CN107706150B - 晶片的加工方法 - Google Patents

Abstract

提供晶片的加工方法，能够对晶片进行分割以使得不在器件芯片的角产生亏缺。从晶片的背面(W2)侧沿着第1间隔道(L1)和第2间隔道(L2)照射对于晶片(W)具有透过性的波长的激光束而在晶片的内部形成两层以上的改质层(R)。在形成改质层之后，通过从晶片的背面进行磨削的磨削动作而以改质层为起点将晶片沿着第1间隔道和第2间隔道分割成器件芯片(DC)。在改质层的形成中，将第1间隔道中的晶片正面侧的最下层的改质层按照相邻的每个器件在该第1间隔道内在与第1间隔道垂直的方向上错开而形成。由此，相邻的器件芯片的角彼此在分割时不会在对角线上摩擦。

Description

晶片的加工方法

技术领域

本发明涉及晶片的加工方法，将晶片分割成多个器件芯片。

背景技术

例如，当利用切削刀具对具有300【μm】以上的比较厚的厚度的晶片进行切割时，存在背面崩边变大的问题。因此，提出了使用将激光加工和磨削加工组合的SDBG(StealthDicing Before Grinding：磨削前隐形切割)的方法(例如，参照专利文献1)。在SDBG中，沿着晶片的分割预定线照射对于晶片具有透过性的波长的激光束，在晶片的规定的深度的位置形成强度降低的改质层。之后，通过对晶片的背面进行磨削而使晶片薄化至完工厚度，并且利用磨削压力以改质层为分割起点将晶片分割成各个器件芯片。

专利文献1：国际公开第2003/077295号

但是，当在通过SDBG在晶片的内部形成改质层之后分割成各个芯片时，由于在沿芯片的对角线方向相邻的角部之间没有间隔，所以存在因芯片的角部彼此摩擦而容易在角部产生亏缺的问题。

发明内容

本发明是鉴于该点而完成的，其目的在于，提供晶片的加工方法，能够对晶片进行分割以使得不在各个器件芯片的角产生亏缺。

本发明的晶片的加工方法对晶片进行分割，该晶片在晶片正面上的由沿第一方向伸长的多条第1间隔道和沿与第一方向垂直的第二方向伸长的多条第2间隔道划分的各区域内具有多个器件，该晶片的加工方法的特征在于，具有如下步骤：改质层形成步骤，从晶片背面侧照射对于晶片具有透过性的波长的激光束，沿着第1间隔道和第2间隔道在晶片的内部形成两层以上的改质层；以及分割步骤，在实施了改质层形成步骤之后，通过磨削构件从晶片的背面进行磨削而使晶片薄化至完工厚度，并且以改质层为起点对晶片沿着第1间隔道和第2间隔道进行分割，在改质层形成步骤中，至少将第1间隔道中的晶片正面侧的最下层的改质层按照相邻的每个器件在第1间隔道内在第二方向上错开而形成，以使得相邻的器件芯片的角彼此在分割时不会在对角线上摩擦。

根据该结构，在改质层形成步骤中，由于按照相邻的每个器件在间隔道内错开而非连续地形成晶片正面侧的最下层的改质层，所以能够在器件芯片的沿芯片的对角线方向相邻的角之间形成间隔。由此，能够减轻在分割步骤中器件芯片的角彼此摩擦，能够减少角上的亏缺。

根据本发明，能够对晶片进行分割以使得不在器件芯片的角产生亏缺。

附图说明

图1是本实施方式的被加工物的概略立体图。

图2是本实施方式的激光加工装置的概略立体图。

图3是示出本实施方式的保持步骤的说明图。

图4是示出本实施方式的改质层形成步骤的说明图。

图5是示出本实施方式的改质层形成步骤的说明图。

图6的(A)、(B)和(C)是示出本实施方式的改质层形成步骤的说明图。

图7的(A)、(B)和(C)是示出本实施方式的改质层形成步骤的说明图。

图8是示出本实施方式的分割步骤的说明图。

图9是示出本实施方式的分割步骤的说明图。

图10是从正面侧观察分割步骤后的晶片的局部放大图。

标号说明

10：激光加工装置；13：保持工作台；51：控制构件；C：角；D：器件；DC：器件芯片；L1：第1间隔道；L2：第2间隔道；R：改质层；W：晶片；W1：正面；W2：背面。

具体实施方式

以下，参照附图对本实施方式的晶片的加工方法进行说明。首先，参照图1对通过本实施方式的晶片的加工方法加工的晶片进行说明。图1是本实施方式的晶片的概略立体图。

如图1所示，晶片W形成为大致圆板状，在正面W1上设置有器件层WA。在晶片W的正面W1上形成有沿一个方向延伸的第1间隔道L1和沿与第1间隔道L1垂直的方向延伸的多条第2间隔道L2。在由这些第1、第2间隔道L1、L2划分出的区域内形成有多个器件D。并且，在晶片W的正面上粘贴有用于保护器件D的保护带T。如图2所示，晶片W的下表面侧粘贴在粘合片S上而被环状框架F保持，该粘合片S粘接在环状的环状框架F上。

晶片W具有例如300【μm】以上的厚度，通过将激光加工和磨削加工组合的SDBG而分割成各个器件芯片。在该情况下，在利用激光加工在晶片W内形成改质层之后，利用磨削加工将晶片W磨削至完工厚度，并以改质层为分割起点对晶片W进行分割。另外，晶片W可以是在硅、砷化镓等半导体基板上形成有IC、LSI等半导体器件的半导体晶片，也可以是在蓝宝石、碳化硅等无机材料基板上形成有LED等光器件的光器件晶片。

接着，参照图2对在本实施方式的晶片的加工方法中使用的激光加工装置进行说明。图2是本实施方式的激光加工装置的概略立体图。另外，本实施方式的激光加工装置并不限定于图2所示的结构。只要能够在晶片中形成改质层，则激光加工装置也可以是任意的结构。

如图2所示，激光加工装置10构成为使激光加工单元12和保持工作台13相对移动而对晶片W进行加工，其中，该激光加工单元12照射出激光光线，该保持工作台13在其上表面上对晶片W进行保持。

激光加工装置10具有长方体状的基台11。在基台11的上表面上设置有卡盘工作台移动机构14，该卡盘工作台移动机构14对保持工作台13在X轴方向(第一方向)上进行加工进给，并且在Y轴方向(与第一方向垂直的第二方向)上进行分度进给。在卡盘工作台移动机构14的后方竖立设置有立壁部16。臂部17从立壁部16的前表面突出，在臂部17上激光加工单元12被支承为与保持工作台13对置。

卡盘工作台移动机构14具有：分度进给构件20，其使保持工作台13和激光加工单元12在分度进给方向(Y轴方向)上相对移动；以及加工进给构件21，其使保持工作台13和激光加工单元12在加工进给方向(X轴方向)上相对移动。

分度进给构件20具有：一对导轨23，它们配置在基台11的上表面上且与Y轴方向平行；以及电动机驱动的Y轴工作台24，其以能够在一对导轨23上滑动的方式设置。在Y轴工作台24的下表面侧形成有未图示的螺母部，这些螺母部与滚珠丝杠25螺合。并且，通过使与滚珠丝杠25的一端部连结的驱动电动机26旋转驱动，Y轴工作台24、加工进给构件21和保持工作台13沿着导轨23在Y轴方向上移动。

加工进给构件21具有：一对导轨30，它们配置在Y轴工作台24的上表面上且与X轴方向平行；以及可动部31，其能够借助导轨30在加工进给方向(X轴方向)上移动。可动部31具有：X轴工作台32，其X轴方向的滑动移动被导轨30引导；以及线性电动机(电动机)33，其设置在X轴工作台32的下部。线性电动机33具有电磁线圈(未图示)，该电磁线圈与在导轨30之间沿着X轴方向配置的磁板35对置。关于电磁线圈，例如使三相交流错开相位而依次通电，形成使线性电动机33自身和X轴工作台32沿着作为X轴方向的往复移动方向移动的移动磁场。另外，加工进给构件21并不限定于上述结构，例如也可以变更为如分度进给构件20那样使用旋转驱动的滚珠丝杠的结构。

在X轴工作台32的上表面上保持有保持工作台13。保持工作台13形成为圆板状，借助θ工作台38而以能够旋转的方式设置在X轴工作台32的上表面上。在保持工作台13的上表面上由多孔陶瓷材料形成有吸附面。在保持工作台13的周围经由支承臂而设置有4个夹具部39。4个夹具部39被空气致动器(未图示)驱动而从四周对晶片W的周围的环状框架F进行夹持固定。

激光加工单元12具有设置在臂部17的前端的作为激光束照射构件的加工头40。在臂部17和加工头40内设置有激光加工单元12的光学系统。加工头40通过聚光透镜对从未图示的振荡器振荡出的激光束进行会聚，对保持在保持工作台13上的晶片W照射激光束而进行激光加工。在该情况下，激光束的波长对于晶片W具有透过性，该激光束在光学系统中被调整为定位在晶片W的内部。

通过该激光束的照射而在晶片W的内部形成作为分割起点的改质层R(参照图4)。改质层R是指因激光束的照射而使晶片W的内部的密度、折射率、机械强度或其他的物理特性变成与周围不同的状态且强度比周围降低的区域。改质层R例如是熔融处理区域、裂纹区域、绝缘破坏区域、折射率变化区域，也可以是它们混在的区域。从加工头40照射的激光束能够对形成改质层R的聚光位置的高度进行控制。

在激光加工装置10中设置有对装置各构成要素进行统一控制的控制构件51。控制构件51由执行各种处理的处理器构成。对控制构件51输入来自省略了图示的各种检测器的检测结果。从控制构件51向驱动电动机26、线性电动机33、加工头40等输出控制信号。

以下，参照图3至图9对晶片的加工方法进行说明。图3是本实施方式的保持步骤的说明图，图4至图7是本实施方式的改质层形成步骤的说明图，图8和图9是分割步骤的说明图。另外，在本实施方式中，虽然对将晶片的加工方法适用于SDBG的一例进行了说明，但也能够适用于在晶片的内部以改质层为起点进行分割的其他的加工方法。

如图3所示，首先实施保持步骤。在保持步骤中，粘贴有保护带T的晶片W隔着保护带T被吸附保持在保持工作台13上。

如图4所示，在实施了保持步骤之后实施改质层形成步骤。在改质层形成步骤中，首先通过使保持工作台13移动、旋转而将晶片W定位成例如第1间隔道L1与X轴方向(第一方向)平行地延伸、第2间隔道L2与Y轴方向(第二方向)平行地延伸。接着，加工头40相对于保持工作台13上的晶片W被定位在与X轴方向平行的第1间隔道L1上。之后，一边对晶片W的背面W2侧照射激光束，一边使保持工作台13和加工头40与X轴方向平行地相对移动(加工进给)。由此，沿着第1间隔道L1照射激光束，在晶片W的内部形成沿着第1间隔道L1的改质层R。

在沿着对象的第1间隔道L1形成了改质层R之后，停止激光束的照射，使保持工作台13和加工头40在Y轴方向上与第1间隔道L1的间隔对应地相对移动(分度进给)。由此，能够使加工头40对准与对象的第1间隔道L1相邻的第1间隔道L1。

接着，沿着相邻的第1间隔道L1形成同样的改质层R。重复该动作而沿着在X轴方向上延伸的全部的第1间隔道L1形成改质层R，之后，使保持工作台13绕着旋转轴旋转90°而沿着在Y轴方向上延伸的第2间隔道L2(参照图5)形成改质层R。

在改质层R中，按照基于激光束的波长的脉冲间距来进行改质，形成为剖视图中纵长的改质层在加工进给方向(X轴方向)上连续排列。由激光束实现的改质层R的形成如后述那样重复进行两次以上，以便在晶片W的内部形成两层以上的改质层R。

图6的(A)、(B)和(C)是与改质层形成步骤中的第1层改质层的形成要领有关的说明图，图6的(A)是图5的a部放大图。在改质层形成步骤中，在形成两层以上的改质层R时，如图6的(A)所示，第1间隔道L1中的第1层改质层R1虽然与X轴方向平行但并不位于一条直线上，而是以非连续的方式形成。关于第1间隔道L1中的改质层R1的形成，首先在加工头40(参照图4)对第1间隔道L1的定位中，例如，将聚光点设定成Y轴方向上的位置处于图6的(B)中的位置Y1，Z轴方向上的位置处于图6的(B)中的位置R1。并且，在晶片W的加工进给中，在X轴方向上每隔1个器件D便重复进行激光束的照射和照射停止。由此，在第1间隔道L1内的Y轴方向位置Y1，按照沿X轴方向相邻的每个器件D交替地设置有形成有改质层R的区域和未形成改质层R的区域。

当在Y轴方向位置Y1形成了改质层R1之后，对晶片W进行分度进给以使得聚光点在第1间隔道L1内沿Y轴方向按照间隔s1移动而将聚光点设定在Y轴方向位置Y2。之后，一边对晶片W在X轴方向上进行加工进给，一边在Y轴方向位置Y1处未形成改质层R的第1间隔道L1内的区域中，在Y轴方向位置Y2照射激光束。因此，在该激光束的照射中，也在X轴方向上每隔1个器件D便重复地进行激光束的照射和照射停止。换言之，在Y轴方向位置Y2，也按照沿X轴方向相邻的每个器件D交替地设置有形成有改质层R1的区域和未形成改质层R1的区域。由此，结合形成于Y轴方向位置Y1的改质层R1和形成于Y轴方向位置Y2的改质层R1，按照沿X轴方向相邻的每个器件D在第1间隔道L1内沿Y轴方向按照间隔s1错开而形成有改质层R1。

并且，在沿第1间隔道L1的改质层R1的形成中，在夹着形成于第2间隔道L2的改质层R1的位置处，在间隔s2的区域内不形成改质层R1。换言之，改质层R1并不是在第1间隔道L1的延伸方向上连续形成而是断续地形成。这里，关于间隔s1，在处于第1间隔道L1的范围内优选较宽。关于作为改质层R1的形成位置的Y轴方向位置Y1、Y2，优选使它们距第1间隔道L1的宽度方向中心为相同的距离，能够例示出将间隔s1设为10～40【μm】，将从第1间隔道L1的宽度方向中心到Y轴方向位置Y1、Y2的距离设为5～20【μm】。并且，关于间隔s2，优选其以第2间隔道L2的宽度方向中心为中心，能够例示出20【μm】。

在如上述的那样沿着在X轴方向上延伸的全部的第1间隔道L1形成了第1层改质层R1之后，如上述那样沿着在Y轴方向上延伸的第2间隔道L2形成第1层改质层R1。第2间隔道L2的改质层R1如图示的那样在第2间隔道L2的宽度方向中心位置形成为连续的直线状。

图6的(B)是图6的(A)的b-b线剖视图，图6的(C)是图6的(A)的c-c线剖视图。如图6的(B)和图6的(C)所示，第1层改质层R1在晶片W的正面W1侧作为最下层而形成。

图7的(A)、(B)和(C)是与改质层形成步骤中的第2层之后的改质层的形成要领有关的说明图。图7的(A)是图5的a部放大图，图7的(B)是图7的(A)的d-d线剖视图，图7的(C)是图7的(A)的e-e线剖视图。如图7的(B)和图7的(C)所示，第2层改质层R2的形成位置被设定在从第1层改质层R1向背面W2侧(上侧)隔开规定的距离的位置，第3层改质层R3的形成位置被设定在从第2层改质层R2向背面W2侧隔开规定的距离的位置。因此，在本实施方式中形成了3层改质层R1～R3，在形成4层以上的改质层的情况下，形成在从紧前形成的改质层向背面W2侧隔开规定的距离的位置。

如图7的(A)所示，第1间隔道L1中的第2层和第3层改质层R2、R3在第1间隔道L1的宽度方向中心位置处形成为沿第1间隔道L1的延伸方向连续的直线状。并且，第2间隔道L2中的第2层和第3层改质层R2、R3也在第2间隔道L2的宽度方向中心位置处形成为沿第2间隔道L2的延伸方向连续的直线状。由此，从晶片W的正面W1侧到背面W2侧形成有3层的改质层R1～R3，通过这些改质层R1～R3在晶片W的内部形成沿着各间隔道L1、L2的分割起点。

如图8和图9所示，在实施了改质层形成步骤之后实施分割步骤。在分割步骤中，晶片W隔着保护带T被保持在磨削装置60的卡盘工作台61上。磨削磨轮(磨削构件)62一边旋转一边与卡盘工作台61接近，通过使磨削磨轮62与晶片W的背面W1旋转接触而将晶片W磨削薄化至完工厚度。通过该磨削动作从磨削磨轮62对改质层R1～R3作用磨削压力而使裂纹以改质层R1～R3为起点在晶片W的厚度方向上伸长。由此，晶片W沿着第1间隔道L1和第2间隔道L2被分割，形成各个器件芯片DC(在图8中未图示)。

图10是从正面侧观察分割步骤后的晶片的局部放大图。如图10所示，在晶片W的正面W1侧，沿Y轴方向相邻的器件芯片DC的角(角部)C彼此配置在大致相同的位置，另一方面，沿X轴方向相邻的器件芯片DC的角C彼此在Y轴方向上按照间隔s2分开而定位。沿器件芯片DC的对角线方向相邻的器件芯片DC的角C彼此不处于相同的位置而是分开定位。这样，由于角C彼此分开定位，所以能够在分割步骤中不使相邻的器件芯片DC的角彼此在对角线上摩擦。这里，例如，特别是在使用了各间隔道L1、L2形成在相对于晶片W的解理方位按照45°倾斜的方向上的晶片W的情况下，在分割时容易因磨削压力等而在器件芯片DC的对角线方向上产生亏缺。在本实施方式中，由于沿该对角线方向相邻的器件芯片DC的角C彼此分开而不会摩擦，所以即使晶体方向如上述那样倾斜，也能够防止产生角C的亏缺或裂纹。由此，能够沿着各间隔道L1、L2将晶片W良好地分割成各个器件芯片DC。

并且，在第1间隔道L1的第1层改质层R1中，由于设置了上述的作为间隔s2的改质层R1的非形成区域，所以能够更有效地防止相邻的器件芯片DC的角彼此在对角线上摩擦。

并且，在本实施方式中，由于形成于第2间隔道L2的改质层R形成在第2间隔道L2的宽度方向中心位置，所以器件D在图10中的上端和下端与相邻于这些器件D的器件芯片DC的上端和下端之间的距离大致相同。因此，对于用于与器件D进行电连接的垫等而言，若沿着器件芯片DC的上下两端形成，则能够同样地进行在上端的安装和在下端的安装而将作业性保持为良好。

另外，本发明并不限定于上述实施方式，能够实施各种变更。在上述实施方式中，在附图中图示的大小或形状、方向等并不限定于此，能够在发挥本发明的效果的范围内进行适当变更。另外，只要在不脱离本发明的目的的范围内便能够实施适当变更。

例如，在上述实施方式中，关于第1间隔道L1的第1层改质层R1，按照相邻的每个器件D形成为非连续，但也可以将第2间隔道L2同样地形成为非连续。在该情况下，也能够使沿器件D的对角线方向相邻的每个角C彼此分开。另外，在器件D中，在接合垫形成在仅沿着第1间隔道L1和第2间隔道L2的一方的位置上的情况下，在没有形成接合垫的那一方的间隔道L1、L2中如上述那样形成非连续的改质层R而进行分割。由此，接合垫与器件芯片的外缘之间的距离保持恒定，能够不对距离接合垫的接合位置等处理条件进行变更而进行接合。

如以上说明的那样，本发明具有不会在分割后的器件芯片上产生裂纹或亏缺而能够对晶片进行良好地分割的效果，特别对将半导体晶片或光器件晶片分割成各个芯片的晶片的加工方法有用。

Claims (1)

1.一种晶片的加工方法，对晶片进行分割，该晶片在晶片正面上的由沿第一方向伸长的多条第1间隔道和沿与该第一方向垂直的第二方向伸长的多条第2间隔道划分的各区域内具有多个器件，该晶片的加工方法的特征在于，具有如下的步骤：

改质层形成步骤，从晶片背面侧照射对于晶片具有透过性的波长的激光束，沿着该第1间隔道和该第2间隔道在晶片的内部形成两层以上的改质层；以及

分割步骤，在实施了该改质层形成步骤之后，通过磨削构件从晶片的背面进行磨削而使该晶片薄化至完工厚度，并且以所述改质层为起点对晶片沿着该第1间隔道和该第2间隔道进行分割，

在该改质层形成步骤中，至少将该第1间隔道中的晶片正面侧的最下层的改质层按照相邻的每个器件在该第1间隔道内在该第二方向上错开而形成，以使得相邻的器件芯片的角彼此在分割时不会在对角线上摩擦，而该第1间隔道中的其他改质层在该第1间隔道的第二方向中心位置处形成。

Images