TWI598950B - Wafer processing methods - Google Patents

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TWI598950B
TWI598950B TW103100632A TW103100632A TWI598950B TW I598950 B TWI598950 B TW I598950B TW 103100632 A TW103100632 A TW 103100632A TW 103100632 A TW103100632 A TW 103100632A TW I598950 B TWI598950 B TW I598950B
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Yuki Ogawa
Yuki Ishida
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Description

晶圓之加工方法 發明區域
本發明是一種有關於把藉由積層於基板表面之機能層來形成元件(device)的晶圓，沿著區劃元件的複數條切割道進行分割的晶圓之加工方法。
發明背景
如熟悉此項技藝者所周知，在半導體元件製造程序中，在矽等之基板的表面，以積層了絕緣膜與機能膜的機能層，來形成把複數個IC、LSI等元件形成為矩陣狀的半導體晶圓。如此所形成的半導體晶圓之上述元件，被稱為切割道的分割預定線所區劃，藉由沿著此切割道而進行分割來製造各個半導體元件。
最近，為了提升IC、LSI等半導體晶片的處理能力，如下形態之半導體晶圓已被實用化：藉由在矽等基板的表面積層有如下之機能層，來形成半導體元件的半導體晶圓；而前述機能層是積層了由SiOF、BSG(SiOB)等無機物系的膜、或是聚醯亞胺系、聚對二甲苯系等之聚合物膜的有機物系的膜所形成的低介電常數絕緣體被膜(Low-k膜) 的機能層。
如此之沿著半導體晶圓之切割道所進行的分割，通常，是由稱為切塊機的切削裝置來進行的。此切削裝置具備有：夾盤台，保持作為被加工物之半導體晶圓；切削手段，用來將被保持在該夾盤台的半導體晶圓進行切削；以及移動手段，使夾盤台與切削手段相對地移動。切削手段包含有：高速旋轉的旋轉心軸、與安裝於該心軸的切削刀。切削刀是由圓盤狀的基台與安裝於該基台側面外周部的環狀之刀刃所構成，刀刃是藉由電鑄來固定例如粒徑3μm左右的鑽石研磨粒而形成的。
但是，由於上述之Low-k膜與晶圓的素材不同，因此要用切削刀同時進行切削十分困難。亦即，由於Low-k膜像雲母般非常的脆，因此若藉由切削刀來沿著切割道進行切削，Low-k膜會剝離，此剝離情形會到達電路，而有對元件帶來致命性損傷的問題。
為了解決上述問題，於形成在半導體晶圓的切割道的兩側沿著切割道照射雷射光線，沿著切割道形成2條雷射加工溝來分斷機能層，將切削刀定位於該等2條雷射加工溝的外側間並使切削刀與半導體晶圓相對移動，藉此，沿著切割道來切斷半導體晶圓，像這樣的晶圓分割方法已揭示於下述專利文獻1。
先前技術文獻 專利文獻
【專利文獻1】日本特開2005-142398號公報
發明概要
然而，如記載於上述專利文獻1般於形成在半導體晶圓的切割道兩側沿著切割道照射雷射光線，藉此沿著切割道形成2條雷射加工溝而分斷機能層，並將切削刀定位於該等2條雷射加工溝的外側間而將半導體晶圓沿著切割道切斷，這樣的晶圓分割方法會有以下的問題。
(1)為了使機能層分斷至少必須沿著切割道形成2條雷射加工溝，生產性較差。
(2)在形成雷射加工溝時若機能層的分斷不完全，則切削刀會產生偏移或偏倒，會於切削刀產生偏摩耗。
(3)若從晶圓的表面形成雷射加工溝，則殘材(debris)會飛散，所以必須在晶圓表面被覆保護膜。
(4)為了形成2條雷射加工溝，至少要照射雷射光線2次，因此會在晶圓殘留熱應變，使元件的抗折強度變差。
(5)為了在超過切削刀寬度的範圍形成2條雷射加工溝，必須使切割道的寬度變寬，會減少形成於晶圓的元件數。
(6)由於在機能層的表面形成有包含SiO2、SiO、SiN、SiNO的鈍化(passivation)膜，所以若照射雷射光線，則會透過鈍化膜而到達機能層的內部。結果，因為到達機能層內部的雷射光線照射而產生的熱會被鈍化膜暫時地封閉住，所以會形成電路，而在密度較低的元件側產生剝離。
本發明是有鑑於上述事實而做成的，主要的技術課題是提供一種晶圓之加工方法，可將藉由積層於基板表面的機能層來形成元件的晶圓，解決上述問題而分割成各個元件。
為了解決上述主要技術課題，根據本發明，提供一種晶圓之加工方法，把藉由積層於基板表面的機能層來形成元件的晶圓，沿著區劃該元件的複數條切割道進行分割，其特徵在於包含有以下程序：切削溝形成程序，從基板的背面側將切削刀定位於與切割道對應的區域，以殘留不切到機能層的一部分的方式來形成切削溝；以及雷射加工程序，從已實施該切削溝形成程序的基板之背面側，沿著該切削溝之底照射雷射光線，使殘存的基板之一部分及機能層斷裂。
上述雷射加工程序是從基板的背面側沿著切削溝之底，照射對於基板及機能層具有吸收性之波長的雷射光線，於殘存的基板之一部分及機能層形成雷射加工溝。
又，上述雷射加工程序是將對於基板及機能層具有透過性之波長的雷射光線，使聚光點定位於殘存的基板之一部分與機能層的中間部而進行照射，於殘存的基板之一部分及機能層形成改質層。
此外，晶圓之加工方法更包含有：晶圓支持程序，在實施上述切削溝形成程序之前，將黏著膠帶貼附於已積層 在構成晶圓之基板的機能層表面，並且，隔著黏著膠帶以具備有可收容晶圓之大小的開口部的環狀框來支持晶圓；以及元件分離程序，在實施了上述雷射加工程序之後，使貼附有晶圓的黏著膠帶擴張，而使晶圓沿著切割道分離成各個元件。
在本發明的晶圓之加工方法中，由於包含有：切削溝形成程序，從基板的背面側將切削刀定位於與切割道對應的區域，以殘留不切到機能層的一部分的方式來形成切削溝；以及雷射加工程序，從已實施該切削溝形成程序的基板之背面側，沿著該切削溝之底照射雷射光線，使殘存的基板之一部分及機能層斷裂，所以可得到以下的作用效果。
(1)不用為了使機能層分斷而必須沿著切割道來形成複數條雷射加工溝，可提升生產性。
(2)由於不會在機能層形成雷射加工溝，所以不會產生切削刀的偏移或偏倒，或是在切削刀產生偏摩耗。
(3)由於不從晶圓表面照射雷射光線，所以不用在晶圓表面被覆保護膜。
(4)由於將雷射光線照射至切削溝的底，所以能量會變小，不會在晶圓殘留熱應變，而不會使元件的抗折強度變差。
(5)由於從基板的背面側形成切削溝，所以不需要寬度較寬的切割道，可在晶圓增加可形成之元件數。
(6)由於不是從晶圓表面照射雷射光線，所以不會因為 透過鈍化膜來加工機能層而暫時無法散熱，而使得元件側產生剝離。
2‧‧‧半導體晶圓
3‧‧‧環狀框
4‧‧‧切削裝置
5‧‧‧雷射加工裝置
6‧‧‧元件分離裝置
20‧‧‧基板
20a‧‧‧基板之表面
20b‧‧‧基板之背面
21‧‧‧機能層
21a‧‧‧機能層之表面
22‧‧‧元件
23‧‧‧切割道
30‧‧‧黏著膠帶
41‧‧‧切削裝置之夾盤台
42‧‧‧切削手段
43‧‧‧攝影手段
51‧‧‧雷射加工裝置之夾盤台
52‧‧‧雷射光線照射手段
53‧‧‧攝影手段
61‧‧‧框保持手段
62‧‧‧膠帶擴張手段
63‧‧‧拾取筒夾
201‧‧‧基板20之一部分
210‧‧‧切削溝
220‧‧‧雷射加工溝
230‧‧‧改質層
421‧‧‧心軸殼
422‧‧‧旋轉心軸
423‧‧‧切削刀
423a‧‧‧箭號
424‧‧‧基台
425‧‧‧環狀刀刃
521‧‧‧套管
522‧‧‧聚光器
611‧‧‧環狀框保持構件
611a‧‧‧載置面
612‧‧‧夾具
621‧‧‧擴張圓筒
622‧‧‧支持凸緣
623‧‧‧支持手段
623a‧‧‧氣缸
623b‧‧‧活塞桿
LB‧‧‧脈衝雷射光線
P‧‧‧聚光點
S‧‧‧間隔
X、X1、X2、Y、Z1、Z2‧‧‧箭號
【圖1(a)、(b)】顯示藉由本發明的晶圓之加工方法所分割的半導體晶圓的立體圖及重要部分擴大截面圖。
【圖2】顯示把實施了本發明的晶圓之加工方法中之晶圓支持程序的半導體晶圓貼附於已安裝在環狀框的黏著膠帶表面之狀態的立體圖。
【圖3】用來實施本發明的晶圓之加工方法中之切削溝形成程序的切削裝置之重要部分立體圖。
【圖4(a)~(d)】本發明的晶圓之加工方法中之切削溝形成程序的說明圖。
【圖5】用來實施本發明的晶圓之加工方法中之雷射加工程序的雷射加工裝置之重要部分立體圖。
【圖6(a)~(d)】實施本發明的晶圓之加工方法中之雷射加工程序第1實施形態的說明圖。
【圖7(a)~(d)】實施本發明的晶圓之加工方法中之雷射加工程序第2實施形態的說明圖。
【圖8】用來實施本發明的晶圓之加工方法中之元件分離程序的元件分離裝置之立體圖。
【圖9(a)~(c)】本發明的晶圓之加工方法中之元件分離程序的說明圖。
用以實施發明之形態
以下，參照附圖更詳細地說明本發明的晶圓之加工方法。
在圖1(a)及(b)，顯示了藉由本發明的晶圓之加工方法來分割成各個元件的半導體晶圓之立體圖及重要部分擴大截面圖。如圖1(a)及(b)所示之半導體晶圓2是在厚度為140μm的矽等之基板20的表面20a，由積層有絕緣膜與形成電路之機能膜的機能層21，將複數個IC、LSI等元件22形成為矩陣狀。而且，各元件22是由形成為格子狀的切割道23所區劃。另外，在圖示之實施形態中，形成機能層21的絕緣膜是由如下之低介電常數絕緣體被膜(Low-k膜)所形成的，且厚度設定為10μm，前述低介電常數絕緣體被膜(Low-k膜)是由SiO2膜或SiOF、BSG(SiOB)等無機物系的膜或是聚醯亞胺系、聚對二甲苯系等之聚合物膜的有機物系的膜所形成。如此所構成的機能層21，在表面形成有包含SiO2、SiO、SiN、SiNO的鈍化膜。
說明將上述半導體晶圓2沿著切割道進行分割的晶圓加工方法。
首先，實施晶圓支持程序：將積層於構成半導體晶圓2的基板20之機能層21的表面21a，貼附黏著膠帶，並且透過黏著膠帶，以具有可收容半導體晶圓2的大小的開口部的環狀框來支持晶圓。例如，如圖2所示，覆蓋環狀框3之內側開口部地將構成半導體晶圓2的機能層21之表面2la，貼附於安裝有外周部的黏著膠帶30表面。因此，貼附於黏著膠帶30表面的半導體晶圓2，是基板20之背面20b為上 側。另外，黏著膠帶30是例如在厚度100μm的聚乙烯薄膜表面塗布有黏著劑。另外，在圖2所示之實施形態中，是顯示了將構成半導體晶圓2的機能層21之表面21a貼附於外周部安裝在環狀框3的黏著膠帶30表面之例，但也可將黏著膠帶30貼附於積層在構成半導體晶圓2的基板20的機能層21之表面21a，並且同時將黏著膠帶30之外周部安裝於環狀框3。
若已實施了上述晶圓支持程序，則實施切削溝形成程序：從基板的背面側將切削刀定位於與切割道對應的區域，以殘留不切到機能層的一部分的方式來形成切削溝。此切削溝形成程序是使用圖3所示之切削裝置4來實施。圖3所示之切削裝置4，具備有：保持被加工物的夾盤台41、將被保持在該夾盤台41之被加工物進行切削的切削手段42、以及將被保持在該夾盤台41之被加工物進行攝影的攝影手段43。夾盤台41是構成為可吸引保持被加工物，藉由未圖示的加工送進手段在圖3中朝以箭號X所示的加工送進方向移動，並且，藉由未圖示的分度送進手段朝以箭號Y所示的分度送進方向移動。
上述切削手段42包含有：實質上水平配置的心軸殼421、可旋轉自如地被支持於該心軸殼421的旋轉心軸422、以及被安裝在該旋轉心軸422前端部的切削刀423，而藉由配設在心軸殼421內未圖示的伺服馬達，使旋轉心軸422朝以箭號423a所示之方向旋轉。切削刀423是由以下所構成：由鋁所形成的圓盤狀的基台424、以及安裝在該基台 424側面外周部的環狀刀刃425。環狀刀刃425是由如下之電鑄刀片所構成：將粒徑3~4μm的鑽石研磨粒以鍍鎳來固定於基台424側面外周部的電鑄刀片，在圖示之實施形態中是形成為厚度40μm且外徑為52mm。
上述攝影手段43是安裝在心軸殼421的前端部，在圖示之實施形態中，攝影手段43除了藉由可視光線來進行攝影的一般攝影元件(CCD)之外，還由以下所構成：將紅外線照射至被加工物的紅外線照明手段、捕捉由該紅外線照明手段所照射之紅外線的光學系統、以及把與該光學系統所捕捉到的紅外線相對應的電訊號輸出的攝影元件(紅外線CCD)等，並且將所攝影到的圖像訊號送至未圖示之控制手段。
使用上述切削裝置4來實施切削溝形成程序，要如圖3所示，把實施上述晶圓支持程序而貼附有半導體晶圓2的黏著膠帶30側載置於夾盤台41上。然後，藉由使未圖示的吸引手段作動，隔著黏著膠帶30將半導體晶圓2保持在夾盤台41上(晶圓保持程序)。因此，被保持在夾盤台41的半導體晶圓2，是基板20的背面20b為上側。另外，在圖3中是將安裝有黏著膠帶30的環狀框3省略顯示，不過環狀框3由配設在夾盤台41的適宜的框保持手段所保持。如此，已吸引保持半導體晶圓2的夾盤台41，藉由未圖示的加工送進手段定位於攝影手段43的正下方。
當夾盤台41被定位於攝影手段43的正下方，則藉由攝影手段43及未圖示的控制手段來執行校準程序：檢測 半導體晶圓2應切削的區域。亦即，攝影手段43及未圖示的控制手段執行用以把與半導體晶圓2之形成於預定方向的切割道23相對應的區域、與切削刀423間進行對位的型樣匹配等圖像處理，來進行切削刀423之切削區域的校準(校準程序)。又，對於與形成在半導體晶圓2和上述預定方向為直交之方向的切割道23相對應的區域，也同樣地進行切削刀423之切削位置的校準。此時，半導體晶圓2形成有切割道23的機能層21之表面21a雖然位於下側，但是由於攝影手段43如上所述，具備有由紅外線照明手段、捕捉紅外線的光學系統、以及將對應於紅外線的電訊號輸出的攝影元件(紅外線CCD)等所構成的攝影手段，所以可從構成晶圓的基板20之背面20b透過而將切割道23攝影。
若已如以上，檢測出與被保持在夾盤台41上的半導體晶圓2之切割道23相對應的區域，且進行了切削區域的校準，則將保持有半導體晶圓2的夾盤台41移動至切削區域之切削開始位置。此時，如圖4(a)所示，半導體晶圓2被定位成：與應切削的切割道23相對應的區域之一端(在圖4(a)中為左端)，位於距離切削刀423正下方為預定量右側之處。
若已如此地將夾盤台41、也就是半導體晶圓2定位於切削加工區域的切削開始位置，就把切削刀423從圖4(a)中以2點鏈線所示之待機位置，如箭號Z1所示般朝下方切入送進，如圖4(a)中以實線所示般定位於預定的切入送進位置。此切入送進位置如圖4(a)及圖4(c)所示，是設定在：切削刀423的下端還不到構成半導體晶圓2之機能層21的位 置(例如，從積層有機能層21之基板20的表面20a，到背面20b側為5~10μm的位置)。
接著，使切削刀423朝圖4(a)中以箭號423a所示之方向依預定的旋轉速度旋轉，使夾盤台41朝圖4(a)中以箭號X1所示之方向依預定的切削送進速度移動。然後，當夾盤台41如圖4(b)所示般已到達了：對應於切割道23之位置的另一端(在圖4(b)中為右端)位於距離切削刀423之正下方為預定量左側之處，停止夾盤台41的移動。藉由如此使夾盤台41切削送進，如圖4(d)所示般，在半導體晶圓2的基板20，從背面20b到表面20a側，留下一部分201而形成切削溝210(切削溝形成程序)。
接著，使切削刀423如圖4(b)中以箭號Z2所示般上升而定位於以2點鏈線所示之待機位置，使夾盤台41朝圖4(b)中以箭號X2所示之方向移動，回到圖4(a)所示之位置。然後，把夾盤台41朝垂直於紙面的方向(分度送進方向)分度送進相當於切割道23之間隔的量，把對應於下個應切削之切割道23的區域定位於與切削刀423相對應的位置。如此，若已把對應於下個應切削之切割道23的區域定位於與切削刀423相對應的位置，就實施上述之切削溝形成程序。
另外，上述分割溝形成程序以例如以下之加工條件來進行。
切削刀：外徑52mm、厚度40μm
切削刀的旋轉速度：30000rpm
切削送進速度：50mm/秒
將上述切削溝形成程序實施於與形成在半導體晶圓2之所有切割道23相對應的區域。
若已如上述般實施了切削溝形成程序，則實施雷射加工程序：從基板20之背面20b側沿著切削溝210的底照射雷射光線，使殘存的基板20之一部分201及機能層21斷裂。此雷射加工程序是使用圖5所示之雷射加工裝置5來實施。圖5所示之雷射加工裝置5具備有：保持被加工物的夾盤台51、將雷射光線照射於被保持在該夾盤台51上之被加工物的雷射光線照射手段52、以及將被保持在夾盤台51上之被加工物攝影的攝影手段53。夾盤台51是構成為可吸引保持被加工物，藉由未圖示的加工送進手段朝圖5中以箭號X所示之加工送進方向移動，並且，藉由未圖示的分度送進手段朝圖5中以箭號Y所示之分度送進方向移動。
上述雷射光線照射手段52包含有實質上呈水平配置的圓筒形狀的套管521。在套管521內，配設有具備了未圖示之脈衝雷射光線振盪器或重複頻率設定手段的脈衝雷射光線振盪手段。在上述套管521的前端部，安裝有用來把從脈衝雷射光線振盪手段振盪出的脈衝雷射光線聚光的聚光器522。另外，雷射光線照射手段52具備有用來調整由聚光器522所聚光的脈衝雷射光線聚光點位置的聚光點位置調整手段(沒有圖示)。
安裝在構成上述雷射光線照射手段52的套管521前端部的攝影手段53，具備有：照明被加工物的照明手段、捕捉由該照明手段所照明的區域的光學系統、將該光學系 統所捕捉到的像進行攝影的攝影元件(CCD)等，並把攝影到的圖像信號送至未圖示的控制手段。
參照圖5及圖6，來說明使用上述雷射加工裝置5，從基板20之背面20b側沿著切削溝210的底照射雷射光線，使殘存的基板20之一部分201及機能層21斷裂的雷射加工程序之第1實施形態。
首先，把貼附有實施了上述切削溝形成程序之半導體晶圓2的黏著膠帶30側，載置於上述圖5所示之雷射加工裝置5的夾盤台51上。然後，藉由使未圖示的吸引手段作動，隔著黏著膠帶30將半導體晶圓2保持在夾盤台51上(晶圓保持程序)。因此，被保持在夾盤台51的半導體晶圓2，是基板20之背面20b為上側。另外，在圖5中雖省略顯示安裝有黏著膠帶30的環狀框3，但環狀框3是由配設於夾盤台51的適當的框保持手段所保持。如此一來，吸引保持了半導體晶圓2的夾盤台51，由未圖示的加工送進手段定位於攝影手段53的正下方。
當夾盤台51被定位於攝影手段53的正下方，則執行校準作業：藉由攝影手段53及未圖示的控制手段來檢測半導體晶圓2應進行雷射加工的加工區域。亦即，攝影手段53及未圖示的控制手段，從構成半導體晶圓2的基板20之背面20b側，執行用以把依預定方向形成的切削溝210、與沿著該切削溝210照射雷射光線的雷射光線照射手段52之聚光器522間進行對位的型樣匹配等圖像處理，而進行雷射光線照射位置的校準(校準程序)。又，對於在半導體晶圓2形 成於與上述預定方向直交之方向的切削溝210，也同樣地進行雷射光線照射位置的校準。
若已實施上述校準程序，則如圖6所示般，使夾盤台51移動至照射雷射光線的雷射光線照射手段52之聚光器522所位在的雷射光線照射區域，將預定的切削溝210定位於聚光器522的正下方。此時，如圖6(a)所示，半導體晶圓2被定位成切削溝210的一端(在圖6(a)中為左端)位於聚光器522的正下方。然後，如圖6(c)所示，把由聚光器522所照射的脈衝雷射光線LB之聚光點P對在切削溝210之底面附近。接著，一面從雷射光線照射手段52之聚光器522照射對於基板20及機能層21具有吸收性之波長的脈衝雷射光線，一面使夾盤台51朝圖6(a)中以箭號X1所示之方向依預定的加工送進速度移動。然後，如圖6(b)所示，若切削溝210的另一端(在圖6(b)中為右端)已到達聚光器522的正下方位置，則停止脈衝雷射光線的照射，並且停止夾盤台51的移動(雷射加工溝形成程序)。
接著，使夾盤台51朝與紙面垂直的方向(分度送進方向)移動切削溝210的間隔寬(相當於切割道23的間隔)。然後，一面從雷射光線照射手段52之聚光器522照射脈衝雷射光線，一面使夾盤台51朝圖6(b)中以箭號X2所示的方向依預定的加工送進速度移動，若已到達圖6(a)所示之位置，則停止脈衝雷射光線的照射並且停止夾盤台51的移動。
藉由實施上述雷射加工溝形成程序，如圖6(d)所 示，在半導體晶圓2，於上述切削溝形成程序中殘存的基板20之一部分201及機能層21形成雷射加工溝220。結果，在上述切削溝形成程序中殘存的基板20之一部分201及機能層21，會因為雷射加工溝220而斷裂。並且，沿著形成於半導體晶圓2的所有切割道23實施上述雷射加工溝形成程序。
另外，上述雷射加工溝形成程序是以例如以下的 加工條件來進行。
雷射光線的波長：355nm
重複頻率：200kHz
輸出：1.5W
聚光點徑：φ10μm
加工送進速度：300mm/秒
接著，參照圖7，說明從基板20之背面20b側沿著切削溝210的底照射雷射光線，使殘存的基板20之一部分201及機能層21斷裂的雷射加工程序之第2實施形態。另外，雷射加工程序的第2實施形態，可以使用實質上與上述雷射加工裝置5相同的雷射加工裝置來實施。因此，在圖7所示之第2實施形態中，對於與上述雷射加工裝置5為同一構件附加同一符號而進行說明。
在圖7所示之第2實施形態中，也與上述圖5及圖6所示之第1實施形態同樣地實施上述晶圓保持程序及校準程序。
若已實施上述之校準程序，則如圖7所示般，使夾盤台51移動至照射雷射光線的雷射光線照射手段52之聚 光器522所位在的雷射光線照射區域，將預定的切削溝210定位於聚光器522的正下方。此時，如圖7(a)所示，半導體晶圓2被定位成切削溝210的一端(在圖7(a)中為左端)位於聚光器522的正下方。然後，如圖7(c)所示，把由聚光器522所照射的脈衝雷射光線之聚光點P定位在殘存的基板20之一部分201與機能層21的中間部。接著，一面從雷射光線照射手段52之聚光器522照射對於基板20及機能層21具有透過性之波長的脈衝雷射光線，一面使夾盤台51朝圖7(a)中以箭號X1所示之方向依預定的加工送進速度移動。然後，如圖7(b)所示，若切削溝210的另一端(在圖7(b)中為右端)已到達聚光器522的正下方位置，則停止脈衝雷射光線的照射，並且停止夾盤台51的移動(改質層形成程序)。
接著，使夾盤台51朝與紙面垂直的方向(分度送進方向)移動切削溝210的間隔寬(相當於切割道23的間隔)。然後，一面從雷射光線照射手段52之聚光器522照射脈衝雷射光線，一面使夾盤台51朝圖7(b)中以箭號X2所示的方向依預定的加工送進速度移動，若已到達圖7(a)所示之位置，則停止脈衝雷射光線的照射並且停止夾盤台51的移動。
藉由實施上述之改質層形成程序，如圖7(d)所示，在半導體晶圓2，於上述切削溝形成程序中殘存的基板20之一部分201及機能層21沿著切削溝210形成改質層230。此改質層230在被熔融再固化的狀態下容易斷裂。並且，沿著形成於半導體晶圓2的所有切割道23實施上述改質 層形成程序。
另外，上述改質層形成程序是以例如以下的加工條件來進行。
雷射光線的波長：1064nm
重複頻率：80kHz
輸出：0.2W
聚光點徑：φ1μm
加工送進速度：180mm/秒
若已實施了上述雷射加工程序(雷射加工溝形成程序或改質層形成程序)，則實施元件分離程序：使貼附有半導體晶圓2的黏著膠帶30擴張，使晶圓沿著切割道23分離成各個元件。此元件分離程序是使用圖8所示之元件分離裝置6來實施。圖8所示之元件分離裝置6，具備有：保持上述環狀框3的框保持手段61、使安裝在被保持於該框保持手段61之環狀框3的接著膠帶30擴張的膠帶擴張手段62、及拾取筒夾63。框保持手段61是由環狀框保持構件611、以及配設在該框保持構件611外周作為固定手段的複數個夾具612所構成。框保持構件611的上表面，形成了載置環狀框3的載置面611a，在此載置面611a上載置環狀框3。而且，被載置於載置面611a上的環狀框3，是由夾具612固定於框保持構件611。如此所構成的框保持手段61，是由膠帶擴張手段62可朝上下方向進退地支持著。
膠帶擴張手段62具備有配設在上述環狀框保持構件611內側的擴張圓筒621。此擴張圓筒621具有比環狀框 3的內徑小、比貼附於安裝在該環狀框3之黏著膠帶30的半導體晶圓2外徑大的內徑及外徑。又，擴張圓筒621於下端具備有支持凸緣622。在圖示之實施形態中的膠帶擴張手段62，具備有可使上述環狀框保持構件611朝上下方向進退的支持手段623。此支持手段623是由配設在上述支持凸緣622上的複數個氣缸623a所構成，其活塞桿623b與上述環狀框保持構件611的下面連結。如此由複數個氣缸623a所構成的支持手段623，使環狀框保持構件611，如圖9(a)所示般在載置面611a為與擴張圓筒621上端大致相同高度的基準位置、與如圖9(b)所示般距離擴張圓筒621上端為預定量下方處的擴張位置之間朝上下方向移動。
參照圖9來說明使用如以上構成的元件分離裝置6而實施的元件分離程序。亦即，把安裝了貼附有半導體晶圓2的黏著膠帶30的環狀框3，如圖9(a)所示，載置於構成框保持手段61的框保持構件611之載置面611a上，藉由夾具612來固定於框保持構件611(框保持程序)。此時，框保持構件611被定位於圖9(a)所示之基準位置。接著，使作為構成膠帶擴張手段62之支持手段623的複數個氣缸623a作動，並使環狀框保持構件611下降至圖9(b)所示之擴張位置。因此，由於被固定在框保持構件611之載置面611a上的環狀框3也會下降，所以如圖9(b)所示，被安裝在環狀框3的黏著膠帶30會接觸擴張圓筒621的上端緣而擴張(膠帶擴張程序)。結果，由於在貼附於黏著膠帶30的半導體晶圓2，有拉伸力呈放射狀地作用，所以會分離成各個元件22並且在元件間 形成間隔S。又，當放射狀的拉伸力作用於貼附在黏著膠帶30的半導體晶圓2，則沿著切削溝210(隨著切割道23)而形成於基板20之一部分201及機能層21的改質層230會斷裂，半導體晶圓2會分離成各個元件22並且在元件間形成間隔S。
接著，如圖9(c)所示，使拾取筒夾63作動，將元件22吸附、從黏著膠帶30剝離而拾取，並搬送至未圖示的托盤或黏晶程序。另外，在拾取程序中，由於如上所述般貼附在黏著膠帶30的各個元件22間的間隙S會變寬，所以可以不與鄰接的元件22接觸而容易地進行拾取。
2‧‧‧半導體晶圓
20‧‧‧基板
20a‧‧‧基板之表面
20b‧‧‧基板之背面
21‧‧‧機能層
23‧‧‧切割道
30‧‧‧黏著膠帶
51‧‧‧雷射加工裝置之夾盤台
201‧‧‧基板20之一部分
210‧‧‧切削溝
220‧‧‧雷射加工溝
522‧‧‧聚光器
LB‧‧‧脈衝雷射光線
P‧‧‧聚光點
X1、X2‧‧‧箭號

Claims (2)

  1. 一種晶圓之加工方法，把藉由積層於基板表面的機能層來形成元件的晶圓，沿著區劃該元件的複數條切割道進行分割，其特徵在於包含有以下程序：切削溝形成程序，從基板的背面側將切削刀定位於與切割道對應的區域，以殘留不切到機能層的一部分的方式來形成切削溝；以及雷射加工程序，從已實施該切削溝形成程序的基板之背面側，沿著該切削溝之底照射雷射光線，使殘存的基板之一部分及機能層斷裂(rupture)，該雷射加工程序是從基板的背面側將聚光點對準該切削溝之底，沿著該切削溝之底照射對於基板及機能層具有吸收性之波長的雷射光線，未經形成改質層之程序，於殘存的基板之一部分及機能層形成雷射加工溝。
  2. 如請求項1之晶圓之加工方法，包含有：晶圓支持程序，在實施該切削溝形成程序之前，將黏著膠帶貼附於已積層在構成晶圓之基板的機能層表面，並且，隔著黏著膠帶以具備有可收容晶圓之大小的開口部的環狀框來支持晶圓；以及元件分離程序，在實施了該雷射加工程序之後，使貼附有晶圓的黏著膠帶擴張，而使晶圓沿著切割道分離成各個元件。
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