CN110571131B - 倒角加工方法 - Google Patents

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Abstract

提供倒角加工方法，能够高效地对晶片的外周实施倒角加工。倒角加工方法至少包含如下的工序：粗加工工序，将激光光线(LB)的聚光点定位于晶片(2)的外周而照射激光光线(LB)，通过烧蚀而粗略地实施倒角加工；以及精加工工序，利用磨削磨具(30)对烧蚀加工后的晶片(2)的外周进行磨削而实施精加工。

Description

倒角加工方法
技术领域
本发明涉及对晶片的外周进行倒角的倒角加工方法。
背景技术
IC、LSI、LED等器件是在以Si(硅)或Al2O3(蓝宝石)等为原材料的晶片的正面上层叠功能层并由分割预定线进行划分而形成的。另外，功率器件、LED等是在以SiC(碳化硅)为原材料的晶片的正面上层叠功能层并由分割预定线进行划分而形成的。形成有器件的晶片通过切削装置、激光加工装置对分割预定线实施加工而分割成各个器件，分割得到的各器件被用于移动电话或个人计算机等电子设备。
供器件形成的晶片通常是利用线切割机将圆柱形状的锭薄薄地切断而生成的。切断得到的晶片的正面和背面通过研磨而精加工成镜面(例如，参照专利文献1)。但是，当利用线切割机将锭切断并对切断得到的晶片的正面和背面进行研磨时，锭的大部分(70％～80％)会被浪费，存在不经济的问题。特别是SiC锭，其硬度高，难以利用线切割机切断，需要花费相当长的时间，因此生产率差，并且锭的单价高，在高效地生成晶片方面具有课题。
因此，本申请人提出了下述技术：将对于SiC具有透过性的波长的激光光线的聚光点定位于SiC锭的内部而对SiC锭照射激光光线，在切断预定面形成分离层，沿着形成有分离层的切断预定面将晶片从SiC锭分离(例如，参照专利文献2)。
专利文献1：日本特开2000-94221号公报
专利文献2：日本特开2016-111143号公报
但是，存在如下的问题：当磨削磨具与晶片的外周抵接而实施倒角加工时，会花费相当长的时间，生产率较差。
发明内容
本发明是鉴于上述事实而完成的，其目的在于提供倒角加工方法，能够高效地对晶片的外周实施倒角加工。
为了解决上述课题，本发明提供以下的倒角加工方法。即，一种倒角加工方法，对晶片的外周进行倒角，其中，该倒角加工方法至少包含如下的工序：粗加工工序，将激光光线的聚光点定位于晶片的外周而照射激光光线，通过烧蚀而粗略地实施倒角加工；以及精加工工序，利用磨削磨具对烧蚀加工后的晶片的外周进行磨削而实施精加工。
优选该粗加工工序包含：第一粗加工工序，从晶片的第一面侧将激光光线的聚光点定位于晶片的外周而照射激光光线，通过烧蚀而粗略地实施倒角加工；以及第二粗加工工序，从晶片的第二面侧将激光光线的聚光点定位于晶片的外周而照射激光光线，通过烧蚀而粗略地实施倒角加工，该精加工工序包含：第一精加工工序，利用磨削磨具从晶片的第一面侧对晶片的外周进行磨削而实施精加工；以及第二精加工工序，利用磨削磨具从晶片的第二面侧对晶片的外周进行磨削而实施精加工。晶片可以是SiC晶片。
本发明所提供的倒角加工方法至少包含如下的工序：粗加工工序，将激光光线的聚光点定位于晶片的外周而照射激光光线，通过烧蚀而粗略地实施倒角加工；以及精加工工序，利用磨削磨具对烧蚀加工后的晶片的外周进行磨削而实施精加工，因此，能够高效地对晶片的外周实施倒角加工。
附图说明
图1的(a)是示出使第一面朝上而将晶片载置于激光加工装置的卡盘工作台上的状态的立体图，图1的(b)是示出实施第一粗加工工序的状态的立体图，图1的(c)是实施了第一粗加工工序的晶片的剖视图。
图2的(a)是示出使第二面朝上而将晶片载置于激光加工装置的卡盘工作台上的状态的立体图，图2的(b)是示出实施第二粗加工工序的状态的立体图，图2的(c)是实施了第二粗加工工序的晶片的剖视图。
图3的(a)是示出实施第一精加工工序的状态的立体图，图3的(b)是示出实施第一精加工工序的状态的剖视图。
图4的(a)是示出实施第二精加工工序的状态的立体图，图4的(b)是示出实施第二精加工工序的状态的剖视图，图4的(c)是实施了第二精加工工序的晶片的剖视图。
标号说明
2：晶片；4：第一面；6：第二面；30：磨削磨具；LB：激光光线。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的倒角加工方法的优选实施方式进行说明。
在图1中示出通过本发明的倒角加工方法实施倒角加工的晶片2。图示的实施方式中的晶片2是以SiC(碳化硅)为原材料的SiC晶片，形成为厚度为200μm左右的圆板状。该晶片2具有第一面4和位于与第一面4相反的一侧的第二面6，在晶片2的外周形成有表示晶体取向的第一定向平面8和第二定向平面10。另外，第二定向平面10的长度比第一定向平面8的长度短。
在本发明的倒角加工方法中，首先实施粗加工工序，将激光光线的聚光点定位于晶片2的外周而照射激光光线，通过烧蚀而粗略地实施倒角加工。粗加工工序例如可以使用在图1中示出了一部分的激光加工装置12来实施。激光加工装置12具有：卡盘工作台14，其对晶片2进行吸引保持；以及聚光器16，其对卡盘工作台14所吸引保持的晶片2照射脉冲激光光线LB。
如图1的(a)所示，在卡盘工作台14的上端部分配置有与吸引单元(未图示)连接的多孔质的圆形的吸附卡盘18，在卡盘工作台14中，利用吸引单元在吸附卡盘18的上表面上生成吸引力，对载置于上表面的晶片2进行吸引保持。另外，卡盘工作台14通过旋转单元(未图示)以上下方向为轴心进行旋转。聚光器16通过X轴进给单元(未图示)在图1中箭头X所示的X轴方向上相对于卡盘工作台14相对地进退，并且通过Y轴进给单元(未图示)在与X轴方向垂直的Y轴方向(图1中箭头Y所示的方向)上进退。另外，由X轴方向和Y轴方向所限定的平面实质上是水平的。
在图示的实施方式的粗加工工序中，首先实施第一粗加工工序，从晶片2的第一面4侧将激光光线的聚光点定位于晶片2的外周而照射激光光线，通过烧蚀而粗略地实施倒角加工。
在第一粗加工工序中，在使第一面4朝上而利用卡盘工作台14的上表面对晶片2进行吸引保持之后，利用激光加工装置12的拍摄单元(未图示)从上方对晶片2进行拍摄。接着，根据拍摄单元所拍摄的晶片2的图像，将聚光器16定位于晶片2的外周上方，并且将脉冲激光光线LB的聚光点定位于第一面4侧的外周。并且，如图1的(b)所示，一边使卡盘工作台14按照规定的旋转速度进行旋转，一边从聚光器16对第一面4侧的外周照射脉冲激光光线LB。由此，能够通过烧蚀对第一面4侧的外周粗略地实施倒角加工(第一粗加工)。在图1的(c)中，将实施了第一粗加工的部分用标号20表示。
在图示的实施方式的晶片2上形成有第一定向平面8和第二定向平面10，因此在沿着第一定向平面8和第二定向平面10照射脉冲激光光线LB时，除了卡盘工作台14的旋转以外，还利用X轴进给单元和Y轴进给单元使聚光器16适当移动，从而使聚光点沿着第一定向平面8和第二定向平面10移动。这样，对第一面4侧的整个外周照射脉冲激光光线LB。另外，可以不使聚光器16移动而使卡盘工作台14旋转并且在X轴方向和Y轴方向上移动，或者也可以不使卡盘工作台14进行动作而仅使聚光器16移动。
在图示的实施方式的粗加工工序中，在实施了第一粗加工工序之后，实施第二粗加工工序，从晶片2的第二面6侧将激光光线的聚光点定位于晶片2的外周而照射激光光线，通过烧蚀而粗略地实施倒角加工。
参照图2进行说明，在第二粗加工工序中，首先使第二面6朝上而利用卡盘工作台14对晶片2进行吸引保持。接着，与第一粗加工工序同样地，利用拍摄单元对晶片2进行拍摄，根据拍摄单元所拍摄的晶片2的图像，将聚光器16定位于晶片2的外周上方，并且将脉冲激光光线LB的聚光点定位于第二面6侧的外周。并且，如图2的(b)所示，一边使卡盘工作台14按照规定的旋转速度进行旋转，一边从聚光器16对第二面6侧的外周照射脉冲激光光线LB。由此，能够通过烧蚀对第二面6侧的外周粗略地实施倒角加工(第二粗加工)。在图2的(c)中，将实施了第二粗加工的部分用标号22表示。
在第二粗加工工序中，也使脉冲激光光线LB的聚光点和晶片2相对地适当移动，从而沿着第一定向平面8和第二定向平面10照射脉冲激光光线LB而对第二面6侧的整个外周照射脉冲激光光线LB。
如上所述的粗加工工序例如可以在以下的加工条件下实施。
脉冲激光光线的波长 ：1064nm
平均输出 ：5.0W
重复频率 ：10kHz
脉冲宽度 ：100ns
焦点距离 ：100mm
卡盘工作台的旋转速度 ：12度/秒
加工时间 ：30秒×2次(第一、第二粗加工工序)＝1分钟
在本发明的倒角加工方法中，在实施了粗加工工序之后，实施精加工工序，利用磨削磨具对烧蚀加工后的晶片2的外周进行磨削而实施精加工。精加工工序例如可以使用在图3中示出一部分的磨削装置24来实施。磨削装置24具有：卡盘工作台26，其对晶片2进行吸引保持；以及磨削磨轮28，其对卡盘工作台26所吸引保持的晶片2的外周进行磨削。
卡盘工作台26构成为利用上表面对晶片2进行吸引保持，并且构成为以上下方向为轴心进行旋转。磨削磨轮28构成为以X轴方向为轴心进行旋转，并且构成为在X轴方向和上下方向相对于卡盘工作台26相对地移动。另外，在圆盘状的磨削磨轮28的外周安装有环状的磨削磨具30，该磨削磨具30是将金刚石磨粒用金属结合剂等结合材料固定而形成的，并且外周成型为与倒角角度相对应的角度。
在图示的实施方式的精加工工序中，首先实施第一精加工工序，利用磨削磨具30从晶片2的第一面4侧对晶片2的外周进行磨削而实施精加工。
参照图3继续进行说明，在第一精加工工序中，在使第一面4朝上而利用卡盘工作台26对晶片2进行吸引保持之后，利用拍摄单元(未图示)从上方对晶片2进行拍摄。接着，根据拍摄单元所拍摄的晶片2的图像，将磨削磨轮28定位于晶片2的外周上方。并且，一边使卡盘工作台26从上方观察逆时针地按照规定的旋转速度进行旋转，一边使在图3中箭头A所示的方向上旋转的磨削磨轮28下降，将磨削磨具30的外周推抵于第一面4侧的外周(实施了第一粗加工的部分20)。由此，能够利用磨削磨具30对通过烧蚀而粗略地实施了倒角加工的第一面4侧的外周进行磨削而实施精加工。
在图示的实施方式的晶片2上形成有第一定向平面8和第二定向平面10，因此通过利用弹簧等适当的施力部件将磨削磨轮28朝向晶片2的外周进行施力等方式使磨削磨轮28沿着第一定向平面8和第二定向平面10移动。这样，对第一面4侧的整个外周实施精加工。
在图示的实施方式的精加工工序中，在实施了第一精加工工序之后，实施第二精加工工序，利用磨削磨具30从晶片2的第二面6侧对晶片2的外周进行磨削而实施精加工。
参照图4进行说明，在第二精加工工序中，首先使第二面6朝上而利用卡盘工作台26对晶片2进行吸引保持。接着，与第一精加工工序同样地，利用拍摄单元对晶片2进行拍摄，根据拍摄单元所拍摄的晶片2的图像，将磨削磨轮28定位于晶片2的外周上方。并且，一边使卡盘工作台26从上方观察逆时针地按照规定的旋转速度进行旋转，一边使在A方向上旋转的磨削磨轮28下降，将磨削磨具30的外周推抵于第二面6侧的外周(实施了第二粗加工的部分22)。由此，能够利用磨削磨具30对通过烧蚀而粗略地实施了倒角加工的第二面6侧的外周进行磨削而实施精加工。
另外，在第二精加工工序中，也通过利用弹簧等适当的施力部件将磨削磨轮28朝向晶片2的外周施力等方式使磨削磨轮28沿着第一定向平面8和第二定向平面10移动，对第二面6侧的整个外周实施精加工。
如上所述的精加工工序例如可以在以下的加工条件下实施。
金刚石磨粒 ：0.5μm～2.0μm(25重量％)
结合材料 ：金属结合剂(75重量％)
形状 ：直径为60mm、厚度为10mm
前端倾斜角度 ：45度
磨削磨轮的旋转速度 ：20000rpm
卡盘工作台的旋转速度 ：2度/秒
加工时间 ：3分钟×2次(第一、第二精加工工序)＝6分钟
如上所述，在图示的实施方式的倒角加工方法中，至少包含如下的工序：粗加工工序，将激光光线LB的聚光点定位于晶片2的外周而对晶片2照射激光光线LB，通过烧蚀而粗略地实施倒角加工；以及精加工工序，利用磨削磨具30对烧蚀加工后的晶片2的外周进行磨削而实施精加工，因此，能够降低磨削磨具的磨削量和磨削时间，即使晶片2由SiC等比较硬的原材料形成，与仅利用磨削磨具的磨削进行倒角加工的情况相比，能够以短时间高效地对晶片2的外周实施倒角加工。
另外，在图示的实施方式中，对在实施了第一粗加工工序之后实施第二粗加工工序，接着在实施了第一精加工工序之后实施第二精加工工序的例子进行了说明，但也可以在实施了第一粗加工工序之后实施第一精加工工序，接着在实施了第二粗加工工序之后实施第二精加工工序。

Claims (3)

1.一种倒角加工方法，对晶片的外周进行倒角，其中，
该倒角加工方法至少包含如下的工序：
粗加工工序，将激光光线的聚光点定位于晶片的外周而照射激光光线，通过烧蚀而粗略地实施倒角加工；以及
精加工工序，利用磨削磨具对烧蚀加工后的晶片的外周进行磨削而实施精加工，
该粗加工工序包含：
第一粗加工工序，从晶片的第一面侧将激光光线的聚光点定位于晶片的外周而照射激光光线，通过烧蚀而粗略地实施倒角加工；以及
第二粗加工工序，从晶片的第二面侧将激光光线的聚光点定位于晶片的外周而照射激光光线，通过烧蚀而粗略地实施倒角加工，
该精加工工序包含：
第一精加工工序，利用磨削磨具从晶片的第一面侧对晶片的外周进行磨削而实施精加工；以及
第二精加工工序，利用磨削磨具从晶片的第二面侧对晶片的外周进行磨削而实施精加工，
在该精加工工序中，针对构成为以上下方向为轴心进行旋转的卡盘工作台所保持的晶片的外周，将环状的磨削磨具的外周按压于实施了该粗加工工序的晶片的外周而实施该精加工，该环状的磨削磨具安装于以与该卡盘工作台的轴心垂直的方向为轴心进行旋转的圆盘状的磨削磨轮的外周，并成型为与倒角角度相对应的角度。
2.根据权利要求1所述的倒角加工方法，其中，
在该粗加工工序中，将对激光光线进行会聚而照射的聚光器定位于晶片的外周上方，对该第一面和第二面垂直地照射激光光线。
3.根据权利要求1或2所述的倒角加工方法，其中，
所述晶片是SiC晶片。
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