CN107309555A - 晶片的加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的课题在于，提供晶片的加工方法，当在晶片内部进行形成改质层的激光加工时，能够防止在意图之外的部位产生碎裂现象。本发明的晶片的加工方法包含如下工序：搬送工序，通过搬送单元将晶片搬送到第2卡盘工作台上，将晶片的保护带侧保持在保持面上并使该搬送单元的吸引垫从晶片的背面离开；以及改质层形成工序，从晶片的背面照射激光而沿着分割预定线形成改质层。该搬送工序包含：载置工序，将晶片载置在该第2卡盘工作台的保持面上；夹持工序，将该吸引垫的吸引力阻断，利用该吸引垫和该保持面对晶片进行夹持；以及保持工序，使吸引力作用于该保持面而将晶片的保护带侧吸引保持在该保持面上并使该吸引垫从晶片的背面离开。

Description

晶片的加工方法
技术领域
本发明涉及晶片的加工方法，将激光光线的聚光点定位在晶片的内部而形成改质层并分割成各个器件芯片。
背景技术
通过切割装置、激光加工装置等将由分割预定线划分并在正面上形成有IC、LSI等多个器件的晶片分割成各个器件芯片，将分割得到的器件芯片应用于移动电话或个人计算机等电子设备中。
并且，提出了如下技术：当在晶片的正面上粘贴了保护带并对晶片的背面进行磨削而使其薄化之后，从晶片的背面将对于晶片具有透过性的波长的激光的聚光点定位在与分割预定线对应的内部而进行照射，沿着分割预定线形成作为分割起点的改质层(例如，参照专利文献1。)。
根据在上述专利文献1中公开的技术，与以往的通过切割装置等沿着分割预定线形成分割起点的情况相比，能够使分割预定线的宽度变窄，能够将由1张晶片制造出的器件芯片的数量设定得更多。
专利文献1：日本特许第3408805号公报
根据图9对上述以往的技术更具体地进行说明。如图示那样，准备由分割预定线130划分而在正面上形成有多个器件120的晶片100，在该晶片100的正面侧粘贴保护带110。然后，将该晶片100的保护带侧载置在激光加工装置6的卡盘工作台60上，从晶片100的背面侧借助聚光器72将对于晶片100具有透过性的波长的激光定位在与分割预定线130对应的内部而进行照射，沿着分割预定线130连续地形成作为分割起点的改质层140。
这里，本发明者发现存在如下问题：当在晶片内部进行形成改质层的激光加工时，有时在与形成有改质层的分割预定线不同的部位会产生晶片碎裂的现象(在图9中，以实线C表示。)，形成于晶片的正面的器件因该碎裂现象而局部破损，使该器件的生产效率显著降低。
根据上述问题点，本发明者对产生上述碎裂现象的原因进行了深入研究，其结果是，发现了以下内容。
搬送单元通过吸引垫对保持在磨削装置的卡盘工作台上的晶片进行吸引，将完成了对背面侧进行磨削的磨削工序的晶片从卡盘工作台搬出而搬送到下一个工序的形成改质层的位置。在对该晶片进行吸引时，该吸引垫的吸引力会使晶片内部产生不均匀的内部应力，当未充分释放该内部应力便直接将该晶片载置并吸引保持在接下来的工序的改质层形成工序中使用的卡盘工作台上时，因该吸引垫而产生的内部应力会局部地残留在晶片内部。并且，在接下来的在该晶片内部形成改质层的工序中，以对晶片照射激光为契机，所述的残留内部应力会使碎裂现象在意图之外的位置产生。
发明内容
本发明是鉴于上述事实而完成的，其主要的技术课题在于，提供晶片的加工方法，当进行在晶片内部形成改质层的激光加工时，能够防止在意图之外的部位产生碎裂现象。
为了解决上述主要的技术课题，根据本发明，提供晶片的加工方法，将由交叉形成的多条分割预定线划分而在正面上形成有多个器件的晶片分割成各个器件芯片，其中，该晶片的加工方法具有如下的工序：保护带粘贴工序，将保护带粘贴在晶片的正面上；保持工序，将晶片的保护带侧保持在具有对晶片进行吸引保持的保持面的第1卡盘工作台上；磨削工序，对吸引保持在该第1卡盘工作台上的晶片的背面进行磨削而进行薄化；搬出工序，在实施了该磨削工序之后，通过具有对晶片进行吸引保持的吸引垫的搬送单元对保持在该第1卡盘工作台上的晶片的背面进行吸引保持并将晶片从该第1卡盘工作台搬出；搬送工序，通过该搬送单元将晶片搬送到具有对晶片进行吸引保持的保持面的第2卡盘工作台上，将晶片的保护带侧保持在该保持面上并使该搬送单元的吸引垫从晶片的背面离开；以及改质层形成工序，从晶片的背面将对于晶片具有透过性的波长的激光光线的聚光点定位在与分割预定线对应的晶片内部而进行照射，从而沿着分割预定线形成改质层，该搬送工序包含如下的工序：载置工序，将该搬送单元的吸引垫所保持的晶片载置在该第2卡盘工作台的保持面上；夹持工序，将该吸引垫的吸引力阻断，利用该吸引垫和该保持面对晶片进行夹持；以及保持工序，在执行了该夹持工序之后，使吸引力作用于该保持面而将晶片的保护带侧吸引保持在该保持面上并使该吸引垫从晶片的背面离开。
根据本发明，在将晶片从吸引垫转移到第2卡盘工作台上时，将吸引垫的吸引力阻断而使晶片的内部应力释放，确保不在晶片中残留因该吸引垫而生成的内部应力而将晶片转移到第2卡盘工作台上进行吸引保持，虽然从晶片的背面照射激光但解决了器件局部破损的问题。
附图说明
图1是示出在本发明的晶片的加工方法中在作为被加工物的硅晶片上粘贴保护带的保护带粘贴工序的立体图。
图2的(a)和(b)是示出使图1的硅晶片保持在磨削装置的第1卡盘工作台上的保持工序的立体图。
图3是示出对图1的硅晶片进行磨削的磨削工序的立体图。
图4是示出将硅晶片从磨削装置的第1卡盘工作台搬出的搬出工序的立体图。
图5(a)、(b)和(c)是用于对图4所示的搬出工序更具体地进行说明的立体图。
图6是示出将从第1卡盘工作台搬出的硅晶片搬送到改质层形成工序中所使用的第2卡盘工作台上的搬送工序的立体图。
图7的(a)、(b)、(c)和(d)是用于对图6所示的搬送工序更具体地进行说明的立体图。
图8的(a)和(b)是示出通过激光加工装置在硅晶片中形成改质层的改质层形成工序的立体图。
图9是示出本发明的以往技术的立体图。
标号说明
4：磨削装置；6：激光加工装置；10：硅晶片；10a：正面；10b：背面；10c：改质层；12：器件；14：分割预定线；20：保护带；30：第1卡盘工作台；50：搬送单元；52：搬送臂；54：吸引垫；60：第2卡盘工作台；70：激光照射单元；72：聚光器。
具体实施方式
以下，一边参照附图一边对实施本发明的晶片的加工方法的具体的实施方式进行详细地说明。
如图1所示，对本实施方式中成为被加工物的例如硅晶片10的正面10a侧粘贴对该正面进行保护的保护带20(保护带粘贴工序)。另外，在硅晶片10的正面10a上格子状地形成有多条分割预定线14，硅晶片10的正面被分割预定线14划分成多个区域。在该多个区域的各自内形成有IC等器件12。磨削前的硅晶片10具有例如为755μm的厚度，能够使用在厚度为100μm的由聚氯乙烯(PVC)构成的片状基材的表面上涂布厚度为5μm左右的丙烯树脂类的糊而形成的保护带20。
在实施了上述的保护带粘贴工序之后，如图2的(a)所示，使粘贴有保护带20的正面10a侧朝向下方、使被加工面的背面10b侧朝向上方而将硅晶片10载置在磨削装置4(省略了整体结构。)所具有的第1卡盘工作台30的保持面32上(参照图2的(b))。第1卡盘工作台30构成为能够通过未图示的旋转驱动机构而旋转，保持面32由多孔性材料构成并与未图示的吸引单元连接，在后述的磨削工序时将硅晶片10牢固地吸引保持在第1卡盘工作台30上以便不产生位置偏移等。
如图3所示，磨削装置4具有磨削单元40，该磨削单元40用于对载置在第1卡盘工作台30上的硅晶片10进行磨削而使其薄化。磨削单元40具有：旋转主轴42，其通过未图示的旋转驱动机构而旋转；安装座44，其安装在该旋转主轴42的下端；以及磨削磨轮46，其安装在该安装座44的下表面上，在磨削磨轮46的下表面呈环状地配设有磨削磨具48。
在将硅晶片10吸引保持在第1卡盘工作台30上之后，一边使第1卡盘工作台30按照图3中箭头30a所示的方向以例如300rpm进行旋转，一边使磨削单元40的磨削主轴42按照图3中箭头42a所示的方向以例如3400rpm进行旋转。然后，使磨削磨具48与硅晶片10的背面10b接触，使磨削磨轮48以例如1μm/秒的磨削进给速度朝向下方、即在与第1卡盘工作台30的保持面32垂直的方向上以规定的量进行磨削进给。此时，能够一边通过未图示的接触式的测量仪对硅晶片的厚度进行测量一边推进磨削，对硅晶片10的背面10b进行磨削而使硅晶片10的厚度成为规定的厚度例如60μm，完成磨削工序。
在完成了该磨削工序之后，如图4所示，实施搬出工序，使硅晶片10从第1卡盘工作台30离开而搬出。使用图5对该搬出工序进行更具体地说明。用于实施该搬出工序的搬送单元50(省略了整体结构。)具有搬送臂52和朝向搬送臂52的前端下方配设的吸引垫54。该搬送臂52构成为能够通过未图示的移动机构在水平方向和上下方向上自由移动。该吸引垫54形成为与第1卡盘工作台30大致相同形状的圆盘形状，配设在吸引垫54的下表面上的吸引部56由能够通气的多孔性材料构成，并且经由搬送臂52而与未图示的吸引单元连接。
当该搬出工序开始时，如图5的(a)所示，通过该移动机构使搬送臂52移动，将配设在前端部的吸引垫54定位在第1卡盘工作台30上所吸引保持的硅晶片10的正上方。在将吸引垫54定位在硅晶片10的正上方之后，使该移动机构进行动作而使搬送臂52下降。然后，一边利用未图示的接近传感器对吸引垫54的吸引部56与硅晶片10的距离进行测量，一边使吸引部56与第1卡盘工作台30上的硅晶片10的背面10b抵接而成为硅晶片10被第1卡盘工作台30和吸引垫54夹持的状态(参照图5的(b)。)。
通过在硅晶片10被第1卡盘工作台30和吸引垫54夹持的状态下使搬送单元50的未图示的吸引单元进行动作，成为硅晶片10被第1卡盘工作台30侧的保持面32和该吸引部56两者吸引的状态。之后，在将作用于第1卡盘工作台30的吸引力阻断而成为仅从吸引垫54进行吸引的状态之后，使搬送臂52上升而使硅晶片10从第1卡盘工作台30离开，从而完成该搬出工序(参照图5的(c)。)。
在完成了该搬出工序之后，如图6所示，实施搬送工序，将硅晶片10搬送到用于形成改质层的激光加工装置6(省略了整体图)所具有的第2卡盘工作台60上。在该搬送工序中，将该硅晶片10的保护带20侧保持在该保持面62上而使该搬送单元50的吸引垫54从硅晶片10的背面10b离开。另外，与第1卡盘工作台30同样，在第2卡盘工作台60的上表面上形成有对硅晶片10进行吸引保持的保持面62，该保持面62由能够通气的多孔质材料构成并与未图示的吸引单元连接。并且，本实施方式的该激光加工装置6与磨削装置4相邻地配置，构成为通过搬送单元50将硅晶片10从该磨削装置4搬送到激光加工装置6上。一边参照图7一边对该搬送工序进行更具体地说明。
如图7的(a)所示，使未图示的移动机构作用而使吸引垫54与搬送臂52一起移动，将吸引垫54定位在形成改质层的激光加工装置6的第2卡盘工作台60的正上方。在将吸引垫54定位在第2卡盘工作台62的正上方之后，进一步使该移动机构进行动作而使搬送臂52下降。在下降时，一边利用未图示的接近传感器对吸引垫54所吸引保持的硅晶片10与第2卡盘工作台61的保持面62的距离进行测量，一边使硅晶片10的保护带20侧与第2卡盘工作台60的保持面62抵接，成为将硅晶片10载置在第2卡盘工作台60上的状态(载置工序)。
在通过执行该载置步骤而成为吸引垫54所保持的硅晶片10与第2卡盘工作台60抵接的状态之后(参照图7的(b))，不对第2卡盘工作台60的保持面62作用来自吸引单元的负压，将作用于吸引垫54的吸引力阻断。另外，该阻断并不仅限于将与吸引垫54连接的吸引路径物理性地阻断而使吸引力不作用的情况，还包含使未图示的吸引单元所具有的吸引泵停止的情况等、所有的成为不从吸引垫54对硅晶片10作用吸引力的状态的方式。由此，成为硅晶片10不被该吸引垫54和第2卡盘工作台60中的任意一个吸引而被吸引垫54和第2卡盘工作台60物理性地夹持的状态(夹持工序)。
在执行了上述夹持工序之后，使未图示的吸引单元的吸引力作用于第2卡盘工作台60的保持面62而对硅晶片10的保护带20侧进行吸引。在硅晶片10被吸引在第2卡盘工作台60上之后，使搬送臂52上升而使吸引垫54从硅晶片10的背面10b离开，成为硅晶片10仅被第2卡盘工作台60吸引保持的状态(保持工序)。通过执行上述的载置步骤、夹持步骤和保持步骤来完成该搬送工序。
在完成该搬送工序之后，如图8所示，实施改质层形成工序，从激光加工装置6所具有的激光光线照射单元70照射激光光线而在硅晶片10的内部形成沿着分割预定线14的作为分割起点的改质层10c。更具体来说，使激光加工装置6的激光光线照射单元70启动，从硅晶片10的背面10b侧通过配设在激光光线照射单元70上的激光振荡器(省略了图示)振荡出对于硅晶片10具有透过性的波长的激光光线，借助聚光器72将聚光点定位在硅晶片10的内部，沿着分割预定线14照射激光光线，并使第2卡盘工作台60在图8的箭头X所示的方向上以规定的加工进给速度移动。然后，对激光光线照射单元70、使未图示的第2卡盘工作台60移动的X方向移动单元、Y方向移动单元以及使第2卡盘工作台60旋转的旋转单元等进行控制而沿着硅晶片10上的全部的分割预定线14形成作为分割起点的改质层10c。在沿着全部的分割预定线14形成该改质层10c之后，能够使用公知的外力施加单元对硅晶片10施加外力而分割成各个器件12。
例如按照以下的激光加工条件来实施上述激光光线照射单元70所执行的改质层形成工序。另外，如上述那样，关于硅晶片10，从755μm的厚度经上述磨削工序对背面进行磨削而形成为60μm的厚度。
波长：1342nm
平均输出：0.18W
重复频率：80kHz
光斑直径：
加工进给速度：180mm/秒
聚光点位置：距离正面10a为32μm(距离背面10b为28μm)
通过按照上述的那样构成，本发明起到了以下所述的特别的效果。
在将硅晶片10搬送到用于载置硅晶片10的激光加工装置6的第2卡盘工作台60上的搬送工序中，在使吸引垫54所保持的硅晶片10与第2卡盘工作台60的保持面62抵接之后，在使吸引力作用于第2卡盘工作台之前将作用于吸引垫54的吸引力阻断，使硅晶片10不会被吸引垫54和第2卡盘工作台60中的任意一个吸引，而且使硅晶片10成为被吸引垫54和第2卡盘工作台60物理性地夹持的状态。由此，使因被吸引垫54吸引保持而产生在硅晶片10的内部的内部应力暂时完全释放。并且，由于硅晶片10被吸引垫54和第2卡盘工作台60物理性地夹持，所以也不会引起位置偏移等，能够通过第2卡盘工作台60来进行吸引保持。因此，在改质层形成工序中，不会产生碎裂现象，防止了形成在硅晶片10上的器件12被局部破坏，不会使生产效率恶化。
另外，在本实施方式中，在将硅晶片从磨削装置的第1卡盘工作台搬送到激光加工装置的第2卡盘工作台上时，通过搬送单元所具有的一个吸引垫来进行搬出工序和搬送工序，但本发明并不仅限于此。例如，还包含执行如下的搬送工序：在通过执行搬出工序的吸引垫将硅晶片从磨削装置的第1卡盘工作台搬出之后，将该硅晶片暂时载置在其他的例如清洗用的工作台上，在清洗后利用其他的吸引垫对该硅晶片进行吸引，将该晶片搬送到在改质层形成工序中使用的第2卡盘工作台上。此时，为了从该清洗用的工作台搬送到该第2卡盘工作台上，执行与上述的实施方式同样的搬送工序。
在本实施方式中，采用硅晶片来作为被加工物，但本发明并不仅限于此，只要是在执行了磨削工序之后沿着分割预定线在晶片内部形成有改质层的晶片，则也可以对任意材料的晶片执行以上工序，例如，也能够适用于由蓝宝石、碳化硅(SiC)、LT(钽酸锂)、LN(铌酸锂)等构成的晶片。

Claims (1)

1.一种晶片的加工方法，将由交叉形成的多条分割预定线划分而在正面上形成有多个器件的晶片分割成各个器件芯片，其中，该晶片的加工方法具有如下的工序：
保护带粘贴工序，将保护带粘贴在晶片的正面上；
保持工序，将晶片的保护带侧保持在具有对晶片进行吸引保持的保持面的第1卡盘工作台上；
磨削工序，对吸引保持在该第1卡盘工作台上的晶片的背面进行磨削而进行薄化；
搬出工序，在实施了该磨削工序之后，通过具有对晶片进行吸引保持的吸引垫的搬送单元对保持在该第1卡盘工作台上的晶片的背面进行吸引保持并将晶片从该第1卡盘工作台搬出；
搬送工序，通过该搬送单元将晶片搬送到具有对晶片进行吸引保持的保持面的第2卡盘工作台上，将晶片的保护带侧保持在该保持面上并使该搬送单元的吸引垫从晶片的背面离开；以及
改质层形成工序，从晶片的背面将对于晶片具有透过性的波长的激光光线的聚光点定位在与分割预定线对应的晶片内部而进行照射，从而沿着分割预定线形成改质层，
该搬送工序包含如下的工序：
载置工序，将该搬送单元的吸引垫所保持的晶片载置在该第2卡盘工作台的保持面上；
夹持工序，将该吸引垫的吸引力阻断，利用该吸引垫和该保持面对晶片进行夹持；以及
保持工序，在执行了该夹持工序之后，使吸引力作用于该保持面而将晶片的保护带侧吸引保持在该保持面上，并使该吸引垫从晶片的背面离开。
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