树脂6，例如利用PVP(聚乙烯吡咯烷酮)、PVA(聚乙烯醇)等的水溶性的液体树脂。优选在该液体树脂6中分散地混入有金属氧化物的微粒。作为金属氧化物，除了例如使用二氧化钛(TiO2)、氧化锌(ZnO2)之外，还可使用过渡金属氧化物。作为金属氧化物，适合使用具备比液体树脂6的光点尺寸足够小的粒径的金属氧化物。例如，在液体树脂6的光点尺寸为几μm～1mm的情况下，可将金属氧化物的粒径形成为例如10～50[nm]。另外，相对液体树脂6的金属氧化物的浓度可以为1～10[％]左右，更优选为2～5[％]。
滴落到晶片W的正面Wa的液体树脂6因由旋转台3的旋转而产生的离心力，在晶片W的正面Wa上，从正面Wa的中心侧流向外周侧，从而到达晶片W的整个面Wa。之后，继续旋转而将液体树脂6形成为规定的厚度，并进行旋转干燥。根据需要，如图2所示，在晶片W的正面Wa中，例如将液体树脂6烘干而使之硬化，从而形成覆盖晶片W的整个面Wa的水溶性保护膜6a。
(2)掩模形成工序
如图3所示，在实施保护膜形成工序之后，利用配置于晶片W的上方侧的激光照射部30而去除水溶性保护膜6a，并形成蚀刻掩模。首先，在未图示的保持台保持晶片W之后，将激光照射部30和保持台在水平方向上相对地移动，并且激光照射部30向图1所示的与切割道S对应的区域照射激光束。与切割道S对应的区域既可以是切割道S的整个区域，也可以是切割道S的局部区域。
例如在如下的加工条件下实施掩模形成工序。
[加工条件]
激光束：YAG/YVO4
波长：355nm
平均输出：0.5W
重复频率：200kHz
照射光点直径：φ10μm
保持台的移送速度：100mm/s
当激光照射部30根据这样的加工条件而沿着晶片W的正面Wa中的与切割道S对应的区域而照射激光束时，去除图2所示的水溶性保护膜6a中的切割道S的上方部分，在晶片W的正面Wa中形成开口部7。由此，在晶片W的正面Wa中的除了与切割道S对应的区域以外的区域至少残留覆盖着器件D的水溶性保护膜6a。由此，在晶片W的正面Wa形成由水溶性保护膜6a构成的蚀刻掩模。
在此，在要加工的晶片W上沿着切割道S形成有例如TEG(Test Element Group：测试式元件组)等的导电膜的情况下，优选为，通过沿着切割道S而照射激光，将水溶性保护膜6a和导电膜一并去除。从而，能够有效地进行后续的等离子蚀刻工序，之后将晶片W顺利地分割成各个器件D。
另外，掩模形成工序不限于通过激光照射来进行。例如也可以将切削刀片沿着与切割道S对应的区域切入而进行切削，从而沿着切割道S而去除水溶性保护膜6a，并在晶片W的正面Wa形成蚀刻掩模。
(3)等离子蚀刻工序
接着，隔着蚀刻掩模而进行晶片W的等离子蚀刻。在等离子蚀刻中，例如使用图4所示的等离子蚀刻装置10。等离子蚀刻装置10具备气体供给部11和蚀刻处理部12。在气体供给部11中储存有SF6、CF4、C2F6、C2F4、CHF3等含氟的蚀刻气体、Ar等的惰性气体。
蚀刻处理部12构成为收纳晶片W，并将从气体供给部11供给的蚀刻气体等离子化而蚀刻晶片W的结构。具体地，蚀刻处理部12具备进行等离子蚀刻的腔13，并从腔13的上部侧收纳蚀刻气体供给部14，从下部侧收纳用于保持要进行蚀刻的晶片W的卡盘台16。
蚀刻气体供给单元14具备向保持于卡盘台16的晶片W的露出面供给蚀刻气体的功能，轴部140隔着轴承141而可升降自如地***到腔13内，在内部形成有与气体供给部11连通，并在下端开口的流道142。
蚀刻气体供给单元14利用升降单元15而被驱动，从而可升降。升降单元15具备马达150、与马达150连接的滚珠螺杆151、具备与滚珠螺杆151螺纹结合的螺母的升降部152，滚珠螺杆151被马达150驱动而进行转动，从而升降部152进行升降，并随着升降部152的升降，蚀刻气体供给部14进行升降。
轴部160隔着轴承161而可转动地***到卡盘台16中，在卡盘台16的内部形成有与吸引源163连通的吸引路164以及与冷却部165连通的冷却路166，吸引路164在卡盘台16的上表面被开口。
在腔13的下部形成有与气体排出部18连通的排气口17，从排气口17排出使用完的气体。另外，在蚀刻气体供给单元14以及卡盘台16连接有高频电源19，向卡盘台16与蚀刻气体供给单元14之间施加高频电压，将蚀刻气体等离子化。作为高频电压，只要选择能够将蚀刻气体解离成适于蚀刻的状态，并且能够得到足够数量的蚀刻物质的频率、功率即可。另外，具备未图示的高频偏压供给单元。
在利用等离子蚀刻装置12而对晶片W进行等离子蚀刻时，将晶片W搬入到腔13的内部，并在卡盘台16中以使正面Wa侧朝上的方式进行保持。接着，使蚀刻气体供给单元14下降，在该状态下，从气体供给部11向流道142供给蚀刻气体，并从蚀刻气体供给单元14的下表面的喷出部143喷出蚀刻气体，并在调压成规定的圧力之后，从高频电源19向蚀刻气体供给单元14与卡盘台16之间施加高频电压而将蚀刻气体等离子化。向晶片施加高频偏压，将离子引入到晶片而进行蚀刻。
蚀刻条件的一例为如下。
将#1～#3重复循环数十周期而进行蚀刻。
等离子体激发用频率及偏压施加用频率均为13.56MHz。
由此，如图5所示，在晶片W的正面Wa中，仅将未覆盖有水溶性保护膜6a的部分即晶片W的正面Wa中的开口部7的下方蚀刻而形成所希望的深度的槽8。此时，在覆盖于晶片W的正面Wa的水溶性保护膜6a中混入有金属氧化物的情况下，对于等离子体的耐性得到提高，因此可抑制掩模的膜变薄，在蚀刻中还将水溶性保护膜6a进行蚀刻，防止晶片W的正面Wa露出。并且，在经过了预先设定的时间，对图1所示的晶片Wa实施蚀刻而形成了规定深度的槽8的时刻，结束等离子蚀刻。
(4)保护膜去除工序
接着，去除图5所示的覆盖于晶片W的正面Wa的水溶性保护膜6a。具体地，如图6所示，配置于晶片W的上方侧的水供给部31向晶片W的正面Wa供给清洗水。从而，水溶性保护膜6a根据清洗水而被溶解，并残留正面Wa被露出的状态的晶片W。另外，作为清洗水，例如可使用纯净水。
(5)保护带粘贴工序
如图7所示，在实施了保护膜去除工序之后，在晶片W的正面Wa侧粘贴保护带9。这样，将晶片W和保护带9一体地形成，在进行后述的磨削时保护器件D。对于保护带9的材质等不作特别的限定，例如使用粘性带。
(6)磨削工序
磨削晶片W的背面Wb侧而将其薄化。作为磨削晶片W的磨削装置，例如可使用图8所示的磨削装置20。磨削装置20具备在Y轴方向上延伸的装置基体200和在Y轴方向的后部侧的装置基体200中在Z轴方向上竖立的柱201。装置基体200中设有具备用于保持晶片W的保持面22a的卡盘台22。卡盘台22的周囲被罩21所罩住，卡盘台22与罩21一起在Y轴方向上进行往返移动。
在柱201的侧方配置有隔着升降单元24而对晶片进行磨削的磨削单元23。磨削单元23具备：主轴230，其具有Z轴方向的轴心；主轴外壳231，其可旋转地包围主轴230；磨削轮233，其隔着固定架232而安装在主轴230的下端；及多个磨削模具234，其以环状固定在磨削轮233的下部。磨削单元20通过马达的驱动而以规定的旋转速度旋转磨削轮233。
磨削进给单元24具备：滚珠螺杆241，其在Z轴方向上延伸；马达240，其与滚珠螺杆241的一端连接；一对导轨242，它们分别与滚珠螺杆241平行地延伸；及升降部243，其一个面与支承主轴外壳231的支承部25连结。一对导轨242与升降部243的另一面滑动接触，滚珠螺杆241与形成于升降部243的中央部的螺母螺纹结合。并且，当驱动马达240而使滚珠螺杆241转动时，使升降部242沿着一对导轨242而在Z轴方向上升降，从而使磨削单元20在Z轴方向上升降。
如图8所示，在磨削晶片W的背面Wb时，使晶片W的背面Wb以背面Wb朝上的方式露出，将保护带9侧载置于卡盘台22的保持面22a而吸引并保持。在旋转卡盘台22的同时，将卡盘台22与罩21一并移动到磨削单元23的下方。
接着，通过旋转主轴230而使磨削轮233进行旋转，磨削进给单元24使磨削单元23在靠近晶片W的背面Wb的方向上下降，并使旋转的磨削模具234接触到背面Wb而进行磨削。并且，如图9所示，将磨削模具234磨削进给到至少槽8表露的深度位置P为止而继续进行磨削，从而将晶片W分割成各个带器件D的芯片。
这样，根据本发明的分割方法，通过水溶性保护膜6a在晶片W的正面Wa形成掩模，因此在进行等离子蚀刻工序之后实施保护膜去除工序时，仅通过从水供给部31向水溶性保护膜6a供给清洗水，就能够容易地去除覆盖于晶片W的正面Wa的水溶性保护膜6a。因此，无需例如抗蚀剂膜形成装置、抛光装置等各种设备，能够简化晶片W的处理工序而削减成本。
在上述的水溶性保护膜6a中分散而混入有金属氧化物的微粒的情况下，水溶性保护膜6a的激光束的吸收性得到提高，因此在实施掩模形成工序时，能够有效地去除切割道S上的水溶性保护膜6a。
另外，混入有金属氧化物的水溶性保护膜6a与未混入有金属氧化物的保护膜相比，对等离子体的耐性也得到提高。因此，即便在晶片W的正面Wa形成例如4μm程度的较薄的水溶性保护膜6a，也能够良好地实施等离子蚀刻工序。另外，在等离子蚀刻中水溶性保护膜6a从晶片W的正面Wa被剥离的可能性下降。进而，在水溶性保护膜6a中未含有金属氧化物的情况下，作为掩模的厚度有必要形成为10～20[μm]，而通过加入TiO2等的金属氧化物，能够将其厚度薄化，因此能够降低成本，并且在保护膜去除工序中容易地去除水溶性保护膜6a。
在本实施方式中，对在实施等离子蚀刻工序之后再实施用于磨削晶片W的背面Wb的磨削工序的情况进行了说明，但也可以在将晶片W磨削成所希望的厚度之后，通过等离子蚀刻而将晶片W分割成各个芯片。即，在依次实施保护带粘贴工序和磨削工序而将晶片W的背面Wb磨削，以使晶片W形成为所希望的厚度，然后依次实施保护膜形成工序和掩模形成工序而在正面Wa形成由水溶性保护膜构成的蚀刻掩模。并且，也可以通过实施等离子蚀刻工序，从而将被薄化的晶片W完全切断而分割成各个芯片。在该情况下，通过向进行了等离子蚀刻之后的晶片W的正面Wa供给清洗水，从而能够容易地去除水溶性保护膜。
另外，也可以沿着晶片W的切割道S而在其内部会聚激光束而形成改质层之后，依次实施上述保护膜形成工序、掩模形成工序、等离子蚀刻工序以及保护膜去除工序。在该情况下，在等离子蚀刻工序中，既可以形成到达改质层的所希望的深度的槽而进行分割，另外也可以根据需要而在晶片W的背面粘贴带等，并将其带伸展成放射状而对晶片W施加在面方向上扩张的力，从而将晶片W分割成带各个器件D的各个芯片。

Claims (4)

1.一种晶片的分割方法，沿着多个切割道分割晶片，该晶片在正面形成有上述多个切割道，并在由上述多个切割道划分出的各区域形成有器件，
该分割方法包括：
保护膜形成工序，在晶片的正面形成水溶性保护膜；
掩模形成工序，沿着上述切割道去除上述水溶性保护膜，形成蚀刻掩模；
等离子蚀刻工序，隔着上述蚀刻掩模对上述切割道的部分进行等离子蚀刻；
保护膜去除工序，向上述水溶性保护膜供给清洗水而去除上述水溶性保护膜；
带粘贴工序，在上述保护膜去除工序之后，在上述晶片的正面侧粘贴保护带；及
磨削工序，对上述晶片的背面进行磨削。
2.根据权利要求1所述的分割方法，其中，
上述晶片沿着切割道包括导电膜，
在上述掩模形成工序中，沿着上述切割道照射激光而去除上述导电膜。
3.根据权利要求1或2所述的分割方法，其中，
在上述水溶性保护膜中分散有金属氧化物的微粒。
4.根据权利要求3所述的分割方法，其中，
上述金属氧化物为TiO2。
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