CN104979286A - 晶片的加工方法 - Google Patents
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Abstract
提供一种晶片的加工方法，其能够防止芯片的角的缺损。所述晶片的加工方法具有：保护部件设置步骤，将保护部件(21)设置在晶片(11)的正面(11a)；改性层形成步骤，照射对晶片具有透射性的波长的激光束(L)来在晶片的内部形成改性层(23)；保持步骤，利用保持构件(14)借助保护部件保持晶片；以及磨削步骤，利用包含磨削磨具(40)的磨削构件磨削晶片来将晶片薄化到规定的厚度，并且形成沿着改性层被分割的多个芯片(27)，通过在改性层形成步骤中，形成沿着间隔道(17)的改性层(23b)，并且在间隔道的交叉区域形成俯视观察时呈矩形状的改性层(23b)，而成为在多个芯片上形成将角去掉而成的去掉部(27a)的结构。
Description
技术领域
本发明涉及分割晶片来形成多个芯片的晶片的加工方法。
背景技术
近年来，为了实现小型轻量的器件，需要通过磨削将由硅等材料构成的晶片加工得薄。在该磨削中例如使用如下的磨削装置，该磨削装置具有：卡盘工作台，其抽吸保持晶片；以及磨削轮，其配置在卡盘工作台的上方，并在该磨削轮的下表面固定有磨具(磨削磨具)。
通过在使卡盘工作台与磨削轮相互旋转的同时，使磨削轮下降来将磨削磨具按压到晶片的被加工面，而能够磨削晶片来进行薄化。但是，为了将伴随着该薄化而刚性降低的晶片分割成多个芯片而利用切削刀具等进行切削时，容易产生崩边(缺口)和裂化(裂纹)等问题。
因此，近年来，如下加工方法得以实用化：使难以被晶片吸收(具有透射性)的波长的激光束会聚在晶片的内部，形成作为分割的起点的改性区域(改性层)，之后对晶片进行磨削(例如，参照专利文献1)。在该加工方法中，利用在磨削时施加的外力在将晶片薄化的同时将其分割成多个芯片，因此，不需要对刚性有所降低的晶片进行切削。
专利文献1：国际公开第03/077295号
然而，在上述的加工方法中，通过分割形成的多个芯片彼此接近，因此，所形成的芯片在磨削中彼此接触，特别是，芯片的角缺损的可能性高。若芯片的角缺损，则会以该缺口为起点产生裂纹，从而器件破损。
发明内容
本发明是鉴于上述问题点而完成的，其目的在于，提供能够防止芯片的角的缺损的晶片的加工方法。
根据本发明，提供一种晶片的加工方法，该晶片在由多条间隔道划分出的正面的各区域分别形成有器件，所述晶片的加工方法的特征在于，其具有：保护部件设置步骤，在该保护部件设置步骤中，将保护部件设置到晶片的正面；改性层形成步骤，在实施该保护部件设置步骤前或后，照射对晶片具有透射性的波长的激光束来在晶片的内部形成改性层；保持步骤，在实施了该保护部件设置步骤和该改性层形成步骤后，利用保持构件借助该保护部件保持晶片；以及磨削步骤，在实施了该保持步骤后，利用包含磨削磨具的磨削构件磨削晶片来将晶片薄化到规定的厚度，并且形成被沿着该改性层分割开的多个芯片，通过在该改性层形成步骤中，形成沿着该间隔道的改性层，并且在该间隔道的交叉区域形成俯视观察时呈圆形的改性层、或顶点分别位于该间隔道上的俯视观察时呈矩形状的改性层，从而在该磨削步骤中所形成的多个芯片上形成将角去掉而成的去掉部。
在本发明的晶片的加工方法中，沿着晶片的间隔道形成改性层，并且在间隔道的交叉区域形成俯视观察时呈圆形的改性层、或顶点分别位于间隔道上的俯视观察时呈矩形状的改性层，因此，之后通过沿着改性层分割晶片，能够形成具有将角去掉而成的去掉部的多个芯片。
即，如果设置用于形成去掉部的矩形状或者圆形的改性层，则在晶片的磨削中芯片的角会被去掉，因此，即使相邻的芯片彼此接触，芯片的角也不会缺损。这样，根据本发明，能够提供能够防止芯片的角的缺损的晶片的加工方法。
附图说明
图1的(A)是示意性示出晶片的结构例的立体图，图1的(B)是示意性示出保护部件设置步骤的立体图。
图2的(A)是示意性示出改性层形成步骤的局部剖视侧视图，图2的(B)是示意性示出在晶片中形成的改性层的俯视图。
图3是示意性示出保持步骤和磨削步骤的立体图。
图4是示意性示出所形成的芯片的形状的俯视图。
图5的(A)是示意性示出在第1变形例中在晶片中形成的改性层的俯视图，图5的(B)是示意性示出在第2变形例中在晶片中形成的改性层的俯视图。
图6是示意性示出在第1变形例中形成的芯片的形状的俯视图。
标号说明
11：晶片；11a：正面；11b：背面；11c：外周；13：器件区域；15：外周剩余区域；17：间隔道(分割预定线)；19：器件；21：保护部件；21a：正面；21b：背面；23、23a、23b、23c、23d、23e、23f：改性层；25：裂纹层；27：芯片；27a、27b：去掉部；2：激光加工装置；4：激光加工头；12：磨削装置；14：卡盘工作台(保持构件)；16：主轴；18：轮座；20：磨削轮；22：轮基座；24：磨削磨具；L：激光束。
具体实施方式
参照附图，对本发明的实施方式进行说明。本实施方式的晶片的加工方法包含保护部件设置步骤(图1的(B))、改性层形成步骤(图2的(A)、图2的(B))、保持步骤(图3)以及磨削步骤(图3、图4)。
在保护部件设置步骤中，将保护部件设置到晶片的正面侧。在改性层形成步骤中，照射难以被晶片吸收的波长(具有透射性的波长)的激光束，来在晶片的内部形成改性层。在该改性层形成步骤中，沿着间隔道形成俯视观察时呈直线状的改性层，并且，在间隔道的交叉区域(交叉点附近)形成俯视观察时呈矩形状的改性层。
在保持步骤中，使晶片的正面侧抽吸保持于卡盘工作台(保持构件)。在磨削步骤中，磨削背面侧来将晶片加工得薄，并且沿着改性层分割晶片来形成多个芯片。下面，对本实施方式的晶片的加工方法进行详细描述。
图1的(A)是示意性示出利用本实施方式的晶片的加工方法加工的晶片的结构例的立体图。如图1的(A)所示，晶片11例如是由硅等材料构成的圆盘状的半导体晶片，正面11a被分成中央的器件区域13和包围器件区域13的外周剩余区域15。
器件区域13由排列成格子状的间隔道(切削预定线)17进一步划分为多个区域，在各区域形成有IC等器件19。晶片11的外周11c被倒角加工，并且截面形状为圆弧状。
在本实施方式的晶片的加工方法中，首先，实施在上述的晶片11的正面11a侧设置保护部件的保护部件设置步骤。图1的(B)是示意性示出保护部件设置步骤的立体图。如图1的(B)所示，保护部件21形成为与晶片11大致相同形状的圆盘状。作为该保护部件21例如可以使用树脂基板、粘接带、半导体晶片等。
在保护部件设置步骤中，使晶片11的正面11a侧与保护部件21的正面21a侧相面对，使晶片11与保护部件21重叠。此时，在晶片11的正面11a与保护部件21的正面21a之间预先夹着粘接剂等。由此，保护部件21借助粘接剂等固定于晶片11的正面11a侧。
在保护部件设置步骤后，实施在晶片11的内部形成改性层的改性层形成步骤。图2的(A)是示意性示出改性层形成步骤的局部剖视侧视图，图2的(B)是示意性示出在晶片11中形成的改性层的俯视图。改性层形成步骤例如利用图2的(A)所示的激光加工装置2实施。
激光加工装置2具有抽吸保持晶片11的卡盘工作台(未图示)。该卡盘工作台与马达等旋转机构(未图示)连结，绕沿铅直方向延伸的旋转轴旋转。并且，在卡盘工作台的下方设置有移动机构(未图示)，卡盘工作台利用该移动机构沿水平方向移动。
卡盘工作台的上表面为抽吸保持晶片11的正面11a侧(保护部件21的背面21b侧)的保持面。通过在卡盘工作台的内部形成的流路而向保持面作用抽吸源的负压，产生抽吸晶片11的抽吸力。在卡盘工作台的上方配置有激光加工头4。
激光加工头4使由激光振荡器(未图示)振荡产生的激光束L会聚在抽吸保持于卡盘工作台的晶片11的内部。激光振荡器构成为能够振荡产生难以被晶片11吸收的波长(具有透射性的波长)的激光束L。例如，在由硅构成的晶片11中形成改性层的情况下，作为激光振荡器使用能够振荡产生波长为1064nm的激光束L的YAG或YVO4脉冲激光振荡器等即可。
在改性层形成步骤中，首先，使晶片11的正面11a侧(保护部件21的背面21b侧)与卡盘工作台的保持面接触，并作用抽吸源的负压。由此，晶片11以背面11b侧在上方露出的状态被抽吸保持于卡盘工作台。
接着，使卡盘工作台移动、旋转，使激光加工头4与作为加工对象的间隔道17位置对齐。在位置对齐后，从激光加工头4朝向晶片11的背面11b照射激光束L，并且，使卡盘工作台沿与作为加工对象的间隔道17平行的第1方向移动(加工进给)。即，使晶片11和激光加工头4相对于作为加工对象的间隔道17平行地相对移动。
这里，激光束L的聚光点在晶片11的内部位于距正面11a的距离比晶片11的完成厚度大的位置。并且，激光束L的功率较高地设定为从聚光点附近朝向晶片11的正面11a产生裂纹(龟裂)的程度。如上所述，激光束L的波长是难以被晶片11吸收的波长(具有透射性的波长)。但是激光束L的照射条件并不一定限定于此。
当使这样的激光束L会聚于晶片11的内部时，因在聚光点的附近产生的多光子吸收，使得晶片11被改性。因此，通过如上所述地使激光束L相对移动并照射，如图2的(B)所示，能够沿着作为加工对象的间隔道17形成俯视观察时呈直线状的改性层23a。另外，由于激光束L的功率被设定得高，因此，如图2的(A)所示，在改性层23a与正面11a之间形成裂纹层25。
在形成沿着作为加工对象的间隔道17的改性层23a后，停止激光束L的照射，使卡盘工作台在与作为加工对象的间隔道17垂直的第2方向移动(分度进给)。即，使晶片11和激光加工头4相对于作为加工对象的间隔道17垂直地相对移动。由此，激光加工头4与相邻的间隔道17位置对齐。
在位置对齐后，沿着相邻的间隔道17形成相同的改性层23a。重复进行该动作，在沿着在第1方向上延伸的所有的间隔道17形成改性层23a后，使卡盘工作台绕沿铅直方向延伸的旋转轴旋转90°，形成沿着在与第1方向垂直的第2方向上延伸的间隔道17的改性层23a。
在形成沿着所有的间隔道17的改性层23a后，停止激光束L的照射，将激光加工头4定位于间隔道17交叉的交叉区域(交叉点附近)的上方。即，使卡盘工作台与激光加工头4相对移动，将激光加工头4定位于沿第1方向延伸的改性层23a与沿第2方向延伸的改性层23a交叉的区域的上方。
接着，在使晶片11和激光加工头4相对移动的同时照射激光束L，形成将由间隔道17(改性层23a)划分出的矩形区域的角去掉的改性层23b。具体而言，如图2的(B)所示，形成顶点分别位于间隔道17(改性层23a)上的俯视观察时呈矩形状的改性层23b。
当在作为加工对象的交叉区域形成了改性层23b后，将激光加工头4定位于相邻的其他的交叉区域，形成相同的改性层23b。重复进行该动作，当在所有的交叉区域形成了改性层23b时，改性层形成步骤结束。另外，在本实施方式中，在形成所有的直线状的改性层23a后，形成矩形状的改性层23b，但是，改性层23(改性层23a、23b)的形成顺序并没有特别限定。
在改性层形成步骤后，实施使保持晶片11的正面11a侧(保护部件21的背面21b侧)抽吸保持于磨削装置的卡盘工作台(保持构件)的保持步骤。图3是示意性示出保持步骤以及在保持步骤后实施的磨削步骤的立体图。
如图3所示，本实施方式中使用的磨削装置12具有抽吸保持晶片11的卡盘工作台(保持构件)14。该卡盘工作台14与马达等旋转机构(未图示)连结，绕沿铅直方向延伸的旋转轴旋转。
卡盘工作台14的上表面为抽吸保持晶片11的正面11a侧(保护部件21的背面21b侧)的保持面。通过在卡盘工作台14的内部形成的流路而向保持面作用抽吸源的负压，产生抽吸晶片11的抽吸力。
在卡盘工作台14的上方配置有磨削机构(磨削构件)。磨削机构具有绕沿铅直方向延伸的旋转轴旋转的主轴16。该主轴16借助升降机构(未图示)升降。在主轴16的下端侧固定有圆盘状的轮座18。
在轮座18的下表面安装有与轮座18大致相同直径的磨削轮20。磨削轮20具有由不锈钢等金属材料形成的轮基座22。在轮基座22的圆环状的下表面遍及整周地固定有多个磨削磨具24。
在保持步骤中，首先，使设置于晶片11的保护部件21的背面21b侧与卡盘工作台14的保持面接触，作用抽吸源的负压。由此，晶片11借助保护部件21被抽吸保持于卡盘工作台14。即，在该状态下，晶片11的背面11b侧在上方露出。
在保持步骤后，实施磨削步骤，在该磨削步骤中，磨削背面11b侧来使晶片11薄化，并且沿着改性层23(改性层23a、23b)分割晶片11。在磨削步骤中，分别使卡盘工作台14与主轴16向规定的方向旋转，并使主轴16下降，如图3所示地使磨削磨具24与晶片11的背面11b侧接触。
使主轴16以适于晶片11的磨削的任意的磨削进给速度下降。如上所述，在晶片11的内部形成成有成为分割的起点的改性层23。因此，通过使主轴16下降来对晶片11施加外力，能够沿着改性层23分割晶片11，形成与各器件19对应的多个芯片。
图4是示意性示出由磨削步骤形成的芯片的形状的俯视图。沿着俯视观察时呈直线状的改性层23a、以及俯视观察时呈矩形状的改性层23b分割晶片11，如图4所示，形成具有将角去掉而成的去掉部27a的多个芯片27。
当晶片11(芯片27)被磨削到完成厚度时，磨削步骤结束。另外，在本实施方式中，将激光束L的聚光点定位于距正面11a的距离比晶片11的完成厚度大的位置来形成改性层23，因此，当将晶片11磨削到完成厚度时，改性层23被完全除去。由此，能够提高芯片27的抗弯强度。
如上所述，在本实施方式的晶片的加工方法中，沿着晶片11的间隔道17形成改性层23a，并且，在间隔道17(改性层23a)的交叉区域形成顶点分别位于间隔道17(改性层23a)上的俯视观察时呈矩形状的改性层23b，因此，通过磨削晶片11来沿着改性层23(改性层23a、23b)进行分割，能够形成具有将角去掉而成的去掉部27a的多个芯片27。
即，如果设置用于形成去掉部27a的矩形状的改性层23b，则在晶片11的磨削中芯片27的角被去掉，因此，即使相邻的芯片27彼此接触，芯片27的角也不会缺损。这样，根据本实施方式，能够提供能够防止芯片27的角的缺损的晶片的加工方法。
另外，本发明不限定于上述实施方式的说明，可以进行各种变更来实施。例如，在上述实施方式中，在间隔道17的交叉区域中形成俯视观察时呈矩形状的改性层23b，但是，在交叉区域形成的改性层的形状不限定于此。图5的(A)是示意性示出在第1变形例中在晶片11中形成的改性层的俯视图。
如图5的(A)所示，在该第1变形例中，沿着间隔道17形成俯视观察时呈直线状的改性层23c，并且，在间隔道17(改性层23c)的交叉区域形成俯视观察时呈圆形的改性层23d。图6是示意性示出在该第1变形例中形成的芯片27的形状的俯视图。如图6所示，在第1变形例中，也能够形成具有将角去掉而成的去掉部27b的多个芯片27。
并且，在上述实施方式和第1变形例中，在间隔道17的交叉区域内也形成俯视观察时呈直线状的改性层23a、23c，但是，本发明并不限定于此。图5的(B)是示意性示出在第2变形例中在晶片11中形成的改性层的俯视图。如图5的(B)所示，也可以在除交叉区域之外的间隔道17上形成俯视观察时呈直线状的改性层23e，并在间隔道17的交叉区域形成俯视观察时呈矩形状(或者圆形)的改性层23f。
并且，在上述实施方式中，在保护部件设置步骤后实施改性层形成步骤，但是，也可以在保护部件设置步骤前实施改性层形成步骤。并且，在上述实施方式中，以在改性层23与正面11a之间形成裂纹层25的条件实施改性层形成步骤，但是，也可以以不形成裂纹层25的条件实施改性层形成步骤。
并且，在上述实施方式中，向形成有器件19的晶片11的背面11b侧照射激光束L，但是，也可以向晶片11的正面11a侧照射激光束L。
除此之外，上述实施方式的结构、方法等只要不脱离本发明的目的的范围，则可以适当变更来实施。
Claims (1)
1.一种晶片的加工方法，所述晶片在由多条间隔道划分出的正面的各区域分别形成有器件，所述晶片的加工方法的特征在于，其具有：
保护部件设置步骤，在该保护部件设置步骤中，将保护部件设置到晶片的正面；
改性层形成步骤，在实施该保护部件设置步骤前或后，照射对晶片具有透射性的波长的激光束来在晶片的内部形成改性层；
保持步骤，在实施了该保护部件设置步骤和该改性层形成步骤后，利用保持构件借助该保护部件保持晶片；以及
磨削步骤，在实施了该保持步骤后，利用包含磨削磨具的磨削构件磨削晶片来将晶片薄化到规定的厚度，并且形成被沿着该改性层分割开的多个芯片，
通过在该改性层形成步骤中，形成沿着该间隔道的改性层，并且在该间隔道的交叉区域形成俯视观察时呈圆形的改性层、或顶点分别位于该间隔道上的俯视观察时呈矩形状的改性层，从而在该磨削步骤中所形成的多个芯片上形成将角去掉而成的去掉部。
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