CN104425234A - 半导体晶圆的分断方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是关于一种能够不使用切割锯，而以简单的手法具效果地、且较完美地进行分断，并且能够进行薄板化的半导体晶圆的分断方法。借由使刻划轮(10)，沿分断预定线(L)一边进行按压一边转动，而形成由往厚度方向浸透的裂纹构成的刻划线(S)，此时的裂纹深度，成为未浸透利用接下来的研削磨石(3)进行的研削而薄板化的半导体晶圆(W)的厚度全域的程度；接着，使半导体晶圆(W)表背面反转，对刻划线(S)形成面的相反侧的面利用研削磨石(3)进行研削而薄板化半导体晶圆(W)；接着，从刻划线(S)形成面的相反侧的面沿刻划线(S)以裂断杆(5)进行按压，借此使半导体晶圆(W)挠曲而使裂纹进一步浸透从而分断半导体晶圆(W)。
Description
技术领域
本发明是关于一种于表面形成有电子电路的硅等的半导体晶圆的分断方法，尤其是关于一种对成为母体的半导体晶圆，沿着区划于其表面所形成的多个电子电路的分断预定线进行分断，单片化成晶片尺寸的单位制品的半导体晶圆的分断方法。
背景技术
被使用于各种半导体元件的制造的硅晶圆，从低电力、高积体化等的观点而言，被要求使其厚度变薄，而于最近则被要求使厚度变薄至25μm～50μm。对于将硅晶圆加工成较薄，一般是借由利用平坦的研削磨石对与形成有电子电路的面为相反侧的面进行研削而进行。然而，一旦使厚度变较薄，则因电子电路形成时的残留应力等的影响而导致扭曲产生。一旦欲对产生有扭曲的硅晶圆于分断步骤中进行分断，则将产生缺欠或不规则龟裂而成为不良品的原因。
因此，在专利文献1等中，提及有在将硅晶圆研削加工成较薄之前，利用切割锯(dicing saw)的旋转刀片于硅晶圆的表面加工分断用的沟槽的技术(所谓的「先切割」)。
图6，表示上述专利文献1等中所揭示的习知技术的说明图。首先，如图6(a)所示，在具有厚度的硅晶圆13的一面(电子电路形成面)的分断预定线上，利用切割锯的旋转刀片15研削加工分断用的沟槽14。沟槽14的深度，在下一步骤中借由研削磨石而研削成既定的厚度时，沟槽14成为未上下贯通的程度。
接着，如图6(b)所示，于硅晶圆13的沟槽14加工面贴附保护片16，将该保护片16贴附面以成为下方的方式载置于台板19上，从上方利用粗研削用的研削磨石17进行研削，而如图6(c)所示般加工成既定的薄度。
最后，如图6(d)所示，利用精细研削用的研削磨石18进行精细研削，借由研削去除沟槽14的残留的底部分而使沟槽14贯通从而分断硅晶圆13。
另外，将借由研削磨石进行的研削作业分成二阶段而进行，是因为若在最初的粗研削阶段中研削至沟槽14开口，则将因颗粒粗的研削磨石17导致在沟槽14的开口缘产生缺欠等的损伤。
在上述的习知的程序中，于硅晶圆加工分断用的沟槽时，使用有切割锯。切割锯，如专利文献2或专利文献3等中所揭示般，具备进行高速旋转的旋转刀片，且构成为一边对旋转刀片喷射洗净于旋转刀片的冷却与切削时所产生的切削屑的切削液一边进行切削。
但是，在利用旋转刀片的切削进行的沟槽加工中，切削屑大量产生，即使例如已利用切削液洗净，但亦存在有切削液的一部分残留于沟槽内或沟槽形成面、或因切削时的飞散而使切削屑附着于硅晶圆等的情况，而成为品质或良率降低的较大原因。此外，由于必须有用于切削液的供给或废液回收的机构或配管，因此使得装置规模变大。此外，由于是借由切削而进行沟槽加工者，因此存在有于切削面或沟槽边缘产生小碎屑(缺欠)，而无法获得较完美的分断面的情况。此外，由于进行高速旋转的旋转刀片的刃前端是以锯齿状形成，因此刃前端的磨耗或破损容易产生而使用寿命较短。进一步地，由于旋转刀片的厚度从强度方面考量无法设成相当薄，而即使是小径者亦形成60μm以上的厚度，因此存在有相当于该刀片的宽度的切削宽度是必要的，且亦成为限制材料的有效利用的要因之一等问题点。
进一步地，在习知的程序中，如图6所示般由于在利用粗研削磨石17研削硅晶圆13之后，用以使沟槽14贯通而利用精细磨石18再次进行研削，因此亦存在有研削屑等从已贯通的沟槽14侵入保护片16侧并残留的问题点。
专利文献1：日本特开2003-017442号公报
专利文献2：日本特开平5-090403号公报
专利文献3：日本特开2002-224929号公报
发明内容
因此，本发明谋求上述的习知课题的解决，目的在于提供一种能够不使用切割锯，而以简单的手法具效果地、且较完美地进行分断，并且能够进行薄板化的半导体晶圆的分断方法。
为了达成上述目的，在本发明中提出了如以下的技术性的手段。亦即，本发明的半导体晶圆的分断方法，是对于应进行加工的半导体晶圆的一面利用研削磨石进行研削而薄板化并且沿分断预定线进行分断；借由使沿圆周棱线具有刃前端的刻划轮，沿该半导体晶圆的上面的分断预定线一边进行按压一边转动，而形成由往厚度方向浸透的裂纹构成的刻划线，此时所形成的裂纹深度，成为未浸透利用接下来的研削磨石进行的研削而薄板化的半导体晶圆的厚度全域的深度；接着，使该半导体晶圆表背面反转，对该刻划线形成面的相反侧的面利用研削磨石进行研削而薄板化半导体晶圆；接着，从刻划线形成面的相反侧的面沿该刻划线以裂断杆进行按压，借此使该半导体晶圆挠曲而使该裂纹进一步浸透从而分断半导体晶圆。
在上述分断方法中，亦可于半导体晶圆形成有刻划线之后，于刻划线形成面贴附保护片，进行借由该研削磨石的研削。
本发明的目的还采用以下技术方案来实现的。本发明的半导体晶圆的分断方法，是对于应进行加工的半导体晶圆的一面利用研削磨石进行研削而薄板化并且沿分断预定线进行分断；借由使沿圆周棱线具有刃前端的刻划轮，沿该半导体晶圆的上面的分断预定线一边进行按压一边转动，而形成由往厚度方向浸透的裂纹构成的刻划线，此时所形成的裂纹深度，成为浸透利用接下来的研削磨石进行的研削而薄板化的半导体晶圆的厚度全域的深度；接着，于该刻划线形成面贴附保护片并使该半导体晶圆表背面反转，对该刻划线形成面的相反侧的面利用研削磨石进行研削而薄板化半导体晶圆的同时，沿该刻划线分断半导体晶圆。
借由上述技术方案，本发明的半导体晶圆的分断方法至少具有下列优点及有益效果：
根据本发明，由于是以刻划线的裂纹往厚度方向浸透的方式将半导体晶圆分断，因此能够抑制如在习知的利用切割锯进行的切削情形般产生碎屑等，能够以较完美的切断面分断，并且无需切割锯般的切削宽度，而能够有效利用材料。此外，由于不会在刻划线形成面产生切削屑，因此能够不使因切削屑的附着导致的品质劣化或不良品产生。
尤其是在本发明中，并未如习知的切割锯般使用切削液，而是在干的环境下进行分断，因此具有可省略用于切削液的供给或废液回收的机构或配管，且亦可省略切断后的洗净或干燥步骤而能够精巧化地构成装置的效果。
在上述分断方法中，亦可于半导体晶圆形成有刻划线之后，于刻划线形成面贴附保护片。借此，能够保护于刻划线形成面所加工成的电子电路，并且能够在使刻划线的裂纹往半导体晶圆的厚度全域浸透而分断时，使经分断的单位制品在已贴附于保护片的状态下不会分散地进行保持。
在本发明中，亦可于利用该刻划轮进行的刻划线形成时，使刻划线的裂纹，成为浸透借由利用接下来的研削磨石进行的研削而薄板化的半导体晶圆的厚度全域的深度。在该情形，成为于刻划线形成面贴附保护片进行研削。借此，在对与刻划线形成面为相反侧的面利用研削磨石进行研削而薄板化时，借由已往厚度全域浸透的裂纹而将半导体晶圆从刻划线分断，而可省略接下来的裂断步骤。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图,详细说明如下。
附图说明
图1:表示本发明的分断方法的成为加工对象的硅晶圆的俯视图。
图2:表示本发明的分断方法的顺序的说明图。
图3:表示本发明的分断方法的另一实施例的与图2同样的说明图。
图4:表示本发明的分断方法的再一实施例的与图2同样的说明图。
图5(a)和图5(b):表示在本发明中所使用的刻划轮与其保持具部分的图式。
图6:表示习知的分断方法的说明图。
【主要元件符号说明】
L:分断预定线 S:刻划线
W:半导体晶圆(硅晶圆) 1:平台
2:保护片 3:研削磨石
4:承受台 5:裂断杆
10:刻划轮 10a:刃前端
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种半导体晶圆的分断方法的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
以下，针对本发明的半导体晶圆的分断方法的细节，根据图式进行说明。
图1是成为加工对象的硅晶圆的俯视图，沿着于X-Y方向延伸的格子状的分断预定线L并借由以下所述的分断方法进行分断，借此取出晶片尺寸的单位制品W1。该成为加工对象的硅晶圆W，在分断前，具有例如100～300μm的厚度，而在以下所述的分断过程中薄板化成25μm～50μm的厚度。
图2表示本发明的硅晶圆(半导体晶圆)W的分断方法的实施例的说明图。
在该实施例中，首先，将具有例如100～300μm的厚度的硅晶圆W载置于平台1上，使用如图5(a)和图5(b)所示般的刻划轮10于硅晶圆W的表面加工由裂纹(往厚度方向浸透的龟裂)构成的刻划线S。
刻划轮10，是以超硬合金或烧结钻石等的工具特性佳的材料形成，并于圆周棱线(外周面)形成有刃前端10a。具体而言，较佳为：使用直径为1～10mm、尤其是1.5～5mm，且刃前端角度为85～160度、尤其是90～140度者，且可根据被加工的材料的厚度或种类而适当地选择。
该刻划轮10，呈可旋转地被支持于保持具11，并透过升降机构12而被保持于刻划头(省略图示)。刻划头，是以能够在水平地载置硅晶圆W的台板(省略图示)的上方沿分断预定线L的方向移动的方式形成。
而且，如图2(a)所示，借由使刻划轮10于硅晶圆W的表面沿分断预定线L(参照图1)一边进行按压一边转动，而于硅晶圆W形成由裂纹(龟裂)构成的刻划线S。该刻划线S，以成为未浸透借由下一步骤利用研削磨石3进行的研削而薄板化成25～50μm的厚度的硅晶圆W的厚度全域的程度、较佳为浸透至厚度的一半左右的裂纹深度的方式形成。
接着，如图2(b)所示，于刻划线S形成面贴附保护片2并使硅晶圆W表背面反转，载置于平台1上。然后，对与刻划线S形成面为相反侧的面利用研削磨石3(亦可与图6的粗研削用磨石17相同者)进行研削，如图2(c)所示，将硅晶圆W薄板化至25～50μm的厚度。
接着，如图2(d)所示，在硅晶圆W的贴附有保护片2的刻划线S形成面，配置以夹着刻划线S的方式沿其两侧延伸的左右一对承受台4、4，从硅晶圆W的外面侧(承受台4、4的相反侧)朝向刻划线S以长条的裂断杆5按压。借此，将硅晶圆W往与按压方向相反侧挠曲，而硅晶圆W的刻划线S的裂纹往厚度全域浸透从而将硅晶圆W分断。
最后，除去保护片2，借此将图1所示的经单片化的晶片尺寸的单位制品W1取出。
在上述实施例中，亦可于利用裂断杆5进行的裂断加工时，取代承受硅晶圆W的左右一对承受台4、4，而如图3所示般，将缓冲材6配置成与硅晶圆W的刻划线S形成面相接，该缓冲材6是具有能够凹陷硅晶圆W挠曲的程度的厚度。
图4是表示本发明的分断方法的另一实施例。
在该实施例中，于利用图4(a)所示的刻划轮10进行的刻划线S形成时，使刻划线S的裂纹，成为浸透借由利用接下来的研削磨石3进行的研削而薄板化的硅晶圆W的厚度全域的深度。
因此，如图4(b)所示，借由与图2同样的步骤于硅晶圆W的刻划线S形成面贴附有保护片2后，对与刻划线S形成面为相反侧的面利用研削磨石3(亦可与图6的粗研削用磨石17相同者)进行研削，而在如图4(c)所示般薄板化时，硅晶圆W借由浸透至其厚度全域的裂纹而从刻划线S被分断。借此，可省略接下来的裂断步骤。
于该情形，在利用研削磨石3研削至到达裂纹的薄度时，由于裂纹是不具有宽度的龟裂，因此几乎不会有研削屑从裂纹侵入下方的情况，此外，由于裂纹是不具有宽度的龟裂且非沟槽，因此亦不会有因磨石抵接沟槽缘而于裂纹部分产生缺欠等损伤的情况。
如以上般，在本发明中，由于是以刻划线S的裂纹往厚度方向浸透的方式将硅晶圆W分断，因此能够抑制如在习知的利用切割锯进行的切削加工情形般产生碎屑，能够以较完美的切断面分断，并且无需相当于切割锯的刀片宽度的切削宽度，而能够有效利用材料。此外，由于不会在刻划线形成面产生切削屑，因此能够不使因切削屑的附着导致的品质劣化或不良品产生。尤其是在本发明中，无需如习知的切割锯般使用切削液，而是在干的环境下进行分断，因此可省略用于切削液的供给或废液回收的机构或配管，且能够精巧化地构成装置。
以上虽已针对本发明的代表性的实施例进行了说明，但本发明并不限定于上述的实施形态。例如，在图3所示的实施例中，亦可省略贴附于硅晶圆W的刻划线S形成面的保护片2。
本发明的分断方法，可利用于由硅等构成的半导体晶圆的薄板化与分断。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (3)
1.一种半导体晶圆的分断方法，是对于应进行加工的半导体晶圆的一面利用研削磨石进行研削而薄板化并且沿分断预定线进行分断，其特征在于：
借由使沿圆周棱线具有刃前端的刻划轮，沿该半导体晶圆的上面的分断预定线一边进行按压一边转动，而形成由往厚度方向浸透的裂纹构成的刻划线，此时所形成的裂纹深度，成为未浸透利用接下来的研削磨石进行的研削而薄板化的半导体晶圆的厚度全域的深度；
接着，使该半导体晶圆表背面反转，对该刻划线形成面的相反侧的面利用研削磨石进行研削而薄板化半导体晶圆；
接着，从刻划线形成面的相反侧的面沿该刻划线以裂断杆进行按压，借此使该半导体晶圆挠曲而使该裂纹进一步浸透从而分断半导体晶圆。
2.如权利要求1所述的半导体晶圆的分断方法，其特征在于其中，
于该半导体晶圆形成有该刻划线之后，于该刻划线形成面贴附保护片，进行借由该研削磨石的研削。
3.一种半导体晶圆的分断方法，是对于应进行加工的半导体晶圆的一面利用研削磨石进行研削而薄板化并且沿分断预定线进行分断，其特征在于：
借由使沿圆周棱线具有刃前端的刻划轮，沿该半导体晶圆的上面的分断预定线一边进行按压一边转动，而形成由往厚度方向浸透的裂纹构成的刻划线，此时所形成的裂纹深度，成为浸透利用接下来的研削磨石进行的研削而薄板化的半导体晶圆的厚度全域的深度；
接着，于该刻划线形成面贴附保护片并使该半导体晶圆表背面反转，对该刻划线形成面的相反侧的面利用研削磨石进行研削而薄板化半导体晶圆的同时，沿该刻划线分断半导体晶圆。
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