TWI606507B - processing method - Google Patents

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TWI606507B TW103107205A TW103107205A TWI606507B TW I606507 B TWI606507 B TW I606507B TW 103107205 A TW103107205 A TW 103107205A TW 103107205 A TW103107205 A TW 103107205A TW I606507 B TWI606507 B TW I606507B
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Description

加工方法
本發明是關於加工晶圓等板狀物的加工方法。
發明背景
在半導體晶圓和光裝置晶圓等板狀物之加工中，為了保護形成於表面側之裝置，有時會使用保護膠帶(例如，參照專利文獻1)。保護膠帶是由例如，基材和，基材上的膠層所構成，並透過膠層所含有的膠的黏著力，而可黏貼於板狀物之表面側。
另外，為了防止加工時造成的破裂和裂紋等破損，有時也會使用支撐板狀物的支撐板(參照例如，專利文獻2)。支撐板具備支撐板狀物所需的剛性，並可藉由含有熱可塑性或熱硬化性樹脂的接著劑，而黏貼於作為加工對象之板狀物的表面側。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本專利特開平5-198542號公報
專利文獻2：日本專利特開2004-207606號公報
發明概要
因為構成保護膠帶之膠層的厚度會有一定程度的變動性，如果將保護膠帶之表面黏貼至板狀物之表面時，從保護膠帶之背面到板狀物之背面的厚度會在板狀物之表面內變得不一致。同樣地，介於支撐板和板狀物間的接著劑之厚度難以形成為均一，當將支撐板之表面黏貼至板狀物之表面時，從支撐板之背面到板狀物之背面的厚度會在板狀物之表面內變得不一致。
從保護膠帶之背面或支撐板之背面，到作為加工對象面的板狀物之背面為止的厚度在板狀物之表面內不一致時，在被保持在加工裝置之保持機構的狀態下，會在板狀物背面的高度位置上出現不一致的情形。如此，在作為加工對象面之背面的高度位置不一致的狀態下對板狀物進行磨削加工時，會發生無法使板狀物之最終加工厚度均一的問題。
又，從加工後的板狀物上除去保護膠帶和支撐板時，有時也會發生膠和接著劑的一部分殘留在板狀物的情形。特別是在形成裝置的表面側黏貼保護膠帶和支撐板時，會使膠或接著劑殘留於裝置所形成的微小凹凸中，也有成為裝置不良的原因之虞。
本發明是有鑑於此問題點而作成者，其目的為提供可以抑制加工對象面之高度位置的不一致，並防止膠和接著劑殘留的板狀物之加工方法。
根據本發明所提供的板狀物之加工方法，特徵在於，為板狀物之加工方法，並具有：將板狀物載置於支撐板上的位置決定步驟，載置於該支撐板上的板狀物之外周部照射雷射光束，以在板狀物之外周部形成熔接該板狀物於該支撐板之熔接區域，並使板狀物固定在該支撐板上的結合步驟，及實施該結合步驟後，對板狀物實施加工的加工步驟。
又，在上述加工方法中，更具備了實施前述加工步驟後，形成將板狀物沿著前述熔接區域分割之分割溝，並從前述支撐板取下板狀物的取下步驟。該取下步驟較佳為，以使該分割溝之內周定位於從熔接區域之內周位置到板狀物之中央側的方式，形成該分割溝。
根據本發明，由於以雷射光束照射載置於支撐板上的板狀物的外周部以形成使板狀物與支撐板熔接之熔接區域，故可不利用膠層和接著劑就將板狀物固定於支撐板上。
因此，可抑制伴隨著膠層和接著劑之使用的加工對象面之高度位置的不一致。又，可防止板狀物之膠和接着劑之殘存。
11‧‧‧晶圓(板狀物)
11a、20a‧‧‧表面
11b、20b‧‧‧背面
11e‧‧‧外周(側面)
13‧‧‧切割道(分割預定線)
15‧‧‧裝置
17‧‧‧裝置區域
19‧‧‧外周剩餘區域(外周部)
20‧‧‧支撐板
22、32、38‧‧‧夾頭台
24‧‧‧雷射加工頭
26‧‧‧雷射光束
28‧‧‧聚光點
30、44‧‧‧熔接區域
34‧‧‧磨削輪
36‧‧‧磨削研磨石
40‧‧‧切削刀
42‧‧‧分割溝
46‧‧‧框架
48‧‧‧切割膠帶
圖1(A)顯示作為本實施形態之加工方法的對象之晶圓 構造例的立體圖，圖1(B)顯示位置決定步驟的立體圖；圖2(A)及圖2(B)為模式地顯示結合步驟的第1態樣的局部截面側視圖，圖2(C)為第1態樣的結合步驟實施後之晶圓的立體圖；圖3為模式地顯示加工步驟的局部截面側視圖；圖4(A)~(B)為模式地顯示取下步驟之第1態樣的局部截面側視圖；圖5(A)和圖5(B)為模式地顯示結合步驟之第2態態的局部截面側視圖，圖5(C)為第2態樣之結合步驟實施後的晶圓的立體圖；圖6(A)~(B)為模式地顯示取下步驟之第2態樣的局部截面側視圖；圖7(A)~(B)為模式地顯示取下步驟之第3態樣的局部截面側視圖；及圖8(A)~(B)為模式地顯示取下步驟之第4態樣的局部截面側視圖。
用以實施發明之形態
以下，將參照附加圖式，針對本發明之實施形態作說明。再者，在本實施形態中，雖然是針對裝置形成於表面側的晶圓作為加工對象時的加工方法作說明，但是可作為本發明之加工對象的板狀物並不侷限於此。以裝置形成前的晶圓等作為加工對象亦可。
本實施形態的板狀物之加工方法包含，位置決定 步驟(參照圖1)和，結合步驟(參照圖2)和，加工步驟(參照圖3)和，取下步驟(參照圖4)。在位置決定步驟中，是使作為加工對象之晶圓(板狀物)11的位置相對於支撐板20對準，並使晶圓11載置於支撐板20上(參照圖1)。
在結合步驟中，是以雷射光束26照射晶圓11的外周剩餘區域(外周部)19，以使晶圓11和支撐板20熔接，並使晶圓11固定於支撐板20(參照圖2)。
在加工步驟中，是對已固定於支撐板20的晶圓11進行加工(參照圖3)。在取下步驟中，是分割已固定於支撐板20的晶圓11，並從支撐板20取下晶圓11(參照圖4)。以下，將對與本實施形態有關之加工方法的各個步驟等作詳細說明。
圖1(A)為顯示作為本實施型態之加工方法的對象之晶圓之構成例的立體圖，圖1(B)則為顯示本實施形態之加工方法的位置決定步驟的立體圖。如圖1(A)所示，作為本實施形態之加工方法的對象之晶圓(板狀物)11，是具有圓盤狀外形的半導體晶圓，設有中間的裝置區域17和，圍繞裝置區域17之外周剩餘區域19。
晶圓11之表面11a側的裝置區域17，被排列成格子狀的切割道(分割預定線)13劃分成複數個區域，並於各區域形成IC等裝置15。晶圓11的外周(側面)11e經倒角加工，使截面形狀變成圓弧狀(參照圖2等)。
本實施形態之加工方法為，首先，實施將晶圓11載置於支撐板20上的位置決定步驟。如圖1(B)所示，支撐 板20是形成為有和晶圓11相同外徑的圓盤狀，且具有支撐晶圓11所需的剛性。又，支撐板20也具有相當平坦的表面20a和背面20b。
可使用和晶圓11相同的半導體晶圓作為支撐板20。例如，使用矽晶圓作為晶圓11的情況中，也可使用矽晶圓作為支撐板20。如此，藉由使晶圓11和支撐板20之材質為共同材質，不但不會造成加工成本大幅增加，在之後的結合步驟中也可使晶圓11和支撐板20適當地熔接。
然而，支撐板20的構造不以此為限。只要是具備平坦的表面和背面，且在之後的結合步驟中可和晶圓11適當地熔接的剛體板，都可作為支撐板20使用。例如，以玻璃基板等作為支撐板20使用亦可。
在位置決定步驟中，是使上述的晶圓11的表面11a側和支撐板20的表面20a側相面對，以使晶圓11定位於支撐板20上方。並且，使晶圓11和支撐板20相接近，使晶圓11載置於支撐板20上。也就是說，位置決定步驟結束時，會使晶圓11之表面11a和支撐板20之表面20a接觸。
在位置決定步驟後，實施將晶圓11固定於支撐板20的結合步驟。圖2(A)和圖2(B)為模式地顯示本實施形態之加工方法的結合步驟之局部截面側視圖，圖2(C)是實施結合步驟後的晶圓的立體圖。再者，在結合步驟中，也可以應用後述之結合步驟的第2態樣，取代圖2所示之結合步驟的第1態樣。
如圖2(A)所示，在結合步驟中，首先，原封不動 地保持晶圓11和支撐板20之位置關係，使支撐板20的背面20b側吸附於夾頭台22。接著，將雷射加工頭24定位於晶圓11的外周剩餘區域19的上方，並一邊使夾頭台22旋轉，一邊向晶圓11照射雷射光束26。
雷射光束26是以，例如，YAG(yttrium aluminium garnet，釔鋁石榴石)、YVO4(yttrium vanadate，釩酸釔)、Er/Yb/Tm(鉺/鐿/銩)摻雜光纖等作為雷射介質而振盪，並照射於晶圓11之露出面的背面11b。又，使雷射光束26的聚光點28定位於晶圓11和支撐板20的界面(表面11a和表面20a)之附近。使雷射光束26聚光的光學系統，則以可形成長焦距者為宜。
對雷射光束26的波長並沒有特別的限制，但宜為不易被晶圓11吸收的波長。例如，使用矽晶圓作為晶圓11時，可使用紅外線區域之波長(例如，比700nm長的波長)的雷射光束26。
如果將雷射光束26設定成此種波長，可抑制晶圓11內部對雷射光束26的吸收，而可以使足夠強度的雷射光束26到達晶圓11和支撐板20的界面附近。
如圖2(B)和圖2(C)所示，在晶圓11和支撐板20的界面附近照射足夠強度的雷射光束26時，晶圓11之表面11a側的一部分和，支撐板20之表面20a側的一部分會熔融。
其結果，將在晶圓11的外周剩餘區域19，形成使晶圓11和支撐板20熔接之熔接區域30，使晶圓11可透過熔接區域30固定在支撐板20上。
在此結合步驟中，由於一邊旋轉夾頭台22，一邊照射雷射光束26，故可使熔接區域30形成為圍繞裝置區域17之圓環狀。然而，熔接區域30的形狀不以此為限。只要使熔接區域30至少位於外周剩餘區域19，並形成為使晶圓11和支撐板20熔接即可。
在結合步驟後，實施對固定在支撐板20的晶圓11進行加工之加工步驟。圖3為模式地顯示本實施形態之加工方法的加工步驟之局部截面側視圖。再者，在本實施形態中，是以磨削步驟作為加工步驟之一例。
如圖3所示，在加工步驟(磨削步驟)中，使支撐板20的背面20b側吸附在夾頭台32，使磨削輪34的磨削研磨石36接觸晶圓11的背面11b。在此狀態下，使夾頭台32和磨削研磨輪34相對旋轉，就可使晶圓11的背面11b側受到磨削。
本實施形態之加工方法中，由於在結合步驟中，不使用膠層和接著劑就將晶圓11固定於支撐板20上，故可以充分地抑制作為晶圓11之加工對象面之背面11b的高度位置之不一致。據此，可使磨削步驟之最終加工厚度達到均一。
再者，也可實施磨削步驟以外的加工步驟。例如，可以實施形成TSV(Through silicon via，直通矽晶穿孔)之TSV形成步驟或，於晶圓11內部形成改質層的雷射加工步驟等，取代磨削步驟。除了磨削步驟外，還實施TSV形成步驟或雷射加工步驟等亦可。
於加工步驟後，實施從支撐板20取下晶圓11的取下步驟。圖4為模式地顯示本實施形態之加工方法的取下步驟之局部截面側視圖。再者，在取下步驟中，也可以應用後述之取下步驟的第2態樣、第3態樣、或第4樣態，來取代圖4所示之取下步驟的第1態樣。
如圖4(A)所示，在取下步驟中，首先，使支撐板20的背面20b側吸附於夾頭台38。並且，使高速旋轉的切削刀40定位於熔接區域30之內側且切入晶圓11之背面11b側，並使夾頭台38旋轉。
切削刀40的切入深度是設定成加工步驟後的晶圓11的厚度以上。藉此，可以形成深度到達支撐板20的分割溝42。並將切削刀40定位成，至少使分割溝42的內周比熔接區域30的內周更靠近晶圓11之中央側形成。
以分割溝42為邊界，可分割成晶圓11的中央側(裝置區域17側)和外周側(外周剩餘區域19側)。因此，如圖4(B)所示，可以輕易地從支撐板20取下晶圓11的裝置區域17側。
本實施型態的加工方法，由於在結合步驟中，不使用膠層和接著劑就使晶圓11固定於支撐板20上，故可以防止在取下步驟中，膠和接著劑殘存於晶圓11。
如上所述，本實施形態之加工方法，利用雷射光束26之照射使晶圓11和支撐板20熔接，藉此，可以不使用膠層和接著劑就將晶圓11固定於支撐板20上。據此，可以抑制伴隨著膠層和接著劑的使用而導致之作為晶圓11的加 工對象面之背面11b的高度位置之不一致。又，可以防止在晶圓11之膠和接著劑的殘存。
另外，上述實施形態之結合步驟或取下步驟，也可變更成其他態樣。圖5(A)和圖5(B)為模式地顯示結合步驟之第2態樣的局部截面側視圖，圖5(C)為第2樣態之結合步驟實施後的晶圓的立體圖。圖6、圖7，以及圖8，分別模式地顯示取下步驟之第2態樣、第3態樣，以及第4態樣的局部截面側視圖。
如圖5(A)所示，結合步驟的第2態樣為，使支撐板20的背面20b側吸附於夾頭台22後，使雷射加工頭24定位於晶圓11的外周11e之外側。並且，一邊旋轉夾頭台22，一邊照射雷射光束26。
雷射光束26是以，例如，YAG(釔鋁石榴石)、YVO4(釩酸釔)、Er/Yb/Tm摻雜光纖等作為雷射介質而振盪，並從晶圓11之側邊向晶圓11和支撐板20之界面進行照射。使雷射光束26的聚光點28定位於晶圓11和支撐板20之界面的附近。
如圖5(B)和圖5(C)所示，在晶圓11和支撐板20之界面附近以足夠強度的雷射光束26照射時，會使晶圓11之表面11a側的一部分和支撐板20之表面20a側的一部分熔融。其結果，可在晶圓11的外周剩餘區域19中，形成使晶圓11和支撐板20熔接之熔接區域44，且晶圓11是透過熔接區域44固定在支撐板20上。
如圖6(A)所示，取下步驟之第2態樣為，使支撐 板20的背面20b側吸附於夾頭台38。並且，使高速旋轉的切削刀40定位成和熔接區域30內側之邊緣30a重合而切入晶圓11之背面11b側，並使夾頭台38旋轉。
切削刀40之切入深度是設定成加工步驟後的晶圓11的厚度以上。藉此，可以形成深度到達支撐板20的分割溝42。以分割溝42為邊界，可分割成晶圓11的中央側和外周側，並如圖6(B)所示，可輕易地從支撐板20取下晶圓11的裝置區域17側。
如圖7(A)所示，取下步驟之第3態樣為，首先，將已張貼在圓環狀框架46的切割膠帶48貼附於固定在支撐板20的晶圓11之背面11b側。
透過切割膠帶48使晶圓11之背面11b側吸附於夾頭台38後，使夾頭台38旋轉。並且，使高速旋轉的切削刀40定位於熔接區域30的內側，而切入支撐板20之背面20b側。
切削刀40的切入深度，是設定成支撐板20的厚度和加工步驟後之晶圓11的厚度的總和以上。藉此，可以形成深度到達切割膠帶48的分割溝42。並將切削刀40定位成，至少使分割溝42的內周比熔接區域30的內周更靠近晶圓11之中央側形成。
以分割溝42為邊界，可分割成晶圓11之中央側和外周側。因此，如圖7(B)所示，可以輕易地從支撐板20取下晶圓11的裝置區域17側。在取下步驟之第3態樣中，由於從支撐板20取下的晶圓11受到切割膠帶48和框架46支撐， 因而可以降低處理時晶圓11的破損風險。
如圖8(A)所示，取下步驟之第4態樣為，首先，將已張貼在圓環狀框架46的切割膠帶48貼附於固定在支撐板20的晶圓11之背面11b側。
透過切割膠帶48使晶圓11之背面11b側吸附於夾頭台38後，使夾頭台38旋轉。並且，使高速旋轉的切削刀40定位成和熔接區域30重合，而切入支撐板20之背面20b側。
切削刀40的切入深度，是設定成支撐板20的厚度和加工步驟後之晶圓11的厚度的總和以上。藉此，可以形成深度到達切割膠帶48的分割溝42，並如圖8(B)所示，可以輕易地從支撐板20取下晶圓11的裝置區域17側。
取下步驟之第4態態與取下步驟之第3態樣相同，從支撐板20取下的晶圓11，因為受到切割膠帶48和框架46支撐，因而可以降低處理時晶圓11的破損風險。
再者，本發明不受限於上述實施形態之記載，可以作各種變更而實施。例如，在上述實施形態中雖然揭示了，利用切削刀40形成分割溝42以從支撐板20取下晶圓11之取下步驟，但是，亦可藉由以雷射光束照射之剝蝕加工來形成分割溝42。
其他，和上述實施形態相關的構造、方法等，只要不脫離本發明之目的的範圍，都可適當地變更而實施。
產業上之可利用性
本發明在加工晶圓等的板狀物時相當有用。
11‧‧‧晶圓(板狀物)
11a、20a‧‧‧表面
11b、20b‧‧‧背面
11e‧‧‧外周(側面)
15‧‧‧裝置
17‧‧‧裝置區域
19‧‧‧外周剩餘區域(外周部)
20‧‧‧支撐板
22‧‧‧夾頭台
24‧‧‧雷射加工頭
26‧‧‧雷射光束
28‧‧‧聚光點
30‧‧‧熔接區域

Claims (4)

  1. 一種板狀物的加工方法，特徵在於，為板狀物之加工方法，並具有：將板狀物載置於支撐板上的位置決定步驟，對載置於該支撐板上的板狀物之外周部照射雷射光束，以在板狀物的外周部形成熔接該板狀物於該支撐板之熔接區域，並將板狀物固定於該支撐板上的結合步驟，及實施該結合步驟後，對板狀物實施加工的加工步驟。
  2. 如請求項1所述的加工方法，其中更具備有實施前述加工步驟後，形成將板狀物沿前述熔接區域分割之分割溝，並將板狀物從前述支撐板取下的取下步驟，在該取下步驟中，是以使該分割溝之內周定位於從熔接區域之內周位置到板狀物之中央側的方式，形成該分割溝。
  3. 如請求項1或請求項2所述的加工方法，在前述熔接步驟中，是從載置於前述支撐板上的板狀物的露出面將雷射光束的聚光點定位在板狀物和支撐板之界面，以藉由照射該雷射光束在板狀物的外周緣之內側形成前述熔接區域。
  4. 如請求項1或請求項2所述的加工方法，其中前述熔接區域為包含載置於前述支撐板上的板狀物之側面的區域。
TW103107205A 2013-04-11 2014-03-04 processing method TWI606507B (zh)

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