TW201517150A - 晶圓之加工方法 - Google Patents

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Abstract

本發明的課題是提供一種可以抑制已經形成有改質層的晶圓發生非預期的破裂的晶圓之加工方法。其解決手段為晶圓之加工方法，其至少具備，透過黏著膠帶將晶圓固定在環狀框架的開口處，以形成晶圓單元之晶圓單元形成步驟；隔著黏著膠帶在夾頭台的保持面上對晶圓進行吸引保持之晶圓單元保持步驟；照射雷射光以在晶圓內部形成改質層之加工步驟；搬出步驟；以及分割步驟。於搬出步驟中，是使加壓氣體從保持面噴出，以實施解除黏著膠帶與保持面的密接之密接解除步驟。之後，將晶圓單元從夾頭台搬出。於分割步驟中，將改質層作為起始點分割晶圓。

Description

晶圓之加工方法 發明領域
本發明是有關於一種晶圓之加工方法。
發明背景
於半導體裝置的製程上，在大致呈圓盤狀的半導體晶圓的表面上可透過排列成格子形狀之稱為切割道(street)的分割預定線而區劃出複數個領域，並在這個區劃的領域中形成IC、LSI、微機電系統(MEMS)等的裝置。並且，可藉由將半導體晶圓沿著切割道切斷，以將已形成有裝置的領域分割，而製造出一個個的裝置。
這樣的裝置，直到最近幾年都是透過使用切削刀的切削裝置進行分割加工。但是，由於切削刀是以20~40μm左右的寬度形成分割溝以進行分割，因此會變成在分割預定線上要形成某程度的寬度而會使裝置的可獲取個數受到限制之情形，又，由於要一邊進行加工一邊使用切削水去除切削屑，因此要讓會因切削水的飛散而破損的MEMS裝置或Low-k層不發生剝離地切斷，是在切削裝置上的加工難以做到的，基於此等理由，已使透過使用雷射光之雷射加工裝置進行的加工變得盛行起來。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本專利特開2011-166002號公報。
發明概要
於切削裝置或雷射加工裝置上，以將晶圓固定於框架之晶圓單元的狀態來進行加工的情況很多。以晶圓單元的狀態隔著黏著膠帶(切割膠帶)將晶圓吸引固定在夾頭台上時，黏著膠帶會順應夾頭台之保持面的細微凹凸而形成密接，並有以如同強制撕離之方式將晶圓從保持面搬出的情形發生。這種情形，在已經形成有改質層的晶圓上，恐有發生非預期的破裂之虞。
本發明，是有鑒於上述問題而作成者，其目的在於提供一種可以抑制已經形成有改質層之晶圓發生非預期的破裂的晶圓之加工方法。
為了解決上述的課題，並達成目的，本發明的晶圓之加工方法是，在表面上透過複數條分割預定線所區劃出的各領域中形成有裝置的晶圓之加工方法，其特徵在於，該晶圓之加工方法具備：透過黏著膠帶將晶圓以露出背面側的狀態固定在環狀框架的開口處，而形成晶圓單元之晶圓單元形成步驟；隔著該黏著膠帶在夾頭台的保持面上對晶圓單元的晶圓進行吸引保持之晶圓單元保持步驟； 照射對保持在該夾頭台上的晶圓單元的晶圓具有穿透性之波長的雷射光，以在晶圓內部形成沿著該分割預定線做出的改質層之加工步驟；使流體從該保持面噴出以解除該黏著膠帶與該保持面的密接之密接解除步驟；實施該密接解除步驟之後，以可保持並搬送該環狀框架之搬送機構將晶圓單元從該夾頭台搬出之搬出步驟；以及實施搬出步驟之後，對晶圓單元的晶圓賦予外力，而以該改質層為起始點分割晶圓之分割步驟。
較理想的是，於晶圓單元保持步驟中，是在低於保持面的位置上將環狀框架固定，且是在使該環狀框架上升至高於該保持面的位置後才實施密接解除步驟。
根據本發明的晶圓之加工方法，為了解除夾頭台的保持面與黏著膠帶的密接，而從保持面噴出流體。所以，可以抑制因勉強地將晶圓從保持面強制撕離而發生的破裂。因此，可以抑制已經形成有改質層的晶圓發生非預期的破裂的情形。
10‧‧‧雷射加工裝置
11‧‧‧夾頭台
11a‧‧‧保持面
12、31‧‧‧夾鉗部
13‧‧‧雷射照射機構
20‧‧‧搬送機構
21‧‧‧吸附部
30‧‧‧分割裝置
32‧‧‧推壓構件
D‧‧‧裝置
DT‧‧‧裝置晶片
F‧‧‧環狀框架
K‧‧‧改質層
L‧‧‧雷射光
S‧‧‧分割預定線
T‧‧‧黏著膠帶
W‧‧‧晶圓
WR‧‧‧背面
WS‧‧‧表面
WU‧‧‧晶圓單元
圖1(a)是顯示被施加實施形態的晶圓之加工方法的晶圓的立體圖，圖1(b)是在晶圓單元形成步驟所形成的晶圓單元的立體圖。
圖2(a)是顯示晶圓單元保持步驟之概要的立體圖，圖2(b)是透過晶圓單元保持步驟所保持的晶圓單元等的截面圖。
圖3是顯示加工步驟之概要的截面圖。
圖4是顯示搬出步驟之使搬送機構面對晶圓單元之環狀框架之狀態的截面圖。
圖5(a)是顯示搬出步驟之使保持了環狀框架的搬送機構移動至上方的狀態之截面圖，圖5(b)是顯示搬出步驟之使流體從保持面噴出的狀態的截面圖，圖5(c)是顯示搬出步驟之將晶圓單元從夾頭台搬出的狀態之截面圖。
圖6(a)是顯示分割步驟的概要之截面圖，圖6(b)是顯示在分割步驟中已將晶圓分割的狀態之截面圖。
用以實施發明之形態
有關用以實施本發明之形態(實施形態)，邊參照圖面邊詳細地作說明。本發明並非因記載於以下的實施形態的內容而受限者。又，記載於以下的構成要素，包含本發明所屬領域中具有通常知識者容易設想得到者，或實質上相同者。而且，以下所記載的構成是可適當進行組合的。又，在不脫離本發明之主旨的範圍內，可進行構成的各種省略、替換或變更。
〔實施形態〕
將有關實施形態的晶圓之加工方法，依照圖1至圖6進行說明。圖1(a)是顯示被施行實施形態的晶圓之加工方法的晶圓之立體圖，圖1(b)是在實施形態的晶圓之加工方法的晶圓單元形成步驟所形成的晶圓單元的立體圖，圖2(a)是顯示實施形態的晶圓之加工方法的晶圓單元保持步驟之概要的 立體圖，圖2(b)是透過實施形態的晶圓之加工方法的晶圓單元保持步驟所保持的晶圓單元等的截面圖，圖3是顯示實施形態的晶圓之加工方法的加工步驟之概要的截面圖，圖4是顯示實施形態的晶圓之加工方法的搬出步驟之使搬出機構與晶圓單元的環狀框架相面對之狀態的截面圖，圖5(a)是顯示實施形態的晶圓之加工方法的搬出步驟之使保持了環狀框架的搬送機構移動至上方的狀態的截面圖，圖5(b)是顯示實施形態的晶圓之加工方法的搬出步驟之使流體從保持面噴出的狀態的截面圖，圖5(c)是顯示實施形態的晶圓之加工方法的搬出步驟之將晶圓單元從夾頭台搬出的狀態之截面圖，圖6(a)是顯示實施形態的晶圓之加工方法的分割步驟的概要之截面圖，圖6(b)是顯示在實施形態的晶圓之加工方法的分割步驟中已將晶圓分割的狀態之截面圖。
實施形態的晶圓之加工方法(以下，簡稱為加工方法)，是對圖1所示之晶圓W進行加工的加工方法，且是對晶圓W照射雷射光L(顯示在圖3)以在內部形成改質層K(顯示在圖3等)而分割為一個個的裝置晶片DT(顯示在圖6等)的方法。再者，作為透過本實施形態的加工方法而被分割成一個個的裝置晶片DT之加工對象的晶圓W，於本實施形態中是以矽、藍寶石、鎵等作為母材之圓盤狀的半導體晶圓或光裝置晶圓。如圖1所示，晶圓W在表面WS透過複數條分割預定線S所區劃出的各領域中形成有構成裝置晶片DT的裝置D。作為裝置D，可將IC(integrated circuit)、LSI(large scale integration)、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems：微機電系統)形成在各領域中。又，在晶圓W的表面WS，積層有由SiOF、BSG(SiOB)等的無機物類的膜或聚醯亞胺類、聚對亞苯基二甲基(parylene，為聚對二甲苯的商品名)類等聚合物膜之有機物類的膜所製成的低介電常數絕緣體被膜(Low-k膜)等的表面膜。
再者，所謂改質層K是指，將密度、折射率、機械強度或其他物理特性與周圍之該特性變成不同的狀態的領域，並可例示如，熔融處理領域、裂縫領域、絕緣破壞領域、折射率變化領域、以及混合這些領域的領域等。
實施形態之加工方法至少具備，晶圓單元形成步驟、晶圓單元保持步驟、加工步驟、搬出步驟，與分割步驟。
在晶圓單元形成步驟中，如圖1(a)所示，是在將形成有裝置D之表面WS的背面側的背面WR露出的狀態下，如圖1(b)所示，將晶圓W透過黏著膠帶T固定在環狀框架F的開口處。形成如圖1(b)所示之晶圓單元WU。接著，進入晶圓單元保持步驟。
於晶圓單元保持步驟中，是在對晶圓W照射雷射光L之雷射加工裝置10的夾頭台11(顯示在圖2(a))的多孔狀的保持面11a上，隔著黏著膠帶T載置晶圓單元WU的晶圓W。利用透過圖未示的真空吸引路徑連接到夾頭台11的真空吸引源對保持面11a進行吸引，以如圖2(b)所示，隔著黏著膠帶T在夾頭台11的保持面11a上對晶圓單元WU之晶圓W的表面WS側進行吸引保持。又，於晶圓單元保持步驟 中，是藉由未圖示的空氣致動器(air actuator)來驅動設置在夾頭台11的周圍且位置低於保持面11a之夾鉗部12，以用夾鉗部12挾持晶圓W周圍的環狀框架F。這樣做，於晶圓單元保持步驟中，就可以透過夾鉗部12，在低於保持面11a的位置上將環狀框架F固定。接著，進入加工步驟。
於加工步驟中，是依據雷射加工裝置10的未圖示的拍攝機構所取得的影像，完成校準。之後，透過移動機構使夾頭台11與雷射光照射機構13相對地移動，同時如圖3所示，從保持在夾頭台11的晶圓單元WU的晶圓W的背面WR，將對晶圓W具有穿透性之波長(例如1064nm)的雷射光L在晶圓W的內部聚焦成聚光點以沿著分割預定線S進行照射。並且，在晶圓W的內部形成沿著分割預定線S做出的改質層K。接著，進入搬出步驟。另外，於加工步驟中，是藉由真空吸引源將晶圓W吸引保持在保持面11a上。
於搬出步驟中，是在實施加工步驟之後，如圖4所示，解除夾鉗部12對環狀框架F的挾持，並停止由真空吸引源形成的吸引。接著，使用於保持並搬送環狀框架F之搬送機構20的吸附部21與環狀框架F相面對設置。並且，使搬送機構20下降，而將環狀框架F吸附並保持在吸附部21之後，如圖5(a)所示，以不使黏著膠帶T從保持面11a剝離的程度，使搬送機構20及晶圓單元WU上升。於圖5(a)中，搬送機構20會使環狀框架F上升到稍微高於保持面11a的位置。另外，在使搬送機構20與環狀框架F相面對，並使環狀框架F上升時，仍實施由真空吸引源形成的吸引亦可。
之後，於搬出步驟中，藉由連接於夾頭台11之圖未示的流體噴出源使作為流體之已加壓的氣體從保持面11a噴出，以如圖5(b)所示，實施將黏著膠帶T與保持面11a的密接解除之密接解除步驟。將黏著膠帶T與保持面11a保持為隔著間隔而平行。之後，如圖5(c)所示，透過搬送機構20將晶圓單元WU從夾頭台11搬出。另外，於密接解除步驟中，可以使作為流體之已加壓的液體噴出，也可以使已加壓的氣體與液體同時地噴出。接著，進入分割步驟。
於分割步驟中，是在實施搬出步驟之後，透過搬送機構20將晶圓單元WU搬送至如圖6所示的分割裝置30，並如圖6(a)所示，將環狀框架F挾持於分割裝置30之夾鉗部31中，並使推壓構件32抵接於黏著膠帶T。接著，如圖6(b)所示，使推壓構件32上升，將已貼著晶圓W的黏著膠帶T朝半徑方向擴張，以對晶圓單元WU的晶圓W賦予沿半徑方向擴大的外力。並且，將改質層K作為起點，沿著分割預定線S將晶圓W分割成一個個裝置晶片DT。之後，將已分割的裝置晶片DT，從黏著膠帶T取出，以搬送到下一個步驟。
根據實施形態之加工方法，為了將夾頭台11的保持面11a與黏著膠帶T的密接解除，而將作為流體之已加壓的氣體從保持面11a噴出。為此，可根據本實施形態之加工方法，抑制因將晶圓W從保持面11a強制撕離而發生的破裂。因此，可以抑制已經形成有改質層K的晶圓W發生非預預的破裂的情形。
又，一般在晶圓單元保持步驟中，為了在加工時 不與雷射光照射機構13相衝突，會將環狀框架F固定在低於保持面11a的位置。然而，在這樣的狀態之下從保持面11a大量地噴出已加壓的氣體時，會變成使已黏貼有晶圓W的黏著膠帶T膨脹成圓頂狀(半球狀)。此時，也有導致形成改質層K而變脆弱的晶圓W在非預期的時間點以及非預期的方向上發生破裂的疑慮。
於是，根據本實施形態的加工方法，在改質層K形成後，實施密接解除步驟之時，會預先使環狀框架F上升到高於保持面11a的位置。其結果為，可以抑制黏著膠帶T變形為圓頂狀而使晶圓W扭曲，並在非預期的時間點與非預期的方向上發生破裂的情形。
再者，本發明並非受限於上述實施形態者。亦即，可以在不脫離本發明之要點的範圍內，進行各種變形而實施。
10‧‧‧雷射加工裝置
11‧‧‧夾頭台
11a‧‧‧保持面
12‧‧‧夾鉗部
20‧‧‧搬送機構
21‧‧‧吸附部
F‧‧‧環狀框架
K‧‧‧改質層
T‧‧‧黏著膠帶
W‧‧‧晶圓
WR‧‧‧背面
WS‧‧‧表面
WU‧‧‧晶圓單元

Claims (2)

  1. 一種晶圓之加工方法，是在表面上透過複數條分割預定線所區劃的各領域中形成有裝置的晶圓之加工方法，其包含：透過黏著膠帶將晶圓以露出背面側的狀態固定在環狀框架的開口處，以形成晶圓單元之晶圓單元形成步驟；隔著該黏著膠帶在夾頭台之保持面上對晶圓單元之晶圓進行吸引保持之晶圓單元保持步驟；照射對保持在該夾頭台上的晶圓單元之晶圓具有穿透性之波長的雷射光，以在晶圓內部形成沿著該分割預定線做出的改質層之加工步驟；使流體從該保持面噴出以解除該黏著膠帶與該保持面的密接之密接解除步驟；實施該密接解除步驟之後，以可保持並搬送該環狀框架之搬送機構將晶圓單元從該夾頭台搬出的搬出步驟；以及實施搬出步驟之後，對晶圓單元之晶圓賦予外力，而以該改質層為起始點分割晶圓之分割步驟。
  2. 如請求項1所述的晶圓之加工方法，其中，在前述晶圓單元保持步驟中，是在低於前述保持面的位置上將前述環狀框架固定，且是在使該環狀框架上升至高於該保持面的位置之 後，才實施前述密接解除步驟。
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