CN114464572A - 晶片的加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供晶片的加工方法，在激光加工前对晶片的背面的膜进行磨削时，能够抑制磨削磨具的堵塞。晶片的加工方法包含如下的步骤：激光加工槽形成步骤，通过对于膜或基板具有吸收性的波长的激光光线，在晶片的背面形成将膜局部地去除的激光加工槽；预备磨削步骤，对晶片的背面进行磨削而将膜和激光加工槽去除，形成规定以上的厚度的晶片；改质层形成步骤，将对于基板具有透过性的波长的激光光线的聚光点定位于基板的内部而从晶片的背面侧进行照射，在基板的内部形成沿着分割预定线的改质层；以及磨削步骤，从背面侧对晶片进行磨削，将晶片薄化至完工厚度，并且沿着改质层将晶片分割成芯片。

Description

晶片的加工方法
技术领域
本发明涉及晶片的加工方法。
背景技术
作为制造半导体器件芯片的方法，公知有利用切削刀具或激光光线对在基板的正面层叠有形成器件的功能层的晶片进行分割的方法。与基于切削刀具的分割相比，利用激光光线在基板的内部形成作为断裂起点的改质层而进行分割的方法具有如下的效果：能够使分割预定线较窄，能够极力抑制切削屑的产生(例如参照专利文献1)。
在利用激光光线进行分割的方法中，需要使激光光线透过基板的内部，因此从没有妨碍激光光线的透过的功能层的晶片的背面照射激光光线。此时，在晶片的背面上成膜有具有规定以上的反射率的氮化膜或氧化膜的情况下，需要预先对背面的膜进行磨削而将其去除。
专利文献1：日本特开2013-008831号公报
但是，在背面的膜的磨削中，为了防止晶片在向作为下一工序的激光加工工序的搬送中破裂，按照残留一定程度以上的厚度的方式抑制磨削量。因此，磨削体积中的膜的比例增多，磨削磨具容易堵塞，因此需要定期地对磨削磨具进行修整，从而存在如下的问题：产生修整工时的增加和由于修整所导致的磨削磨具的磨损量的增加。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供晶片的加工方法，在激光加工前对晶片的背面的膜进行磨削时，能够抑制磨削磨具的堵塞。
根据本发明，提供晶片的加工方法，将通过层叠于基板的正面的功能层形成有多个器件且在该基板的背面形成有膜的晶片沿着划分该器件的交叉的多条分割预定线进行分割，其中，该晶片的加工方法具有如下的步骤：保护部件配设步骤，在该晶片的正面上配设保护部件；激光加工槽形成步骤，在该保护部件配设步骤之后，将对于该膜或该基板具有吸收性的波长的激光光线照射至该晶片的背面，在该晶片的背面形成将该膜局部地去除的激光加工槽；预备磨削步骤，利用磨削磨具对形成有该激光加工槽的该晶片的背面进行磨削而将该膜和该激光加工槽去除，形成规定以上的厚度的该晶片；改质层形成步骤，在该预备磨削步骤之后，将对于该基板具有透过性的波长的激光光线的聚光点定位于该基板的内部，从去除了该膜的该晶片的背面侧进行照射，在该基板的内部形成沿着该分割预定线的改质层；以及磨削步骤，利用磨削磨具从背面侧对形成有该改质层的该晶片进行磨削，将该晶片薄化至完工厚度，并且沿着该改质层将该晶片分割成各个芯片。
根据本申请发明，在激光加工前对晶片的背面的膜进行磨削时，能够抑制磨削磨具的堵塞。
附图说明
图1是示出实施方式的晶片的加工方法的加工对象的晶片的一例的立体图。
图2是示出实施方式的晶片的加工方法的流程的流程图。
图3是示出图2所示的保护部件配设步骤的一例的立体图。
图4是示出保护部件配设步骤之后的晶片的立体图。
图5是用局部剖面示出图2所示的激光加工槽形成步骤的一例的侧视图。
图6是示出激光加工槽形成步骤之后的晶片的立体图。
图7是用局部剖面示出图2所示的预备磨削步骤的一例的侧视图。
图8是用局部剖面示出图2所示的改质层形成步骤的一例的侧视图。
图9是用局部剖面示出图2所示的磨削步骤的一例的侧视图。
图10是示出磨削步骤之后的晶片的立体图。
标号说明
10：晶片；11：基板；12：正面；13：分割预定线；14：器件；15：背面；16：功能层；17：膜；18：激光加工槽；19：改质层；20：保护部件；30：激光光线；31：聚光点；93：磨削磨具。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。本发明并不被以下的实施方式所记载的内容限定。另外，在以下所记载的结构要素中包含有本领域技术人员能够容易想到的、实质上相同的内容。另外，以下所记载的结构能够适当组合。另外，能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行结构的各种省略、置换或变更。
根据附图对本发明的实施方式的晶片10的加工方法进行说明。首先，对作为实施方式的加工对象的晶片10的结构进行说明。图1是示出实施方式的晶片10的加工方法的加工对象的晶片10的一例的立体图。
如图1所示，晶片10是以硅(Si)、蓝宝石(Al2O3)、砷化镓(GaAs)或碳化硅(SiC)等作为基板11的圆板状的半导体晶片、光器件晶片等晶片。晶片10具有形成于基板11的正面12的多条分割预定线13以及形成于由呈格子状交叉的多条分割预定线13划分出的各区域的器件14。将位于形成有器件14的正面12的相反侧的晶片10的面作为背面15。在基板11的背面15侧成膜有具有规定以上的反射率的氮化膜或氧化膜等膜17。
器件14例如是IC(Integrated Circuit：集成电路)或LSI(Large ScaleIntegration：大规模集成电路)等集成电路、CCD(Charge Coupled Device：电荷耦合器件)或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor：互补金属氧化物半导体)等图像传感器、或者MEMS(Micro Electro Mechanical Systems：微机电系统)等。
在基板11的正面12侧层叠有功能层16。功能层16具有由SiOF、BSG(SiOB)等无机物系的膜或聚酰亚胺系、聚对二甲苯系等作为聚合物膜的有机物系的膜构成的低介电常数绝缘体被膜(以下称为Low-k膜)以及由导电性的金属构成的导电体膜。Low-k膜与导电体膜层叠而形成器件14。导电体膜构成器件14的电路。因此，器件14由相互层叠的Low-k膜和层叠于Low-k膜间的导电体膜构成。另外，分割预定线13的功能层16由Low-k膜构成，不具有导电体膜。
接着，对实施方式的晶片10的加工方法进行说明。图2是示出实施方式的晶片10的加工方法的流程的流程图。晶片10的加工方法具有保护部件配设步骤1、激光加工槽形成步骤2、预备磨削步骤3、改质层形成步骤4以及磨削步骤5。
(保护部件配设步骤1)
图3是示出图2所示的保护部件配设步骤1的一例的立体图。图4是示出保护部件配设步骤1之后的晶片10的立体图。保护部件配设步骤1是在晶片10的正面12上配设保护部件20的步骤。
保护部件20对后述的激光加工装置40(参照图5)或磨削装置70(参照图7)的卡盘工作台50、80所保持的晶片10的正面12侧的器件14进行保护而免受异物的附着或由于接触所导致的损伤。在实施方式中，保护部件20是直径大于晶片10的圆板形状的带。保护部件20例如包含由合成树脂构成的基材层以及层叠于基材层的正面和背面中的至少任意一面的具有粘接性的糊层。
如图2所示，在保护部件配设步骤1中，首先，将保护部件20粘贴于框架21的背面侧。框架21具有比晶片10的外径大的开口。接着，将晶片10定位于框架21的开口的规定的位置，将背面15粘贴于保护部件20。由此，如图3所示，将晶片10固定于保护部件20和框架21。
(激光加工槽形成步骤2)
图5是用局部剖面示出图2所示的激光加工槽形成步骤2的一例的侧视图。图6是示出激光加工槽形成步骤2之后的晶片10的立体图。激光加工槽形成步骤2是将激光光线30照射至晶片10的背面15而在晶片10的背面15上形成将膜17局部地去除的激光加工槽18的步骤。
在激光加工槽形成步骤2中，通过基于激光加工装置40的烧蚀加工而在晶片10的背面15侧形成激光加工槽18。激光光线30是对于膜17或基板11具有吸收性的波长的激光光线。激光加工装置40包含卡盘工作台50、激光光线照射单元60、使卡盘工作台50和激光光线照射单元60相对地移动的未图示的移动单元、以及对晶片10进行拍摄的未图示的拍摄单元。
在激光加工槽形成步骤2中，首先，隔着保护部件20而将晶片10的正面12侧吸引保持于卡盘工作台50的保持面51，利用夹持部52对框架21的外缘进行固定。另外，此时，在将框架21按压至比晶片10的正面12靠下方的位置的状态下进行固定，由此将晶片10的正面12固定于卡盘工作台50的保持面51上。
在激光加工槽形成步骤2中，接着，通过未图示的移动单元使卡盘工作台50移动至加工位置，利用未图示的拍摄单元对晶片10进行拍摄并进行对准，由此将激光光线照射单元60的照射部61定位于晶片10的形成激光加工槽18的位置。
另外，在沿着分割预定线13形成激光加工槽18的情况下，利用未图示的拍摄单元对晶片10进行拍摄，执行对分割预定线13进行分度的对准。在无论形成激光加工槽18的位置如何的情况下，例如也可以对三处以上的晶片10的外缘的位置进行检测，计算外缘的坐标，由此执行对晶片10的位置进行分度的对准。另外，在将晶片10搬送至卡盘工作台50上时，如果能够始终定位于同一位置，则也可以不执行上述对准。
在激光加工槽形成步骤2中，接着，一边使卡盘工作台50相对于激光光线照射单元60相对地移动，一边朝向卡盘工作台50的保持面51所保持的晶片10照射激光光线30。此时，将聚光点31定位于膜17而从晶片10的背面15侧照射脉冲状的激光光线30。通过沿着晶片10的背面15照射将聚光点31定位于膜17的激光光线30，在晶片10的背面15上形成激光加工槽18。
另外，在本发明中，激光光线30可以是仅对于基板11具有吸收性的波长，也可以是对于膜17具有吸收性的波长，还可以是对于膜17不具有吸收性的波长。即使激光光线30是仅对于基板11具有吸收性的波长，也能够通过激光光线30将膜17去除。
激光加工槽18的形成位置和个数没有特别限定，但激光加工槽18例如优选形成为格子状，另外，激光加工槽18的形成深度没有特别限定，但激光加工槽18优选在高度方向上贯穿膜17。另外，在膜17容易透过激光光线30的情况下，也可以在将包含促进激光光线30的吸收的氧化物或氮化物等吸光材料的水溶性的液态树脂涂布至膜17的正面之后进行激光加工。由此，即使在膜17容易透过激光光线30的情况下，也能够促进基于激光加工的膜17的去除。在激光加工槽形成步骤2中，当在晶片10的整个背面15侧形成激光加工槽18时，解除激光光线30的照射、卡盘工作台50的吸引保持，进入预备磨削步骤3。
(预备磨削步骤3)
图7是用局部剖面示出图2所示的预备磨削步骤3的一例的侧视图。预备磨削步骤3是利用磨削磨具93对形成有激光加工槽18的晶片10的背面15进行磨削而将膜17和激光加工槽18去除，从而形成规定以上的厚度的晶片10的步骤。
在预备磨削步骤3中，通过磨削装置70的磨削加工，将晶片10的背面15侧的膜17和激光加工槽18去除，形成规定以上的厚度的晶片10。磨削装置70具有卡盘工作台80和磨削单元90。磨削单元90具有作为旋转轴部件的主轴91、安装于主轴91的下端的磨轮基台92、安装于磨轮基台92的下表面的磨削磨具93、以及磨削水提供喷嘴94。磨轮基台92以与卡盘工作台80的轴心平行的旋转轴进行旋转。
在预备磨削步骤3中，首先，隔着保护部件20而将晶片10的正面12侧吸引保持于卡盘工作台80的保持面81，利用夹持部82对框架21的外缘进行固定。另外，此时，在将框架21按压至比晶片10的正面12靠下方的位置的状态下进行固定，由此将晶片10的正面12固定于卡盘工作台80的保持面81上。
在预备磨削步骤3中，接着，在使卡盘工作台80绕轴心进行旋转的状态下，使磨轮基台92绕轴心进行旋转。从磨削水提供喷嘴94提供磨削水95，并且使安装于磨轮基台92的下表面的磨削磨具93以规定的进给速度靠近卡盘工作台80，由此利用磨削磨具93从背面15侧对晶片10进行磨削。
在预备磨削步骤3中，将晶片10的背面15侧的膜17和激光加工槽18去除。即，磨削得比激光加工槽18的深度多。此时，根据完工厚度残留晶片10的厚度，形成规定以上的厚度的晶片10。通过预备磨削步骤3进行磨削的厚度例如为100μm以下。
在通过预备磨削步骤3对晶片10的背面15侧的膜17进行磨削时，通过形成有激光加工槽18而使相对于磨削体积的膜17的体积比没有激光加工槽18的情况减少。另外，通过激光加工槽18的凹凸，在磨削磨具93与凸部碰撞时形成冲击，从而能够期待磨削磨具93的修整效果。在预备磨削步骤3中，当形成规定以上的厚度的晶片10时，停止卡盘工作台80和磨削单元90的旋转，解除卡盘工作台80的吸引保持，进入改质层形成步骤4。
(改质层形成步骤4)
图8是用局部剖面示出图2所示的改质层形成步骤4的一例的侧视图。改质层形成步骤4在预备磨削步骤3之后实施。改质层形成步骤4是从去除了膜17的晶片10的背面15侧照射激光光线30而在基板11的内部形成沿着分割预定线13的改质层19的步骤。
改质层19是指密度、折射率、机械强度或其他物理特性成为与周围的物理特性不同的状态的区域。改质层19例如是熔融处理区域、裂纹区域、绝缘破坏区域、折射率变化区域以及这些区域混合存在的区域等。改质层19的机械强度等比晶片10的其他部分低。
在改质层形成步骤4中，通过基于激光加工装置40的隐形切割，在晶片10的基板11的内部形成改质层19。激光光线30是对于基板11具有透过性的波长的激光光线。激光加工装置40也可以是与在激光加工槽形成步骤2中使用的装置相同的装置。
在改质层形成步骤4中，首先，与激光加工槽形成步骤2同样地，隔着保护部件20而将晶片10的正面12侧吸引保持于卡盘工作台50的保持面51，利用夹持部52对框架21的外缘进行固定。接着，通过未图示的移动单元使卡盘工作台50移动至加工位置，利用未图示的拍摄单元对晶片10进行拍摄并进行对准，由此将激光光线照射单元60的照射部61与晶片10的分割预定线13进行对位。
在改质层形成步骤4中，接着，一边使卡盘工作台50相对于激光光线照射单元60相对地移动，一边将聚光点31定位于基板11的内部而从晶片10的背面15侧照射脉冲状的激光光线30。通过沿着分割预定线13照射将聚光点31定位于基板11的内部的激光光线30，从而沿着分割预定线13在基板11的内部形成改质层19。在改质层形成步骤4中，当沿着所有的分割预定线13形成改质层19时，解除激光光线30的照射、卡盘工作台50的吸引保持，进入磨削步骤5。
(磨削步骤5)
图9是用局部剖面示出图2所示的磨削步骤5的一例的侧视图。图10是示出磨削步骤5之后的晶片10的立体图。磨削步骤5是利用磨削磨具93从背面15侧对形成有改质层19的晶片10进行磨削而将晶片10薄化至完工厚度并且形成沿着改质层19分割后的晶片10的步骤。
在磨削步骤5中，通过基于磨削装置70的磨削加工，从背面15侧对晶片10进行磨削而将其薄化至完工厚度。磨削装置70也可以是与在预备磨削步骤3中使用的装置相同的装置。
在磨削步骤5中，首先，与预备磨削步骤3同样地，隔着保护部件20而将晶片10的正面12侧吸引保持于卡盘工作台80的保持面81，利用夹持部82对框架21的外缘进行固定。接着，在使卡盘工作台80绕轴心进行旋转的状态下，使磨轮基台92绕轴心进行旋转。从磨削水提供喷嘴94提供磨削水95，并且使安装于磨轮基台92的下表面的磨削磨具93以规定的进给速度靠近卡盘工作台80，由此利用磨削磨具93从背面15侧对晶片10进行磨削。
在磨削步骤5中，从背面15侧对晶片10进行磨削直至晶片10成为完工厚度。另外，在磨削步骤5中，通过从磨削步骤5的磨削单元90的磨轮基台92作用的磨削应力，以改质层19为断裂起点而将晶片10沿着分割预定线13分割成各个芯片。当将晶片10磨削至完工厚度时，实施方式的晶片10的加工方法结束所有工序。
如以上所说明的那样，在实施方式的晶片10的加工方法中，在晶片10的背面15上形成激光加工槽18，在预备磨削步骤3之前预先将膜17局部地去除。在通过预备磨削步骤3对晶片10的背面15侧的膜17进行磨削时，由于形成有激光加工槽18，相对于磨削体积的膜17的体积比没有激光加工槽18的情况减少。由此，能够通过预备磨削步骤3抑制磨削磨具93发生堵塞。另外，通过激光加工槽18的凹凸，在磨削磨具93与凸部碰撞时形成冲击，能够期待磨削磨具93的修整效果。
另外，本发明并不限定于上述实施方式。即，能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变形来实施。例如，在实施方式的激光加工槽形成步骤2、预备磨削步骤3、改质层形成步骤4以及磨削步骤5中，将晶片10固定于框架21，但在本发明中，也可以粘贴与晶片10大致相同直径的保护部件20而不使用框架21来进行各步骤。即，在激光加工槽形成步骤2、预备磨削步骤3、改质层形成步骤4以及磨削步骤5中，只要在晶片10上粘贴保护部件20即可，也可以不借助保护部件20固定框架21。

Claims (1)

1.一种晶片的加工方法，将通过层叠于基板的正面的功能层形成有多个器件且在该基板的背面形成有膜的晶片沿着划分该器件的交叉的多条分割预定线进行分割，其中，
该晶片的加工方法具有如下的步骤：
保护部件配设步骤，在该晶片的正面上配设保护部件；
激光加工槽形成步骤，在该保护部件配设步骤之后，将对于该膜或该基板具有吸收性的波长的激光光线照射至该晶片的背面，在该晶片的背面形成将该膜局部地去除的激光加工槽；
预备磨削步骤，利用磨削磨具对形成有该激光加工槽的该晶片的背面进行磨削而将该膜和该激光加工槽去除，形成规定以上的厚度的该晶片；
改质层形成步骤，在该预备磨削步骤之后，将对于该基板具有透过性的波长的激光光线的聚光点定位于该基板的内部，从去除了该膜的该晶片的背面侧进行照射，在该基板的内部形成沿着该分割预定线的改质层；以及
磨削步骤，利用磨削磨具从背面侧对形成有该改质层的该晶片进行磨削，将该晶片薄化至完工厚度，并且沿着该改质层将该晶片分割成各个芯片。
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