TWI593000B - The processing of the object of segmentation - Google Patents

Description

被加工物之分割方法 發明領域

本發明是有關於被加工物之分割方法。

發明背景

藉由雷射加工裝置將雷射光線照射形成有IC、LSI或光元件等的晶圓之分割預定線，在表面形成溝，藉此來分割成各個元件，製造記憶體或CPU、LED等半導體元件(參照專利文獻1)。

此利用雷射來形成溝的方法中，與迄今藉由切削刀來進行切削的情況不同，有可使分割所需之加工寬度變窄的優點。因此，特別是晶片尺寸較小的元件的情況下，可增加從1片被加工物可生產的晶片量。

先前技術文獻 專利文獻

專利文獻1：日本發明公開公報特開平10-305420號

發明概要

然而，當藉由雷射光線形成雷射加工溝，則因應 雷射光線的被加工物除去量，溝的兩邊會附著被稱為殘材的被加工物之熔融物。例如，當藉由雷射光線形成深溝來分割被加工物時，產生的殘材量會變多，堆積在被加工物表面的殘材寬度也會變粗。結果，可能會無法充分得到雷射加工之加工寬度縮小的優點。

本發明之目的是提供一種可減低分割被加工物所需之加工寬度的被加工物之分割方法。

本發明之被加工物之分割方法，是將板狀之被加工物分割成各個晶片之方法，包含有：被加工物準備步驟，準備至少一面形成為毛面的板狀被加工物；保持步驟，使該被加工物之該毛面露出，以夾盤台之保持面來保持該被加工物；切削溝形成步驟，從該夾盤台所保持之該被加工物的該毛面側，藉由切削刀來切削該被加工物，留下距離背面預定厚度的殘存部而形成切削溝；及雷射切斷步驟，沿著藉由該切削溝形成步驟所形成的該切削溝，照射對於該被加工物具有吸收性之波長的雷射光線，切斷該殘存部，又，藉由該毛面來抑制因該切削刀之切削所產生的該被加工物表面之碎裂，在該雷射切斷步驟所產生的殘材會被收容於該切削溝內，而抑制其露出該被加工物的表面。

在上述被加工物之分割方法中，前述被加工物之前述毛面的表面粗度宜為Ra0.5微米至Ra5.0微米的範圍內。

本發明之被加工物之分割方法，是將板狀之被加 工物分割成各個晶片之方法，包含有：被加工物準備步驟，準備至少一面形成為毛面的板狀被加工物；保持步驟，使該被加工物之該毛面露出，以夾盤台之保持面來保持該被加工物；切削溝形成步驟，從該夾盤台所保持之該被加工物的該毛面側，藉由切削刀來切削該被加工物，留下距離背面預定厚度的殘存部而形成切削溝；及雷射切斷步驟，沿著藉由該被切削溝形成步驟所形成的該切削溝，照射對於該被加工物具有吸收性之波長的雷射光線，切斷該殘存部，又，藉由該毛面來抑制因該切削刀之切削所產生的該被加工物表面之碎裂，在該雷射切斷步驟所產生的殘材會被收容於該切削溝內，而抑制其露出該被加工物的表面。

根據本發明的被加工物之分割方法，可達成減低分割被加工物所需之加工寬度的效果。

1‧‧‧被加工物

1a‧‧‧缺口

1b‧‧‧晶片

2、5‧‧‧夾盤台

3‧‧‧分割帶

4‧‧‧切削手段

6‧‧‧雷射加工手段

7‧‧‧雷射光線

8‧‧‧殘材

11‧‧‧表面

12‧‧‧切削溝

12a、12b‧‧‧壁面

13‧‧‧雷射加工溝

14‧‧‧背面

15‧‧‧殘存部

21、51‧‧‧保持面

30‧‧‧切削裝置

41‧‧‧心軸套筒

42‧‧‧切削刀

43‧‧‧心軸

50‧‧‧雷射加工裝置

d‧‧‧切削溝12之深度

h‧‧‧被加工物1之厚度

t‧‧‧切削刀42之厚度

w‧‧‧切削溝12之寬度

圖1是顯示實施形態之被加工物的立體圖。

圖2是切削溝形成步驟的說明圖。

圖3是雷射切斷步驟的說明圖。

較佳實施例之詳細說明

以下，參照圖示，詳細說明本發明實施形態的被加工物之分割方法。另外，並非以本實施形態限定本發明。又，下述之實施形態中的構成要素中，包含了熟悉此項技藝者可輕易推測者或實質上相同者。

實施形態

參照圖1至圖3，說明實施形態。本實施形態是有關於一種被加工物之分割方法。圖1是顯示本發明實施形態之被加工物的立體圖，圖2是切削溝形成步驟的說明圖，圖3是雷射切斷步驟的說明圖。

如圖1所示，被加工物1是板狀的構件。實施形態的被加工物1是AlTiC等的陶瓷基板，呈圓板狀。在被加工物1，形成有缺口1a。在被加工物1的表面11，配置有複數的晶片(元件)。在被加工物1，定好了將被加工物1分割成複數之晶片的分割預定線。

本實施形態的被加工物之分割方法是將板狀之被加工物1分割成各個晶片的分割方法，包含有被加工物準備步驟、保持步驟、切削溝形成步驟、及雷射切斷步驟。

(被加工物準備步驟)

被加工物準備步驟是準備至少單面形成為毛面的板狀被加工物1的步驟。被加工物1表面或背面的至少其中一面形成為毛面。毛面是具有預定之表面粗度的面。毛面是例如藉由燒成所製造之被加工物1未進行鏡面加工的面。本實施形態之被加工物1是至少表面11形成為毛面。被加工物1亦可更在背面14形成毛面。

被加工物準備步驟是準備至少單面形成為毛面的板狀被加工物1的步驟，亦可包含例如：對於被加工物1形成元件或被加工物1之背面14的表面加工、對於被加工物1之表面11形成保護膜、對於切削裝置30之卡匣等設置被加工物1等等。

(切削裝置)

如圖2所示，被加工物1是藉由切削裝置30之夾盤台2的保持面21所保持。切削裝置30是構成為包含切削手段4與夾盤台2。夾盤台2是在藉由切削裝置30切削被加工物1時保持被加工物1者。夾盤台2之構成保持面21(表面)的部分是由孔狀陶瓷等所形成的圓盤狀。夾盤台2是透過未圖示之真空吸引路徑而與未圖示之真空吸引源連接，將載置於保持面21之被加工物1的背面14吸引而進行保持。

切削手段4是藉由旋轉的切削刀42將被加工物1切削者。切削手段4具有心軸套筒41、切削刀42、及心軸43。切削刀42是固定於心軸43，與心軸43一體地旋轉。心軸43是由心軸套筒41可自由旋轉地支持著。在心軸套筒41內，配置有馬達等將心軸43旋轉驅動的驅動源。

切削刀42是具有略呈環狀的極薄之切削磨石，藉由旋轉來對被加工物1施行切削加工者。切削刀42的厚度t是例如40μm-10μm，宜為30μm-20μm。

切削裝置30更具有：對於夾盤台2之保持面21搬送、載置切削對象之被加工物1的搬送機構、使夾盤台2與切削手段4朝與保持面21正交之方向(Z軸方向)相對移動的Z軸移動機構、使夾盤台2與切削手段4朝X軸方向相對移動的X軸移動機構、使夾盤台2與切削手段4朝Y軸方向相對移動的Y軸移動機構。在本實施形態中，Z軸方向是鉛直方向，被加工物1是使表面11朝向鉛直方向上方地被載置於夾盤台2。

X軸方向及Y軸方向是分別與Z軸方向正交的方向。又，X軸方向與Y軸方向為交叉，在本實施形態中為正交。另外，切削裝置30具有使夾盤台2繞著Z軸旋轉的Z軸旋轉機構。被加工物1是使夾盤台2之旋轉中心與被加工物1之圓板形狀中心一致地被載置於夾盤台2。又，切削裝置30具有將已結束切削加工之被加工物1從夾盤台2回收並搬送的機構。在被加工物1的背面14，貼附有作為黏著帶的分割帶3。

(保持步驟)

保持步驟是使被加工物1之毛面露出，並以夾盤台2之保持面21保持的步驟。切削裝置30之搬送機構將設置於卡匣等之被加工物1搬送至夾盤台2，使背面14與保持面21相對向，將被加工物1載置於夾盤台2。換言之，搬送機構使表面(毛面)11露出而將被加工物1載置於夾盤台2。夾盤台2吸引住被載置好的被加工物1的表面14而保持在保持面21。

(校準)

藉由保持面21保持住被加工物1，則執行校準。校準是進行被加工物1之分割預定線與切削刀42間的對位者。對於表面11為毛面的被加工物1，無法實施使用了紅外線的穿透型顯微鏡之校準。因此，沒有圖案的被加工物1可藉由使用了紅外線的穿透行顯微鏡以外的手段來執行校準，或者可使用從背面14的校準。例如，亦可根據形成於被加工物1的缺口1a或定向平面等，來執行校準。切削裝置30取得校準資訊，根據校準資訊來調整被加工物1與切削手段4的相對位置。校準資訊是例如藉由將拍攝被加工物1的圖像進行圖 像處理來取得。

切削裝置30根據已取得之校準資訊，藉由X軸移動機構、Y軸移動機構及Z軸移動機構，使夾盤台2與切削手段4的相對位置變化，使預定之分割預定線的一端位於切削刀42的正下方。此時，進行對位，使上述預定之分割預定線延伸的方向為X軸方向。又，切削裝置30藉由Z軸移動機構，來調節被加工物1與切削手段4之Z軸方向的相對位置。

(切削溝形成步驟)

切削溝形成步驟是藉由切削刀42，從夾盤台2所保持之被加工物1的毛面側進行切削，留下距離背面14預定厚度的殘存部15而形成切削溝的步驟。如圖2所示，切削裝置30從被加工物1的表面11側，藉由切削刀42切削被加工物1，形成切削溝12。切削裝置30藉由Z軸移動機構，事先調節夾盤台2與切削手段4之Z軸方向的相對位置，以留下距離背面14預定厚度的殘存部15而形成切削溝12。

切削溝12的深度d、亦即從被加工物1之表面11至切削溝12之底為止的Z軸方向的距離，例如為被加工物1之厚度h一半以上的大小。切削溝12之深度d宜定為可使後述之殘存部15的厚度(被加工物1之厚度h-切削溝12之深度d)為100μm以下。

切削裝置30藉由X軸移動機構使夾盤台2與切削刀42朝X軸方向相對移動，藉此，沿著朝X軸方向延伸的分割預定線形成切削溝12。切削裝置30當沿著一個分割預定線的切削溝12之形成結束，則藉由Y軸移動機構使夾盤台2 與切削刀42朝Y軸方向相對移動，藉此，將切削刀42對位於下個分割預定線，開始形成切削溝12。切削裝置30藉由交互執行切削溝12的形成與切削刀42往下個分割預定線的對位，對於被加工物1依序形成複數之切削溝12。

切削裝置30當沿著第一方向之分割預定線的切削溝12之形成全部完成時，則藉由Z軸旋轉機構使夾盤台2旋轉90度，形成沿著與已形成好的切削溝12交叉的方向、例如正交的方向之分割預定線的切削溝12。當沿著全部分割預定線之切削溝12的形成都完成，則結束切削溝形成步驟。

在本實施形態的被加工物之分割方法中，切削裝置30從被加工物1之毛面、即表面11側，藉由切削刀42進行切削，形成切削溝12。藉由從毛面側進行切削，因為毛面的凹凸，可抑制在切削加工時容易產生的碎屑(表面的碎裂)。這應是由於以下兩原因至少其中之一之故：碎屑的產生本身因為毛面的凹凸而被抑制，或是已產生之小碎屑會被毛面的凹凸而抑制其擴大，被加工物1之毛面的表面粗度宜在Ra0.5微米至Ra5.0微米的範圍內。毛面之表面粗度的上限值更宜為Ra3.0微米。另外，毛面之表面粗度亦可以Rz(十點平均粗度)或Rmax(最大高度)進行規定，來代替Ra(中心線平均粗度)。被加工物1之表面11亦可進行表面加工，以成為所需之表面粗度。

藉由抑制碎屑，可減低切削刀42之切削加工的加工寬度。例如，比起將進行了鏡面完成加工的表面11藉由 切削刀42進行切削而形成切削溝12的情況，藉由抑制碎屑可使加工寬度變小。因此，根據本實施形態的被加工物之分割方法，可減低被加工物1之分割所需的加工寬度。

藉由切削溝形成步驟形成了切削溝12的被加工物1，從夾盤台2回收。被回收的被加工物1藉由搬送裝置等送至圖3所示之雷射加工裝置50。

雷射加工裝置50是構成為包含夾盤台5、及雷射加工手段6。夾盤台5是例如與切削裝置30之夾盤台2同樣者，可將被加工物1保持在保持面51。被加工物1是使表面11露出而被載置於夾盤台5。

雷射加工手段6是對於保持在夾盤台5的被加工物1照射雷射光線7者。雷射加工手段6是構成為包含有：振盪雷射光線7的雷射振盪器、及將振盪出之雷射光線7照射於被加工物1之表面11的聚光器。雷射振盪器是可調整振盪之雷射光線7的頻率(波長)者。雷射振盪器振盪出對於被加工物1具有吸收性的波長之雷射光線7。雷射振盪器例如可使用TAG雷射振盪器或YVO4雷射振盪器等。聚光器是構成為包含：將藉由雷射振盪器所振盪出之雷射光線7之行進方向變更的全反射鏡、或將雷射光線7聚光的聚光透鏡等。

雷射加工手段6更具有：對於夾盤台5之保持面51搬送、載置切削對象之被加工物1的機構、使夾盤台5與雷射加工手段6朝X’軸方向相對移動的X’軸移動機構、及使夾盤台5與雷射加工手段6朝Y’軸方向相對移動的Y’軸移動機構。Z’軸方向是與保持面51正交的方向。在本實施形態中， Z’軸方向是鉛直方向，被加工物1是將表面11朝向鉛直方向上方而被載置於夾盤台5。

X’軸方向及Y’軸方向是分別與Z’軸方向正交的方向。又，X’軸方向與Y’軸方向為交叉，在本實施形態中為正交。雷射加工裝置50具有使夾盤台5繞著Z’軸旋轉的Z’軸旋轉機構。被加工物1是使夾盤台5之旋轉中心與被加工物1之圓板形狀中心一致地被載置於夾盤台5。又，雷射加工裝置50具有將已結束雷射加工之被加工物1從夾盤台5回收並搬送的機構。

(雷射切斷步驟)

雷射切斷步驟是沿著藉由切削溝形成步驟所形成的切削溝12，照射對於被加工物1具有吸收性之波長的雷射光線7，而切斷殘存部15的步驟。雷射加工裝置50在雷射切斷步驟執行前，取得用以將被加工物1之切削溝12(分割預定線)、與雷射加工手段6照射之雷射光線7對位的校準資訊。校準資訊例如可藉由將拍攝被加工物1之表面11的圖像進行圖像處理而取得。

雷射加工裝置50根據已取得的校準資訊，藉由X’軸移動機構、Y’軸移動機構及Z’軸移動機構，使夾盤台5與雷射加工手段6的相對位置變化，使預定之分割預定線(切削溝12)的一端位於雷射加工手段6之聚光器的正下方。此時，進行對位，使上述預定之分割預定線延伸的方向為X’軸方向。

雷射加工裝置50當被加工物1與雷射加工手段6 的相對位置對位結束，則開始雷射切斷步驟，藉由雷射加工手段6來照射雷射光線7。雷射光線7是照射切削溝12的底部、即殘存部15。雷射加工裝置50一面照射雷射光7，一面藉由X’軸移動機構使被加工物1與雷射加工手段6朝X’軸方向相對移動。藉此，於殘存部15形成雷射加工溝13。當到達被加工物1之背面14的雷射加工溝13形成，則殘存部15被切斷，被加工物1被分割成比起雷射加工溝13靠Y’軸方向上之一側的部分、與靠另一側的部分。另外，殘存部15的切斷可藉由1路徑的雷射光線7之照射來進行，亦可藉由複數路徑之雷射光線7之照射來進行。

藉由雷射切斷步驟來切斷殘存部15，藉此，可較藉由切削刀42來切斷被加工物1的情況更可抑制產生於背面14側的碎裂。因此，可減低背面14側的加工寬度。

在形成雷射加工溝13時，會產生殘材8。殘材8會分別在雷射加工溝13的兩邊生成。當已產生之殘材8露出表面11而附著於表面11時，會導致加工寬度的增加。

但是，在本實施形態中，雷射光線7照射於切削溝12的底部而形成雷射加工溝13。因為雷射加工溝13的形成而產生的殘材8，附著於切削溝12彼此對向的壁面12a、12b。亦即，在雷射切斷步驟所產生的殘材8會被收容於切削溝12內，而可抑制殘材8跑出(露出)切削溝12的外部(表面11)。因此，根據本實施形態的被加工物之分割方法，可抑制殘材8露出被加工物1的表面11，而可減低加工寬度。

切削溝12的深度d或寬度w是規定成：可將因雷 射加工溝13之形成而產生的殘材8至少一部份收容於切削溝12內部，而可抑制殘材8露出切削溝12外部的值。深度d或寬度w亦可規定為：使產生的殘材8全部收容於切削溝12內部，換言之，即殘材8之Z’軸方向的高度為切削溝12之深度d以下。

雷射加工手段6所照射之雷射光線7的Y’軸方向之聚光點徑是設定為小於切削溝12的寬度w。

雷射加工裝置50當沿著第一分割預定線之雷射加工溝13形成結束，則藉由以Y’軸移動機構使夾盤台5與雷射加工手段6朝Y’軸方向相對移動，來將雷射加工手段6對位於下個分割預定線，開始形成雷射加工溝13。雷射加工裝置50交互執行雷射光線7之殘存部15的切斷、及雷射加工手段6往下個分割預定線之對位，藉此，沿著被加工物1之各分割預定線依序切斷殘存部15。

雷射加工裝置50當沿著第一方向之分割預定線的殘存部15之切斷全部結束，則藉由Z’軸旋轉機構使夾盤台5旋轉90度，將沿著與已切斷之分割預定線交叉之方向、例如正交方向之分割預定線的殘存部15切斷。當沿著所有分割預定線之殘存部15的切斷完成，則結束雷射切斷步驟。

當雷射切斷步驟結束，則被加工物1從夾盤台5被回收。被加工物1在選取製程分離成各晶片1b。根據本實施形態的被加工物之分割方法，由於抑制殘材8露出被加工物1之表面11，故可抑制在以真空所進行之選取製程中吸引到殘材8。

另外，被加工物並不限定為陶瓷基板。被加工物亦可例如為陶瓷以外的無機材料基板、或矽晶圓等半導體晶圓等。為矽晶圓的情況下，毛面例如是在從矽晶錠切出被加工物1之狀態下，不進行研磨等表面加工的面。

在本實施形態中，切削裝置30與雷射加工裝置50為分開的裝置，但並不限定於此，切削裝置30與雷射加工裝置50亦可為一體的裝置。

上述實施形態所揭示的內容可適當地進行組合而執行。

1‧‧‧被加工物

1b‧‧‧晶片

3‧‧‧分割帶

5‧‧‧夾盤台

6‧‧‧雷射加工手段

7‧‧‧雷射光線

8‧‧‧殘材

11‧‧‧表面

12‧‧‧切削溝

12a、12b‧‧‧壁面

13‧‧‧雷射加工溝

14‧‧‧背面

15‧‧‧殘存部

50‧‧‧雷射加工裝置

51‧‧‧保持面

Claims (2)

1. 一種被加工物之分割方法，是將板狀之被加工物分割成各個晶片之方法，包含有：被加工物準備步驟，準備至少一面之整面形成為毛面的板狀被加工物；保持步驟，使該被加工物之該毛面露出，以夾盤台之保持面來保持該被加工物；切削溝形成步驟，從該夾盤台所保持之該被加工物的該毛面側，藉由切削刀來切削該被加工物，留下距離背面預定厚度的殘存部而形成切削溝；及雷射切斷步驟，沿著藉由該切削溝形成步驟所形成的該切削溝，照射對於該被加工物具有吸收性之波長的雷射光線，切斷該殘存部，又，藉由該毛面來抑制因該切削刀之切削所產生的該被加工物表面之碎裂，在該雷射切斷步驟所產生的殘材會被收容於該切削溝內，而抑制其露出該被加工物的表面。
2. 如申請專利範圍第1項之被加工物之分割方法，其中前述被加工物之前述毛面的表面粗度為Ra0.5微米至Ra5.0微米的範圍內。