TW201709302A - 晶圓的加工方法 - Google Patents

Abstract

本發明的課題係在於提供一種晶圓的加工方法，為即使在晶圓的裏面形成SiO2膜、SiN膜或實施蝕刻處理之情況，亦可沿著分割預定線在晶圓的內部形成適當的改質層，可將晶圓確實地分割成個別的裝置之晶圓的加工方法。 用以解決課題之手段為，一種晶圓的加工方法，是將晶圓沿著分割預定線分割成個別的裝置之加工方法，該晶圓是複數個分割預定線在其表面形成為格子狀，並且在藉由複數個分割預定線所區劃成的複數個區域中形成有裝置，其特徵為包含：對晶圓，將具有透過性的波長之雷射光從晶圓的表面側以聚光點定位於其內部的方式沿著分割預定線進行照射，使得在晶圓的內部沿著分割預定線形成改質層的改質層形成製程；在晶圓的表面貼附保護構件的保護構件貼附製程；及將晶圓的保護構件側保持於挾持台，對晶圓的裏面進行研削而形成為預定厚度，並且沿著形成有改質層的分割預定線分割成個別的裝置之裏面研削製程。

Description

晶圓的加工方法

本發明係關於沿著分割預定線分割晶圓之晶圓的加工方法，該晶圓是在其表面，複數個分割預定線形成為格子狀，並且在藉由複數個分割預定線所區劃成的複數個區域中形成有裝置。

在半導體裝置製造製程，於略圓板狀的半導體晶圓之表面，藉由排列成格子狀的分割預定線區劃有複數個區域，在此所區劃的區域形成IC、LSI等的裝置。藉由將如此所形成的半導體晶圓沿著分割預定線切斷，將形成有裝置的區域進行分割而製造個別的裝置。

作為分割半導體晶圓等的晶圓之方法，實用化有以下的加工方法，亦即，對晶圓，將具有透過性的波長之脈衝雷射光的聚光點定位於晶圓的內部並沿著分割預定線進行照射，使得在晶圓的內部沿著分割預定線連續地形成改質層，利用沿著以形成有此改質層而強度降低的分割預定線施加外力，將晶圓分割成個別的裝置。

如上述般，作為對沿著分割預定線形成有改 質層的晶圓賦予外力而分割成個別的裝置之方法，在下述專利文獻1揭示有以下的技術，亦即，將沿著分割預定線形成有改質層的晶圓貼附於裝設在環狀的框架之切割膠帶上，藉由使切割膠帶擴張，對晶圓賦予拉引力，將晶圓沿著因形成有改質層造成強度降低的分割預定線分割成個別的裝置之技術。

又，作為分割半導體晶圓等的晶圓之方法，在下述專利文獻2揭示有以下的技術，亦即，在晶圓的表面貼附保護膠帶，從對晶圓，晶圓的裏面側將具有透過性的波長之脈衝雷射光的聚光點定位於其內部並沿著分割預定線進行照射，使得在晶圓的內部沿著分割預定線連續地形成改質層，然後，研削晶圓的裏面而形成預定厚度，並且將晶圓分割成個別的裝置之技術。

〔先行技術文獻〕 〔專利文獻〕

〔專利文獻1〕日本特開2006-12902號公報

〔專利文獻2〕日本特開2013-254867號公報

然而，在晶圓的表面形成裝置之過程中，於晶圓的裏面形成SiO2膜、SiN膜或實施蝕刻處理之情況，會有以下的問題，亦即，會有即使從晶圓的裏面側照 射雷射光，也無法沿著分割預定線在晶圓的內部形成適當的改質層之情況，造成無法將晶圓確實地分割成個別的裝置的問題產生。

本發明係有鑑於前述情事而開發完成的發明，其主要技術課題係在於提供一種晶圓的加工方法，為即使在晶圓的裏面形成SiO2膜、SiN膜或實施蝕刻處理之情況，亦可沿著分割預定線在晶圓的內部形成適當的改質層，可將晶圓確實地分割成個別的裝置之晶圓的加工方法。

為了解決前述主要技術課題，若依據本發明，提供一種晶圓的加工方法，係沿著分割預定線分割晶圓之加工方法，該晶圓是在其表面，複數個分割預定線形成為格子狀，並且在藉由複數個分割預定線所區劃成的複數個區域中形成有裝置，其特徵為包含有：對晶圓，將具有透過性的波長之雷射光從晶圓的表面側以聚光點定位於其內部的方式沿著分割預定線進行照射，使得在晶圓的內部沿著分割預定線形成改質層的改質層形成製程；在實施了該改質層形成製程的晶圓的表面貼附保護構件的保護構件貼附製程；及將實施了該保護構件貼附製程的晶圓的保護構件側保持於挾持台，對晶圓的裏面進行研削而形成為預定厚度， 並且沿著形成有改質層的分割預定線分割成個別的裝置之裏面研削製程。

在晶圓的裏面，實施有SiO2膜、SiN膜、蝕刻中的其中一種處理。

又，在實施了前述裏面研削製程後，實施晶圓支承製程，該晶圓支承製程是在晶圓的裏面貼附切割膠帶，將該切割膠帶的外周部裝設於環狀框架，並且將貼附於晶圓的表面之保護構件予以剝離的製程。

本發明之晶圓的加工方法，係包含有：對晶圓，將具有透過性的波長之雷射光從晶圓的表面側以聚光點定位於其內部的方式沿著分割預定線進行照射，使得在晶圓的內部沿著分割預定線形成改質層的改質層形成製程；在實施有改質層形成製程的晶圓的表面貼附保護構件的保護構件貼附製程；及將實施有保護構件貼附製程的晶圓的保護構件側保持於挾持台，對晶圓的裏面進行研削而形成為預定厚度，並且沿著形成有改質層的分割預定線分割成個別的裝置之裏面研削製程，因改質層形成製程是對半導體晶圓，將具有透過性的波長之雷射光從晶圓的表面側以聚光點定位於其內部的方式沿著分割預定線進行照射，所以，即使在裏面實施了SiO2膜、SiN膜、蝕刻中的其中一種處理，也能夠在晶圓的內部沿著分割預定線形成適當的改質層。又，因當實施前述裏面研削製程時，在 晶圓沿著分割預定線形成有適當的改質層，所以，藉由實施裏面研削製程，使得晶圓可沿著形成有改質層而造成強度降低的分割預定線確實地被分割成個別的裝置。

2‧‧‧半導體晶圓

21‧‧‧分割預定線

22‧‧‧裝置

3‧‧‧雷射加工裝置

31‧‧‧挾持台(雷射加工裝置的挾持台)

32‧‧‧雷射光照射手段

322‧‧‧聚光器

4‧‧‧保護膠帶

5‧‧‧研削裝置

51‧‧‧挾持台(研削裝置的挾持台)

52‧‧‧研削手段

56‧‧‧研削輪

6‧‧‧拾取裝置

61‧‧‧框架保持手段

62‧‧‧膠帶擴張手段

63‧‧‧拾取夾套

F‧‧‧環狀框架

T‧‧‧切割膠帶

圖1係藉由本發明之晶圓的加工方法所分割之作為晶圓的半導體晶圓的斜視圖。

圖2係用來實施本發明之晶圓的加工方法之改質層形成製程的雷射加工裝置之局部斜視圖。

圖3係顯示本發明之晶圓的加工方法的改質層形成製程之說明圖。

圖4係顯示本發明之晶圓的加工方法的保護構件貼附製程之說明圖。

圖5係顯示本發明之晶圓的加工方法的裏面研削製程之說明圖。

圖6係顯示本發明之晶圓的加工方法的晶圓支承製程之說明圖。

圖7係用來將藉由本發明之晶圓的加工方法將半導體晶圓個別地分割後的裝置予以拾取的拾取裝置之斜視圖。

圖8係藉由圖7所示的拾取裝置所實施的拾取製程之說明圖。

以下，一邊參照圖面，一邊詳細地說明關於本發明的晶圓的加工方法之理想實施形態。

圖1係顯示依據本發明進行加工之作為晶圓的半導體晶圓的斜視圖。圖1所示的半導體晶圓2係由厚度例如600μm之矽晶圓所構成，在表面2a，複數個分割預定線21形成為格子狀，並且在藉由該等複數個分割預定線21所區劃之複數個區域，形成有IC、LSI等的裝置22。再者，在表面2a形成裝置22的過程中，在半導體晶圓2的裏面2b，實施SiO2膜、SiN膜、蝕刻等的處理。以下，說明關於將此半導體晶圓2沿著分割預定線21分割成個別的裝置22之晶圓的加工方法。

首先，實施改質層形成製程，該改質層形成製程是對半導體晶圓2，將具有透過性的波長之雷射光從半導體晶圓2的表面2a側，以聚光點定位於其內部的方式沿著分割預定線21進行照射，使得在半導體晶圓2的內部沿著分割預定線21形成改質層。此改質層形成製程是使用如圖2所示的雷射加工裝置3來實施。如圖2所示的雷射加工裝置3具有：用來保持被加工物的挾持台31；對保持於該挾持台31上的被加工物照射雷射光之雷射光照射手段32；及對保持於挾持台31上的被加工物予以攝像之攝像手段33。挾持台31係構成為可吸引保持被加工物，藉由未圖示的移動機構朝在圖2中以X箭號所顯示的加工輸送方向及以Y箭號所示的分度進給方向移動。

前述雷射光照射手段32係從裝設於實質上配置成水平的圓筒狀外殼321的前端之聚光器322照射脈衝雷射光。又，裝設於構成前述雷射光照射手段32的外殼321之前端的攝像手段33具備有照明被加工物的照明手段；捕捉藉由該照明手段所照明的區域之光學系統；及對藉由該光學系統所捕捉到的像進行攝像之攝像元件(CCD)等，將攝像到的圖像訊號傳送至未圖示的控制手段。

參照圖2及圖3，說明關於使用前述雷射加工裝置3所實施的改質層形成製程。

此改質層形成製程，首先在如圖2所示的雷射加工裝置3的挾持台31上載置半導體晶圓2的裏面2b側。然後，藉由使未圖示的吸引手段作動，在挾持台31上吸附保持半導體晶圓2(晶圓保持製程)。因此，被保持於挾持台31上的半導體晶圓2的表面2a成為上側。如此，吸引保持了半導體晶圓2之挾持台31藉由未圖示的加工輸送手段，定位於攝像手段33的正下方。

當挾持台31定位於攝像手段33的正下方時，藉由攝像手段33及未圖示的控制手段，實施用來檢測半導體晶圓2中要進行雷射加工的加工區域之對準作業。亦即，攝像手段33及未圖示的控制手段執行形成於半導體晶圓2的預定方向之分割預定線21與沿著分割預定線21照射雷射光之雷射光照射手段32的聚光器322的對位之圖案匹配等的圖像處理，進行雷射光照射的位置之 對準(對準製程)。又，即使對於朝沿著對形成於半導體晶圓2的前述預定方向呈正交的方向延伸之分割預定線21，同樣地進行雷射光照射位置的對準。

如此，檢測形成於保持在挾持台31的半導體晶圓2之分割預定線21，進行雷射光照射位置的對準的話，則如圖3(a)所示，使挾持台31移動至用來照射雷射光的雷射光照射手段32的聚光器322所位在的雷射光照射區域，將預定的分割預定線21之一端(圖3(a)中的左端)定位於雷射光照射手段32的聚光器322之正下方。其次，使自聚光器322所照射的脈衝雷射光的聚光點P定位於半導體晶圓2的厚度方向中間部。然後，一邊從聚光器322對矽晶圓照射具有透過性的波長之脈衝雷射光，一邊使挾持台31以預定的輸送速度朝在圖3(a)中箭號X1所示的方向移動。然後，如圖3(b)所示，當雷射光照射手段32的聚光器322之照射位置到達分割預定線21之另一端的位置的話，停止進行脈衝雷射光的照射，並且停止挾持台31的移動。其結果，在半導體晶圓2的內部，沿著分割預定線21形成作為分割起點的改質層210。再者，前述改質層形成製程，因對半導體晶圓2，將具有透過性的波長之雷射光從半導體晶圓2的表面2a側，以聚光點定位於其內部的方式沿著分割預定線21進行照射，使得即使在裏面2b實施了SiO2膜、SiN膜、蝕刻等會成為雷射光透過的阻礙之處理，也能在半導體晶圓2的內部沿著分割預定線21形成適當的改質層210。

再者，前述改質層形成製程之加工條件係設定成例如以下的條件。

波長：1342nm的脈衝雷射

反復頻率：90kHz

平均輸出：2W

聚光點徑：φ1μm

加工傳送速度：500mm/秒

如以上所述，若沿著預定的分割預定線21實施了前述改質層形成製程的話，將挾持台31朝在圖2中箭號Y所示的方向分度進給相當於形成在半導體晶圓2的分割預定線21之間隔的距離(分度進給製程)，執行前述改質層形成製程。如此，若沿著形成於預定方向之所有的分割預定線21實施了前述改質層形成製程的話，使挾持台31轉動90度，沿著朝對形成於前述預定方向的分割預定線21呈正交的方向延伸之分割預定線21執行前述改質層形成製程。

若實施了前述改質層形成製程的話，則為了保護形成於半導體晶圓2的表面2a之裝置22，實施在半導體晶圓2的表面2a貼附保護構件之保護構件貼附製程。亦即，如圖4所示，在半導體晶圓2的表面2a貼附作為保護構件之保護膠帶4。再者，保護膠帶4係在圖示的實施形態，於厚度100μm的聚氯乙烯(PVC)所構成之薄片狀基材的表面，塗佈丙烯酸樹脂系的糊狀物成為厚度5μm左右。

若實施了前述保護構件貼附製程的話，則將半導體晶圓2的保護膠帶4側保持於挾持台，對半導體晶圓2的裏面進行研削而形成為預定厚度，並且沿著形成有成為分割起點之改質層210的分割預定線分割成個別的裝置之裏面研削製程。此裏面研削製程係使用如圖5(a)所示的研削裝置5加以實施。如圖5所示的研削裝置5具有：用來保持被加工物之作為保持手段的挾持台51；對保持於該挾持台51上的被加工物進行研削之研削手段52。挾持台51係構成為在上面吸引保持被加工物，藉由未圖示的旋轉驅動機構朝在圖5(a)中箭號51a所示的方向旋轉。研削手段52具備有：主軸殼體53；可自由旋轉地被支承於該主軸殼體53，藉由未圖示的旋轉驅動機構進行旋轉之旋轉主軸54；裝設於該旋轉主軸54的下端之裝配機55；及安裝於裝配機55的下端之研削輪56。此研削輪56係由圓環狀的基台57及裝設於該基台57的下面之環狀研削磨石58所構成，基台57藉由緊固螺栓59安裝於裝配機55的下面。

為了使用前述的研削裝置5實施前述裏面研削製程，如圖5(a)所示，在挾持台51的上面(保持面)載置貼附於半導體晶圓2的表面之保護膠帶4側。然後，藉由使未圖示的吸引手段作動，在挾持台51上，經由保護膠帶4吸附保持半導體晶圓2(晶圓保持製程)。因此，被保持於挾持台51上的半導體晶圓2的裏面2b成為上側。如此，若在挾持台51上經由保護膠帶4吸引保 持了半導體晶圓2的話，將挾持台51以例如300rpm朝圖5(a)中箭號51a所示的方向旋轉，並且使研削手段52的研削輪56以例如6000rpm朝圖5(a)中箭號56a所示的方向旋轉，然後如圖5(b)所示，使研削磨石58與作為被加工面的半導體晶圓2之裏面2b接觸，讓研削輪56朝如箭號56b所示以例如1μm/秒的研削進給速度向下方(對挾持台51的保持面呈垂直的方向)研削進給預定量。其結果，半導體晶圓2的裏面2b與SiO2膜、SiN膜、蝕刻等的處理面一同被研削，使得半導體晶圓2形成為預定厚度(例如100μm)，並且沿著形成有改質層210且強度被降低的分割預定線21，形成龜裂210a而被分割成個別的裝置22。再者，被個別地分割的複數個裝置22係在其表面貼附有保護膠帶4，因此，不會紊亂地維持著半導體晶圓2的形態。如此，因當實施裏面研削製程時，在半導體晶圓2沿著分割預定線21形成有適當的改質層210，所以，藉由實施裏面研削製程，使得半導體晶圓2可沿著形成有改質層210而造成強度降低的分割預定線21確實地形成龜裂210a而被分割成個別的裝置22。

如以上所述，若實施了前述裏面研削製程的話，實施晶圓支承製程，該晶圓支承製程是在半導體晶圓2的裏面2b貼附切割膠帶，將該切割膠帶的外周部裝設於環狀框架，並且將貼附於半導體晶圓2的表面之作為保護構件的保護膠帶4予以剝離的製程。亦即，如圖6所示，在將外周部裝設成覆蓋環狀框架F的內側開口部之切 割膠帶T的表面，貼附實施了前述裏面研削製程的半導體晶圓2之裏面2b。然後，將貼附於半導體晶圓2的表面2a之保護膠帶4予以剝離。因此，被貼附於切割膠帶T的表面之半導體晶圓2的表面2a成為上側。

如此，若實施了晶圓支承製程的話，實施拾取製程，該拾取製程是將貼附於切割膠帶T的半導體晶圓2之被個別地分割的裝置22進行拾取之製程。此拾取製程是使用如圖7所示的拾取裝置6來實施。如圖7所示的拾取裝置6具備有：保持前述環狀框架F之框架保持手段61；將裝設於保持在該框架保持手段61的環狀框架F之切割膠帶T進行擴張的膠帶擴張手段62；及拾取夾套63。框架保持手段61係由環狀框架保持構件611、及配設於該框架保持構件611的外周且作為固定手段之複數個夾具612所構成。框架保持構件611的上面形成為用來載置環狀框架F的載置面611a，將環狀框架F載置於此載置面611a上。然後，已被載置於載置面611a上的環狀框架F藉由夾具612固定在框架保持構件611。如此所構成的框架保持手段61是藉由膠帶擴張手段62可朝上下方向進退地被支承。

膠帶擴張手段62係具備有配設在前述環狀框架保持構件611的內側之擴張滾筒621。此擴張滾筒621係具有較環狀框架F的內徑小之內徑，並具有較貼附於裝設在該環狀框架F的切割膠帶T之半導體晶圓2的外徑大之外徑。又，擴張滾筒621在下端具有支承凸緣622。圖 示的膠帶擴張手段62係具備有可使將前述環狀框架保持構件611向上下方向進退之擴張滾筒623。此支承手段623是由配設於前述支承凸緣622的複數個汽缸623a所構成，其活塞桿623b連結於前述環狀框架保持構件611的下面。如此由複數個汽缸623a所構成的支承手段623係在如圖8(a)所示，使環狀框架保持構件611朝上下方向在載置面611a成為與擴張滾筒621的上端大致相同高度之基準位置和如圖8(b)所示較擴張滾筒621的的上端低下預定量距離的下方的擴張位置之間移動。

參照圖8，說明關於使用以上的方式所構成之拾取裝置6所實施的拾取製程。亦即，如圖8(a)所示，將裝設有貼附著半導體晶圓2的切割膠帶T之環狀框架F載置於構成框架保持手段61的框架保持構件611之載置面611a上，藉由夾具612固定於框架保持構件611(框架保持製程)。此時，框架保持構件611被定位於如圖8(a)所示的基準位置。其次，使構成膠帶擴張手段62之作為支承手段623的複數個汽缸623a作動，讓環狀框架保持構件611下降至如圖8(b)所示的擴張位置。因此，由於固定在框架保持構件611的載置面611a上之環狀框架F也下降，故，如圖8(b)所示，裝設於環狀框架F之切割膠帶T與擴張滾筒621的上端緣接觸而被擴張(膠帶擴張製程)。其結果，拉引力呈放射狀地作用於被貼附於切割膠帶T的半導體晶圓2，故，如上述般，半導體晶圓2之個別被分割的裝置22被分離，並且在裝置 22之間形成間隔(s)。

其次，如圖8(c)所示，使拾取夾套63作動而吸附裝置22，從切割膠帶T剝離並拾取，搬送至未圖示的托盤或晶粒接合製程。再者，在拾取製程，如上述般，因貼附於切割膠帶T的個別之裝置22之間形成有間隙(s)，所以，不會與鄰接的裝置22接觸，可容易進行拾取。

2‧‧‧半導體晶圓

2b‧‧‧裏面

4‧‧‧保護膠帶

5‧‧‧研削裝置

22‧‧‧裝置

51‧‧‧挾持台(研削裝置的挾持台)

51a、56a、56b‧‧‧箭號

52‧‧‧研削手段

53‧‧‧主軸殼體

54‧‧‧旋轉主軸

55‧‧‧裝配機

56‧‧‧研削輪

57‧‧‧基台

58‧‧‧環狀研削磨石

59‧‧‧緊固螺栓

210‧‧‧改質層

210a‧‧‧龜裂

Claims (3)

1. 一種晶圓的加工方法，係沿著分割預定線將晶圓分割成個別的裝置之晶圓的加工方法，該晶圓是在其表面，複數個分割預定線形成為格子狀，並且在藉由該複數個分割預定線所區劃成的複數個區域中形成有裝置，其特徵為包含有：對晶圓，將具有透過性的波長之雷射光從晶圓的表面側以聚光點定位於其內部的方式沿著分割預定線進行照射，使得在晶圓的內部沿著分割預定線形成改質層的改質層形成製程；在實施了該改質層形成製程的晶圓的表面貼附保護構件的保護構件貼附製程；及將實施了該保護構件貼附製程的晶圓的保護構件側保持於挾持台，對晶圓的裏面進行研削而形成為預定厚度，並且沿著形成有改質層的分割預定線分割成個別的裝置之裏面研削製程。
2. 如申請專利範圍第1項之晶圓的加工方法，其中，在晶圓的裏面，實施有SiO2膜、SiN膜、蝕刻中的其中一種處理。
3. 如申請專利範圍第1或2項之晶圓的加工方法，其中，在實施了前述裏面研削製程後，實施晶圓支承製程，該晶圓支承製程是在晶圓的裏面貼附切割膠帶，將該切割膠帶的外周部裝設於環狀框架，並且將貼附於晶圓的表面之保護構件予以剝離的製程。