CN103839889B - 光器件晶片的分割方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供光器件晶片的分割方法，具有：激光加工槽形成步骤，对板状被加工物的第2面照射相对于该板状被加工物具有吸收性波长的激光束，在第2面上形成激光加工槽；以及分割步骤，将板状被加工物载置到支撑构件上，使得形成于板状被加工物的第2面的激光加工槽与对具有直线状间隙的支撑构件的间隙进行划定的一对支点的中央对齐，沿着激光加工槽并隔着扩展带用按压刀从第1面垂直按压板状被加工物，对板状被加工物进行分割，在该分割步骤中，隔着缓冲材料用按压刀按压板状被加工物，由此，对板状被加工物，除了附加按压刀施加给板状被加工物的垂直方向的按压力以外，还附加以按压刀为界而将板状被加工物向两侧压散的扩张作用。

Description

光器件晶片的分割方法

技术领域

本发明涉及对半导体晶片或光器件晶片等板状被加工物照射激光束，将光器件晶片分割为芯片的光器件晶片的分割方法。

背景技术

通过加工装置将由分割预定线划分IC、LSI、LED等多个器件而在表面上形成的硅晶片、蓝宝石晶片等晶片分割为各个器件芯片，所分割的器件芯片被广泛用于移动电话、个人计算机等各种电气设备。

在晶片的分割中广泛采用使用被称作切割机(dicer)的切削装置的切割方法。在切割方法中，使通过金属和树脂将金刚石等的磨粒固化为厚度30μm左右的切削刀一边以30000rpm左右的高速旋转，一边向晶片切入，由此来切削晶片，分割成各个器件芯片。

另一方面，近年来，提出了以下方法：通过将相对于晶片具有吸收性的波长的脉冲激光束照射到晶片来形成激光加工槽，沿着该激光加工槽通过切片装置(分割装置)割断晶片，从而分割为各个器件芯片。

基于激光加工装置的激光加工槽的形成相比于基于切割机的切割方法，能够提高加工速度，并且即便是由蓝宝石或SiC等硬度高的材料构成的晶片，也能够比较容易地进行加工。

此外，由于能够将加工槽设为例如10μm以下等的较窄的宽度，因此，相对于通过切割方法进行加工的情况，具有能够增加每1片晶片的取器件量这样的优点。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2005-86160号公报

此外，当从激光加工槽的相反面一侧隔着扩展带通过按压部件按压晶片，将激光加工槽作为起点进行分割而将晶片芯片化时，根据板状被加工物的材质的不同，有时难以进行芯片化。

例如，在蓝宝石或陶瓷等较难分割的材料的情况下，即便用按压刀大强度地按压也难以分割，因此需要将激光加工槽形成得较深，激光照射的路径数必然增多，工时增大。

此外，在背面覆盖有Au、Ag、Cc等的金属膜的板状被加工物的情况下，为了撕下金属膜，即便板状被加工物被分割，也需要进一步使按压刀向下方下降。

此时，存在如下课题：扩展带会破损或拉伸，板状被加工物未平坦地载置在支撑构件上，分割装置中的对准变得困难，并且下一工序以后的处理也变得困难。

发明内容

本发明正是鉴于这样的情况而完成的，其目的在于提供一种板状被加工物的分割方法，即便是难以分割的板状被加工物，也能够通过沿着激光加工槽施加外力来可靠地分割成芯片。

根据本发明提供一种板状被加工物的分割方法，该板状被加工物的分割方法将具有第1面和相对于该第1面为相反侧的第2面的板状被加工物分割成多个芯片，该板状被加工物的分割方法的特征在于，包括：框架单元形成步骤，在板状被加工物的第1面上粘贴安装于环状框架上的扩展带，形成框架单元；激光加工槽形成步骤，在实施了该框架单元形成步骤后，对该板状被加工物的该第2面照射相对于该板状被加工物具有吸收性的波长的激光束，在该第2面上形成激光加工槽；以及分割步骤，在实施了该激光加工槽形成步骤后，将该板状被加工物载置到具有直线状间隙的支撑构件上，使得形成于该板状被加工物的该第2面上的该激光加工槽与对支撑构件的该间隙进行划定的一对支点的中央对齐，沿着该激光加工槽并隔着该扩展带用按压刀从该第1面垂直地按压该板状被加工物，对该板状被加工物进行分割，该分割步骤是通过用该按压刀对插入到该按压刀与该扩展带之间的具有可挠性且弹性比该扩展带高的缓冲材料进行按压来实施的，隔着该缓冲材料用该按压刀按压该板状被加工物，由此，对于该板状被加工物，除了附加该按压刀施加给该板状被加工物的垂直方向的按压力以外，还附加以该按压刀为界而将该板状被加工物向两侧压散的扩张作用。

优选的是，缓冲材料由通过聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)构成的片状部件构成。优选的是，板状被加工物由光器件晶片构成，该光器件晶片在由多个分割预定线在第2面上划分出的各区域中形成光器件，且在第1面上覆盖有金属膜。

根据本发明的板状被加工物的分割方法，在按压刀与板状被加工物之间插入缓冲材料来实施分割步骤，因此，对板状被加工物，除了赋予按压刀施加给板状被加工物的垂直方向的按压力以外，还能够追加地赋予以按压刀为界而将板状被加工物向两侧压散的扩张力，因此能够对只通过垂直方向的按压力不能分割的板状被加工物进行分割。

此外，由于按压刀向垂直方向的移动量较小即可，因此也不会发生扩展带的破断或拉伸等，所以具有在后面的处理等中也不会发生问题这样的效果。

附图说明

图1是光器件晶片的表面侧立体图。

图2是示出框架单元形成步骤的分解立体图。

图3是框架单元的立体图。

图4是激光束照射单元的框图。

图5是示出激光加工槽形成步骤的立体图。

图6是示出本发明实施方式的分割步骤的截面图。

图7是示出实施方式的分割步骤的放大截面图。

图8是说明以往的分割步骤的截面图。

标号说明

8：框架单元 10：激光束照射单元 11：光器件晶片 12：激光束发生单元 14：聚光器 17：分割预定线 19：光器件 23：激光加工槽 25：缓冲材料片 30：分割装置32：支撑单元(支撑构件) 34：按压刀 36：支撑部件 38：间隙 40：摄像单元

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式详细地进行说明。参照图1，示出了作为本发明的分割方法的加工对象的光器件晶片11的表面侧立体图。光器件晶片11构成为在蓝宝石基板13上层叠氮化镓(GaN)等的外延层(发光层)15。

在光器件晶片11的背面11b上覆盖有由金属形成的反射膜21。光器件晶片11具有层叠了外延层15的表面(第2面)11a和覆盖了反射膜21的背面(第1面)11b。

蓝宝石基板13例如具有100μm的厚度，外延层15例如具有5μm的厚度。在外延层15上由形成为格子状的分割预定线(间隔道)17划分并形成有LED等多个光器件19。

在实施本发明实施方式的分割方法时，优选的是，如图2和图3所示，将光器件晶片11粘贴在作为外周部分粘贴在环状框架F上的粘贴带的扩展带T上，形成框架单元8。扩展带T是以聚烯烃、氯乙烯等作为基料的粘贴带。

在实施了框架单元形成步骤后，实施如下激光加工槽形成步骤：对光器件晶片11的表面(第2面)照射相对于晶片11具有吸收性的波长的脉冲激光束，在表面11a上形成沿着分割预定线17的激光加工槽。

参照图4，示出了激光加工装置的激光束照射单元10的框图。激光束照射单元10包含激光束发生单元12和聚光器(激光头)14。

激光束发生单元12包含振荡出YAG激光或YVO4激光的激光振荡器16、重复频率设定构件18、脉宽调整构件20以及功率调整构件22。

被激光束发生单元12的功率调整构件22调整为预定功率后的脉冲激光束被聚光器14的反光镜24反射，进而通过聚光用物镜26而会聚，照射到保持在激光加工装置的工作台28上的光器件晶片11上。

在实施激光加工槽形成步骤之前，优选的是，在光器件晶片11的表面(第2面)11a上涂布PVA(聚乙烯醇)、PEG(聚乙二醇)等水溶性树脂，在表面11a上覆盖保护膜，将脉冲激光束通过该保护膜照射到晶片11。

当将脉冲激光束照射到晶片11上时，热能量集中在被照射脉冲激光束的区域，产生碎屑，这样在晶片11的表面11a上覆盖保护膜是为了防止该碎屑附着在器件表面上。

在激光加工槽形成步骤中，移动工作台28，使在第1方向上延伸的分割预定线17的加工开始位置位于聚光器14的正下方，将被激光束发生单元12的功率调整构件22调整为预定功率后的脉冲激光束被图4所示的聚光器14的反光镜24反射，然后通过聚光用物镜26照射到晶片11的表面上。

这样，在通过聚光器14将脉冲激光束照射到光器件晶片11的表面11a的同时，一边以预定进给速度(例如100mm/秒)使工作台28在箭头X1方向上加工进给，一边沿着在第1方向上延伸的分割预定线17通过烧蚀加工形成激光加工槽23。

一边将激光束照射单元10在Y轴方向上分度进给，一边沿着在第1方向上延伸的全部的分割预定线17形成同样的激光加工槽23。接着，将工作台28旋转90度，然后针对在第2方向上延伸的分割预定线17通过烧蚀加工形成同样的激光加工槽23。

另外，在本实施方式的激光加工槽形成步骤中的激光加工条件例如如下设定。

光源：YAG脉冲激光

波长：355nm(YAG激光的第3谐波)

输出：3.0W

重复频率：20kHz

进给速度：100mm/秒

在实施了激光加工槽形成步骤后，实施如下分割步骤：沿着光器件晶片11的形成了激光加工槽23的分割预定线17施加外力，以激光加工槽23为分割起点，将光器件晶片11分割为多个器件芯片。

在该分割步骤中，如图6所示，在扩展带T的背面粘贴缓冲材料片25。缓冲材料片25具有可挠性，由弹性比扩展带T高的材料形成。缓冲材料片25优选由PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)形成，具有约200μm左右的厚度。缓冲材料片25不是必须粘贴在扩展带T的背面，在扩展带T上配设缓冲材料片25即可。

分割装置30包含支撑单元(支撑构件)32和与支撑单元32一体形成的按压刀34。支撑单元32包含以在中间形成细长的间隙38的方式配设的一对截面为L状的支撑部件36，在支撑部件36的内侧配设有具有显微镜和照相机的摄像单元40。

在实施分割步骤时，将光器件晶片11隔着作为器件保护膜发挥作用的隔离型膜27载置于支撑单元32上。然后，通过摄像单元40隔着隔离型膜27对光器件晶片11的表面(第2面)11a进行摄像，以应分割的分割预定线17来到由一对支撑部件36规定的间隙38的中央的方式进行定位。

这样对晶片11进行定位后，使按压刀34向箭头A方向移动，隔着缓冲材料片25从背面(第1面)11b侧垂直地按压晶片11。也可以将缓冲材料片25配设在按压刀34侧。

当隔着缓冲材料片25用按压刀34按压晶片11时，对于晶片11，除了附加按压刀34施加给晶片11的垂直方向的按压力以外，如箭头B所示，还向附加以按压刀34为界而将晶片11向两侧压散的扩张作用，因此，晶片11以激光加工槽23为分割起点，沿着分割预定线17被分割(割断)。

这样，通过隔着缓冲材料片25用按压刀34按压晶片11，晶片11被附加将晶片11向两侧压散的扩张作用，因此还能够同时割断在晶片11的背面11b覆盖的由金属构成的反射膜21。

在将晶片11向图6中的箭头Y方向每次移动分割预定线17的间距的同时，使激光加工槽23位于开口38的中央处，用按压刀34隔着缓冲材料片25按压晶片11，沿着在第1方向上延伸的分割预定线17连续地割断晶片11。

接着，将晶片11旋转90度，沿着在第2方向上延伸的分割预定线17实施同样的分割步骤，由此能够将光器件晶片11分割成各个光器件芯片19。

另外，在分割步骤中，划定间隙38的一对支撑部件36的上部边缘36a成为对按压刀34进行按压时的支撑支点。在本实施方式中，在分割步骤中，按压刀34下降的距离约为100μm。

在本实施方式的分割步骤中，固定分割装置30，并每次将光器件晶片11移动分割预定线17的间距，但也可以固定晶片11并移动分割装置30。

在本实施方式的分割步骤中，按压刀34向垂直方向的移动量较小即可，因此不会发生扩展带T的破断或拉伸等，因此在后面的处理中也不会发生问题。

参照图8对不使用缓冲材料片的以往的分割步骤进行说明，以进行比较。在以往的分割步骤中，由于在扩展带T上未粘贴缓冲材料片，因此当在扩展带T上按压按压刀34时，仅对晶片11施加垂直方向的按压力，因此按压刀34的下降距离变长，如标号29所示，扩展带T破断且在反射膜21上产生毛边21a，在背面覆盖了由金属形成的反射膜21的光器件晶片11的分割困难。

在上述的实施方式中，对在具有蓝宝石基板的光器件晶片11中应用本发明的例子进行了说明，但本发明的分割方法也可同样应用于具有金属膜的GaN晶片、钨铜晶片、硅晶片等。并且，还可同样应用于不具有金属膜的氧化铝陶瓷、氮化铝等的陶瓷。

Claims (2)

1.一种光器件晶片的分割方法，将光器件晶片分割成多个芯片，其中，该光器件晶片在第1面上具有金属膜，且在相对于该第1面为相反侧的第2面上，在由多个分割预定线划分出的各区域中分别形成光器件，

该光器件晶片的分割方法的特征在于包括：

框架单元形成步骤，在光器件晶片的第1面上粘贴安装于环状框架上的扩展带，来形成框架单元；

激光加工槽形成步骤，在实施了该框架单元形成步骤后，对该光器件晶片的该第2面照射相对于该光器件晶片具有吸收性的波长的激光束，来在该第2面上形成激光加工槽；以及

分割步骤，在实施了该激光加工槽形成步骤后，将该光器件晶片载置到具有直线状的间隙的支撑构件上，使得形成于该光器件晶片的该第2面上的该激光加工槽与划定支撑构件的该间隙的一对支点的中央对齐，沿着该激光加工槽并隔着该扩展带而用按压刀从该第1面垂直地按压该光器件晶片，来对该光器件晶片进行分割，

该分割步骤是通过用该按压刀对缓冲材料片进行按压来实施的，该缓冲材料片插入到该按压刀与该扩展带之间，并具有可挠性，且弹性比该扩展带高，该缓冲材料片独立于该扩展带而设置，

隔着该缓冲材料片而用该按压刀按压该光器件晶片，由此，对于该光器件晶片，除了附加该按压刀施加给该光器件晶片的垂直方向的按压力以外，还附加以该按压刀为界而将该光器件晶片向两侧压散的扩张作用。

2.根据权利要求1所述的光器件晶片的分割方法，其中，

所述缓冲材料片由聚对苯二甲酸乙二醇酯构成。