CN107452678B - 晶片的加工方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种晶片的加工方法，能够对晶片进行分割以使得不在器件芯片的角产生亏缺。将对于晶片(W)具有透过性的波长的激光束从晶片的背面(W2)定位在晶片的内部而沿着第1间隔道(L1)和第2间隔道(L2)进行照射从而在晶片的内部形成改质层(R)。在改质层的形成之后，通过从晶片的背面进行磨削的磨削动作而以改质层为起点将晶片沿着第1间隔道和第2间隔道分割成器件芯片(DC)。在改质层的形成中，在将第1间隔道定位在X轴方向上而照射激光束时，按照相邻的每个器件(D)在第1间隔道内沿Y轴方向错开规定的间隔而形成改质层。由此，相邻的器件芯片的角彼此在分割时不会在对角线上摩擦。

Description

晶片的加工方法
技术领域
本发明涉及晶片的加工方法，将晶片分割成多个器件芯片。
背景技术
例如，当利用切削刀具对具有300【μm】以上的比较厚的厚度的晶片进行切割时，存在背面崩边变大的问题。因此，提出了使用将激光加工和磨削加工组合的SDBG(StealthDicing Before Grinding：磨削前隐形切割)的方法(例如，参照专利文献1)。在SDBG中，沿着晶片的分割预定线照射对于晶片具有透过性的波长的激光束，在晶片的规定的深度的位置形成强度降低的改质层。之后，通过对晶片的背面进行磨削而使晶片薄化至完工厚度，并且利用磨削压力以改质层为分割起点将晶片分割成各个器件芯片。
专利文献1：国际公开第2003/077295号
但是，当通过SDBG在晶片的内部形成改质层之后分割成各个芯片时，由于在芯片的对角线方向相邻的角部之间没有间隔，所以存在因芯片的角部彼此摩擦而容易在角部产生亏缺的问题。
发明内容
本发明是鉴于该点而完成的，其目的在于提供晶片的加工方法，能够对晶片进行分割以使得不在各个器件芯片的角产生亏缺。
关于本发明的晶片的加工方法，晶片在晶片正面上具有由形成于一个方向上的多条第1间隔道和形成于与第1间隔道垂直的方向上的多条第2间隔道划分的多个器件，该晶片的加工方法利用激光加工装置沿着第1间隔道和第2间隔道将晶片分割成器件芯片，激光加工装置具有：保持工作台，其对晶片进行保持；激光束照射构件，其对保持在保持工作台上的晶片照射激光束；加工进给构件，其对保持工作台和激光束照射构件相对地在X轴方向上进行加工进给；分度进给构件，其对保持工作台和激光束照射构件相对地与间隔道的间隔对应地在Y轴方向上进行分度进给；以及控制构件，其对各构成要素进行控制，晶片的加工方法的特征在于，具有如下的步骤：保持步骤，将正面侧粘贴有保护带的晶片保持在保持工作台上；改质层形成步骤，在实施了保持步骤之后，将对于晶片具有透过性的波长的激光束从晶片的背面定位在晶片的内部而沿着第1间隔道和第2间隔道进行照射从而在晶片的内部形成改质层；以及分割步骤，在实施了改质层形成步骤之后，通过磨削构件从晶片的背面进行磨削而使晶片薄化至完工厚度，并且通过磨削动作以所述改质层为起点沿着第1间隔道和第2间隔道对晶片进行分割，在改质层形成步骤中，至少在将第1间隔道定位在X轴方向上而照射激光束时，按照相邻的每个器件在第1间隔道内在Y轴方向上错开规定的间隔而形成改质层，以使得相邻的器件芯片的角彼此不会在分割时在对角线上摩擦。
根据该结构，在改质层形成步骤中，由于按照相邻的每个器件沿分度进给方向错开规定的间隔而形成非连续的改质层，所以能够在器件芯片的沿芯片的对角线方向相邻的角之间形成间隔。由此，能够减少在分割步骤中器件芯片的角彼此摩擦，能够减少角处的亏缺。
根据本发明，能够对晶片进行分割以使得不在器件芯片的角产生亏缺。
附图说明
图1是本实施方式的被加工物的概略立体图。
图2是本实施方式的激光加工装置的概略立体图。
图3是示出本实施方式的保持步骤的说明图。
图4是示出本实施方式的改质层形成步骤的说明图。
图5是示出本实施方式的改质层形成步骤的说明图。
图6是示出本实施方式的改质层形成步骤的说明图。
图7是示出本实施方式的分割步骤的说明图。
图8是示出本实施方式的分割步骤的说明图。
标号说明
10：激光加工装置；13：保持工作台；20：分度进给构件；21：加工进给构件；40：加工头(激光束照射构件)；51：控制构件；C：角；D：器件；DC：器件芯片；L1：第1间隔道；L2：第2间隔道；R：改质层；T：保护带；W：晶片；W1：正面；W2：背面。
具体实施方式
以下，参照附图对本实施方式的晶片的加工方法进行说明。首先，参照图1对通过本实施方式的晶片的加工方法加工的晶片进行说明。图1是本实施方式的晶片的概略立体图。
如图1所示，晶片W形成为大致圆板状，在正面W1上设置有器件层WA。在晶片W的正面W1上形成有沿一个方向延伸的第1间隔道L1和沿与第1间隔道L1垂直的方向延伸的多条第2间隔道L2。在由这些第1、第2间隔道L1、L2划分出的区域内形成有多个器件D。并且，在晶片W的正面上粘贴有用于保护器件D的保护带T。如图2所示，晶片W的下表面侧粘贴在粘合片S上，该粘合片S粘接在环状的环状框架F上而被环状框架F保持。
晶片W具有例如300【μm】以上的厚度，通过将激光加工和磨削加工组合的SDBG被分割成各个器件芯片。在该情况下，在利用激光加工在晶片W内形成改质层之后，利用磨削加工将晶片W磨削至完工厚度，并以改质层为分割起点对晶片W进行分割。另外，晶片W可以是在硅、砷化镓等半导体基板上形成有IC、LSI等半导体器件的半导体晶片，也可以是在蓝宝石、碳化硅等无机材料基板上形成有LED等光器件的光器件晶片。
接着，参照图2对在本实施方式的晶片的加工方法中使用的激光加工装置进行说明。图2是本实施方式的激光加工装置的概略立体图。另外，本实施方式的激光加工装置并不仅限于图2所示的结构。只要能够在晶片中形成改质层，则激光加工装置也可以为任意的结构。
如图2所示，激光加工装置10构成为使激光加工单元12和保持工作台13相对移动而对晶片W进行加工，其中，该激光加工单元12照射出激光光线，该保持工作台13在其上表面上对晶片W进行保持。
激光加工装置10具有长方体状的基台11。在基台11的上表面上设置有卡盘工作台移动机构14，该卡盘工作台移动机构14对保持工作台13在X轴方向上进行加工进给并且在Y轴方向上进行分度进给。在卡盘工作台移动机构14的后方竖立设置有立壁部16。臂部17从立壁部16的前表面突出，在臂部17上激光加工单元12被支承为与保持工作台13对置。
卡盘工作台移动机构14具有：分度进给构件20，其使保持工作台13和激光加工单元12在分度进给方向(Y轴方向)上相对移动；以及加工进给构件21，其使保持工作台13和激光加工单元12在加工进给方向(X轴方向)上相对移动。
分度进给构件20具有：与Y轴方向平行的一对导轨23，它们配置在基台11的上表面上；以及电动机驱动的Y轴工作台24，其以能够在一对导轨23上滑动的方式设置。在Y轴工作台24的下表面侧形成有未图示的螺母部，这些螺母部与滚珠丝杠25螺合。并且，通过使与滚珠丝杠25的一端部连结的驱动电动机26旋转驱动，Y轴工作台24、加工进给构件21和保持工作台13沿着导轨23在Y轴方向上移动。
加工进给构件21具有：与X轴方向平行的一对导轨30，它们配置在Y轴工作台24的上表面上；以及可动部31，其能够借助导轨30而在加工进给方向(X轴方向)上移动。可动部31具有：X轴工作台32，其X轴方向的滑动移动被导轨30引导；以及线性电动机(电动机)33，其设置在X轴工作台32的下部。线性电动机33具有电磁线圈(未图示)，该电磁线圈与在导轨30之间沿着X轴方向配置的磁板35对置。关于电磁线圈，例如使三相交流错开相位而依次通电，形成使线性电动机33自身和X轴工作台32沿着作为X轴方向的往复移动方向移动的移动磁场。另外，加工进给构件21并不仅限于上述结构，例如也可以变更为如分度进给构件20那样使用了旋转驱动的滚珠丝杠的结构。
在X轴工作台32的上表面上保持有保持工作台13。保持工作台13形成为圆板状，借助θ工作台38而以能够旋转的方式设置在X轴工作台32的上表面上。在保持工作台13的上表面上由多孔陶瓷材料形成有吸附面。在保持工作台13的周围经由支承臂而设置有4个夹具部39。4个夹具部39被空气致动器(未图示)驱动而从四周对晶片W的周围的环状框架F进行夹持固定。
激光加工单元12具有设置在臂部17的前端的作为激光束照射构件的加工头40。在臂部17和加工头40内设置有激光加工单元12的光学***。加工头40通过聚光透镜对从未图示的振荡器振荡出的激光束进行会聚，对保持在保持工作台13上的晶片W照射激光束而进行激光加工。在该情况下，激光束的波长对于晶片W具有透过性，该激光束在光学***中被调整为定位在晶片W的内部。
通过该激光束的照射而在晶片W的内部形成作为分割起点的改质层R(参照图4和图5)。改质层R是指因激光束的照射而使晶片W的内部的密度、折射率、机械强度或其他的物理特性变成与周围不同的状态且强度比周围降低的区域。改质层R例如是熔融处理区域、裂纹区域、绝缘破坏区域、折射率变化区域，也可以是将它们混在一起的区域。从加工头40照射的激光束能够对形成改质层R的聚光位置的高度进行控制。
在激光加工装置10上设置有对装置各构成要素进行统一控制的控制构件51。控制构件51由执行各种处理的处理器构成。对控制构件51输入来自省略了图示的各种检测器的检测结果。从控制构件51向驱动电动机26、线性电动机33、加工头40等输出控制信号。
以下，参照图3到图7对晶片的加工方法进行说明。图3是示出本实施方式的保持步骤的说明图，图4到图6是示出本实施方式的改质层形成步骤的说明图，图7和图8是示出分割步骤的说明图。另外，在本实施方式中，虽然对将晶片的加工方法适用于SDBG的一例进行了说明，但也能够适用于在晶片的内部以改质层为起点进行分割的其他的加工方法。
如图3所示，首先实施保持步骤。在保持步骤中，粘贴有保护带T的晶片W隔着保护带T被吸附保持在保持工作台13上。
如图4和图5所示，在实施了保持步骤之后实施改质层形成步骤。在改质层形成步骤中，首先通过使保持工作台13移动、旋转而将晶片W定位成例如第1间隔道L1与X轴方向平行、第2间隔道L2与Y轴方向平行。接着，加工头40相对于保持工作台13上的晶片W被定位在与X轴方向平行的第1间隔道L1。之后，一边对晶片W的背面W2侧照射激光束，一边使保持工作台13和加工头40与X轴方向平行地相对移动(加工进给)。由此，沿着第1间隔道L1照射激光束，在晶片W的内部形成沿着第1间隔道L1的改质层R。
在沿着对象的第1间隔道L1形成改质层R之后，停止激光束的照射，使保持工作台13和加工头40在Y轴方向上与第1间隔道L1的间隔对应地相对移动(分度进给)。由此，能够使加工头40对准与对象的第1间隔道L1相邻的第1间隔道L1。
接着，沿着相邻的第1间隔道L1形成同样的改质层R。重复该动作而沿着在X轴方向上延伸的全部的第1间隔道L1形成改质层R，之后，使保持工作台13绕着旋转轴旋转90°而沿着在Y轴方向上延伸的第2间隔道L2形成改质层R。
在改质层R中，按照基于激光束的波长的脉冲间距来进行改质，形成为剖视图中纵长的椭圆在加工进给方向(X轴方向)上连续排列。可以多次重复地进行激光束所进行的改质层R的形成，例如在进行两次的情况下，在最初的改质层R1的形成中，将聚光点在图4中的上下位置定位在靠光器件晶片W的正面W1的位置而照射激光束。当在该聚光点的上下位置沿着全部的各间隔道L1、L2形成了最初的改质层R1之后，使聚光点阶段性地向上方移动。然后，与最初的改质层R1的形成同样地进行第2次的改质层R2的形成。该形成位置设定在向最初的改质层R1的背面W2侧(上侧)隔开规定的距离的位置。由此，在从晶片W的正面W1侧到背面W2侧的区域内形成两层改质层R1、R2，换言之，在晶片W的内部形成沿着各间隔道L1、L2的分割起点。
这里，在改质层形成步骤中，如图6所示，与X轴方向平行的第1间隔道L1没有位于一条直线上而非连续地形成。关于第1间隔道L1的形成，首先在加工头40相对于第1间隔道L1的定位中，例如，设定聚光点以使得Y轴方向的位置处于图6的位置Y1。并且，在晶片W的加工进给中，在X轴方向上每隔1个器件D重复进行激光束的照射和照射停止。由此，在第1间隔道L1内的Y轴方向位置Y1，按照沿X轴方向相邻的每个器件D交替地设置有形成有改质层R的区域和没有形成改质层R的区域。
当在Y轴方向位置Y1形成了改质层R之后，对晶片W进行分度进给以使聚光点在第1间隔道L1内在Y轴方向上按照间隔a错开而将聚光点设定在Y轴方向位置Y2。之后，一边在X轴方向上对晶片W进行加工进给，一边在Y轴方向位置Y1中的没有形成改质层R的区域内，沿Y轴方向位置Y2照射激光束。因此，在该激光束的照射中，也在X轴方向上每隔1个器件D重复进行激光束的照射和照射停止。换言之，在Y轴方向位置Y2，按照沿X轴方向相邻的每个器件D也交替地设置有形成有改质层R的区域和没有形成改质层R的区域。由此，将形成于Y轴方向位置Y1的改质层R和形成于Y轴方向位置Y2的改质层R合在一起，按照沿X轴方向相邻的每个器件D在第1间隔道L1内沿Y轴方向按照间隔a错开而形成有改质层R。
当沿着在X轴方向上延伸的全部的第1间隔道L1形成了这样的改质层R之后，如上述那样沿着在Y轴方向上延伸的第2间隔道L2形成改质层R。通过使第2间隔道L2的改质层R如图示那样形成为连续的直线状，在图6中沿Y轴方向相邻的器件D的角(角部)C彼此配置在大致相同的位置，而沿X轴方向相邻的器件D的角C彼此在Y轴方向上按照间隔a分开定位。沿器件D的对角线方向相邻的器件D的角C彼此不处于相同的位置而分开定位。
这里，关于间隔a，在处于第1间隔道L1的范围内优选较宽。作为改质层R的形成位置的Y轴方向位置Y1、Y2，优选使它们距第1间隔道L1的宽度方向中心为相同的距离，能够例示出将间隔a设为10～40【μm】，将从第1间隔道L1的宽度方向中心到Y轴方向位置Y1、Y2的距离设为5～20【μm】。
并且，在本实施方式中，形成于第2间隔道L2的改质层R形成在第2间隔道L2的宽度方向中心位置。因此，器件D的图6中的上端和下端和与它们相邻的第2间隔道L2的改质层R之间的距离大致相同。因此，关于用于与器件D进行电连接的垫等，沿着器件D的图6中的上下两端形成则能够同样地进行上端处的安装和下端处的安装而能够良好地保持作业性。
如图7和图8所示，在实施了改质层形成步骤之后实施分割步骤。在分割步骤中，晶片W隔着保护带T被保持在磨削装置60的卡盘工作台61上。磨削磨轮(磨削构件)62一边旋转一边与卡盘工作台61接近，通过使磨削磨轮62与晶片W的背面W1旋转接触而将晶片W磨削薄化至完工厚度。通过该磨削动作从磨削磨轮62对改质层R1、R2作用磨削压力而使裂纹以改质层R1、R2为起点在晶片W的厚度方向上伸长。由此，晶片W沿着第1间隔道L1和第2间隔道L2被分割，形成各个器件芯片DC(在图7中未图示)。
根据这样的实施方式，由于如上述那样形成第1间隔道L1的改质层R，使沿器件D的对角线方向相邻的角C彼此分开地定位，所以能够在分割步骤中不使相邻的器件芯片DC的角彼此在对角线上摩擦。这里，例如，特别是在使用了晶体方向相对于各间隔道L1、L2倾斜45°的方向的晶片W的情况下，容易因磨削压力而在器件芯片DC的对角线方向上产生亏缺。在本实施方式中，由于沿该对角线方向相邻的器件D的角C彼此分开而不会摩擦，所以即使晶体方向如上述那样倾斜，也能够防止产生角C的亏缺或裂纹。由此，能够沿着各间隔道L1、L2将晶片W良好地分割成各个器件芯片DC。
另外，本发明并不仅限于上述实施方式，能够实施各种变更。在上述实施方式中，在附图中图示的大小或形状、方向等并不仅限于此，能够在发挥本发明的效果的范围内进行适当变更。另外，只要在不脱离本发明的目的的范围内便能够实施适当变更。
例如，在上述实施方式中，第1间隔道L1的改质层R按照相邻的每个器件D形成为非连续，但也可以将第2间隔道L2同样地形成为非连续。在该情况下，也能够使沿器件D的对角线方向相邻的角C彼此分开。另外，在器件D中，在接合垫形成于仅沿着第1间隔道L1和第2间隔道L2的一方的位置的情况下，在没有形成接合垫的一方的间隔道L1、L2中如上述那样形成作为非连续的改质层R而进行分割。由此，接合垫与器件芯片的外缘的距离保持恒定，能够不对距离接合垫的接合位置等处理条件进行变更而进行接合。
如以上说明的那样，本发明具有不会在分割后的器件芯片上产生裂纹或亏缺而对晶片进行良好地分割的效果，特别对将半导体晶片或光器件晶片分割成各个芯片的晶片的加工方法有用。

Claims (1)

1.一种晶片的加工方法，该晶片在晶片正面上具有由形成于一个方向上的多条第1间隔道和形成于与该第1间隔道垂直的方向上的多条第2间隔道划分的多个器件，该晶片的加工方法利用激光加工装置沿着该第1间隔道和该第2间隔道将该晶片分割成器件芯片，该激光加工装置具有：保持工作台，其对该晶片进行保持；激光束照射构件，其对保持在该保持工作台上的晶片照射激光束；加工进给构件，其对该保持工作台和该激光束照射构件相对地在X轴方向上进行加工进给；分度进给构件，其对该保持工作台和该激光束照射构件相对地与该间隔道的间隔对应地在Y轴方向上进行分度进给；以及控制构件，其对各构成要素进行控制，该晶片的加工方法的特征在于，具有如下的步骤：
保持步骤，将正面侧粘贴有保护带的晶片保持在保持工作台上；
改质层形成步骤，在实施了该保持步骤之后，将对于晶片具有透过性的波长的激光束从晶片的背面定位在晶片的内部而分别沿着该第1间隔道和该第2间隔道进行照射从而在晶片的内部形成第1改质层和第2改质层；以及
分割步骤，在实施了该改质层形成步骤之后，通过磨削构件从该晶片的背面进行磨削而使该晶片薄化至完工厚度，并且通过磨削动作以所述第1改质层和所述第2改质层为起点沿着该第1间隔道和该第2间隔道对晶片进行分割，
在该改质层形成步骤中，至少在将该第1间隔道定位在X轴方向上而照射激光束时，按照相邻的每个器件在该第1间隔道内在Y轴方向上错开规定的间隔而形成与该第2改质层相连的第1改质层，以使得相邻的器件芯片的角彼此在通过磨削构件从晶片的背面进行磨削而以相连的所述第1改质层和所述第2改质层为起点沿着该第1间隔道和该第2间隔道被分割的过程中不会在对角线上摩擦。
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