TW202117825A - 被加工物之加工方法 - Google Patents

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Abstract

[課題]針 對以保護膜層保護晶片的側面（切割槽的內壁面）及正面之技術提出新穎的方法。[解決手段]一種被加工物（晶圓1）之加工方法，該被加工物在正面1a設定有分割預定線3，在背面1b層積有金屬膜21，其包含：槽形成步驟，在被加工物的正面1a沿著分割預定線3形成未到達金屬膜21之槽30；第一保護膜形成步驟，實施槽形成步驟之後，以浸入至槽30的黏度之第一保護劑形成被覆被加工物的正面1a及槽30的內壁面之第一保護膜41；第二保護膜形成步驟，實施第一保護膜形成步驟之後，以第二保護劑形成被覆被加工物的至少正面1a之第二保護膜42；以及雷射加工步驟，實施第二保護膜形成步驟之後，從被加工物的正面1a側沿著槽30照射對被加工物具有吸收性的波長之雷射光束94以切斷金屬膜21。

Description

被加工物之加工方法
本發明為關於一種半導體晶圓之加工方法，該半導體晶圓在正面設定有分割預定線，在背面層積有金屬膜。
以往，例如專利文獻1所揭露，關於在背面形成有金屬膜的半導體晶圓，已知一種加工方法，其具有在正面藉由切割刀片形成切割槽之切割步驟、以保護膜被覆正面及切割槽之保護膜形成步驟、對金屬膜照射雷射光束以切斷晶圓及金屬膜之雷射加工步驟、以及藉由清洗除去保護膜之保護膜除去步驟。
根據此加工方法，對金屬膜照射雷射光束而產生的金屬碎屑會附著於保護膜並可隨保護膜除去，可不殘留於元件側。 [習知技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2018-78162號公報
[發明所欲解決的課題] 然而，因為切割槽的槽寬變窄等原因，已確認保護劑難以充分浸入至切割槽，亦難以在切割槽的內壁面形成保護膜。
在此，考慮若使用黏度低的保護劑，則保護劑更容易浸入至切割槽。
然而，在黏度低的保護劑的情況，有難以在晶圓正面形成充分厚度的保護膜層、且會有在切割槽的緣部分保護膜會溶解或剝離而露出晶圓正面，且露出的部分易導致金屬碎屑附著之疑慮。
然後，當如這般金屬碎屑附著在露出的部位時，會有導致使晶片的側面（切割槽的內壁面）或正面的元件損傷的疑慮。
本發明鑑於以上問題，對以保護膜層保護晶片的側面（切割槽的內壁面）及正面之技術提出新穎的方法。
[解決課題的技術手段] 根據本發明的一態樣為， 一種被加工物之加工方法，該被加工物在正面設定有分割預定線，在背面層積有金屬膜，其包含： 槽形成步驟，在該被加工物的該正面沿著該分割預定線形成未到達該金屬膜之槽； 第一保護膜形成步驟，實施該槽形成步驟之後，以浸入至該槽的黏度之第一保護劑形成被覆被加工物的該正面及該槽的內壁面之第一保護膜； 第二保護膜形成步驟，實施該第一保護膜形成步驟之後，以第二保護劑形成被覆被加工物的至少該正面之第二保護膜；以及 雷射加工步驟，實施該第二保護膜形成步驟之後，從被加工物的該正面側沿著該槽照射對被加工物具有吸收性的波長之雷射光束以切斷該金屬膜。
另外，根據本發明的一態樣， 該第二保護劑的黏度較該第一保護劑的黏度高。
根據本發明的一態樣， 該第一保護劑與該第二保護劑為相同之物。
根據本發明的一態樣， 進一步包含除去步驟，該除去步驟在實施該雷射加工步驟之後，除去該第一保護膜及該第二保護膜。
[發明功效] 根據本發明的構成，可以雙重的保護膜確實保護被加工物的正面或槽的內壁面，亦可防止藉由雷射加工產生的金屬碎屑附著於被加工物的正面或溝的內壁面。
以下一邊參閱圖式一邊說明本發明的實施方式。 圖1為表示作為藉由本發明加工的被加工物的一例之半導體晶圓之圖。
晶圓1的正面1a被互相交叉的多條分割預定線3（切割道）劃分，在各區域形成IC（Integrated Circuit，積體電路）、LSI（Large-Scale Integration Circuit，大型積體電路）等的元件5。預定沿著此分割預定線3分割晶圓1，以使各個元件晶片單體化。
在晶圓1的背面1b形成有由銅（Cu）或鋁（Al）等形成之金屬膜21。金屬膜21例如作為電極或散熱槽等所利用。
晶圓1的背面1b黏貼於膠膜7的上側的黏著層。另外，在膠膜7的黏著層以圍繞晶圓1之方式黏貼有環狀的框架9，藉由晶圓1及框架9成為一體而形成晶圓單元11。
再者，本發明亦可適用於在晶圓的正面未形成元件者。
將以上的晶圓1作為被加工物執行以下的步驟。 ＜正面側槽形成步驟＞ 如圖2及圖3（A）所示，對於晶圓1的正面1a沿著分割預定線3形成未到達金屬膜21的深度之槽30。
在本實施例中，如圖2所示，藉由以高速旋轉之切割刀片66沿著分割預定線3進行切割加工而形成槽30。再者，除了藉由以切割刀片66切割加工而形成槽30（切割槽）外，亦可以照射雷射光束形成槽。
如圖3（A）所示，在晶圓1的基板1k的正面1a形成元件5，在晶圓1的基板1的背面1b形成金屬膜21，金屬膜21黏貼於膠膜7。
如圖3（A）所示，槽30形成於晶圓1的基板1k的厚度方向，並沿著分割預定線3形成，且在各槽30之間配置有元件5。
再者，雖並未特別限定在槽30的底面30b的基板1k的未切割部的厚度，但考慮後續步驟的可操作性，較佳為使未切割部殘留30～50µm的程度。
＜正面親水化步驟＞ 接續正面側槽形成步驟，如圖3（B）所示較佳為實施正面的親水化處理。具體而言，對於晶圓1的正面1a，從紫外線照射體46同時或依序照射波長184nm、254nm的紫外線。藉由波長184nm的紫外線使待機中的氧分解並使臭氧層生成。被生成的臭氧藉由波長254nm的紫外線分解並使活性氧生成。被生成的活性氧在工件1的正面1a作用並提升親水性。另外，與此同時，附著在正面1a的油分等的有機化合物亦成為H2 O、CO2 、NO等，由晶圓1的正面1a揮發並被除去。
作為紫外線照射體46，可利用例如在波長184nm、254nm具有兩個峰值之低壓水銀燈，或分別具有波長184nm、254nm的LED燈。另外，亦可藉由電漿照射代替紫外線照射進行親水化處理。可使用氬氣與水煤氣之混合氣體作為電漿生成用氣體。
＜第一保護膜形成步驟＞ 接著如圖4及圖5所示，對於晶圓1的正面1a，實施用來形成第一層的保護膜41之第一保護膜形成步驟。
在圖4中表示，晶圓1的正面1a及元件5的正面被第一保護膜41被覆，且槽30的內壁面30a及底面30b被第一保護膜41被覆。
圖5為用來形成第一保護膜41的保護膜形成裝置50之局部側面剖面圖。保護膜形成裝置50具備旋轉台機構54、及以包圍旋轉台機構54之方式配設的液體接收機構56。
旋轉台機構54的構成具有吸引保持晶圓1的旋轉台（保持台）58、支撐旋轉台58的支撐構件60、及透過支撐構件60旋轉驅動旋轉台58的電動馬達62。
在旋轉台58設有夾具44，當使旋轉台58旋轉則這些夾具44因離心力而擺動，夾住如圖1所示環狀的框架9並保持。
液體接收機構56的構成有液體接收容器56a、及裝設於支撐構件60的罩構件56b，保護膜是以接收清洗液等的液體並通過未圖示的排出路徑而使液體排出之方式所構成。
在以液體接收容器56a圍繞的空間內，設有用來吐出第一保護劑40的第一保護劑吐出噴嘴70。第一保護劑吐出噴嘴70是形成在大致L字形狀的臂部71的前端，臂部71的另一端藉由電動馬達72被擺動。臂部71通過保護膜供給路徑73及開關控制閥74連接保護膜供給源75。
使用如以上構成之保護膜形成裝置50，以預定的速度使晶圓1旋轉，且當朝向晶圓1的中心部位吐出第一保護劑40時，第一保護劑40藉由離心力在半徑方向擴散，使晶圓1的正面1a的整面藉由第一保護劑40被覆（旋塗）。
另外，在第一保護劑40擴散的過程中，第一保護劑40浸入至槽30，如圖4所示，槽30的內壁面30a及底面30b被第一保護膜41被覆。
用來形成第一保護膜41的第一保護劑40例如為PVP（Polyvinylpyrrolidone，聚乙烯吡咯烷酮）或PVA（Polyvinyl alcohol，聚乙烯醇）等的水溶性的液態樹脂。
在此，第一保護劑40的黏度較佳為設定成可確實浸入至槽30內之值，例如可從1cP至20cP之間的值來選定，舉例為8cP。
＜第二保護膜形成步驟＞ 接著如圖6（A）所示，在形成於晶圓的正面之第一保護劑41之上，實施用來形成作為第二層的第二保護膜42之第二保護膜形成步驟。
如圖5所示，在上述的保護膜形成裝置50，除了第一保護劑吐出噴嘴70外，另設有用來吐出第二保護劑之第二保護劑吐出噴嘴80，其中第二保護劑是用來形成第二保護模42（圖6（A））。
第二保護劑吐出噴嘴80是形成在大致L字形狀的臂部81的前端，臂部81的另一端藉由電動馬達82被擺動。臂部81通過保護膜供給路徑83及開關控制閥84連接保護膜供給源85。
完成上述的第一保護膜形成步驟之後，第一保護劑吐出噴嘴70藉由電動馬達72使臂部71旋轉而撤離至待機位置，且第二保護吐出噴嘴80藉由電動馬達82使臂部81旋轉而定位於晶圓1的上方。
然後，以預定的速度使晶圓1旋轉，且當朝向晶圓1的中心部位吐出第二保護劑時，第二保護劑藉由離心力在半徑方向擴散，如圖6（A）所示，使第一保護膜41的正面藉由第二保護膜42被覆。
用來形成第二保護膜42的第二保護劑例如為PVP（Polyvinylpyrrolidone，聚乙烯吡咯烷酮）或PVA（Polyvinyl alcohol，聚乙烯醇）等的水溶性的液態樹脂。
在此，用來形成第二保護膜42的第二保護劑的黏度，較佳為設定成比用來形成第一保護膜41的第一保護劑的黏度高，例如可從40cP至80cP之間的值來選定，舉例為60cP。
如此，在第二保護膜42形成之際，藉由利用高黏度的第二保護劑，可在元件5的正面形成充分厚度的保護膜。
另外，因為第二保護劑的黏度高，如圖6（A）所示，雖第二保護劑不會浸入至槽30，但槽30的內壁面30a及底面30b已被第一保護膜41被覆，形成被保護的狀態。
＜雷射加工步驟＞ 圖7表示用來實施雷射加工步驟之雷射加工單元90，以沿著槽30之方式從聚光器92照射雷射光束。
如圖6（A）所示，朝向槽30內照射雷射光束94，並使在槽30的底面30b的下方殘留的晶圓1的基板1k及金屬膜21吸收雷射光束94而破壞，藉此形成雷射加工槽32。雷射光束94的焦點位置是設定為對應殘留在槽30的底面30b的下方之晶圓1的基板1k及金屬膜21的位置。
如圖6（B）所示，藉由雷射光束94的照射，覆蓋槽30的第二保護膜42亦被除去，而使槽30開放並形成開口部30m。此時，雖然有在開口部30m的周圍的緣部分30n導致保護膜溶解或剝離的顧慮，但因為第二保護膜42具有充分的厚度，可防止晶圓正面或元件露出而金屬碎屑附著於露出的部分。
進而，假設即使在第二保護膜42溶解或剝離的情況，可藉由其內側的第一保護膜41保護晶圓正面或元件。如這般，可雙重保護晶圓正面或元件。
＜保護膜除去步驟＞ 在上述圖5所示的保護膜形成裝置50，除第一、第二保護劑吐出噴嘴70、80之外，亦設有未圖示的清洗液噴嘴，從此清洗液噴嘴朝向晶圓1吐出清洗液，且使晶圓1旋轉，藉此除去覆蓋晶圓1或元件5之第一、第二保護膜41、42。
如以上之方式，如圖8所示，可形成使保護膜除去並使元件5露出的狀態之晶圓1。然後，以形成於在基板1k及金屬膜21的雷射加工槽32作為分割起點，可藉由之後的擴展步驟等使晶片單體化。
再者，在以上的實施例中，如圖6（A）所示，使用黏度相異的類型之保護劑，藉由第一、第二保護膜41、42被覆晶圓1的正面，但如圖9（A）（B）所示，亦可以同一類型的保護膜43、43雙重被覆之後形成雷射加工槽32。
此種情況，相同的保護劑供給兩次於晶圓的正面，第一次的保護劑及第二次的保護劑均進入槽30。藉此，可將槽30的內壁面30a及底面30b雙重被覆。
如以上之方式可實現本發明。 亦即，如圖1至圖8所示， 一種被加工物（晶圓1）之加工方法，該被加工物在正面1a設定有分割預定線3，在背面1b層積有金屬膜21，其包含： 槽形成步驟，在被加工物的正面1a沿著分割預定線3形成未到達金屬膜21之槽30； 第一保護膜形成步驟，實施槽形成步驟之後，以浸入至槽30的黏度之第一保護劑形成被覆被加工物的正面1a及槽30的內壁面之第一保護膜41；第二保護膜形成步驟，實施第一保護膜形成步驟之後，以第二保護劑形成被覆被加工物的至少正面1a之第二保護膜42；以及 雷射加工步驟，實施第二保護膜形成步驟之後，從被加工物的正面 1a側沿著槽30照射對被加工物具有吸收性的波長之雷射光束94以切斷金屬膜21。
根據以上的加工方法，可以雙重保護膜確實保護被加工物的正面或槽的內壁面，亦可防止藉由雷射加工產生的金屬碎屑附著於被加工物的正面或溝的內壁面。
另外，第二保護劑的黏度較第一保護劑的黏度高。
藉此，如圖6（A）（B）所示，可藉由黏度高的第二保護劑形成厚度較厚的第二保護膜42，亦可確實保護作為被加工物之晶圓1的正面1a或元件5。
另外，第一保護劑與第二保護劑為相同之物。
藉此，如圖9（A）（B）所示，可以同一類型的保護膜43、43雙重被覆。在此，若將使用的保護膜的黏度設定為容易浸入至槽30，則即使在槽30內亦可確實形成雙重保護膜，可確實保護槽30的內壁面30a。
另外，進一步包含除去步驟，該除去步驟在實施雷射加工步驟之後，除去第一保護膜41及第二保護膜42。
藉此，除去保護膜並可實施後續的分割步驟等。
1:晶圓 1a:正面 1b:背面 1k:基板 3:分割預定線 5:元件 21:金屬膜 30:槽 30a:內壁面 30b:底面 30m:開口部 30n:緣部分 32:雷射加工槽 41:第一保護膜 42:第二保護膜 50:保護膜形成裝置 54:旋轉台機構 70:第一保護劑吐出噴嘴 80:第二保護劑吐出噴嘴 90:雷射加工單元 92:聚光器 94:雷射光束
圖1為表示作為藉由本發明加工的被加工物的一例之半導體晶圓之圖。 圖2為說明關於用來實施正面側槽形成步驟的加工裝置的例子之圖。 圖3（A）為形成槽之後的被加工物之剖面圖。圖3（B）為說明關於正面親水化步驟之圖。 圖4為被第一保護膜被覆狀態的被加工物之剖面圖。 圖5為保護膜形成裝置之局部側面剖面圖。 圖6（A）為被第二保護膜被覆狀態的被加工物之剖面圖。圖6（B）為說明關於藉由雷射加工步驟使雷射加工槽形成的狀態之圖。 圖7為說明關於雷射加工步驟之圖。 圖8為保護膜除去步驟後的被加工物之剖面圖。 圖9（A）為表示關於以相同的保護劑形成雙重的保護膜的例子之圖。圖9（B）為表示在圖9（A）形成了雷射加工槽的例子之圖。
1:晶圓
1a:正面
9:框架
40:第一保護劑
44:夾具
50:保護膜形成裝置
54:旋轉台機構
56:液體接收機構
56a:液體接收容器
56b:罩構件
58:旋轉台
60:支撐構件
62:電動馬達
70:第一保護劑吐出噴嘴
71:臂部
72:電動馬達
73:保護膜供給路徑
74:開關控制閥
75:保護膜供給源
80:第二保護劑吐出噴嘴
81:臂部
82:電動馬達
83:保護膜供給路徑
84:開關控制閥
85:保護膜供給源

Claims (4)

  1. 一種被加工物之加工方法，該被加工物在正面設定有分割預定線，在背面層積有金屬膜，其包含： 槽形成步驟，在該被加工物的該正面沿著該分割預定線形成未到達該金屬膜之槽； 第一保護膜形成步驟，實施該槽形成步驟之後，以浸入至該槽的黏度之第一保護劑形成被覆被加工物的該正面及該槽的內壁面之第一保護膜； 第二保護膜形成步驟，實施該第一保護膜形成步驟之後，以第二保護劑形成被覆被加工物的至少該正面之第二保護膜；以及 雷射加工步驟，實施該第二保護膜形成步驟之後，從被加工物的該正面側沿著該槽照射對被加工物具有吸收性的波長之雷射光束以切斷該金屬膜。
  2. 如請求項1之被加工物之加工方法，其中， 該第二保護劑的黏度較該第一保護劑的黏度高。
  3. 如請求項1之被加工物之加工方法，其中， 該第一保護劑與該第二保護劑為相同之物。
  4. 如請求項1至3中任一項之被加工物之加工方法，其中， 進一步包含除去步驟，該除去步驟在實施該雷射加工步驟之後，除去該第一保護膜及該第二保護膜。
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