CN108202183A - 被加工物的加工方法 - Google Patents

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CN108202183A CN201711316175.3A CN201711316175A CN108202183A CN 108202183 A CN108202183 A CN 108202183A CN 201711316175 A CN201711316175 A CN 201711316175A CN 108202183 A CN108202183 A CN 108202183A
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Abstract

提供被加工物的加工方法，能够防止因被照射面的凹凸而引起的激光束的折射，而在被加工物的内部形成适当的改质层。该被加工物的加工方法包含如下的步骤：树脂层形成步骤，在被加工物的背面上形成使激光束透过的树脂层；覆盖部件密接步骤，使覆盖部件的背面与形成于被加工物的背面上的树脂层密接，该覆盖部件使激光束透过并且具有比被加工物的背面平坦的正面；以及激光束照射步骤，从覆盖部件的露出的正面侧隔着树脂层对被加工物照射激光束，在被加工物的内部形成改质层，通过树脂层和覆盖部件来抑制因背面的凹凸而引起的激光束的折射。

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，利用激光束对被加工物的内部进行改质。
背景技术
在以移动电话、个人计算机为代表的电子设备中，具有电子电路等的器件的器件芯片成为必须的构成要素。器件芯片例如是通过以下方式获得的：利用多条分割预定线(间隔道)对由硅(Si)或碳化硅(SiC)、蓝宝石(Al2O3)等材料制成的晶片的正面进行划分并在各区域中形成了器件之后，沿着该分割预定线对晶片进行分割。
作为对上述的晶片等被加工物进行分割的方法之一，公知有如下的称为SD(Stealth Dicing：隐形切割)的方法：使透过性的激光束会聚在被加工物的内部而形成通过多光子吸收而被改质的改质层(改质区域)(例如，参照专利文献1)。通过在沿着分割预定线形成了改质层之后对被加工物施加力，从而能够以该改质层为起点对被加工物进行分割。
但是，在被照射激光束的被照射面形成为不规则的凹凸的梨皮状的情况下，激光束因该凹凸而发生不规则折射、反射、散射，有时无法在被加工物的内部形成适当的改质层。因此，提出了如下方案：以将凹凸覆盖的方式涂布液状的树脂而使被照射面变得平坦，从而防止激光束的不规则的折射等(例如，参照专利文献2)。
专利文献1：日本特开2002-192370号公报
专利文献2：日本特开2012-84618号公报
但是，当树脂的粘度较低或凹凸较大时，有时即使涂布树脂也无法使被照射面充分地平坦化。也就是说，在该情况下，因无法防止激光束的不规则的折射等而无法在被加工物的内部形成适当的改质层。
发明内容
本发明是鉴于该问题点而完成的，其目的在于，提供被加工物的加工方法，能够防止因被照射面的凹凸而引起的激光束的折射，而在被加工物的内部形成适当的改质层。
根据本发明的一个方式，提供被加工物的加工方法，对板状的被加工物从背面侧照射对于该被加工物具有透过性的波长的激光束而在该被加工物的内部形成沿着分割预定线的改质层，该被加工物具有：正面，其在由该分割预定线划分的区域中形成有器件；以及梨皮状的背面，其具有凹凸，该被加工物的加工方法的特征在于，具有如下的步骤：树脂层形成步骤，在该被加工物的该背面上形成使该激光束透过的树脂层；覆盖部件密接步骤，使覆盖部件的背面与形成于该被加工物的该背面上的该树脂层密接，该覆盖部件使该激光束透过并且具有比该被加工物的该背面平坦的正面；以及激光束照射步骤，从该覆盖部件的露出的该正面侧隔着该树脂层对该被加工物照射该激光束，在该被加工物的内部形成该改质层，通过该树脂层和该覆盖部件来抑制因该背面的凹凸而引起的该激光束的折射。
在本发明的一个方式中，优选在该激光束的该波长中，该树脂层的折射率或该覆盖部件的折射率与该被加工物的折射率之间的差比空气的折射率与该被加工物的折射率之间的差小。并且，在本发明的一个方式中，优选该树脂层形成为超过该背面的该凹凸的最大高低差的厚度。并且，在本发明的一个方式中，该覆盖部件可以由与该被加工物相同的材质形成。
在本发明的一个方式的被加工物的加工方法中，当在具有凹凸的梨皮状的背面上形成了使激光束透过的树脂层之后，使覆盖部件的背面与树脂层密接，该覆盖部件使激光束透过并且具有比被加工物的背面平坦的正面，因此通过该树脂层和覆盖部件来抑制因背面的凹凸而引起的激光束的折射。因此，即使在从梨皮状的背面侧照射激光束的情况下，也能够在被加工物的内部形成适当的改质层。
附图说明
图1是示意性地示出被加工物的结构例的立体图。
图2的(A)是示意性地示出树脂层形成步骤的局部剖视侧视图，图2的(B)是示意性地示出树脂层形成步骤之后的被加工物等的状态的剖视图。
图3的(A)是示意性地示出覆盖部件密接步骤的立体图，图3的(B)是示意性地示出覆盖部件密接步骤之后的被加工物等的状态的剖视图。
图4的(A)是示意性地示出激光束照射步骤的局部剖视侧视图，图4的(B)是示意性地示出激光束照射步骤中的被加工物等的状态的剖视图。
图5的(A)是示意性地示出剥离步骤的局部剖视侧视图，图5的(B)和图5的(C)是示意性地示出分割步骤的局部剖视侧视图。
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：带；19：框架；21a：树脂；21b：树脂层；23：覆盖部件；23a：正面；23b：背面；25：改质层；27：芯片；2：旋涂机；4：保持工作台(旋转工作台)；6：基台；6a：凹部；6b：吸引路；8：保持板；8a：上表面；10：夹持部；12：喷嘴；22：激光加工装置；24：卡盘工作台；26：基台；26a：凹部；26b：吸引路；28：保持板；28a：上表面；30：夹持部；32：激光照射单元；32a：激光束；42：温水槽；44：温水；52：扩展装置；54：支承构造；56：扩展鼓；58：支承工作台；60：夹持部。
具体实施方式
参照附图对本发明的一个方式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树脂层形成步骤(参照图2的(A)和图2的(B))、覆盖部件密接步骤(参照图3的(A)和图3的(B))以及激光束照射步骤(参照图4的(A)和图4的(B))。
在树脂层形成步骤中，在板状的被加工物所具有的梨皮状的背面上形成使形成改质层的激光束透过的树脂层。在覆盖部件密接步骤中，使覆盖部件的背面与树脂层密接，该覆盖部件使该激光束透过并且具有比被加工物的背面平坦的正面。
在激光束照射步骤中，从覆盖部件的露出的正面侧照射透过被加工物的波长的激光束而在被加工物的内部形成改质层。根据本实施方式的被加工物的加工方法，通过树脂层和覆盖部件来抑制因背面的凹凸而引起的激光束的折射，能够形成适合于分割的改质层。以下，对本实施方式的被加工物的加工方法进行详述。
图1是示意性地示出在本实施方式中使用的被加工物11的结构例的立体图。如图1所示，被加工物11是由硅(Si)或碳化硅(SiC)、蓝宝石(Al2O3)等材料制成的圆盘状的晶片，其正面11a侧被呈格子状排列的分割预定线(间隔道)13划分成多个区域。在各区域内形成有IC(Integrated Circuit：集成电路)、LED(Light Emitting Diode：发光二极管)等器件15。
被加工物11的背面11b形成为具有不规则的凹凸的梨皮状。另一方面，在该背面11b侧未设置器件15等构造物。另外，在本实施方式中，将由硅或碳化硅、蓝宝石等材料制成的圆盘状的晶片作为被加工物11，但被加工物11的材质、形状、构造、大小等并没有限制。例如，也可以将由其他半导体、陶瓷、树脂、金属等材料制成的基板作为被加工物11来使用。同样，器件15的种类、数量、大小、配置等也没有限制。
在实施本实施方式的被加工物的加工方法之前，将直径比被加工物11大的带17的中央部分粘贴在上述的被加工物11的正面11a侧。并且，将围绕被加工物11的环状的框架19固定在该带17的外周部分。由此，被加工物11借助带17被环状的框架19支承。
在本实施方式的被加工物的加工方法中，首先，进行树脂层形成步骤，该树脂层形成步骤用于在被加工物11所具有的梨皮状的背面11b上形成使激光束透过的树脂层，该激光束用于在被加工物11中形成改质层。图2的(A)是用于说明树脂层形成步骤的局部剖视侧视图。例如，使用图2的(A)所示的旋涂机2来进行本实施方式的树脂层形成步骤。
旋涂机2具有用于对被加工物11进行吸引、保持的保持工作台(旋转工作台)4。保持工作台4包含由不锈钢等金属制成的基台6。基台6与电动机等旋转驱动源(未图示)连结，绕与铅直方向大致平行的旋转轴进行旋转。
在基台6的上表面侧例如形成有俯视下为圆形的凹部6a。在凹部6a中嵌入有由多孔质材料制成的圆盘状的保持板8。保持板8经由形成于基台6的内部的吸引路6b等而与吸引源(未图示)连接。该保持板8的上表面8a与粘贴于被加工物11的正面11a侧的带17接触。
因此，当使吸引源的负压作用于上表面8a时，被加工物11隔着带17被吸引、保持在保持工作台4上。在保持工作台4的周围设置有用于对环状的框架19进行固定的多个夹持部10。并且，在保持工作台4的上方配置有用于滴下液状的树脂21a的喷嘴12。
在树脂层形成步骤中，首先，使粘贴于被加工物11的正面11a侧的带17与保持板8的上表面8a接触而使吸引源的负压进行作用。同时，利用夹持部10对框架19进行固定。由此，被加工物11以梨皮状的背面11b向上方露出的状态被保持。
接着，如图2的(A)所示，使保持工作台4和夹持部10旋转，并从喷嘴12滴下液状的树脂21a。由此，能够在被加工物11的背面11b上涂布液状的树脂21a而形成树脂层21b。图2的(B)是示出树脂层形成步骤之后的被加工物11等的状态的剖视图。另外，在之后的覆盖部件密接步骤中使该树脂层21b硬化。
在树脂层21b的形成中使用的液状的树脂21a的种类等并没有较大的限制，但至少硬化后的树脂层21b需要使在之后的激光束照射步骤中使用的激光束充分地透过。并且，在该激光束的波长中，优选硬化后的树脂层21b的折射率与被加工物11的折射率之间的差比空气的折射率与被加工物11的折射率之间的差小。由此，能够充分抑制因背面11b的不规则的凹凸而引起的折射、反射、散射，能够使激光束适当会聚。
并且，优选树脂层21b形成为超过了背面11b的凹凸的最大高低差的厚度。由此，能够利用树脂层21b来可靠地填平凹凸，更适当地抑制因该凹凸而引起的激光束的折射、反射、散射。作为适合于形成这样的改质层21b的液状的树脂21a，例如，能够列举出日本电化株式会社生产的TEMPLOC(注册商标)。
在树脂层形成步骤之后，进行覆盖部件密接步骤，使覆盖部件与树脂层21b密接，该覆盖部件将用于在被加工物11中形成改质层的激光束透过，并且具有比被加工物11的背面11b平坦的正面。图3的(A)是用于说明覆盖部件密接步骤的局部剖视侧视图。
如图3的(A)所示，覆盖部件23例如使用使之后的激光束照射步骤中所使用的激光束充分透过的材料而形成为直径与被加工物11大致相同的圆盘状。该覆盖部件23的正面23a和背面23b比被加工物11的背面11b平坦。
在覆盖部件密接步骤中，如图3的(A)所示，例如，使覆盖部件23的背面23b与树脂层21b密接而使正面23a露出。通过对该平坦的正面23a照射在之后的激光束照射步骤中使用的激光束，能够抑制激光束的不规则的折射、反射、散射，形成适合于分割的改质层。
另外，在本实施方式中，使覆盖部件23的背面23b比被加工物11的背面11b平坦，但覆盖部件23的背面11b也可以不比被加工物11的背面11b平坦。至少覆盖部件23的露出的正面23a比被加工物11的背面11b更平坦即可。
并且，关于之后的激光束照射步骤中所使用的激光束的波长，优选覆盖部件23的折射率与被加工物11的折射率之间的差比空气的折射率与被加工物11的折射率之间的差小。同样，关于该激光束的波长，优选覆盖部件23的折射率与硬化后的树脂层21b的折射率之间的差比空气的折射率与硬化后的树脂层21b的折射率之间的差小。
由此，充分地抑制了因背面11b的不规则的凹凸而引起的折射、反射、散射，能够使激光束适当会聚。例如，能够通过使用与被加工物11相同的材质的覆盖部件23来实现上述那样的特性。但是，覆盖部件23的材质并没有特别的限制，也可以使用与被加工物11不同的材质。
在如图3的(A)所示使覆盖部件23的背面23b与树脂层21b密接之后，利用适当的方法(例如，紫外线的照射、加热等)使树脂层21b硬化。由此，能够借助树脂层21b将覆盖部件23固定在被加工物11的背面11b侧。
在覆盖部件密接步骤之后，进行激光束照射步骤，从覆盖部件23的露出的正面23a侧隔着树脂层21b对被加工物11照射激光束，在被加工物11的内部形成作为分割的起点的改质层。图4的(A)是示意性地示出激光束照射步骤的局部剖视侧视图，图4的(B)是示意性地示出激光束照射步骤中的被加工物11等的状态的剖视图。例如，使用图4的(A)所示的激光加工装置22来进行激光束照射步骤。
激光加工装置22具有用于对被加工物11进行吸引、保持的卡盘工作台24。卡盘工作台24包含由不锈钢等金属制成的基台26。基台26与电动机等旋转驱动源(未图示)连结，绕与铅直方向大致平行的旋转轴进行旋转。并且，在基台26的下方设置有移动机构(未图示)，卡盘工作台24通过该移动机构在水平方向上移动。
在基台26的上表面侧例如形成有俯视下为圆形的凹部26a。在凹部26a中嵌入有由多孔质材料制成的圆盘状的保持板28。保持板28经由形成于基台26的内部的吸引路26b等而与吸引源(未图示)连接。该保持板28的上表面28a与粘贴于被加工物11的正面11a侧的带17接触。
因此，当使吸引源的负压作用于上表面28a时，被加工物11隔着带17被吸引、保持在卡盘工作台24上。在卡盘工作台24的周围设置有用于对环状的框架19进行固定的多个夹持部30。并且，在卡盘工作台24的上方配置有激光照射单元32。
激光照射单元32将由激光振荡器(未图示)脉冲振荡出的激光束32a照射并会聚在规定的位置。激光振荡器构成为能够脉冲振荡出透过被加工物11的波长(对于被加工物11具有透过性的波长、不容易被吸收的波长)的激光束32a。
在激光束照射步骤中，首先，使粘贴于被加工物11的正面11a的带17与保持板28的上表面28a接触而使吸引源的负压进行作用。同时，利用夹持部30将框架19固定。由此，被加工物11以覆盖部件23的正面23a向上方露出的状态被保持。
接着，使卡盘工作台24和夹持部30移动、旋转而例如使激光照射单元32在作为对象的分割预定线13的延长线上对齐。然后，如图4的(A)所示，一边从激光照射单元32朝向覆盖部件23所露出的正面23a照射激光束32a，一边使卡盘工作台24在与作为对象的分割预定线13平行的方向上移动。
如图4的(B)所示，激光束32a会聚在被加工物11的内部的规定的深度的位置。这样，通过使透过被加工物11的波长的激光束32a会聚在被加工物11的内部，能够对被加工物11的内部进行改质而形成作为分割的起点的改质层25。
当重复进行上述的动作而沿着全部的分割预定线13形成改质层25时，激光束照射步骤结束。例如，也可以按照裂纹到达正面11a或背面11b的条件来形成该改质层25。并且，也可以针对一条分割预定线13在深度不同的位置形成多个改质层25。
在本实施方式中，在具有不规则的凹凸的梨皮状的背面11b上形成了树脂层21b之后，使覆盖部件23的背面23b与树脂层21b密接，该覆盖部件23具有比背面11b平坦的正面23a。因此，通过该树脂层21b和覆盖部件23来抑制因背面11b的不规则的凹凸而引起的激光束32a的折射、反射、散射。因此，即使在从背面11b侧照射激光束32a的情况下，也能够在被加工物11的内部形成适合于分割的改质层25。
另外，可以在激光束照射步骤之后进行剥离步骤或分割步骤，在该剥离步骤中，将树脂层21b和覆盖部件23从被加工物11剥离；在该分割步骤中，以沿着分割预定线13形成的改质层25为起点对被加工物11进行分割。图5的(A)是示意性地示出激光束照射步骤之后的剥离步骤的局部剖视侧视图。
例如，使用图5的(A)所示的温水槽42来进行剥离步骤。在温水槽42中蓄积有适合于剥离树脂层21b的温度(例如，80℃～90℃)的温水44。通过将被加工物11浸入到该温水44中，能够将树脂层21b和覆盖部件23从被加工物11剥离。
图5的(B)和图5的(C)是示意性地示出剥离步骤之后的分割步骤的局部剖视侧视图。例如，使用图5的(B)和图5的(C)所示的扩展装置52来进行分割步骤。扩展装置52具有：支承构造54，其用于对被加工物11进行支承；以及圆筒状的扩展鼓56。
支承构造54包含支承工作台58，该支承工作台58具有俯视下为圆形的开口部。在该支承工作台58的上表面上载置有环状的框架19。在支承工作台58的外周部分设置有用于对框架19进行固定的多个夹持部60。通过用于使支承构造54升降的升降机构(未图示)来支承支承工作台58。
在支承工作台58的开口部配置有扩展鼓56。扩展鼓56的内径(直径)比被加工物11的直径大。另一方面，扩展鼓56的外径(直径)比环状的框架19的内径(直径)或支承工作台58的开口部的直径小。
在分割步骤中，首先，如图5的(B)所示，在使支承工作台58的上表面的高度与扩展鼓56的上端的高度对齐并将框架19载置到支承工作台58的上表面之后，利用夹持部60将框架19固定。由此，扩展鼓56的上端在被加工物11与框架19之间与带19接触。
接着，利用升降机构使支承构造54下降，如图5的(C)所示，使支承工作台58的上表面移动到比扩展鼓56的上端靠下方的位置。其结果是，扩展鼓56相对于支承工作台58上升，带17被扩展鼓56顶起而呈放射状扩展。当带17被扩展时，对被加工物11作用使带17扩展的方向的力(放射状的力)。由此，被加工物11以改质层25为起点被分割成多个芯片27。
如以上那样，在本实施方式的被加工物的加工方法中，当在具有凹凸的梨皮状的背面11b形成了使激光束32a透过的树脂层21b之后，使覆盖部件23的背面23b与树脂层21b密接，该覆盖部件23使激光束32a透过并且具有比被加工物11的背面11b平坦的正面11a，因此通过该树脂层21b和覆盖部件23来抑制因背面11b的凹凸而引起的激光束32a的折射。因此，即使在从梨皮状的背面11b侧照射激光束32a的情况下，也能够在被加工物11的内部形成适合于分割的改质层25。
另外，本发明并不限于上述实施方式的记载，能够实施各种变更。例如，在上述实施方式中，使用旋涂机2来形成树脂层21b，但形成树脂层的方法没有限制。
并且，在上述实施方式中，在被加工物11的内部形成作为分割的起点的改质层25，但也可以出于其他目的来形成改质层。例如，当在被加工物的内部形成改质层时，改质层及其附近会发生膨胀而产生使被加工物翘曲的应力。也可以为了利用该现象来抑制被加工物的翘曲而形成改质层。
例如，当使GaN(氮化镓)等晶体在平坦的被加工物的正面上成长时，被加工物的正面在呈凹状的方向上发生翘曲。因此，预先在被加工物的正面侧形成改质层以便产生抵消这样的翘曲的应力。由此，能够减少晶体成长后的被加工物的翘曲。另外，也可以针对晶体成长后发生翘曲的被加工物形成改质层。
如上述那样，当形成改质层时，改质层及其附近会发生膨胀而产生使靠近改质层的一侧的面呈凸状翘曲的应力。因此，通过对形成该改质层的位置进行控制，能够产生抑制被加工物的翘曲的应力。当被加工物的正面在呈凹状的方向上发生翘曲的情况下，能够通过在正面侧形成改质层而减少被加工物的翘曲。同样，当被加工物的背面在呈凹状的方向上发生翘曲的情况下，能够通过在背面侧形成改质层而减少被加工物的翘曲。
另外，上述实施方式的构造、方法等只要在不脱离本发明的目的的范围内便能够进行适当变更而实施。

Claims (4)

1.一种被加工物的加工方法，对板状的被加工物从背面侧照射对于该被加工物具有透过性的波长的激光束而在该被加工物的内部形成沿着分割预定线的改质层，该被加工物具有：正面，其在由该分割预定线划分的区域中形成有器件；以及梨皮状的背面，其具有凹凸，该被加工物的加工方法的特征在于，
具有如下的步骤：
树脂层形成步骤，在该被加工物的该背面上形成使该激光束透过的树脂层；
覆盖部件密接步骤，使覆盖部件的背面与形成于该被加工物的该背面上的该树脂层密接，该覆盖部件使该激光束透过并且具有比该被加工物的该背面平坦的正面；以及
激光束照射步骤，从该覆盖部件的露出的该正面侧隔着该树脂层对该被加工物照射该激光束，在该被加工物的内部形成该改质层，
通过该树脂层和该覆盖部件来抑制因该背面的凹凸而引起的该激光束的折射。
2.根据权利要求1所述的被加工物的加工方法，其特征在于，
在该激光束的该波长中，该树脂层的折射率或该覆盖部件的折射率与该被加工物的折射率之间的差比空气的折射率与该被加工物的折射率之间的差小。
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，
该树脂层形成为超过该背面的该凹凸的最大高低差的厚度。
4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的被加工物的加工方法，其特征在于，
该覆盖部件由与该被加工物相同的材质形成。
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