CN101085541A - 晶片的切削方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种晶片的切削方法，该晶片切削方法可以比较廉价、简单且不腐蚀含有铝的焊垫地保持清洗效果，可将晶片分割成各个半导体芯片。在该晶片的切削方法中，通过着眼于焊垫腐蚀原因之一的化学反应，一面向晶片W供给混合有二氧化碳的15℃以下的冷切削水、一面利用切削刀具(21)进行晶片W的切削处理，可使铝溶出的反应速度放慢，可抑制焊垫的腐蚀。
Description
技术领域
本发明涉及将在表面上形成有焊垫(ボンデイングパツド)的晶片分割成一个个半导体芯片的晶片切削方法。
背景技术
通过芯片间隔(ストリ一ト)划分IC、LSI、CCD等的半导体芯片而形成的多个半导体晶片，通过具有切削刀具的切削装置被分割成一个个半导体芯片。
在此，在进行芯片间隔的切削时，由于切削刀具一面高速旋转一面切入晶片，因此，为了冷却晶片和切削刀具的接触部，向接触部喷射切削水。并且，切削水可防止切削产生的切削屑附着到晶片上，同时，也可发挥清除附着的切削屑、清洗晶片表面的作用。作为这样的切削水，如果使用纯水，则比电阻值增大、容易产生静电，因此向纯水中混入二氧化碳(CO2)、使其活性化，以此设法使切削屑不附着在半导体芯片的表面上。
【专利文献1】特开2002-64352号公报
但是具有以下问题，即，混入二氧化碳、被活性化的切削水的酸性强，其侵蚀形成在半导体芯片表面的焊垫、尤其侵蚀主要由铝形成的焊垫，导致铝进行离子化、产生从焊垫溶出(溶け出す)的腐蚀(溶出)，使半导体芯片的质量下降。
另一方面，在为了抑制母体金属或焊垫的侵蚀而将二氧化碳的浓度调低的情况下，清洗效果不够。
而且，虽然也有通过使用在纯水中含有在焊垫表面形成绝缘覆膜的化合物的切削液、抑制焊垫的腐蚀的方法(例如，参照专利文献1)，但价格很高，并且，切削液的排出方法、配管以及装置的清洗等的维护保养复杂，不适合实际使用。
本发明就是鉴于上述问题而提出的，其目的是提供一种晶片切削方法，该晶片切削方法可以比较廉价、简单且不腐蚀含有铝的焊垫地保持清洗效果，可将晶片分割成各个半导体芯片。
发明内容
为了解决上述课题、实现目的，本发明提供一种晶片的切削方法，使用切削装置将在表面形成有含有铝的焊垫的晶片分割成各个半导体芯片，所述切削装置具有保持晶片的卡盘台(チヤツクテ一ブル)、具有切削保持在该卡盘台上的晶片的切削刀具的切削装置、以及向晶片供给混合有二氧化碳的切削水的切削水供给装置，其特征在于，一面向晶片供给混合有二氧化碳的15℃以下的切削水、一面用所述切削刀具切削晶片。
根据本发明的晶片切削方法，虽然焊垫的腐蚀原因不清楚，但通过着眼于原因之一的化学反应，一面向晶片供给混合有二氧化碳的15℃以下的冷切削水、一面进行切削处理，可使铝溶出的反应速度放慢，可抑制焊垫的腐蚀，通过这样，可使用混入所需浓度的二氧化碳的切削水，因此，半导体芯片的表面不会受到切削屑的污染，可保持清洗效果，而且无需使用昂贵的、维修保养复杂的切削液，具有可经济、简单地实施的效果。
附图说明
图1是表示用于实施本发明的实施方式的晶片的切削方法的切削装置的构成例的概略立体图。
图2是表示适用于本实施方式的晶片的构成例的立体图。
图3是表示切削装置以及切削水供给装置的构成例的立体图。
图4是表示晶片上的评价确认用的半导体芯片的选定部位的说明图。
图5是扩大焊垫附近而表示的俯视图。
图6-1是表示切削加工焊垫前的表面状态的照片。
图6-2是表示切削加工焊垫后的表面状态的照片。
图7是表示评价确认结果的图。
图8是用图表表示图7所示的评价确认结果的图。
图9是表示在实验结果中，切削水温度为29℃、22℃、15℃的情况下的切削加工焊垫后的表面状态的电子显微镜的照片。
具体实施方式
以下，参照附图对作为实施本发明的最佳方式的晶片切削方法进行说明。
图1是表示用于实施本发明的实施方式的晶片的切削方法的切削装置构成例的概略立体图，图2是表示适用于本实施方式的晶片的构成例的立体图，图3是表示切削装置以及切削水供给装置的构成例的立体图。切削装置10具有运出送入装置13、输送装置14、清洗装置15、输送装置16，同时，具有与框架F形成一体的保持晶片W的卡盘台17、调准用摄像机18、切削保持在卡盘台17上的晶片W的切削装置20、以及向晶片W供给切削水的切削水供给装置30。
首先，将晶片W粘贴在安装于环形的框架F上的粘接带T的表面上，以经由粘接带T支撑在环形的框架F上的状态收容于盒体12内。如图2所示，晶片W通过格子状地形成在表面Wa上的多个芯片间隔S划分成多个区域，在该划分后的区域上形成IC、LSI等半导体芯片11。如图1所示，这样构成的晶片W以表面Wa为上侧、将背面粘贴在安装于环形的框架F上的粘接带T上。
运出送入装置13将收纳于盒体部12内的晶片W输送到输送装置14可进行输送的载置区域，同时，将切削处理完的晶片W搬入盒体部12。输送装置14将通过运出送入装置13搬运到装载区域的晶片W输送到卡盘台17上。并且，清洗装置15清洗通过切削装置20处理后的晶片W。输送装置16将通过切削装置20处理完的晶片W从卡盘台17上输送到清洗装置15。
并且，卡盘台17与无图示的驱动源连接、可进行转动。另外，将卡盘台17设置成通过滚珠丝杠、螺母、脉冲电动机等的输送机构可向X轴方向移动。摄像机18是对保持在卡盘台17上的晶片W的表面进行摄像的装置，无图示的调准部根据摄像机18得到的图像、检测应进行切削的区域部分，用于切削装置20进行切削动作的定位。
切削装置20通过切削刀具21对保持在卡盘台17上的晶片W进行切削，被设置成可通过滚珠丝杠、螺母、脉冲电动机等的无图示的切入进给机构在Z轴方向升降移动，并且，被设置成可通过滚珠丝杠、螺母、脉冲电动机等的无图示的分度进给机构在Y轴方向移动。如图3所示，切削刀具21可转动地支撑在主轴罩22内，被刀具罩23覆盖。
切削水供给装置30用于将作为带电防止剂而混合了二氧化碳(CO2)的15℃以下的切削水向晶片W供给，具有储蓄纯水的纯水源31、恒温水供给装置32、二氧化碳供给装置33。从纯水源31供给的纯水全部通过恒温水供给装置32，由此保持成恒温，在本实施方式中保持成15℃以下的恒温、例如15℃。二氧化碳供给装置33利用泵向从恒温水供给装置32供给的恒温状态的纯水中输入一定量的二氧化碳，以规定的比例混合纯水和二氧化碳。并且，切削水供给装置30具有切削水供给喷嘴35、喷射喷嘴36以及管式结构的切削水流入部37，所述切削水供给喷嘴35在刀具罩23上设置于切削刀具21的两侧，向晶片W和切削刀具21的接触部供给混合了二氧化碳的15℃的冷却用切削水；喷射喷嘴36设置于刀具罩23上，朝向切削水供给喷嘴35周边的晶片W喷射混合了二氧化碳的15℃的清洗用切削水；管式结构的切削水流入部37形成在刀具罩23上，流向切削水供给喷嘴35和喷射喷嘴36的切削水从二氧化碳供给装置33流入。另外，切削水的流量通过内置于切削装置10的无图示的流量控制器进行调整。
在使用这样的切削装置10的晶片W的切削方法中，被吸引保持在卡盘台17上的晶片W在卡盘台17向X轴方向移动后被定位在摄像机18的正下方，通过模式匹配等的处理检测切削区域，进行切削区域和切削刀具21的Y轴方向的位置分度(位置割り出し)。在进行位置分度后，卡盘台17进一步向X轴方向移动，同时，高速旋转的切削刀具21被向Z轴方向进给规定的切深量，沿着所需要的芯片间隔S切削晶片W。
在进行这样的切削处理时，目前是通过将15℃～30℃的切削水向晶片供给来进行冷却和清洗(参照专利文献1，第0019段)，而在本实施方式中，则是通过一面从切削水供给喷嘴35和喷射喷嘴36向晶片W供给混合了二氧化碳的15℃以下的切削水、一面利用切削刀具21切削晶片W来分割成各个半导体芯片11。即，虽然焊垫的腐蚀原因不清楚，但通过着眼于原因之一的化学反应，一面向晶片W供给混合有二氧化碳的15℃以下的冷切削水、一面进行切削处理，使铝溶出的反应速度放慢，可抑制焊垫的腐蚀。
以下根据实验结果，就本实施方式的晶片的切削方法的效果进行验证。首先，就实验条件进行说明。晶片切削的实验条件是：
晶片W：直径200mm、厚度0.3mm的硅晶片
切削刀具21：厚度0.04mm的电铸刀具
切削刀具21的转速：30000rpm
卡盘台17的进给速度：30mm/s
切入量：从上面开始50μm
切削方法：双切方式(デユアルカツト方式)
切削分度：1.5mm
一张晶片W的切削时间：30分钟
切削水：纯水+二氧化碳混合水(比电阻值0.5MΩ·cm)，切削水的温度为5℃、10℃、15℃、18℃、22℃、25℃、28℃，分别进行一张一张地切削加工的实验。
对这样的实验结果进行如下评价。首先，关于作为切削对象的晶片W，将图4中P1～P5所示的位于规定的五个位置的一个个半导体芯片11选定为评价确认用，如图5所示，在被选定的半导体芯片11内，利用电子显微镜观察位于一条边上的所有的焊垫11a，对发生溶出的溶出孔进行计数。焊垫11a主要由铝形成。在电子显微镜下拍摄的进行计数的焊垫11a的照片如图6-1、图6-2所示。图6-1是表示例如位于位置P1的切削加工前的焊垫11a的表面状态的照片，虽然发生腐蚀，但几乎都很小，因此不作为溶出孔数进行计数。而图6-2是表示例如位于位置P1的切削加工后的焊垫11a的表面状态的照片，在照片中存在有圆圈所包围的3μm以上的溶出孔的情况下进行计数。
这样的评价确认结果如图7所示。如图5所示，溶出孔的估算面积为3.9mm×0.08mm×5张芯片＝1.56mm2，这里表示换算成每1mm2单位面积的焊垫11a的溶出孔个数的结果。图8是将图7所示的评价确认结果图表化的图。根据评价确认结果可以看出，切削水的温度以15℃为界溶出孔个数发生很大的变化，在高于15℃的情况下，加速了化学反应、有很多溶出孔，而在15℃以下的情况下，抑制了化学反应、溶出孔个数几乎为零。并且，图9是表示在实验结果中，在切削水的温度为29℃、22℃、15℃的情况下、切削加工后的焊垫11a的表面状态的电子显微镜照片。在图9中，发黑的部分表示溶出孔，在切削水的温度为15℃的情况下，即使存在溶出孔也是非常小的，是在实际使用中没有问题的缺陷。
根据本实施方式的晶片W的切削方法，通过一面向晶片W供给混合有二氧化碳的15℃以下的冷切削水、一面进行利用切削刀具21的切削处理，可使焊垫11a的铝溶出的反应速度放慢，由此可大幅度抑制焊垫11a的腐蚀。通过这样，可使用以形成所需的比电阻值的方式混入所需浓度的二氧化碳的切削水，因此，晶片W的表面不会被切削屑污染，可保持清洗效果。并且，切削水无需使用价格高、维护保养复杂的切削液，可经济地、简单地实施。
另外，混合有二氧化碳的15℃以下的冷切削水、也可作为切削后的晶片W的清洗水加以利用。并且，在切削结束后，在保持晶片W的卡盘台17向非加工区域退避移动时，可作为通过的水帘用的水进行利用。
Claims (1)
1.一种晶片的切削方法，使用切削装置将在表面形成有含有铝的焊垫的晶片分割成各个半导体芯片，所述切削装置具有保持晶片的卡盘台、具有切削保持在该卡盘台上的晶片的切削刀具的切削装置、以及向晶片供给混合有二氧化碳的切削水的切削水供给装置，其特征在于，
一面向晶片供给混合有二氧化碳的15℃以下的切削水、一面用所述切削刀具切削晶片。
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