CN107808821B - 层叠晶片的加工方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种层叠晶片的加工方法，对形成有非透过层的层叠晶片进行良好地分割。一种层叠晶片(W)的加工方法，该层叠晶片(W)是在硅基板(W1)的正面侧粘接玻璃基板(W2)而成的，该层叠晶片(W)的加工方法构成为：从形成有红外线难以透过的非透过层(14)的硅基板的背面侧切入未形成器件的外周剩余区域而使硅基板露出，将红外线照相机定位在露出于外周剩余区域的硅基板的上方而对硅基板的正面侧的分割预定线进行检测而实施对准，利用硅基板用的第1切削刀具沿着分割预定线切入而对硅基板进行分割，利用玻璃基板用的第2切削刀具沿着在硅基板中分割出的槽切入而对玻璃基板进行分割。

Description

层叠晶片的加工方法
技术领域
本发明涉及层叠晶片的加工方法，将层叠晶片沿着分割预定线进行分割。
背景技术
以往，作为层叠晶片，公知有利用树脂将玻璃基板粘接在硅基板的正面上而成的晶片，作为这种层叠晶片的加工方法，提出了利用超声波刀具进行切削的方法(例如，参照专利文献1)。在专利文献1所记载的加工方法中，在硅基板的背面上粘贴保护带，在使玻璃基板朝向上方的状态下将保护带侧保持在卡盘工作台上。并且，利用拍摄构件透过玻璃基板检测硅基板的正面的分割预定线并进行对准，沿着分割预定线利用超声波刀具对玻璃基板和硅基板进行切削。
专利文献1：日本特开2007-081264号公报
但是，存在如下情况：在层叠晶片的硅基板的背面侧形成有金属膜或梨皮面等。由于金属膜或梨皮面是红外线难以通过的非透过层，所以无法在使硅基板朝向上方的状态下进行使用了红外线照相机的对准，需要如专利文献1的加工方法那样从玻璃基板侧对层叠晶片进行切削。但是，产生了如下的不良情况：当在硅基板的背面上形成有金属膜时会产生金属毛刺，当在硅基板的背面上形成有梨皮面时会使背面崩边出现恶化，分割后的芯片容易产生不良。
发明内容
本发明是鉴于该点而完成的，其目的之一在于，提供层叠晶片的加工方法，能够对形成有非透过层的层叠晶片进行良好地分割。
本发明的一个方式的层叠晶片的加工方法，该层叠晶片是在硅基板的正面侧利用树脂粘接玻璃基板而成的，在该硅基板的正面上形成有由多条分割预定线划分的多个器件，其中，在硅基板的背面上形成有红外线难以透过的不透过层，该层叠晶片的加工方法具有如下的步骤：载置步骤，隔着在该玻璃基板侧粘贴有保护带的层叠晶片的该保护带，将该玻璃基板侧载置在切削装置的卡盘工作台上表面上；外周剩余区域硅基板露出步骤，在实施了该载置步骤之后，利用该切削装置的切削刀具对未形成该多个器件的外周剩余区域的该不透过层进行切削而将其去除，使硅基板露出；对准步骤，在实施了该外周剩余区域硅基板露出步骤之后，将红外线照相机定位在该外周剩余区域的露出了的硅基板上，透过该硅基板对该正面侧的分割预定线进行检测而进行对准；第1切削步骤，在实施了该对准步骤之后，使第1切削刀具从该层叠晶片的该硅基板侧切入到该树脂的中途，沿着该分割预定线对该硅基板进行分割；以及第2切削步骤，在实施了该第1切削步骤之后，使第2切削刀具沿着通过该第1切削步骤而切削出的槽切入到该保护带的中途，沿着该分割预定线对该玻璃基板进行分割。
根据该结构，在覆盖着层叠晶片的硅基板的背面的非透过层中，将未形成器件的外周剩余区域去除而使硅基板局部露出。通过将红外线照相机定位在该所露出的硅基板上而利用透过硅基板的红外线对硅基板的正面侧的分割预定线进行检测而实施对准。并且，由于从硅基板的背面的非透过层侧切入，所以不容易产生毛刺并且不容易产生背面崩边。因此，能够沿着分割预定线对形成有非透过层的层叠晶片进行良好地分割。
根据本发明，将硅基板的背面的非透过层中的外周剩余区域去除而能够进行对准，并从硅基板的背面的非透过层侧进行切入，从而能够解决因非透过层引起的不良情况并能够对层叠晶片进行良好地分割。
附图说明
图1是本实施方式的层叠晶片的分解立体图。
图2的(A)和(B)是比较例的层叠晶片的加工方法的说明图。
图3是示出本实施方式的载置步骤的一例的图。
图4是示出本实施方式的外周剩余区域硅基板露出步骤的一例的图。
图5的(A)和(B)是示出本实施方式的对准步骤的一例的图。
图6是示出本实施方式的第1切削步骤的一例的图。
图7是示出本实施方式的第2切削步骤的一例的图。
标号说明
11：硅基板的正面；12：硅基板的背面；13：树脂；14：非透过层；15：金属膜(非透过层)；17：梨皮面(非透过层)；23：硅基板的槽；32：修整用的切削刀具；36：红外线照相机；37：硅基板用的第1切削刀具；38：玻璃基板用的第2切削刀具；A1：器件区域；A2：外周剩余区域；D：器件；L：分割预定线；T：保护带；W：层叠晶片；W1：硅基板；W2：玻璃基板。
具体实施方式
以下，参照附图对本实施方式的层叠晶片的加工方法进行说明。首先，对作为加工对象的层叠晶片进行说明。图1是本实施方式的层叠晶片的分解立体图。图2是比较例的层叠晶片的加工方法的说明图。
如图1所示，层叠晶片W是利用透明的树脂13(参照图3)将玻璃基板W2粘接在硅基板W1的正面11侧而形成的。在硅基板W1的正面11上呈格子状配置有多条分割预定线L，并形成有由分割预定线L划分的多个器件D。硅基板W1的正面11被分为形成有器件D的器件区域A1和位于器件区域A1的周围而未形成器件D的外周剩余区域A2。并且，在硅基板W1的背面12上形成有像金属层或梨皮面等那样红外线难以通过的非透过层14。
如图2的(A)的比较例所示，通常由于这样构成的层叠晶片W的硅基板W1的背面12被非透过层14覆盖，所以从玻璃基板W2侧沿着分割预定线L(参照图1)进行加工。在该方法中，在使层叠晶片W的玻璃基板W2侧朝向上方的状态下，将层叠晶片W的硅基板W1侧粘贴在保护带T上，该保护带T粘贴在环状框架F上。并且，通过使玻璃基板W2用的切削刀具39进行超声波振动，利用切削刀具39沿着分割预定线L对玻璃基板W2和硅基板W1一起进行超声波切削。
但是，由于层叠晶片W被切削刀具39下切(down cut)，所以硅基板W1的背面12的非透过层14容易出现恶化。因此，虽然通过超声波切削使硅基板W1对切削刀具39的切削阻力降低，但无法抑制硅基板W1的非透过层14的毛刺或崩边等。也考虑了对玻璃基板W2和硅基板W1分别进行加工来代替利用超声波切削对玻璃基板W2和硅基板W1进行一次性加工，但即使是这样分为两个阶段的分步骤切割，也无法防止非透过层14的恶化。
例如，如图2的(B)的图示左侧所示，当在硅基板W1的背面12上形成有金属膜15作为非透过层14时，因对硅基板W1的金属膜15的切削而在分割后的芯片上产生金属毛刺16。芯片因金属毛刺16而变得不良，并且因金属毛刺16扎入到保护带T中而无法剥离出芯片。并且，如图2的(B)的图示右侧所示，当在硅基板W1的背面12上形成梨皮面17作为非透过层14时，硅基板W1的梨皮面17与保护带T的粘贴面积减少而导致粘贴力变弱，硅基板W1的背面崩边出现恶化。
并且，特别是在硅基板W1形成得较薄(为数十μm)的情况下，在硅基板W1上产生背面崩边并且裂纹伸长而使分割后的芯片破损。这样，当在硅基板W1的背面12上形成有非透过层14的情况下，当从玻璃基板W2侧对层叠晶片W进行切削时，分割后的芯片容易变得不良。另一方面，当想要使层叠晶片W正面、背面反转而从硅基板W1侧进行切削时，由于红外线照相机所进行的拍摄会被非透过层14遮挡，所以无法对分割预定线L进行检测，无法实施对准。
因此，在本实施方式的层叠晶片W的加工方法中，能够将硅基板W1的背面12的非透过层14中的相当于外周剩余区域A2的部位去除而进行对准(参照图5)，从硅基板W1的背面12侧沿着分割预定线L进行切削(参照图6和图7)。由此，抑制毛刺或背面崩边的产生，沿着分割预定线L对层叠晶片W进行良好地分割。另外，在本实施方式中，构成为对形成有金属膜15或梨皮面17作为非透过层14的层叠晶片W进行加工，但并不限定于该结构。本实施方式的层叠晶片W的加工方法对形成有金属膜15或梨皮面17以外的非透过层14(即，利用硅基板W1的背面12使红外线的透过量减少的非透过层14)的层叠晶片W也有效。
以下，参照图3至图7对层叠晶片的加工方法进行详细地说明。图3是示出本实施方式的载置步骤的一例的图，图4是示出本实施方式的外周剩余区域硅基板露出步骤的一例的图，图5是示出本实施方式的对准步骤的一例的图，图6是示出本实施方式的第1切削步骤的一例的图，图7是示出本实施方式的第2切削步骤的一例的图。
如图3所示，在切削装置的运转前实施载置步骤。在载置步骤中，将支承于环状框架F的层叠晶片W搬入到修整用的切削装置(未图示)中。关于层叠晶片W，将粘贴于环状框架F的保护带T粘贴在层叠晶片W的玻璃基板W2上，将玻璃基板W2侧隔着保护带T载置在切削装置的卡盘工作台31的上表面上。此时，将层叠晶片W隔着保护带T吸引保持在卡盘工作台31上，以使得层叠晶片W的中心与卡盘工作台31的旋转轴一致。
如图4所示，在实施了载置步骤之后，实施外周剩余区域硅基板露出步骤。在外周剩余区域硅基板露出步骤中，将修整用的切削刀具32定位于多个器件D(参照图1)所未形成的外周剩余区域A2，通过切削刀具32切入非透过层14。接着，通过使卡盘工作台31相对于切削刀具32进行旋转，将非透过层14从外周剩余区域A2去除而沿着层叠晶片W的外周形成阶部21。通过将非透过层14局部去除而使硅基板W1局部露出。
在该情况下，作为修整用的切削刀具32，优选不会被金属层等非透过层14堵塞且能够使阶部21的表面粗糙度尽可能光滑的切削刀具。并且，由于修整用的切削刀具32的前端形状平坦，所以去除了非透过层14而得的阶部底面22形成为平坦。这样，从硅基板W1的背面12侧将外周剩余区域A2的非透过层14在全周区域内去除而残留器件区域A1的非透过层14，形成对准步骤中的红外线照相机36(参照图5)所照射的红外线的透过区域。
如图5的(A)所示，在实施了外周剩余区域硅基板露出步骤之后，实施对准步骤。在对准步骤中，将层叠晶片W从修整用的切削装置搬入到分割用的切削装置(未图示)中，在使硅基板W1侧朝向上方的状态下隔着保护带T将玻璃基板W2侧保持在卡盘工作台35的上表面上。将红外线照相机36定位在外周剩余区域A2的露出了的硅基板W1的上方而对硅基板W1的阶部21进行拍摄。此时，从红外线照相机36朝向硅基板W1的阶部21照射红外线，透过硅基板W1而在正面11发生了反射的反射光被红外线照相机36取入从而生成拍摄图像。
如图5的(B)所示，由于分割预定线L以横穿硅基板W1的整个正面的方式延伸，所以能够拍摄到去除了非透过层14的阶部21的正下方的分割预定线L。此时，由于阶部底面22形成为平坦且光滑，所以能够在抑制了红外线在阶部底面22发生散射的状态下透过硅基板W1对正面11(参照图5的(A))侧的分割预定线L进行检测。根据该分割预定线L的拍摄图像实施对准，以便将硅基板W1用的第1切削刀具37的宽度方向的中心位置定位在分割预定线L的宽度方向的中心位置。
如图6所示，在实施了对准步骤之后，实施第1切削步骤。在第1切削步骤中，通过硅基板W1用的第1切削刀具37将层叠晶片W的上层的硅基板W1分割。作为第1切削刀具37，选择适合于硅切削的刀具，例如，使用磨粒的粒径较细的电铸刀具。当第1切削刀具37在层叠晶片W的径向外侧被定位于分割预定线L(参照图1)时，使第1切削刀具37下降至能够切入到硅基板W1下方的树脂13的中途的深度，并对卡盘工作台35相对于该第1切削刀具37进行切削进给。
由此，利用第1切削刀具37从层叠晶片W的硅基板W1侧切入到树脂13的中途，沿着分割预定线L(参照图5的(B))对硅基板W1进行分割。通过重复进行该切削进给，硅基板W1沿着全部的分割预定线L被切削，在层叠晶片W的上层的硅基板W1上形成格子状的槽23。并且，由于第1切削刀具37不切入玻璃基板W2而仅对硅基板W1进行分割，所以不容易在第1切削刀具37上产生磨平等，抑制了针对硅基板W1的切削性能的降低。
并且，由于利用第1切削刀具37从非透过层14侧按照下切方式切入层叠晶片W，所以能够抑制因切削非透过层14而引起的不良情况。即，即使非透过层14是金属膜，也可通过非透过层14的正下方的硅基板W1来抑制金属膜的变形，不容易产生金属毛刺。另外，即使非透过层14是梨皮面，但由于梨皮面位于层叠晶片W的上表面，所以不会像梨皮面位于层叠晶片W的下表面的情况那样出现崩边恶化。这样，即使在硅基板W1上形成非透过层14，也能够抑制金属毛刺或崩边等不良原因。
如图7所示，在实施了第1切削步骤之后实施第2切削步骤。在第2切削步骤中，通过玻璃基板W2用的第2切削刀具38将层叠晶片W的下层的玻璃基板W2分割。作为第2切削刀具38，选择适合于玻璃切削的刀具，例如，使用磨粒的粒径比第1切削刀具37(参照图6)的粗且宽度比第1切削刀具37窄的树脂刀具。当第2切削刀具38在层叠晶片W的径向外侧被定位于硅基板W1上的槽23时，使第2切削刀具38下降至能够切入到玻璃基板W2下方的保护带T的中途的深度，并对卡盘工作台35相对于该第2切削刀具38进行切削进给。
由此，利用第2切削刀具38从层叠晶片W切入到保护带T的中途，沿着硅基板W1的槽23(分割预定线L)对玻璃基板W2进行分割。通过重复进行该切削进给，玻璃基板W2沿着全部的分割预定线L被切削，层叠晶片W被分割成各个芯片。并且，由于第2切削刀具38的宽度形成为比第1切削刀具37窄，所以硅基板W1不会被粒径较粗的第2切削刀具38损伤，能够仅对玻璃基板W2进行良好地切削。
如以上那样，根据本实施方式的层叠晶片W的加工方法，在覆盖着层叠晶片W的硅基板W1的背面12的非透过层14中，将未形成器件D的外周剩余区域A2去除而使硅基板W1局部露出。通过将红外线照相机36定位于该露出的硅基板W1，利用透过了硅基板W1的红外线对硅基板W1的正面11侧的分割预定线L进行检测而实施对准。并且，由于从硅基板W1的背面12的非透过层14侧切入，所以不容易产生毛刺并且不容易产生背面崩边。因此，能够沿着分割预定线L对形成有非透过层14的层叠晶片W进行良好地分割。
另外，在本实施方式中，构成为通过修整用的切削装置来实施载置步骤和外周剩余区域硅基板露出步骤，通过分割用的切削装置来实施对准步骤、第1切削步骤以及第2切削步骤，但并不限定于该结构。也可以通过相同的切削装置实施全部的载置步骤、外周剩余区域硅基板露出步骤、对准步骤、第1切削步骤以及第2切削步骤。
并且，虽然对本实施方式和变形例进行了说明，但作为本发明的其他实施方式，也可以对上述实施方式和变形例进行整体或局部组合。
并且，本发明的实施方式并不限定于上述的实施方式和变形例，也可以在不脱离本发明的技术思想的主旨的范围内进行各种变更、置换、变形。进而，如果因技术的进步或衍生出的其他技术而能够利用其他方法实现本发明的技术思想，则也可以使用该方法来进行实施。因此，权利要求书覆盖了能够包含在本发明的技术思想的范围内的全部的实施方式。
并且，在本实施方式中，说明了对在硅基板上层叠了玻璃基板的层叠晶片进行加工的结构，但还能够应用于既能够解决因非透过层引起的不良情况又能够对层叠晶片进行良好地分割的其他的层叠晶片的加工方法。
如以上说明的那样，本发明具有能够对形成有非透过层的层叠晶片进行良好地分割的效果，特别在对将玻璃基板粘贴于厚度较薄的硅基板上而得的层叠晶片进行切削的层叠晶片的加工方法中有用。

Claims (1)

1.一种层叠晶片的加工方法，该层叠晶片是在硅基板的正面侧利用树脂粘接玻璃基板而成的，在该硅基板的正面上形成有由多条分割预定线划分的多个器件，其中，
在硅基板的背面上形成有红外线难以透过的非透过层，
该层叠晶片的加工方法具有如下的步骤：
载置步骤，隔着在该玻璃基板侧粘贴有保护带的层叠晶片的该保护带，将该玻璃基板侧载置在切削装置的卡盘工作台上表面上；
外周剩余区域硅基板露出步骤，在实施了该载置步骤之后，利用该切削装置的切削刀具对未形成该多个器件的外周剩余区域的该非透过层进行切削而将其去除，使硅基板露出；
对准步骤，在实施了该外周剩余区域硅基板露出步骤之后，将红外线照相机定位在该外周剩余区域的露出了的硅基板上，透过该硅基板对该正面侧的分割预定线进行检测而进行对准；
第1切削步骤，在实施了该对准步骤之后，使第1切削刀具从该层叠晶片的该非透过层侧贯穿所述非透过层和所述硅基板而切入到该树脂的中途，沿着该分割预定线对该硅基板进行分割；以及
第2切削步骤，在实施了该第1切削步骤之后，使第2切削刀具沿着通过该第1切削步骤而切削出的槽切入到该保护带的中途，沿着该分割预定线对该玻璃基板进行分割，
该第2切削刀具的磨粒的粒径比所述第1切削刀具的磨粒的粒径大，并且该第2切削刀具具有比该第1切削刀具的宽度窄的宽度。
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