CN106169442A - 晶片的加工方法 - Google Patents

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Abstract

提供晶片的加工方法，抑制晶片在搬送时破损并容易地校正激光光线的照射位置。晶片的加工方法具有保护带粘接步骤(ST1)、切削槽形成步骤(ST4)和分割步骤(ST5)。保护带粘接步骤中，将因外部刺激而硬化的保护带粘接在晶片的功能层的正面上。切削槽形成步骤中，通过切削刀具从晶片的基板的背面侧沿着分割预定线进行切削，形成残留出不到达功能层的残存部的切削槽。在实施了切削槽形成步骤之后，在分割步骤(ST5)中，沿着切削槽照射对于基板具有吸收性的波长的激光光线，对残存部进行分割而将晶片分割成器件芯片。在切削槽形成步骤(ST4)中，在晶片的外周剩余区域内形成非加工部，该非加工部不形成切削槽。

Description

晶片的加工方法
技术领域
本发明涉及晶片的加工方法。
背景技术
关于形成有IC或LSI等器件的半导体晶片，将通过功能层形成半导体器件的制造方法实用化，该功能层是为了提高处理能力而在基板的正面上层叠的由SiOF、BSG(SiOB)等无机物类的膜和作为聚酰亚胺类、聚对二甲苯类等聚合物膜的有机物类的膜构成的低介电常数绝缘体被膜(Low-k膜)。由于该膜具有容易因切削刀具所进行的切削而从基板剥离的较脆的性质，所以实施如下的加工方法：通过激光光线对膜进行切槽(grooving)而去除，并在其间定位切削刀具而分割基板(专利文献1)。
但是，在该加工方法中，由于超过切削刀具的宽度而去除功能层，因此存在如下的课题：需要多次的激光扫描且较长地花费加工时间，根据去除功能层后所形成的槽的形状，刀具会发生不均匀磨损，并且为了防止由激光加工产生的碎屑的附着需要覆盖保护膜，并且由于在功能层的正面上形成有包含SiO2、SiN等的钝化膜，所以存在当照射激光时透过钝化膜而到达功能层的内部而损伤器件的担心。
因此，本发明的申请人提出了下述的能够解决以上课题的加工方法：通过切削刀具从晶片的背面形成具有规定的量的切削残留部的槽，并利用激光或者等离子体蚀刻越过槽去除功能层。
专利文献1：日本特开2005-64231号公报
但是，在通过切削刀具从晶片的背面形成具有规定的量的切削残留部的槽并利用激光或者等离子体蚀刻来越过槽去除功能层的加工方法中，在通过切削刀具对晶片(基板)的厚度的大部分进行了切削之后，将晶片搬入到激光加工装置对晶片进行分割，因此仍留有晶片在搬送时发生破损的担心。并且，还存在如下的课题：虽然对切削槽的槽底照射激光光线，但是即使对槽底进行拍摄也很难看到激光光线的照射痕迹，即使照射位置产生了偏移也很难发现位置偏移，很难对激光光线的照射位置进行校正。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而完成的，其技术课题在于提供晶片的加工方法，能够抑制晶片在搬送时发生破损，并能够容易地对激光光线的照射位置进行校正。
根据本发明，提供一种晶片的加工方法，该晶片在层叠于基板的正面上的功能层中形成有呈格子状形成的多条分割预定线、以及分别形成在由该分割预定线划分出的多个区域中的器件，并且该晶片具有形成有多个器件的器件区域、以及围绕该器件区域的外周剩余区域，该晶片的加工方法具有如下的步骤：保护带粘接步骤，在功能层的正面上粘接因外部刺激而硬化的保护带；切削槽形成步骤，在实施了该保护带粘接步骤之后，通过切削刀具从基板的背面侧沿着分割预定线进行切削，形成残留出不到达功能层的残存部的切削槽；以及分割步骤，在实施了该切削槽形成步骤之后，沿着该切削槽照射对于基板具有吸收性的波长的激光光线，对该残存部进行分割而将晶片分割成多个器件芯片，在该切削槽形成步骤中，在外周剩余区域残存出不形成切削槽的非加工部。
优选晶片的加工方法的该分割步骤中，对包含该非加工部在内的与分割预定线对应的区域照射激光光线而在该非加工部的正面形成激光加工槽，该分割步骤还具有：偏移量检测步骤，通过拍摄构件对形成于该非加工部的该激光加工槽进行拍摄，检测希望的激光光线照射位置与该激光加工槽的位置的偏移量作为加工位置校正信息；以及位置校正步骤，在实施了该偏移量检测步骤之后，根据该加工位置校正信息对激光光线的照射位置进行校正。
根据本发明的晶片的加工方法，起到如下的效果：由于在切削槽形成步骤中在晶片的外周剩余区域形成非加工部，所以成为在晶片的外周具有加强部的状态，因此能够抑制晶片在搬送时破损。进而，由于也对非加工部照射激光光线，从而起到如下的效果：由于能够利用作为平坦的表面的非加工部明确地确认激光光线的照射位置，所以能够容易地对激光光线的照射位置进行校正。
附图说明
图1是示出实施方式的晶片的加工方法的加工对象的晶片的立体图。
图2是加工对象的晶片的主要部分的剖视图。
图3的(a)、(b)是示出保护带粘接步骤的概要的立体图。
图4是示出将保护带粘接步骤后的晶片保持在切削装置的卡盘工作台上的状态的立体图。
图5的(a)、(b)是示出高度记录步骤的概要的侧视图。
图6的(a)、(b)是示出厚度记录步骤的概要的侧视图。
图7的(a)、(b)是示出切削槽形成步骤的概要的剖视图。
图8的(a)、(b)是图7的(a)、(b)所示的晶片的放大剖视图。
图9是示出将切削槽形成步骤后的晶片保持在激光加工装置的卡盘工作台上的状态的立体图。
图10是示出分割步骤的概要的剖视图。
图11的(a)、(b)是示出分割步骤的概要的晶片的主要部分放大剖视图。
图12是示出分割步骤的激光加工槽形成途中的晶片等的立体图。
图13是示出分割步骤的激光加工槽形成途中的晶片等的又一立体图。
图14是示出激光加工装置的拍摄构件对图9中的XIV部进行拍摄而得到的图像的一例的图。
图15是示出激光加工装置的拍摄构件对图12和图13中的XV部进行拍摄而得到的图像的一例的图。
图16是示出实施方式的晶片的加工方法的流程的一例的图。
标号说明
14：切削刀具；22：拍摄构件；B：基板；Ba：正面；Bb：背面；CR：切削槽；D：器件；DT：器件芯片；DA：偏移量(加工位置校正信息)；DR：器件区域；GR：外周剩余区域；TG：保护带；FL：功能层；L：激光光线；LR：激光加工槽；S1、S2：分割预定线；SL：基准线(希望的激光光线照射位置)；W：晶片；UC：非加工部；UP：残存部；ST1：保护带粘接步骤；ST4：切削槽形成步骤；ST5：分割步骤；ST53：偏移量检测步骤；ST54：位置校正步骤。
具体实施方式
一边参照附图一边对用于实施本发明的方式(实施方式)进行详细地说明。本发明不限于以下的实施方式中所记载的内容。并且，以下所记载的结构要素中包含本领域技术人员能够容易想到的要素或实质上相同的要素。此外，以下所记载的结构可以适当组合。并且，在不脱离本发明的主旨的范围内可以进行各种结构的省略、取代或者变更。
【实施方式】
根据图1到图16对实施方式的晶片的加工方法进行说明。图1是示出实施方式的晶片的加工方法的加工对象的晶片的立体图，图2是实施方式的晶片的加工方法的加工对象的晶片的主要部分的剖视图，图3的(a)是示出实施方式的晶片的加工方法的保护带粘接步骤的保护带粘接前的晶片等的立体图，图3的(b)是示出实施方式的晶片的加工方法的保护带粘接步骤的保护带粘接后的晶片的立体图，图4是示出实施方式的晶片的加工方法的将保护带粘接步骤后的晶片保持在切削装置的卡盘工作台上的状态的立体图，图5的(a)是示出实施方式的晶片的加工方法的高度记录步骤前的概要的侧视图，图5的(b)是示出实施方式的晶片的加工方法的高度记录步骤后的概要的侧视图，图6的(a)是示出实施方式的晶片的加工方法的厚度记录步骤前的概要的侧视图，图6的(b)是示出实施方式的晶片的加工方法的厚度记录步骤后的概要的侧视图，图7的(a)是示出实施方式的晶片的加工方法的切削槽形成步骤的切削槽形成开始时的剖视图，图7的(b)是示出实施方式的晶片的加工方法的切削槽形成步骤的切削槽形成终止时的剖视图，图8的(a)是沿着图7的(a)中的VIIIA-VIIIA线的剖视图，图8的(b)是沿着图7的(b)中的VIIIB-VIIIB线的剖视图，图9是示出实施方式的晶片的加工方法的将切削槽形成步骤后的晶片保持在激光加工装置的卡盘工作台上的状态的立体图，图10是示出实施方式的晶片的加工方法的分割步骤的概要的剖视图，图11的(a)是实施方式的晶片的加工方法的分割步骤的激光加工槽形成前的晶片的主要部分的剖视图，图11的(b)是实施方式的晶片的加工方法的分割步骤的激光加工槽形成后的晶片的主要部分的剖视图，图12是示出实施方式的晶片的加工方法的分割步骤的激光加工槽形成途中的晶片等的立体图，图13是示出实施方式的晶片的加工方法的分割步骤的激光加工槽形成途中的晶片等的又一立体图，图14是示出激光加工装置的拍摄构件对图9中的XIV部进行拍摄而得到的图像的一例的图，图15是示出激光加工装置的拍摄构件对图12和图13中的XV部进行拍摄而得到的图像的一例的图，图16是示出实施方式的晶片的加工方法的流程的一例的图。
实施方式的晶片的加工方法(以下，简称为加工方法)为对图1和图2所示的晶片W进行加工的加工方法，在从正面Ba上层叠有功能层FL的基板B的背面Bb侧形成切削槽CR(如图8等所示)之后，对切削槽CR的底面照射激光光线L(如图10所示)而将晶片W分割成各个器件芯片DT(如图13所示)。另外，如图1和图2所示，作为通过本实施方式的加工方法被分割成各个器件芯片DT的加工对象的晶片W具有：基板B，其由厚度为50μm～300μm的以硅、蓝宝石、镓等为母材的圆板状的半导体晶片或光器件晶片构成；以及功能层FL，其在基板B的正面Ba上层叠有绝缘膜和形成电路的功能膜。晶片W中形成有：在层叠于基板B的正面Ba的功能层FL上呈格子状形成的多条分割预定线S1、S2；以及构成IC、LSI等器件芯片DT的器件D，其位于由分割预定线S1、S2划分的多个区域内。即，器件芯片DT构成为包含器件D。
另外，作为分割预定线S1、S2，设置有互相平行的多条分割预定线S1和与这些多条分割预定线S1垂直的、互相平行的多条分割预定线S2。并且，晶片W具有：形成有器件D的器件区域DR；以及围绕着器件区域DR并且没有形成器件D的外周剩余区域GR。
在本实施方式中，形成功能层FL的绝缘膜由SiO2膜或者低介电常数绝缘体被膜(Low-k膜)构成，厚度设定为10μm，其中，该低介电常数绝缘体被膜由SiOF、BSG(SiOB)等无机物类的膜或作为聚酰亚胺类、聚对二甲苯类等聚合物膜的有机物类的膜构成。在这样构成的功能层FL的正面上形成有包含SiO2、SiN等的钝化膜。如图2所示，分割预定线S1、S2上的功能层FL的正面形成为比器件D上的功能层FL的正面稍低。
实施方式的加工方法为沿着分割预定线S1、S2对晶片W吉祥鸟分割的加工方法，如图16所示，具有保护带粘接步骤ST1、高度记录步骤ST2、厚度记录步骤ST3、切削槽形成步骤ST4以及分割步骤ST5。
关于实施方式的加工方法，首先，在保护带粘接步骤ST1中，在如图3的(a)所示使具有因外部刺激而硬化的粘合层的保护带TG与构成晶片W的功能层FL的正面对置之后，如图3的(b)所示，为了保护器件D而将保护带TG粘接在功能层FL的正面上。另外，保护带TG构成为：包含有由聚乙烯膜等树脂片等构成的母材和设置在母材的正面上的粘合层。作为粘合层能够使用因照射作为外部刺激的紫外线或者作为外部刺激进行加热而硬化的材质。进而，进入高度记录步骤ST2。
在高度记录步骤ST2中，如图4所示，将实施了保护带粘接步骤ST1的晶片W的保护带TG侧载置到切削装置10的卡盘工作台11的保持面上。并且，通过未图示的经由真空吸引路径与卡盘工作台11连接的真空吸引源对保持面进行吸引，从而将晶片W隔着保护带TG吸引保持在卡盘工作台11的保持面上。
并且，如图5的(a)所示，将晶片W的规定的分割预定线S1、S2的一端定位在切削装置10的高度位置测定器12的正下方。接着，使高度位置测定器12进行动作并且使切削装置10的未图示的加工进给构件等进行动作而使卡盘工作台11沿着分割预定线S1、S2移动。并且，如图5的(b)所示，当分割预定线S1、S2的另一端到达高度位置测定器12的正下方后，使加工进给构件停止并且使高度位置测定器12停止。并且，通过高度位置测定器12对吸引保持在卡盘工作台11上的晶片W的与规定的分割预定线S1、S2对应的基板B的背面Bb的高度位置进行检测。另外，能够使用对基板B的背面Bb照射激光光线而对背面Bb的高度位置进行测定的激光位移仪、背压传感器、测微仪等来作为高度位置测定器12。并且，进入厚度记录步骤ST3。
在厚度记录步骤ST3中，如图6的(a)所示，将晶片W的规定的分割预定线S1、S2的一端定位在切削装置10的厚度测定器13的正下方。接着，使厚度测定器13进行动作并且使切削装置10的未图示的加工进给构件等进行动作而使卡盘工作台11沿着分割预定线S1、S2移动。并且，如图6的(b)所示，当分割预定线S1、S2的另一端到达厚度测定器13的正下方后，使加工进给构件停止并且使厚度测定器13停止。并且，通过厚度测定器13对吸引保持在卡盘工作台11上的晶片W的与规定的分割预定线S1、S2对应的区域的厚度进行检测。该厚度能够从晶片W整体的厚度、基板B的厚度、功能层FL的厚度中进行各种选择。另外，能够使用对基板B的背面Bb放射超声波而对厚度进行测定的超声波厚度仪、激光干涉仪等来作为厚度测定器13。并且，进入切削槽形成步骤ST4。
在切削槽形成步骤ST4中，该步骤为：通过切削装置10的切削刀具14从吸引保持在卡盘工作台11上的晶片W的基板B的背面Bb侧沿着分割预定线S1、S2进行切削，形成残留有不到达功能层FL的残存部UP(如图8的(a)和图8的(b)所示)的切削槽CR。并且，在切削槽形成步骤ST4中，具有如下的步骤：在晶片W的外周剩余区域GR内形成非加工部UC(如图7的(b)等所示)，不在该非加工部UC形成切削槽CR。在切削槽形成步骤ST4中，根据切削装置10的未图示的拍摄构件所获取的图像，执行图像匹配等图像处理并完成对准，其中，该图像匹配等图像处理用于进行切削刀具14(如图4所示)与对应于基板B的背面Bb的分割预定线S1、S2的区域的对位。
之后，将切削刀具14从基板B的背面Bb侧定位到与分割预定线S1、S2对应的区域，残留出切削刀具14不到达功能层FL的基板B的一部分而依次形成切削槽CR(如图7和图8等所示)。当在与分割预定线S1、S2对应的区域内形成切削槽CR时，如图7的(a)中双点划线所示的那样，使切削刀具14对置于比与分割预定线S1、S2对应的区域的一端稍微靠中央处的器件区域DR的端部。之后，为了产生距功能层FL的正面例如厚度为10μm左右的残存部UP，根据在高度记录步骤ST2中测定的背面Bb的高度位置和在厚度记录步骤ST3中测定的厚度，算出与分割预定线S1、S2对应的表面的高度位置，如图7的(a)所示，使切削刀具14以不到达功能层FL的方式切入晶片W。
并且，使卡盘工作台11移动，从而使切削刀具14朝向分割预定线S1、S2的另一端移动。之后，如图7的(b)所示，当切削刀具14位于比与分割预定线S1、S2对应的区域的另一端稍微靠中央处的器件区域DR的端部之后，使切削刀具14如图7的(b)中双点划线所示的那样上升。这样，在切削槽形成步骤ST4中，在晶片W的外周剩余区域GR内残留非加工部UC(如图9所示)，沿着分割预定线S1、S2形成切削槽CR。即，在切削槽形成步骤ST4中，在晶片W的外周剩余区域GR内在晶片W的整周范围内形成不实施切削刀具14所进行的切削加工的非加工部UC。当在与所有的分割预定线S1、S2对应的区域内形成切削槽CR时，进入分割步骤ST5。
分割步骤ST5是在实施了切削槽形成步骤ST4之后对残存部UP进行分割而将晶片W分割成器件芯片DT的步骤。在分割步骤ST5中，首先，将晶片W隔着保护带TG载置在对实施了切削槽形成步骤ST4的晶片W照射激光光线L的激光加工装置20的卡盘工作台21(如图9所示)的多孔状的保持面上。如图9所示，通过未图示的经由真空吸引路径与卡盘工作台21连接的真空吸引源对保持面进行吸引，从而将晶片W隔着保护带TG吸引保持在卡盘工作台21的保持面上。
并且，根据激光加工装置20的拍摄构件22所获取的图像(在图14中示出了一例)来完成对准。之后，一边通过移动构件使卡盘工作台21和激光加工装置20的激光光线照射构件23沿着保持在卡盘工作台21上的晶片W的分割预定线S1、S2相对地移动，一边如图10和图11的(a)所示，沿着切削槽CR对晶片W的基板B照射具有吸收性的波长(例如，355nm)的激光光线L。在本实施方式中，遍及各分割预定线S1、S2的全长而照射将焦点对准了残存部UP的表面的激光光线L，遍及各分割预定线S1、S2的全长而实施烧蚀加工，如图11的(b)所示，形成激光加工槽LR(步骤ST51)。这样，在分割步骤ST5中，对包含非加工部UC在内的与各分割预定线S1、S2的全长对应的区域照射激光光线L，如图12所示，在非加工部UC的正面形成激光加工槽LR。
具体地说，在分割步骤ST5中，首先，一边使卡盘工作台21和激光加工装置20的激光光线照射构件23沿着分割预定线S1相对地移动，一边对多条分割预定线S1一个个依次地照射激光光线L而形成激光加工槽LR(步骤ST51)。并且，激光加工装置20的未图示的控制构件对是否对多条分割预定线S1中的规定的分割预定线S1照射激光光线L(步骤ST52)进行判定。当激光加工装置20的控制构件判定为对规定的分割预定线S1照射激光光线L(步骤ST52：是)时，通过拍摄构件22对形成在非加工部UC的激光加工槽LR进行拍摄，并得到在图15中示出了一例的图像。并且，实施偏移量检测步骤(步骤ST53)，在图15中示出了一例的图像中，例如，控制构件检测切削槽CR的宽度方向的中央等的预先确定的基准线SL(在图15中以双点划线表示，相当于希望的激光光线照射位置)与激光加工槽LR的位置的偏移量DA作为加工位置校正信息。另外，能够使用多条分割预定线S1中的从加工开始起的第几条来作为规定的分割预定线S1。
并且，当对此后的分割预定线S1照射激光光线L时，控制构件实施位置校正步骤(步骤ST54)，根据偏移量DA即加工位置校正信息来对激光光线L的照射位置进行校正。具体来说，控制构件根据偏移量DA对激光光线照射构件23与晶片W的相对的位置进行校正以使激光加工槽LR形成在基准线SL上。控制构件在判定为没有对规定的分割预定线S1照射激光光线L(步骤ST52：否)或者实施了位置校正步骤ST54之后，对是否对所有的分割预定线S1、S2形成了激光加工槽LR进行判定(步骤ST55)，如果判定为没有对所有的分割预定线S1、S2形成激光加工槽LR(步骤ST55：否)，则返回步骤ST51。
并且，当对所有的分割预定线S1形成激光加工槽LR时，控制构件在使卡盘工作台21旋转90度之后，一边使卡盘工作台21和激光加工装置20的激光光线照射构件23沿着分割预定线S2相对地移动，一边对多条分割预定线S2一个个依次地照射激光光线L而形成激光加工槽LR(步骤ST51)。并且，控制构件对是否对规定的分割预定线S2照射激光光线L进行判定(步骤ST52)。当控制构件判定为对规定的分割预定线S2照射激光光线L(步骤ST52：是)时，实施偏移量检测步骤(步骤ST53)，通过拍摄构件22对形成在非加工部UC的激光加工槽LR进行拍摄，并根据图15中示出了一例的图像来检测偏移量DA。另外，能够使用多条分割预定线S2中的从加工开始起的第几条来作为规定的分割预定线S2。
并且，控制构件实施位置校正步骤(步骤ST54)，根据加工位置校正信息来对激光光线L的照射位置进行校正。在控制构件判定为没有对规定的分割预定线S2照射激光光线L(步骤ST52：否)或者实施了位置校正步骤ST54之后，对是否对所有的分割预定线S1、S2形成了激光加工槽LR进行判定(步骤ST55)，当判定为没有对所有的分割预定线S1、S2形成激光加工槽LR(步骤ST55：否)时，返回步骤ST51，当判定为对所有的分割预定线S1、S2形成了激光加工槽LR(步骤ST55：是)时，解除卡盘工作台21的吸引保持等，终止加工方法。
根据实施方式的加工方法，起到如下的效果：由于在切削槽形成步骤ST4中在晶片W的外周剩余区域GR形成非加工部UC，所以成为在晶片W的外周具有加强部的状态，所以虽然形成有切削槽CR，也不易在从切削装置10向激光加工装置20等进行搬送时产生晶片W的破裂。进而，根据加工方法，当在分割步骤ST5中形成激光加工槽LR(步骤ST51)时，也对非加工部UC照射激光光线L，由此能够利用作为平坦的表面的非加工部UC明确地确认激光光线L的照射位置。为此，根据加工方法，能够起到如下的效果：能够发现激光光线L的照射位置的偏移量DA，并能够将所发现的偏移量DA作为校正值来利用，从而对希望的位置照射激光光线L。因此，根据加工方法，起到如下的效果：能够抑制晶片W在搬送时发生破损，并能够容易地对激光光线L的照射位置进行校正。
另外，本发明并不限定于上述实施方式。即，能够在不脱离本发明的主旨的范围内实施各种变形。例如，在所述的实施方式中，在位置校正步骤ST54中，激光加工装置20的控制构件根据偏移量DA对激光光线L的照射位置进行校正，但是在本发明中，也可以是，激光加工装置20的操作员目视由拍摄构件22拍摄得到的图像并读取偏移量DA，由操作员对激光光线L的照射位置进行校正。

Claims (2)

1.一种晶片的加工方法，该晶片在层叠于基板的正面上的功能层中形成有呈格子状形成的多条分割预定线、以及分别形成在由该分割预定线划分出的多个区域中的器件，并且该晶片具有形成有多个器件的器件区域、以及围绕该器件区域的外周剩余区域，该晶片的加工方法具有如下的步骤：
保护带粘接步骤，在功能层的正面上粘接因外部刺激而硬化的保护带；
切削槽形成步骤，在实施了该保护带粘接步骤之后，通过切削刀具从基板的背面侧沿着分割预定线进行切削，形成残留出不到达功能层的残存部的切削槽；以及
分割步骤，在实施了该切削槽形成步骤之后，沿着该切削槽照射对于基板具有吸收性的波长的激光光线，对该残存部进行分割而将晶片分割成多个器件芯片，
在该切削槽形成步骤中，在外周剩余区域残存出不形成切削槽的非加工部。
2.根据权利要求1所述的晶片的加工方法，其中，
在该分割步骤中，对包含该非加工部在内的与分割预定线对应的区域照射激光光线而在该非加工部的正面形成激光加工槽，
该分割步骤具有：
偏移量检测步骤，通过拍摄构件对形成于该非加工部的该激光加工槽进行拍摄，检测希望的激光光线照射位置与该激光加工槽的位置的偏移量作为加工位置校正信息；以及
位置校正步骤，在实施了该偏移量检测步骤之后，根据该加工位置校正信息对激光光线的照射位置进行校正。
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