TW201603130A - 晶圓之加工方法 - Google Patents
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Abstract
本發明之課題是提供一種可以將基板的表面上積層有低介電常數絕緣體被膜(Low-k膜)等機能層之晶圓沿著劃分器件之分割預定線確實地分割的晶圓之分割方法。解決手段是使積層於基板表面之機能層藉由形成為格子狀之複數條分割預定線而被劃分，且在以該複數條分割預定線所劃分出的複數個區域中形成有器件的晶圓之加工方法，其包含雷射加工溝形成步驟與改質層形成步驟，該雷射加工溝形成步驟是藉由沿著分割預定線上寬度方向中央的兩側照射對機能層具有吸收性之波長的雷射光線而形成至少2條雷射加工溝，以沿著分割預定線切斷機能層，該改質層形成步驟是由晶圓的背面側沿著分割預定線照射對基板具有穿透性之波長的雷射光線，而在基板內部沿著分割預定線形成成為破斷起點之改質層。
Description
本發明是有關於一種將藉由積層於基板表面的機能層而形成有器件之晶圓，沿著劃分器件之複數條分割預定線分割的晶圓之加工方法。
如本發明所屬技術領域中具有通常知識者所周知，在半導體器件製造步驟中，是藉由在矽等基板的表面積層有絕緣膜與機能膜的機能層，而形成將複數個IC、LSI等器件形成為矩陣狀的半導體晶圓。如此所形成之半導體晶圓，是以分割預定線劃分上述器件，並藉由沿著此分割預定線進行分割而製造出一個個的半導體器件。
近來，為了增進IC、LSI等半導體器件的處理能力，在矽等基板的表面藉由機能層使其形成半導體器件之形態的半導體晶圓正被實用化，該機能層是將由SiOF、BSG(SiOB)等無機物類之膜，或聚醯亞胺類(Polyimide)、聚對二甲苯(parylene)類等聚合物膜之有機物類之膜所構成之低介電常數絕緣體被膜(Low-k膜)積層而成。
沿著這類半導體晶圓的分割預定線所進行的分
割，通常是以一種稱之為切割機(dicer)的切削裝置來進行。這種切削裝置具備有保持作為被加工物之半導體晶圓的工作夾台、用於切削被保持在該工作夾台上之半導體晶圓的切削手段、以及使工作夾台與切削手段相對移動的移動手段。切削手段包含了使其高速旋轉的旋轉主軸與裝設在該主軸上的切削刀。切削刀是由圓盤狀之基台與裝設在該基台的側面外周部的環狀切割刃所構成，切割刃是藉由電鑄將例如粒徑3μm左右的鑽石研磨粒加以固定而形成。
然而，上述Low-k膜要用切削刀來切削是有困難的。亦即，Low-k膜像雲母般非常地脆弱，當以切削刀沿著分割預定線切削時，就會有Low-k膜剝離，該剝離甚至到達器件而對器件造成致命性的損傷的問題。
另一方面，近年來作為分割半導體晶圓等板狀之被加工物的方法，以下的方法也正在被嘗試中：使用對被加工物具有穿透性之波長的脈衝雷射光線，將聚光點對準用來分割的區域之內部以照射脈衝雷射光線的雷射加工方法。這種使用了雷射加工方法的分割方法，是以下的方法：從被加工物的其中一方之面側將聚光點定位在內部以照射對被加工物具有穿透性之紅外線區域的脈衝雷射光線，而沿著分割預定線在被加工物的內部連續地形成改質層，再藉由沿著因為形成此改質層而使強度降低之分割預定線施加外力，以分割被加工物的方法(參照例如專利文獻1)。
然而，表面上積層有低介電常數絕緣體被膜(Low-k膜)的晶圓，即使想要用上述之雷射加工方法進行分
割還是無法沿著分割預定線確實地分割。亦即，即使從晶圓的其中一方之面側將聚光點對準內部而照射對晶圓具有穿透性之紅外線區域的脈衝雷射光線，並於沿著分割預定線在晶圓的內部形成改質層後再沿著分割預定線賦予外力，也無法將低介電常數絕緣體被膜(Low-k膜)等之機能層確實地破斷。又，即使沿著分割預定線將晶圓破斷，也會有機能層剝離而導致一個個的已分割之器件的品質降低的問題。
為了解決上述的問題，已有下列技術被提出：沿著分割預定線照射對機能層具有吸收性之波長的雷射光線並藉由燒蝕加工形成雷射加工溝之作法來除去機能層，之後，由基板的背面側將對基板具有穿透性之波長的雷射光線的聚光點定位在對應分割預定線的內部位置來進行照射，以沿著分割預定線在基板的內部形成改質層，並藉由沿著因為形成此改質層而使強度降低之分割預定線施加外力，以分割晶圓(參照例如專利文獻2)。
專利文獻1：日本專利第3408805號公報
專利文獻1：日本專利特開2012-89709號公報
然而，當在對應分割預定線之內部形成改質層時，
就會從改質層開始使裂痕(crack)以避開用於除去機能層而形成之雷射加工溝的形式成長，且當藉由對晶圓賦予外力而分割成一個個器件時會在偏離分割預定線的位置上被分割，而有使器件的品質降低的問題。
本發明是有鑒於上述事實而作成的發明，其主要技術課題在於提供一種可以將基板的表面上積層有低介電常數絕緣體被膜(Low-k膜)等機能層之晶圓沿著劃分器件之分割預定線確實地分割的晶圓之加工方法。
為了解決上述主要之技術課題，根據本發明所提供的晶圓之加工方法，是使積層於基板的表面之機能層藉由形成為格子狀之複數條的分割預定線而被劃分，且在以該複數條分割預定線所劃分出的複數個區域中形成有器件的晶圓之加工方法，其特徵在於包含：雷射加工溝形成步驟，藉由沿著分割預定線上寬度方向中央的兩側照射對機能層具有吸收性之波長的雷射光線而形成至少2條雷射加工溝以沿著分割預定線切斷機能層；以及改質層形成步驟，由晶圓的背面側沿著分割預定線照射對基板具有穿透性之波長的雷射光線，而在基板的內部沿著分割預定線形成成為破斷起點的改質層。
實施過上述改質層形成步驟之後，會實施晶圓支撐步驟與分割步驟，該晶圓支撐步驟是將切割膠帶貼附在晶圓之基板的背面，並以環狀框架支撐切割膠帶之外周部，
該分割步驟是藉由透過切割膠帶對晶圓賦予外力而將晶圓分割成一個個器件。
又，在實施上述改質層形成步驟之前或者已實施之後，會實施保護構件貼附步驟、背面磨削步驟以及晶圓支撐步驟，該保護構件貼附步驟是在晶圓之機能層的表面貼附保護構件，該背面磨削步驟是在實施該保護構件貼附步驟之後磨削晶圓之基板的背面以形成預定之厚度並以改質層作為破斷起點而沿著分割預定線將晶圓分割為一個個器件，該晶圓支撐步驟是將切割膠帶貼附在晶圓之基板的背面，並以環狀框架支撐切割膠帶之外周部且將貼附在晶圓之機能層的表面的保護構件剝離。
本發明之晶圓之分割方法，由於包含藉由沿著分割預定線上寬度方向中央的兩側照射對機能層具有吸收性之波長的雷射光線而形成至少2條的雷射加工溝，以沿著分割預定線切斷機能層之雷射加工溝形成步驟，和由晶圓的背面側沿著分割預定線照射對基板具有穿透性之波長的雷射光線，而在基板的內部沿著分割預定線形成成為破斷起點之改質層的改質層形成步驟，並且雖然當在改質層形成步驟中形成改質層時，在晶圓之基板上就會從改質層開始產生裂痕，但是此裂痕會在用於切斷機能層而形成之至少2條雷射加工溝之間的範圍內成長，而不會在偏離分割預定線的區域成長。如此一來，當對晶圓賦予外力而沿著形成有使其強度降低之改質層的分割預定線分割為一個個器件
時，雖然由改質層開始產生的裂痕會進一步成長，但是因為此裂痕只會在切斷機能層而形成的至少2條雷射加工溝之間的範圍內成長，而不會成長到偏離分割預定線的區域，所以不會有到達器件的情形，因此不會使沿著分割預定線分割之器件的品質降低。
2‧‧‧半導體晶圓
2b‧‧‧半導體晶圓的背面
20‧‧‧基板
20a‧‧‧基板的表面
20b‧‧‧基板的背面
21‧‧‧機能層
21a‧‧‧機能層的表面
22‧‧‧器件
23‧‧‧分割預定線
24‧‧‧雷射加工溝
25‧‧‧改質層
26‧‧‧裂痕
3‧‧‧實施雷射加工溝形成步驟之雷射加工裝置
30‧‧‧實施改質層形成步驟之
雷射加工裝置
31、61‧‧‧工作夾台
32‧‧‧雷射光線照射手段
321‧‧‧套殼
322‧‧‧聚光器
33‧‧‧攝像手段
4‧‧‧膠帶擴張裝置
41‧‧‧框架保持手段
411‧‧‧框架保持構件
411a‧‧‧載置面
412‧‧‧夾具
421‧‧‧擴張滾筒
42‧‧‧膠帶擴張手段
422‧‧‧支撐凸緣
423‧‧‧支撐手段
423a‧‧‧氣缸
423b‧‧‧活塞桿
43‧‧‧拾取夾頭
5‧‧‧保護膠帶
6‧‧‧磨削裝置
62‧‧‧磨削手段
63‧‧‧主軸殼體
64‧‧‧旋轉主軸
65‧‧‧安裝座
66‧‧‧磨削輪
67‧‧‧基台
68‧‧‧磨削磨石
69‧‧‧連結螺栓
F‧‧‧環狀框架
P‧‧‧聚光點
T‧‧‧切割膠帶
X、Y、X1、X2、A、B、C‧‧‧箭頭
圖1(a)、(b)為顯示作為本發明之透過晶圓之加工方法而被加工之晶圓的半導體晶圓之立體圖及主要部位放大剖面圖。
圖2為用於實施本發明的晶圓之加工方法中的雷射加工溝形成步驟的雷射加工裝置的主要部位立體圖。
圖3(a)至(c)為本發明的晶圓之加工方法中的雷射加工溝形成步驟的說明圖。
圖4為用於實施本發明的晶圓之加工方法中的改質層形成步驟之雷射加工裝置的主要部位立體圖。
圖5(a)至(c)為本發明的晶圓之加工方法中的改質層形成步驟的說明圖。
圖6(a)、(b)為本發明的晶圓之加工方法中的晶圓支撐步驟的說明圖。
圖7為用於實施本發明的晶圓之加工方法中的分割步驟之膠帶擴張裝置的立體圖。
圖8(a)、(b)為本發明的晶圓之加工方法中的分割步驟的說明圖。
圖9為本發明的晶圓之加工方法中的拾取步驟的說明
圖。
圖10(a)、(b)為本發明的晶圓之加工方法中的保護構件貼附步驟的說明圖。
圖11(a)、(b)為本發明的晶圓之加工方法中的背面磨削步驟的說明圖。
圖12為顯示本發明的晶圓之加工方法中的晶圓支撐步驟之其他實施形態的說明圖。
以下，就本發明的晶圓之加工方法，參照附加之圖式，作更詳細之說明。
在圖1(a)及(b)中所示為藉由本發明的晶圓之加工方法而被加工之半導體晶圓之立體圖及主要部位放大剖面圖。圖1(a)及(b)所示之半導體晶圓2，是藉由在厚度為600μm的矽等基板20的表面20a上積層有形成絕緣膜和電路之機能膜的機能層21，而將複數個IC、LSI等器件22形成為矩陣狀。並且，各器件22是透過形成為格子狀之分割預定線23而被劃分。再者，在圖示之實施形態中，形成機能層21的絕緣膜是由SiO2膜或SiOF、BSG(SiOB)等無機物類之膜或聚醯亞胺類、聚對二甲苯(parylene)類等聚合物膜之有機物類之膜形成之低介電常數絕緣體被膜(Low-k膜)所構成，並將厚度設定為10μm。
為了沿著分割預定線23將上述之半導體晶圓2分割成一個個器件，首先，是實施雷射加工溝形成步驟，其
為藉由沿著分割預定線23上寬度方向中央的兩側照射對機能層21具有吸收性之波長的雷射光線而形成至少2條雷射加工溝，以沿著分割預定線23切斷機能層21。此雷射加工溝形成步驟，是利用圖2所示之雷射加工裝置3而實施。圖2所示之雷射加工裝置3具備有保持被加工物之工作夾台31、對保持於該工作夾台31上之被加工物照射雷射光線之雷射光線照射手段32，及拍攝保持於該工作夾台31上之被加工物的攝像手段33。工作夾台31是構成為可吸引保持被加工物，且形成為可藉由圖未示之加工進給手段使其在圖2中以箭頭X所示之加工進給方向上移動，並且可藉由圖未示之分度進給手段使其在圖2中以箭頭Y所示之分度進給方向上移動。
上述雷射光線照射手段32包含實質上為水平配置的圓筒形的套殼321。套殼321內配置有未圖示之脈衝雷射光線振盪手段，該脈衝雷射光線振盪手段具備了脈衝雷射光線振盪器和重複頻率設定手段。在上述套殼321的前端部裝設有用於將脈衝雷射光線振盪手段振盪形成的脈衝雷射光線聚光的聚光器322。再者，雷射光照射手段32具備有用於調整以聚光器322所聚光之脈衝雷射光線的聚光點位置的聚光點位置調整手段(圖未示)。
裝設在構成上述雷射光線照射手段32之套殼321的前端部的攝像手段33，在圖示之實施形態中除了透過可見光拍攝之一般攝像元件(CCD)之外，還可由對被加工物照射紅外線之紅外線照明手段、捕捉以該紅外線照明手段所
照射之紅外線的光學系統，及可輸出與藉由該光學系統所捕捉之紅外線相對應的電氣信號的攝像元件(紅外線CCD)等所構成，並將所拍攝到的影像信號傳送到圖未示出的控制手段。
參照圖2及圖3，針對利用上述之雷射加工裝置3，並藉由沿著分割預定線23上寬度方向中央的兩側照射對機能層21具有吸收性之波長的雷射光線而形成至少2條雷射加工溝，以沿著分割預定線23切斷機能層21的雷射加工溝形成步驟進行說明。
首先，是將構成半導體晶圓2之基板20的背面20b側載置在上述圖2所示之雷射加工裝置3的工作夾台31上。並且，藉由作動圖未示之吸引手段，而將半導體晶圓2保持於工作夾台31上(晶圓保持步驟)。從而，保持於工作夾台31上的半導體晶圓2會成為機能層21之表面21a在上側。如此進行而吸引保持有半導體晶圓2之工作夾台31，可透過圖未示之加工進給手段定位到攝像手段33的正下方。
當將工作夾台31定位到攝像手段33的正下方時，即可實行校準作業，其為藉由攝像手段33以及圖未示出之控制手段檢測半導體晶圓2之用來雷射加工的加工區域。亦即，攝像手段33及圖未示之控制手段會實行用於進行形成於半導體晶圓2之預定方向上的分割預定線23，與沿著該分割預定線23照射雷射光線之雷射光線照射手段32的聚光器322的對位之型樣匹配等影像處理，而完成雷射光線照射位置之校準(校準步驟)。又，對於半導體晶圓2上之與上述預
定方向直交的方向上所形成的分割預定線23，也同樣地完成雷射光線照射位置之校準。
當實施了上述校準步驟後，就能如圖3所示地將工作夾台31移動至照射雷射光線的雷射光線照射手段32之聚光器322所在的雷射光線照射區域，並如圖3(a)所示地定位成使形成於半導體晶圓2上之預定之分割預定線23的一端(在圖3(a)中為左端)位於聚光器322之正下方。此時，是定位成使從分割預定線23之寬度方向中央朝其中一方之側5~10μm的位置位於聚光器322的正下方。其次，在從雷射光線照射手段32的聚光器322照射出脈衝雷射光線時，使工作夾台31以預定的加工進給速度在圖3(a)中朝箭頭X1所示之方向移動。並且，如圖3(b)所示，當分割預定線23的另一端(在圖3(b)中為右端)到達聚光器322的正下方位置後，即停止脈衝雷射光線的照射，並且停止工作夾台31的移動。在此雷射加工溝形成步驟中，是使脈衝雷射光線的聚光點P對準分割預定線23的表面附近。
接著，將工作夾台31在垂直於紙面之方向(分度進給方向)上移動10~20μm。其結果，形成為將從分割預定線23之寬度方向中央朝另一方之側5~10μm的位置定位在聚光器322的正下方。並且，在從雷射光線照射手段32的聚光器322照射出脈衝雷射光線時，使工作夾台31以預定的加工進給速度於圖3(b)中往箭頭X2所示之方向移動，當到達圖3(a)所示之位置後，即停止脈衝雷射光線之照射並且停止工作夾台31的移動。
藉由實施上述之雷射加工溝形成步驟，可在半導體晶圓2上如圖3(c)所示地形成比機能層21的厚度更深，亦即到達基板20的2條雷射加工溝24、24。其結果，機能層21會被2條雷射加工溝24、24所切斷。並且，沿著所有形成於半導體晶圓2上的分割預定線23都實施上述的雷射加工溝形成步驟。
再者，上述雷射加工溝形成步驟，可以在例如以下之加工條件下進行。
雷射光線的波長：355nm
平均輸出：2W
重複頻率：200kHz
聚光點點徑：φ 6μm
加工進給速度：500mm/秒
當實施過上述雷射加工溝形成步驟後，就可以實施由半導體晶圓2之基板20的背面20b側沿著分割預定線23照射對半導體晶圓2之基板20具有穿透性之波長的雷射光線，而在基板20的內部沿著分割預定線23形成成為破斷起點之改質層的改質層形成步驟。該改質層形成步驟是使用圖4所示之雷射加工裝置30來實施。再者，雷射加工裝置30是構成為與上述圖2所示之雷射加工裝置3相同，且對相同構件會附加相同符號而省略詳細的說明。參照圖4及圖5，說明利用雷射加工裝置30而實施之改質層形成步驟。
首先，將構成已實施過上述雷射加工溝形成步驟之半導體晶圓2的機能層21的表面21a側載置於圖4所示之
雷射加工裝置30之工作夾台31上，並藉由作動圖未示之吸引手段，以將半導體晶圓2吸附保持於工作夾台31上。從而，保持於工作夾台31上之半導體晶圓2會成為基板20的背面20b在上側。像這樣進行而吸引保持有半導體晶圓2的工作夾台31，可藉由圖未示之移動機構而定位到攝像手段33的正下方。
當將工作夾台31定位到攝像手段33的正下方時，即可實行校準作業，其為藉由攝像手段33以及圖未示出之控制手段檢測半導體晶圓2之用來雷射加工的加工區域。此校準作業，與雷射加工溝形成步驟中之校準作業實質上相同。再者，在此校準作業中，雖然半導體晶圓2之形成有分割預定線23之機能層21的表面21a是位於下側，但是因為攝像手段33如上述地具備以紅外線照明手段、可捕捉紅外線之光學系統以及將對應於紅外線之電氣信號輸出的攝像元件(紅外線CCD)等所構成之攝像手段，所以可由背面2b穿透而可拍攝到分割預定線23。
當如上所述地進行以檢測被保持於工作夾台31上之半導體晶圓2上所形成的分割預定線23，並進行雷射光線照射位置的校準後，就能如圖5(a)所示，將工作夾台31移動至照射雷射光線之雷射光線照射手段32之聚光器322所在的雷射光線照射區域，並將預定之分割預定線23的一端(在圖5(a)中為左端)定位於雷射光線照射手段32之聚光器322的正下方。此時，是定位成使分割預定線23之寬度中央位置位於聚光器322的正下方。並且，一邊從聚光器322
照射對基板20具有穿透性之波長的脈衝雷射光線一邊使工作夾台31以預定的進給速度在圖5(a)中往箭頭X1所示的方向移動。然後，如圖5(b)所示，當聚光器322的照射位置到達分割預定線23之另一端的位置後，即停止脈衝雷射光線的照射並且停止工作夾台31的移動。在此改質層形成步驟中，藉由將脈衝雷射光線的聚光點P對準半導體晶圓2之基板20的內部，就可以如圖5(b)及圖5(c)所示地在半導體晶圓2之基板20的內部沿著分割預定線23形成改質層25。雖然如此進行而形成改質層25時，會如圖5(c)所示，在半導體晶圓2之基板20上從改質層25開始產生裂痕26，但此裂痕26只會在切斷機能層21而形成的2條雷射加工溝24、24之間的範圍內成長，不會成長到分割預定線23以外的區域。
將上述的改質層形成步驟沿著形成於半導體晶圓2上之所有的分割預定線23實施。
上述改質層形成步驟中的加工條件是設定成例如下列所示。
光源：LD激發Q開關Nd：YVO4雷射
波長：1064nm
輸出：0.5W
重複頻率：100kHz
聚光點點徑：φ 1μm
加工進給速度：200mm/秒
當如上述地實施改質層形成步驟後，就可以實施將切割膠帶貼附在構成半導體晶圓2之基板20的背面20b，
並以環狀框架支撐切割膠帶之外周部的晶圓支撐步驟。亦即，如圖6(a)及(b)所示地將構成已實施過上述改質層形成步驟之半導體晶圓2之基板20的背面20b貼附在裝設於環狀框架F的切割膠帶T上。再者，在圖6(a)及(b)所示之實施形態中，雖然顯示了將構成半導體晶圓2之基板20的背面20b貼附於裝設在環狀框架F之切割膠帶T上之例，但是也可以在將切割膠帶T貼附到構成半導體晶圓2之基板20的背面20b時，同時將切割膠帶T的外周部裝設到環狀框架F上。
當實施過上述之晶圓支撐步驟後，就可以實施透過切割膠帶T對半導體晶圓2賦予外力以將半導體晶圓2分割成一個個器件的分割步驟。此分割步驟是利用圖7所示之膠帶擴張裝置4而實施。圖7所示之膠帶擴張裝置4具備有保持上述環狀框架F之框架保持手段41、將裝設在該框架保持手段41所保持之環狀框架F上的切割膠帶T擴張的膠帶擴張手段42，以及拾取夾頭43。框架保持手段41是由環狀的框架保持構件411，和配置在該框架保持構件411的外周之作為固定手段的複數個夾具412所構成。框架保持構件411的上表面形成有用以載置環狀框架F的載置面411a，並將環狀框架F載置於此載置面411a上。並且，被載置於載置面411a上的環狀框架F是藉由夾具412而被固定於框架保持構件411上。如此所構成之框架保持手段41，是以膠帶擴張手段42支撐成可在上下方向上作進退。
膠帶擴張手段42具備有配置在上述環狀的框架保持構件411的內側之擴張滾筒421。此擴張滾筒421具有比
環狀框架F之內徑還小且比被裝設在該環狀框架F上之切割膠帶T上所貼附的半導體晶圓2的外徑還大的內徑及外徑。又，擴張滾筒421，於下端設有支撐凸緣422。圖示之實施形態中的膠帶擴張手段42具備有可於上下方向上將上述環狀的框架保持構件411作進退之支撐手段423。這個支撐手段423是由配置在上述支撐凸緣422上的複數個氣缸423a所構成，並將其活塞桿423b連結至上述環狀的框架保持構件411的下表面。像這樣由複數個氣缸423a所構成之支撐手段423，使環狀的框架保持構件411可在如圖8(a)所示地使載置面411a與擴張滾筒421的上端成為大致相同高度的基準位置，和如圖8(b)所示地距離擴張滾筒421的上端預定量下方的擴張位置之間於上下方向上移動。
對於利用如以上方式所構成之膠帶擴張裝置4而實施之分割步驟，參照圖8加以說明。亦即，是將裝設有貼附著半導體晶圓2的切割膠帶T的環狀框架F，如圖8(a)所示地載置於構成框架保持手段41之框架保持構件411的載置面411a上，並藉由夾具412而固定在框架保持構件411上(框架保持步驟)。此時，是將框架保持構件411定位在圖8(a)所示之基準位置上。
當實施過上述之框架保持步驟後，就可以如圖8(b)所示地將構成膠帶擴張手段42之作為支撐手段423的複數個氣缸423a作動，以使環狀的框架保持構件411下降至擴張位置。從而，因為被固定在框架保持構件411的載置面411a上的環狀框架F也會下降，所以如圖8(b)所示地裝設於
環狀框架F上的切割膠帶T會接觸於擴張滾筒421的上端緣而使其得以被擴張(膠帶擴張步驟)。其結果，拉伸力會放射狀地作用到貼附在切割膠帶T上的半導體晶圓2上。當像這樣地使拉伸力放射狀地作用到半導體晶圓2上時，由於沿著分割預定線23所形成之改質層25會使其強度降低，因此構成半導體晶圓2之基板20會將使其強度被降低之改質層25成為破斷起點而沿著分割預定線23破斷並分割成一個個器件22。在此分割步驟中，雖然在上述之改質層形成步驟中從改質層25開始產生之裂痕26會進一步成長，但是因為此裂痕26只會在切斷機能層21而形成的2條雷射加工溝24、24之間的範圍內成長，並不會成長到分割預定線23以外的區域所以不會有到達器件22上之情形，因此不會使沿著分割預定線23被分割之器件22的品質降低。
當實施過上述分割步驟後，就可以如圖9所示地使拾取夾頭43作動以將器件22吸附、從切割膠帶T剝離而拾取。再者，在拾取步驟中，因為一個個器件22之間的間隙S會被擴大，所以不會有與相鄰之器件22接觸的情形，而可以容易地進行拾取。
其次，針對將已實施過上述改質層形成步驟之半導體晶圓2分割成一個個器件的其他實施形態進行說明。
首先，實施保護構件貼附步驟，其為在構成已實施過上述改質層形成步驟之半導體晶圓2的機能層21的表面21a上貼附保護構件。亦即，如圖10所示，為了保護形成於構成半導體晶圓2之機能層21上之器件22，會在構成半導體晶
圓2之機能層21的表面21a上貼附作為保護構件的保護膠帶5。此保護膠帶5，在圖示之實施形態中是在厚度為100μm之由聚氯乙烯(PVC)所形成之片狀基材的表面上將丙烯酸樹脂類之膠料塗佈為厚度5μm左右。再者，保護構件貼附步驟，也可以在實施上述改質層形成步驟之前實施。
其次，實施磨削半導體晶圓2之基板20的背面20b以形成預定之厚度並且以改質層作為破斷起點而沿著分割預定線23將半導體晶圓2分割為一個個器件的背面磨削步驟。此背面磨削步驟是利用圖11(a)所示之磨削裝置6來實施。圖11(a)所示之磨削裝置6具備有作為保持被加工物之保持手段的工作夾台61，及磨削保持於該工作夾台61上的被加工物之磨削手段62。工作夾台61是構成為可將被加工物吸引保持在上表面，並可藉由圖未示之旋轉驅動機構使其在圖11(a)中朝箭頭A所示的方向旋轉。磨削手段62具備有主軸殼體63、旋轉自如地被支撐在該主軸殼體63上並可藉由圖未示的旋轉驅動機構使其旋轉之旋轉主軸64、裝設於該旋轉主軸64的下端之安裝座65，及安裝在該安裝座65之下表面之磨削輪66。此磨削輪66是由圓環狀之基台67，和在該基台67之下表面裝設成環狀的磨削磨石68所構成，並藉由連結螺栓69將基台67安裝到安裝座65的下表面。
要使用上述之磨削裝置6實施上述背面磨削步驟時，是如圖11(a)所示地將貼附在構成半導體晶圓2之機能層21的表面21a上的保護膠帶5側載置於工作夾台61的上表面(保持面)。並且，藉由圖未示之吸引手段隔著保護膠帶5將
半導體晶圓2吸附保持在工作夾台61上(晶圓保持步驟)。因此，被保持在工作夾台61上之半導體晶圓2會成為基板20的背面20b在上側。當像這樣隔著保護膠帶5將半導體晶圓2吸引保持在工作夾台61上之後，就能在將工作夾台61在圖11(a)中朝箭頭A所示的方向以例如300rpm旋轉時，使磨削手段62的磨削輪66在圖11(a)中朝箭頭B所示的方向以例如6000rpm旋轉，以如圖11(b)所示地使磨削磨石68接觸作為被加工面之構成半導體晶圓2之基板20的背面20b，並將磨削輪66如箭頭C所示地以例如1μm/秒的磨削進給速度朝下方(相對於工作夾台61的保持面為垂直的方向)磨削進給預定量。其結果為，使基板20的背面20b被磨削而將半導體晶圓2形成為預定的厚度(例如，100μm)，並且沿著形成改質層25而使其強度被降低的分割預定線23分割為一個個的器件22。在此背面磨削步驟中，雖然在上述之改質層形成步驟中從改質層25開始產生之裂痕26會進一步成長，但是因為此裂痕26只會在切斷機能層21而形成的2條雷射加工溝24、24之間的範圍內成長，不會成長到分割預定線23以外的區域所以不會有到達器件22上之情形，因此不會使沿著分割預定線23被分割之器件22的品質降低。
當實施過上述之背面磨削步驟之後，就可以實施晶圓支撐步驟，其為將切割膠帶貼附在構成半導體晶圓2之基板20的背面20b且以環狀框架支撐切割膠帶之外周部，並且將貼附在構成半導體晶圓2之機能層21的表面21a上之作為保護構件的保護膠帶5剝離。亦即，如圖12所示地將構成
已實施過上述改質層形成步驟之半導體晶圓2之基板20的背面20b貼附在裝設於環狀框架F的切割膠帶T上。然後，將貼附在機能層21之表面21a上之保護膠帶5剝離。
當實施過上述晶圓支撐步驟之後，就能將沿著分割預定線23被分割之器件22從切割膠帶T剝離以搬送至進行拾取的拾取步驟處。此拾取步驟可以利用上述圖7所示之膠帶擴張裝置4而如圖9所示地實施。
2‧‧‧半導體晶圓
20‧‧‧基板
20b‧‧‧基板的背面
21‧‧‧機能層
22‧‧‧器件
23‧‧‧分割預定線
24‧‧‧雷射加工溝
25‧‧‧改質層
26‧‧‧裂痕
31‧‧‧工作夾台
32‧‧‧雷射光線照射手段
322‧‧‧聚光器
P‧‧‧聚光點
X1、X2‧‧‧箭頭
Claims (3)
- 一種晶圓之加工方法，是使積層於基板表面之機能層藉由形成為格子狀之複數條分割預定線而被劃分，且在以該複數條分割預定線所劃分出的複數個區域中形成有器件的晶圓之加工方法，其特徵在於包含：雷射加工溝形成步驟，藉由沿著分割預定線上寬度方向中央的兩側照射對機能層具有吸收性之波長的雷射光線而形成至少2條雷射加工溝，以沿著分割預定線切斷機能層；以及改質層形成步驟，由晶圓的背面側沿著分割預定線照射對基板具有穿透性之波長的雷射光線，而在基板的內部沿著分割預定線形成成為破斷起點的改質層。
- 如請求項1的晶圓之加工方法，其中，實施過該改質層形成步驟之後，會實施晶圓支撐步驟與分割步驟，該晶圓支撐步驟是將切割膠帶貼附在晶圓之基板的背面，並以環狀框架支撐切割膠帶之外周部，該分割步驟是藉由透過切割膠帶對晶圓賦予外力而將晶圓分割成一個個器件。
- 如請求項1的晶圓之加工方法，其中，在實施該改質層形成步驟之前或者已實施之後，會實施保護構件貼附步驟、背面磨削步驟以及晶圓支撐步驟，該保護構件貼附步驟是在晶圓之機能層的表面貼附保護構件，該背面磨削步驟是在實施該保護構件貼附步驟之後磨削晶圓之 基板的背面以形成預定之厚度並以改質層作為破斷起點而沿著分割預定線將晶圓分割為一個個器件，該晶圓支撐步驟是將切割膠帶貼附在晶圓之基板的背面，並以環狀框架支撐切割膠帶之外周部且將貼附在晶圓之機能層的表面的保護構件剝離。
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