CN116779538A - 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，能够解决由附着于器件芯片的侧面的加工屑引起的问题。晶片的加工方法包含：分割起点形成工序，在分割预定线上形成分割的起点；保护部件配设工序，配设对晶片的正面进行保护的保护部件；背面磨削工序，对晶片的背面进行磨削而精加工为期望的厚度，并且在分割预定线上形成分割槽而将晶片分割成器件芯片；片配设工序，在晶片的背面上配设能够伸缩的片，并且从晶片的正面去除保护部件；粘接液包覆工序，将具有流动性的粘接液包覆在晶片的正面上；片伸缩工序，使片伸缩，以便使粘接液浸入至分割槽并且从分割槽排出粘接液；以及清洗工序，从晶片的正面去除粘接液而对分割槽的侧面进行清洗。
Description
技术领域
本发明涉及晶片的加工方法，将由交叉的多条分割预定线划分而在正面上形成有多个器件的晶片分割成各个器件芯片。
背景技术
由交叉的多条分割预定线划分而在正面上形成有IC、LSI等多个器件的晶片在背面被磨削而形成为期望的厚度之后，利用切割装置、激光加工装置被分割成各个器件芯片，分割得到的各器件芯片被用于移动电话、个人计算机等电子设备。
另外，本申请人提出了如下技术：将对于晶片具有透过性的波长的激光光线的聚光点定位于晶片的与分割预定线对应的内部而对晶片照射激光光线，形成成为分割的起点的改质层，然后，对晶片的背面进行磨削而精加工成期望的厚度，并且将晶片分割成各个器件芯片(例如，参照专利文献1)。
在专利文献1所记载的技术中，将激光光线的聚光点定位于磨削前的晶片(即，比较厚的晶片)的内部，因此具有能够在分割预定线的内部适当地形成改质层的优点。另外，当晶片的厚度过薄时，难以将激光光线的聚光点定位于晶片的与分割预定线对应的内部，有时会在晶片的与分割预定线对应的内部形成无法形成改质层的区域。
另外，在专利文献1所记载的技术中，除了能够将晶片形成为期望的厚度以外，还具有如下的优点：在磨削中从改质层到达正面的裂纹伸长，通过解理将晶片分割成各个器件芯片，因此，即使将晶片薄薄地精加工也能够提高器件芯片的抗弯强度。
专利文献1：日本特开2014-78569号公报
但是，有时磨削时产生的加工屑会进入到形成于分割预定线的分割槽并附着于器件芯片的侧面。此时，存在如下的问题：在后续工序中实施的引线接合、芯片接合、器件芯片的层叠等中，从器件芯片的侧面落下、飞散的加工屑会妨碍接合，并且附着于器件芯片的正面而使层叠的器件芯片损伤。
这样的问题在被称为先切割的技术(例如，参照日本特开平11-40520号公报)中也可能发生，关于该先切割，在分割预定线上形成深度相当于器件芯片的完工厚度的槽作为分割的起点，并对晶片的背面进行磨削直至达到器件芯片的完工厚度为止，从而将晶片分割成各个器件芯片。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供晶片的加工方法，能够解决由附着于器件芯片的侧面的加工屑引起的问题。
根据本发明，提供晶片的加工方法，将由交叉的多条分割预定线划分而在正面上形成有多个器件的晶片分割成各个器件芯片，其中，该晶片的加工方法具有如下的工序：分割起点形成工序，在该分割预定线上形成分割的起点；保护部件配设工序，在该分割起点形成工序之前或之后配设对该晶片的正面进行保护的保护部件；背面磨削工序，将该保护部件侧保持于卡盘工作台并对该晶片的背面进行磨削而精加工成期望的厚度，并且在该分割预定线上形成分割槽而将该晶片分割成各个器件芯片；片配设工序，在该晶片的背面上配设能够伸缩的片，并且从该晶片的正面去除该保护部件；粘接液包覆工序，将具有流动性的粘接液包覆在该晶片的正面上；片伸缩工序，使通过该片配设工序配设的该片伸缩，以便扩展该分割槽的宽度而使该粘接液浸入至该分割槽并且缩小该分割槽的宽度而从该分割槽排出该粘接液；以及清洗工序，从该晶片的正面去除该粘接液而至少对该分割槽的侧面进行清洗。
优选在该分割起点形成工序中，将对于晶片具有透过性的波长的激光光线的聚光点定位于晶片的与分割预定线对应的内部而对晶片照射激光光线，从而形成作为分割的起点的改质层。
优选在该分割起点形成工序中，在分割预定线上形成深度相当于器件芯片的完工厚度的槽而作为分割的起点。
该保护部件配设工序也可以在该分割起点形成工序之后实施。
优选在该粘接液包覆工序中使用的粘接液包含聚乙烯醇、聚环氧乙烷、聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素、甲阶型酚醛树脂、羟甲基化脲醛树脂以及羟甲基化三聚氰胺树脂中的任意一种，在该清洗工序中，提供清洗水而去除粘接液。
根据本发明的晶片的加工方法，在利用具有流动性的粘接液捕捉附着于器件芯片的侧面的加工屑之后，对分割槽的侧面进行清洗，由此能够将加工屑与粘接液一起从器件芯片的侧面去除。因此，能够解决由附着于器件芯片的侧面的加工屑引起的问题。
附图说明
图1是示出保护部件配设工序的立体图。
图2的(a)是在分割起点形成工序中形成改质层的情况的立体图，图2的(b)是沿着分割预定线形成有改质层的晶片的剖视图，图2的(c)是沿着分割预定线形成有改质层的晶片的立体图。
图3是在分割起点形成工序中通过烧蚀加工形成深度相当于器件芯片的完工厚度的槽的情况的立体图。
图4是在分割起点形成工序中通过切削加工形成深度相当于器件芯片的完工厚度的槽的情况的立体图。
图5的(a)是示出在沿着分割预定线形成有深度相当于器件芯片的完工厚度的槽的晶片的正面上配设保护部件的状态的立体图，图5的(b)是示出在图5的(a)所示的晶片的正面上配设了保护部件的状态的剖视图。
图6的(a)是示出背面磨削工序的立体图，图6的(b)是形成有分割槽的晶片的立体图。
图7的(a)是示出在片配设工序中在晶片的背面上配设能够伸缩的片的状态的立体图，图7的(b)是示出在片配设工序中从晶片的正面去除保护部件的状态的立体图。
图8的(a)是示出粘接液包覆工序的立体图，图8的(b)是包覆有粘接液的晶片的剖视图。
图9是示出片伸缩工序的剖视图。
图10是示出清洗工序的剖视图。
标号说明
2：晶片；2a：晶片的正面；2b：晶片的背面；4：分割预定线；6：器件；8：保护部件；16：改质层(分割的起点)；18：激光加工槽(分割的起点)；30：切削槽(分割的起点)；48：分割槽；50：器件芯片；54：片；56：粘接液；68：清洗水。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的晶片的加工方法的优选实施方式进行说明。
在图1中示出了通过本发明的晶片的加工方法实施加工的圆板状的晶片2。晶片2例如能够由硅等适当的半导体材料形成。晶片2的正面2a由格子状的分割预定线4划分成多个矩形区域，在多个矩形区域中分别形成有IC、LSI等器件6。
(保护部件配设工序)
在本实施方式中，首先，如图1所示，实施保护部件配设工序，配设对晶片2的正面2a进行保护的保护部件8。作为保护部件8，能够使用具有与晶片2的直径大致相同的直径的圆形状的粘接带。而且，在晶片2的正面2a上粘贴而配设保护部件8。
(分割起点形成工序)
在本实施方式中，在实施了保护部件配设工序之后，实施分割起点形成工序，在分割预定线4上形成分割的起点。
分割起点形成工序例如能够使用图2的(a)所示的激光加工装置10来实施。激光加工装置10具有：卡盘工作台12，其对晶片2进行吸引保持；激光振荡器(未图示)，其射出对于晶片2具有透过性的波长的脉冲激光光线LB；聚光器14，其将激光振荡器射出的脉冲激光光线LB会聚，并对吸引保持于卡盘工作台12的晶片2进行照射；以及拍摄单元(未图示)，其对吸引保持于卡盘工作台12的晶片2进行拍摄。
卡盘工作台12构成为以沿上下方向延伸的轴线为中心旋转自如，并且构成为在图2的(a)中箭头X所示的X轴方向和与X轴方向垂直的Y轴方向(图2的(a)中箭头Y所示的方向)上移动自如。另外，X轴方向以及Y轴方向所规定的XY平面实质上是水平的。
拍摄单元包含：通常的拍摄元件(CCD)，其通过可见光线对晶片2进行拍摄；红外线照射单元，其照射透过晶片2的红外线；光学系统，其捕捉由红外线照射单元照射的红外线；以及拍摄元件(红外线CCD)，其输出与光学系统捕捉到的红外线对应的电信号。
参照图2的(a)继续进行说明，在分割起点形成工序中，首先，使晶片2的背面2b朝上而利用卡盘工作台12的上表面对晶片2进行吸引保持。接着，从拍摄单元照射红外线，利用从晶片2的背面2b透过的红外线对晶片2的正面2a侧进行拍摄，并根据拍摄单元所拍摄的晶片2的图像使在第1方向上延伸的分割预定线4与X轴方向对齐。并且，使激光光线LB的瞄准对准与X轴方向对齐的分割预定线4，并且将激光光线LB的聚光点定位在分割预定线4的内部。
接着，一边将卡盘工作台12在X轴方向上进行加工进给，一边从聚光器14对晶片2照射对于晶片2具有透过性的波长的激光光线LB，如图2的(a)和图2的(b)所示，沿着分割预定线4在晶片2的内部形成作为分割的起点的改质层16。另外，从防止器件芯片的抗弯强度降低的观点出发，优选将改质层16形成为能够在后述的背面磨削工序中对晶片2的背面2b进行磨削时去除的深度。
接着，相对于聚光器14将卡盘工作台12在Y轴方向上按照分割预定线4的Y轴方向上的间隔进行分度进给。然后，通过交替地反复进行激光光线LB的照射和分度进给，沿着在第1方向上延伸的所有分割预定线4在晶片2的内部形成改质层16。
然后，在使卡盘工作台12旋转90度之后，交替地反复进行激光光线LB的照射和分度进给，从而沿着在与之前形成有改质层16的分割预定线4垂直的第2方向上延伸的所有分割预定线4在晶片2的内部形成改质层16。这样实施分割起点形成工序，如图2的(c)所示，沿着格子状的分割预定线4在晶片2的内部形成格子状的改质层16。
这样的分割起点形成工序例如能够在以下的加工条件下实施。
脉冲激光光线的波长：1342nm
平均输出 ：1.0W
重复频率 ：90kHz
进给速度 ：700mm/s
另外，在上述的说明中，从晶片2的背面2b侧照射激光光线LB而形成改质层16，但也可以从晶片2的正面2a侧照射激光光线LB而形成改质层16，在该情况下，在分割起点形成工序之后实施保护部件配设工序。
在本实施方式中，对形成改质层16作为分割的起点的例子进行了说明，但也可以沿着分割预定线4在晶片2的正面2a侧形成深度相当于器件芯片的完工厚度的槽而作为分割的起点。这样的槽能够通过基于激光光线的照射的烧蚀加工或者使用了切割装置的切削加工而形成。
(烧蚀加工)
参照图3进行说明，在烧蚀加工的情况下，在将保护部件8配设于晶片2的正面2a之前，使正面2a朝上而利用卡盘工作台12对晶片2进行吸引保持。接着，使在第1方向上延伸的分割预定线4与X轴方向对齐，使对于晶片2具有吸收性的波长的激光光线LB’的瞄准对准分割预定线4。另外，将激光光线LB’的聚光点定位于正面2a。
然后，一边将卡盘工作台12在X轴方向上进行加工进给，一边对晶片2照射激光光线LB’，由此，能够沿着分割预定线4在正面2a上形成深度相当于器件芯片的完工厚度的激光加工槽18。另外，与形成改质层16的情况同样地，交替地反复进行激光光线LB’的照射和分度进给，沿着格子状的分割预定线4在正面2a上形成格子状的激光加工槽18。
在将激光加工槽18作为分割的起点的情况下，例如能够在以下的加工条件下实施分割起点形成工序。
激光光线的波长：355nm
平均输出 ：2.0W
重复频率 ：80kHz
进给速度 ：300mm/s
(切削加工)
在通过切削加工形成槽的情况下，例如可以使用图4所示的切割装置20。切割装置20具有：卡盘工作台22，其对晶片2进行吸引保持；以及切削单元24，其对吸引保持于卡盘工作台22的晶片2进行切削。切削单元24包含：主轴26，其构成为以Y轴方向为轴心旋转自如；以及环状的切削刀具28，其固定于主轴26的前端。
同样在切削加工的情况下，也在将保护部件8配设于晶片2的正面2a之前使正面2a朝上而利用卡盘工作台22的上表面对晶片2进行吸引保持。接着，按照与X轴方向对齐的分割预定线4，使高速旋转的切削刀具28的刃尖从正面2a切入至相当于器件芯片的完工厚度的深度，并且一边对切削刀具28的刃尖切入的部分提供切削水，一边在X轴方向上将卡盘工作台22进行加工进给。
由此，能够沿着分割预定线4形成深度相当于器件芯片的完工厚度的切削槽30。在进行切削加工的情况下，也交替地反复进行切削槽30的形成和分度进给，沿着格子状的分割预定线4在正面2a上形成格子状的切削槽30。
在将切削槽30作为分割的起点的情况下，例如能够在以下的加工条件下实施分割起点形成工序。
切削刀具的直径 ：φ50mm
切削刀具的旋转速度 ：30,000rpm
切削水的提供量 ：2升/分钟
进给速度 ：50mm/s
作为分割的起点的激光加工槽18、切削槽30形成在晶片2的正面2a侧，因此在形成激光加工槽18、切削槽30作为分割的起点的情况下，如图5的(a)和图5的(b)所示，在实施了分割起点形成工序之后实施保护部件配设工序。
(背面磨削工序)
在实施了保护部件配设工序和分割起点形成工序之后，实施背面磨削工序，将保护部件8侧保持于卡盘工作台，对晶片2的背面2b进行磨削而精加工成希望的厚度，并且在分割预定线4上形成分割槽而将晶片2分割成各个器件芯片。
背面磨削工序例如能够使用图6的(a)所示的磨削装置32来实施。磨削装置32具有：卡盘工作台34，其对晶片2进行吸引保持；以及磨削单元36，其对吸引保持于卡盘工作台34的晶片2进行磨削。
磨削单元36包含：主轴38，其在上下方向上延伸；以及圆板状的磨轮安装座40，其固定于主轴38的下端。在磨轮安装座40的下表面上通过螺栓42紧固有环状的磨削磨轮44。在磨削磨轮44的下表面的外周缘部固定有在周向上隔开间隔而配置成环状的多个磨削磨具46。
在背面磨削工序中，首先，使晶片2的背面2b朝上，利用卡盘工作台34的上表面对晶片2进行吸引保持。接着，使主轴38向图6的(a)中箭头R1所示的方向以规定的旋转速度(例如6000rpm)旋转。另外，使卡盘工作台34在箭头R2所示的方向上以规定的旋转速度(例如300rpm)旋转。
接着，使主轴38下降而使磨削磨具46与晶片2的背面2b接触，并且对磨削磨具46与背面2b接触的部分提供磨削水。然后，使主轴38以规定的磨削进给速度(例如1.0μm/s)下降，从而对晶片2的背面2b进行磨削而将晶片2薄化至器件芯片的完工厚度。
在作为分割的起点而形成了改质层16的情况下，通过在对晶片2进行磨削时作用的按压力，裂纹从改质层16起在晶片2的厚度方向上伸长，如图6的(b)所示，晶片2被分割成各个器件芯片50。另外，由于利用从改质层16延伸的裂纹形成分割槽48(从正面2a到达背面2b的槽)，因此器件芯片50的侧面成为解理面。
另一方面，在作为分割的起点而形成了激光加工槽18或切削槽30的情况下，由于激光加工槽18和切削槽30的深度是相当于器件芯片50的完工厚度的深度，因此通过对晶片2的背面2b进行磨削直至达到上述厚度为止，激光加工槽18、切削槽30显现在晶片2的背面2b上而构成分割槽48。由此，晶片2被分割成各个器件芯片50。
(片配设工序)
在实施了背面磨削工序之后，实施片配设工序，在晶片2的背面2b上配设能够伸缩的片，并且从晶片2的正面2a去除保护部件8。
在片配设工序中，如图7的(a)所示，将晶片2配设于圆形的片54，该片54的周缘固定于环状的框架52。作为片54，可以使用能够伸缩的粘接带(例如氯乙烯制的粘接带)。在该情况下，只要将晶片2的背面2b粘贴于片54的粘接面即可。另外，在背面2b上配设了片54之后，如图7的(b)所示，从正面2a去除保护部件8。
(粘接液包覆工序)
在实施了片配设工序之后，实施粘接液包覆工序，将具有流动性的粘接液包覆在晶片2的正面2a上。
参照图8的(a)进行说明，在粘接液包覆工序中，使晶片2的正面2a朝上，将具有流动性的粘接液56向正面2a的中心部滴下。为了能够在后述的清洗工序中容易地从晶片2去除粘接液56，优选使用水溶性树脂作为粘接液56。作为能够用作粘接液56的水溶性树脂，例如可以举出聚乙烯醇、聚环氧乙烷、聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素、甲阶型酚醛树脂、羟甲基化脲醛树脂或羟甲基化三聚氰胺树脂。
在将粘接液56向晶片2的正面2a的中心部滴下后，使晶片2向箭头R3所示的方向旋转，通过离心力使粘接液56流动。由此，如图8的(b)所示，能够以大致均匀的厚度将粘接液56包覆于正面2a。
(片伸缩工序)
在实施了粘接液包覆工序之后，实施片伸缩工序，使通过片配设工序配设的片54伸缩，以便扩展分割槽48的宽度而使粘接液56浸入至分割槽48，并且缩小分割槽48的宽度而从分割槽48排出粘接液56。
片伸缩工序例如能够使用图9所示的伸缩装置58来实施。伸缩装置58包含：圆筒状的鼓60；配置于鼓60的外周的环状的保持单元62；以及使保持单元62升降的多个气缸64。在保持部件62的外周缘沿周向隔开间隔地配置有多个夹具66。
在片伸缩工序中，首先，使形成有分割槽48的晶片2朝上而将框架52载置于保持部件62的上表面。接着，利用多个夹具66将框架52固定。接着，利用多个气缸64使保持单元62下降，对片54作用放射状张力。于是，如图9中双点划线所示，分割槽48的宽度扩展，因此粘接液56浸入至分割槽48。
接着，利用多个气缸64使保持单元62上升，解除作用于片54的放射状张力，使分割槽48的宽度缩小，将粘接液56从分割槽48排出。这样，多次进行分割槽48的宽度的扩展/缩小，反复进行粘接液56向分割槽48的浸入和粘接液56从分割槽48的排出，由此能够利用粘接液56捕捉附着于器件芯片50的侧面的加工屑。
(清洗工序)
在实施了片伸缩工序之后，实施清洗工序，从晶片2的正面2a去除粘接液56，至少对分割槽48的侧面进行清洗。
在清洗工序中，如图10所示，在通过伸缩装置58使分割槽48的宽度扩展的状态下，从上方朝向晶片2(器件芯片50)提供清洗水68。由此，能够从器件芯片50的正面和侧面将加工屑与粘接液56一起去除。
如上所述，在本实施方式的晶片的加工方法中，在通过具有流动性的粘接液56捕捉附着于器件芯片50的侧面的加工屑之后，对分割槽48的侧面进行清洗，由此能够将加工屑与粘接液56一起从器件芯片50的侧面去除。
因此，能够解决在后续工序中实施的引线接合、芯片接合、器件芯片50的层叠等中从器件芯片50的侧面落下、飞散的加工屑妨碍接合并且附着于器件芯片50的正面而使层叠的器件芯片50损伤的问题。
Claims (5)
1.一种晶片的加工方法，将由交叉的多条分割预定线划分而在正面上形成有多个器件的晶片分割成各个器件芯片，其中，
该晶片的加工方法具有如下的工序：
分割起点形成工序，在该分割预定线上形成分割的起点；
保护部件配设工序，在该分割起点形成工序之前或之后配设对该晶片的正面进行保护的保护部件；
背面磨削工序，将该保护部件侧保持于卡盘工作台并对该晶片的背面进行磨削而精加工成期望的厚度，并且在该分割预定线上形成分割槽而将该晶片分割成各个器件芯片；
片配设工序，在该晶片的背面上配设能够伸缩的片，并且从该晶片的正面去除该保护部件；
粘接液包覆工序，将具有流动性的粘接液包覆在该晶片的正面上；
片伸缩工序，使通过该片配设工序配设的该片伸缩，以便扩展该分割槽的宽度而使该粘接液浸入至该分割槽并且缩小该分割槽的宽度而从该分割槽排出该粘接液；以及
清洗工序，从该晶片的正面去除该粘接液而至少对该分割槽的侧面进行清洗。
2.根据权利要求1所述的晶片的加工方法，其中，
在该分割起点形成工序中，
将对于该晶片具有透过性的波长的激光光线的聚光点定位于该晶片的与该分割预定线对应的内部而对该晶片照射激光光线，从而形成作为分割的起点的改质层。
3.根据权利要求1所述的晶片的加工方法，其中，
在该分割起点形成工序中，
在该分割预定线上形成深度相当于该器件芯片的完工厚度的槽而作为分割的起点。
4.根据权利要求3所述的晶片的加工方法，其中，
该保护部件配设工序在该分割起点形成工序之后实施。
5.根据权利要求1所述的晶片的加工方法，其中，
该粘接液包覆工序中使用的该粘接液从由聚乙烯醇、聚环氧乙烷、聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素、甲阶型酚醛树脂、羟甲基化脲醛树脂以及羟甲基化三聚氰胺树脂构成的组中选择，
在该清洗工序中，提供清洗水而去除该粘接液。
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