CN113380608A - 芯片的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供芯片的制造方法，能够抑制芯片的品质降低。芯片的制造方法将晶片沿着分割预定线分割成多个芯片，该芯片的制造方法具有如下的工序：晶片保持工序，利用卡盘工作台对晶片的第1面侧进行保持而使晶片的第2面侧露出；改质层形成工序，通过从晶片的第2面侧将对于晶片具有透过性并且在第1聚光点和第2聚光点处聚光的激光束按照将第1聚光点和第2聚光点定位于晶片的内部的方式进行照射，在第1聚光点和第2聚光点所定位的区域中分别形成改质区域，并形成包含沿着分割预定线排列的多个改质区域的改质层；以及分割工序，对晶片施加外力，将晶片沿着分割预定线分割成多个芯片。

Description

芯片的制造方法
技术领域
本发明涉及芯片的制造方法，将晶片分割成多个芯片。
背景技术
在器件芯片的制造工序中，使用在由相互交叉的多条分割预定线(间隔道)划分出的多个区域中分别形成有IC(Integrated Circuit：集成电路)等器件的晶片。通过沿着分割预定线对该晶片进行分割，制造出分别具有器件的多个器件芯片。
在晶片的分割中主要使用切削装置，该切削装置具有：卡盘工作台，其对晶片进行保持；以及主轴(旋转轴)，其安装有对晶片进行切削的圆环状的切削刀具。通过使切削刀具进行旋转并切入卡盘工作台所保持的晶片，晶片沿着分割预定线被切断而被分割。
另一方面，近年来，通过激光加工对晶片进行分割的技术也受到关注。例如，提出了如下的方法：使对于晶片具有透过性的激光束聚光在晶片的内部，在晶片的内部沿着分割预定线形成改质后的层(改质层(变质层))(参照专利文献1)。晶片的形成有改质层的区域变得比其他区域脆。因此，当对形成有改质层的晶片施加外力时，晶片以改质层为起点被分割。
但是，根据晶片的厚度、材质等，即使在晶片上形成仅一层改质层并施加外力，有时晶片也不会以改质层为起点被适当地分割。在该情况下，在晶片的厚度方向上沿着各分割预定线形成多个改质层(参照专利文献2)。例如，一边阶段性地改变激光束的聚光点的高度，一边沿着各分割预定线各照射多次激光束，从而在晶片上形成多个改质层。
专利文献1：日本特开2004-179302号公报
专利文献2：日本特开2009-10105号公报
在改质层的形成工序中，例如通过照射激光束，在晶片的内部沿着分割预定线以规定的间隔形成有多个改质后的区域(改质区域)。在该情况下，改质层相当于包含沿着分割预定线排列的多个改质区域的层。
当形成有改质区域时，在该改质区域中产生龟裂(解理面)。而且，当从改质区域发展的龟裂到达接下来应形成改质区域的区域时，在之后向该区域照射激光束时，由于龟裂而产生激光束的漫反射。
当在晶片的内部产生激光束的漫反射时，难以在被照射了激光束的区域中适当地形成改质区域，改质层有时不能作为晶片的分割起点而充分地发挥功能。另外，由于激光束的漫反射，在改质区域中产生的龟裂容易向未预期的方向呈放射状地发展，或者容易与预期相反地形成较长的龟裂。由于该不规则的龟裂，在后面的工序中对晶片进行分割时，有可能将晶片的断裂向不希望的方向引导。
如上所述，如果在形成改质区域时产生激光束的漫反射，则在对晶片施加外力时，晶片难以沿着分割预定线被适当地分割。其结果为，有可能在晶片的分割时芯片破损或者在芯片的侧面(分割面)形成凹凸，芯片的品质降低。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于，提供能够抑制芯片的品质降低的芯片的制造方法。
根据本发明的一个方式，提供一种芯片的制造方法，将晶片沿着分割预定线分割成多个芯片，其中，该芯片的制造方法具有如下的工序：晶片保持工序，利用卡盘工作台对该晶片的第1面侧进行保持而使该晶片的第2面侧露出；改质层形成工序，通过从该晶片的该第2面侧将对于该晶片具有透过性并且在第1聚光点和第2聚光点处聚光的激光束按照将该第1聚光点和该第2聚光点定位于该晶片的内部的方式进行照射，在该第1聚光点和该第2聚光点所定位的区域中分别形成改质区域，并形成包含沿着该分割预定线排列的多个该改质区域的改质层；以及分割工序，对该晶片施加外力，将该晶片沿着该分割预定线分割成多个该芯片，在改质层形成工序中，在形成于该第1聚光点所定位的区域的该改质区域中产生的龟裂与在形成于该第2聚光点所定位的区域的该改质区域中产生的龟裂连结。
另外，优选的是，该改质层形成工序具有如下的工序：第1改质层形成工序，通过从该晶片的该第2面侧照射该激光束，形成包含沿着该分割预定线排列的多个该改质区域的第1改质层；以及第2改质层形成工序，通过从该晶片的该第2面侧照射该激光束，在比该第1改质层靠该晶片的该第1面侧的位置形成包含沿着该分割预定线排列的多个该改质区域的第2改质层。
另外，根据本发明的另一方式，提供一种芯片的制造方法，将晶片沿着分割预定线分割成多个芯片，其中，该芯片的制造方法具有如下的工序：晶片保持工序，利用卡盘工作台对该晶片的第1面侧进行保持而使该晶片的第2面侧露出；改质层形成工序，通过从该晶片的该第2面侧将对于该晶片具有透过性并且在第1聚光点、第2聚光点、第3聚光点以及第4聚光点处聚光的激光束按照将该第1聚光点和该第2聚光点定位于该晶片的内部的第1区域并且将该第3聚光点和该第4聚光点定位于该晶片的内部的位于比该第1区域靠该晶片的该第1面侧的位置的第2区域的方式进行照射，在该第1聚光点至该第4聚光点所定位的区域中分别形成改质区域，并形成包含沿着该分割预定线排列的多个该改质区域的第1改质层和第2改质层；以及分割工序，对该晶片施加外力，将该晶片沿着该分割预定线分割成多个该芯片，在改质层形成工序中，在形成于该第1聚光点所定位的区域的该改质区域中产生的龟裂与在形成于该第2聚光点所定位的区域的该改质区域中产生的龟裂连结，并且在形成于该第3聚光点所定位的区域的该改质区域中产生的龟裂与在形成于该第4聚光点所定位的区域的该改质区域中产生的龟裂连结。
在本发明的一个方式的芯片的制造方法中，通过向晶片照射在多个聚光点聚光的激光束，在聚光点所定位的区域中分别形成改质区域，在一个改质区域中产生的龟裂与在其他改质区域中产生的龟裂连结。
根据上述芯片的制造方法，能够将激光束的聚光点定位于晶片内部的未形成龟裂的区域而形成改质区域，并且能够形成使相邻的改质区域连结的龟裂。由此，抑制激光束的漫反射，适当地形成改质层。其结果为，晶片容易沿着分割预定线被分割，从而抑制芯片的品质降低。
附图说明
图1的(A)是示出晶片的立体图，图1的(B)是示出粘贴有保护部件的晶片的立体图。
图2是示出激光加工装置的局部剖视主视图。
图3是示出激光照射单元的结构例的示意图。
图4的(A)是示出被照射了激光束的晶片的一部分的剖视图，图4的(B)是示出改质区域的剖视图。
图5的(A)是示出形成有第2层的改质层的晶片的一部分的剖视图，图5的(B)是示出形成有多个改质层的晶片的一部分的剖视图。
图6是示出粘贴有扩展带的晶片的立体图。
图7是示出扩展装置的立体图。
图8的(A)是示出对晶片进行保持的扩展装置的剖视图，图8的(B)是示出对扩展带进行扩展的扩展装置的剖视图。
图9是示出具有照射在4个聚光点聚光的激光束的激光照射单元的激光加工装置的局部剖视主视图。
图10是示出被照射了在4个聚光点聚光的激光束的晶片的一部分的剖视图。
图11的(A)是示出比较例的芯片的侧面的图像图，图11的(B)是示出实施例的芯片的侧面的图像图。
标号说明
11：晶片；11a：正面(第1面)；11b：背面(第2面)；13：分割预定线(间隔道)；15：器件；17：保护部件；19、19a、19b、19c、19d：改质区域(变质区域)；21、21a、21b：龟裂(裂纹)；23：改质层(变质层)；25：扩展带；27：框架；27a：开口；29：芯片(器件芯片)；31：芯片；33：改质层(变质层)；35：龟裂(裂纹)；37：分割痕；41：芯片；43：改质层(变质层)；2：激光加工装置；4：卡盘工作台(保持工作台)；4a：保持面；6：激光照射单元；8：激光束；8a、8b：聚光点(聚光位置)；10：激光振荡器；12：反射镜；14：激光分支部；16：聚光透镜；22：扩展装置(分割装置)；24：滚筒；26：框架保持单元；28：支承台；30：夹具；32：杆；34：气缸；36：基座；40：激光照射单元；42：激光束；42a、42b、42c、42d：聚光点(聚光位置)。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的一个方式的实施方式进行说明。首先，对能够用于本实施方式的芯片的制造方法的晶片的结构例进行说明。图1的(A)是示出晶片11的立体图。
晶片11例如使用硅等材料形成为圆盘状，具有大致相互平行的正面(第1面)11a和背面(第2面)11b。晶片11被以相互交叉的方式呈格子状排列的多条分割预定线(间隔道)13划分成多个矩形状的区域。
在由分割预定线13划分出的多个区域的正面11a侧分别形成有IC(IntegratedCircuit：集成电路)、LSI(Large Scale Integration：大规模集成电路)、MEMS(MicroElectro Mechanical Systems：微机电系统)等器件15。当沿着分割预定线13对晶片11进行分割时，得到分别具有器件15的多个芯片(器件芯片)。
另外，晶片11的材质、形状、构造、大小等没有限制。例如，晶片11也可以是由硅以外的半导体(GaAs、SiC、InP、GaN等)、蓝宝石、玻璃、陶瓷、树脂、金属等构成的基板。另外，器件15的种类、数量、形状、构造、大小、配置等也没有限制，也可以在晶片11上不形成器件15。
在晶片11上形成有当在后面的工序中对晶片11进行分割时作为分割的起点(分割的诱因)发挥功能的分割起点。例如，对晶片11实施激光加工，使晶片11的内部沿着分割预定线13改质(变质)，由此形成分割起点。
晶片11内部的形成有分割起点的区域(改质后的区域)变得比晶片11的其他区域脆。因此，当对形成有分割起点的晶片11施加外力时，晶片11以分割起点为起点沿着分割预定线13断裂。由此，得到分别具有器件15的多个器件芯片。
在通过激光加工在晶片11上形成分割起点时，例如从晶片11的背面11b侧照射激光束。在该情况下，在晶片11的正面11a侧粘贴有保护部件17。图1的(B)是示出粘贴有保护部件17的晶片11的立体图。
作为保护部件17，能够使用具有形成为圆形的薄膜状的基材和设置在基材上的粘接层(糊层)的片(带)。例如，基材由聚烯烃、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯等树脂形成，粘接层由环氧系、丙烯系或橡胶系的粘接剂等形成。另外，粘接层也可以使用通过照射紫外线而固化的紫外线固化型的树脂。
例如，保护部件17形成为与晶片11大致相同直径的圆形，并以覆盖多个器件15的方式粘贴于晶片11的正面11a侧。通过该保护部件17来保护多个器件15。
为了形成分割起点，使用通过照射激光束来对晶片11进行加工的激光加工装置。图2是示出激光加工装置2的局部剖视主视图。激光加工装置2具有：卡盘工作台(保持工作台)4，其对晶片11进行保持；以及激光照射单元6，其照射激光束8。
在卡盘工作台4上连接有电动机等旋转驱动源(未图示)和滚珠丝杠式的移动机构(未图示)。旋转驱动源使卡盘工作台4绕与Z轴方向(铅垂方向、上下方向)大致平行的旋转轴进行旋转。另外，移动机构使卡盘工作台4沿着X轴方向(加工进给方向、第1水平方向)和Y轴方向(分度进给方向、第2水平方向)移动。
卡盘工作台4的上表面构成对晶片11进行保持的保持面4a。保持面4a是与X轴方向和Y轴方向大致平行的平坦面。例如，保持面4a与晶片11的形状对应地形成为圆形。但是，保持面4a的形状能够根据晶片11的形状等而适当变更。保持面4a经由形成于卡盘工作台4的内部的流路(未图示)和阀(未图示)而与喷射器等吸引源(未图示)连接。
在卡盘工作台4的上方设置有激光照射单元6。激光照射单元6朝向卡盘工作台4所保持的晶片11照射激光束8。激光束8的照射条件被设定为在晶片11的被照射了激光束8的区域中形成因多光子吸收被改质而变质的区域(改质区域(变质区域))。
具体而言，激光束8的波长被设定为使激光束8对于晶片11表现出透过性。因此，从激光照射单元6向晶片11照射至少一部分透过晶片11(对于晶片11具有透过性)的激光束8。另外，激光束8的其他照射条件(输出、脉冲宽度、光斑直径、重复频率等)也以在晶片11上形成改质区域的方式适当设定。
另外，激光照射单元6构成为使激光束8至少在2个以上的聚光点(聚光位置)聚光。图2示出激光束8在2个聚光点(聚光位置)8a、8b聚光的例子。
图3是示出激光照射单元6的结构例的示意图。激光照射单元6具有脉冲振荡出激光束的激光振荡器10。作为激光振荡器10，例如使用YAG激光器、YVO4激光器、YLF激光器等。从激光振荡器10脉冲振荡出的激光束8被反射镜12反射而入射到激光分支部14，并由激光分支部14分支为多个(在图3中为两个)光束。然后，被分支的激光束8通过聚光透镜16聚光在规定的位置。
激光分支部14的结构只要能够使激光束8分支则没有限制。例如，激光分支部14由LCOS-SLM(Liquid Crystal On Silicon-Spatial Light Modulator：硅上液晶-空间光调制器)、衍射光学元件(DOE：Diffractive Optical Element)等构成。
构成图2所示的激光加工装置2的结构要素(与卡盘工作台4连结的旋转驱动源和移动机构、激光照射单元6等)分别与对激光加工装置2的各结构要素的动作进行控制的控制部(未图示)连接。通过该控制部，对卡盘工作台4的位置、激光束8的照射条件等进行控制。
控制部例如由计算机构成，包含：处理部，其进行激光加工装置2的运转所需的各种处理(运算等)；以及存储部，其存储用于由处理部进行的处理的各种信息(数据、程序等)。处理部例如构成为包含CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)等处理器。另外，存储部由ROM(Read Only Memory：只读存储器)、RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)等存储器构成。
在利用激光加工装置2对晶片11进行加工时，首先，利用卡盘工作台4对晶片11进行保持(晶片保持工序)。具体而言，将晶片11以正面11a侧(保护部件17侧)与保持面4a对置且背面11b侧向上方露出的方式配置在卡盘工作台4上。在该状态下，当使吸引源的负压作用于保持面4a时，晶片11的正面11a侧被卡盘工作台4吸引保持。
接着，向晶片11照射激光束8，在晶片11中形成改质层(改质层形成工序)。在改质层形成工序中，首先，使卡盘工作台4进行旋转，使一条分割预定线13(参照图1的(A)和图1的(B))的长度方向与X轴方向一致。另外，调整卡盘工作台4在Y轴方向上的位置，以便使激光束8的聚光点8a、8b配置在一条分割预定线13的延长线上。
然后，一边从激光照射单元6照射激光束8，一边使卡盘工作台4沿着X轴方向移动(加工进给)。由此，对晶片11进行保持的卡盘工作台4和激光照射单元6沿着X轴方向相对地移动，激光束8沿着一条分割预定线13进行扫描。此时，激光束8的聚光点8a、8b被定位成沿着与卡盘工作台4的移动方向(图2的箭头A所示的方向)平行的方向相邻。
图4的(A)是示出被照射了激光束8的晶片11的一部分的剖视图。在改质层形成工序中，激光束8的聚光点8a、8b以沿着分割预定线13(参照图1的(A)和图1的(B))相邻的方式定位在晶片11的内部。而且，当从晶片11的背面11b侧照射激光束8时，在晶片11的被照射了激光束8的区域中形成有改质区域(变质区域)19。该改质区域19相当于通过多光子吸收被改质而变质的区域。
另外，当形成改质区域19时，在改质区域19中产生龟裂(裂纹)21(参照图4的(B))，并从改质区域19呈放射状发展。当在后面的工序中对晶片11进行分割时，该改质区域19和龟裂21作为分割起点而发挥功能。
这里，向晶片11的聚光点8a、8b所定位的区域分别同时照射激光束8，同时形成改质区域19a、19b。该改质区域19a、19b以与聚光点8a、8b之间的距离对应的间隔沿着分割预定线13(参照图1的(A)和图1的(B))形成。
图4的(B)是示出改质区域19a、19b的剖视图。在图4的(B)中示出了形成在晶片11的聚光点8a、8b所定位的区域的改质区域19a、19b以及从改质区域19a、19b分别向晶片11的厚度方向(图4的(B)的上下方向)和晶片11的径向(图4的(B)的左右方向)发展的龟裂(裂纹)21a、21b。
按照从改质区域19a发展的龟裂21a和从改质区域19b发展的龟裂21b能够连结的方式设定聚光点8a、8b之间的距离。因此，当通过照射激光束8而同时形成改质区域19a、19b时，龟裂21a与龟裂21b连结，改质区域19a、19b经由龟裂21a、21b而连结。其结果为，在晶片11的内部沿着分割预定线13连续地形成有分割起点。例如，聚光点8a、8b之间的距离被设定为3μm以上且16μm以下，优选被设定为4μm以上且8μm以下。
而且，当使在聚光点8a、8b聚光的激光束8沿着分割预定线13进行扫描时，沿着分割预定线13逐组依次形成一对改质区域19a、19b。其结果为，在晶片11的内部形成有包含沿着分割预定线13排列的多个改质区域19的改质层(变质层)23。
另外，各改质区域19a、19b形成于比刚刚形成的改质区域19a、19b靠激光束8的扫描方向的前方侧(卡盘工作台4的移动方向(图2的箭头A)的后方侧)的位置。因此，新的改质区域19a或改质区域19b不会重复地形成在与已经形成于晶片11的其他改质区域19相同的场所。
这里，在激光束8在聚光点8a、8b同时聚光时，与聚光点8a相比，聚光点8b被定位于与已经形成于晶片11的其他改质区域19(特别是，刚刚形成的改质区域19b)远离的位置。因此，聚光点8b容易定位于不存在从已经形成于晶片11的其他改质区域19发展的龟裂21的区域。其结果为，抑制激光束8在龟裂21所存在的区域中聚光时可能产生的激光束8的漫反射。
当晶片11的内部的激光束8的漫反射被抑制时，改质区域19容易形成于期望的区域，并且不容易产生龟裂21向未预期的方向发展的现象或与预期相反地形成较长的龟裂21的现象。其结果为，在晶片11上形成有包含适当地形成的改质区域19且抑制了不规则的龟裂21的产生的改质层23。
另外，优选改质区域19a形成于使从改质区域19a发展的龟裂21a与从已经形成于晶片11的其他改质区域19(特别是，刚刚形成的改质区域19b)发展的龟裂21连结的位置。由此，能够使在不同的时机形成的两组改质区域19a、19b经由龟裂21而连结，从而能够在晶片11的内部形成无缝隙的分割起点。
另外，优选激光束8的聚光点8a被定位于不存在从已经形成于晶片11的其他改质区域19发展的龟裂21的区域。由此，进一步抑制激光束8的漫反射。
被照射激光束8的区域的间隔(与改质区域19a彼此的间隔和改质区域19b彼此的间隔对应)能够通过控制卡盘工作台4的移动速度(加工进给速度)和激光束8的重复频率来进行调整。例如，被照射激光束8的区域的间隔被设定为6μm以上且32μm以下，优选被设定为8μm以上且16μm以下。
而且，在沿着一条分割预定线13形成改质层23之后，重复进行同样的步骤，沿着另一条分割预定线13形成改质层23。由此，得到改质层23沿着所有分割预定线13呈格子状形成的晶片11。
晶片11的形成有改质层23的区域比晶片11的其他区域脆。因此，当对形成有改质层23的晶片11施加外力时，晶片11以改质层23为起点而沿着分割预定线13断裂。
另外，根据晶片11的厚度、材质等，优选在晶片11的厚度方向上形成多个改质层23。例如，在晶片11是厚度为200μm以上的硅晶片的情况等下，通过形成2层以上的改质层23，晶片11容易被适当地分割。在形成多个改质层23的情况下，沿着已经形成有改质层23的分割预定线13，进一步形成改质层23。
图5的(A)是示出形成有多个改质层23的晶片11的一部分的剖视图。在对晶片11形成多个改质层23的情况下，首先，形成一个改质层23(第1改质层23)(第1改质层形成工序)，然后，在与第1改质层不同的区域中形成其他改质层23(第2改质层23)(第2改质层形成工序)。
这里，确认从改质区域19产生的龟裂21(参照图4的(B))容易朝向激光束8入射的方向(背面11b侧)延伸。因此，在对晶片11形成多个改质层23的情况下，优选从晶片11的背面11b侧朝向正面11a侧依次形成改质层23。
具体而言，在第2改质层形成工序中，将激光束8的聚光点8a、8b定位于比形成第1改质层23时靠晶片11的正面11a侧(下表面侧)的位置。然后，通过与形成第1改质层23时同样的步骤，将第2改质层23形成于比第1改质层23靠晶片11的正面11a侧的位置。
在该情况下，用于形成第2改质层23的激光束8聚光在由第1改质层23产生的龟裂21不容易发展的区域(晶片11的正面11a侧)。由此，激光束8不容易聚光在龟裂21所存在的区域，从而抑制激光束8的漫反射。
另外，如上所述，第1改质层23在不容易产生不规则的龟裂21的条件下形成。因此，在形成第2改质层23时，即使激光束8经由第1改质层23而照射到形成第2改质层23的区域，在第1改质层23中也不容易产生激光束8的未预期的反射。由此，容易适当地形成第2改质层23。
图5的(B)是示出形成有多个改质层23的晶片11的一部分的剖视图。如图5的(B)所示，通过在晶片11中形成多个改质层23，例如即使在晶片11较厚的情况下，也能够适当地分割晶片11。另外，形成于晶片11的改质层23的层数没有限制，根据晶片11的厚度、材质等而适当设定。
接着，对晶片11施加外力，将晶片11沿着分割预定线13分割为多个芯片(分割工序)。例如，分割工序是通过将晶片11粘贴于扩展带并使该扩展带扩展来实施的。图6是示出粘贴有扩展带25的晶片11的立体图。
扩展带25是能够通过施加外力而扩展的带(具有扩展性的带)。例如，作为扩展带25，能够使用具有形成为圆形的薄膜状的基材和设置在基材上的粘接层(糊层)的片。基材和粘接层的材料的例子与保护部件17(参照图1的(B))相同。但是，扩展带25只要具有扩展性并且能够粘贴于晶片11，则其构造和材料没有限制。
例如，直径比晶片11大的圆形的扩展带25粘贴于晶片11的背面11b侧。另外，扩展带25的外周部粘贴于由金属等构成且在中央部具有圆形的开口27a的环状的框架27上。另外，开口27a的直径比晶片11的直径大，晶片11配置于开口27a的内侧。当将扩展带25粘贴于晶片11和框架27时，晶片11隔着扩展带25而被框架27支承。
然后，从晶片11的正面11a侧剥离保护部件17。由此，晶片11的正面11a侧(器件15侧)露出。在该状态下，如果将扩展带25朝向半径方向外侧拉伸而使扩展带25扩展，则对晶片11施加外力，晶片11被分割成多个芯片。
在扩展带25的扩展中例如使用对扩展带25进行扩展的扩展装置。图7是示出扩展装置(分割装置)22的立体图。扩展装置22拉伸扩展带25而使扩展带25扩展，对形成有改质层23的晶片11进行分割。
扩展装置22具有：圆筒状的滚筒24，其直径比晶片11大；以及框架保持单元26，其保持对晶片11进行支承的框架27(参照图6参照)。框架保持单元26具有对框架27进行支承的环状的支承台28。支承台28以围绕滚筒24的上端部的方式设置，并以支承台28的上表面的高度与滚筒24的上端的高度大致一致的方式配置。
在支承台28的外周部固定有多个夹具30。多个夹具30沿着支承台28的周向大致等间隔地配置，把持并固定配置在支承台28上的框架27。通过将框架27配置在支承台28上，利用多个夹具30对框架27进行固定，框架27被框架保持单元26保持。
支承台28被沿着铅垂方向(上下方向)移动(升降)的多个杆32支承，在各杆32的下端部连接有使杆32升降的气缸34。另外，多个气缸34被环状的基座36支承。当通过气缸34使杆32下降时，支承台28与框架27一起向下侧移动。
在分割工序中，首先，使气缸34进行动作，调节支承台28的高度，以使滚筒24的上端的高度与支承台28的上表面的高度一致。然后，将支承着晶片11的状态的框架27(参照图6)配置在支承台28上。此时，在俯视时，晶片11配置于滚筒24的外周的内侧。然后，利用多个夹具30对配置在支承台28上的框架27进行固定。
由此，晶片11借助扩展带25和框架27而被框架保持单元26保持。图8的(A)是示出对晶片11进行保持的扩展装置22的剖视图。另外，在晶片11上沿着分割预定线13(参照图1的(A))呈格子状地形成有改质层23。
接着，使气缸34进行动作而拉下支承台28，使框架27向下侧移动。由此，被滚筒24的上端支承的扩展带25被向半径方向外侧拉伸而扩展。其结果为，对晶片11施加朝向晶片11的半径方向外侧的外力。
图8的(B)是示出对扩展带25进行扩展的扩展装置22的剖视图。当通过扩展带25的扩展对晶片11施加外力时，晶片11沿着改质层23断裂而被分割成多个芯片(器件芯片)29。即，改质层23作为分割起点而发挥功能。这样，晶片11被分割，制造出芯片29。另外，在分割晶片11之后，各芯片29例如被筒夹(未图示)拾取，并安装于规定的基板(布线基板等)。
如上所述，在本实施方式的芯片的制造方法中，通过向晶片11照射在聚光点8a、8b聚光的激光束8，在聚光点8a、8b所定位的区域中分别形成有改质区域19a、19b，在改质区域19a中产生的龟裂21a与在改质区域19b中产生的龟裂21b连结。
根据上述芯片的制造方法，能够将激光束8的聚光点8a、8b定位于晶片11内部的未形成龟裂21的区域而形成改质区域19a、19b，并且能够形成使相邻的改质区域19a、19b连结的龟裂。由此，抑制激光束8的漫反射，适当地形成改质层23。其结果为，晶片11容易沿着分割预定线13被分割，从而抑制芯片29的品质降低。
另外，在上述实施方式中，对使用仅在两个聚光点8a、8b聚光的激光束8来形成改质层23的例子进行了说明，但用于形成改质层23的激光束的聚光点的数量也可以是3个以上。在该情况下，改质区域19同时形成在3处以上，并且从相邻的改质区域19发展的龟裂21相互连结。
另外，在激光束在4个以上的聚光点聚光的情况下，也可以在将两个以上的聚光点分别定位于晶片11内部的不同的深度位置的状态下向晶片11照射激光束。在该情况下，能够以同时进行的方式形成2层以上的改质层23。
图9是示出具有照射在4个聚光点(聚光位置)42a、42b、42c、42d聚光的激光束42的激光照射单元40的激光加工装置2的局部剖视主视图。如图9所示，激光照射单元40使激光束42在聚光点42a、42b、42c、42d聚光。
激光照射单元40能够与激光照射单元6(参照图3)同样地构成。但是，激光分支部14构成为将从激光振荡器10振荡出的激光束分支为4个。例如，作为激光分支部14，使用将激光束分支为4个的LCOS-SLM。
如图9所示，激光照射单元40在将聚光点42a、42b和聚光点42c、42d定位于晶片11内部的不同的深度位置的状态下照射激光束42。具体而言，聚光点42a、42b被定位于晶片11的内部的第1区域，聚光点42c、42d被定位于第2区域，该第2区域位于比该第1区域靠晶片11的正面11a侧的位置。然后，通过向晶片11照射激光束42，在晶片11上以同时进行的方式形成2层改质层23。
图10是示出被照射了在4个聚光点42a、42b、42c、42d聚光的激光束42的晶片11的一部分的剖视图。例如，聚光点42a、42b、42c、42d沿着分割预定线13(参照图1的(A))以规定的间隔被定位。另外，聚光点42a、42b被定位于晶片11内部中的应形成第1层的改质层23的区域(第1区域)。此外，聚光点42c、42d被定位于晶片11内部中的应形成第2层的改质层23的区域(第2区域)。
在该状态下，向晶片11的背面11b侧照射激光束42。由此，在聚光点42a、42b所定位的区域中同时形成改质区域(变质区域)19a、19b，并且在聚光点42c、42d所定位的区域中同时形成改质区域(变质区域)19c、19d。
另外，按照从改质区域19a产生的龟裂21和从改质区域19b产生的龟裂21能够连结的方式设定聚光点42a、42b的间隔。同样，按照从改质区域19c产生的龟裂21和从改质区域19d产生的龟裂21能够连结的方式设定聚光点42c、42d的间隔。
因此，当形成改质区域19a、19b、19c、19d时，在改质区域19a、19b中产生的龟裂相互连结，并且在改质区域19c、19d中产生的龟裂相互连结(参照图4的(B))。聚光点42a、42b之间的距离和聚光点42c、42d之间的距离被分别设定为例如3μm以上且16μm以下，优选被设定为4μm以上且8μm以下。
如上所述，通过将聚光点42a、42b和聚光点42c、42d定位于晶片11内部的不同的深度位置，能够以同时进行的方式形成2层改质层23。由此，在晶片11上形成多个改质层23的情况下，能够实现工序的简化和加工时间的缩短。
接着，说明对使用本实施方式的芯片的制造方法制造出的芯片进行评价的结果。在本评价中，对通过现有的芯片的制造方法而得到的芯片(比较例)和通过本实施方式的芯片的制造方法而得到的芯片(实施例)进行了比较。
在比较例中，通过从硅晶片(直径为200mm、厚度为300μm)的背面侧(上表面侧)照射在1处聚光的激光束(纳秒脉冲激光)而形成了改质层。然后，通过对该硅晶片施加外力(参照图8的(A)和图8的(B))来分割硅晶片，制造出比较例的芯片。
在比较例的芯片的制造工序中，通过在将激光束的聚光点(1处)定位于硅晶片的内部的状态下扫描激光束，沿着各分割预定线形成了包含多个改质区域的改质层。然后，重复进行同样的工序，得到形成有3层改质层的硅晶片。
另外，比较例中的激光束的照射条件如下所述设定。
激光振荡器：LD激励Q开关Nd：YVO4激光器
波长：1342nm
输出：1.2W
重复频率：90kHz
光斑直径：3μm
加工进给速度：340mm/s
另一方面，在实施例中，通过向硅晶片(直径为200mm、厚度为300μm)的背面侧(上表面侧)照射在多个部位聚光的激光束(纳秒脉冲激光)而形成了改质层。然后，通过对该硅晶片施加外力(参照图8的(A)和图8的(B))来分割硅晶片，制造出实施例的芯片。
在实施例的芯片的制造工序中，通过在将激光束的聚光点(2处)定位于硅晶片的内部的相同深度的状态下扫描激光束，沿着各分割预定线形成了包含多个改质区域的改质层(参照图4的(A)等)。另外，考虑到从改质区域发展的龟裂的长度，将定位于硅晶片的内部的相同深度的两个聚光点的间隔设定为5μm。然后，重复进行同样的工序，得到形成有7层改质层的硅晶片。
另外，实施例中的激光束的照射条件如下所述设定。
激光振荡器：LD激励Q开关Nd：YVO4激光器
波长：1342nm
输出：1.5W(分支前)
重复频率：60kHz
光斑直径：3μm
加工进给速度：600mm/s
然后，观察上述比较例的芯片和实施例的芯片的侧面(分割面)。图11的(A)是示出比较例的芯片31的侧面的图像图，图11的(B)是示出实施例的芯片41的侧面的图像图。
在比较例的芯片31的侧面上观察到改质层(变质层)33和从改质层33不规则地发展的多个较长的龟裂(裂纹)35。确认了龟裂35特别朝向芯片31的背面侧(上表面侧，被照射了激光束的那个面侧)长距离传播。
如上所述，当在芯片31的制造工序中使在一个部位聚光的激光束进行扫描时，在硅晶片的内部产生激光束的漫反射，难以适当地形成改质层33。而且，没有适当地形成改质层的硅晶片难以沿着改质层断裂，在分割时容易对硅晶片施加过度的外力。其结果为，推测在芯片31的侧面形成图11的(A)所示那样的多个龟裂35，芯片31的品质降低。
另外，在形成第2层以后的改质层33时，设定改质层33的间隔，以使激光束的聚光点不定位于从已经形成的改质层33发展的龟裂。这里，在通过照射在一处聚光的激光束而形成改质层33的情况下，由于激光束的漫反射而形成较长的龟裂，因此改质层33的间隔被设定得较宽。其结果为，在改质层33之间，难以产生硅晶片的断裂，容易在芯片31的侧面残留图11的(A)所示那样的分割痕37。
另一方面，在实施例的芯片41(图11的(B))的侧面上观察到改质层(变质层)43。但是，在改质层43的周边未确认到不规则地发展的较长的龟裂，得到了高品质的芯片41。推测其原因在于，通过在改质层43的形成中使用了在多个聚光点聚光的激光束，抑制了激光束的漫反射，在所期望的区域中适当地形成改质层43并且抑制了龟裂的产生。
另外，当从改质层43发展的龟裂被抑制时，能够使改质层43的间隔变窄。其结果为，硅晶片容易适当地断裂，不容易在芯片41上残留图11的(A)所示的分割痕37那样的较粗的分割痕。
如上所述，确认了当通过照射在多个聚光点聚光的激光束而在硅晶片上形成改质层时，硅晶片容易被适当地分割并抑制了芯片的品质降低。
另外，上述实施方式的构造、方法等能够在不脱离本发明的目的的范围内进行适当变更来实施。

Claims (3)

1.一种芯片的制造方法，将晶片沿着分割预定线分割成多个芯片，其特征在于，
该芯片的制造方法具有如下的工序：
晶片保持工序，利用卡盘工作台对该晶片的第1面侧进行保持而使该晶片的第2面侧露出；
改质层形成工序，通过从该晶片的该第2面侧将对于该晶片具有透过性并且在第1聚光点和第2聚光点处聚光的激光束按照将该第1聚光点和该第2聚光点定位于该晶片的内部的方式进行照射，在该第1聚光点和该第2聚光点所定位的区域中分别形成改质区域，并形成包含沿着该分割预定线排列的多个该改质区域的改质层；以及
分割工序，对该晶片施加外力，将该晶片沿着该分割预定线分割成多个该芯片，
在改质层形成工序中，在形成于该第1聚光点所定位的区域的该改质区域中产生的龟裂与在形成于该第2聚光点所定位的区域的该改质区域中产生的龟裂连结。
2.根据权利要求1所述的芯片的制造方法，其特征在于，
该改质层形成工序具有如下的工序：
第1改质层形成工序，通过从该晶片的该第2面侧照射该激光束，形成包含沿着该分割预定线排列的多个该改质区域的第1改质层；以及
第2改质层形成工序，通过从该晶片的该第2面侧照射该激光束，在比该第1改质层靠该晶片的该第1面侧的位置形成包含沿着该分割预定线排列的多个该改质区域的第2改质层。
3.一种芯片的制造方法，将晶片沿着分割预定线分割成多个芯片，其特征在于，
该芯片的制造方法具有如下的工序：
晶片保持工序，利用卡盘工作台对该晶片的第1面侧进行保持而使该晶片的第2面侧露出；
改质层形成工序，通过从该晶片的该第2面侧将对于该晶片具有透过性并且在第1聚光点、第2聚光点、第3聚光点以及第4聚光点处聚光的激光束按照将该第1聚光点和该第2聚光点定位于该晶片的内部的第1区域并且将该第3聚光点和该第4聚光点定位于该晶片的内部的位于比该第1区域靠该晶片的该第1面侧的位置的第2区域的方式进行照射，在该第1聚光点至该第4聚光点所定位的区域中分别形成改质区域，并形成包含沿着该分割预定线排列的多个该改质区域的第1改质层和第2改质层；以及
分割工序，对该晶片施加外力，将该晶片沿着该分割预定线分割成多个该芯片，
在改质层形成工序中，在形成于该第1聚光点所定位的区域的该改质区域中产生的龟裂与在形成于该第2聚光点所定位的区域的该改质区域中产生的龟裂连结，并且在形成于该第3聚光点所定位的区域的该改质区域中产生的龟裂与在形成于该第4聚光点所定位的区域的该改质区域中产生的龟裂连结。
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