TW201719745A - 晶圓的加工方法 - Google Patents

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Abstract

本發明的課題為提供一種不會使器件晶片的側面受到損傷而能獲得品質良好之具有以塑模樹脂圍繞的外周之器件的晶圓的加工方法。解決手段是一種晶圓之加工方法，其包含：溝形成步驟，由晶圓的表面側沿著分割預定線照射對於晶圓具有吸收性之波長的雷射光線，且沿著分割預定線形成深度相當於器件晶片的成品厚度的溝；塑膜步驟，在晶圓的表面敷設塑模樹脂，並且將塑模樹脂埋設到溝中；保護構件貼附步驟，在敷設於晶圓表面的塑模樹脂的表面上貼附保護構件；背面磨削步驟，磨削晶圓的背面以使溝顯露，且使埋設於溝中的塑模樹脂露出於晶圓的背面；及分割步驟，以具有比該溝的寬度更薄之厚度的切削刀沿著溝來切削沿著溝露出的塑模樹脂的寬度方向中央部，藉此將晶圓分割成一個個具有以塑模樹脂圍繞的外周的器件晶片。

Description

晶圓的加工方法 發明領域
本發明是有關於一種在表面將複數條分割預定線形成為格子狀，並且將在藉由該複數條分割預定線所劃分出之複數個區域中形成有器件的晶圓，沿著分割預定線分割為一個個的器件晶片，並且以樹脂將一個個的器件晶片被覆之晶圓的加工方法。
發明背景
在半導體器件製造程序中，是在大致呈圓板狀之半導體晶圓的表面上以排列成格子狀的分割預定線劃分複數個區域，並在此劃分出之區域中形成IC、LSI等的器件。藉由將如此所形成之半導體晶圓沿著分割預定線切斷，以將形成有器件之區域分割而製造出一個個的器件晶片。
近年來，已開發有將晶圓分割成一個個的器件晶片，並且以樹脂被覆一個個的器件晶片之封裝技術。作為這項封裝技術之一的被稱為晶圓級晶片尺寸封裝(WL-CSP)之封裝技術已被揭示在下述專利文獻1中。
被揭示在下列專利文獻1中的封裝技術，是在將樹脂被覆在晶圓的背面、從晶圓的表面沿著分割預定線形 成到達樹脂的切削溝、將塑模樹脂敷設在晶圓的表面以被覆各器件晶片、並且將塑模樹脂埋設到切削溝後，以厚度比切削溝的寬度更薄的切削刀將被埋設於切削溝的塑模樹脂切斷，藉此來分割成一個個的晶圓級晶片尺寸封裝(WL-CSP)。
又，為了提升IC、LSI等半導體晶片的處理能力，而在矽等基板的表面上藉由機能層來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)等之無機物類的膜、或是聚醯亞胺類、聚對二甲苯(parylene)類等聚合物膜之有機物類的膜所構成之低介電常數絕緣體被覆膜(Low-k膜)積層而成；作為使用這種形態的半導體晶圓來製造晶圓級晶片尺寸封裝(WL-CSP)之晶圓的加工方法，已在開發中的有包含以下之步驟的技術。
(1)由晶圓的表面側沿著分割預定線形成切削溝之時，為了避免切削刀的破壞力及於形成在機能層上的器件，而藉由在機能層上沿著分割預定線照射雷射光線且形成雷射加工溝之作法，來沿著分割預定線將機能層去除(機能層去除步驟)。
(2)由晶圓的表面側沿著形成在分割預定線上的雷射加工溝，以寬度比雷射加工溝的寬度更窄的第1切削刀形成深度相當於器件晶片的成品厚度的切削溝(切削溝形成步驟)。
(3)在晶圓的表面上敷設塑模樹脂，並且將塑模樹脂埋設到切削溝中(塑模步驟)。
(4)在敷設於晶圓表面的塑模樹脂的表面上貼附保護構件，且磨削晶圓的背面使切削溝露出(背面磨削步驟)。
(5)將晶圓的背面貼附到切割膠帶上，且以厚度比切削溝的寬度還薄之第2切削刀將埋設於切削溝的塑模樹脂切斷，藉此分割成一個個的晶圓級晶片尺寸封裝(WL-CSP)(分割步驟)。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本專利特開2006-100535號公報
發明概要
然而，將實施上述分割步驟時所使用的第2切削刀的厚度設定為20μm以下是困難的，而且分割預定線的寬度也受到限制，由此情形來看，必然會使第1切削刀的厚度也受到限制(例如40μm以下)，因此藉由第1切削刀沿著分割預定線而形成的切削溝之寬度也受到限制。因此，使埋設在切削溝中的塑模樹脂之寬度變得不足，以第2切削刀將埋設在切削溝中的塑模樹脂切斷時，存在於第2切削刀的側面與器件晶片的側面之間的塑模樹脂之寬度小到10μm左右，因此會有使器件晶片的側面受到損傷，且要將器件晶片的外周以塑模樹脂圍繞會有困難的問題。
本發明是有鑑於上述事實而作成的發明，其主要的技術課題在於提供一種可以在不傷及器件晶片的側面的 情形下獲得品質良好之外周被塑模樹脂圍繞的器件晶片之晶圓的加工方法。
為了解決上述主要的技術課題，根據本發明所提供的晶圓的加工方法，是在表面將複數條分割預定線形成為格子狀，並且在藉由該複數條分割預定線所劃分出的複數個區域中形成有表面具備有複數個凸塊的器件，該晶圓的加工方法之特徵在於包含：溝形成步驟，由晶圓的表面側沿著分割預定線照射對於晶圓具有吸收性之波長的雷射光線，且沿著分割預定線形成深度相當於器件晶片的成品厚度的溝；塑膜步驟，在已實施該溝形成步驟的晶圓的表面敷設塑模樹脂，並且將塑模樹脂埋設到該溝中；保護構件貼附步驟，在已實施該塑膜步驟的敷設於晶圓的表面上的塑模樹脂的表面貼附保護構件；背面磨削步驟，磨削已實施該保護構件貼附步驟的晶圓的背面以使該溝顯露，且使埋設於該溝中的塑模樹脂露出於晶圓的背面；及分割步驟，以具有比該溝的寬度更薄之厚度的切削刀沿著該溝來切削沿著該溝露出的塑模樹脂的寬度方向中央部，藉此將晶圓分割成一個個具有以塑模樹脂圍繞的外周的器件晶片。
較理想的是，上述分割步驟是由晶圓的背面側沿著溝來切削沿著溝露出的塑膜樹脂的寬度方向中央部。
較理想的是，實施晶圓支撐步驟，並於之後實施上述分割步驟，該晶圓支撐步驟是將已實施上述背面磨削步驟的晶圓的背面貼附在外周部是裝設成覆蓋環狀的框架的內側開口部的切割膠帶的表面，並且將貼附於敷設在晶圓表面的塑膜樹脂的表面上之上述保護構件剝離。
再者，依據本發明所提供的晶圓的加工方法，是在表面將複數條分割預定線形成為格子狀，並且在藉由該複數條分割預定線所劃分出的複數個區域中形成有表面具備有複數個凸塊的器件，該晶圓的加工方法之特徵在於包含：溝形成步驟，由晶圓的表面側沿著分割預定線照射對於晶圓具有吸收性之波長的雷射光線，且沿著分割預定線形成深度相當於器件晶片的成品厚度的溝；塑膜步驟，在已實施該溝形成步驟的晶圓表面敷設塑模樹脂，並且將塑模樹脂埋設到該溝中；切削溝形成步驟，由已實施該塑膜步驟的晶圓的表面側藉由具有比該溝的寬度更薄之厚度的切削刀，將敷設於晶圓的表面的塑模樹脂以及埋設於該溝中的塑模樹脂的寬度方向中央部沿著該溝來切削，以形成深度相當於器件晶片的成品厚度的切削溝；保護構件貼附步驟，在已實施該切削溝形成步驟的敷設於晶圓的表面的塑模樹脂的表面上貼附保護構件；及背面磨削步驟，磨削已實施該保護構件貼附步驟的晶圓的背面以使埋設在該溝的塑模樹脂及該切削溝露出於晶 圓的背面，藉此將晶圓分割成一個個具有以塑模樹脂圍繞的外周的器件晶片。
較理想的是，晶圓的加工方法更包含晶圓支撐步驟，該晶圓支撐步驟是在該分割步驟之前，將已實施上述背面磨削步驟的晶圓的背面貼附在外周部是裝設成覆蓋環狀的框架的內側開口部的切割膠帶的表面，並且將貼附於敷設在晶圓表面的塑膜樹脂的表面之上述保護構件剝離。
依據本發明之晶圓的加工方法的第1方面，在溝形成步驟中，可以藉由在機能層上沿著分割預定線(寬度為80μm)照射雷射光線來形成雷射加工溝，以將機能層沿著分割預定線去除後，形成到達相當於器件晶片的成品厚度之深度的寬大的寬度之溝。因此，在分割步驟中以具有比溝的寬度更薄之厚度的切削刀沿著溝來切削沿著晶圓的溝露出的塑模樹脂的寬度方向中央部，藉此在將晶圓分割成一個個具有以塑模樹脂圍繞的外周的器件晶片時，即使是使用寬度被限制在20μm以上的切削刀，也不會使器件晶片的側面受到損傷。
又，依據本發明之晶圓的加工方法的第2方面，在溝形成步驟中，可以於溝形成步驟藉由雷射光線的照射，形成寬度比形成為深度相當於器件晶片的成品厚度的切削溝的寬度更寬的溝。因此，在切削溝形成步驟中，以具有比溝的寬度薄之厚度的切削刀將敷設於晶圓的表面上的塑模樹脂以及埋設於溝中的塑模樹脂的寬度方向中央部 沿著溝來切削，以形成深度相當於器件的成品厚度的切削溝之時，即使是使用寬度被限制在20μm以上的切削刀，也不會使器件晶片的側面受到損傷。
2‧‧‧半導體晶圓
20‧‧‧基板
20a、21a‧‧‧表面
20b‧‧‧背面
21‧‧‧機能層
22‧‧‧分割預定線
23‧‧‧器件
24‧‧‧凸塊
25‧‧‧器件晶片
250‧‧‧雷射加工溝
3‧‧‧雷射加工裝置
31、51、71、81‧‧‧工作夾台
32‧‧‧雷射光線照射設備
321‧‧‧套殼
322‧‧‧聚光器
33、83‧‧‧攝像設備
4‧‧‧樹脂被覆裝置
40‧‧‧塑膜樹脂
401‧‧‧分割溝
402‧‧‧切削溝
41‧‧‧保持台
41a、51a、524a、524b、71a、724a、724b、822a、X、Y、X1、X2、Z1、Z2‧‧‧箭頭
42‧‧‧噴嘴
421‧‧‧噴出口
5‧‧‧研磨裝置
52‧‧‧研磨設備
521、721、821‧‧‧主軸殼體
522、722、822‧‧‧主軸
523、723‧‧‧安裝座
524‧‧‧研磨工具
525、725‧‧‧基台
526‧‧‧研磨墊
527、727‧‧‧連結螺栓
6‧‧‧保護膠帶
7‧‧‧磨削裝置
72‧‧‧磨削設備
724‧‧‧磨削輪
726‧‧‧磨削磨石
8‧‧‧切削裝置
82‧‧‧切削設備
823‧‧‧切削刀
823a‧‧‧切割刃
F‧‧‧環狀的框架
T‧‧‧切割膠帶
LB‧‧‧脈衝雷射光線
P‧‧‧聚光點
圖1(a)~(b)是半導體晶圓之立體圖及將主要部位放大顯示的剖面圖。
圖2是用於實施溝形成步驟的切削裝置的主要部位立體圖。
圖3(a)~(e)是溝形成步驟的說明圖。
圖4(a)~(c)是塑模步驟的說明圖。
圖5(a)~(c)是顯示凸塊露出步驟的說明圖。
圖6(a)~(b)是保護構件貼附步驟的說明圖。
圖7(a)~(c)是背面磨削步驟的說明圖。
圖8是用於實施分割步驟之切削裝置的主要部位立體圖。
圖9(a)~(d)是分割步驟的說明圖。
圖10為晶圓支撐步驟的說明圖。
圖11是已分割成一個個的器件的立體圖。
圖12是用於實施切削溝形成步驟的切削裝置的主要部位立體圖。
圖13(a)~(d)是切削溝形成步驟的說明圖。
圖14(a)~(b)是顯示保護構件貼附步驟之其他實施形態的說明圖。
圖15(a)~(c)是顯示背面磨削步驟之其他實施形態的說 明圖。
用以實施發明之形態
以下，針對本發明的晶圓的加工方法的較佳實施形態，參照附加圖式以詳細地說明。
在圖1(a)及(b)中所示為藉由本發明的晶圓的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。半導體晶圓2是在直徑為200mm、厚度為400μm的矽等的基板20的表面20a上具備有機能層21，該機能層21積層有形成絕緣膜與電路之機能膜。此機能層21的厚度是設定為10μm，且形成機能層21的絕緣膜是由SiO2膜或SiOF、BSG(SiOB)等無機物類的膜或是聚醯亞胺類、聚對二甲苯類等聚合物膜之有機物類的膜所形成的低介電常數絕緣體被膜(Low-k膜)所構成。在如此所形成的機能層21上將複數條分割預定線22形成為格子狀，並且在由該複數條分割預定線22所劃分出的複數個區域中形成有IC、LSI等器件23。再者，分割預定線22的寬度是設定為80μm，器件23是全部做成相同的構成。在器件23的表面上分別形成有複數個作為突起電極之凸塊24。以下，說明將此半導體晶圓2沿著分割預定線22分割成一個個具有器件23之晶片，並且以樹脂被覆一個個器件晶片之晶圓的加工方法。
晶圓的加工方法中的第1實施形態首先是實施溝形成步驟，該溝形成步驟是由晶圓的表面側沿著分割預定線照射對於晶圓具有吸收性之波長的雷射光線，且沿著分 割預定線形成深度相當於器件晶片的成品厚度的溝。此溝形成步驟，是利用圖2所示之雷射加工裝置3來實施。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的雷射光線照射設備32、及拍攝保持於工作夾台31上之被加工物的攝像設備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設備使其在圖2中於箭頭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設備使其在圖2中於箭頭Y所示之分度進給方向上移動。
上述雷射光線照射設備32包含實質上水平配置之圓筒形的套殼321。套殼321內配置有圖未示的脈衝雷射光線振盪設備，該脈衝雷射光線振盪設備包括了脈衝雷射振盪器與重複頻率設定設備。在上述套殼321的前端部裝設有用於將從脈衝雷射光線振盪設備所振盪產生之脈衝雷射光線聚光的聚光器322。再者，雷射光照射設備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設備(圖未示)。
裝設在構成上述雷射光線照射設備32之套殼321的前端部的攝像設備33，具備照明被加工物之照明設備、捕捉以該照明設備所照明之區域的光學系統、及拍攝被該光學系統所捕捉到的像的攝像元件(CCD)等，並將所拍攝到的圖像訊號傳送到圖未示之控制設備。
關於使用上述之雷射加工裝置3，並由晶圓的表 面側沿著分割預定線照射對於晶圓具有吸收性之波長的雷射光線，且沿著分割預定線形成深度相當於器件晶片的成品厚度之溝的溝形成步驟，參照圖2以及圖3來說明。
首先，是將構成半導體晶圓2之基板20的背面2b載置在上述之圖2所示的雷射加工裝置3的工作夾台31上。並且，藉由作動圖未示之吸引設備，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設備定位到攝像設備33的正下方。
當將工作夾台31定位到攝像設備33的正下方時，即可實行校準作業，該校準作業是藉由攝像設備33及圖未示之控制設備檢測半導體晶圓2之用來雷射加工的加工區域。亦即，攝像設備33及圖未示之控制設備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22、與沿著該分割預定線22照射雷射光線之雷射光線照射設備32的聚光器322的對位之形樣匹配等的影像處理，而完成雷射光線照射位置之校準(校準步驟)。此外，對於半導體晶圓2上之與上述預定方向正交的方向上所形成的分割預定線22，也是同樣地完成雷射光線照射位置之校準。
當實施了上述之校準步驟後，如圖3(a)所示，就可將工作夾台31移動至照射雷射光線之雷射光線照射設備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22定位於聚光器322的正下方。此時，如圖3(a)所示， 是將半導體晶圓2定位成分割預定線22之一端(圖3(a)中為左端)位於聚光器322的正下方。並且，如圖3(c)所示，將由聚光器322照射出的脈衝雷射光線LB的聚光點P對準位於距離分割預定線22的寬度方向左端15μm的位置中的表面附近。接著，一邊從雷射光線照射設備32之聚光器322照射對半導體晶圓2具有吸收性之波長的脈衝雷射光線，一邊使工作夾台31以預定之加工進給速度於圖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22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(溝形成步驟)。在圖示之實施形態中，此溝形成步驟是在以下的加工條件下進行。
雷射光線的波長：355nm
脈衝寬度：5ns
重複頻率：40kHz
輸出：4W
聚光點點徑：φ 20μm
加工進給速度：200mm/秒
藉由以上述加工條件實施溝形成步驟，以在半導體晶圓2上，如圖3(d)所示，沿著分割預定線22形成將機能層21切斷而到達基板20之寬度為10μm，且深度(100μm)相當於器件晶片的成品厚度之雷射加工溝25。
其次，在圖3(b)中，將工作夾台31在垂直於紙面的方向(分度進給方向)上移動，在本實施形態中是移動10 μm。並且，一邊從雷射光線照射設備32的聚光器322照射脈衝雷射光線一邊使工作夾台31以預定的加工進給速度於圖3(b)中朝箭頭X2所示之方向移動，且於到達圖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。藉由將此溝形成步驟對1條分割預定線22實施3次來回，以如圖3(e)所示，沿著分割預定線22形成寬度為60μm且將機能層21切斷，並且深度(100μm)相當於器件晶片的成品厚度之雷射加工溝250。如此進行，並沿著形成於半導體晶圓2上的所有分割預定線22實施溝形成步驟。
像這樣溝形成步驟由於是藉由沿著分割預定線22照射雷射光線，以形成深度(100μm)相當於器件晶片的成品厚度之雷射加工溝250，因此沿著寬度為80μm的分割預定線22形成寬度為60μm的雷射加工溝250是可能的。
在實施上述之溝形成步驟之後，即可實施在半導體晶圓2之表面敷設塑模樹脂，並且將塑模樹脂埋設到雷射加工溝250中的塑模步驟。如圖4(a)所示，此塑模步驟是將已實施上述溝形成步驟之構成半導體晶圓2的機能層21的背面20b側載置在樹脂被覆裝置4的作為保持台41的上表面之保持面上。然後，藉由作動圖未示之吸引設備，將半導體晶圓2吸引保持在保持台41的保持面上。如此一來，已保持於保持台41上之半導體晶圓2會成為機能層21之表面21a在上側。如此進行而將半導體晶圓2保持於保持台41上後，即可如圖4(a)所示，將樹脂供給噴嘴42的噴出口421定位在已保持於保持台41上之半導體晶圓2的中心部，並作動圖未 示之樹脂供給設備，從樹脂供給噴嘴42之噴出口421將塑模樹脂40朝已保持於保持台41上之半導體晶圓2的機能層21之表面21a的中央區域滴下預定量。當將預定量的塑模樹脂40滴在半導體晶圓2的機能層21之表面21a的中央區域後，如圖4(b)所示，藉由將保持台41朝箭頭41a所示之方向以預定的旋轉速度旋轉預定時間，以如圖4(b)及(c)所示地在半導體晶圓2的機能層21之表面21a上敷設塑模樹脂40，並且將塑模樹脂40埋設到雷射加工溝250中。再者，塑模樹脂40在本實施形態中是使用熱硬化性的液狀樹脂(環氧類的樹脂)，且藉由被敷設在半導體晶圓2的表面2a並且被埋設到雷射加工溝250後，以150℃左右加熱來使其硬化。
接著，實施凸塊露出步驟，該凸塊露出步驟是研磨已敷設於半導體晶圓2的機能層21之表面21a的塑模樹脂40，而將形成於器件23之表面的凸塊24露出。此凸塊露出步驟是利用圖5(a)所示之研磨裝置5來實施。圖5(a)所示之研磨裝置5具備有保持被加工物之工作夾台51、及研磨保持於該工作夾台51之被加工物的研磨設備52。工作夾台51是構成為將被加工物吸引保持於上表面，並藉由圖未示之旋轉驅動機構而使其在圖5(a)中朝箭頭51a所示的方向旋轉。研磨設備52具備有主軸殼體521、旋轉自如地被該主軸殼體521支撐並藉由圖未示的旋轉驅動機構使其旋轉的主軸522、裝設於該主軸522的下端之安裝座523、及安裝在該安裝座523之下表面的研磨工具524。此研磨工具524是由圓形之基台525與裝設在該基台525之下表面的研磨墊526所構 成，且是藉由連結螺栓527將基台525安裝在安裝座523的下表面。再者，在本實施形態中，研磨墊526是在毛氈(felt)中混入由二氧化矽(silica)所構成之磨粒作為研磨材料。
要利用上述之研磨裝置5來實施上述凸塊露出步驟時，是如圖5(a)所示，將已實施上述塑模步驟之構成半導體晶圓2的基板20之背面20b側載置在工作夾台51的上表面(保持面)。然後，藉由作動圖未示之吸引設備，以將半導體晶圓2吸引保持在工作夾台51上(晶圓保持步驟)。如此一來，保持於工作夾台51上之半導體晶圓2會成為敷設於機能層21之表面21a之塑模樹脂40在上側。當像這樣將半導體晶圓2吸引保持在工作夾台51上後，將工作夾台51在圖5(a)中朝箭頭51a所示之方向以預定之旋轉速度旋轉，並且使研磨設備52之研磨工具524在圖5(a)中朝箭頭524a所示之方向以預定之旋轉速度旋轉，且如圖5(b)所示，使研磨墊526接觸作為被加工面之敷設在半導體晶圓2的機能層21之表面21a上的塑模樹脂40之上表面，將研磨工具524在圖5(a)及圖5(b)中如箭頭524b所示地以預定之研磨進給速度朝下方(相對於工作夾台51之保持面垂直的方向)研磨進給預定量。其結果為，如圖5(c)所示，可研磨敷設在半導體晶圓2的機能層21之表面21a的塑模樹脂40，而使形成於器件23之表面的凸塊24露出。再者，在上述塑模步驟中，在不被覆凸塊24的情況下將塑模樹脂40敷設在半導體晶圓2的機能層21之表面21a時，上述之凸塊露出步驟就不一定是必要的。
當實施了上述之凸塊露出步驟之後，實施保護構 件貼附步驟，該保護構件貼附步驟是將保護構件貼附在敷設於半導體晶圓2的機能層21之表面21a的塑模樹脂40之表面上。亦即，如圖6所示，在敷設於半導體晶圓2之表面2a的塑模樹脂40之表面上，貼附作為保護構件之保護膠帶6。再者，在本實施形態中，保護膠帶6是在由厚度為100μm的聚氯乙烯(PVC)所製成的片狀基材表面上將丙烯酸樹脂類之膠料塗佈厚度5μm左右。
接著，實施背面磨削步驟，該背面磨削步驟是磨削已實施保護構件貼附步驟的構成半導體晶圓2之基板20的背面，使雷射加工溝250顯露，並使埋設在雷射加工溝250的塑膜樹脂露出於構成半導體晶圓2的基板20的背面。此背面磨削步驟是使用圖7所示的磨削裝置7來實施。圖7(a)所示的磨削裝置7具備有保持被加工物的工作夾台71、及磨削保持於該工作夾台71上之被加工物的磨削設備72。工作夾台71是構成為在作為保持面之上表面吸引保持被加工物，且藉由圖未示之旋轉驅動機構在圖7(a)中使其朝箭頭71a所示之方向旋轉。磨削設備72具備有主軸殼體721、旋轉自如地被支撐在該主軸殼體721上並藉由圖未示的旋轉驅動機構使其旋轉之主軸722、裝設於該主軸722的下端之安裝座723、及安裝在該安裝座723的下表面之磨削輪724。此磨削輪724是由圓環狀之基台725、與在該基台725之下表面裝設成環狀的磨削磨石726所構成，且是藉由連結螺栓727來將基台725安裝在安裝座723的下表面。
在利用上述之磨削裝置7來實施上述背面磨削步 驟時，是如圖7(a)所示，將已實施上述保護構件貼附步驟之半導體晶圓2的保護膠帶6側載置在工作夾台71之上表面(保持面)。然後，藉由作動圖未示之吸引設備，以隔著保護膠帶6將半導體晶圓2吸引保持在工作夾台71上。從而，保持於工作夾台71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6將半導體晶圓2吸引保持在工作夾台71上之後，將工作夾台71在圖7(a)中朝箭頭71a所示之方向以例如300rpm旋轉，並將磨削設備72之磨削輪724在圖7(a)中朝箭頭724a所示的方向以例如6000rpm旋轉，以如圖7(b)所示地使磨削磨石726接觸到作為被加工面之構成半導體晶圓2的基板20之背面20b，並使磨削輪724在圖7(a)及圖7(b)中如箭頭724b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71的保持面垂直的方向)磨削進給預定量。其結果為，構成半導體晶圓2的基板20的背面20b被磨削，且如圖7(c)所示，使雷射加工溝250顯露於構成半導體晶圓2的基板20的背面20b，而使埋設在雷射加工溝250中的塑膜樹脂40露出於構成半導體晶圓2的基板20的背面20b。
實施上述之背面磨削步驟後，實施分割步驟，該分割步驟是以具有比上述雷射加工溝250的寬度更薄之厚度的切削刀沿著雷射加工溝250切削已沿著雷射加工溝250露出的塑膜樹脂40的寬度方向中央部，藉此將半導體晶圓2分割成一個個具有以塑模樹脂圍繞的外周的器件晶片。此分割步驟，在本實施形態中是使用圖8所示之切削裝置8來 實施。圖8所示之切削裝置8具備有保持被加工物之工作夾台81、切削保持於該工作夾台81上之被加工物的切削設備82、與拍攝保持於該工作夾台81上之被加工物的攝像設備83。工作夾台81是構成為吸引保持被加工物，且形成為藉由圖未示之切削進給設備使其在圖8中朝箭頭X所示之切削進給方向移動，並且藉由圖未示之分度進給設備，使其朝箭頭Y所示之分度進給方向移動。
上述切削設備82包含有實質上水平地配置之主軸殼體821、旋轉自如地被該主軸殼體821支撐的主軸822、及裝設於該主軸822之前端部之具備有環狀的切割刃823a之切削刀823，且形成為使主軸822藉由配置於主軸殼體821內之圖未示的伺服馬達，而使其朝箭頭822a所示之方向旋轉。再者，切削刀823的環狀的切割刃823a，在本實施形態中是設定為20μm。上述攝像設備83是由顯微鏡與CCD相機等光學設備所構成，並將所拍攝到的圖像訊號傳送到圖未示之控制設備。
使用上述之切削裝置8來實施分割步驟時，是將已實施上述背面磨削步驟的半導體晶圓2的保護膠帶6側載置在工作夾台81上。然後，藉由作動圖未示之吸引設備，以隔著保護膠帶6將半導體晶圓2吸引保持在工作夾台81上。從而，保持於工作夾台81上之半導體晶圓2會成為基板20的背面20b在上側。如此進行並藉由圖未示之切削進給設備將吸引保持有半導體晶圓2之工作夾台81定位至攝像設備83之正下方。
當將工作夾台81定位於攝像設備83之正下方後，即實行校準作業，該校準作業是藉由攝像設備83及圖未示之控制設備檢測埋設於形成在構成半導體晶圓2的基板20之雷射加工溝250中的塑模樹脂40之用來切削之切削區域。亦即，攝像設備83以及圖未示之控制設備會實行用於進行埋設在形成於構成半導體晶圓2的基板20的第1方向上之雷射加工溝250中的塑模樹脂40、與切削刀823之位置對齊的圖像處理，而完成切削區域的校準(校準步驟)。此外，對於埋設在相對於形成在構成半導體晶圓2的基板20之上述第1方向正交的第2方向上所形成的雷射加工溝250中的塑模樹脂40，也是同樣地完成切削區域的校準。在此校準步驟中，由於埋設於雷射加工溝250之塑模樹脂40已露出於構成半導體晶圓2的基板20之背面，因此能夠以攝像設備83拍攝埋設於雷射加工溝250中的塑模樹脂40而明確地進行檢測。
當如以上所述地進行而執行了檢測保持於工作夾台81上之半導體晶圓2的切削區域的校準後，會將保持有半導體晶圓2的工作夾台81移動至切削加工區域之切削開始位置。此時，如圖9(a)所示，是將半導體晶圓2定位成使用來切削之埋設於雷射加工溝250中的塑模樹脂40的一端(在圖9(a)中為左端)相較於切削刀823之環狀的切割刃823b之正下方更位在右側預定量之位置，並且將埋設於雷射加工溝250之塑模樹脂40的寬度方向中央定位在與切削刀823相對應之位置上。
如此進行而將保持在切削裝置8之工作夾台81上的半導體晶圓2定位到切削加工區域之切削開始位置後，即可將切削刀823在圖9(a)中從以2點鏈線表示之待機位置如箭頭Z1所示地朝向下方切入進給，而在圖9(a)中如實線所示地定位到預定之切入進給位置。此切入進給位置，如圖9(a)以及圖9(c)所示，是設定在使切削刀823的環狀的切割刃823b的下端到達保護膠帶6的位置上，其中該保護膠帶6已貼附於敷設在構成半導體晶圓2的機能層21的表面上的塑膜樹脂40之表面。
接著，使切削刀823在圖9(a)中朝箭頭822a所示之方向以預定之旋轉速度旋轉，並使工作夾台81在圖9(a)中朝箭頭X1所示之方向以預定之切削進給速度移動。然後，當埋設在雷射加工溝250之塑模樹脂40的另一端(在圖9(b)中為右端)到達比切削刀823之環狀的切割刃823b之正下方更位於左側預定量之位置後，即停止工作夾台81之移動。藉由像這樣將工作夾台81切削進給，可如圖9(d)所示，藉由到達保護膠帶6之寬度為20μm的分割溝401將埋設在雷射加工溝250之塑模樹脂40以及敷設在半導體晶圓2的表面的塑膜樹脂40完全切削(分割步驟)。
此分割步驟因為是如上所述，以切削刀823沿著雷射加工溝250切削埋設於比藉由以往的加工方法沿著分割預定線22形成之切削溝的寬度(40μm)還寬20μm之具有60μm的寬度的雷射加工溝250中的塑膜樹脂40的寬度方向中央，因此即使是使用寬度被限制為20μm以上的切削刀， 在切削刀的側面與器件晶片的側面之間仍分別存在寬度為20μm左右的塑膜樹脂，所以不會傷及器件晶片的側面。
其次，如圖9(b)中以箭頭Z2所示地使切削刀823上升而定位到以2點鏈線所示之待機位置上，且將工作夾台81在圖9(b)中朝箭頭X2所示之方向移動，以返回到圖9(a)所示之位置上。然後，將工作夾台81朝與紙面垂直的方向(分度進給方向)分度進給相當於埋設有塑模樹脂40之雷射加工溝250的間隔(分割預定線22的間隔)之量，並將下一個用來切削之埋設於雷射加工溝250的塑模樹脂40定位到與切削刀823相對應的位置上。如此進行而將下一個用來切削之埋設於雷射加工溝250之塑模樹脂40定位到與切削刀823相對應之位置上之後，即可實施上述之分割步驟。然後，對埋設在形成於構成半導體晶圓2的基板20上的所有的雷射加工溝250中的塑膜樹脂40均實施上述之分割步驟。
已實施上述之分割步驟後，實施晶圓支撐步驟，該晶圓支撐步驟是將半導體晶圓2的背面貼附在外周部是裝設成覆蓋環狀的框架的內側開口部的切割膠帶的表面，並且將貼附於敷設在半導體晶圓2的機能層21之表面的塑膜樹脂40的表面之保護構件剝離。亦即，如圖10所示，將已實施上述之分割步驟的半導體晶圓2的基板20之背面20b貼附在外周部是裝設成覆蓋環狀的框架F的內側開口部的切割膠帶T的表面。然後，將貼附於敷設在構成半導體晶圓2的機能層21之表面的塑膜樹脂40的表面之作為保護構件的保護膠帶6剝離。如此一來，貼附於切割膠帶T之表面的 半導體晶圓2會成為敷設於機能層21之表面的塑模樹脂40在上側。如此進行，以將已實施晶圓支撐步驟的半導體晶圓2搬送至作為下一個步驟之拾取步驟，並按一個個的器件晶片進行拾取。如此進行而被拾取的器件晶片25是如圖11所示，構成以塑模樹脂40被覆表面以及側面之晶圓級晶片尺寸封裝(WL-CSP)。
再者，在上述之實施形態中，雖然所顯示的是對已實施上述分割步驟的半導體晶圓2實施上述晶圓支撐步驟的例子，但是對已實施上述背面磨削步驟的半導體晶圓2實施晶圓支撐步驟，並於之後由已貼附於切割膠帶T之表面的半導體晶圓2的表面將埋設在雷射加工溝250的塑膜樹脂40的寬度方向中央切斷，以形成晶圓級晶片尺寸封裝(WL-CSP)亦可。
接著，關於本發明的晶圓的加工方法的第2實施形態，參照圖12至圖15來說明。在此第2實施形態中，首先也是同樣地實施第1實施形態中的溝形成步驟與塑膜步驟以及凸塊露出步驟。
其次，實施切削溝形成步驟，該切削溝形成步驟是由半導體晶圓2的表面側藉由具有比上述雷射加工溝250的寬度更薄之厚度的切削刀將敷設於雷射加工溝250的表面的塑模樹脂以及埋設於雷射加工溝250內的塑模樹脂的寬度方向中央部沿著雷射加工溝250來切削，以形成深度相當於器件晶片的成品厚度的切削溝402。此切削溝形成步驟可以使用上述圖8所示的切削裝置8來實施。
使用上述圖8所示的切削裝置8來實施切削溝形成步驟時，是如圖12所示，將已實施上述第1實施形態中的溝形成步驟與塑膜步驟以及凸塊露出步驟的構成半導體晶圓2的基板20的背面20b側載置於工作夾台81上。然後，藉由作動圖未示之吸引設備，以將半導體晶圓2吸引保持在工作夾台81上。如此一來，保持於工作夾台81上之半導體晶圓2會變成敷設於機能層21之表面的塑模樹脂40在上側。如此進行並藉由圖未示之切削進給設備將吸引保持有半導體晶圓2之工作夾台81定位至攝像設備83之正下方。
當將工作夾台81定位到攝像設備83的正下方時，即可實行校準作業，該校準作業是藉由攝像設備83及圖未示之控制設備檢測用來形成下述切削溝的切削區域：將敷設於半導體晶圓2的機能層21的表面之塑膜樹脂以及埋設於雷射加工溝250中的塑模樹脂的寬度方向中央部沿著雷射加工溝250切削，並形成深度相當於器件晶片的成品厚度的切削溝。也就是說，攝像設備83及圖未示之控制設備會實行用於進行埋設在形成於半導體晶圓2之第1方向上的雷射加工溝250中之塑模樹脂40、與切削刀823之位置對齊的圖像處理，以完成切削區域的校準(校準步驟)。再者，由於在本實施形態中，在形成有雷射加工溝250的半導體晶圓2的機能層21之表面會敷設有塑模樹脂40，因此攝像設備83會拍攝形成於將分割預定線22包夾而相鄰的器件23上且從塑模樹脂40的表面露出的凸塊24，並傳送至圖未示的控制設備。然後，圖未示的控制設備會決定形成於相鄰的器 件23且凸塊24與凸塊24的中間位置以作為形成於分割預定線22的雷射加工溝250的寬度方向中間位置。如此進行，而完成對於形成於半導體晶圓2的第1方向上之埋設有塑膜樹脂40的雷射加工溝250的校準後，對於相對於形成在半導體晶圓2上的上述第1方向正交的第2方向上所形成的雷射加工溝250，也是同樣地也完成切削區域的校準。
當如以上所述地進行而執行了檢測保持於工作夾台81上之敷設於半導體晶圓2的機能層21的表面上的塑膜樹脂以及埋設於雷射加工溝250中的塑膜樹脂的切削區域之校準後，即可將保持有半導體晶圓2的工作夾台81移動到切削加工區域的切削開始位置。此時，如圖13(a)所示，是將半導體晶圓2定位成使用來切削之埋設於雷射加工溝250中的塑膜樹脂40的一端(在圖13(a)中為左端)位於比切削刀823之環狀的切割刃823a的正下方更右側預定量之位置。
如此進行而將保持在切削裝置8之工作夾台81上的半導體晶圓2定位到切削加工區域之切削開始位置後，即可將切削刀823在圖13(a)中從以2點鏈線表示之待機位置如箭頭Z1所示地朝向下方切入進給，而在圖13(a)中如實線所示地定位到預定之切入進給位置。此切入進給位置，如圖13(c)所示，是設定在使切削刀823的環狀的切割刃823a的下端到達在構成半導體晶圓2的基板20上形成於相當於器件晶片的成品厚度之深度處的雷射加工溝250的底面之位置。
接著，使切削刀823在圖13(a)中朝箭頭822a所示 之方向以預定之旋轉速度旋轉，並使工作夾台81在圖13(a)中朝箭頭X1所示之方向以預定之切削進給速度移動。然後，當埋設在雷射加工溝250之塑模樹脂40的另一端(在圖13(b)中為右端)到達比切削刀823之環狀的切割刃823b之正下方更位於左側預定量之位置後，即停止工作夾台81之移動。藉由像這樣將工作夾台81切削進給，如圖13(d)所示，可對敷設於半導體晶圓2的表面的塑膜樹脂40以及埋設在雷射加工溝250之塑模樹脂40形成寬度為20μm且到達雷射加工溝250的底面的切削溝402(切削溝形成步驟)。
其次，如圖13(b)中以箭頭Z2所示地使切削刀823上升而定位到以2點鏈線所示之待機位置上，且將工作夾台81在圖13(b)中朝箭頭X2所示之方向移動，以返回到圖13(a)所示之位置上。然後，將工作夾台81朝與紙面垂直的方向(分度進給方向)分度進給相當於埋設有塑模樹脂40之雷射加工溝250的間隔(分割預定線22的間隔)之量，並將下一個用來切削之埋設於雷射加工溝250的塑模樹脂40定位到與切削刀823相對應的位置上。如此進行而將下一個用來切削之埋設於雷射加工溝250之塑模樹脂40定位到與切削刀823相對應之位置上之後，即可實施上述之切削溝形成步驟。然後，對敷設於半導體晶圓2的機能層21的表面的塑膜樹脂40以及埋設在雷射加工溝250之所有的塑模樹脂40均實施上述之切削溝形成步驟。
實施上述之切削溝形成步驟後，實施保護構件貼附步驟，該保護構件貼附步驟是將保護構件貼附在已被敷 設於半導體晶圓2的表面的塑模樹脂40之表面。亦即，如圖14所示，在已實施上述切削溝形成步驟的敷設於半導體晶圓2的表面2a的塑模樹脂40之表面上貼附作為保護構件的保護膠帶6。再者，保護膠帶6與上述圖6所示的實施形態一樣，是在由厚度為100μm的聚氯乙烯(PVC)所製成的片狀基材表面上將丙烯酸樹脂類之膠料塗佈厚度5μm左右。
接著，實施背面磨削步驟，該背面磨削步驟是藉由磨削已實施保護構件貼附步驟的構成半導體晶圓2之基板20的背面，使埋設在雷射加工溝250中的塑膜樹脂40露出於構成半導體晶圓2的基板20的背面，以將半導體晶圓2分割成一個個具有以塑膜樹脂圍繞的外周的器件晶片。此背面磨削步驟可以使用上述圖7所示的切削裝置7來實施。
在利用上述之磨削裝置7來實施上述背面磨削步驟時，是如圖15(a)所示，將已實施上述保護構件貼附步驟之半導體晶圓2的保護膠帶6側載置在工作夾台71之上表面(保持面)。然後，藉由作動圖未示之吸引設備，以隔著保護膠帶6將半導體晶圓2吸引保持在工作夾台71上。從而，保持於工作夾台71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6將半導體晶圓2吸引保持在工作夾台71之後，將工作夾台71在圖15(a)中朝箭頭71a所示之方向以例如300rpm旋轉，並將磨削設備72之磨削輪724在圖15(a)中朝箭頭724a所示的方向以例如6000rpm旋轉，以如圖15(b)所示地使磨削磨石726接觸到作為被加工面之構成半導體晶圓2的基板20之背面20b，並使磨削輪724在 圖15(a)及圖15(b)中如箭頭724b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71的保持面垂直的方向)磨削進給預定量。其結果為，構成半導體晶圓2的基板20的背面20b被磨削，且如圖15(c)所示，使雷射加工溝250顯露於構成半導體晶圓2的基板20的背面20b，而使埋設在雷射加工溝250中的塑膜樹脂40露出於構成半導體晶圓2的基板20的背面20b。其結果為，將半導體晶圓2分割成一個個具有以塑膜樹脂40圍繞的外周的器件晶片25。
當如以上所述地進行而實施了背面磨削步驟後，與上述圖10所示的晶圓支撐步驟同樣地，將已實施上述之背面磨削步驟的構成半導體晶圓2的基板20之背面20b貼附在外周部是裝設成覆蓋環狀的框架F的內側開口部的切割膠帶T的表面。然後，將貼附在敷設於半導體晶圓2的機能層21之表面的塑模樹脂40的表面上之作為保護構件的保護膠帶6剝離，並搬送至下一個步驟之拾取步驟，按一個個的器件晶片25進行拾取。如此進行而被拾取的器件晶片25是如圖11所示，構成以塑模樹脂40被覆表面以及側面之晶圓級晶片尺寸封裝(WL-CSP)。
以上，雖然根據圖示之實施形態說明了本發明，但本發明並非僅受限於上述之實施形態者，且可在本發明之要旨的範圍內進行種種的變形。例如，在上述之實施形態中，雖然所表示的是下述例子：將由矽等基板20與在該基板20的表面20a上積層有機膜之機能層21所構成的半導體晶圓2作為晶圓來加工，其中該機能膜會形成由低介電常 數絕緣體被膜(Low-k膜)所構成的絕緣膜與電路；但是本發明在應用於其他的構成的晶圓上也能發揮同樣的作用效果。
2‧‧‧半導體晶圓
20‧‧‧基板
20a、21a‧‧‧表面
20b‧‧‧背面
22‧‧‧分割預定線
23‧‧‧器件
24‧‧‧凸塊
25‧‧‧器件晶片
250‧‧‧雷射加工溝
31‧‧‧工作夾台
322‧‧‧聚光器
LB‧‧‧脈衝雷射光線
P‧‧‧聚光點
X1、X2‧‧‧箭頭

Claims (5)

  1. 一種晶圓的加工方法，是在表面將複數條分割預定線形成為格子狀，並且在藉由該複數條分割預定線所劃分出的複數個區域中形成有表面具備有複數個凸塊的器件，該晶圓的加工方法之特徵在於包含：溝形成步驟，由晶圓的表面側沿著分割預定線照射對於晶圓具有吸收性之波長的雷射光線，且沿著分割預定線形成深度相當於器件晶片的成品厚度的溝；塑膜步驟，在已實施該溝形成步驟的晶圓的表面敷設塑模樹脂，並且將塑模樹脂埋設到該溝中；保護構件貼附步驟，在已實施該塑膜步驟的敷設於晶圓的表面上的塑模樹脂的表面貼附保護構件；背面磨削步驟，磨削已實施該保護構件貼附步驟的晶圓的背面以使該溝顯露，且使埋設於該溝中的塑模樹脂露出於晶圓的背面；及分割步驟，以具有比該溝的寬度更薄之厚度的切削刀沿著該溝來切削沿著該溝露出的塑模樹脂的寬度方向中央部，藉此將晶圓分割成一個個具有以塑模樹脂圍繞的外周的器件晶片。
  2. 如請求項1之晶圓的加工方法，其中，該分割步驟是以該切削刀由晶圓的背面側沿著溝來切削沿著該溝露出的塑膜樹脂的寬度方向中央部。
  3. 如請求項1之晶圓的加工方法，其更包含晶圓支撐步 驟，該晶圓支撐步驟是在實施該分割步驟之前，將已實施該背面磨削步驟的晶圓背面貼附在外周部是裝設成覆蓋環狀的框架的內側開口部的切割膠帶的表面，並且將貼附於敷設在晶圓表面的塑膜樹脂的表面上之該保護構件剝離。
  4. 一種晶圓的加工方法，是在表面將複數條分割預定線形成為格子狀，並且在藉由該複數條分割預定線所劃分出的複數個區域中形成有表面具備有複數個凸塊的器件，該晶圓的加工方法之特徵在於包含：溝形成步驟，由晶圓的表面側沿著分割預定線照射對於晶圓具有吸收性之波長的雷射光線，且沿著分割預定線形成深度相當於器件晶片的成品厚度的溝；塑膜步驟，在已實施該溝形成步驟的晶圓表面敷設塑模樹脂，並且將塑模樹脂埋設到該溝中；切削溝形成步驟，由已實施該塑膜步驟的晶圓的表面側藉由具有比該溝的寬度更薄之厚度的切削刀將敷設於晶圓的表面的塑模樹脂以及埋設於該溝中的塑模樹脂的寬度方向中央部沿著該溝來切削，以形成深度相當於器件晶片的成品厚度的切削溝；保護構件貼附步驟，在已實施該切削溝形成步驟的敷設於晶圓的表面上的塑模樹脂的表面貼附保護構件；及背面磨削步驟，磨削已實施該保護構件貼附步驟的晶圓的背面以使埋設在該溝的塑模樹脂及該切削溝露 出於晶圓的背面，藉此將晶圓分割成一個個具有以塑模樹脂圍繞的外周的器件晶片。
  5. 如請求項4之晶圓的加工方法，其更包含晶圓支撐步驟，該晶圓支撐步驟是將已實施該背面磨削步驟的晶圓的背面貼附在外周部是裝設成覆蓋環狀的框架的內側開口部的切割膠帶的表面，並且將貼附於敷設在晶圓表面的塑膜樹脂的表面上之該保護構件剝離。
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