CN106409762B - 被加工物的加工方法 - Google Patents

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Abstract

提供被加工物的加工方法,防止磨粒附着于器件芯片。被加工物的加工方法具有:改质层形成工序,从被加工物的背面(11b)侧沿着分割预定线(13)照射对于被加工物(11)具有透过性的波长的激光光线(L),在比相当于器件芯片(19)的完工厚度的位置靠背面侧的位置形成改质层(17);背面磨削工序,对被加工物的背面进行磨削而将被加工物加工成器件芯片的完工厚度;分割工序,沿着形成了改质层的该分割预定线将被加工物分割成一个个的该器件芯片;以及研磨工序,一边对被加工物提供不包含磨粒的研磨液一边使用包含磨粒的研磨垫(44)而对被加工物的背面进行研磨,从而去除被加工物的背面的磨削畸变。

Description

被加工物的加工方法
技术领域
本发明涉及被加工物的加工方法,将板状的被加工物分割成多个器件芯片。
背景技术
在以移动电话或个人计算机为代表的电子设备中,具有电子电路(器件)的器件芯片成为必要的结构要素。器件芯片例如是利用多条分割预定线(间隔道)划分由硅等半导体材料形成的晶片的正面并在各区域中形成了电子电路之后沿着该分割预定线分割晶片从而制造出的。
关于分割晶片的方法之一,公知有使具有透过性的激光光线会聚在晶片的内部而形成基于多光子吸收的改质区域(改质层),并将该改质区域作为分割的起点而将晶片分割成器件芯片的隐形切割(SD:Stealth Dicing)(例如,参照专利文献1)。
在隐形切割中,由于不需要通过切削等在晶片中形成槽,因此能够缩小分割预定线的宽度而增加器件芯片的数量。另一方面,该隐形切割存在因残留的改质区域引起器件芯片的抗折强度容易降低的问题。
为了解决该问题,研究出当在距晶片的背面侧未达到器件芯片的完工厚度的深度的位置上形成改质区域之后,对该晶片的背面侧进行磨削而去除改质区域并且分割成器件芯片的SDBG(Stealth Dicing Before Grinding:研磨前的隐形切割)(例如,参照专利文献2、专利文献3)。
但是,当对晶片进行磨削时,在作为被磨削面的背面上会产生磨削畸变而导致器件芯片的抗折强度降低。因此,在对晶片进行了磨削之后,利用CMP(Chemical MechanicalPolishing:化学机械研磨)等方法对晶片进行研磨而去除磨削畸变。
专利文献1:日本特开2002-192370号公报
专利文献2:国际公开第2003/77295号
专利文献3:日本特开2006-12902号公报
然而,当利用CMP对被上述的SDBG磨削、分割后的晶片进行研磨时,包含在研磨液中的游离磨粒会侵入相邻的器件芯片的间隙而附着于侧面。当磨粒附着于器件芯片的侧面时,在之后的工序中会容易产生不良情况。
发明内容
本发明是鉴于该问题点而完成的,其目的在于,提供一种被加工物的加工方法,防止磨粒对器件芯片的附着。
根据本发明,提供一种被加工物的加工方法,将板状的被加工物沿着分割预定线分割成多个器件芯片,其特征在于,该被加工物的加工方法具有如下的工序:改质层形成工序,从该被加工物的背面侧沿着该分割预定线照射对于该被加工物具有透过性的波长的激光光线,在比相当于该器件芯片的完工厚度的位置靠背面侧的位置形成改质层;背面磨削工序,在实施了该改质层形成工序之后,对该被加工物的该背面进行磨削而将该被加工物加工成该器件芯片的完工厚度;分割工序,在实施了该改质层形成工序之后,沿着形成了该改质层的该分割预定线将该被加工物分割成一个个的该器件芯片;以及研磨工序,在实施了该背面磨削工序和该分割工序之后,一边对该被加工物提供不包含磨粒的研磨液一边使用包含磨粒的研磨垫对该被加工物的背面进行研磨,由此将该被加工物的该背面的磨削畸变去除。
在本发明中,优选该被加工物的加工方法还具有吸杂层形成工序,在实施了该研磨工序之后,在该被加工物的该背面形成吸杂层。
并且,在本发明中,优选该研磨垫的Asker-C硬度为55度~90度,该研磨垫的压缩率为2%~15%,包含在该研磨垫中的该磨粒的材质为金刚石、绿色金刚砂、白刚玉、二氧化铈或氧化锆,该研磨垫中所包含的该磨粒的粒径为0.01μm~10μm。
并且,在本发明中,优选该研磨液为碱溶液。
在本发明的被加工物的加工方法中,在研磨工序中,由于一边对被加工物提供不包含磨粒的研磨液一边使用包含磨粒的研磨垫对被加工物进行研磨,因此不会存在像使用包含磨粒的研磨液的以往的方法那样、磨粒附着于器件芯片的侧面的情况。
附图说明
图1是示意性示出被加工物等的立体图。
图2是示意性示出改质层形成工序的立体图。
图3的(A)和图3的(B)是示意性示出背面磨削工序和分割工序的局部剖视侧视图。
图4的(A)是示意性示出研磨工序的局部剖视侧视图,图4的(B)是示意性示出研磨工序后的被加工物的剖视图。
标号说明
11:被加工物;11a:正面;11b:背面;13:分割预定线(间隔道);15:器件;17:改质层;19:器件芯片;21:保护部件;21a:第1面;21b:第2面;L:激光光线;2:激光加工装置;4:卡盘工作台;6:激光加工单元;8:照相机;12:磨削装置;14:卡盘工作台;14a:保持面;16:磨削单元;18:主轴壳体;20:主轴;22:固定件;24:磨削轮;26:轮基座;28:磨削磨具;32:研磨装置;34:卡盘工作台;34a:保持面;36:研磨单元;38:主轴壳体;40:主轴;42:固定件;44:研磨垫。
具体实施方式
参照附图对本发明的实施方式进行说明。本实施方式的被加工物的加工方法包含:改质层形成工序(参照图2)、背面磨削工序(参照图3的(A)和图3的(B))、分割工序(参照图3的(A)和图3的(B))、研磨工序(参照图4的(A)和图4的(B))以及吸杂层形成工序。
在改质层形成工序中,对被加工物照射具有透过性的波长的激光光线而形成沿着分割预定线的改质层。在背面磨削工序中,对被加工物的背面进行磨削,而将被加工物加工成器件芯片的完工厚度。在分割工序中,沿着分割预定线将被加工物分割成器件芯片。
在研磨工序中,一边对被加工物提供不包含磨粒的研磨液,一边使用包含磨粒的研磨垫来对被加工物的背面进行研磨。由此,去除被加工物的背面的磨削畸变。在吸杂层形成工序中,在被加工物的背面形成吸杂层。以下,对本实施方式的被加工物的加工方法进行详细描述。
图1是示意性示出由本实施方式加工的被加工物等的立体图。如图1所示,被加工物11例如是由硅等半导体材料形成的圆盘状的晶片,其正面11a侧被分成中央的器件区域和包围器件区域的外周剩余区域。器件区域被排列成格子状的多条分割预定线(间隔道)13进一步划分成多个区域,在各区域中形成有IC、LSI等器件15。
另外,虽然在本实施方式中将由硅等半导体材料形成的晶片用作被加工物11,但被加工物11的材质、形状等不存在限制。例如,也可以将由陶瓷、树脂、金属等材料形成的基板用作被加工物11。同样,分割预定线13的配置或器件15的种类等也不存在限制。
在本实施方式的被加工物的分割方法中,首先,在该被加工物11的正面11a侧粘贴保护部件21。保护部件21例如是与被加工物11大致相同形状的粘接带、树脂基板、与被加工物11同种或异种的晶片等,在其第1面21a侧设置有由粘接剂等形成的粘接层。
由此,通过使保护部件21的第1面21a侧与被加工物11的正面11a侧接触而能够将保护部件21粘贴于被加工物11。通过这样在被加工物11上粘贴保护部件21而能够防止因在磨削时施加的载荷等造成的器件15的破损。
当在被加工物11上粘贴了保护部件21之后,实施改质层形成工序,对被加工物11照射具有透过性的波长的激光光线而形成沿着分割预定线的改质层。图2是示意性示出改质层形成工序的立体图。改质层形成工序例如由图2所示的激光加工装置2实施。
激光加工装置2具有对被加工物11进行吸引、保持的卡盘工作台4。卡盘工作台4与电动机等旋转驱动源(未图示)连结,绕与铅垂方向大致平行的旋转轴旋转。并且,在卡盘工作台4的下方设置有工作台移动机构(未图示),卡盘工作台4通过该工作台移动机构而在水平方向上移动。
卡盘工作台4的上表面成为对粘贴于被加工物11的保护部件21的第2面21b侧进行吸引、保持的保持面。吸引源(未图示)的负压通过形成于卡盘工作台4的内部的流路(未图示)等而作用于该保持面,产生用于吸引保护部件21的吸引力。
在卡盘工作台4的上方配置有激光加工单元6。在与激光加工单元6相邻的位置设置有用于拍摄被加工物11的照相机8。激光加工单元6对下方照射由激光振荡器(未图示)脉冲振荡出的激光光线L。激光振荡器构成为能够脉冲振荡出难以由被加工物11吸收的波长(具有透过性的波长)的激光光线L。
在改质层形成工序中,首先使粘贴于被加工物11的保护部件21的第2面21b与卡盘工作台4的保持面接触,而作用吸引源的负压。由此,被加工物11在背面11b侧向上方露出的状态下由卡盘工作台4吸引、保持。
接着,使保持着被加工物11的卡盘工作台4移动、旋转,而使激光加工单元6与加工对象的分割预定线15的端部对准。然后,从激光加工单元6朝向被加工物11的背面11b照射激光光线L,并且使卡盘工作台4在与加工对象的分割预定线13平行的方向上移动。即,从被加工物11的背面11b侧沿着分割预定线13照射激光光线L。
此时,激光光线L的聚光点的位置对准被加工物11的内部且比相当于器件芯片的完工厚度的位置靠背面11b侧的位置。由此,能够利用多光子吸收对激光光线L的聚光点附近进行改质,而形成沿着加工对象的分割预定线15的改质层17。即,改质层17形成在比相当于器件芯片的完工厚度的位置靠背面11b侧的位置。当沿着所有的分割预定线15形成了改质层17时,改质层形成工序结束。
在改质层形成工序之后,实施对被加工物11的背面11b进行磨削的背面磨削工序和将被加工物11分割成器件芯片的分割工序。图3的(A)和图3的(B)是示意性示出背面磨削工序和分割工序的局部剖视侧视图。背面磨削工序和分割工序例如由图3的(A)和图3的(B)所示的磨削装置12实施。
磨削装置12具有对被加工物11进行吸引、保持的卡盘工作台14。卡盘工作台14与电动机等旋转驱动源(未图示)连结,绕与铅垂方向大致平行的旋转轴旋转。并且,在卡盘工作台14的下方设置有工作台移动机构(未图示),利用该工作台移动机构使卡盘工作台14在水平方向上移动。
卡盘工作台14的上表面成为对粘贴于被加工物11的保护部件21的第2面21b侧进行吸引、保持的保持面14a。吸引源(未图示)的负压通过形成于卡盘工作台14的内部的流路(未图示)等而作用于该保持面14a,产生用于吸引保护部件21的吸引力。
在卡盘工作台14的上方配置有磨削单元16。磨削单元16具有支承于磨削单元升降机构(未图示)的主轴壳体18。在主轴壳体18中收纳有主轴20,在主轴20的下端部固定有圆盘状的固定件22。
在固定件22的下表面装配有与固定件22大致相同直径的磨削轮24。磨削轮24具有由不锈钢、铝等金属材料形成的轮基座26。在轮基座26的下表面上呈环状排列有多个磨削磨具28。
电动机等旋转驱动源(未图示)与主轴20的上端侧(基端侧)连结。磨削轮24借助从该旋转驱动源传递的旋转力而绕与铅垂方向大致平行的旋转轴旋转。
在背面磨削工序和分割工序中,首先,使粘贴于被加工物11的保护部件21的第2面21b与卡盘工作台14的保持面14a接触,而作用吸引源的负压。由此,被加工物11在背面11b侧向上方露出的状态下由卡盘工作台14吸引、保持。
接着,使卡盘工作台14移动至磨削轮24的下方。并且,如图3的(A)所示,使卡盘工作台14和磨削轮24分别旋转,提供纯水等磨削液并且使主轴壳体18下降。将主轴壳体18的下降量调整为磨削磨具28的下表面推抵在被加工物11的背面11b上的程度。
由此,能够对被加工物11的背面11b侧进行磨削。例如一边测定被加工物11的厚度一边进行该磨削。在本实施方式中,由于沿着分割预定线13形成了改质层17,因此利用磨削时施加的压力以改质层17为起点将被加工物11断裂,沿着分割预定线进行分割。
如图3的(B)所示,当被加工物11薄化到完工厚度,沿着所有的分割预定线13被分割成多个器件芯片19时,背面磨削工序和分割工序结束。
另外,在本实施方式中,由于在比相当于器件芯片19的完工厚度的位置靠背面11b侧的位置形成改质层17,因此当将被加工物11薄化到器件芯片的完工厚度时,从被加工物11完全地去除改质层17。因此,不会因残留的改质层17引起器件芯片19的抗折强度降低。
在分割工序之后,实施对被加工物11的背面11b进行研磨的研磨工序。图4的(A)是示意性示出研磨工序的局部剖视侧视图。研磨工序例如由图4的(A)所示的研磨装置32实施。研磨装置32具有对被加工物11进行吸引、保持的卡盘工作台34。
卡盘工作台34与电动机等旋转驱动源(未图示)连结,绕与铅垂方向大致平行的旋转轴旋转。并且,在卡盘工作台34的下方设置有工作台移动机构(未图示),利用该工作台移动机构使卡盘工作台34在水平方向上移动。
卡盘工作台34的上表面成为对粘贴于被加工物11的保护部件21的第2面21b侧进行吸引、保持的保持面34a。吸引源(未图示)的负压通过形成于卡盘工作台34的内部的流路(未图示)等作用于该保持面34a,产生用于吸引保护部件21的吸引力。
在卡盘工作台34的上方配置有研磨单元36。研磨单元36具有支承于研磨单元升降机构(未图示)的主轴壳体38。在主轴壳体38中收纳有主轴40,在主轴40的下端部固定有圆盘状的固定件42。
在固定件42的下表面上装配有与固定件42大致相同直径的研磨垫44。该研磨垫44例如由研磨布和固定于研磨布的磨粒构成,该研磨布由无纺布或泡沫聚氨酯等形成。研磨垫44的厚度例如为3mm以上,在研磨垫44的下表面(研磨面)整体呈格子状形成有深度为2.5mm以上的槽。
研磨垫44的硬度(Asker-C)优选为55度~90度,研磨垫44的压缩率优选为2%~15%。另外,将施加了300g/cm2的载荷的情况下的研磨垫44的厚度设为t1、将施加了2000g/cm2的载荷的情况下的研磨垫44的厚度设为t2,而利用(t1-t2)/t1×100求出压缩率。通过将研磨垫44的压缩率设为2%~15%,而能够维持较高的研磨速率并且抑制被加工物11的边缘的缺口。
并且,磨粒的材质例如是金刚石、绿色金刚砂、白刚玉、氧化铈、氧化锆等,磨粒的粒径例如为0.01μm~10μm,优选为0.1μm~2μm。但是,磨粒的材质或磨粒的粒径能够根据被加工物11的材质等而任意变更。
在主轴40的上端侧(基端侧)连结有电动机等旋转驱动源(未图示)。研磨垫44借助从该旋转驱动源传递的旋转力而绕与铅垂方向大致平行的旋转轴旋转。
在对被加工物11的背面11b进行研磨时,首先,使粘贴于被加工物11的保护部件21的第2面21b与卡盘工作台34的保持面34a接触,而作用吸引源的负压。由此,被加工物11在背面11b侧向上方露出的状态下由卡盘工作台34吸引、保持。
接着,使卡盘工作台34移动至研磨垫44的下方。并且,如图4的(A)所示,使卡盘工作台34和研磨垫44分别旋转,提供研磨液并且使主轴壳体38下降。将主轴壳体38的下降量调整为研磨垫44的下表面(研磨面)推抵在被加工物11的背面11b上的程度。由此,能够对被加工物11的背面11b进行研磨而去除磨削畸变。
作为研磨液例如使用不包含磨粒的碱溶液。这是因为当研磨液包含磨粒时,容易在相邻的器件芯片19的间隙中残留磨粒。在本实施方式中,由于使用包含磨粒的研磨垫44,因此即使研磨液不包含磨粒也能够适当地研磨被加工物11。另外,作为碱溶液可以使用氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化四甲基铵(TMAH)、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾等。
图4的(B)是示意性示出研磨工序后的被加工物11的剖视图。在本实施方式的研磨工序中,像上述那样,由于使用不包含磨粒的研磨液来研磨被加工物11,因此磨粒不会附着于相当于分割槽15的器件芯片19的侧面。
在研磨工序之后,实施在被加工物11的背面形成吸杂层的吸杂层形成工序。吸杂层形成工序例如使用在研磨工序中使用的研磨装置32而以与研磨工序相同的方法实施。但是,在该吸杂层形成工序中,使研磨垫44的下表面(研磨面)与被加工物11的背面11b以不推抵的方式接触。即,不从研磨垫44对被加工物11施加压力。
这样,利用研磨垫44稍微擦拭被加工物11的背面11b,从而形成包含细微的畸变的吸杂层。能够通过该吸杂层防止金属元素等导致的器件15的污染。另外,也可以使在背面磨削工序中形成的磨削畸变稍微残留,而成为吸杂层。在该情况下,不需要在研磨工序之后实施吸杂层形成工序。
如上所述,在本实施方式的被加工物的加工方法中,在研磨工序中,由于一边对被加工物11提供不包含磨粒的研磨液一边使用包含磨粒的研磨垫44对被加工物11进行研磨,因此不存在像使用包含磨粒的研磨液的以往的方法那样磨粒附着于器件芯片19的侧面的情况。
另外,本发明不限于上述实施方式的记载,能够进行各种变更而实施。例如,在上述实施方式中,虽然同时实施背面磨削工序和分割工序,但也可以单独地实施背面磨削工序和分割工序。
具体而言,例如能够在实施了分割工序之后实施背面磨削工序。在该情况下,分割工序例如采用使粘贴于被加工物11的扩张带扩展的方法或利用按压刃沿着分割预定线13按压被加工物11的方法等。
当然,也可以在实施了上述实施方式的背面磨削工序和分割工序之后,根据需要而追加实施使扩张带扩展的分割工序或利用按压刃按压的分割工序。
此外,上述实施方式的构造、方法等在不脱离本发明的目的的范围中可以适当变更而实施。

Claims (4)

1.一种被加工物的加工方法,将板状的被加工物沿着分割预定线分割成多个器件芯片,其特征在于,该被加工物的加工方法具有如下的工序:
改质层形成工序,从该被加工物的背面侧沿着该分割预定线照射对于该被加工物具有透过性的波长的激光光线,在比相当于该器件芯片的完工厚度的位置靠背面侧的位置形成改质层;
背面磨削工序,在实施了该改质层形成工序之后,对该被加工物的该背面进行磨削而将该被加工物加工成该器件芯片的完工厚度;
分割工序,沿着形成了该改质层的该分割预定线将该被加工物分割成一个个的该器件芯片;
研磨工序,在实施了该背面磨削工序和该分割工序之后,一边对该被加工物提供不包含磨粒的研磨液一边使用包含磨粒的研磨垫对该被加工物的背面进行研磨,由此将该被加工物的该背面的磨削畸变去除;以及
吸杂层形成工序,在实施了该研磨工序之后,在该被加工物的该背面形成吸杂层,
该吸杂层形成工序以与该研磨工序相同的方法实施,但在该吸杂层形成工序中不从该研磨垫对该被加工物施加压力。
2.一种被加工物的加工方法,将板状的被加工物沿着分割预定线分割成多个器件芯片,其特征在于,该被加工物的加工方法具有如下的工序:
改质层形成工序,从该被加工物的背面侧沿着该分割预定线照射对于该被加工物具有透过性的波长的激光光线,在比相当于该器件芯片的完工厚度的位置靠背面侧的位置形成改质层;
背面磨削工序,在实施了该改质层形成工序之后,对该被加工物的该背面进行磨削而将该被加工物加工成该器件芯片的完工厚度;
分割工序,沿着形成了该改质层的该分割预定线将该被加工物分割成一个个的该器件芯片;以及
研磨工序,在实施了该背面磨削工序和该分割工序之后,一边对该被加工物提供不包含磨粒的研磨液一边使用包含磨粒的研磨垫对该被加工物的背面进行研磨,由此将该被加工物的该背面的磨削畸变去除,
其中,使在该背面磨削工序中形成的磨削畸变稍微残留而成为吸杂层。
3.根据权利要求1或2所述的被加工物的加工方法,其特征在于,
该研磨垫的Asker-C硬度为55度~90度,
该研磨垫的压缩率为2%~15%,
该研磨垫中所包含的该磨粒的材质为金刚石、绿色金刚砂、白刚玉、二氧化铈或氧化锆,
该研磨垫中所包含的该磨粒的粒径为0.01μm~10μm。
4.根据权利要求1或2所述的被加工物的加工方法,其特征在于,
该研磨液为碱溶液。
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