CN104022080B - 晶片的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供晶片的加工方法，可将晶片沿着分割预定线高效率地分割成各个芯片、并且不使芯片的品质下降。晶片的加工方法将晶片沿着分割预定线分割成各个芯片，晶片加工方法包括：纤丝形成步骤，将对于晶片具有透过性的波长的脉冲激光光线的聚光点定位在待分割区域的内部进行照射，在晶片的内部沿着分割预定线形成非晶质的纤丝；和蚀刻步骤，通过使用对非晶质的纤丝进行蚀刻的蚀刻剂对沿着分割预定线形成的非晶质的纤丝进行蚀刻，将晶片沿着分割预定线分割成各个芯片。
Description
技术领域
本发明涉及将半导体晶片或光器件晶片等的晶片沿着分割预定线分割成各个芯片的晶片的加工方法。
背景技术
如本领域人员所公知，在半导体器件制造过程中，在硅等的基板的表面通过层叠绝缘膜和功能膜而成的功能层形成将多个IC、LSI等的器件形成为矩阵状的半导体晶片。这样形成的半导体晶片通过分割预定线来划分上述器件，并沿着该分割预定线来分割像这样形成的半导体晶片，从而制造出各个半导体芯片。
并且，在光器件制造过程中，在蓝宝石基板或碳化硅基板的表面层叠由n型氮化物半导体层和p型氮化物半导体层构成的光器件层，在由呈格子状形成的多个分割预定线划分的多个区域内形成发光二极管、激光二极管等的光器件来构成光器件晶片。然后，通过将光器件晶片沿着分割预定线切断，分割形成有光器件的区域来制造各个芯片。
作为分割上述的半导体晶片或光器件晶片等的晶片的方法，还尝试了这样的激光加工方法：使用对于其被加工物具有透过性的波长的脉冲激光光线，使聚光点对准待分割区域的内部来照射脉冲激光光线。使用该激光加工方法的分割方法是这样的技术：从晶片的一个面侧使聚光点对准内部而照射对于晶片具有透过性的波长的脉冲激光光线，在被加工物的内部沿着分割预定线连续地形成改质层，沿着由于形成该改质层而使强度下降的分割预定线施加外力，从而分割晶片（例如，参照专利文献1）。
并且，作为将半导体晶片或光器件晶片等的晶片沿着分割预定线分割的方法，以下技术得到实用化：通过沿着分割预定线照射对于晶片具有吸收性的波长的脉冲激光光线来实施烧蚀加工并形成激光加工槽，通过沿着形成有成为该断裂起点的激光加工槽的分割预定线施加外力进行割断（例如，参照专利文献2）。
【专利文献1】日本专利第3408805号公报
【专利文献2】日本特开平10－305420号公报
然而，为了在晶片的内部使激光光线的聚光点定位来形成改质层，有必要使用数值孔径（NA）是0.8左右的聚光透镜，为了将例如厚度300μm的晶片分割成各个器件，必须将改质层重叠多级来形成，具有生产性不良的问题。
并且，当照射了对于晶片具有吸收性的波长的脉冲激光光线时，在晶片的照射面附近实施烧蚀加工而使能量不浸透到晶片的内部，因而必须沿着分割预定线照射脉冲激光光线多次，具有生产性不良、并且碎片分散而使芯片的品质下降的问题。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而作成的，本发明的主要技术课题是提供一种可将晶片沿着分割预定线高效率地分割成各个芯片、并且不使芯片的品质下降的晶片加工方法。
为了解决上述主要技术课题，根据本发明，提供了一种晶片的加工方法，将晶片沿着分割预定线分割成各个芯片，该晶片的加工方法的特征在于包括：
纤丝形成步骤，将对于晶片具有透过性的波长的脉冲激光光线的聚光点定位在待分割区域的内部而进行照射，沿着分割预定线形成非晶质的纤丝；和
蚀刻步骤，通过使用对非晶质的纤丝进行蚀刻的蚀刻剂对沿着分割预定线形成的非晶质的纤丝进行蚀刻，将晶片沿着分割预定线分割成各个芯片。
对在上述纤丝形成步骤中照射的脉冲激光光线进行会聚的聚光透镜的数值孔径（NA）被设定为0.1～0.3。
本发明的晶片的加工方法包括：纤丝形成步骤，将对于晶片具有透过性的波长的脉冲激光光线的聚光点定位在待分割区域的内部进行照射，在晶片的内部沿着分割预定线形成非晶质的纤丝；和蚀刻步骤，通过使用对非晶质的纤丝进行蚀刻的蚀刻剂对沿着分割预定线形成的非晶质的纤丝进行蚀刻，将晶片沿着分割预定线分割成各个芯片，因而在蚀刻步骤中，由于沿着分割预定线形成的纤丝被蚀刻并被去除，因而不残留加工失真，因此所分割的芯片的抗折强度提高。并且，在上述蚀刻步骤中，晶片的被供给蚀刻剂的面也使用蚀刻剂来蚀刻，然而与非晶质的纤丝相比蚀刻速度是1/10左右，因而蚀刻量很少，而通过对被加工物的被供给蚀刻剂的面进行少许蚀刻，使得残留在晶片的被供给蚀刻剂的面的磨削失真等的加工失真被去除，所分割的芯片的抗折强度提高。
并且，在上述纤丝形成步骤中形成的非晶质的纤丝由于可从被加工物的激光光线的照射面（上表面）到下表面形成，因而即使晶片的厚度厚，也可以照射脉冲激光光线1次，因而生产性极其良好。
附图说明
图1是使用本发明的晶片的加工方法加工的光器件晶片的立体图。
图2是保护部件粘贴步骤的说明图。
图3是用于实施纤丝形成步骤的激光加工装置的要部立体图。
图4是纤丝形成步骤的说明图。
图5是蚀刻步骤的说明图。
图6是晶片支撑步骤的说明图。
标号说明
2：光器件晶片；21：光器件；22：分割预定线；23：纤丝；3：保护带；4：激光加工装置；41：激光加工装置的卡盘工作台；42：激光光线照射单元；422：聚光器；5：蚀刻装置；51：蚀刻装置的卡盘工作台；52：蚀刻剂供给喷嘴；F：环状框架；T：粘贴带。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的晶片加工方法进行更详细说明。
图1示出作为使用本发明的晶片加工方法加工的晶片的光器件晶片的立体图。图1所示的光器件晶片2在厚度是300μm的蓝宝石基板的表面2a上呈矩阵状形成有发光二极管、激光二极管等的光器件21。然后，各光器件21由呈格子状形成的被称为间隔道的分割预定线22划分。另外，图1所示的光器件晶片2明确地形成有分割预定线22，然而也存在这样的情况：在例如由玻璃板构成的晶片等中没有明确地形成有分割预定线，在距规定的基准位置规定的距离的位置处设定有分割预定线。
以下，对将上述的光器件晶片2沿着分割预定线22分割的晶片的加工方法进行说明。首先，为了保护形成在光器件晶片2的表面2a上的光器件21，实施在光器件晶片2的表面2a上粘贴保护部件的保护部件粘贴步骤。即，如图2所示，在光器件晶片2的表面2a上粘贴作为保护部件的保护带3。另外，保护带3在本实施方式中，在厚度是100μm的由聚氯乙烯（PVC）构成的薄板状基材的表面上涂布有厚度5μm左右的丙烯酸树脂系的糊。
在实施了上述的保护部件粘贴步骤之后，实施纤丝形成步骤：将对于构成光器件晶片2的蓝宝石基板具有透过性的波长的脉冲激光光线的聚光点定位在待分割区域的内部而进行照射，沿着分割预定线22形成非晶质的纤丝。该纤丝形成步骤使用图3所示的激光加工装置4来实施。图3所示的激光加工装置4具有：卡盘工作台41，其保持被加工物；激光光线照射单元42，其对保持在该卡盘工作台41上的被加工物照射激光光线；以及摄像单元43，其对保持在卡盘工作台41上的被加工物进行摄像。卡盘工作台41构成为吸引保持被加工物，通过未图示的加工进给单元而在图3中箭头X所示的加工进给方向上移动，并通过未图示的分度进给单元而在图3中箭头Y所示的分度进给方向上移动。
上述激光光线照射单元42包括实质上水平配置的圆筒形状的壳体421。在壳体421内配设有未图示的具有脉冲激光光线振荡器和重复频率设定单元的脉冲激光光线振荡单元。在上述壳体421的前端部安装有聚光器422，该聚光器422具有用于对从脉冲激光光线振荡单元振荡出的脉冲激光光线进行会聚的聚光透镜422a。该聚光器422的聚光透镜422a将数值孔径（NA）设定为0.1～0.3的范围是重要的。在本实施方式中，数值孔径（NA）被设定为0.25。另外，激光光线照射单元42具有用于调整由聚光器422会聚的脉冲激光光线的聚光点位置的聚光点位置调整单元（未图示）。
安装在壳体421上的摄像单元43具有：对被加工物进行照明的照明单元、捕捉由该照明单元照明的区域的光学系统和对由该光学系统捕捉到的像进行摄像的摄像元件（CCD）等，摄像单元43将所摄像的图像信号发送到未图示的控制单元。
参照图3和图4来说明这样的纤丝形成步骤：使用上述的激光加工装置4，将对于构成光器件晶片2的蓝宝石基板具有透过性的波长的脉冲激光光线的聚光点定位在待分割区域的内部进行照射，沿着分割预定线22形成非晶质的纤丝。
首先，在上述的图3所示的激光加工装置4的卡盘工作台41上载置粘贴在光器件晶片2的表面2a上的保护带3侧。然后，通过使未图示的吸引单元工作，隔着保护带3而将光器件晶片2保持在卡盘工作台41上（晶片保持步骤）。因此，保持在卡盘工作台41上的光器件晶片2的背面2b成为上侧。这样，吸引保持了光器件晶片2的卡盘工作台41通过未图示的加工进给单元而定位在摄像单元43的正下方。
当卡盘工作台41定位到了摄像单元43的正下方时，执行利用摄像单元43和未图示的控制单元来检测光器件晶片2的应进行激光加工的加工区域的对准作业。即，摄像单元43和未图示的控制单元执行用于进行光器件晶片2的形成在第1方向上的分割预定线22、和沿着该分割预定线22照射激光光线的激光光线照射单元42的聚光器422的位置对准的图案匹配等的图像处理，执行激光光线照射位置的对准（对准步骤）。并且，即使对光器件晶片2上的在与上述第1方向正交的方向上形成的分割预定线22，也同样执行激光光线照射位置的对准。
在实施了上述的对准步骤之后，如图4所示，使卡盘工作台41移动到照射激光光线的激光光线照射单元42的聚光器422所在的激光光线照射区域，使规定的分割预定线22定位在聚光器422的正下方。此时，如图4的（a）所示，光器件晶片2以分割预定线22的一端（在图4的（a）中是左端）位于聚光器422的正下方的方式进行定位。然后，使从聚光器422照射的脉冲激光光线LB的聚光点P定位在光器件晶片2的厚度方向中间部。该脉冲激光光线的聚光点P在本实施方式中如图4的（c）所示设定在距光器件晶片2的激光光线LB的照射面即背面2b（上表面）160μm的下方位置。然后，在从聚光器422照射对于蓝宝石基板具有透过性的波长的脉冲激光光线的同时，使卡盘工作台41在图4的（a）中箭头X1所示的方向上以规定的进给速度移动（纤丝形成步骤）。然后，如图4的（b）所示，当分割预定线22的另一端（在图4的（a）中是右端）到达了激光光线照射单元42的聚光器422的照射位置时，停止脉冲激光光线的照射并停止卡盘工作台41的移动。
上述纤丝形成步骤中的加工条件例如被设定如下。
通过利用上述的加工条件来实施纤丝形成步骤，使得在光器件晶片2的内部，如图4的（c）所示，从照射面即背面2b（上表面）到表面2a（下表面）沿着分割预定线22以规定的间隔（在本实施方式中是16μm的间隔并以（加工进给速度：800mm/秒）/（重复频率：50kHz））形成非晶质的纤丝23。如图4的（d）所示，该纤丝23由形成在中心的细孔231和形成在该细孔231的周围的非晶质层232构成，在本实施方式中处于邻接的纤丝23的非晶质层232连接的形式。另外，在上述的纤丝形成步骤中形成的非晶质的纤丝23由于可从光器件晶片2的激光光线LB的照射面（上表面）到下表面形成，因而即使晶片的厚度厚，也仅照射脉冲激光光线1次即可，因而生产性极好。
在如上所述沿着规定的分割预定线22实施了上述纤丝形成步骤之后，使卡盘工作台41在箭头Y所示的方向上以形成在光器件晶片2上的分割预定线22的间隔进行分度移动（分度步骤），执行上述纤丝形成步骤。这样在沿着形成在第1方向上的全部分割预定线22实施了上述纤丝形成步骤之后，使卡盘工作台41旋转90度，沿着在与形成在上述第1方向上的分割预定线22正交的方向上延伸的分割预定线22执行上述纤丝形成步骤。
在实施了上述的纤丝形成步骤之后，实施这样的蚀刻步骤：使用蚀刻剂对形成在实施了纤丝形成步骤的光器件晶片2上的纤丝23进行蚀刻，将光器件晶片2沿着分割预定线22分割成各个芯片。该蚀刻步骤由图5所示的蚀刻装置5来实施。蚀刻装置5具有：吸引保持被加工物的卡盘工作台51、和向保持在该卡盘工作台51上的被加工物供给蚀刻剂的蚀刻剂供给喷嘴52。在使用这样构成的蚀刻装置5来实施上述蚀刻步骤时，如图5的（a）所示，在蚀刻装置5的卡盘工作台51上载置粘贴于实施了纤丝形成步骤的光器件晶片2的表面2a上的保护带3侧。然后，通过使未图示的吸引单元工作，隔着保护带3而将光器件晶片2保持在卡盘工作台51上（晶片保持步骤）。因此，保持在卡盘工作台51上的实施了纤丝形成步骤的光器件晶片2的背面2b成为上侧。然后，在使卡盘工作台51例如以10rpm～60rpm的旋转速度旋转的同时，从蚀刻剂供给喷嘴52供给对形成在光器件晶片2上的纤丝23进行蚀刻的蚀刻剂50。另外，作为蚀刻剂，在光器件晶片2由蓝宝石基板构成的情况下，可使用氢氟酸、浓硫酸。并且，在晶片由硅基板构成的情况下，可使用氢氟酸、氢氟酸＋硝酸，在晶片由玻璃基板构成的情况下，可使用氢氟酸、氢氧化钾（KOH）。
在使保持了实施纤丝形成步骤后的光器件晶片2的卡盘工作台51旋转的同时从蚀刻剂供给喷嘴2供给了蚀刻剂50时，蚀刻剂迅速浸透到非晶质的纤丝23而进行蚀刻。其结果，如图5的（b）所示，光器件晶片2沿着形成有纤丝23的分割预定线22被蚀刻并被去除，被分割成各个光器件晶片21。
如上所述，在上述的蚀刻步骤中，由于沿着分割预定线22形成的纤丝23被蚀刻并被去除，因而不残留加工失真，因此所分割的光器件晶片21的抗折强度提高。并且，在上述蚀刻步骤中，光器件晶片2的背面2b也使用蚀刻剂来蚀刻，然而与非晶质的纤丝23相比蚀刻速度是1/10左右，因而蚀刻量很少，而通过对光器件晶片2的背面2b进行少许蚀刻，使得残留在光器件晶片2的背面2b的磨削失真等的加工失真被去除，所分割的芯片的抗折强度提高。
在实施了上述的蚀刻步骤之后，实施这样的晶片支撑步骤：将分割成各个光器件芯片21的光器件晶片2的背面2b粘贴在安装于环状框架上的粘贴带的表面上，并剥离粘贴在光器件晶片2的表面2a上的保护带3。即，如图6所示，将分割成各个光器件芯片21的光器件晶片2的背面2b侧粘贴在安装于环状框架F上的粘贴带T上。因此，粘贴在光器件晶片2的表面2a上的保护带3成为上侧。然后，剥离粘贴在光器件晶片2的表面2a上的作为保护部件的保护带3。这样，粘贴在安装于环状框架F上的粘贴带T上的分割成各个光器件芯片21的光器件晶片2被输送到下一步骤即拾取步骤。
以上，根据图示的实施方式说明了本发明，然而本发明并不仅限定于实施方式，能够在本发明的宗旨范围内进行各种变型。例如，在上述的实施方式中，示出将由蓝宝石基板构成的光器件晶片分割成各个光器件芯片的例子，然而本发明即使应用于由硅晶片构成的晶片或由玻璃基板构成的晶片，也能得到上述的作用效果。并且，在上述的蚀刻步骤中，示出湿式蚀刻的例子，然而可以实施使用SF6或C4F8的等离子蚀刻。
Claims (1)
1.一种晶片的加工方法，将晶片沿着分割预定线分割成各个芯片，其中所述晶片包括上表面和下表面，该晶片的加工方法的特征在于包括：
纤丝形成步骤，将对于晶片具有透过性的波长的脉冲激光光线的聚光点定位在待分割区域的内部而进行照射，在晶片的内部沿着分割预定线并排地形成多个在上下方向上延伸的非晶质的纤丝，其中所述非晶质的纤丝中的每个纤丝由一个在上下方向上延伸的孔和形成在所述孔周围的非晶质层构成，其中所述纤丝形成步骤在使得所述非晶质的多个纤丝的孔以规定的间隔彼此分离开的加工条件下执行；和
蚀刻步骤，使用对非晶质的纤丝进行蚀刻的蚀刻剂来对沿着分割预定线形成的非晶质的纤丝进行蚀刻，从而将晶片沿着分割预定线分割成一个个芯片，
其中，对在该纤丝形成步骤中照射的脉冲激光光线进行会聚的聚光透镜的数值孔径被设定为0.1～0.3，并且
其中所述非晶质的纤丝的每个孔和非晶质层从所述晶片的所述上表面延伸到所述晶片的所述下表面，从而完全贯通所述晶片而延伸。
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Publications (2)
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