CN108022876B - 晶片的加工方法 - Google Patents
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Abstract
提供晶片的加工方法，该方法至少包含如下的工序：保护带粘贴工序，在晶片(10)的正面(10a)上配设粘贴力因紫外线的照射而降低的保护带(16)；背面磨削工序，将保护带侧保持在卡盘工作台(21)上，对晶片的背面(10b)进行磨削而使其薄化；切削槽形成工序，从晶片的背面将切削刀具(33)定位成与分割预定线(12)对应而形成未达到正面的切削槽(100)；切断工序，从晶片的背面沿着切削槽照射激光光线而将分割预定线完全切断；紫外线照射工序，对粘贴于晶片的正面的保护带照射紫外线(V)而使粘贴力降低；框架支承工序，在晶片的保护带侧粘贴粘合带(T)并且将粘合带的外周粘贴在具有收纳晶片的开口部的框架(F)上，借助粘合带而利用框架对晶片进行支承；和拾取工序，从晶片拾取各个器件(14)。
Description
技术领域
本发明涉及晶片的加工方法，将由多条分割预定线划分为多个器件的晶片分割成各个器件。
背景技术
通过具有切削刀具的切割装置将由分割预定线划分而在正面上形成有IC、LSI等多个器件的晶片分割成各个器件，并应用于移动电话、个人计算机等电子设备中。
近年来，公知有为了实现器件的高速化而在硅晶片等半导体基板的正面上形成多层低介电常数绝缘膜(所谓Low-k膜)来作为层间绝缘膜从而形成作为IC、LSI的功能层。这里，由于Low-k膜形成于晶片的正面侧整体，所以也会层叠在分割预定线上，当利用切削刀具将该晶片切断时Low-k膜会像云母那样剥离，存在器件的品质降低的问题。
因此，提出并已实用化了如下的方法：从晶片的正面侧照射激光光线而沿着分割预定线将Low-k膜去除，将切削刀具定位在该去除后的区域而进行切割，从而分割成各个器件(例如，参照专利文献1。)。
专利文献1：日本特开2005-064231号公报
根据上述的专利文献1所记载的加工方法，虽然能够解决在通过直接切割将Low-k膜去除的情况下产生的问题，但为了超过切削刀具的宽度地将Low-k膜从间隔道上去除以使得切削刀具不与Low-k膜接触，需要在分割预定线上形成至少两条激光加工槽，存在生产性较差的问题。
此外，在实施上述的专利文献1所记载的加工方法的期间，例如，明确了存在以下那些问题。
(1)即使实施对晶片的正面侧照射激光光线而将Low-k膜去除的激光切槽加工，当Low-k膜的去除不充分时，有时也产生之后实施的切割时的切削刀具的偏移或倾倒，有时该切削刀具会出现不均匀磨损。
(2)当从晶片的正面侧进行激光切槽时，因所谓碎屑飞散而使器件的品质降低，因此为了防止该情况而产生了另外涂布保护膜的需要，生产性降低。
(3)通过多次照射激光光线，可能会在晶片上残留热应变而导致器件的抗折强度的降低。
(4)由于将激光加工槽形成得较宽以便超过切削刀具的宽度，所以需要宽度较宽的间隔道，用于形成器件的区域被压迫，器件的获取个数减少。
(5)在Low-k膜的上表面上，具有用于保护内部不接触外界的水分、金属离子的钝化膜(SiN、SiO2)，当从晶片的正面侧照射激光光线时，透过该钝化膜对Low-k膜进行加工，在Low-k膜上产生的热量无法散发，Low-k膜发生剥离等，加工在横向上变宽(也被称为“底切”)，成为使器件的品质降低的主要原因。
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，能够在晶片的正面上层叠多层绝缘膜而形成功能层，并且将由多条分割预定线划分为多个器件的晶片高效地分割成各个器件而不使器件的品质降低。
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，其中，该晶片的加工方法至少包含如下的工序：保护带粘贴工序，在晶片的正面上配设保护带，该保护带的粘贴力因紫外线的照射而降低；背面磨削工序，将该保护带侧保持在卡盘工作台上，对该晶片的背面进行磨削而使该晶片薄化；切削槽形成工序，从该晶片的背面与分割预定线对应地定位切削刀具而形成未达到正面的切削槽；切断工序，从该晶片的背面沿着该切削槽照射激光光线而将该分割预定线完全切断；紫外线照射工序，对粘贴于该晶片的正面的该保护带照射紫外线而使粘贴力降低；框架支承工序，在该晶片的该保护带侧粘贴粘合带并且将该粘合带的外周粘贴在具有收纳该晶片的开口部的框架上，从而借助该粘合带而利用该框架对该晶片进行支承；以及拾取工序，从该晶片拾取各个器件。
本发明的晶片的加工方法至少包含如下的工序：保护带粘贴工序，在晶片的正面上配设保护带，该保护带的粘贴力因紫外线的照射而降低；背面磨削工序，将该保护带侧保持在卡盘工作台上，对该晶片的背面进行磨削而使该晶片薄化；切削槽形成工序，从该晶片的背面与分割预定线对应地定位切削刀具而形成未达到正面的切削槽；切断工序，从该晶片的背面沿着该切削槽照射激光光线而将该分割预定线完全切断；紫外线照射工序，对粘贴于该晶片的正面的该保护带照射紫外线而使粘贴力降低；框架支承工序，在该晶片的该保护带侧粘贴粘合带并且将该粘合带的外周粘贴在具有收纳该晶片的开口部的框架上，从而借助该粘合带而利用该框架对该晶片进行支承；以及拾取工序，从该晶片拾取各个器件，由此，不需要在晶片的正面上形成多个激光加工槽，提高了生产性，并且解决了上述那些问题点。此外，在从器件的背面侧使拾取用的夹头进行作用而从粘合带对分割后的各个器件进行了拾取之后，能够直接将器件的正面侧接合在布线基板上，能够进一步提高生产性。
附图说明
图1是用于对根据本发明而实施的保护带粘贴工序进行说明的说明图。
图2是用于对根据本发明而实施的背面磨削工序进行说明的说明图。
图3的(a)和(b)是用于对根据本发明而实施的切削槽形成工序进行说明的说明图。
图4的(a)和(b)是用于对根据本发明而实施的切断工序进行说明的说明图。
图5是用于对在根据本发明而实施的紫外线照射工序中使晶片的背面保持在临时保持工作台上的状态进行说明的说明图。
图6是用于对在根据本发明而实施的紫外线照射工序中从粘贴于晶片的正面的保护带侧照射紫外线的状态进行说明的说明图。
图7是用于对根据本发明而实施的框架支承工序进行说明的说明图。
图8是示出通过图7所示的框架支承工序使晶片翻转后的状态的图。
图9是用于对根据本发明而实施的拾取工序进行说明的说明图。
标号说明
10：晶片；12：分割预定线；14：器件；16：保护带；20：磨削装置；21：第1卡盘工作台；22：旋转主轴；23：安装座；24：磨削磨轮；25：磨削磨具；30：切削单元；31：第2卡盘工作台；32：旋转主轴；33：切削刀具；40：激光加工单元；41：第3卡盘工作台；42：激光光线照射单元；50：临时保持工作台；56：紫外线照射单元；60：拾取单元；100：切削槽；102：切断部；T：粘合带；F：框架。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的晶片的加工方法的实施方式进行详细地说明。
在图1中示出了通过本发明的晶片的加工方法进行加工的晶片10的立体图。图1所示的晶片10例如由厚度为700μm的硅的基板构成，在正面10a上呈格子状形成有多条分割预定线12，并且在由该多条分割预定线12划分出的多个区域内形成有IC、LSI等器件14。
首先，为了实施基于本发明的晶片的加工方法，如图1所示在晶片10的正面10a上粘贴用于保护器件14的保护部件即通过照射紫外线而使粘贴力降低的保护带16(保护带粘贴工序)。由此，成为晶片10的正面10a侧被保护带16覆盖而背面10b露出的状态。另外，作为保护带16，在图示的实施方式中可以使用如下的保护带：在厚度为100μm的由聚氯乙烯(PVC)构成的片状基材的粘贴面上涂布厚度5μm左右的通过照射紫外线而硬化的粘贴层，但该保护带16并不限定于此，只要是能够在下一个工序中实施的背面磨削工序时保护晶片10的正面10a且粘贴力因照射紫外线而降低的保护带，则也可以选择任意的部件。
在实施了该保护带粘贴工序之后，接着实施背面磨削工序。在该背面磨削工序中，如图2所示，使粘贴了保护带16的正面10a侧朝向下方并使作为被磨削面的背面10b侧朝向上方而载置在磨削装置(省略了整体图。)的磨削单元20所具有的第1卡盘工作台21上。第1卡盘工作台21构成为能够通过未图示的旋转驱动机构进行旋转，该保持面由多孔性材料构成，并与未图示的吸引单元连接，该第1卡盘工作台21在后述的磨削工序时牢固地吸引保持着晶片10以使得晶片10在第1卡盘工作台21上不发生位置偏移等。
磨削单元20具有用于对载置在第1卡盘工作台21上的晶片10进行磨削而使其薄化的结构，该磨削单元20具有：旋转主轴22，其通过未图示的旋转驱动机构进行旋转；安装座23，其安装在该旋转主轴22的下端；以及磨削磨轮24，其安装在该安装座23的下表面上，在磨削磨轮24的下表面呈环状配设有多个磨削磨具25。
在将晶片10吸引保持在第1卡盘工作台21上之后，一边使第1卡盘工作台21按照在图2中箭头21a所示的方向例如以300rpm进行旋转，一边使磨削磨轮24按照在图2中箭头22a所示的方向例如以6000rpm进行旋转。然后，使磨削磨具25与晶片10的背面10b接触，对磨削磨轮24例如以1μm/秒的磨削进给速度朝向下方(即，与第1卡盘工作台21垂直的方向)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晶片的厚度进行测量一边进行磨削，晶片10的背面10b被磨削而使硅晶片10为规定的厚度例如200μm，该背面磨削工序完成。
在完成了该背面磨削工序之后，接着实施切削槽形成工序。结束了背面磨削工序的晶片10被搬送到具有图3的(a)所示的切削单元30的切削装置(省略了整体图。)上。
从磨削单元20搬送来的晶片10被搬送到图3的(a)所示的切削单元30上，使粘贴了保护带16的正面10a侧朝向下方而载置在第2卡盘工作台31的保持面上。该切削单元30具有对切削刀具33进行保持的主轴外壳34，该切削刀具33固定在旋转主轴32的前端部。在实施形成切削槽的加工时，使用未图示的拍摄单元实施对切削刀具33和吸引保持在第2卡盘工作台31上的晶片10的分割预定线12进行对位的对准，该拍摄单元能够通过照射红外线而从背面10b透过晶片10对正面10a侧进行拍摄。在实施了该对准之后，根据通过该对准获得的位置信息使高速旋转的切削刀具33下降，沿着吸引保持在切削单元30的第2卡盘工作台31上的晶片10的分割预定线12进行切入，并使该第2卡盘工作台31和切削刀具33在加工进给方向(箭头X所示的方向。)上相对移动。由此，从该晶片10的背面10b侧按照未达到正面10a的深度和规定的槽宽(例如30μm)形成如作为切削部分的放大剖视图而示出的图3的(b)所示的沿着分割预定线12的切削槽100。另外，如图所示的那样在正面10a侧形成有Low-k膜10c，以未达到正面10a(即未达到Low-k膜10c)的深度切削出该切削槽100。该第2卡盘工作台31构成为自由旋转，通过使第2卡盘工作台31进行旋转而能够对晶片10相对于切削刀具33的方向进行自由变更。由此能够与晶片10的全部的分割预定线12对应地从背面10b侧形成上述切削槽100，切削槽形成工序完成。另外，图3的(b)是为了方便说明对切削槽100进行强调而记载的，并没有按照实际的尺寸。
在完成了该切削槽形成工序之后，实施将分割预定线12完全切断的切断工序。实施了该切削槽形成工序的晶片10被搬送到具有图4的(a)所示的激光加工单元40的激光加工装置(省略了整体图。)上，使粘贴了保护带16的正面侧10a朝向下方而载置在激光加工单元40的第3卡盘工作台41的保持面上。在对载置在第3卡盘工作台41上的晶片10实施激光加工时，使用未图示的拍摄单元实施对激光光线照射单元42和吸引保持在第3卡盘工作台41上的晶片10的分割预定线12进行对位的对准。在实施了该对准之后，根据通过该对准获得的位置信息，从吸引保持在第3卡盘工作台41上的晶片10的背面10b侧沿着分割预定线12照射激光光线，并且使该第3卡盘工作台41和该激光光线照射单元42在加工进给方向(箭头X所示的方向。)上相对移动。由此，如在图4的(b)中作为放大剖视图所示的那样，在切削槽100的底部(即在形成了Low-k膜10c的晶片10的正面10a侧)沿着分割预定线12形成有将晶片10与Low-k膜10c一起完全切断的切断部102。第3卡盘工作台41构成为能够通过未图示的位置变更单元对相对于激光光线照射单元42的相对的位置进行自由变更，通过使该位置变更单元进行动作而沿着晶片10的全部的分割预定线12形成切断部102，由此，该切断工序完成。
另外，在本实施方式的切断工序中实施的激光加工条件例如按照以下方式进行设定。
光源：YAG脉冲激光
波长：355nm(YAG激光的第3高次谐波)
输出：3.0W
重复频率：20kHz
进给速度：100mm/秒
在实施了该切断工序之后，如图5所示，将实施了切断工序的晶片10的背面10b侧载置在用于对晶片10照射紫外线的临时保持工作台50上。该临时保持工作台50具有用于保持晶片10的由具有通气性的多孔质材料构成的吸附卡盘52，该吸附卡盘52与未图示的吸引单元连接。在晶片10被载置在临时保持工作台50上之后，使该吸引单元进行动作而通过吸附卡盘52进行吸引保持。此时，虽然晶片10被完全切断成各个器件，但由于保护带16未被切断，所以各个器件不会脱离而是整体由保护带16保持。然后，在晶片10被吸引保持在该临时保持工作台50上之后，如图6所示，使临时保持工作台50移动到紫外线照射单元56的正下方而从紫外线照射单元56对粘贴于晶片10的保护带16的整个面照射紫外线V(紫外线照射工序)。如上述那样，在保护带16的粘贴面上形成有因照射紫外线而硬化从而粘贴力降低的粘贴层，通过执行该紫外线照射工序而向保护带16照射的紫外线到达该粘贴层，使该粘贴层硬化而使粘贴力降低，变成保护带16容易从晶片10剥离的状态。另外，作为临时保持工作台50，可以准备用于实施紫外线照射工序的独立的保持工作台，也可以将上述的各加工单元所具有的第1～第3卡盘工作台21、31、41中的任意一个作为该临时保持工作台50来进行使用。并且，只要是为了照射紫外线而能够对晶片10进行保持的工作台即可，因此未必需要像临时保持工作台50那样具有吸引单元，例如，也可以使用供晶片10暂时放置的单一的作业工作台。进而，上述的紫外线照射单元56也可以是作业者能够手持着直接朝向晶片10进行照射的手持型。
在完成了该紫外线照射工序之后，在实施后述的拾取工序之前，为了使晶片10成为适合于拾取工序的状态而实施框架支承工序，将晶片10保持在框架上。关于该框架支承工序，如图7所示，首先在临时保持工作台50所吸引保持的晶片10的正面10a上粘贴着保护带16的状态下，将粘合带T粘贴在该保护带16侧，并且将粘合带T的外周粘贴在具有收纳晶片10的开口部的框架F上，借助粘合带T而利用框架F对晶片10进行支承。由此晶片10的背面10b侧位于临时保持工作台50侧，晶片10隔着保护带16被粘合带T支承。这样，在晶片10成为被临时保持工作台50和粘合带T支承的状态之后，使临时保持工作台50的未图示的吸引单元停止而解除晶片10的吸引状态。在晶片10与临时保持工作台50的吸引状态被解除之后，通过将被框架F支承的晶片10向上方提拉而使晶片10从临时保持工作台50分离。另外，虽然如上述那样通过对保护带16的粘贴面照射紫外线而使保护带16与晶片10之间的粘贴力降低，但并不是完全消失，残留有在从临时保持工作台50提拉晶片10的作业中确保晶片不从粘合带T脱离的程度的粘贴力。由此，变成了图8所示的晶片10的背面10b侧露出并借助粘合带T被框架F支承的状态，框架支承工序完成。
在完成了该框架支承工序之后，实施拾取工序。利用在图9中示出了其一部分的拾取单元60来实施该拾取工序，该拾取单元60具有：框架保持部件61，其在上表面部载置框架F；夹具62，其对上述框架F进行保持；以及扩展鼓63，其由至少上方开口的圆筒形状构成，用于对被该夹具62保持的框架F上所安装的晶片10进行扩展。框架保持部件61被支承单元64支承为能够升降，该支承单元64由以围绕扩展鼓63的方式设置的多个气缸64a和从气缸64a延伸的活塞杆64b构成。
该扩展鼓63被设定为比框架F的内径小而且比晶片10的外径大，其中，该晶片10粘贴在粘合带T上，该粘合带T安装在框架F上。这里，如图9所示，拾取装置60能够处于框架保持部件61与扩展鼓63的上表面部为大致相同的高度的位置(由虚线示出。)和通过支承单元64的作用使框架保持部件61下降而使扩展鼓63的上端部比框架保持部件61的上端部高的位置(由实线示出。)。
当使上述框架保持部件61下降而使扩展鼓63的上端从虚线所示的位置相对变化为实线所示的比框架保持部件61高的位置时，安装在框架F上的粘合带T被按压于扩展鼓63的上端缘而扩展。其结果是，由于对粘贴于粘合带T的晶片10和残留于晶片10的正面10a侧的保护带16放射状地作用拉伸力，所以各个器件14彼此沿着切断部102分离，其中，该切断部102在上述的切断工序中沿着分割预定线12形成。然后，在各个器件14彼此的间隔被扩大的状态下，拾取夹头65进行动作而从背面侧对扩大了间隔的状态下的器件14进行吸附并拾取该器件14。此时，在粘合带T与晶片10之间具有保护带16，但粘贴力因照射紫外线而降低，因此保护带16残留于粘合带T侧，能够使器件14良好地从保护带16分离而进行拾取。然后，搬送到将所拾取的器件14的正面侧接合在布线基板上的接合工序中。至此，拾取工序结束，本发明的晶片的加工方法完成。
像从上述的实施方式中理解的那样，本发明能够起到各种作用效果。例如，从晶片的背面侧形成切削槽，并且从背面侧照射激光光线而将分割预定线完全切断，因此在形成切削槽时不存在由激光加工形成的加工槽，能够避免切削刀具的偏移或倾倒，防止切削刀具出现不均匀磨损。
并且，由于从晶片的背面侧沿着通过之前的工序形成的切削槽照射激光光线从而将分割预定线完全切断，所以碎屑不会附着在器件的正面侧，不需要形成保护膜等。并且，由于不需要形成与切削刀具的宽度对应的宽度较宽的激光加工槽，所以能够避免产生如下问题等：通过多次照射激光光线而残留热应变从而使器件的抗折强度降低。
此外，在从晶片的背面侧利用切削刀具形成了切削槽之后，实施沿着该切削槽照射激光光线而完全切断的切断工序，因此不需要使分割预定线的宽度变大，不存在可获取的器件的个数因宽度较宽的分割预定线而减少等问题。特别是由于从背面侧实施激光光线的照射，通过激光加工只将形成切削槽时的残余的部分切断，所以也避免了如下问题等：像从正面侧照射激光光线而将晶片切断的情况那样，透过钝化膜来进行激光加工从而导致热量无法散发而产生底切。
并且，通过实施上述的紫外线照射工序和框架支承工序，能够在晶片被完全切断成各个器件且与保护带一起借助粘合带进行框架保持的状态下实施拾取工序，因此不需要在工序的中途使保护带剥离，高效且容易地实现了在从粘合带拾取了器件之后直接将器件的正面接合在布线基板上。
另外，本发明并不限定于上述的实施方式，能够设想各个变形例。例如，在上述的实施方式中，在实施背面磨削工序、切削槽形成工序、切断工序时，将晶片10搬送到实施各工序的磨削单元20、切削单元30、激光加工单元40的各单元中的第1卡盘工作台21、第2卡盘工作台31、第3卡盘工作台41上而进行保持并实施了各加工，但也可以对上述各单元进行汇总而构成加工装置，将晶片10保持在一个卡盘工作台上，使该卡盘工作台移动至各单元从而实施加工。
Claims (1)
1.一种晶片的加工方法，将由交叉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，该晶片的加工方法包含如下的工序：
保护带粘贴工序，在晶片的正面上粘贴保护带，该保护带的粘贴力因紫外线的照射而降低；
背面磨削工序，在实施完了该保护带粘贴工序之后，将该保护带侧保持在卡盘工作台上，对该晶片的背面进行磨削而使该晶片薄化成期望的厚度；
切削槽形成工序，在实施完了该背面磨削工序之后，从该晶片的背面与该分割预定线对应地定位切削刀具而形成未达到该晶片的正面的切削槽；
切断工序，在实施完了该切削槽形成工序之后，从该晶片的背面沿着该切削槽照射激光光线而在该切削槽的底部形成切断部，将该分割预定线完全切断但不将该保护带切断，由此，将该晶片分割成各个器件芯片，并且分割得到的各个器件芯片不会脱离而是整体由未被切断的该保护带保持；
紫外线照射工序，在实施完了该切断工序之后，对粘贴于该晶片的正面的未被切断的该保护带照射紫外线而使该保护带的粘贴力降低；
框架支承工序，在实施完了该紫外线照射工序之后，在该晶片的该保护带侧粘贴粘合带并且将该粘合带的外周粘贴在具有收纳该晶片的开口部的环状框架上，从而借助该粘合带和该保护带而利用该环状框架对该晶片进行支承；以及
拾取工序，在实施完了该框架支承工序之后，对安装在该框架上的粘合带进行扩展而对粘贴于该粘合带的晶片和残留于晶片的正面侧的未被切断的整张的保护带放射状地作用拉伸力，使各个器件芯片彼此沿着切断部分离，然后，从该晶片的背面侧使各个器件芯片与未被切断的整张的保护带分离而拾取各个器件芯片。
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