CN103372722B - 薄片切割装置和方法以及芯片制造装置和方法 - Google Patents

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Abstract

提供了一种能够抑制晶片损坏的薄片切割装置。该薄片切割装置沿着附着部件(例如，半导体晶片)的外围，利用激光束来切割附着到附着部件的薄片。优选地，在薄片与附着部件之间的附着部分的边缘附近切割薄片。此外，优选地，附着部件是半导体晶片，由不对半导体晶片造成热影响的激光束来切割薄片。

Description

薄片切割装置和方法以及芯片制造装置和方法
通过引用的合并
本申请基于并要求2012年4月20日提交的日本专利申请No.2012-96494的优先权权益，其全部公开通过引用合并于此。
技术领域
本申请涉及薄片切割装置、芯片制造装置、薄片切割方法、芯片制造方法和薄片切割程序。
背景技术
芯片制造包括对半导体晶片(下文中可以简称为晶片)进行磨制(grinding)的工艺和对晶片进行划片(dicing)的工艺。当磨制晶片时，附着保护胶带(如，用于保护晶片正面(电路表面)的背磨(BG，backgrind)胶带和用于保护晶片背面的LC胶带)，以防止晶片表面被磨制流体污染。此外，当在磨制之后对晶片进行划片时，将划片胶带附着到晶片的背面以防止独立化的芯片被划伤。下文中，将保护胶带、LC胶带、划片胶带等统称为薄片(sheet)。
当磨制晶片时，沿着晶片外围来切割对晶片表面加以保护的薄片，以防止以下情况：在该情况下，薄片移位或脱落，从而导致晶片表面的污染或者诸如在晶片和薄片的附着端发生的断裂之类的损坏。此时，优选的是，在非常靠近晶片外围的位置对薄片进行切割。
例如，日本待审专利申请公开No.2007-288010中公开的薄片切割方法拾取晶片外围形状的图像，并基于成像的数据来控制切割刀切割薄片。
由于在日本待审专利申请公开No.2007-288010中公开的薄片切割方法中由切割刀来切割薄片，所以切割刀可能会接触晶片，这会造成晶片的损坏。
发明内容
提出了本发明以解决上述问题，本发明目的在于提供一种薄片切割装置、芯片制造装置、薄片切割方法、芯片制造方法以及薄片切割程序，能够抑制对附着有薄片的附着部件造成的损坏。
根据本发明一个示例方面的薄片切割装置沿着附着部件的外围，利用激光束来切割附着到附着部件的薄片。
根据本发明一个示例方面的薄片切割方法沿着附着部件的外围，利用激光束来切割附着到附着部件的薄片。
根据本发明一个示例方面的薄片切割程序使计算机执行以下处理：获取在附着部件中形成的对准标记的位置信息；以及基于获取的对准标记的位置信息来控制激光束输出装置和支撑装置之一，所述支撑装置支撑附着部件；以及沿着附着部件的外围，利用从激光束输出装置发出的激光束，对附着到附着部件的薄片进行切割。
附图说明
通过以下给出的详细描述和附图，将更全面地理解本发明的上述和其他目的、特征和优点，这些详细描述和附图仅用于说明，因此不应被看做是限制本发明。
图1是示出了根据本发明第一示例实施例的薄片切割装置的示意图；
图2是示出了根据本发明第一示例实施例的薄片切割装置中的支撑部的示意图；
图3是示出了根据本发明第一示例实施例的薄片切割装置中的另一激光束切割部的示意图；
图4是示出了根据本发明第一示例实施例的薄片切割装置的操作的流程图；
图5是示出了切割薄片的优选位置的示意图；
图6是示出了根据本发明第二示例实施例的薄片切割装置的示意图；
图7是示出了根据本发明第二示例实施例的薄片切割装置中使用的晶片的示意图；
图8是示出了晶片中形成的对准标记的图；
图9是示出了根据本发明第二示例实施例的薄片切割装置的操作的流程图；以及
图10是示出了根据本发明第三示例实施例的薄片切割装置的示意图。
具体实施方式
将描述根据本发明每个示例实施例的薄片切割装置、薄片制造装置、薄片切割方法、芯片制造方法和芯片切割程序。然而应注意，本发明不限于以下示例实施例。为了清楚地描述，适当地简化了以下描述和附图。
<第一示例实施例>
尽管图中未示出，然而根据该示例实施例的芯片制造装置将薄片附着到晶片的正面以对晶片的背面进行磨制，在薄片脱落之后，将薄片附着到晶片的背面以对晶片进行划片。尽管晶片像典型的晶片一样具有盘形形状，然而并不具体限于该形状。
总之，该示例实施例的一个主要特征在于，一种在芯片制造装置中对附着到晶片的薄片(具体地，表面保护薄片)进行切割的装置。因此，在一下描述中将详细描述薄片切割装置，而将会省略对其他组件的描述。
更具体地，如图1所示，薄片切割装置1包括：支撑部2、激光束输出部3和控制器4。
支撑部2支撑具有正面的晶片6，其中薄片5附着到晶片6的正面。根据该示例实施例的支撑部2支撑晶片6，使得将晶片6的正面侧向上设置。薄片5可以是典型使用的薄片。具体地，薄片5是由例如合成树脂制成的薄片部件，并且被热压到晶片6的表面。
优选地，例如如图2所示，支撑部2沿X轴方向、Y轴方向和Z轴方向可移动，并且以晶片6的实质中心为轴在包括X轴和Y轴的平面内旋转。
将激光束输出部3布置在支撑部2上方。类似于典型的激光束输出部，激光束输出部3包括激光振荡器、反射镜、聚光透镜等等。激光束输出部3可以具有任何结构。例如，如图1所示，激光束输出部3可以根据激光束输出部3的移动轨迹(locus)来移动激光束L照射的位置，或者如图3所示，激光束输出部3可以是固定的，而激光束L自身照射的位置可以移动。
激光束输出部3发射激光束L以对沿着晶片外围附着到晶片6表面的薄片5进行切割。总之，激光束输出部3用激光束L来照射晶片6的外围附近。如图3所示，将薄片5附着到框架7以在利用激光束L切割薄片5时保持薄片5拉紧。将晶片6布置在框架7的中空部分中。
此时，可以通过利用控制器4固定支撑部2并控制激光束输出部3中从中发出激光束L的位置，来控制用激光束L照射在薄片5上的位置。另外，可以通过利用控制器4固定激光束输出部3中从中发出激光束L的位置并控制支撑部2的位置，来控制用激光束L照射在薄片5上的位置。
由控制器4来控制激光束L的输出。例如，考虑薄片5的材料、厚度等来适当地设置激光束L的输出。例如，当激光束的输出较大时，薄片5的熔化速率高并且切割部分被再固化(resoladify)，这使得很难切割薄片5。而当激光束的输出较小时，薄片5的熔化速率低并且不可能快速切割薄片5。因此，将激光束的输出设置为实现合适的熔化速率。
优选地，即使当激光束L穿透薄片5并且利用激光束L照射晶片6时，激光束L也不会对晶片6造成不利影响。例如，由于晶片6典型地由硅制成，所以优选地使用CO2激光束、绿色激光束等用作激光束L。
如上所述，控制器4控制支撑部2或激光束输出部3。控制器4可以基于控制器4中存储的程序来执行对支撑部2或激光束输出部3的控制，或者可以使用硬件资源来执行控制。
上述薄片切割装置1如图4所示操作。首先，传送机制(未示出)将正面附着有薄片5的晶片6附着在支撑部2上(S1)。
接下来，控制器4控制激光束输出部3使得发射的激光束具有预定的输出(S2)。同时，控制支撑部2或激光束输出部3的位置使得利用激光束L来照射晶片6的外围附近(S3)。相应地，利用从激光束输出部3发出的激光束来照射晶片6的外围附近。
然后，控制器4控制支撑部2或激光束输出部3使得用激光束照射的位置沿晶片6的外围附近(即，沿着晶片6的圆周方向)移动(S4)。相应地，激光束L照射在薄片5中的位置被熔化，并且从晶片6的外围向内布置的部分中，切割利用激光束L照射的薄片5的位置的向外部分(即，薄片5的从晶片6的外围向外伸出的部分)。
当利用激光束L照射晶片6的整个外围附近时，控制器4停止激光束输出部3对激光束L的发射，并结束对支撑部2或激光束输出部3的控制(S5)。相应地，去除了薄片5的从晶片6的外围向外伸出的部分。
如上所述利用激光束L切割薄片5，从而可以防止切割薄片5时损坏晶片6。
如图5所示，典型的晶片6的侧面具有弯曲表面，当对晶片6进行磨制时，薄片5和晶片6的附着端附近产生了应力集中(stressconcentration)。为了减小薄片5从薄片5与晶片6的附着端伸出的部分，优选地在附着端附近切割薄片5。例如，优选地，当从垂直方向来看时，在晶片6中的弯曲区域R中切割薄片5。在这种情况下，与典型的薄片切割装置不同，切割刀并不会造成晶片6的损坏，因此可以在良好的条件下在非常靠近薄片5与晶片6的接触端的位置处切割薄片5。因此，可以抑制对晶片6进行磨制时晶片6的损坏。备选地，可以在薄片5与晶片6的附着端内侧切割薄片5。
<第二示例实施例>
根据该示例实施例的芯片制造装置具有与根据第一示例实施例的芯片制造装置相似的结构。根据该示例性实施例的芯片制造装置具有以下结构：在该结构中，芯片切割装置能够以高精度切割薄片5。在以下描述中，省略了重复的描述，相同的组件由相同的参考符号来表示。
如图6所示，根据该示例实施例的薄片切割装置10除了包括支撑部2、激光束输出部3和控制器4之外，还包括图像拾取部11。
如图7所示，根据该示例实施例，在晶片12的表面上形成一个或多个对准标记13。在图8所示的示例中，形成对准标记13，使得对准标记13可以由图像拾取部11成像并形成为十字形状。然而并不局限于此。
优选地，例如在非商业化的芯片部分(例如，用于测试的芯片部分)中形成对准标记13。此外，例如可以使用用于划片的标记作为对准标记13。
由于通过薄片5来成像对准标记13，所以优选地使用透明或半透明的薄片作为薄片5。
将图像拾取部11布置在支撑部2上方。将该图像拾取部11布置为使得能够拾取晶片12的对准标记13的至少一幅图像。与典型的图像拾取器件类似，图像拾取部11包括图像拾取器件，如，互补金属氧化物半导体(CMOS)或电荷耦合器件图像传感器(CCD)，并将获取的图像输出至控制器4。
控制器4基于输入的图像来控制支撑部2的位置。具体地，控制器4从输入的图像中指定对准标记13的位置，并控制支撑部2的位置使得对准标记13位于预定的位置。
薄片切割装置10如图9所示操作。具体地，在根据第一示例实施例的薄片切割装置1的操作中的步骤S1和步骤S2之间执行以下步骤。
首先，类似于根据第一示例实施例的薄片切割装置1，执行步骤S1。然后，控制器4控制图像拾取部11，并使图像拾取部11通过薄片5拾取晶片6的对准标记13的图像(S11)。图像拾取部11将获取的图像输出至控制器4(S12)。
接下来，控制器4例如对输入的图像执行二值化处理，然后提取特征点以获取对准标记13的位置信息(S13)。
接下来，控制器4预先包括对准标记13的常规位置信息。控制器4将对准标记13的常规位置信息与成像后的对准标记13的位置信息相比较，并控制支撑部2的X轴方向、Y轴方向和旋转角度θ，如图2所示，使得成像的对准标记13位于常规位置(S14)。
以下步骤包括步骤S2至S5，类似于根据第一示例实施例的薄片切割装置1的步骤S2至S5。注意，拾取对准标记13的图像以控制支撑部2的位置的步骤以及切割薄片5的步骤可以在相同的地方执行。另外，如图6所示，在拾取对准标记13的图像并控制支撑部2的位置之后，可以利用传送机制(未示出)来移动支撑部2以切割薄片5。
按照这种方式，基于晶片6中形成的对准标记13的位置信息来控制要被切割的薄片5的位置。因此，如图5所示，可以沿着晶片6和薄片5的附着端的外围附近用激光束L精确地切割薄片5。
<第三示例实施例>
根据第二示例实施例的薄片切割装置10对附着到晶片6正面的薄片5进行切割，而根据该示例实施例的薄片切割装置20对附着到晶片6背面的薄片21进行切割。在以下描述中，省略了重复的描述并且相同的组件由相同的参考符号来表示。
如图10所示，基本类似于根据第二示例实施例的薄片切割装置10，根据该示例实施例的薄片切割装置20包括支撑部22、激光束输出部3、控制器4和图像拾取部23。
支撑部22支撑晶片6，使得要附着薄片21的晶片6的背面侧向上布置。此时，将晶片6的正面上形成的对准标记布置在支撑部22的侧面。根据该示例实施例的支撑部22具有能够利用布置在支撑部22下方的图像拾取部23通过支撑部22拾取对准标记的图像的结构。例如，支撑部22包括诸如光可以透过的玻璃之类的部件。备选地，支撑部22可以具有中空部分，从该中空部分可以拾取对准标记的图像。
因此，根据该示例实施例的薄片切割装置20能够按照与根据第二示例实施例的薄片切割装置10中相同的过程来切割附着到晶片6背面的薄片21。
尽管根据该示例实施例在薄片切割装置20中切割附着到晶片6背面的薄片21，然而在附着到晶片6正面的薄片不透明并且对准标记形成在晶片6背面的情况下也可以执行类似的操作。
<第四示例实施例>
尽管在第二示例实施例和第三示例实施例中基于对准标记的位置信息来控制支撑部2(22)的位置，然而可以控制激光束输出部3用激光束L照射在薄片5(21)上的位置。
在这种情况下，控制器4预先包含与对准标记相关联的激光束输出部3的位置信息，并控制激光束输出部3的位置使得位置信息与成像的对准标记的位置信息相符合。
本发明不限于上述示例实施例，在不脱离本发明的精神的前提下可以对本发明做出适当的改变。
尽管该示例实施例中描述的薄片5是由合成树脂制成的薄片，然而并不具体局限于此，只要薄片5可以附着到晶片6的正面或背面即可。例如，还可以对以下这样的部件进行切割：该部件中，用于对晶片6的表面塑模(mold)的树脂层被集成地形成在薄片中。
尽管根据示例实施例对附着到晶片的薄片进行切割，然而并不具体限制薄片附着到的部件。
尽管参考本发明的示例实施例具体示出并描述了本发明，然而本发明并不限于这些示例实施例。本领域技术人员将理解，在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的前提下，可以对本发明做出各种形式和细节上的改变。
可以使用任何类型的非暂时性计算机可读介质将程序存储并提供至计算机。非暂时性计算机可读介质包括任何类型的有形存储介质。非暂时性计算机可读介质的示例包括：磁存储介质(如，软盘、磁带、硬盘驱动器等等)、光磁存储介质(例如，磁光盘)、CD-ROM(紧致盘只读存储器)、CD-R(紧致盘可记录)、CD-R/W(紧致盘可重写)和半导体存储器(如，掩膜ROM、PROM(可编程ROM)、EPROM(可擦PROM)、闪速ROM、RAM(随机存取存储器)等)。可以使用任何类型的暂时性计算机可读介质将程序提供给计算机。暂时性计算机可读介质的示例包括电信号、光信号和电磁波。暂时性计算机可读介质可以经由有线通信线路(例如，电线和光纤)或无线通信线路将程序提供给计算机。

Claims (8)

1.一种薄片切割装置，在半导体晶片一侧的弯曲部分或所述半导体晶片与附着到所述半导体晶片的薄片之间的附着部分的内侧，沿着所述半导体晶片的外围，利用激光束来切割所述附着到所述半导体晶片的薄片。
2.根据权利要求1所述的薄片切割装置，其中，由不对所述半导体晶片造成热影响的激光束来切割所述薄片。
3.根据权利要求1所述的薄片切割装置，包括：
激光束输出部；
支撑部，支撑所述半导体晶片；
图像拾取部，拾取所述半导体晶片的图像；以及
控制部，控制所述激光束输出部和所述支撑部之一的位置，
其中在所述半导体晶片中形成对准标记，所述控制部基于由所述图像拾取部成像的对准标记的位置信息来控制所述激光束输出部和所述支撑部之一。
4.一种芯片制造装置，包括根据权利要求1所述的薄片切割装置。
5.一种薄片切割方法，在半导体晶片一侧的弯曲部分或所述半导体晶片与附着到所述半导体晶片的薄片之间的附着部分的内侧，沿着所述半导体晶片的外围，利用激光束来切割所述附着到所述半导体晶片的薄片。
6.根据权利要求5所述的薄片切割方法，其中，由不对所述半导体晶片造成热影响的激光束来切割所述薄片。
7.根据权利要求5所述的薄片切割方法，包括步骤：
获取在所述半导体晶片中形成的对准标记的位置信息；以及
基于获取的对准标记的位置信息来控制激光束输出部和支撑部之一，所述支撑部支撑所述半导体晶片。
8.一种芯片制造方法，包括根据权利要求5所述的薄片切割方法。
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