TW201324686A - 半導體基板之切斷方法 - Google Patents

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Fumitsugu Fukuyo
Kenshi Fukumitsu
Naoki Uchiyama
Ryuji Sugiura
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Hamamatsu Photonics Kk
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Abstract

使在表面上呈矩陣狀形成有功能元件之半導體基板之切斷方法，其特徵為包括以下步驟：以前述半導體基板的背面作為雷射光入射面，沿著設定成通過呈矩陣狀配置之相鄰的功能元件間之切斷預定線來照射雷射光，以在前述半導體基板的內部形成短暫熔融後再固化的領域之熔融處理領域，利用該熔融處理領域來沿著前述半導體基板的切斷預定線形成切斷起點領域的步驟；以及以前述切斷起點領域為起點，沿著前述切斷預定線將前述半導體基板切斷，以將前述半導體基板依前述功能元件各個進行分割之切斷步驟。

Description

半導體基板之切斷方法
本發明係關於在半導體裝置之製造作業上等用於切斷半導體基板之半導體基板之切斷方法。
以往，這種技術，在日本特開第2002-158276號公報和特開第2000-104040號公報上記載有如下之技術。首先，將黏著片將晶粒黏結樹脂層黏貼於半導體晶圓之背面，然後在半導體晶圓被把持於黏著片上之狀態下用刀片切斷半導體晶圓以得出半導體晶片。又，當拾取黏著片上之半導體晶片之際將晶粒黏結樹脂與各個之半導體晶片一起自黏著片剝離。藉此，能省掉在半導體晶片之背面塗佈接著劑等之作業，能將半導體晶片接著於引線框(lead frame)上。
不過，上述之技術，在用刀片切斷被把持於黏著片上之半導體晶圓之際只有不切斷黏著片，但要確實地切斷存在於半導體晶圓和黏著片之間之晶粒黏結樹脂層。因此，這種情形用刀片切斷半導體晶圓，須要特別慎重。
因此，本發明係鑑於這種情事而創作出者，其目的係提供一種能以良好效率將半導體基板與晶粒黏結樹脂層一起切斷之半導體基板之切斷方法。
為了達成上述目的，本發明有關之半導體基板之切斷方法其特徵係包括下述作業：形成作業，在經晶粒黏結樹脂層而被黏貼薄片之半導體基板之內部、對合集光點、照射雷射光，藉此，在半導體基板內部形成因多光子吸收所產生之改質區域，藉該改質區域形成切斷預定部；及切斷作業，在形成切斷預定部後藉伸展薄片，沿著切斷預定部切斷半導體基板及晶粒黏結樹脂層。
此半導體基板之切斷方法係在半導體基板之內部對合集光點照射雷射光，使在半導體基板內部產生多光子吸收現象以形成改質區域，因此，能沿著切斷半導體基板所需之切斷預定部在半導體基板之內部能形成切斷預定部。這樣子，在半導體基板內部形成切斷預定部後，能用較小之力，以切斷預定部為起點，在半導體基板之厚度方向產生龜裂。因此之故，伸展黏貼在半導體基板上之薄片後能沿著切斷預定部以良好精確度切斷半導體基板。這時，被切斷之半導體基板成對向之切斷面初期係處在密合狀態，隨著薄片之伸展而分開，因此，也沿著切斷預定部切斷存在於半導體基板和薄片之間之晶粒黏結樹脂層。因此，相較於保留薄片，用刀片切斷半導體基板及晶粒黏結樹脂層之情形，能以極佳之效率沿著切斷預定部切斷半導體基板及晶粒黏結樹脂層。而且，被切斷之半導體基板成對向之切 斷面因初期係相互密合在一起，故被切斷之各個之半導體基板和被切斷之各個之晶粒黏結樹脂層約呈相同之外形，能防止晶粒黏結樹脂自各半導體基板之切斷面被擠出。
另外，本發明有關之半導體基板之切斷方法，其特徵為包括下述作業：形成作業，在經晶粒黏結樹脂層而黏貼薄片之半導體基板的內部對合集光點，以集光點上之尖峰功率密度為1×108(W/cm2)以上且脈衝寬為1μs以下之條件照射雷射光，藉此，在半導體基板內部形成含有熔融處理區域之改質區域，藉含有該熔融處理區域之改質區域形成切斷預定部，及切斷作業，在形成切斷預定部後藉伸展薄片俾沿著切斷預定部切斷半導體基板晶粒黏結樹脂層。
此半導體基板之切斷方法，在形成切斷預定部之作業上，係對合半導體基板之內部，以集光點上之尖峰功率密度為1×108(W/cm2)以上且脈衝寬為1μs以下之條件照射雷射光。故，半導體基板之內部藉多光子吸收而被局部加熱。藉此加熱而在半導體基板內部形成熔融處理區域。此熔融處理區域因係為上述之改質區域之一例，故此半導體基板之切斷方法，相較於保留薄片而用刀片切斷半導體基板及晶粒黏結樹脂層之情形，能以極佳之效率沿著切斷預定部切斷半導體基板及晶粒黏結樹脂層。
另外，本發明有關之半導體基板之切斷方法，其特徵為包括下述作業：形成作業，在經晶粒黏結樹脂層而黏貼薄片之半導體基板之內部，對合集光點照射雷射光，藉此，在半導體基板內部形成改質區域，以該改質區域形成切 斷預定部；及切斷作業，在形成切斷預定部後藉伸展薄片而沿著切斷預定部切斷半導體基板及晶粒黏結樹脂層。又，此改質區域也有為經熔處理後之區域之情形。
依此半導體基板之切斷方法，也與上述之半導體基板之切斷方法相同之理由，相較於保留薄片而用刀片切斷半導體基板及晶粒黏結樹脂層之情形，能以極佳之效率沿著切斷預定部切斷半導體基板及晶粒黏結樹脂層。但是，改質區域有藉多光子吸收而形成之情形，也有藉其它原因而形成之情形。
另外，本發明有關之半導體基板之切斷方法，其特徵為包括下述作業：形成作業，在被黏貼薄片之半導體基板之內部對合集光點照射雷射光，藉此，在半導體基板之內部形成改質區域，並藉該改質區域形成切斷預定部；及切斷作業，在形成該切斷預定部後藉伸展薄片而沿著切斷預定部切斷半導體基板。
依此半導體基板之切斷方法，相較於保留薄片而用刀片切斷半導體基板之情形，能以極佳之效率沿著切斷預定部切斷半導體基板。
另外，於上述之本發明有關之半導體基板之切斷方法上，切斷預定部之形成作業或可以切斷預定部為起點使龜裂到達半導體基板之雷射光入射側之表面，或可以切斷預定部為起點使龜裂到達與半導體之雷射光入射側相反之側之背面，或可以切斷預定部為起點，使龜裂到達半導體基板之雷射光入射側之表面和與其相反之側之背面。
另外，本發明有關之半導體基板之切斷方法，其特徵為包括下述作業：形成作業，在經晶粒黏結樹脂層黏貼薄片之半導體基板之內部對合集光點照射雷射光，藉此，在半導體基板內部形成因多光子吸收所產生之改質區域，並以該改質區域形成切斷預定部；切斷作業，在形成切斷預定部之作業後，沿著切斷預定部使半導體基板產生應力，藉此沿著切斷預定部切斷半導體基板；及切斷作業，在切斷半導體基板後藉伸展薄片而沿著半導體基板之切斷面切斷晶粒黏結樹脂層。
此半導體基板之切斷方法也藉多光子吸收形成改質區域，並能藉此改質區域沿著切斷半導體基板所需之切斷預定線在半導體基板之內部形成切斷預定部。是以，沿著切斷預定部使半導體基板產生應力時能以良好精確度沿著切斷預定部切斷半導體基板。又，伸展黏貼於半導體基板上之薄片時被切斷之半導體基板成對向之切斷面係從相互密合之狀態，隨著薄片之伸展而分離，進而存在於半導體基板和薄片之間之晶粒黏結樹脂層逐沿著半導體基板之切斷面被切斷。因此，相較於保留薄片而用刀片切斷半導體基板及晶粒黏結樹脂層之情形，能以極佳之效率沿著切斷預定部切斷半導體基板及晶粒黏結樹脂層。而且，被切斷之半導體基板成對向之切斷面初期因係相互密合在一起，故切斷後之各個半導體基板和切斷後之各個之晶粒黏結樹脂層之外形約略相同，能防止晶粒黏結樹脂自各個半導體基板之切斷面被擠出。
另外，本發明有關之半導體基板之切斷方法，其特徵為包括下述作業：形成作業，在經晶粒黏結樹脂層而黏貼薄片之半導體基板之內部對合集光點，以集光點之尖峰功率密度為1×108(W/cm2)以上且脈衝寬為1μs以下之條件照射雷射光，藉此，在半導體基板內部形成含有熔融處理區域之改質區域，並藉含有該熔融處理區域之改質區域形成切斷預定部；切斷作業，在形成切斷預定部後使沿著切斷預定部在半導體基板上產生應力，藉此，沿著切斷預定部切斷半導體基板；及切斷作業，在切斷半導體基板後，藉伸展薄片而沿著半導體基板之切斷面切斷晶粒黏結樹脂層。
另外，本發明有關之半導體基板之切斷方法，其特徵為包括下述作業：形成作業，在經晶粒黏結樹脂層而黏貼薄片之半導體基板之內部對合集光點照射雷射光，藉此在半導體基板內部形成改質區域，並以該改質區域形成切斷預定部；切斷作業，在形成切斷預定部後沿著切斷預定部使半導體基板產生應力，藉此，沿著切斷預定部切斷半導體基板；及切斷作業，在切斷半導體基板後藉伸展薄片而沿著半導體基板之切斷面切斷晶粒黏結樹脂層。又，此改質區域也有係為熔融處理後之區域。
依這些半導體基板之切斷方法，也是因與上述之半導體基板之切斷方法相同之理由，相較於保留薄片而用刀片切斷半導體基板及晶粒黏結樹脂層之情形，能以極佳之效率沿著切斷預定部切斷半導體基板及晶粒黏結樹脂層。
為達成上述目的，本發明有關之半導體基板之切斷方法，其係一種沿著切斷預定線切斷表面上有形成功能元件之半導體基板之半導體基板之切斷方法，其特徵為包括下述作業：形成作業，將半導體基板之背面作為雷射光之入射面，在半導體基板之內部對合集光點照射雷射光藉以形成改質區域，藉此改質區域沿著切斷預定線距雷射光入射面既定距離內側形成切斷起點區域；裝著作業，在形成切斷起點區域後經晶粒黏結樹脂層在半導體基板之背面裝著能伸展之把持構件；及切斷作業，在裝著保持構件後使把持構件伸展，藉此，沿著切斷預定線切斷半導體基板及晶粒黏結樹脂層。
此半導體基板之切斷方法係以表面形成有功能元件之半導體基板為加工對象物。又，將這樣之半導體基板之背面作為雷射光入射面，在半導體基板之內部對合集光點並照射雷射光，藉此，例如產生多光子吸收或與其同等之光吸收，進而沿著切斷預定線在半導體基板之內部形成因改質區域所產生之切斷起點區域。這時，將半導體基板之背面作為雷射光之入射面之理由係若將表面作為雷射光入射面時，則功能元件會有妨礙雷射光之入射之虞。這樣子，在半導體基板之內部形成切斷起點區域時，則自然地或藉施加較小之力，能以切斷起點區域為起點使產生龜裂，此龜裂並能到達半導體基板之表面和背面。因此，在形成切斷起點區域後經晶粒黏結樹脂層在半導體基板之背面裝著能伸展之把持構件，使此把持構件伸展時，沿著切斷預定 線切斷之半導體基板之切斷面則隨著把持構件之伸展從密合之狀態分離。藉此，沿著切斷預定線切斷存在於半導體基板和把持構件之間之晶粒黏結樹脂層。於是，相較於用刀片切斷之情形能以極佳之效率沿著切斷預定線切斷半導體基板及晶粒黏結樹脂層。而且，沿著切斷預定線被切斷之半導體基板之切斷面最初因係相互密合在一起，故被切斷之各個半導體基板和被切斷之各個晶粒黏結樹脂層之外形約略相同，進而防止晶粒黏結樹脂自各個半導體基板之切斷面被擠出。
這裡，所謂功能元件係意指，例如，藉晶體成長而形成之半導體動作層、光二極體等之受光元件、雷射二極體等之發光元件、作為電路而形成之電路元件等。
另外，具備在形成切斷起點區域之前，研磨半導體基板之背面俾使半導體基板之厚度達到既定之厚度之作業為較佳者。這樣子，藉事先研磨背面使半導體基板達到既定之厚度，從而，沿著切斷預定線，能更精確地切斷半導體基板及晶粒黏結樹脂層。另外，所謂研磨係意指切削、研削、化學蝕刻等。
另外，改質區域包含熔融處理區域之情形。如加工對象物若係為半導體基板，則藉雷射光之照射形成熔融處理區域之情形。此熔融處理區域因係上述之改質區域之一例，故這種情形也能容易切斷半導體基板，能以良好效率沿著切斷預定線切斷半導體基板及晶粒黏結樹脂層。
另外，上述之本發明有關之半導體基板之切斷方法， 在形成切斷預定區域之際、或可以切斷起點區域為起點使龜裂到達半導體基板之表面、或可以切斷起點區域為起點使龜裂到達半導體基板之背面、或可以切斷起點區域為起點使龜裂到達半導體基板之表面和背面。
1‧‧‧半導體基板
3‧‧‧表面
5‧‧‧切斷預定線
7‧‧‧改質區域
9‧‧‧切斷預定部
11‧‧‧矽晶圓
13‧‧‧熔融處理區域
17‧‧‧矽晶圓之背面
18‧‧‧保護膜
20‧‧‧黏著薄片
21‧‧‧底材
22‧‧‧UV硬化樹脂層
23‧‧‧晶粒黏結樹脂層
25‧‧‧半導體晶片
25a‧‧‧半導體晶片之切斷面
30‧‧‧薄片伸展裝置
100‧‧‧雷射加工裝置
101‧‧‧雷射光源
102‧‧‧雷射光源控制部
103‧‧‧分色鏡
105‧‧‧集光用透鏡
107‧‧‧載置台
109‧‧‧X軸台
111‧‧‧Y軸台
113‧‧‧Z軸台
115‧‧‧台控制部
119‧‧‧光束分離器
121‧‧‧攝影元件
123‧‧‧結像透鏡
125‧‧‧攝影資料處理部
127‧‧‧整體控制部
129‧‧‧監視器
215‧‧‧功能元件
第1圖係本實施形態有關之雷射加工方法所執行之雷射加工中之半導體基板之平面圖。
第2圖係沿著第1圖所示之半導體基板之II-II線之斷面圖。
第3圖係本實施形態有關之雷射加工方法所執行之雷射加工後之半導體基板之平面圖。
第4圖係沿著第3圖所示之半導體基板之IV-IV線之斷面圖。
第5圖係著第3圖所示之半導體基板之V-V線之斷面圖。
第6圖係藉本實施形態有關之雷射加工方法切斷之半導體基板之平面圖。
第7圖係表示藉本實施形態有關之雷射加工方法切斷之矽晶圓之一部份之斷面之照片之圖。
第8圖係示出本實施形態有關之雷射加工方法上雷射光波長與矽基板內部之透射率之關係之曲線圖。
第9圖係本實施形態有關之雷射加工裝置之概略構成圖。
第10圖係用於說明本實施形態有關之雷射加工裝置所執行之切斷預定部之形成步驟之流程圖。
第11A及11B圖係用於說明本實施形態有關之矽晶圓之切斷方法之模式圖，其中第11A圖係示出黏著薄片黏貼矽晶圓後之狀態，第11B圖係示出在矽晶圓內部形成藉熔融處理區域所產生之切斷預定部後之狀態之圖。
第12A及12B圖係用於說明本實施形態有關之矽晶圓之切斷方法之模式圖，其中第12A圖係黏著薄片伸展後之狀態，第12B圖係黏著薄片被照射紫外線之狀態。
第13A及13B圖係用於說明本實施形態有關之矽晶圓之切斷方法之模式圖，其中第13A圖係被切斷之晶粒黏結樹脂層和半導體晶片同時拾取之狀態，第13B圖係半導體晶片經晶粒黏結樹脂層而接合於引線框之狀態。
第14A及14B圖係示出本實施形態有關之矽晶圓之切斷方法上之矽晶圓與切斷預定部之關係之模式圖，其中第14A圖係示出未產生以切斷預定部為起點之龜裂之狀態，第14B圖係示出以切斷預定部為起點之龜裂到達矽晶圓之表面和背面之狀態。
第15A及15B圖係本實施形態有關之矽晶圓之切斷方法上之矽晶圓與切斷預定部之關係之模式圖，其中第15A圖係示出以切斷預定部為起點之龜裂到達矽晶圓表面之狀態，第15B圖係示出以切斷預定部為起點之龜裂到達矽晶圓之背面之狀態。
第16A及16B圖係用於說明本實施形態有關之矽晶 圓之切斷方法之一實施例之模式圖，其中第16A圖係示出黏著薄片開始伸展後瞬間之狀態，第16B圖係示出黏著薄片伸展中之狀態。
第17A及17B圖係用於說明本實施形態有關之矽晶圓之切斷方法之一實施例之模式圖，其中第17A圖係示出黏著薄片伸展完成後之狀態，第17B圖係示出拾取半導體晶片時之狀態。
第18圖係用於說明本實施形態有關之矽晶圓之切斷方法之其它實施例之模式圖。
第19A及19B圖係用於說明本實施形態有關之矽晶圓之切斷方法之其它實施例，未產生以切斷預定部為起點之龜裂之情形，其中第19A圖係示出藉熔融處理區域形成切斷預定部後之狀態，第19B圖係示出黏著薄片伸展後之狀態。
第20A及20B圖係用於說明本實施形態有關之矽晶圓之切斷方法之其它實施例以切斷預定部為起點之龜裂到達矽晶圓之表面和背面之情形，其中第20A圖係示出藉熔融處理區域形成切斷預定部後之狀態，第20B圖係示出黏著薄片伸展後之狀態。
第21A及21B圖係用於說明本實施形態有關之矽晶圓之切斷方法之其它實施例以切斷預定部為起點之龜裂到達矽晶圓之表面之情形，其中第21A圖係示出藉熔融處理區域形成切斷預定部後之狀態，第21B圖係示出黏著薄片伸展後之狀態。
第22A及22B圖係用於說明本實施形態有關矽晶圓之切斷方法其它實施例以切斷預定部為起點之龜裂到達矽晶圓之背面之情形，其中第22A圖係示出藉熔融處理區域形成切斷預定部後之狀態，第22B圖係示出黏著薄片伸展後之狀態。
第23圖係本實施形態之半導體基板之切斷方法中，作為加工對象物之矽晶圓之平面圖。
第24A~24C圖係用於說明本實施形態之半導體基板之切斷方法之模式圖，其中第24A圖係示出保護膜黏貼於矽晶圓之狀態，第24B圖係示出矽晶圓被薄化之狀態，第24C圖係示出保護膜被紫外線照射之狀態。
第25A~25C圖係用於說明本實施形態之半導體基板之切斷方法之模式圖，其中第25A圖係示出矽晶圓及保護膜固定於載置台上之狀態，第25B圖係示出矽晶圓被雷射光照射之狀態，第25C圖係示出矽晶圓之內部形成切斷起點區域之狀態。
第26A~26C圖係用於說明本實施形態之半導體基板之切斷方法之模式圖，其中第26A圖係示出塗佈有晶粒黏結樹脂之薄膜黏貼在矽晶圓上之狀態，第26B圖係示出自矽晶圓剝離保護膜之狀態，第26C圖係示出伸張薄膜被照射紫外線之狀態。
第27A~27C圖係用於說明本實施形態之半導體基板之切斷方法之模式圖，其中第27C圖係示出伸張薄膜伸展後之狀態，第27B圖係示出被切斷之晶粒黏結樹脂層與半 導體晶片同時被拾取之狀態，第27C圖係示出半導體晶片經晶粒黏結樹脂層接合於引線框之狀態。
(實施發明之最佳形態)
以下將參照圖面詳細說明本發明有關之半導體基板之切斷方法之良好實施形態。
本實施形態有關之半導體基板之切斷方法，係在半導體基板之內部對合集光點照射雷射光，藉此，在半導體基板內部形成藉多光子吸收所產生之改質區域，並藉此改質區域形成切斷預定部。因此，在說明本實施形態有關之半導體基板之切斷方法之前，將以多光子吸收為中心說明為了形成切斷預定部所實施之雷射加工方法。
光子之能量h υ若小於材料之吸收帶間隙(band gap)EG時則在光學上係呈透明。於是，被材料吸收之條件係為h υ>EG。但是，即便光學上係透明，若使雷射光之強度作成非常大而成nh υ>EG之條件(n=2、3、4、…)時材料會產生吸收。此現象即稱為多光子吸收。若是脈衝波之情形時雷射光之強度係由雷射光之集光點之尖峰功率密度為(W/cm2)決定，例如尖峰功率密度為1×108(W/cm2)以上之條件會產生多光子吸收。尖峰功率密度係由(集光點上之雷射光之每個脈衝之能量)÷(雷射光之束點(beam spot)斷面積×脈衝寬)求出。另外，若是連續波之情形，雷射光 之強度則是由雷射光之集光點之電場強度(W/cm2)決定。
下面將參照第1~6圖說明利用這樣之多光子吸收之本實施形態有關之雷射加工原理。第1圖係雷射加工中之半導體基板1之平面圖，第2圖係沿著第1圖所示之半導體基板1之II-II線之斷面圖，第3圖係雷射加工後之半導體基板1之平面圖，第4圖係沿著第3圖所示之半導體基板1之IV-IV線之斷面圖，第5圖係沿著第3圖所示之半導體基板1之V-V線之斷面圖，第6圖係切斷後之半導體基板1之平面圖。
如第1及2圖所示，在半導體基板1之表面3上有切斷半導體基板1所需之切斷預定線5。切斷預定線5係直線狀延伸之假想線(也可在半導體基板1上實際畫線以作為切斷預定線5)。本實施形態有關之雷射加工係以產生多光子吸收之條件，在半導體基板1之內部對合集光點P對半導體基板1照射雷射光以形成改質區域。另外，集光點係雷射光L集光之地點。
藉沿著切斷預定線5(亦即沿著箭頭A之方向)相對地移動雷射光，使集光點P沿著切斷預定線5移動。藉此如第3-5圖所示，沿著切斷預定線5僅在半導體基板1之內部形成改質區域7，以此改質區域7形成切斷預定部9。本實施形態有關之雷射加工方法並非藉半導體基板1吸收雷射光L使半導體基板1發熱而形成改質區域。而是使雷射光L穿透半導體基板1，在半導體基板1內部產生多光子吸收，進而形成改質區域7。於日，半導體基板1之表 面3幾乎不吸收雷射光，因此，半導體基板1之表面3不會熔融。
在切斷半導體基板1上，若要切斷之地點有起點，則半導體基板1則自該起點產生龜裂，因此，如第6圖所示，能以較小之力切斷半導體基板1。於是，在半導體基板1之表面3不會產生不必要之龜裂而能切斷半導體基板1。
另外，在以切斷預定部為起點之半導體基板之切斷，有下述之兩點想法。一種係在切斷預定部形成後藉對半導體基板1施加人為之力，以切斷預定部為起點，半導體基板產生龜裂，進而切斷之情形。這種情形係例如半導體基板之厚度大之情形。所謂施加人為之力係指例如，沿著半導體基板之切斷預定部對半導體基板施加彎曲應力，和剪斷應力，或者對半導體基板賦與溫度差使產生熱應力。另外一種係藉形成切斷預定部，以切斷預定部為起點朝半導體基板之斷面方向(厚度方向)自然地龜裂，終至切斷半導體基板之情形。這是，例如，若半導體基板之厚度小之情形則能藉1列之改質區域形成切斷預定部，若半導體基板之厚度大則能藉在厚度方向上形成多列之改質區域而形成切斷預定部。另外，此自然龜裂之情形也是，在切斷地點不會在對應未形成切斷預定部之部份上搶先產生到表面止之分裂而能僅切斷對應形成切斷預定部之部份，因此，能良好地控制切斷。近年來，矽晶圓等之半導體基板之厚度朝向薄化，因此這種控制性矽之切斷方法係很有效。
且說，本實施形態上藉多光子吸收而形成之改質區域，下文說明之熔融處理區域。
1半導體基板內部對合集光點，以集光點上之電場強度為1×108(W/cm2)以上且脈衝寬為1μs以下之條件照射雷射光。藉此，半導體基板之內部藉多光子吸收而被局部加熱。藉此加熱在半導體基板內部形成熔融處理區域。所謂熔融處理區域係指短暫熔融後再固化之區域，真正為熔融狀態之區域，自熔融狀態再行固化之狀態之區域，也可說是相變化之區域，晶體結構產生變化之區域。另外，所謂熔融處理區域也能係指在單晶體結構、非晶質結構、多晶體結構上從某種結構變化到別的結構之區域。亦即，例如，從單晶體結構變化到非晶質結構之區域，自單體結構變化到多晶體結構之區域，自單晶體結構變化到包含非晶質結構及多晶體結構之結構之區域。半導體基板若是矽單晶體結構之情形時熔融處理區域則係為例如非晶質矽之結構。電場強度之上限值係為例如1×108(W/cm2)。脈衝寬，例如，1ns~200ns為佳。
本發明者係藉實驗確認在矽晶圓之內部形成熔融處理區域。實驗條件係如下述。
(A)半導體基板：矽晶圓(厚度為350μm，外徑為4英吋)
(B)雷射
光源：半導體雷射激發Nd：YAG雷射
波長：1064nm
雷射光點斷面積：3.14×10-8cm2
振動形態：Q切換脈衝
振動頻率：100kHz
脈衝寬：30ns
輸出：20μJ/脈衝
雷射光品質：TEM00
偏光特性：直線偏光
(C)集光用透鏡
倍率：50倍
N.A.：0.55
對雷射光波長之透射率：60%
(D)載置半導體基板之載置台之移動速度：100mm
第7圖係為表示以上述條件藉雷射加工被切斷之矽晶圓之一部份之斷面之照片。矽晶圓11之內部形成熔融處理區域13。另外，藉上述條件形成之熔融處理區域13之厚度方向之大小係為100μm程度。
下文將說明藉多光子吸收形成熔融處理區域13。第8圖係為示出雷射光之波長與矽基板內部之透射率之關係之曲線圖。但是，去除矽基板之表面側和背面側各個之反射成份僅示出內部之透射率。關於矽基板之厚度t為50 μm、100 μm、200 μm、500 μm、1000 μm之上述關係。
例如，關於Nd：YAG雷射之波長為1064nm，矽基板之厚度為500μm以下之情形時從圖上可知有80%以上之雷射光穿透矽基板之內部。第7圖所示之矽晶圓11之厚 度因係350μm，故多光子吸收所產生之熔融處理區域13係形成在矽晶圓之中心附近，亦即距表面175μm之部份。這種情形之透射率，若參考厚度為200μm之矽晶圓之情形，則是90%以上，故被矽晶圓11之內部吸收之雷射光很少，幾乎全部透射。此情事意指在矽晶圓11之內部並非吸收雷射光而在矽晶圓11之內部形成熔融處理區域13(亦即不是藉利用雷射光之通常之加熱而形成熔融處理區域)，熔融處理區域13係藉多光子吸收而形成者。利用多光子吸收形成熔融處理區域係例如，記載於日本熔接學會全國大會演講概要第66集(2000年4月)，第72頁~第73頁之「藉微微(pico)(10-12)秒脈衝雷射所執行之矽晶圓之加工特性評估」一文上。
另外，矽晶圓係以藉熔融處理區域所形成之切斷預定部為起點朝斷面方向產生龜裂，藉此龜裂到達矽晶圓之表面和背面終至被切斷。到達矽晶圓之表面和背面之龜裂也有是自然成長之情形，也有是藉對矽晶圓施力而成長之情形。另外，自切斷預定部到矽晶圓之表面和背面自然地成長龜裂之情形，可有從形成切斷預定部之熔融處理區域係為熔融狀態開始龜裂之情形，也有在形成切斷預定部之熔融處理區域從熔融狀態再固化之際產生龜裂之情形。但是，任一種情形，熔融處理區域皆只形成在矽晶圓內部，在切斷後之切斷面上，如第7圖所示，熔融處理區域僅形成在內部。在半導體基板之內部藉熔融處理區域形成切斷預定部後則在切斷時，因為不易產生偏離切斷預定線之不必 要之龜裂，因此容易控制切斷。
另外，考慮半導體基板之晶體結構和其劈開性等，若如下述那樣形成切斷起點區域的話，則能以該切斷起點區域為起點，以更小之力，且良好精確度，切斷半導體基板。
亦即，若是由矽等之鑽石結構單晶體半導體作成之基板之情形，最好是沿著(111)面(第1劈開面)→(110)面(第2劈開面)之方向形成切斷起點區域。另外，若是由GaAs等閃鋅礦型結構之III-V族化合物半導體作成之基板之情形時最好係沿著(110)面之方向形成切斷起點區域。
另外，若沿著形成上述之切斷起點區域所需之方向(例如，沿著單晶體矽基板上之(111)面之方向)，或者沿著與形成切斷起點區域所需之方向成正交之方向在基板上形成取向平坦時，則以該取向平坦為基準，能容易且正確地在基板上形成沿著形成切斷起點區域所需方向之切斷起點區域。
下面將參照第9圖說明使用於上述之雷射加工方法之雷射加工裝置。第9圖係為雷射加工裝置100之概略構成圖。
雷射加工裝置100具備產生雷射光L之雷射光源101，為了調節雷射光L之輸出和脈衝等而控制雷射光源101之雷射光源控制部102，月有反射雷射光L之功能且配置成能將雷射光L之光軸之取向改變90°之分色鏡103，對被分色鏡103反射之雷射光L予以集光之集光用透鏡105 ，載置被經集光用透鏡105集光後之雷射光照射之加工對象物1之載置台107，用於將載置台107朝X軸向移動之X軸台(stage)109，將載置台107朝與X軸向正交之Y軸移動之Y軸台111，用於將載置台107朝與X軸及Y軸向正交之方向之Z軸向移動之Z軸台113，及控制此三個台109、111、113之移動之台控制部115。
Z軸方向因係為與半導體基板1之表面3成正交之方向，故成為入射半導體基板1之雷射光L之焦點方向。於是，藉將Z軸台113在Z軸方向上移動，能在半導體基板1之內部對合雷射光L之集光點P。另外，此集光點O在X(Y)軸方向之移動係藉X(Y)軸台109(111)使半導體基板1在X(Y)軸方向上移動而執行。
雷射光源101係為產生脈衝雷射光之Nd：YAG雷射。能作為雷射光源101之雷射，另外有Nd：YVO4雷射、Nd：YLF雷射和鈦藍寶石雷射。若是形成熔融處理區域之情形時最好使用Nd：YAG雷射、Nd：YVO4雷射、Nd：YLF雷射。本實施形態，對半導體基板1之加工雖係使用脈衝雷射光，但是只要能引起多光子吸收的話也可使用連續波雷射光。
雷射加工裝置100另具備用於產生照明被載置於載置台107上之半導體基板1之可視光線之觀察用光源117，及配置在與分色鏡103及集光用透鏡105相同光軸上之可視光用之光束分離器119。分色鏡103係配置在光束分離器119和集光用透鏡105之間。光束分離器119具有將一 半之可視光線反射，使另外之一半透射之功能，且配置成將之可視光線之光軸之取向改變90°。從觀察用光源117產生之可視光線約一半被光束分離器119反射，此被反射之可視光線穿透分色鏡103及集光用透鏡105，而照射含有半導體基板1之切斷預定線5等之表面3。
雷射加工裝置100另具備光束分離器119，及配置在與分色鏡103及集光用透鏡105相同之光軸上之攝影元件121和結像透鏡123。作為攝影元件121者有例如CCD攝影機。照射含有切斷預定線4等之表面3之可視光線之反射光係穿透集光用透鏡105、分色鏡103、光束分離器119，在結像透鏡123上結像後被攝影元件121攝影而成為攝影資料。
雷射加工裝置100另具備輸入從攝影元件121輸出之攝影資料之攝影資料處理部125，及控制雷射加工裝置100整體之整體控制部127，及監視器129。攝影資料處理部125係根據攝影資料，運算用於使觀察用光源117產生之可視光之焦點對合表面3之焦點資料。接著，根據此焦點資料，台控制部115移動控制Z軸台113，藉此，使可視光之焦點對合表面3。於是，攝影資料處理部125係作為自動聚焦單元而運作。另外，攝影資料處理部125係根據攝影資料，運算表面3之擴大影像等之影像資料。此影像資料然後被送至整體控制部127，經整體控制部執行各種處理後送到監視器129。藉此，在監視器129上顯示擴大影像等。
整體控制部127輸入來自台控制部115之資料，及攝影資料處理部125之影像料等，並根據這些資料，控制雷射光源控制部102、觀察用光源117及台控制部115，藉此，控制整體雷射加工裝置100。於是，整體控制部127係作為電腦單元而運作。
下面將參照第9及10圖說明藉上述那樣組成之雷射加工裝置100所執行之切斷預定部之形成步驟。第10圖係為用於說明雷射加工裝置100所執行之切斷預定部之形成步驟之流程圖。
用未圖示之分光光度計等測定半導體基板1之光吸收特性。根據此測定結果，選定產生對基板1係透明之波長或者吸收少之波長之雷射光L之雷射光源101(S101)。接著，測定半導體基板1之厚度。根據厚度之測定結果及半導體基板1之折射率，決定半導體基板1在Z軸方向之移動量(S103)。這是為了使雷射光L之集光點P位於半導體基板1之內部，以位在半導體基板1之表面3之雷射光L之集光點P為基準而在半導體基板1之Z軸方向上之移動量。此移動量係輸入整體控制部127。
將半導體基板1載置於雷射加工裝置100之載置台107。又，使自觀察用光源117產生可視光以照射半導體基板1(S105)。含有被照明切斷預定部5之半導體基板1之表面3被攝影元件121攝影。切斷預定部5係為用於切斷半導體基板1所需之假想線。被攝影元件121攝影之攝影資料係被送到攝影資料處理部125。根據此攝影資料， 攝影資料處理部125運算觀察用光源117之可視光之焦點能位在半導體基板1之表面3之焦點資料(S107)。
此焦點資料被送至台控制部115。台控制部115則根據此焦點資料使Z軸台113在Z軸方向上移動(S109)。藉此，使觀察用光源117之可視光焦點位在半導體基板1之表面3。另外，攝影資料處理部125根據攝影資料運算含有切斷預定線5之半導體基板1之表面3之擴大影像資料。此擴大影像資料則經整體控制部127而被送至監視器129，藉此將切斷預定線5附近之擴大影像顯示在監視器129上。
整體控制部127輸入事先在步驟S103上決定之移動量資料，然後將此移動量資料送至台控制部115。台控制部115則根據此移動量資料，藉Z軸台113使半導體基板朝Z軸方向移動俾使雷射光L之集光點P之位置在半導體基板1之內部(S111)。
接著，自雷射光源101產生雷射光L，使雷射光L照射到半導體基板1之表面3之切斷預定線5。雷射光L之集光點P因係位在半導體基板1之內部，故熔融處理區域僅形成在半導體基板1之內部。又，使X軸台109、Y軸台111沿著切斷預定線5移俾藉沿著切斷預定線5形成之熔融處理區域在半導體基板1之內部著切斷預定線5形成切斷預定部(S113)。
藉上述步驟，完成雷射加工裝置100所執行之切斷預定部之步驟，而在半導體基板1之內部形成切斷預定部。 在半導體基板1之內部形成切斷預定部後即能較小之力使沿著切斷預定部在半導體基板1之厚度方向上產生龜裂。
下面，將說明本實施形態有關之半導體基板1之切斷方法。另外，這裡，係使用屬於半導體晶圓之矽晶圓11作為半導體基板。
首先，如第11A圖所示，在矽晶圓11之背面17上黏貼著薄片20俾被覆矽晶圓11之背面17。此黏著薄片20具有厚度為100 μm程度之底材21，於此底材21上設有層厚數μm程度之UV硬化樹脂層22。另外，在此UV硬化樹脂層22上設有作為雙面結合用接著劑之晶粒黏結樹脂層23。另外，在矽晶圓11之表面上成矩陣狀地形成有多個功能元件。這裡，所謂功能元件係指光二極體等之受光元件，雷射二極體等之發光元件、或者作為電路而形成之電路元件等。
接著，如第11B圖所示，例如使用上述之雷射加工裝置100，在矽晶圓11之內部對合集光點P自表面3側照射雷射光，藉此，在矽晶圓11之內部形成係為改質區域之熔融處理區域13，以此熔融處理區域13形成切斷預定部9。在形成此切斷預定部9時雷射光係在成矩陣狀配置在矽晶圓11之表面3上之多個功能元件之間移動照射，藉此在相鄰功能元件間之正下方形成格子狀延伸之切斷預定部9。
形成切斷預定部9後，如第12A圖所示，藉薄片伸展裝置30使黏著薄片20之周圍朝外側拉伸以使黏著薄片 20伸展。藉黏著薄片20之伸展，以切斷預定部9為起點在厚度方向上產生龜裂，此龜裂延伸到達矽晶圓11之表面3和背面17。藉此，矽晶圓11能依每個功能元件以良好之精確度切斷，進而能得出各有1個功能元件之各個半導體晶片25。
另外，這時，相鄰之半導體晶片25、25成對向之切斷面25a、25a初期，係處於密合之狀態，但隨著黏著薄片20之伸展而逐漸分離，因此，與切斷矽晶圓11之同時密合於矽晶圓11之背面17之晶粒黏結樹脂層23也沿著切斷預定部9而被切斷。
再者，薄片伸展裝置30有在形成切斷預定部9之時設在載置矽晶圓11之台上之情形，也有未設在台上之情形。若是未設在台上之情形時則被載置於台上之矽晶圓11在形成切斷預定部9後係藉移送措施被移動到設有薄片伸展裝置30之其它之台上。
在黏著薄片20結束伸展後，如第12B圖，從背面側對黏著薄片20照射紫外線，俾使UV硬化樹脂層22硬化。藉此，降低UV硬化樹脂層22和雙面樹脂層23之密合力。另外，紫外線之照射也可在開始伸展黏著薄片20之前進行。
接著，如第13A圖所示，使用拾取裝置之吸著筒夾等依序拾取半導體晶片25。這時，晶粒黏結樹脂層23係被切斷成與半導體晶片25相同之外形，另外，晶粒黏結樹脂層23和UV硬化樹脂層22之密合力因降低，故半導體 晶片25在被切斷之晶粒黏結樹脂層23密合於半導體晶片25之背面之狀態下被拾取。又，如第13B圖所示，將半導體晶片25經密合於其背面之晶粒黏結樹脂層23而被載置於引線框27之模墊上，接著藉加熱行填料接合。
如上述，矽晶圓11之切斷方法係以藉多光子吸收形成之熔融處理區域13，沿著用於切斷矽晶圓11所需之切斷預定線在矽晶圓11內部形成切斷預定部9。因此之故，在伸展黏貼於矽晶圓11之黏著薄片20後即能沿著切斷預定部9以良好精確度切斷矽晶圓11，進而得出半導體晶片25。這時，相鄰之半導體晶片25、25成對向之切斷面25a、25a初期係處於密合狀態，隨著黏著薄片20之伸展而逐漸分離，因此，連密合在矽晶圓11之背面17之晶粒黏結樹脂層23也沿著切斷預定部9被切斷。因此，相較於不切斷底材21而切斷矽晶圓11及晶粒黏結樹脂層23之情形，能以極佳效率沿著切斷預定部9切斷矽晶圓11及晶粒黏結樹脂層23。
而且，相鄰之半導體晶片25、25成對向之切斷面25a、25a初期因係相互接，故切斷之各個半導體晶片25與切斷之各個晶粒黏結樹脂層23之外形約略相同，進而也能防止晶粒黏結樹脂自各半導體晶片25之切斷面25a、25a被擠出。
以上之矽晶圓11之切斷方法，如第14A圖所示，一直到伸展黏著薄片20之前止之期間，在矽晶圓11上不會以切斷預定部9為起點產生龜裂，但也可，如第14B圖所 示，在伸展黏著薄片20之前即以切斷預定部9為起點使產生龜裂15，使此龜裂15延伸到矽晶圓11之表面3和背面17。產生龜裂15之方法例如有用刀口等之應力施加裝置沿著切斷預定部9抵住矽晶圓11之背面17，沿著切斷預定部9使矽晶圓11產生彎曲應力，剪斷應力之方法，對矽晶圓11賦與溫度差，沿著切斷預定部9使矽晶圓11產生熱應力之方法。
這樣子，在形成切斷預定部9後沿著切斷預定部9使矽晶圓11產生應力，而沿著切斷預定部9切斷矽晶圓11時則能得出以極佳之精確度切斷之半導體晶片25。又，這種情形是在伸展黏貼在矽晶圓11之黏著薄片20時相鄰半導體晶片25、25成對向之切斷面25a、25a係自相互密合狀態，隨著黏著薄片20之伸展而分離，因此，密合於矽晶圓11之背面17之晶粒黏結樹脂層23也沿著切斷面25a而被切斷。因此，藉此切斷方法，相較於不切斷底材21而以刀片切斷矽晶圓11及晶粒黏結樹脂層23之情形，也能以極佳之效率沿著切斷預定部9切斷矽晶圓11及晶粒黏結樹脂層23。
另外，薄化矽晶圓11之厚度時，即使不沿著切斷預定部9產生應力，也有，如第14B圖所示，以切斷預定部9為起點之龜裂15延伸到達矽晶圓11之表面3和背面17之情形。
另外，如第15A圖所示，在矽晶圓11之內部接近表面3處形成藉熔融處理區域13所產生之切斷預定部9， 使此龜裂15延伸到表面3時則能將切斷得出之半導體晶片25之表面(亦即，功能元件形成面)之切斷精確度作得極高。另外一方面，如第15B圖所示，在矽晶圓11內部接近背面17處形成藉熔融處理區域13所產生之切斷預定部9，使龜裂15延伸到達背面17時則藉伸展黏著薄片20能以良好精確度切斷晶粒黏結樹脂層23。
其次，將說明使用日本林得庫公司之「LE-5000(商品名)」作為黏著薄片20之實驗結果。第16A、B及17A、B圖示出在矽晶圓11之內部形成藉熔融處理區域13所產生之切斷預定部9後伸展黏著薄片20之際之一連串之狀態之模式圖，第16A圖係開始伸展黏著薄片20後瞬間之狀態，第16B圖係黏著薄片20在伸展中之狀態，第17A圖係黏著薄片20伸展結束後之狀態，第17B圖係拾取半導體晶片25時之狀態。
如第16A圖所示，在黏著薄片20開始伸展後之瞬間，矽晶圓11係沿著切斷預定部9被切斷，相鄰半導體晶片25成對向之切斷面25a、25a係處於密合狀態。這時，晶粒黏結樹脂層23尚未被切斷。而，如第16B圖所示，隨著黏著薄片20之伸展，晶粒黏結樹脂層23被拉細扯斷，藉此沿著切斷預定部9被切斷。
這樣子，當黏著薄片20結束伸展時則，如第17A圖所示，晶粒黏結樹脂層23也依每個半導體晶片25被切斷。這時，在相互分離之半導體晶片25、25間之黏著薄片20之底材21上殘存一層薄的晶粒黏結樹脂層23之一部 份23b。另外，與半導體晶片25一起被切斷之晶粒黏結樹脂層23之切斷面23a係以半導體晶片25之切斷面25a為基準形成若干凹狀。藉此，確實地防止各個半導體晶片25之切斷面25a擠出晶粒黏結樹脂。又，如第17B圖所示，能使用吸著筒夾將半導體晶片25與切斷之晶粒黏結樹脂層23一起拾取。
另外，晶粒黏結樹脂層23若係由非伸縮性材料作成之情形時則，如第18圖所示，在相互分離之半導體晶片25、25間之黏著薄片20之底材21上不會殘留晶粒黏結樹脂層23。藉此，能使半導體晶片25之切斷面25a和密合於其背面之晶粒黏結樹脂層23之切斷面23a切略一致。
另外，如第19A圖所示，也可將具有底材21及UV硬化樹脂層22之黏著薄片20經該UV硬化樹脂層22而黏貼矽晶圓11之背面17，在形成藉熔融處理區域所產生之切斷預定部9後，如第19B圖所示，將黏著薄片20之周圍朝外側伸展，藉此將矽晶圓11切斷成半導體晶片25。這種情形，相較於保留黏著薄片20以刀片切斷矽晶圓之情形，能以極佳之效率沿著切斷預定部9切斷矽晶圓11。
又，使用含有底材21及UV硬化樹脂層22之黏著薄片20之矽晶圓11之切斷方法，如參照第19B圖所作之說明，不是只有在伸展黏著薄片20前止，在矽晶圓11上不產生以切斷預定部9為起點之龜裂15之情形，如第20A 及20B圖所示，也有在伸展黏著薄片20(第20B圖)前，使以切斷預定部9為起點之龜裂15到達矽晶圓11之表面3和背面17之情形(第20A圖)。另外，如第21A、B圖所示，也可在伸展黏著薄片20(第21B圖)前，使以切斷預定部9為起點之龜裂15延伸到達矽晶圓11之表面3(第21A圖)，或者也可如第22A及22B圖所示，在伸展黏著薄片20(第22B圖)前，使以切斷預定部9為起點之龜裂15延伸到達矽晶圓11之背面17(第22A圖)。
下文將更具體地說明本發明有關之半導體基板之切斷方法之良好第2實施形態。另外，第23~27C圖係為沿著第23圖之矽晶圓之XIII-XIII線之部份斷面圖。
如第23圖所示，在作為加工對象物之矽晶圓(半導體基板)11之表面3上，多數之功能元件215係沿著與取向平坦16平行之方向和垂直方向以矩陣狀形成圖樣。接著如下述那樣依每個功能元件215切斷矽晶圓11。
首先，如24A圖所示，在矽晶圓11之表面3側黏貼保護膜18以被覆功能元件215。此保護膜18係為用於保護功能元件215外，另同時把持矽晶圓11。黏貼保護膜18後，如第24B圖所示，研磨矽晶圓11之背面17俾使矽晶圓11達到既定之厚度。接著，另對背面17施予化學浸蝕以平滑背面17。這樣子，將厚度約350 μm之矽晶圓11薄化成例如100 μm。將矽晶圓11薄化後即對保護膜18照射紫外線。藉此，使係為保護膜18之黏著層硬化，進而容易自矽晶圓11剝離保護膜18。
接著，使用雷射加工裝置在矽晶圓11之內部形成切斷起點區域。亦即，如第25A圖所示，在雷射加工裝置之載置台19上，將矽晶圓11之背面17朝上藉真空吸著固定保護膜18，將切斷預定線5成格子狀地設定在相鄰之功能元件215、215之間延伸(參照第23圖之兩點虛線)。又，如第25B圖所示，將背面17作為雷射光入射面在矽晶圓11之內部對合集光點P，以產生上述之多光子吸收之條件照射雷射光L，移動載置台19使集光點P沿著切斷預定線5相對地移動。藉此，如第25C圖所示，在矽晶圓11之內部沿著切斷預定線5藉熔融處理區域13形成切斷起點區域9。
接著，自載置台19取出有黏貼保護膜18之矽晶圓11，如第26A圖所示，在矽晶圓11之背面17上，黏貼塗有晶粒黏結樹脂之薄膜220(例如，日本林得庫公司之「LE-5000(商品名)」)。此塗有晶粒黏結樹脂之薄膜220具有厚度約100 μm程度，能伸展之伸張薄膜(把持構件)221，在此伸張薄膜221上經層厚數μm程度之UV硬化樹脂層有具備作為晶粒黏結用之接著劑之晶粒黏結樹脂層223。亦即，使晶粒黏結樹脂層223插置在中間而將伸張薄膜221黏貼於矽晶圓11之背面17。另外，在伸張薄膜221之周緣部份上設有薄膜伸展裝置30。俟黏貼塗有晶粒黏結樹脂之薄膜220後則，如第26B圖所示，自矽晶圓11之表面3側剝離保護膜18，著，如第26C圖所示，對伸張薄膜221照射紫外線。藉此，使係為伸張薄膜221之黏 著層之UV硬化樹脂層硬化，進而容易自伸張薄膜221剝離晶粒黏結樹脂層223。
接著，如第27A圖所示，藉薄片伸展裝置30使伸張薄膜221伸展而將伸張薄膜221之周緣部份朝外側拉伸。藉伸張薄膜221之伸展，以切斷起點區域9為起點在厚度方向上產生龜裂，此龜裂最終到達矽晶圓11之表面3和背面17。藉此，能沿著切斷預定線5以良好精確度切斷矽晶圓11，進而得出多數各具有1個功能元件215之半導體晶片25。又，這時，相鄰之半導體晶片25、25成對向之切斷面25a、25a係隨著伸張薄膜221之伸展而自密合狀態逐漸分離之故，與切斷矽晶圓11之同時密合於矽晶圓11之背面17之晶粒黏結樹脂層223也沿著切斷預定線5被切斷。
接著，如第27B圖所示，使用吸著筒夾將半導體晶片25逐個拾取。這時，晶粒黏結樹脂層223係被切斷成與半導體晶片25相同之外形，另外，晶粒黏結樹脂層223和伸張薄膜221之密合力降低之故，半導體晶片25其背面係處於與切斷之晶粒黏結樹脂層223密合之狀態下被拾取。又，如第27C圖所示，將半導體晶片25經密合於其背面之晶粒黏結樹脂層223而被載置於引線框27之模墊，接著藉加熱而行填料接合。
上述那樣之矽晶圓11之切斷方法，係以表面3上形成有功能元件215之矽晶圓11作為加工對象物，將其背面17作為雷射光入射面，在矽晶圓11之內部對合集光點 P照射雷射光。藉此，在矽晶圓11之內部產生多光子吸收，進而沿著切斷預定線5，在矽晶圓11之內部形成藉熔融處理區域13所產生之斷起點區域9。這時，將半導體基板之背面作為雷射光之入射面之理由係若將表面作為雷射光入射面時則功能元件有妨礙到雷射光之入射之虞。這樣子，在矽晶圓11內部形成切斷起點區域9時能自然地或施加較小之力使以切斷起點區域9為起點產生龜裂，並能使此龜裂延伸到達矽晶圓11之表面3和背面17。因此，在形成切斷起點區域9後將晶粒黏結樹脂層223插置在中間而將伸張薄膜221黏貼在矽晶圓11之背面17，接著，伸展此伸張薄膜221後沿著切斷預定線5被切斷之矽晶圓11之切斷面25a、25a則隨著伸張薄膜221之伸展而自密合狀態逐漸分離。藉此，存在於矽晶圓11和伸張薄膜221間之晶粒黏結樹脂層223也沿著切斷預定線5而被切斷。於是，相較於用刀片切斷之情形，能以極佳之效率，沿著切斷預定線5切斷矽晶圓11及晶粒黏結樹脂層223。
而且，沿著切斷預定線5切斷之矽晶圓11之切斷面25a、25a初期因係相互密合，故被切斷之各個矽晶圓11和被切斷之各個晶粒黏結樹脂層223之外形幾乎相同，因此，也能防止晶粒黏結樹脂自各個之矽晶圓11之切斷面25a被擠出。
再者，在矽晶圓11之內部形成切斷起點區域9之前研磨矽晶圓11之背面17俾矽晶圓具有既定厚度。這樣子 ，藉將矽晶圓11薄化成既定之厚度，能沿著切斷預定線5以更佳之精確度切斷矽晶圓11及晶粒黏結樹脂層223。
(產業上之利用可能性)
如上說明，依本發明有關之半導體基板之切斷方法，能以良好效率同時切斷半導體基板和晶粒黏結樹脂層。
3‧‧‧矽晶圓之表面
5‧‧‧切斷預定部
11‧‧‧矽晶圓
16‧‧‧取向平坦
215‧‧‧功能元件

Claims (53)

  1. 一種半導體基板之切斷方法，是在表面上以矩陣狀圖樣形成複數個功能元件之半導體基板之切斷方法，係包括切斷起點區域形成步驟及黏著薄片伸張步驟；該切斷起點區域形成步驟，藉由沿著設定成通過相鄰的功能元件間之格子狀的切斷預定線照射雷射光，在前述半導體基板的內部形成改質區域，利用該改質區域，沿著前述半導體基板之前述格子狀的切斷預定線形成切斷起點區域；該黏著薄片伸張步驟，藉由將黏貼於前述半導體基板的背面之黏著薄片的周圍朝向外側伸張，以前述切斷起點區域為起點沿著前述格子狀的切斷預定線依前述功能元件各個進行切斷，並讓前述半導體基板的切斷面從密合狀態沿著前述格子狀的切斷預定線互相分離。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之半導體基板之切斷方法，其中，在前述黏著薄片和前述半導體基板之間設有晶粒黏結樹脂層，前述晶粒黏結樹脂層密合於前述半導體基板的背面，藉由前述黏著薄片伸張步驟之黏著薄片的伸張，沿著前述格子狀的切斷預定線將前述半導體基板依前述功能元件各個進行切斷，並沿著切斷後之前述半導體基板的切斷面將前述晶粒黏結樹脂層切斷。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之半導體基板之切斷方法，其中， 前述切斷起點區域形成步驟具備以下步驟：從前述半導體基板的背面讓雷射光射入而形成改質區域，在前述黏著薄片伸張步驟之前，於形成前述切斷起點區域後之前述半導體基板的背面黏貼前述黏著薄片之步驟。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之半導體基板之切斷方法，其中，以覆蓋前述功能元件的方式將保護膜黏貼於前述半導體基板的表面側，從背面讓雷射光射入而形成改質區域；前述保護膜是用來保護前述功能元件。
  5. 如申請專利範圍第1或2項所述之半導體基板之切斷方法，其中，在前述黏著薄片伸張前，沿著前述格子狀的切斷預定線使以前述改質區域為起點的龜裂僅到達前述半導體基板之表面。
  6. 如申請專利範圍第1或2項所述之半導體基板之切斷方法，其中，在前述黏著薄片伸張前，沿著前述格子狀的切斷預定線使以前述改質區域為起點的龜裂僅到達前述半導體基板之背面。
  7. 如申請專利範圍第1或2項所述之半導體基板之切斷方法，其中，在前述黏著薄片伸張前，沿著前述格子狀的切斷預定線於前述半導體基板之背面及表面，並未發生以前述改質 區域為起點的龜裂。
  8. 如申請專利範圍第3項所述之半導體基板之切斷方法，其中，在前述黏著薄片伸張前，沿著前述格子狀的切斷預定線使以前述改質區域為起點的龜裂僅到達前述半導體基板之表面。
  9. 如申請專利範圍第3項所述之半導體基板之切斷方法，其中，在前述黏著薄片伸張前，沿著前述格子狀的切斷預定線使以前述改質區域為起點的龜裂僅到達前述半導體基板之背面。
  10. 如申請專利範圍第3項所述之半導體基板之切斷方法，其中，在前述黏著薄片伸張前，沿著前述格子狀的切斷預定線於前述半導體基板之背面及表面，並未發生以前述改質區域為起點的龜裂。
  11. 如申請專利範圍第4項所述之半導體基板之切斷方法，其中，在前述黏著薄片伸張前，沿著前述格子狀的切斷預定線使以前述改質區域為起點的龜裂僅到達前述半導體基板之表面。
  12. 如申請專利範圍第4項所述之半導體基板之切斷方法，其中，在前述黏著薄片伸張前，沿著前述格子狀的切斷預定 線使以前述改質區域為起點的龜裂僅到達前述半導體基板之背面。
  13. 如申請專利範圍第4項所述之半導體基板之切斷方法，其中，在前述黏著薄片伸張前，沿著前述格子狀的切斷預定線於前述半導體基板之背面及表面，並未發生以前述改質區域為起點的龜裂。
  14. 如申請專利範圍第1或2項所述之半導體基板之切斷方法，其中，前述改質區域包含熔融處理區域。
  15. 如申請專利範圍第3項所述之半導體基板之切斷方法，其中，前述改質區域包含熔融處理區域。
  16. 如申請專利範圍第4項所述之半導體基板之切斷方法，其中，前述改質區域包含熔融處理區域。
  17. 如申請專利範圍第5項所述之半導體基板之切斷方法，其中，前述改質區域包含熔融處理區域。
  18. 如申請專利範圍第6項所述之半導體基板之切斷方法，其中，前述改質區域包含熔融處理區域。
  19. 如申請專利範圍第7項所述之半導體基板之切斷方法，其中， 前述改質區域包含熔融處理區域。
  20. 如申請專利範圍第8項所述之半導體基板之切斷方法，其中，前述改質區域包含熔融處理區域。
  21. 如申請專利範圍第9項所述之半導體基板之切斷方法，其中，前述改質區域包含熔融處理區域。
  22. 如申請專利範圍第10項所述之半導體基板之切斷方法，其中，前述改質區域包含熔融處理區域。
  23. 如申請專利範圍第11項所述之半導體基板之切斷方法，其中，前述改質區域包含熔融處理區域。
  24. 如申請專利範圍第12項所述之半導體基板之切斷方法，其中，前述改質區域包含熔融處理區域。
  25. 如申請專利範圍第13項所述之半導體基板之切斷方法，其中，前述改質區域包含熔融處理區域。
  26. 一種半導體基板之切斷方法，是在表面上以矩陣狀圖樣形成複數個功能元件之半導體基板之切斷方法，係包括切斷步驟及黏著薄片伸張步驟；該切斷步驟，藉由沿著設定成通過相鄰的功能元件間之格子狀的切斷預定線照射雷射光，在前述半導體基板的 內部形成沿著前述格子狀的切斷預定線之改質區域，利用該改質區域沿著前述格子狀的切斷預定線形成切斷起點區域，以前述切斷起點區域為起點沿著前述格子狀的切斷預定線將前述半導體基板依前述功能元件各個進行分割；該黏著薄片伸張步驟，藉由將黏貼於前述半導體基板的背面之黏著薄片的周圍朝向外側伸張，沿著前述格子狀的切斷預定線依前述功能元件各個進行切斷，讓前述半導體基板的切斷面從密合狀態沿著前述格子狀的切斷預定線互相分離。
  27. 如申請專利範圍第26項所述之半導體基板之切斷方法，其中，前述切斷步驟，是在前述改質區域形成後施力，使以前述切斷起點區域為起點的龜裂到達前述半導體基板之表面及背面。
  28. 如申請專利範圍第26項所述之半導體基板之切斷方法，其中，前述切斷步驟，藉由形成前述改質區域，以前述切斷起點區域為起點而在前述半導體基板之表面及背面讓龜裂自然成長。
  29. 如申請專利範圍第26至28項中任一項所述之半導體基板之切斷方法，其中，在前述黏著薄片和前述半導體基板之間設有晶粒黏結樹脂層，前述晶粒黏結樹脂層密合於前述半導體基板的背面，藉由前述黏著薄片伸張步驟之黏著薄片的伸張，沿著 前述格子狀的切斷預定線將前述半導體基板依前述功能元件各個進行切斷，並沿著切斷後之前述半導體基板的切斷面將前述晶粒黏結樹脂層切斷。
  30. 如申請專利範圍第26至28項中任一項所述之半導體基板之切斷方法，其中，前述切斷步驟具備以下步驟：從前述半導體基板的背面讓雷射光射入而形成改質區域，在前述黏著薄片伸張步驟之前，於形成前述切斷起點區域後之前述半導體基板的背面黏貼前述黏著薄片之步驟。
  31. 如申請專利範圍第29項所述之半導體基板之切斷方法，其中，前述切斷步驟具備以下步驟：從前述半導體基板的背面讓雷射光射入而形成改質區域，在前述黏著薄片伸張步驟之前，於形成前述切斷起點區域後之前述半導體基板的背面黏貼前述黏著薄片之步驟。
  32. 如申請專利範圍第30項所述之半導體基板之切斷方法，其中，以覆蓋前述功能元件的方式將保護膜黏貼於前述半導體基板的表面側，從背面讓雷射光射入而形成改質區域；前述保護膜是用來保護前述功能元件。
  33. 如申請專利範圍第31項所述之半導體基板之切斷方法，其中， 以覆蓋前述功能元件的方式將保護膜黏貼於前述半導體基板的表面側，從背面讓雷射光射入而形成改質區域；前述保護膜是用來保護前述功能元件。
  34. 如申請專利範圍第26至28項中任一項所述之半導體基板之切斷方法，其中，前述改質區域包含熔融處理區域。
  35. 如申請專利範圍第29項所述之半導體基板之切斷方法，其中，前述改質區域包含熔融處理區域。
  36. 如申請專利範圍第30項所述之半導體基板之切斷方法，其中，前述改質區域包含熔融處理區域。
  37. 如申請專利範圍第31項所述之半導體基板之切斷方法，其中，前述改質區域包含熔融處理區域。
  38. 如申請專利範圍第32項所述之半導體基板之切斷方法，其中，前述改質區域包含熔融處理區域。
  39. 如申請專利範圍第33項所述之半導體基板之切斷方法，其中，前述改質區域包含熔融處理區域。
  40. 如申請專利範圍第2項所述之半導體基板之切斷方法，其中，前述黏著薄片是由底材和UV硬化樹脂層所構成，前 述晶粒黏結樹脂層設置於前述UV硬化樹脂層上。
  41. 如申請專利範圍第29項所述之半導體基板之切斷方法，其中，前述黏著薄片是由底材和UV硬化樹脂層所構成，前述晶粒黏結樹脂層設置於前述UV硬化樹脂層上。
  42. 如申請專利範圍第31項所述之半導體基板之切斷方法，其中，前述黏著薄片是由底材和UV硬化樹脂層所構成，前述晶粒黏結樹脂層設置於前述UV硬化樹脂層上。
  43. 如申請專利範圍第33項所述之半導體基板之切斷方法，其中，前述黏著薄片是由底材和UV硬化樹脂層所構成，前述晶粒黏結樹脂層設置於前述UV硬化樹脂層上。
  44. 如申請專利範圍第40項所述之半導體基板之切斷方法，其中，前述切斷起點區域形成步驟具備以下步驟：從前述半導體基板的背面讓雷射光射入而形成改質區域，在前述黏著薄片伸張步驟之前，於形成前述切斷起點區域後之前述半導體基板的背面黏貼前述黏著薄片之步驟。
  45. 如申請專利範圍第44項所述之半導體基板之切斷方法，其中，以覆蓋前述功能元件的方式將保護膜黏貼於前述半導體基板的表面側，從背面讓雷射光射入而形成改質區域； 前述保護膜是用來保護前述功能元件。
  46. 如申請專利範圍第40或44或45項所述之半導體基板之切斷方法，其中，在前述黏著薄片伸張步驟後，對黏著薄片照射紫外線。
  47. 如申請專利範圍第41項所述之半導體基板之切斷方法，其中，在前述黏著薄片伸張步驟後，對黏著薄片照射紫外線。
  48. 如申請專利範圍第42項所述之半導體基板之切斷方法，其中，在前述黏著薄片伸張步驟後，對黏著薄片照射紫外線。
  49. 如申請專利範圍第43項所述之半導體基板之切斷方法，其中，在前述黏著薄片伸張步驟後，對黏著薄片照射紫外線。
  50. 如申請專利範圍第40或44或45項所述之半導體基板之切斷方法，其中，在前述黏著薄片伸張步驟開始前，對黏著薄片照射紫外線。
  51. 如申請專利範圍第41項所述之半導體基板之切斷方法，其中，在前述黏著薄片伸張步驟開始前，對黏著薄片照射紫 外線。
  52. 如申請專利範圍第42項所述之半導體基板之切斷方法，其中，在前述黏著薄片伸張步驟開始前，對黏著薄片照射紫外線。
  53. 如申請專利範圍第43項所述之半導體基板之切斷方法，其中，在前述黏著薄片伸張步驟開始前，對黏著薄片照射紫外線。
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