CN109786325A - 小直径晶片的制造方法 - Google Patents

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Abstract

提供新的小直径晶片的制造方法，能够提高生产率，同时也能够抑制品质的降低。该小直径晶片的制造方法包含如下的工序：保护部件包覆工序，在具有一个面和另一个面并且一个面被加工成镜面的晶片的一个面上包覆第1保护部件，在晶片的另一个面上包覆第2保护部件；切出工序，从包覆有第1保护部件和第2保护部件的晶片切出多个小直径晶片；倒角工序，对小直径晶片的外周部进行倒角；以及保护部件去除工序，将第1保护部件和第2保护部件从小直径晶片去除。

Description

小直径晶片的制造方法
技术领域
本发明涉及小直径晶片的制造方法，从一张晶片制造出直径较小的多个小直径晶片。
背景技术
在以移动电话、个人计算机为代表的电子设备中，包含集成电路等器件的器件芯片成为必须的构成要素。器件芯片例如如下得到：利用多条分割预定线(间隔道)对由硅等半导体材料形成的晶片的正面侧进行划分，在各区域形成器件之后，沿着该分割预定线对晶片进行分割，由此得到器件芯片。
近年来，为了提高器件芯片的生产率，使用直径为12英寸(约300mm)以上的晶片(以下称为大口径晶片)生产器件芯片的方式成为主流。另一方面，在对大口径晶片进行加工而生产器件芯片时，需要与其直径相对应的大型的装置。由此，例如当在生产少量的器件芯片时使用大口径晶片时，有时反而会使器件芯片的价格变高。
针对该问题，研究了如下的新的生产系统：使用直径为3英寸(约75mm)左右的直径较小的晶片(以下称为小直径晶片)来生产少量的器件芯片。在该生产系统中，与小直径晶片的尺寸相应地，各种装置也小型化，因此能够实现生产系统的低成本化、省空间化。另外，在该生产系统中使用的小直径晶片例如通过从上述的大口径晶片切出的方法进行制造(例如，参照专利文献1)。
用于制造小直径晶片的具体的顺序例如如下所述。首先进行磨削工序，对大口径晶片的背面侧进行磨削，使该大口径晶片薄化至期望的厚度。接着，利用激光束对已薄化的大口径晶片进行加工而切出多个小直径晶片。然后，对所切出的小直径晶片的外周部进行倒角。另外，对已倒角的小直径晶片的正面进行蚀刻和抛光而加工成镜面。之后对该小直径晶片进行清洗。
专利文献1：日本特开2014-110411号公报
但是，在上述那样的小直径晶片的制造方法中，需要一张一张地对所切出的多个小直径晶片进行抛光而加工成镜面，因此无法充分提高生产率。另外，在对小直径晶片进行加工时，也会担心在其正面上产生刮伤或附着异物而降低小直径晶片的品质。
发明内容
本发明是鉴于该问题点而完成的，其目的在于提供新的小直径晶片的制造方法，能够提高生产率，同时也能够抑制品质的降低。
根据本发明的一个方式，提供小直径晶片的制造方法，其中，该小直径晶片的制造方法包含如下的工序：保护部件包覆工序，在具有一个面和另一个面并且该一个面被加工成镜面的晶片的该一个面上包覆第1保护部件，在该晶片的该另一个面上包覆第2保护部件；切出工序，从包覆有该第1保护部件和该第2保护部件的该晶片切出多个小直径晶片；倒角工序，对该小直径晶片的外周部进行倒角；以及保护部件去除工序，将该第1保护部件和该第2保护部件从该小直径晶片去除。
在本发明的一个方式中，也可以是，在所述切出工序中，对所述晶片照射对于该晶片具有吸收性的波长的激光束，从而切出多个所述小直径晶片。
另外，在本发明的一个方式中，也可以是，在所述切出工序中，按照将对于所述晶片具有透过性的波长的激光束的聚光点定位于该晶片的内部的方式对该晶片照射该激光束而在该晶片的内部形成改质层，从而切出多个所述小直径晶片。
另外，在本发明的一个方式中，也可以是，在所述切出工序中，通过取芯钻挖通所述晶片，从而切出多个所述小直径晶片。
另外，在本发明的一个方式中，也可以是，在所述切出工序中，将所述第1保护部件或所述第2保护部件的相当于所述小直径晶片的轮廓的部分去除，并将该第1保护部件或该第2保护部件作为掩模而进行等离子蚀刻，从而切出多个该小直径晶片。
另外，在本发明的一个方式中，也可以是，该小直径晶片的制造方法还具有如下的磨削工序：在将所述第2保护部件包覆在所述晶片的所述另一个面上之前，对该晶片的该另一个面侧进行磨削而使该晶片薄化至规定的厚度。
另外，在本发明的一个方式中，也可以是，该小直径晶片的制造方法还具有如下的标记形成工序：在从所述晶片切出所述小直径晶片之前，在该晶片的所述一个面或所述另一个面上形成表示该小直径晶片的晶体取向的标记。
另外，在本发明的一个方式中，也可以是，该小直径晶片的制造方法还具有如下的拾取工序：在从所述晶片切出所述小直径晶片之后，对该小直径晶片进行拾取。
另外，在本发明的一个方式中，也可以是，该小直径晶片的制造方法还具有如下的清洗工序：在将所述第1保护部件和所述第2保护部件从所述小直径晶片去除之后，对该小直径晶片进行清洗。
在本发明的一个方式的小直径晶片的制造方法中，从一个面预先被加工成镜面的晶片切出多个小直径晶片，因此无需将切出的小直径晶片加工成镜面。即，不必一张一张地将所切出的多个小直径晶片加工成镜面，因此可提高小直径晶片的生产率。
另外，在本发明的一个方式的小直径晶片的制造方法中，按照在晶片的一个面上包覆有第1保护部件、在另一个面上包覆有第2保护部件的状态从晶片切出多个小直径晶片，因此可将当切出时使小直径晶片刮伤或附着异物的可能性抑制得较低。即，能够抑制小直径晶片的品质的降低。
附图说明
图1是示意性示出晶片的结构例的立体图。
图2的(A)是示意性示出在晶片的第1面上包覆有第1保护部件的状态的立体图，图2的(B)是示意性示出在晶片的第2面上包覆有第2保护部件的状态的立体图。
图3是示意性示出在晶片的将要成为小直径晶片的区域形成表示晶体取向的标记的情况的立体图。
图4是示意性示出从晶片切出小直径晶片的情况的立体图。
图5是示意性示出对小直径晶片进行拾取的情况的立体图。
图6是示意性示出对小直径晶片的外周部进行倒角的情况的立体图。
图7是示意性示出去除了第1保护部件和第2保护部件后的小直径晶片的立体图。
图8是示意性示出利用第1变形例的切出工序从晶片切出小直径晶片的情况的立体图。
图9是示意性示出利用第2变形例的切出工序将第2保护部件的一部分去除的情况的立体图。
图10是示意性示出利用第2变形例的切出工序从晶片切出小直径晶片的情况的立体图。
标号说明
11：晶片；11a：第1面(一个面)；11b：第2面(另一个面)；11c：凹口；13、13a：第1保护部件；15、15a：第2保护部件；17：切出预定线；19：移动预定线；21：标记形成预定线；23：小直径晶片；23a：第1面(一个面)；23b：第2面(另一个面)；23c：标记；2：激光照射单元；4：磨具；4a：侧面；6：取芯钻；8：激光照射单元；L1、L2：激光束。
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。本实施方式的小直径晶片的制造方法包含：保护部件包覆工序(参照图2的(A)和图2的(B))、标记形成工序(参照图3)、切出工序(参照图4)、拾取工序(参照图5)、倒角工序(参照图6)、保护部件去除工序(参照图7)以及清洗工序。
在保护部件包覆工序中，对被加工成镜面的晶片的第1面(一个面)包覆第1保护部件，对与该第1面相反的一侧的第2面(另一个面)包覆第2保护部件。在标记形成工序中，在晶片的第2面侧的作为小直径晶片的区域形成表示晶体取向的标记。在切出工序中，从包覆有第1保护部件和第2保护部件的晶片切出多个小直径晶片。
在拾取工序中，对从晶片切出的小直径晶片进行拾取。在倒角工序中，对小直径晶片的外周部进行倒角。在保护部件去除工序中，将第1保护部件和第2保护部件从小直径晶片去除。在清洗工序中，对小直径晶片进行清洗。以下，对本实施方式的小直径晶片的制造方法进行详细叙述。
图1是示意性示出在本实施方式的小直径晶片的制造方法中使用的晶片11的结构例的立体图。在本实施方式中使用的晶片11例如使用结晶性的硅(Si)形成为圆盘状，具有被加工成镜面的大致平坦的第1面(一个面)11a和与该第1面11a相反的一侧的第2面(另一个面)11b。另外，第2面11b相对于第1面11a大致平行。
在晶片11的外周缘设置有表示晶体取向的凹口11c。但是，也可以代替凹口11c而设置定向平面等。该晶片11的直径(D1)大于在本实施方式中制造的小直径晶片的直径等。另外，晶片11的厚度(T1)为在本实施方式中制造的小直径晶片的厚度以上。
另外，在本实施方式中，使用由结晶性的硅形成的圆盘状的晶片11，但对于晶片11的材质、形状、构造、大小等没有限制。例如也可以使用包含其他半导体、陶瓷、树脂、金属等材料的基板作为晶片11。另外，在本实施方式中，使用具有被加工成镜面的第1面11a的晶片11，但也可以使用具有被加工成镜面的第1面11a和第2面11b的晶片11。
在本实施方式的小直径晶片的制造方法中，首先进行保护部件包覆工序，对上述的晶片11的第1面11a包覆第1保护部件，对第2面11b包覆第2保护部件。图2的(A)是示意性示出在晶片11的第1面11a上包覆有第1保护部件13的状态的立体图，图2的(B)是示意性示出在晶片11的第2面11b上包覆有第2保护部件15的状态的立体图。
如图2的(A)所示，在本实施方式的保护部件包覆工序中，首先对晶片11的第1面11a包覆第1保护部件13。对于第1保护部件13的制法、材质、厚度等没有特别限制，在本实施方式中，利用对晶片11的第1面11a涂布环化橡胶等负型抗蚀剂材料并使其曝光的方法，形成厚度为10μm左右的第1保护部件13。
在对晶片11的第1面11a包覆了第1保护部件13之后，如图2的(B)所示，对晶片11的第2面11b包覆第2保护部件15。对于第2保护部件15的制法、材质、厚度等也没有特别限制，在本实施方式中，利用与第1保护部件13相同的制法、材质形成同等厚度的第2保护部件15。
另外，在涂布负型抗蚀剂材料时，例如可以使用旋涂法、喷涂法、浸渍法、丝网印刷法等。另外，在本实施方式中，在对第1面11a包覆了第1保护部件13之后对第2面11b包覆第2保护部件15，但也可以在对第2面11b包覆了第2保护部件15之后对第1面11a包覆第1保护部件13。除了负型抗蚀剂材料以外，也可以使用水溶性的树脂或保护带等形成第1保护部件13和第2保护部件15。
在保护部件包覆工序之后，进行标记形成工序，在晶片11的第2面11b侧的将要成为小直径晶片的区域形成表示晶体取向的标记。图3是示意性示出在晶片11的将要成为小直径晶片的区域形成表示晶体取向的标记的情况的立体图。该标记例如利用对晶片11的第2面11b照射可被晶片11吸收的波长(具有吸收性的波长)的激光束L1的方法来形成。
具体而言，首先如图3所示，按照与作为切出小直径晶片时的基准的切出预定线17重叠的方式，在第2保护部件15的正面上设定作为激光照射单元2的移动的基准的移动预定线19。接着，在第2保护部件15的正面侧(与晶片11相反的一侧)配置激光照射单元2，按照该激光照射单元2沿着移动预定线19移动的方式使激光照射单元2与晶片11相对移动。
并且，在激光照射单元2在与由切出预定线17围绕的区域相对应的范围移动的时刻，从该激光照射单元2对晶片11的第2面11b照射激光束L1。另外，在能够通过该激光束L1略微对晶片11的第2面11b进行烧蚀加工的范围内调整激光束L1的输出等。
由此，能够对与移动预定线19重叠的任意的标记形成预定线21照射激光束L1，在晶片11的第2面11b侧的作为小直径晶片的区域形成表示晶体取向的标记23c(参照图7)。该标记23c与晶片11的凹口11c等相关联，因此根据标记23c，能够确认从晶片11切出后的小直径晶片的晶体取向。当在将要成为小直径晶片的所有区域形成标记23c时，该标记形成工序结束。
另外，对于在该标记形成工序中形成的标记23c的形状、朝向、大小等没有特别限制。另外，在本实施方式中，仅对由切出预定线17围绕的区域照射激光束L1而形成标记23c，但也可以对移动预定线19整体照射激光束L1而形成标记23c。
另外，在本实施方式中，在晶片11的第2面11b上形成标记23c，但也可以在晶片11的第1面11a上形成标记23c。另外，在本实施方式中，通过使用激光束L1的烧蚀加工形成标记23c，但也可以通过切削加工、钻头加工、蚀刻加工等方式形成标记23c。
在标记形成工序之后，进行切出工序，从包覆有第1保护部件13和第2保护部件15的晶片11切出多个小直径晶片。图4是示意性示出从晶片11切出小直径晶片的情况的立体图。在该切出工序中，接着标记形成工序继续使用照射可被晶片11吸收的波长(具有吸收性的波长)的激光束L1的激光照射单元2。
具体而言，如图4所示，按照配置在第2保护部件15的正面侧的激光照射单元2沿着切出预定线17移动的方式使激光照射单元2与晶片11相对移动。同时，从该激光照射单元2对晶片11的第2面11b照射激光束L1。另外，在能够通过烧蚀加工将晶片11切断的范围内调整激光束L1的输出、照射的次数等。
由此，能够沿着切出预定线17照射激光束L1而从晶片11切出小直径晶片23(参照图5等)。另外，该小直径晶片23按照在第1面(一个面)23a(参照图7)上包覆有作为第1保护部件13的一部分的第1保护部件13a(参照图5等)、在第2面(另一个面)23b(参照图7)上包覆有作为第2保护部件15的一部分的第2保护部件15a(参照图5等)的状态被切出。
当从晶片11切出所有的小直径晶片23时，该切出工序结束。另外，在本实施方式中，通过对晶片11的第2面11b照射激光束L1而切出小直径晶片23，但也可以通过对晶片11的第1面11a照射激光束L1而切出小直径晶片23。
在切出工序之后，进行拾取工序，对从晶片11切出的小直径晶片23进行拾取。图5是示意性示出对小直径晶片23进行拾取的情况的立体图。小直径晶片23的拾取例如使用具有对小直径晶片23进行吸附、保持的保持部的拾取工具(未图示)来进行。
具体而言，使拾取工具的保持部与包覆在小直径晶片23上的第1保护部件13或第2保护部件15接触，利用拾取工具对该第1保护部件13或第2保护部件15进行吸附。然后，使拾取工具向远离晶片11的方向移动，从而能够对小直径晶片23进行拾取。
在拾取工序之后，进行倒角工序，对从晶片11切出的小直径晶片23的外周部进行倒角。图6是示意性示出对小直径晶片23的外周部进行倒角的情况的立体图。小直径晶片23的外周部的倒角例如利用如下的方法来进行：使形成为圆筒状的倒角用的磨具4旋转，使其侧面4a与小直径晶片23的外周部接触。另外，磨具4的侧面4a按照与倒角后的小直径晶片23的外周部相对应的形状弯曲。
在倒角工序之后，进行保护部件去除工序，将第1保护部件13a和第2保护部件15a从小直径晶片23去除。图7是示意性示出去除了第1保护部件13a和第2保护部件15a后的小直径晶片23的立体图。在本实施方式中，第1保护部件13a和第2保护部件15a使用了环化橡胶等负型抗蚀剂材料，因此例如通过利用硫酸与过氧化氢溶液的混合液进行处理，能够将第1保护部件13a和第2保护部件15a从小直径晶片23去除。
另外，在保护部件去除工序中进行的具体的处理根据第1保护部件13a和第2保护部件15a的材质等而变更。例如在第1保护部件13a和第2保护部件15a使用水溶性的树脂的情况下，通过利用水等进行处理，能够将第1保护部件13a和第2保护部件15a从小直径晶片23去除。在第1保护部件13a和第2保护部件15a使用的是保护带等的情况下，将第1保护部件13a和第2保护部件15a从小直径晶片23剥离而去除即可。
在保护部件去除工序之后，进行清洗工序，对小直径晶片23进行清洗。在该清洗工序中，例如使用被称为RCA清洗等的清洗方法。具体而言，利用氢氧化铵水溶液与过氧化氢溶液的混合液对小直径晶片23进行处理，进一步利用氟酸进行处理，然后利用盐酸与过氧化氢溶液的混合液进行处理。但是，对于在清洗工序中进行的具体清洗的种类没有特别限制。
如上所述，在本实施方式的小直径晶片的制造方法中，从第1面(一个面)11a预先被加工成镜面的晶片11切出多个小直径晶片23，因此无需将切出的小直径晶片23加工成镜面。即，不必一张一张地将所切出的多个小直径晶片23加工成镜面，因此可提高小直径晶片23的生产率。
另外，在本实施方式的小直径晶片的制造方法中，按照在晶片11的第1面11a上包覆有第1保护部件13、在第2面(另一个面)11b上包覆有第2保护部件15的状态从晶片11切出多个小直径晶片23，因此可将切出时使小直径晶片23刮伤或附着异物的可能性抑制得较低。
同样地，在包覆有第1保护部件13a和第2保护部件15a的状态下对小直径晶片23的外周部进行倒角，因此能够将倒角时使小直径晶片23刮伤或附着异物的可能性抑制得较低。即，能够抑制小直径晶片23的品质的降低。
另外，本发明不限于上述实施方式的记载，可以进行各种变更并实施。例如，在上述实施方式中，通过使用可被晶片11吸收的波长(具有吸收性的波长)的激光束L1的烧蚀加工从晶片11切出多个小直径晶片23，但也可以利用其他方法切出多个小直径晶片23。
图8是示意性示出利用第1变形例的切出工序从晶片11切出小直径晶片23的情况的立体图。在该第1变形例的切出工序中，使用取芯钻(core drill)6，其包含圆筒状的中空体和设置于中空体的环状的下表面的切削刃(磨具)。
具体而言，如图8所示，使取芯钻6旋转而使其切削刃沿着切出预定线17切入晶片11。由此，利用取芯钻6沿着切出预定线17将晶片11挖通，从而能够从晶片11切出小直径晶片23。
图9是示意性示出利用第2变形例的切出工序将第2保护部件15的一部分去除的情况的立体图，图10是示意性示出利用第2变形例的切出工序从晶片11切出小直径晶片23的情况的立体图。在该第2变形例的切出工序中，将第2保护部件15作为掩模而进行等离子蚀刻，从而从晶片11切出多个小直径晶片23。
具体而言，首先如图9所示，使激光照射单元8与晶片11相对移动，从该激光照射单元8沿着相当于小直径晶片23的轮廓的切出预定线17照射激光束L2。由此，将第2保护部件15的相当于小直径晶片23的轮廓的部分去除。另外，在本实施方式中，使用红外线区域或紫外线区域的波长的激光束L2，但对于激光束L2的波长没有特别限制。
在沿着所有的切出预定线17将第2保护部件15去除之后，如图10所示，将残留在晶片11的第2面11b侧的第2保护部件15作为掩模而对晶片11的第2面11b侧进行等离子蚀刻。对于作用于晶片11的第2面11b的等离子P的种类没有特别限定，在本实施方式中，使用由混合有SF6、O2和He的反应性气体生成的等离子P。由此，能够从由硅形成的晶片11同时切出多个小直径晶片23。
另外，在上述的第2变形例中，将第2保护部件15的一部分去除而对晶片11的第2面11b侧进行等离子蚀刻，但也可以按照同样的顺序对晶片11的第1面11a侧进行等离子蚀刻。在该情况下，将第1保护部件13用作掩模。
另外，作为第3变形例，也可以利用对晶片11照射透过晶片11的波长(具有透过性的波长)的激光束的方法切出多个小直径晶片23。在该情况下，按照将激光束的聚光点定位于晶片的内部的方式沿着切出预定线17对晶片11照射激光束。
由此，能够对晶片11的内部进行改质而形成沿着切出预定线17的改质层。然后，若沿着改质层赋予力，则晶片11沿着该改质层断裂。即，能够从晶片11切出小直径晶片23。另外，可以在比切出预定线17靠外侧的区域进一步形成改质层，以便容易从晶片11切出小直径晶片23。
另外，也可以在对晶片11的第2面11b包覆第2保护部件15之前，对晶片11的第2面11b侧进行磨削而使该晶片11薄化至规定的厚度。同样地，也可以利用蚀刻等方法使晶片11薄化。另外，在上述实施方式中，对从晶片11切出的小直径晶片23进行拾取，但也可以将切出小直径晶片23后的晶片11的残余部分去除。
除此之外，上述实施方式和变形例的构造、方法等只要不脱离本发明的目的的范围，则可以适当变更并实施。

Claims (9)

1.一种小直径晶片的制造方法，其特征在于，
该小直径晶片的制造方法包含如下的工序：
保护部件包覆工序，在具有一个面和另一个面并且该一个面被加工成镜面的晶片的该一个面上包覆第1保护部件，在该晶片的该另一个面上包覆第2保护部件；
切出工序，从包覆有该第1保护部件和该第2保护部件的该晶片切出多个小直径晶片；
倒角工序，对该小直径晶片的外周部进行倒角；以及
保护部件去除工序，将该第1保护部件和该第2保护部件从该小直径晶片去除。
2.根据权利要求1所述的小直径晶片的制造方法，其特征在于，
在所述切出工序中，对所述晶片照射对于该晶片具有吸收性的波长的激光束，从而切出多个所述小直径晶片。
3.根据权利要求1所述的小直径晶片的制造方法，其特征在于，
在所述切出工序中，按照将对于所述晶片具有透过性的波长的激光束的聚光点定位于该晶片的内部的方式对该晶片照射该激光束而在该晶片的内部形成改质层，从而切出多个所述小直径晶片。
4.根据权利要求1所述的小直径晶片的制造方法，其特征在于，
在所述切出工序中，通过取芯钻挖通所述晶片，从而切出多个所述小直径晶片。
5.根据权利要求1所述的小直径晶片的制造方法，其特征在于，
在所述切出工序中，将所述第1保护部件或所述第2保护部件的相当于所述小直径晶片的轮廓的部分去除，并将该第1保护部件或该第2保护部件作为掩模而进行等离子蚀刻，从而切出多个该小直径晶片。
6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的小直径晶片的制造方法，其特征在于，
该小直径晶片的制造方法还具有如下的磨削工序：在将所述第2保护部件包覆在所述晶片的所述另一个面上之前，对该晶片的该另一个面侧进行磨削而使该晶片薄化至规定的厚度。
7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的小直径晶片的制造方法，其特征在于，
该小直径晶片的制造方法还具有如下的标记形成工序：在从所述晶片切出所述小直径晶片之前，在该晶片的所述一个面或所述另一个面上形成表示该小直径晶片的晶体取向的标记。
8.根据权利要求1至7中的任意一项所述的小直径晶片的制造方法，其特征在于，
该小直径晶片的制造方法还具有如下的拾取工序：在从所述晶片切出所述小直径晶片之后，对该小直径晶片进行拾取。
9.根据权利要求1至8中的任意一项所述的小直径晶片的制造方法，其特征在于，
该小直径晶片的制造方法还具有如下的清洗工序：在将所述第1保护部件和所述第2保护部件从所述小直径晶片去除之后，对该小直径晶片进行清洗。
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