CN105269694A - 晶片制造方法以及晶片制造装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种能够减轻锯丝的挠曲的影响而制造高品质的晶片的晶片制造方法以及晶片制造装置。本发明所涉及的晶片制造方法的特征在于，在晶锭内通过激光形成多个凹坑，沿着所述多个凹坑通过锯丝切断所述晶锭而进行晶片化，另外，本发明所涉及的晶片制造装置的特征在于，是实施如下的晶片制造方法的装置，所述晶片制造方法在晶锭内通过激光形成多个凹坑，沿着所述多个凹坑通过锯丝切断所述晶锭而进行晶片化。

Description

晶片制造方法以及晶片制造装置

技术领域

本发明涉及一种使用锯丝切断晶锭(ingot)而进行晶片化的晶片制造方法以及晶片制造装置。

背景技术

例如，如图6所示，公知有通过将固定在X方向驱动台12上的晶锭1压抵于锯丝2来切断晶锭而进行晶片化的方法。此时，事先测定进行切断加工后的晶片的翘曲，与翘曲的量相应地使晶锭1相对于锯丝2的行进方向移动，即，使X方向驱动台12根据晶锭1与锯丝2的相对位置而移动，从而在进行切断加工的同时修正半导体晶片的翘曲(专利文献1)。

专利文献1：日本特开平9-286021号公报

然而，以往由于驱动晶锭整体，因而在与晶锭的移动方向相反的方向上产生加工反力，从而在锯丝上相对于行进方向产生弓形的挠曲。因此，在晶锭的中心附近和外周附近处锯丝产生倾斜，该倾斜的影响会在切断后的晶片中体现出来，从而存在制造后的晶片的品质降低的问题。

发明内容

本发明鉴于上述现有的问题点，其目的在于提供一种能够减轻锯丝的挠曲的影响而制造高品质的晶片的晶片制造方法以及晶片制造装置。

本申请的第一方案的晶片制造方法的特征在于，在晶锭内通过激光形成多个凹坑，沿着所述多个凹坑通过锯丝切断所述晶锭而进行晶片化。

发明效果

如以上那样，根据本发明，能够实现高品质的晶片的制造。

附图说明

图1(a)是示出本实施方式中的由激光形成多个凹坑时的状态的立体图，图1(b)是示出本实施方式中的晶片化时的状态的立体图。

图2是本实施方式中的锯丝的示意图。

图3是本实施方式中的由激光形成多个凹坑后的晶锭的立体图。

图4(a)是未形成凹坑而进行晶片化后的晶片的图，图4(b)是示出该晶片的翘曲量的图。

图5(a)是在本实施方式中的锯丝进行晶片化时从晶片的主面观察到的剖视图，图5(b)是从晶片的侧面观察到的剖视图。

图6是示出现有例的结构的立体图。

符号说明

1…晶锭

2…锯丝

3…加工装置

4…激光装置

5…焦点位置

6…凹坑

7…钢琴丝

8…镀敷层

9…金刚石磨粒

11…Z方向驱动台

12…X方向驱动台

13…Y方向驱动台

20…晶片

21…翘曲量

具体实施方式

(实施方式)

以下，参照图1至图5对本实施方式进行说明。

图1(a)示出作为实现本实施方式中的晶片制造方法的装置的一例的加工装置3。详细而言，示出第一加工阶段、即激光装置4的焦点位置5所进行的向晶锭1内部的激光烧蚀(laserablation)而产生的凹坑6的加工状态的立体图。图1(b)示出第二加工阶段、即作为单线锯装置的锯丝2所进行的晶锭1的切断加工(晶片化加工)的状态的立体图。

在本实施方式中，使用氮化物半导体坯料作为晶锭1，使用如图2所示那样的在φ0.1mm的钢琴丝7上通过镀敷层8附着金刚石磨粒9而成的丝作为锯丝2。使用#2000的金刚石磨粒9，其磨粒径(直径)为平均8μm。另外，在本实施方式中使用的锯丝2的卷绕半径为约10mm。

在图1(a)中，驱动加工装置3的Z方向驱动台11，使晶锭1比锯丝2靠上方地移动，且使激光装置4的焦点位置位于晶锭1的内部。在该情况下，激光装置4的焦点位置(距晶锭1的表面的深度位置)与将要制造的晶片的厚度一致。

图3示出本实施方式中的第一加工阶段。从激光装置4照射的激光的波长是由晶锭1的带隙所决定的吸收波长以下的波长。此处，在激光装置4中使用波长为355nm的UV-YAG脉冲激光。在焦点位置5处，通过激光烧蚀在晶锭1内形成凹坑6。

在本实施方式中，通过利用凹坑6引导在晶锭1内行进的锯丝2的轨迹，从而降低加工时的锯丝2的弯行挠曲。图4(a)是表示未形成凹坑6而加工出的晶片20的图，图4(b)是在X、Y、Z方向上示出该晶片20的翘曲量21的分布的图。如图4(b)所示，在晶片20上产生曲面状的翘曲。为了修正该翘曲量21而形成图3的凹坑6。具体而言，通过以切断厚度为中心使凹坑6在晶锭1内部的Z轴方向位置根据晶锭1的X、Y轴位置来前后移动，从而调整焦点位置5而形成多个凹坑6。即，多个凹坑6以分布在曲面上的方式形成。更详细而言，多个凹坑6呈曲面状分布，以减少预先求出的锯丝2的加工中的挠曲。

具体而言，驱动X方向驱动台12，沿着锯丝2的行进方向以5mm间隔加工凹坑6。然后，将Z方向驱动台11向使晶锭1接近锯丝2的方向驱动2.0mm，与之前同样地沿着锯丝2的行进方向形成凹坑6，通过重复这些动作而在晶锭1的整面上实施凹坑6的加工。此时，为了可靠地进行锯丝2的进入/退出时的引导(矫正)，使凹坑6的配置间隔在晶锭1的外周部分处比在晶锭1的中心部处窄。更详细而言，多个凹坑6在晶锭1的外周部处的配置间隔比在晶锭1的中心部处的配置间隔形成得窄。具体而言，以中心部处的一半的配置间隔(2.5mm)在晶锭1的外周部分处形成凹坑6。需要说明的是，本实施方式中的凹坑6的尺寸以Y方向(照射激光的方向)长度为150μm、Z方向(与照射激光的方向正交的方向)长度(直径)为100μm的加工条件进行加工。

图1(b)示出本实施方式中的第二加工阶段、即锯丝2进行的晶锭1的切断加工的状态。驱动加工装置3的Y方向驱动台13，使晶锭1与锯丝2的相对位置移动至在第一加工阶段中加工出的凹坑6的位置。然后，使晶锭1压抵于行进后的锯丝2。此时，当开始向锯丝2施加加工阻力时，在第一加工阶段中形成的凹坑6的部分处，加工阻力减少。其结果是，锯丝2的加工方向按照凹坑6的配置而被修正。即，锯丝2的行进位置通过凹坑6而被矫正。在该情况下，凹坑6以补正锯丝2中产生的挠曲的方式分布，因而与不形成凹坑6的情况相比，能够减少切出的晶片的翘曲量。需要说明的是，在将晶锭1沿Z轴方向完全地切断后，将Y方向驱动台13驱动至下一个切断位置，从第一加工工序起反复实施直至切断晶锭1整体(结束多个晶片的切出)为止。

根据本实施方式，能够得到切断后的晶片的翘曲量显著改善的结果。

另外，根据本实施方式，能够得到缩短切断晶锭1所需的加工时间这样的效果。利用图5对其原因进行说明。图5(a)是对本实施方式中的正在加工晶锭1的锯丝2的状态从表面方向观察到的剖视图，图5(b)是其侧视剖视图。通常，由于晶锭1的加工阻力，固接于锯丝2的金刚石磨粒9被剥离脱落而使加工能力降低，加工时间延长。然而，在本实施方式中，第一加工阶段中加工出的凹坑6保持剥离脱落的金刚石磨粒9。其结果是，保持于凹坑6内部的金刚石磨粒9移动而发挥游离磨粒的效果，使得加工时间得以缩短。

在使凹坑6的与照射激光的方向正交的方向上的凹坑长度为磨粒的直径的5倍以下时，几乎未见到上述加工时间的缩短效果。另外，在使凹坑6的与照射激光的方向正交的方向上的凹坑长度为磨粒的直径的20倍以上的情况下，同样未见到效果。即，发明人等发现，通过使凹坑6的与照射激光的方向正交的方向上的凹坑长度大于磨粒直径的5倍且小于磨粒直径的20倍，从而能够得到上述效果。

需要说明的是，在本实施方式中，使凹坑6的照射激光的方向上的凹坑长度为150μm。在使凹坑6的照射激光的方向上的凹坑长度相对于锯丝2的线径小于80％的情况下，产生了不能充分地进行翘曲的修正这样的问题。另外，在使凹坑6的照射激光的方向上的凹坑长度相对于锯丝2的线径大于120％的情况下，由于在加工后未能除去的凹坑6比翘曲量还大，因而，产生了消除本发明的效果即翘曲减少的效果的问题。即，发明人发现，通过使凹坑6的照射激光的方向上的凹坑长度为锯丝2的线径的80％以上且120％以下，从而能够得到上述效果。需要说明的是，含有磨粒的锯丝2的直径为130μm。

需要说明的是，在本实施方式中，使加工凹坑6的最小间隔为2.5mm。这是由于，锯丝2的卷绕半径为10mm，在小于卷绕半径的1/5倍的窄间隔下，产生了图2的保持金刚石磨粒9的镀敷层8剥离的问题。另外，在以超过卷绕半径的1/2倍的间隔加工凹坑6的情况下，产生了不能充分地进行翘曲的修正这样的问题，因而优选凹坑6的间隔为卷绕半径的1/5以上且1/2倍以下。

尤其是本实施方式在对具有不能使用多根锯丝的厚度的晶锭(薄晶锭)进行切断加工时会发挥强大的效果。

工业实用性

本发明能够适用于例如切断晶锭而得到半导体晶片的制造方法。

Claims (8)

1.一种晶片制造方法，其特征在于，

在晶锭内通过激光形成多个凹坑，

沿着所述多个凹坑利用锯丝切断所述晶锭而进行晶片化。

2.根据权利要求1所述的晶片制造方法，其中，

所述多个凹坑以呈曲面状分布的方式形成。

3.根据权利要求1所述的晶片制造方法，其中，

通过交替地重复所述激光进行的所述多个凹坑的形成和所述锯丝进行的晶片化，而从所述晶锭切出多个晶片。

4.根据权利要求1所述的晶片制造方法，其中，

所述多个凹坑呈曲面状分布，以减少预先求出的所述锯丝的加工中的挠曲。

5.根据权利要求1所述的晶片制造方法，其中，

所述多个凹坑通过激光烧蚀形成。

6.根据权利要求1所述的晶片制造方法，其中，

在执行所述锯丝进行的晶片化时，磨粒在所述多个凹坑内移动而发挥游离磨粒的效果。

7.根据权利要求1所述的晶片制造方法，其中

所述多个凹坑在所述晶锭的外周部处的配置间隔比在所述晶锭的中心部处的配置间隔形成得窄。

8.一种晶片制造装置，其实施权利要求1至7中任一项所述的晶片制造方法。