CN117995662A - 贴合晶片的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供贴合晶片的加工方法，解决贴合两张晶片而得的层叠晶片的一方的晶片的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。利用接合层将第一晶片与第二晶片贴合而形成的贴合晶片的加工方法包含如下的工序：坐标生成工序，按照从形成于第一晶片的内部的改质层延伸的裂纹的前端位置位于接合层的外周的方式生成照射激光光线的第一晶片的背面位置的坐标；以及改质层形成工序，对通过该坐标生成工序而生成的坐标照射对于第一晶片具有透过性的波长的激光光线，呈环状形成多个改质层。
Description
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
在上述的专利文献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的倒角部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，该第二晶片与该第一晶片具有相同的直径，其中，该贴合晶片的加工方法具有如下的工序：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；坐标生成工序，连结照射该激光光线的该第一晶片的背面位置、该聚光点的该第一晶片的内部位置以及从该聚光点向该接合层侧延伸的裂纹的前端位置的线会根据该第一晶片的晶体取向而成为不同的角度，基于此按照该裂纹的该前端位置位于该接合层的外周的方式生成照射该激光光线的该第一晶片的背面位置的坐标；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，一边使第一卡盘工作台旋转，一边将分支得到的该激光光线的聚光点定位于该第一晶片的相对于该倒角部靠径向内侧的内部，对通过该坐标生成工序而生成的该第一晶片的背面位置的坐标照射对于该第一晶片具有透过性的波长的激光光线，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，该激光光线的该聚光点呈从该第一晶片的内侧朝向外侧逐渐接近该接合层的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该接合层的外周，并且连结通过该多个聚光点而形成的该多个改质层的面形成圆锥台的侧面。
优选在该磨削工序中，通过该第一晶片的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。优选该第一晶片是单晶硅晶片，在该坐标生成工序中，将从该第一晶片的中心观察形成有表示晶体取向的凹口的方向规定为0度，将该0度、90度、180度、270度的坐标配置在第一同心圆上，将45度、135度、225度、315度的坐标配置在比该第一同心圆小的第二同心圆上，在该第一同心圆与该第二同心圆之间，利用平滑的曲线将0度、45度、90度、135度、180度、225度、270度、315度的坐标点连结，从而生成照射激光光线的该第一晶片的背面位置的坐标。
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，加工时间缩短而生产率提高，除此以外还消除了对另一方的晶片造成损伤的问题。而且，通过实施上述的坐标生成工序，即使在第一晶片的内部延伸的裂纹的角度根据旋转角度而不同，也能够使裂纹在层叠的贴合晶片的接合层的外周的坐标位置上稳定地伸展，能够在不受接合层的影响的情况下可靠地去除倒角部。
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)是示出对点Q1的改质层形成工序的实施方式的立体图，图4的(b)是示出在图4的(a)所示的改质层形成工序中形成多个聚光点的位置的概念图，图4的(c)是示出在图4的(b)所示的改质层形成工序中形成的改质层和裂纹的角度的概念图。
图5的(a)是示出对点Q2的改质层形成工序的实施方式的立体图，图5的(b)是示出在图5的(a)所示的改质层形成工序中形成多个聚光点的位置的概念图，图5的(c)是示出在图5的(b)所示的改质层形成工序中形成的改质层和裂纹的角度的概念图。
图6的(a)是示出通过坐标生成工序而确定为加工位置的背面位置的坐标的概念图，图6的(b)是示出通过坐标生成工序生成背面位置的坐标的方式的概念图。
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；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；781～784：致动器；79：第四光束分离器；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；11A、11B：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；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以及适于实施该贴合晶片的加工方法的加工装置的实施方式进行详细说明。
在图1中示出了加工装置1的整体立体图。加工装置1是对图示那样的将第一晶片10与第二晶片12层叠而得的贴合晶片W实施激光加工的装置。加工装置1具有：保持单元3，其对贴合晶片W进行保持；激光光线照射单元7，其照射对于保持单元3所保持的贴合晶片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，其用于将保持单元3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，其用于将保持单元3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；以及控制器100，其对各动作部进行控制。
加工装置1配设在基台2上，除了上述结构以外还具有：拍摄单元6，其对保持单元3所保持的贴合晶片W进行拍摄而执行对准；框体5，其由竖立设置在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。
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；矩形状的罩板34，其固定于支柱33的上端；以及卡盘工作台35，其配设成通过形成于罩板34上的长孔而向上方延伸，卡盘工作台35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的流路而与省略图示的吸引单元连接。
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，聚光器71将激光光线会聚而照射至贴合晶片W。拍摄单元6是对保持单元3所保持的贴合晶片W进行拍摄而对贴合晶片W的位置和朝向、应照射激光光线的激光加工位置等进行检测的照相机，该拍摄单元6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射出并通过衰减器73而导入至聚光点形成单元74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。如图2所示，与第一分支激光光线LB1～第四分支激光光线LB4对应地形成的聚光点P1～P4形成于上下方向和水平方向的不同的位置，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。并且，在上述的第一反射镜78a、第二反射镜78b、第三反射镜78c、第四反射镜78d上配设有致动器781、782、783、784，根据来自上述控制器100的控制信号对各致动器进行控制，由此能够调整各反射镜的反射角度，将第一分支激光光线LB1～第四分支激光光线LB4在箭头R1所示的方向上进行微调。
另外，为了便于说明，示出了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而形成4个聚光点的例子(分支数为4)。但是，本发明并不限于此，也可以通过与分支数对应地增设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聚光点，通过上述的聚光点形成单元74，能够适当调整第一晶片10的背面10b上的照射第一分支激光光线LB1～第四分支激光光线LB4的位置。
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)。激光光线照射单元7、致动器781～784、X轴进给机构4a、Y轴进给机构4b、卡盘工作台35的省略图示的旋转驱动机构等与控制器100连接，并且在控制器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的背面位置的XY坐标(后续说明)，根据存储于坐标存储部102的XY坐标的信息而实施后述的改质层形成工序。
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贴合晶片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贴合而得的层叠晶片。第一晶片10例如是在由单晶硅构成的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，并具有与第一晶片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一致，使晶体取向一致而将两个晶片层叠。另外，通过本发明的贴合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接合而得的层叠晶片。
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的正下方而进行拍摄，实施如下的坐标生成工序：连结照射激光光线LB的背面位置、聚光点的内部位置以及从聚光点向接合层侧延伸的裂纹的前端位置的线会根据第一晶片的晶体取向而成为不同的角度，基于此按照该裂纹的前端位置位于接合层20的外周17的方式生成照射激光光线LB的背面位置的坐标。参照图4～图6对该坐标生成工序进行更具体的说明。
在图4的(a)～图4的(c)中，示出了根据存储于控制器100的坐标存储部102的环状的加工位置18的坐标位置而照射第一分支激光光线LB1～第四分支激光光线LB4的情形。在本实施方式中，将加工开始位置设为从贴合晶片W的中心C观察形成有表示晶体取向的凹口10d的方向的加工位置18上的点Q1。另外，在如上所述按照与第一分支激光光线LB1～第四分支激光光线LB4对应地形成的聚光点P1～P4以从聚光点P4到聚光点P1呈下行台阶状形成的方式进行了照射时，将照射第四分支激光光线LB4的背面10b的坐标位置作为加工位置18进行说明。另外，按照从通过该聚光点P1～P4而形成的改质层S1～S4延伸的裂纹的前端位置到达贴合晶片W的接合层20的外周17的方式设定加工位置18的坐标，将加工位置18设定成在直径方向上观察比由曲面形成的倒角部10C靠内侧。
在此，本发明的发明人发现：在具有晶体取向的贴合晶片中，连结照射第一分支激光光线LB1～第四分支激光光线LB4的背面位置、聚光点P1～P4的内部位置以及从该聚光点P1～P4向第一晶片10的接合层20侧延伸的裂纹的前端位置的线的角度会根据第一晶片10的晶体取向而成为不同的角度。
首先，如图4的(a)～图4的(c)所示，在本实施方式的由单晶硅构成的第一晶片10中，朝向第一晶片10中形成有表示晶体取向的凹口10d的方向的加工位置18的点Q1，如根据图2进行了说明的那样，在按照与第一分支激光光线LB1～第四分支激光光线LB4对应地形成的聚光点P1～P4以从聚光点P4到聚光点P1呈下行台阶状形成的方式进行了照射的情况下，连结照射该第一分支激光光线LB1～第四分支激光光线LB4的背面位置、聚光点P1～P4以及从由该聚光点P1～P4形成的改质层S1～S4向接合层20侧笔直地延伸的裂纹11A的前端位置而得的角度相对于水平方向为54度。与此相对，如图5的(a)～图5的(c)所示，将形成有凹口10d的方向规定为0度，在朝向使贴合晶片W向箭头R2所示的方向旋转45度的加工位置18上的点Q2而照射了上述的第一分支激光光线LB1～第四分支激光光线LB4的情况下，尽管固定有聚光点形成单元74，但连结照射该激光光线LB1～LB4的背面位置、聚光点P1～P4以及从由该聚光点P1～P4形成的改质层S1～S4向接合层20侧笔直地延伸的裂纹11B的前端位置而得的角度相对于水平方向为45度。
并且，如上所述，使贴合晶片W向箭头R2所示的方向各旋转45度，如图6的(a)所示，向90度的点Q3、135度的点Q4、180度的点Q5、225度的点Q6、270度的点Q7、315度的点Q8的坐标位置依次照射上述的第一分支激光光线LB1～第四分支激光光线LB4而进行了验证，结果发现：在向点Q3、点Q5、点Q7照射的情况下向接合层20侧笔直地延伸的裂纹的角度成为与向点Q1照射的情况同样的角度(54度)，在向点Q4、点Q6、点Q8照射该第一分支激光光线LB1～第四分支激光光线LB4的情况下向接合层20侧笔直地延伸的裂纹的角度成为与向点Q2照射的情况同样的角度(45度)。
根据上述发现，为了按照通过第一分支激光光线LB1～第四分支激光光线LB4而形成的裂纹的前端位置沿接合层20的整周位于外周17的方式照射第一分支激光光线LB1～第四分支激光光线LB4，作为本实施方式的加工位置18而设定的背面位置的坐标在坐标生成工序中如下设定。即，如图6的(a)所示，将从第一晶片10的中心C观察形成有表示晶体取向的凹口10d的方向规定为0度(点Q1)，将该0度(点Q1)、90度(点Q3)、180度(点Q5)、270度(点Q7)的坐标配置在半径为r1的第一同心圆18A上，将45度(点Q2)、135度(点Q4)、225度(点Q6)、315度(点Q8)的坐标配置在比第一同心圆18A小的半径为r2的第二同心圆18B上，在第一同心圆18A与第二同心圆18B之间，利用平滑的曲线将0度(点Q1)、45度(点Q2)、90度(点Q3)、135度(点Q4)、180度(点Q5)、225度(点Q6)、270度(点Q7)、315度(点Q8)的坐标点连结，从而作为照射第一分支激光光线LB1～第四分支激光光线LB4的加工位置18，生成背面位置的坐标，并将该坐标存储于控制器100的坐标存储部102中。此外，据推测：在加工位置18上的相邻的点(点Q1～Q8)中，照射了第一分支激光光线LB1～第四分支激光光线LB4的情况下的裂纹的角度在54度至45度的范围内逐渐变化，在沿着加工位置18照射第一分支激光光线LB1～第四分支激光光线LB4的情况下的裂纹的角度在裂纹11A的角度与裂纹11B的角度之间逐渐变化，以下进行说明。
在生成成为上述的加工位置18的该背面位置的平滑的曲线时，例如能够通过以下说明的方法来生成。如图6的(b)所示，生成半径为r1的第一同心圆18A上的点Q1处的切线L1。接着，生成半径为r2的第二同心圆18B上的点Q2处的切线L2。并且，在生成从点Q1到点Q2之间的加工位置18时，按照从点Q1朝向点Q2使该加工位置18的半径r1逐渐接近半径r2并且使该加工位置18上的切线的斜率从点Q1处的切线L1的斜率逐渐接近点Q2处的切线L2的斜率且在点Q2上与第二同心圆18B上的点Q2的切线L2一致的方式生成加工位置18的坐标。另外，在生成从点Q2至点Q3之间的加工位置18的坐标时，按照从点Q2朝向点Q3使加工位置18的半径r2逐渐接近半径r1的方式生成，并且按照该加工位置18上的切线的斜率逐渐接近第一同心圆18A上的点Q3处的切线L3且在点Q3上切线的角度达到一致的方式生成加工位置18的坐标。以后，同样地，在点Q3、点Q4、点Q5、点Q6、点Q7、点Q8、点Q1之间即沿贴合晶片W的整周利用平滑的曲线连结各点Q1～Q8的坐标点，由此生成作为加工位置18的背面位置的坐标。如果这样实施了坐标生成工序，则将作为加工位置18的背面位置的坐标存储于控制器100的坐标存储部102中。另外，由于接合层20的外周17形成于距离贴合晶片W的外周端约0.5mm的内侧，加工位置18的坐标也设定于距离贴合晶片W的中心C约149.5mm的圆周上。
如果通过上述坐标生成工序生成了作为加工位置18的背面位置的坐标，则根据上述坐标存储部102中存储的背面位置的坐标而实施以下说明的改质层形成工序。更具体而言，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4的(a)所示，将贴合晶片W的加工位置18的点Q1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，沿着由控制器100的坐标存储部102中存储的背面位置的坐标确定的加工位置18，照射第一分支激光光线LB1～第四分支激光光线LB4。如图4的(b)所示，在点Q1处照射的第一分支激光光线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。通过该聚光点P1～P4而形成如图4的(c)所示的改质层S1～S4，并且生成倾斜角度相对于水平面为54度的裂纹11A，该裂纹11A的前端位置到达接合层20的外周17的坐标位置。
然后，使该卡盘工作台35向图4的(a)或图5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，按照与上述的加工位置18一致的方式调整照射第一分支激光光线LB1～第四分支激光光线LB4的背面位置。如图5的(b)所示，通过在沿着上述的加工位置18的内部定位并照射聚光点P1～P4，在点Q2处形成图5的(c)所示那样的改质层S1～S4，并且生成倾斜角度相对于水平面为45度的裂纹11B，向接合层20侧延伸的该裂纹11B的前端位置到达接合层20的外周17的坐标位置。如上所述，从该点Q1到点Q2之间的加工位置18通过平滑的曲线连接，同样在从点Q1到点Q2之间，从改质层S1～S4延伸的裂纹的前端位置也到达接合层20的外周17的坐标位置。
如上所述，在沿着由坐标存储部102中存储的背面位置的坐标确定的加工位置18从点Q1向点Q2照射第一分支激光光线LB1～第四分支激光光线LB4之后，接着向上述的加工位置18上的点Q2～点Q8以及点Q1照射第一分支激光光线LB1～第四分支激光光线LB4。如根据图6进行了说明的那样，连结照射第一分支激光光线LB1～第四分支激光光线LB4的背面位置、聚光点P1～P4的内部位置以及从该聚光点P1～P4向接合层20侧延伸的裂纹11A～11B的前端位置的线会根据第一晶片10的晶体取向而成为不同的角度，作为加工位置18的背面位置的坐标是基于此而设定的，连结中心C与加工位置18的半径根据旋转角度而在r1至r2之间变化。其结果是，在第一晶片10的整周，向接合层20侧延伸的该裂纹11A～11B的前端位置到达接合层20的外周17的坐标位置。另外，在本实施方式中，通过使卡盘工作台35旋转2次而实施激光加工，对沿着加工位置18的同一部位照射2次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，能够将第一分支激光光线LB1～第四分支激光光线LB4照射至由曲面形成的倒角部10C的内侧，避免漫反射而高精度地生成改质层S1～S4和裂纹11A～11B。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以下、上下方向上观察为1μm～10μm的范围进行设定。
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
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所示的方向上例如以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机构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11A、11B使第一晶片10的包含凹口10d的倒角部10C飞散而去除。而且，在本实施方式中，如果如上述那样完成了去除倒角部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，完成本实施方式的贴合晶片的加工方法。
在本实施方式的贴合晶片的加工方法中，通过如上所述实施坐标生成工序和改质层形成工序，呈下行台阶状而设定多个聚光点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11A、11B按照连接该改质层S1～S4间的方式伸展，该裂纹11A、11B一边根据旋转角度位置而改变裂纹延伸的角度，一边向上述的接合层20的外周17的坐标延伸。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11A、11B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，通过实施上述的坐标生成工序，即使从改质层S1延伸的裂纹11A、11B的角度根据旋转角度而不同，也能够稳定地伸展至接合层20的外周17的坐标位置，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)。也可以向该空间光调制器入射从激光振荡器72射出的激光光线LB而使该激光光线LB成为第一分支激光光线LB1～第四分支激光光线LB4，并按照通过上述的坐标生成工序生成的作为加工位置18的背面位置的坐标照射分支后的各激光光线，按照从贴合晶片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聚光点P1～P4，在期望的位置形成改质层S1～S4。
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11A、11B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的裂纹将倒角部10C去除。
Claims (3)
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，该第二晶片与该第一晶片具有相同的直径，
其中，
该贴合晶片的加工方法具有如下的工序：
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；
坐标生成工序，连结照射该激光光线的该第一晶片的背面位置、该聚光点的该第一晶片的内部位置以及从该聚光点向该接合层侧延伸的裂纹的前端位置的线会根据该第一晶片的晶体取向而成为不同的角度，基于此按照该裂纹的该前端位置位于该接合层的外周的方式生成照射该激光光线的该第一晶片的背面位置的坐标；
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，一边使第一卡盘工作台旋转，一边将分支得到的该激光光线的聚光点定位于该第一晶片的相对于该倒角部靠径向内侧的内部，对通过该坐标生成工序而生成的该第一晶片的背面位置的坐标照射对于该第一晶片具有透过性的波长的激光光线，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，该激光光线的该聚光点呈从该第一晶片的内侧朝向外侧逐渐接近该接合层的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该接合层的外周，并且连结通过该多个聚光点而形成的该多个改质层的面形成圆锥台的侧面。
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。
3.根据权利要求1所述的贴合晶片的加工方法，其中，
该第一晶片是单晶硅晶片，
在该坐标生成工序中，将从该第一晶片的中心观察形成有表示晶体取向的凹口的方向规定为0度，将该0度、90度、180度、270度的坐标配置在第一同心圆上，将45度、135度、225度、315度的坐标配置在比该第一同心圆小的第二同心圆上，在该第一同心圆与该第二同心圆之间，利用平滑的曲线将0度、45度、90度、135度、180度、225度、270度、315度的坐标点连结，从而生成照射激光光线的该第一晶片的背面位置的坐标。
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