CN117954307A - 贴合晶片的加工方法 - Google Patents

贴合晶片的加工方法 Download PDF

Info

Publication number
CN117954307A
CN117954307A CN202311334828.6A CN202311334828A CN117954307A CN 117954307 A CN117954307 A CN 117954307A CN 202311334828 A CN202311334828 A CN 202311334828A CN 117954307 A CN117954307 A CN 117954307A
Authority
CN
China
Prior art keywords
wafer
laser beam
grinding
bonding layer
layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202311334828.6A
Other languages
English (en)
Inventor
伊贺勇人
平田和也
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Disco Corp
Original Assignee
Disco Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Disco Corp filed Critical Disco Corp
Publication of CN117954307A publication Critical patent/CN117954307A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/77Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
    • H01L21/78Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/26Bombardment with radiation
    • H01L21/263Bombardment with radiation with high-energy radiation
    • H01L21/268Bombardment with radiation with high-energy radiation using electromagnetic radiation, e.g. laser radiation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/50Working by transmitting the laser beam through or within the workpiece
    • B23K26/53Working by transmitting the laser beam through or within the workpiece for modifying or reforming the material inside the workpiece, e.g. for producing break initiation cracks
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B38/00Ancillary operations in connection with laminating processes
    • B32B38/0004Cutting, tearing or severing, e.g. bursting; Cutter details
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B38/00Ancillary operations in connection with laminating processes
    • B32B38/0012Mechanical treatment, e.g. roughening, deforming, stretching
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B41/00Arrangements for controlling or monitoring lamination processes; Safety arrangements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/10Measuring as part of the manufacturing process
    • H01L22/12Measuring as part of the manufacturing process for structural parameters, e.g. thickness, line width, refractive index, temperature, warp, bond strength, defects, optical inspection, electrical measurement of structural dimensions, metallurgic measurement of diffusions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B38/00Ancillary operations in connection with laminating processes
    • B32B38/0012Mechanical treatment, e.g. roughening, deforming, stretching
    • B32B2038/0016Abrading
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2310/00Treatment by energy or chemical effects
    • B32B2310/08Treatment by energy or chemical effects by wave energy or particle radiation
    • B32B2310/0806Treatment by energy or chemical effects by wave energy or particle radiation using electromagnetic radiation
    • B32B2310/0843Treatment by energy or chemical effects by wave energy or particle radiation using electromagnetic radiation using laser

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)
  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

提供贴合晶片的加工方法,解决贴合两张晶片而得的贴合晶片的一个晶片的倒角部的去除耗费时间而生产率差并对另一个晶片造成损伤的问题。该方法包含:坐标生成工序,生成接合层的最外周的坐标;改质层形成工序,将对于第一晶片具有透过性的波长的激光光线的聚光点定位于能去除倒角部的内部而照射,形成多个改质层;和磨削工序,将第二晶片侧保持于卡盘工作台,将第一晶片的背面磨削而薄化。在改质层形成工序中,根据接合层的最外周的坐标将激光光线的多个聚光点按照从第一晶片的径向内侧朝向外侧逐渐接近接合层的方式设定成从最上层的聚光点到最下层的聚光点呈下行台阶状,从通过最下层的聚光点而形成的改质层延伸的裂纹到达接合层的最外周的坐标。

Description

贴合晶片的加工方法
技术领域
本发明涉及贴合晶片的加工方法。
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等多个器件的晶片通过切割装置而分割成各个器件芯片,将分割得到的器件芯片利用于移动电话、个人计算机等电子设备。
另外,有时为了提高器件的集成度,将形成图案后的两张晶片贴合并对一方的晶片进行磨削而薄化。
但是,当对一方的晶片进行磨削而薄化时,存在如下的问题:形成于晶片的外周的倒角部成为刀刃那样的锐利的形状,会导致作业者受伤,另外,从该刀刃产生的裂纹向晶片的内部伸展而损伤器件芯片。
因此,提出了如下的技术:在要磨削而薄化的晶片的外周直接定位切削刀具或磨削磨具而将该倒角部去除,抑制刀刃的产生(例如,参照专利文献1、专利文献2)。
专利文献1:日本特开2010-225976号公报
专利文献2:日本特开2016-96295号公报
但是,在专利文献1、专利文献2所公开的技术中,存在耗费与利用切削刀具或磨削磨具进行的倒角部的去除相当的时间因而生产率差的问题,而且存在对另一方的晶片造成损伤的问题。
发明内容
由此,本发明的目的在于提供贴合晶片的加工方法,能够解决贴合两张晶片而得的贴合晶片中的一方的晶片倒角部的去除耗费时间因而生产率差的问题,并且能够解决对另一方的晶片造成损伤的问题。
根据本发明,提供贴合晶片的加工方法,该贴合晶片是利用接合层将第一晶片的正面与第二晶片的正面或背面贴合而形成的,该第一晶片在该正面上具有形成有多个器件的器件区域以及围绕该器件区域并且在外周缘形成有倒角部的外周剩余区域,其中,该贴合晶片的加工方法具有如下的工序:坐标生成工序,检测该接合层的最外周而生成该接合层的最外周的坐标;聚光点设定工序,将对于该第一晶片具有透过性的波长的激光光线分支成多个激光光线,将分支得到的各激光光线的聚光点设定于不同的位置;改质层形成工序,利用第一卡盘工作台对该第二晶片侧进行保持,将分支得到的该激光光线的聚光点从该第一晶片的背面定位于该第一晶片的相对于该倒角部靠径向内侧的内部而照射该激光光线,在该第一晶片的内部呈环状形成多个改质层;以及磨削工序,在实施了该改质层形成工序之后,利用第二卡盘工作台对该第二晶片侧进行保持,对该第一晶片的背面进行磨削而薄化,在该改质层形成工序中,分支得到的激光光线的聚光点按照从该第一晶片的径向内侧朝向外侧接近该接合层的方式呈下行台阶状而形成多个,从通过最下层的该聚光点而形成的该改质层延伸的裂纹到达通过该坐标生成工序而生成的该接合层的最外周的坐标。
优选在该磨削工序中,通过该第一晶片的该背面的磨削而去除该改质层,通过该裂纹而从该第一晶片去除该倒角部。
根据本发明的贴合晶片的加工方法,与以往的倒角部的去除相比,加工时间缩短,生产率提高,除此以外还消除了对第二晶片造成损伤的问题。而且,从最下层的改质层延伸的裂纹不会向接合层的内侧伸展,因此能够在不受接合层的影响的情况下可靠地去除第一晶片的倒角部。
附图说明
图1是加工装置的整体立体图。
图2是示出安装于图1所示的加工装置的激光光线照射单元的光学系统的框图。
图3的(a)是作为被加工物的贴合晶片的立体图,图3的(b)是将图3的(a)所示的贴合晶片的一部分放大的侧视图。
图4的(a)是示出坐标生成工序的实施方式的立体图,图4的(b)是示出在显示单元中显示通过坐标生成工序而拍摄的接合层20的状态的概念图。
图5是在图4中通过拍摄单元而拍摄的贴合晶片的概念图。
图6的(a)是示出改质层形成工序的实施方式的立体图,图6的(b)是示出在改质层形成工序中形成多个聚光点的位置的概念图,图6的(c)是示出在改质层形成工序中形成的改质层和裂纹的概念图。
图7的(a)是示出磨削工序的实施方式的立体图,图7的(b)是将通过磨削工序而薄化的贴合晶片的一部分放大而示出的侧视图。
标号说明
1:加工装置;2:基台;3:保持单元;34:罩板;35:卡盘工作台;4a:X轴进给机构;4b:Y轴进给机构;5:框体;6:拍摄单元;7:激光光线照射单元;71:聚光器;72:激光振荡器;73:衰减器;74:聚光点形成单元;75a:第一1/2波长板;75b:第二1/2波长板;75c:第三1/2波长板;76a:第一光束分离器;76b:第二光束分离器;76c:第三光束分离器;77a:第一光束扩展器;77b:第二光束扩展器;77c:第三光束扩展器;78a:第一反射镜;78b:第二反射镜;78c:第三反射镜;78d:第四反射镜;79:第四光束分离器;8:红外线照射器;9:显示单元;10:第一晶片;10A:器件区域;10B:外周剩余区域;10C:倒角部;10a:正面;10b:背面;10d:凹口;11:裂纹;12:第二晶片;12a:正面;12b:背面;12d:凹口;16:划分线;18:加工位置;20:接合层;60:磨削装置;61:卡盘工作台;62:磨削单元;63:旋转主轴;64:磨轮安装座;65:磨削磨轮;66:磨削磨具;100:控制器;102:坐标存储部;D:器件;L:分割预定线;W:贴合晶片。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明实施方式的贴合晶片的加工方法进行详细说明。
在图1中示出了适合实施本实施方式的贴合晶片的加工方法的加工装置1的整体立体图。加工装置1是对图示那样的贴合晶片W实施激光加工的装置。贴合晶片W是将第一晶片10与第二晶片12贴合层叠而得的晶片(后文中详细说明)。加工装置1具有:保持单元3,其包含对上述的贴合晶片W进行保持的卡盘工作台35,卡盘工作台35具有省略图示的旋转驱动机构;拍摄单元6,其至少包含捕捉红外线而拍摄图像的红外线照相机;激光光线照射单元7,其照射对于构成贴合晶片W的第一晶片10具有透过性的波长的激光光线;X轴进给机构4a,其用于将卡盘工作台35和激光光线照射单元7相对地在X轴方向上进行加工进给;Y轴进给机构4b,其用于将卡盘工作台35和激光光线照射单元7在与该X轴方向垂直的Y轴方向上相对地进行加工进给;红外线照射器8;显示单元9;以及控制器100,其对各动作部进行控制。另外,在上述的拍摄单元6中,除了红外线照相机以外,还配设有捕捉可见光而进行拍摄的一般的照相机。
加工装置1配设在基台2上,除了上述结构以外还具有框体5,该框体5由竖立设置在X轴进给机构4a、Y轴进给机构4b的侧方的垂直壁部5a以及从垂直壁部5a的上端部沿水平方向延伸的水平壁部5b构成。
保持单元3是包含上述的卡盘工作台35而对贴合晶片W进行保持的单元,如图1所示,保持单元3具有:矩形状的X轴方向可动板31,其沿X轴方向移动自如地搭载于基台2;矩形状的Y轴方向可动板32,其沿Y轴方向移动自如地搭载于X轴方向可动板31;圆筒状的支柱33,其固定于Y轴方向可动板32的上表面;以及矩形状的罩板34,其固定于支柱33的上端。卡盘工作台35配设成通过形成于罩板34上的长孔而向上方延伸,构成为能够通过收纳于支柱33内的省略图示的旋转驱动机构而旋转。卡盘工作台35的保持面由具有通气性的多孔质材料的吸附卡盘36形成,借助通过支柱33的流路而与未图示的吸引单元连接。红外线照射器8在与卡盘工作台35相邻的罩板34上配设于通过卡盘工作台35的中心的X轴线上,配置成从载置于卡盘工作台35的贴合晶片W的侧方水平地照射红外线G。
X轴进给机构4a将电动机42的旋转运动经由滚珠丝杠43转换为直线运动并向X轴方向可动板31传递,使X轴方向可动板31沿着在基台2上沿X轴方向配设的一对导轨2A、2A在X轴方向上移动。Y轴进给机构4b将电动机45的旋转运动经由滚珠丝杠44转换为直线运动并向Y轴方向可动板32传递,使Y轴方向可动板32沿着在X轴方向可动板31上沿Y轴方向配设的一对导轨31a、31a在Y轴方向上移动。通过具有这样的结构,能够使卡盘工作台35移动到加工装置1上的任意的X坐标Y坐标的位置。
在框体5的水平壁部5b的内部,收纳有构成上述的激光光线照射单元7的光学系统以及拍摄单元6。在水平壁部5b的前端部下表面侧配设有构成该激光光线照射单元7的一部分的聚光器71。拍摄单元6是对保持单元3所保持的贴合晶片W进行拍摄而对后述的接合层20的最外周17和贴合晶片W的中心C进行检测的单元,配设在相对于上述聚光器71在图中箭头X所示的X轴方向上相邻的位置。
在图2中示出了表示上述的激光光线照射单元7的光学系统的概要的框图。激光光线照射单元7具有:激光振荡器72,其射出激光光线LB;衰减器73,其对激光振荡器72射出的激光光线LB的输出进行调整;以及聚光点形成单元74,其对通过了衰减器73的激光光线LB进行分支而在卡盘工作台35所保持的贴合晶片W的内部呈下行台阶状而形成多个聚光点。
如图2所示,本实施方式的聚光点形成单元74例如具有第一1/2波长板75a、第一光束分离器76a、第二1/2波长板75b、第二光束分离器76b、第三1/2波长板75c、第三光束分离器76c、第一光束扩展器77a、第二光束扩展器77b、第三光束扩展器77c、第一反射镜78a、第二反射镜78b、第三反射镜78c、第四反射镜78d以及第四光束分离器79。
从上述激光振荡器72射出并通过了衰减器73后的激光光线LB经由第一1/2波长板75a被引导至第一光束分离器76a,通过适当调整该第一1/2波长板75a的旋转角度,相对于上述激光光线LB成为1/4的光量的第一分支激光光线LB1(s偏振光)从第一光束分离器76a分支,并被引导至第一光束扩展器77a。另外,未被第一光束分离器76a分支的剩余的激光光线(p偏振光)经由第二1/2波长板75b被引导至第二光束分离器76b,通过适当调整该第二1/2波长板75b的旋转角度,相对于上述的激光光线LB成为1/4的光量的第二分支激光光线LB2(s偏振光)从第二光束分离器76b分支,并被引导至第二光束扩展器77b。并且,未被第二光束分离器76b分支的剩余的激光光线(p偏振光)经由第三1/2波长板75c被引导至第三光束分离器76c,通过适当调整第三1/2波长板75c的旋转角度,相对于上述的激光光线LB成为1/4的光量的第三分支激光光线LB3(s偏振光)从第三光束分离器76c分支,并被引导至第三光束扩展器77c。未被第三光束分离器76c分支的剩余的激光光线(p偏振光)成为相对于上述的激光光线LB成为1/4的光量的第四分支激光光线LB4(p偏振光),并被引导至第四反射镜78d。如上所述,第一分支激光光线LB1~第四分支激光光线LB4相对于上述激光光线LB分别以1/4的光量分支。
第一分支激光光线LB1为s偏振光,因此在通过第一光束扩展器77a调整光束直径之后,被第一反射镜78a反射而被引导至第四光束分离器79并反射而被引导至聚光器71的聚光透镜71a。另外,第二分支激光光线LB2也是s偏振光,在通过第二光束扩展器77b调整光束直径之后,被第二反射镜78b反射而被引导至第四光束分离器79并反射而被引导至聚光器71的聚光透镜71a。并且,第三分支激光光线LB3也是s偏振光,在通过第三光束扩展器77c调整光束直径之后,被第三反射镜78c反射而被引导至第四光束分离器79并反射而被引导至聚光器71的聚光透镜71a。并且,被第四反射镜78d反射的第四分支激光光线LB4为p偏振光,在第四光束分离器79中直行而被引导至聚光器71的聚光透镜71a。通过第一光束扩展器77a~第三光束扩展器77c,按照各光束直径的大小为LB1>LB2>LB3>LB4的方式适当调整,并且适当调整第一反射镜78a~第四反射镜78d的角度,由此,与第一分支激光光线LB1~第四分支激光光线LB4对应的聚光点P1~P4如图2所示形成于上下方向和水平方向的不同位置,从聚光点P4朝向聚光点P1,朝向图中左方侧呈下行台阶状而形成。
另外,为了便于说明,在上述的聚光点形成单元74中,将通过衰减器73后的激光光线LB分支成第一分支激光光线LB1~第四分支激光光线LB4(分支数为4)而形成4个聚光点。但是,本发明并不限于此,也可以通过适当地增设1/2波长板、光束分离器、光束扩展器、反射镜等而按照形成更多的分支激光光线的方式进行设定(例如进行8分支),能够呈下行台阶状而形成与分支数相应的例如8个聚光点。
控制器100由计算机构成,具有:按照控制程序进行运算处理的中央运算处理装置(CPU);存储控制程序等的只读存储器(ROM);用于暂时存储检测出的检测值、运算结果等的能够读写的随机存取存储器(RAM);输入接口以及输出接口(省略详细的图示)。在控制器100中配设有坐标存储部102,坐标存储部102存储要加工的贴合晶片W的外周、贴合晶片W的中心、后述的接合层20的最外周17的坐标以及与照射激光光线LB的加工位置对应的坐标等,控制器100与X轴进给机构4a、Y轴进给机构4b、拍摄单元6、激光光线照射单元7、红外线照射器8、显示单元9、上述的卡盘工作台35的省略图示的旋转驱动机构等连接,根据存储于坐标存储部102的信息对各动作部进行控制。
本实施方式的加工装置1具有大致如上所述的结构,以下对本实施方式的贴合晶片的加工方法进行说明。
本实施方式中实施的加工方法的被加工物是例如图3的(a)和图3的(b)所示的贴合晶片W。贴合晶片W例如是直径为300mm且将第一晶片10与第二晶片12贴合而得的贴合晶片。第一晶片10例如是在硅基板的内部形成有氧化膜层的SOi晶片,如图所示,多个器件D由交叉的多条分割预定线L划分而形成于正面10a。第一晶片10的正面10a具有形成有上述多个器件D的靠中心侧的器件区域10A和围绕该器件区域10A的外周剩余区域10B,在外周剩余区域10B的外周端部形成有呈曲面状形成的环状的倒角部10C。并且,在外周剩余区域10B的外周形成有表示第一晶片10的晶体取向的凹口10d。另外,在图3的(a)中,记载了划分器件区域10A和外周剩余区域10B的划分线16,但划分线16是为了便于说明而记载的,并未标注于实际的第一晶片10的正面10a。
本实施方式的第二晶片12与第一晶片10同样地具有表示晶体取向的凹口12d,具有与第一晶片10大致相同的结构,因此对其余的详细情况省略说明。如根据图3的(a)和图3的(b)能够理解的那样,使第一晶片10翻转而使正面10a朝向下方,借助由适当的粘接剂形成的接合层20而将第一晶片10的正面10a与第二晶片12的正面12a贴合而形成贴合晶片W。此时,如图所示,通过使第一晶片10的凹口10d与第二晶片12的凹口12d对齐,使晶体取向一致而将两个晶片层叠。另外,通过本发明的晶片的加工方法进行加工的贴合晶片W不限于将上述的第一晶片10的正面10a与第二晶片12的正面12a接合而层叠的贴合晶片W,也可以是将第一晶片10的正面10a与第二晶片12的背面12b接合而得的贴合晶片。
在实施本实施方式的贴合晶片的加工方法时,将上述的贴合晶片W搬送到根据图1进行了说明的加工装置1,将第一晶片10侧朝向上方,将第二晶片12侧朝向下方而载置于卡盘工作台35,使上述的吸引单元进行动作而进行吸引保持。接着,使X轴进给机构4a、Y轴进给机构4b进行动作,将贴合晶片W定位于拍摄单元6的正下方,实施生成接合层20的最外周的坐标的坐标生成工序。参照图4、图5对该坐标生成工序进行更具体的说明。
在实施本实施方式的坐标生成工序时,使上述的X轴进给机构4a进行动作,如图4的(a)所示,将贴合晶片W的外周区域定位于拍摄单元6的正下方。如上所述,在与卡盘工作台35沿X轴方向相邻的罩板34上配设有红外线照射器8。在红外线照射器8中,将照射红外线G的前端部81调整为卡盘工作台35所保持的贴合晶片W的形成有接合层20的高度,从贴合晶片W的侧方水平地照射红外线G。该红外线G透过构成贴合晶片W的第一晶片10和第二晶片12的硅基板,但在由粘接剂形成的接合层20的最外周17发生反射。这一情形被位于上方的拍摄单元6拍摄,如图4的(b)所示,在显示单元9中显示示出最外周17的位置的光的反射,通过控制器100检测最外周17。这样从侧方对贴合晶片W照射红外线G,通过拍摄单元6检测接合层20的最外周17,并且使上述的卡盘工作台35向图4的(a)中箭头R1所示的方向旋转。由此,生成由贴合晶片W的接合层20的整周的最外周17的X坐标Y坐标确定的坐标(坐标生成工序)。然后,将上述的贴合晶片W的接合层20的最外周17的坐标、通过拍摄单元6另外检测的中心C的坐标(x0,y0)以及凹口10d的坐标等存储于控制器100的坐标存储部102。
在此,如图5所示,根据控制器100的坐标存储部102中存储的贴合晶片W的接合层20的最外周17的坐标和贴合晶片W的中心C的坐标,定位上述的分支激光光线LB1~LB4的聚光点P1~P4而设定形成改质层的加工位置18的XY坐标。该加工位置18设定成沿着接合层20的最外周17,更具体而言,将分支激光光线LB1~LB4的聚光点P1~P4设定成在贴合晶片W的外周从内侧朝向外侧逐渐接近接合层20,并且如图6的(b)和图6的(c)所示,设定成从最上层的聚光点P4至最下层的聚光点P1呈下行台阶状形成多个,在形成了基于该聚光点P1~P4的改质层S1~S4时,在从由最下层的聚光点P1形成的改质层S1延伸的裂纹11到达第一晶片10的正面10a侧时,到达通过坐标生成工序而生成的接合层20的最外周17的坐标。这样设定的该加工位置18的坐标存储于控制器100的坐标存储部102中。另外,接合层20的最外周17形成在距离贴合晶片W的外周端约为0.5mm的内侧,因此加工位置18的坐标设定于距离贴合晶片W的中心C约149.5mm的圆周上。
如果如上述那样设定了加工位置18,则通过控制器100使X轴进给机构4a和Y轴进给机构4b进行动作,如图6的(a)所示,将贴合晶片W的加工位置18定位于激光光线照射单元7的聚光器71的正下方。接着,使上述的激光光线照射单元7进行动作而照射第一分支激光光线LB1~第四分支激光光线LB4。如图6的(b)所示,第一分支激光光线LB1~第四分支激光光线LB4的聚光点P1~P4按照从第一晶片10的内侧朝向外侧逐渐接近接合层20的方式呈下行台阶状而形成多个。另外,关于通过上述的第一分支激光光线LB1~第四分支激光光线LB4而形成的各聚光点P1~P4的间隔,例如按照水平方向上观察为10μm、上下方向上观察为1μm~10μm的范围进行设定。
在本实施方式中,为了便于说明,用一条环状的虚线表示与接合层20的最外周17对应地设定的加工位置18,但如上所述,本实施方式的加工装置的激光光线照射单元7将聚光点P1~P4呈下行台阶状而形成多个,因此实际上将加工位置18的X坐标Y坐标设定成与各聚光点P1~P4分别对应。
然后,使该卡盘工作台35向图6的(a)中箭头R2所示的方向旋转,并且使X轴进给机构4a、Y轴进给机构4b进行动作,如图6的(c)所示,在沿着上述的加工位置18的内部按照末端展宽的方式形成改质层S1~S4,沿着加工位置18形成连结该改质层S1~S4的裂纹11。其结果是,如上所述,从由最下层的聚光点P1形成的改质层S1延伸的裂纹11到达通过上述的坐标生成工序而生成的接合层20的最外周17的坐标。在本实施方式中,通过使卡盘工作台35旋转2周,对沿着加工位置18的同一部位两次照射上述的第一分支激光光线LB1~第四分支激光光线LB4。通过如以上那样实施改质层形成工序,能够避免在由曲面形成的倒角部10C上发生的漫反射而高精度地形成改质层S1~S4而生成裂纹11。
实施上述改质层形成工序的激光加工时的激光加工条件例如如下设定。
波长 :1342nm
重复频率 :60kHz
输出 :2.4W
激光光线的分支数 :4
卡盘工作台旋转速度: 107.3deg/s(圆周速度280mm/s)
在如上述那样实施了改质层形成工序之后,将贴合晶片W搬送到图7的(a)所示的磨削装置60(仅示出一部分)。如图所示,磨削装置60具有磨削单元62,该磨削单元62用于对吸引保持在卡盘工作台61上的贴合晶片W进行磨削而薄化。磨削单元62具有:旋转主轴63,其通过未图示的旋转驱动机构而旋转;磨轮安装座64,其安装于旋转主轴63的下端;以及磨削磨轮65,其安装于磨轮安装座64的下表面上,在磨削磨轮65的下表面上呈环状配设有多个磨削磨具66。
在将实施了上述改质层形成工序的贴合晶片W搬送至磨削装置60并将第二晶片12侧载置于卡盘工作台61而进行吸引保持之后,一边使磨削单元62的旋转主轴63在图7的(a)中箭头R3所示的方向例如以6000rpm旋转,一边使卡盘工作台61向箭头R4所示的方向例如以300rpm旋转。然后,一边利用未图示的磨削水提供单元将磨削水提供至贴合晶片W的第一晶片10的背面10b上,一边使磨削磨具66与第一晶片10的背面10b接触并将磨削磨轮65在箭头R5所示的方向上以例如1μm/秒的磨削进给速度进行磨削进给。此时,能够一边利用未图示的接触式或非接触式的测量仪对贴合晶片W的厚度进行测量一边进行磨削,如图7的(b)所示,通过对第一晶片10的背面10b进行规定量的磨削,将上述改质层S1~S4去除,通过裂纹11使第一晶片10的包含凹口10d的倒角部10C飞散而去除。如果完成了去除倒角部10C并磨削贴合晶片W的磨削工序,则使磨削单元62停止,经过省略说明的清洗、干燥工序等,完成本实施方式的晶片的加工方法。
如上所述,通过实施本实施方式的贴合晶片的加工方法的改质层形成工序,呈下行台阶状设定多个聚光点P1~P4,在构成贴合晶片W的第一晶片10的内部按照末端展宽的方式形成改质层S1~S4,裂纹11按照连接该改质层S1~S4间的方式伸展,该裂纹11朝向上述的接合层20在斜下方延伸并且伸展至通过上述坐标生成工序而生成的接合层20的最外周17的坐标。对这样的贴合晶片W实施上述的磨削工序从而赋予破碎力,通过裂纹11去除倒角部10C,因此与以往的倒角部的去除相比,加工时间缩短,生产率提高,而且还消除了在另一方的晶片(第二晶片12)上产生损伤的问题。而且,通过上述的结构,从最下层的改质层S1延伸的裂纹11不会向接合层20的内侧伸展,因此能够在不受接合层20的影响的情况下可靠地去除倒角部10C。
另外,在上述的实施方式中,通过组合多个1/2波长板、光束分离器、光束扩展器以及反射镜等来实现构成激光光线照射单元7的聚光点形成单元74,但本发明并不限于此。例如,也可以代替图2所示的聚光点形成单元74而配设空间光调制器(LCOS:Liquid CrystalOn Silicon),使从激光振荡器72射出的激光光线LB入射而将该激光光线LB分支成多个,将分支得到的各激光光线的聚光点按照从第一晶片的径向内侧朝向外侧逐渐接近接合层20的方式呈下行台阶状而形成多个,将连结与多个该聚光点对应地形成的改质层而得的面形成为圆锥台的斜面形状。
另外,在上述的实施方式中,将贴合晶片W按照残留有第一晶片10的倒角部10C的状态搬送至磨削装置60而实施磨削工序,利用磨削时的破碎力将形成于改质层S1~S4的裂纹11作为起点而将倒角部10C去除,但本发明并不限于此,也可以在搬入磨削装置60而实施磨削工序之前,通过对第一晶片10的外周施加外力而利用形成于改质层S1~S4的裂纹11将倒角部10C去除。

Claims (2)

1.一种贴合晶片的加工方法,该贴合晶片是利用接合层将第一晶片的正面与第二晶片的正面或背面贴合而形成的,该第一晶片在该正面上具有形成有多个器件的器件区域以及围绕该器件区域并且在外周缘形成有倒角部的外周剩余区域,
其中,
该贴合晶片的加工方法具有如下的工序:
坐标生成工序,检测该接合层的最外周而生成该接合层的最外周的坐标;
聚光点设定工序,将对于该第一晶片具有透过性的波长的激光光线分支成多个激光光线,将分支得到的各激光光线的聚光点设定于不同的位置;
改质层形成工序,利用第一卡盘工作台对该第二晶片侧进行保持,将分支得到的该激光光线的聚光点从该第一晶片的背面定位于该第一晶片的相对于该倒角部靠径向内侧的内部而照射该激光光线,在该第一晶片的内部呈环状形成多个改质层;以及
磨削工序,在实施了该改质层形成工序之后,利用第二卡盘工作台对该第二晶片侧进行保持,对该第一晶片的背面进行磨削而薄化,
在该改质层形成工序中,分支得到的激光光线的聚光点按照从该第一晶片的径向内侧朝向外侧接近该接合层的方式呈下行台阶状而形成多个,从通过最下层的该聚光点而形成的该改质层延伸的裂纹到达通过该坐标生成工序而生成的该接合层的最外周的坐标。
2.根据权利要求1所述的贴合晶片的加工方法,其中,
在该磨削工序中,通过该第一晶片的该背面的磨削而去除该改质层,通过该裂纹而从该第一晶片去除该倒角部。
CN202311334828.6A 2022-10-28 2023-10-16 贴合晶片的加工方法 Pending CN117954307A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022-173157 2022-10-28
JP2022173157A JP2024064517A (ja) 2022-10-28 2022-10-28 ウエーハの加工方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117954307A true CN117954307A (zh) 2024-04-30

Family

ID=90732061

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202311334828.6A Pending CN117954307A (zh) 2022-10-28 2023-10-16 贴合晶片的加工方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20240145248A1 (zh)
JP (1) JP2024064517A (zh)
KR (1) KR20240060455A (zh)
CN (1) CN117954307A (zh)
DE (1) DE102023210304A1 (zh)

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5307593B2 (ja) 2009-03-25 2013-10-02 株式会社ディスコ 積層ウェーハの分割方法
JP2016096295A (ja) 2014-11-17 2016-05-26 株式会社ディスコ 2層構造ウェーハの加工方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2024064517A (ja) 2024-05-14
US20240145248A1 (en) 2024-05-02
DE102023210304A1 (de) 2024-05-08
KR20240060455A (ko) 2024-05-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI708285B (zh) 被加工物的檢查方法、檢查裝置、雷射加工裝置、及擴張裝置
JP6906859B2 (ja) 加工装置
KR20130110045A (ko) 레이저 가공 방법
WO2020184179A1 (ja) 基板処理装置及び基板処理方法
CN117954307A (zh) 贴合晶片的加工方法
JP2022172109A (ja) ウェーハの加工方法
CN117810168A (zh) 贴合晶片的加工方法和加工装置
CN117711927A (zh) 贴合晶片的加工方法和加工装置
CN117995662A (zh) 贴合晶片的加工方法
KR20220017358A (ko) 레이저 가공 장치
TW202418479A (zh) 貼合晶圓的加工方法
JP7285694B2 (ja) レーザー加工装置の光軸調整方法
TW202416371A (zh) 貼合晶圓的加工方法及加工裝置
JP7473414B2 (ja) ウエーハの加工方法
KR20230012980A (ko) 웨이퍼의 처리 방법
CN118156224A (zh) 加工装置
JP2021068872A (ja) ウエーハの加工方法
TW202329315A (zh) 磨削裝置
CN111162042A (zh) 晶片的加工方法
KR20230014057A (ko) 웨이퍼의 처리 방법
KR20210064050A (ko) 웨이퍼의 가공 방법
CN115692186A (zh) 晶片的处理方法
CN117747457A (zh) 被加工物的检查方法和检查装置
KR20220133098A (ko) 레이저 가공 장치

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication