201030833 六、發明說明： 【韻^明所屬之_技彳椅領域^ 發明領域 本發明係有關於一種可將在表面藉形成格子狀之切割 道而劃分之複數領域形成有裝置之晶圓沿切割道分割成個 別之裝置之晶圓之加工方法。 發明背景 半導體裝置製造步驟中，係藉於略圓板形狀之半導體 晶圓表面排列成格子狀之稱為切割道之分割預定線劃分複 數領域’再於已劃分之領域内形成IC、LSI等裝置。其次， 沿切割道而裁切半導體晶圓，以分割形成有電路之領域而 製造個別之半導體晶片。又，於藍寶石基板及碳化矽基板 之表面上積層氮化鎵系化合物半導體等而成之光學裝置晶 圓’亦沿切割道而裁切分割成個別之發光二極體、雷射二 極體等光學裝置’並廣泛應用於電子設備。 沿切割道裁切晶圓通常係藉可高速旋轉切削刀而進行 切削之切削裝置而實施。然而，藍寶石基板及碳化矽基板 乃莫氏硬度較高而不易切削之材料，故加工速度必須降 低’而有生產力不佳之問題。 近年’可沿切割道分割光學裝置晶圓之方法，已提案 有一種對晶圓沿切割道照射具吸收性之脈衝雷射光線而形 成雷射加工槽，並沿前述雷射加工槽施加外力而進行裁切 之方法（參照諸如專利文獻1)。 201030833 【先行技術文獻】 【專利文獻】 【專利文獻1】特開平10-305420號公報 【明内.容3 發明概要 發明欲解決之課題 而，一旦為提昇光學裝置之特性，而在沿晶圓之切割 道而形成雷射加工槽前’藉研削裝置研削藍寶石基板、碳 化石夕基板等所構成之晶圓之背面，加工晶圓而將厚度降低 至50μιη程度’則晶圓將發生翹曲而無法將雷射光線之聚光 點定位於適當位置’而有無法沿切割道而正確分割晶圓之 問題。 本發明係有鑑於上述事實而設計者，其主要技術課題 則在提供一種可沿切割道而正硪分割晶圓，且可降低分割 後之裝置之厚度之晶圓之加工方法。 用以欲解決課題之手段 為解決上述主要技術課題，依據本發明，可提供一種 晶圓之加工方法，其可將在表面藉形成格子狀之複數切割 道而劃分之複數領域形成有裝置之晶圓沿切割道分割成個 別之裝置，包含以下步驟：分割槽形成步驟，自晶圓之表 面側沿切割道而形成深度相當於裝置之完成厚度之分割 槽；剛性板黏著步驟，藉照射紫外線即可固化而增加保持 力，且含有水分即潤脹而降低保持力之黏著樹脂，而對可 穿透紫外線之剛性板表面貼附形成有前述分割槽之晶圓表 201030833 面；保持力增加步驟，自前述剛性板之背面側照射紫外線 而使前述黏著樹脂固化，以增加前述黏著樹脂之保持力； ❹ Ο 背面研削步驟’實施前述保持力增加步驟後，研削晶圓背 面而於背面露出前述分割槽，並將晶圓分割成個別之裝 置’膠帶貼附步驟’對業經實施前述背面研削步驟之晶圓 背面黏著膠帶’保持力降低步驟，將業經實施前述膠帶貼 =驟之晶圓及前述剛性板浸泡溫水中，使已貼附晶圓與 刖述剛ι±板之m述黏著樹脂潤脹，而降低前述黏著樹脂之 保持力；a，剛性板剝離步驟，實施前述保持力降低步驟 後，自晶圓表面剝離前述剛性板。 前述分割槽形成步驟係對晶圓自晶圓表面側沿切割道 照射具吸收性之波長之_雷射祕而形成分割槽。 又’前述膠帶貼附步驟係對已裝設於環狀邊框上之膠 帶表面貼附晶圓之背面。 $ 發明效果 依據本發明’實施自晶圓表面側沿切割道而形成深 相當於裝置之完成厚度之分割槽之分割槽形成步驟後，再 實知藉照射料線_化_加賴力且含有水分即潤服 而降低保持力之黏著樹脂而對可穿透紫外線之剛性板 貼附晶圓表面之剛性板黏著步驟，並實施自剛性板背 照射紫外線而使㈣樹翻化而增加黏著樹脂之保持力之 保持力增加步驟後’再實施研削晶圓背面而於背面露出分 割槽並將晶圓分割成個別之裝置之背面研削步驟，故即: 降低裝置厚度，亦不致受㈣影響*可沿切割道正確進行 201030833 分割 又 ，實施前述保持力增加步驟，可s 之黏著樹脂即可固化而增加保持力，故=貼附晶圓 時可確實保持晶圓，因此晶因不致發生2研削步# 圓移動所致缺口之產生。 移動’而可避免晶 步：再割成個別之褒置之背面研削 二：圓背面之勝帶貼附步驟，並 ^施將日日圓及剛性板浸泡於溫水中而使已贴附晶圓盘剛性 板之黏著樹脂满脹而降低黏著樹脂之保持力之 步驟後，再實施自晶圓表面_剛性板之剛性板黏著步 驟，故可不過度費力而輕易自晶圓表面剝離剛性板。另， 上=槽形成步射，一旦實施雷射加工或切削加工而 於曰曰圓表面上沿切割道形成分割槽，則晶圓表面上將附著 碎屑或切削屬，但實施上述保持力降低步驟而使黏著樹脂 潤脹，即可黏取碎屑或切削屬，而於剝離剛性板時自晶圓 表面加以去除。 圖式簡單說明 第1圖係顯示作為晶圓之光學裝置晶圓之立體圖。 第2圖係用於實施本發明之晶圓之加工方法之分判槽 形成步驟之雷射加工裝置之要部立體圖。 ° 第3(aHe)圖係本發明之晶圓之加卫方法之分巧槽形 成步驟之說明圖。 曰 第4⑷、（_係本發明之晶圓之加工方法之_㈣ 著步驟之說明圖。 201030833 第5圖係本發明之晶圓之加工方法之保持力增加步驟 之說明圖。 第6(a)〜(c)圖係本發明之晶圓之加工方法之背面研削 步驟之說明圖。 第7(a)、（b)圖係本發明之晶圓之加工方法之膠帶貼附 步驟之說明圖。 第8圖係本發明之晶圓之加工方法之保持力降低步驟 之說明圖。 ® 第9圖係本發明之晶圓之加工方法之剛性板剝離步驟 之說明圖。 第10圖係用於實施本發明之晶圓之加工方法之拾取步 驟之拾取裝置之立體圖。 第11(a)〜(c)圖係本發明之晶圓之加工方法之拾取步驟 之說明圖。 【實施方式;3 用以實施發明之形態 以下，就本發明之晶圓之加工方法之較佳實施例參照 圖示加以詳細說明。 第1圖係顯示作為晶圓之光學裝置晶圓之立體圖。第1 圖所示之光學裝置晶圓2係由諸如厚600μιη之藍寶石晶圓 所構成，表面2a上形成有格子狀之複數切割道21。其次， 光學裝置晶圓2之表面2a上，形成有於形成格子狀之複數切 割道21所劃分之複數領域積層有氮化鎵系化合物半導體等 而成之發光二極體、雷射二極體等光學裝置22。以下，則 201030833 就將上述光學裝置晶圓2沿切割道21分割成個別之光學裝 置22之加工方法加以說明。 本發明之晶圓之加工方法中’首先’實施自光學裝置 晶圓2之表面2a沿切割道21形成深度相當於裴置之完成厚 度之分割槽之分割槽形成步驟。該分割槽形成步驟在圖示 之實施例中係使用第2圖所示之雷射加工裝置3而實施。第2 圖所示之雷射加工裝置3則包含可保持被加工物之工作盤 31、可對保持於該工作盤31上之被加工物照射雷射光線之 雷射光線照射機構32、可拍攝工作盤31上所保持之被加工 物之拍攝機構33。工作盤31構成可吸附保持被加工物並 藉未圖示之移動機構而於第2圖中朝箭號X所示之加工移動 方向及箭號Y所示之分割移動方向移動。 上述雷射光線照射機構32包含實質上配置成水平狀態 之圓筒形狀之外罩321。外罩321内則配設有包含未圖示之 YAG雷射振盪器或YV04雷射振盪器所構成之脈衝雷射光 線振盡器及重複頻設定機構之脈衝雷射光線振盈機構。上 述外罩321之先端部裝設有可將脈衝雷射光線振盪機構所 振盪之脈衝雷射光線聚光之聚光器322。 構成上述雷射光線照射機構32之外罩321之先端部所 裝設之拍攝機構33包含可照明被加工物之照明機構、可护貢 取該照明機構所照明之領域之光學系統、可拍攝該光學系 統所擷取之像之攝影元件(CCD)等，並可將拍攝所得之影像 訊號送至未圖示之控制機構。 使用上述之雷射加工裝置3而實施之分割槽形成步 201030833 驟，將參照第2及3圖加以說明。 分割槽形成步驟係先於上述第2圖所示之雷射加工裝 置3之工作盤31上載置光學裝置晶圓2之背面沘側再啓動 未圖示之吸附機構而將光學裝置晶圓2吸附保持於工作盤 31上因此光學裳置晶圓2即可以表面μ為上側而保持於 工作盤31上。 如上所述，吸附保持有光學裝置晶圓2之工作盤31可藉 未圖示之加移動機構而移至拍攝機構正下方。工作盤 3ΐ旦定位於拍攝機構33正下方，則藉拍攝機構η及未圖 示之控制機構執行可檢出光學裝置晶圓2之雷射加工預定 加工領域之校準作業1，拍攝機構”及未圖示之控制機 構將執行朝光學裝置晶圓2之預定方向形成之切割道21與 可沿切割道21而照射雷射光線之雷射光線照射機構％之聚 光器322之對位作業所需之圖案比對等影像處理，而完成雷 射光線照射位置之校準。又，對於形成於光學裝置晶圓2上 之朝與上述預定方向垂直之方向延伸之切割道21，亦可同 樣完成雷射光線照射位置之校準。 如上所述，檢出工作盤31上所保持之光學裝置晶圓2上 形成之切割道21，並完成雷射光線照射位置之校準後，則 如第3(a)圖所示，將工作盤31移至可照射雷射光線之雷射光 線照射機構32之聚光器322所位在之雷射光線照射領域，並 使預定之切割道21定位於聚光器322之正下方。此時，如第 3(a)圖所示，光學裝置晶圓2將定位而使切割道21之一端（第 3(a)圖中之左端)位於聚光器322正下方。其次，則自雷射光 9 201030833 線照射機構3 2之聚光器3 22對藍寶石晶圓照射具吸收性之 波長之脈衝雷射光線，同時朝第3(a)圖中箭號XI所示之方 向依預定之加工移動速度移動工作盤31，接著，如第3(b) 圖所示，一旦切割道21之他端（第3圖中之右端）到達聚光器 322之正下方位置，即停止雷射光線之照射並停止工作盤31 之移動。上述分割槽形成步驟中，脈衝雷射光線之聚光點p 如第3(a)圖所示，對位於光學裝置晶圓2之表面2a(上面）附 近。結果，如第3(c)圖所示，光學裝置晶圓2上自表面2&沿
切割道21而形成深度相當於裝置之完成厚度(諸如5〇^m)之 分割槽210。 另，上述分割槽形成步驟係依諸如以下之加工條件而 進行。 雷射光線之光源 波長 脈波能 重複頻 脈寬 聚光點 加工移動速度 半導體激發固體雷射(Nd : YAG) 355nm
35μΙ l〇〇kHz 18〇ns Φ 4μηι 6〇mm/秒 就光學裝置晶圓2上形成之全部切割道21實施上述之 分割槽形成步驟。結果，光學裝置晶圓2上自表面2祝^部 之切割道2刚彡《餘t於裝置之完轉度(諸如％㈣ 之分割槽210。另，上述分割槽形成步驟中，—旦沿光學裝 置晶圓2之切割道21照射雷射光線，熱能將集中於受照射 之領域而產生碎>1，上述碎彳可諸著於光學裝置二表 面上而降低光學裝置22之品f，故實施分_以轉 10 201030833 前’宜於光學裝置晶圓2表面上覆蓋聚乙稀醇等保護膜再 對光學裝置晶圓2經保護膜而照射雷射光線。 又，圖示之實施例中，雖說明使用雷射加工裝置3而實 施分割槽形成步狀例，但亦可使㈣職置實施分割槽 形成步驟。 ° 實施上述之分割槽形成步驟後，則實施藉照射紫外線 即固化而增加保持力且含有水分即潤脹而降低保持力之黏 著樹脂而對可穿透紫外線之剛性板表面貼附形成有分割槽 210之光學裝置晶圓2之表面2a之剛性板黏著步驟。即如 第4⑷及(b)圖所示’為保護光學裝置晶圓2之表面叫形成有 光學裝置22之面）上形成之光學裝置22，而藉黏著樹脂4〇對 可穿透紫外線之剛性板4表面貼附光學裝置晶圓2之表面 2a。該黏著樹脂40具有照射紫外線即固化而增加保持力且 含有水分即潤脹而降低保持力之特性。另，可穿透紫外線 之剛性板4則可使用厚〇.5〜1.5mm之玻璃板、聚對苯二甲酸 乙二酯等之合成樹脂板。又，照射紫外線即固化而增加保 持力且含有水分即潤脹而降低保持力之黏著樹脂則可使用 株式會社ThreeBond製之30Y-632D-3。 其次，實施自剛性板4背面側照射紫外線而使黏著樹脂 40固化以提昇黏著樹脂40之保持力之保持力增加步驟。 即，如第5圖所示，自紫外線照射器5照射紫外線，並經剛 性板4而朝黏著樹脂40照射紫外線。結果’黏著樹脂40則固 化而增加保持力。 實施上述之保持力增加步驟後，則實施研削光學裝置 201030833 晶圓2之背面2b而於背面露出分割槽210，並將光學裝置晶 圓2分割成個別之光學裝置22之背面研削步驟。該背面研削 步驟係使用第6(a)圖所示之研削裝置6而實施者。第6(a)圖 所示之研削裝置6包含可保持被加工物之工作盤61、可研削 該工作盤61所保持之被加工物之被加工面之研削機構62。 工作盤61可於上面吸附保持被加工物，並於第6(a)圖中朝箭 號61a所示方向旋轉。研削機構62包含軸殼a〗、為該軸殼 621所支持而旋轉自如且可藉未圖示之旋轉驅動機構而旋 轉之旋轉軸622、裝設於該旋轉轴622下端之安裝器623、安 ® 裝於該安裝器623下面之研削輪624。上述研削輪624包含圓 板狀之基台625、呈環狀裝設於該基台625下面之研削磨石 626 ’基台625並藉固結螺栓627而安裝於安裝器623下面。 使用上述之研削裝置6實施背面研削步驟時，如第6(a)
圖所示’於工作盤61上面（保持面）載置業經實施上述之保持 力增加步驟之光學裝置晶圓2之剛性板4側。其次，啓動未 圖示之吸附機構而於工作盤61上經剛性板4而吸附保持光 學裝置晶圓2(晶圓保持步驟）。因此，工作盤61上所保持之 G 光學裝置晶圓2即以背面2b為上側。如此，於工作盤61上吸 附保持光學裝置晶圓2後，使工作盤61朝第6 (a)圖中箭號61 a 所示方向以諸如300rpm之旋轉速度進行旋轉，並使研削機 構62之研削輪624朝第6(a)圖中箭號624a所示方向以諸如 6000rpm之旋轉速度進行旋轉’同時使研削磨石626接觸被 加工面之光學裝置晶圓2之背面2b，並使研削輪624朝第6(a) 圖中箭號624b所示下方以預定之研削移動速度進行預定量 12 201030833 之研削移動，而進行研削直至形成光學裝置22之完成厚度 (諸如50μπι)。結果，如第6(b)圖所示，光學裝置晶圓2之背 面2b上露出分割槽210，且如第6(c)圖所示，光學裝置晶圓2 沿形成有分割槽210之切割道21而分割成個別之光學裝置2 2。 如上所述，研削光學裝置晶圓2之背面2b而於背面露出 分割槽210，即可將光學裝置晶圓2分割成個別之光學裝置 22,故即便光學裝置22之厚度減薄，亦不致受翹曲影響， 而可沿切割道21正確進行分割。又，可對剛性板4貼附光學 裝置晶圓2之黏著樹脂40可藉實施上述保持力增加步驟而 固化增加保持力，故實施背面研削步驟時可確實保持光學 裝置晶圓2，而不致發生光學裝置晶圓2之移動，以避免光 學裝置晶圓2移動所致缺口之產生。 其次，實施對業經實施上述背面研削步驟之光學裝置 晶圓2之背面2b黏著膠帶之膠帶貼附步驟。即，如第7(a)及 (b)圖所示’於外周部已裝設成覆蓋環狀之邊框f之内側開口 部之黏膠帶表面上貼附光學裝置晶圓2之背面21^側。另，上 述切割膠帶T在圖示之實施例中，係於厚80μιη之聚氣乙烯 (pvc)所構成之薄片基材表面上，塗布有厚度5μπι程度之丙 烯酸樹脂系之黏著層者。 實施上述膠帶貼附步驟後，則實施將光學裝置晶圓2及 剛性板4浸泡溫水中，使已貼附光學裝置晶圓2與剛性板4之 黏著樹脂4 0潤脹而降低黏著樹脂4 〇之保持力之保持力降低 步驟。即，如第8圖所示，在裝設於環狀之邊框？1上之黏膠 帶表面上貼附有光學裝置晶圓2(已分割成個別之光學裝置 13 201030833 22)及剛性板4之狀態τ，加以載置於配設於水槽^之支持 台71上，並對水槽7注入諸如溫度啊之溫水％而將光學裝 置晶圓2及剛性板4浸泡於溫水中。結果，黏著樹脂4〇將^ 水潤脹而降低保持力。 如上所述，實施保持力降低步驟，而降低已貼附光學 裝置晶圓2(已分割成個別之光學裝置22)與剛性板4之黏著 樹脂40之保持力後，則如第9圖所示，自光學裝置晶圓2之 表面2a剝離剛性板4(剛性板剝離步驟）。如此剛性板黏著 步驟係在降低已貼附光學裝置晶圓2(已分割成個別之轉 ❹ 裝置22)與剛性板4之黏著樹脂4〇之保持力後乃實施，故可 不過度費力而輕易自光學裝置晶圓2之表面2a剝離剛性板 4。另，上述分割槽形成步驟中，—旦實施雷射加工或切削 加工而於光學裝置晶圓2之表面2a上沿切割道21形成分割 槽210，則光學裝置晶圓2之表面2a上將附著碎屑或切削 屑，但實施上述保持力降低步驟而使黏著樹脂4〇潤脹，即 可黏取碎屑或切削屑，而於剝離剛性板4時自光學裝置晶圓 2之表面2a加以去除。 ◎ 其次’實施自黏膠帶剝離已剝離剛性板4並貼附於已裝 設於環狀之邊框F上之黏膠帶表面上之個別之光學裝置22 而加以拾取之拾取步驟。該拾取步驟係使用第1〇圖所示之 拾取裝置8而實施者。第10圖所示之拾取裝置8包含可保持 上述環狀之邊框F之邊框保持機構81、可擴伸該邊框保持機 構81所保持之環狀之邊框F上裝設之黏膠帶之膠帶擴伸機 構82、拾取吸具83。邊框保持機構81則包含環狀之邊框保 14 201030833 持構細、配設於該邊框保持構件 機構之複數夾具812。邊框保持構 為固弋 偁件811上面形成可供載置 環狀之邊框F之載置面811a，該巷¥品〇1 上之環狀之邊框F則藉 具上述構造之邊框 所支持而可朝上下方向進 戟置面8lla上可載置環狀之 邊框F。其次，已載置於載置面8Ua 夾具812而固定於邊框保持構件811上 保持機構81則為膠帶擴伸機構82 退移動。
膠帶擴伸機構82包含配設於上述環狀之邊框保持構件 州内側之擴伸圓筒821。上述擴伸圓筒如具有小於環狀之 邊框而大於上述環狀之邊初上所裝設之黏膠帶上 所貼附之光學裝置晶圓2之外徑之内徑及外徑。又，擴伸圓 筒821於下端設有支持凸緣822。圖示之實施例之谬帶擴伸 機構82包含可使上述環狀之邊框保持構件8ιι朝上下方向 進退移動之域機構823。該鱗機構823由配設於上述支 持凸緣822上之複數之氣缸咖所構成，其活塞桿則連 結於上述環狀之邊框保持構件811之下面。如此，由複數之 氣缸823a所構成之支持機構823_如第u(a)圖所示，可使環 狀之邊框保持構件811在載置面81u與擴伸圓筒奶之上端 呈大致同-高度時之基準位置及如第u_所示位在與擴 伸圓筒防之上端距離狀量之下方之擴伸位置之間，朝上 下方向移動。 參照第11圖說明使用具以上構造之拾取裝置8而實施 之拾取步驟1，將裝設有已貼附有光學裝置晶圓2(已沿 切割道21而分割成個別之光學裝置22)之鄉帶之環狀之 15 201030833 如第U⑷圖所示，載置於構成邊框保持機構81之邊 ^持構件811之載置面仙上，並藉夾具m加以固定於 邊保1 持構件811上(邊框保持步驟）。此時，邊框保持構件 2疋位於第11(物㈣之基準位置。其次，啓動構成膠 帶擴伸機構82之作為支持機構823之複數_23a，而使環 狀之邊框保持構件811下降至第u_料之擴伸位置。因 此’已固疋於邊框保持構件811之載置面811a上之環狀之邊 亦將下降故如第U(b)圖所示，裝設於環狀之邊框F上 之黏膠帶將接觸擴伸圓筒821之上端緣而擴伸(膠帶擴伸步 驟）。結果’貼附於黏膠帶之光學裝置22之間隔將擴大，而
增大間隔S。接著，如糾(_所示，錢拾取吸細而吸 附光學裝置22，並自黏膠帶加以剝離而進行拾取再送至 未圖示之托盤或晶片接合處理部。另，拾取步驟中，如上 所述，已貼附於黏膠帶之個別之光學裝置22間之間隔s已擴 大，故不致與隣接之光學裝置22接觸，而可輕易進行拾取i 【阐式簡單說*明】
第1圖係顯示作為晶圓之光學裝置晶圓之立體圖。 第2圖係用於實施本發明之晶圓之加工方法之分割槽 形成步驟之雷射加工裝置之要部立體圖。 第3(a)〜(c)圖係本發明之晶圓之加工方法之分割槽形 成步驟之說明圖。 第4(a)、（b)圖係本發明之晶圓之加工方法之剛性板黏 著步驟之說明圖。 第5圖係本發明之晶圓之加工方法之保持力增加步驟 16 201030833 之說明圖。 第6(a)〜(c)圖係本發明之晶圓之加工方法之背面研削 步驟之說明圖。 第7(a)、（b)圖係本發明之晶圓之加工方法之膠帶貼附 步驟之說明圖。 第8圖係本發明之晶圓之加工方法之保持力降低步驟 之說明圖。 第9圖係本發明之晶圓之加工方法之剛性板剝離步驟 之說明圖。 第10圖係用於實施本發明之晶圓之加工方法之拾取步 驟之拾取裝置之立體圖。 第11 (a)〜(c)圖係本發明之晶圓之加工方法之拾取步驟 之說明圖。 【主要元件符號說明】 2···光學裝置晶圓 22···光學裝置 2a."表面 31…工作盤 2b…背面 32···雷射光線照射機構 3···雷射加工裝置 33···拍攝機構 4…剛性板 40…黏著樹脂 5···紫外線照射器 61…工作盤 6···研削裝置 61a…箭號 7…水槽 62…研削機構 8…拾取裝置 70…溫水 21…切割道 71…支持台 201030833 81…邊框保持機構 811…邊框保持構件 82…膠帶擴伸機構 811a·.·載置面 83…拾取吸具 812…夾具 210···分割槽 821…擴伸圓筒 32卜··外罩 822…支持凸緣 322···聚光器 823…支持機構 621…轴殼 823a·.·氣缸 622...旋轉軸 823b…活塞桿 623…安裝器 F…邊框 624···研削輪 P…聚光點 624a、624b…箭號 S…間隔 625…基台 T…膠帶 626…研削磨石 X、Y…箭號 627···固結螺栓 18