TWI653678B - Wafer processing method - Google Patents

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Abstract

本發明之課題是提供一種晶圓之加工方法，其是在將裝設於晶圓之背面的晶片接合用之接著膜側貼附於切割膠帶之表面的狀態下，透過切削刀而沿分割預定線和接著膜一起切削時，不會有使切削刀之切割刃產生晃動之情形，且也不會產生構成切割膠帶之基材的毛邊。解決手段是將在表面上使複數條分割預定線形成為格子狀並且在藉由複數條分割預定線所劃分出的複數個區域中形成有器件的晶圓，沿著分割預定線分割成一個個器件，且在各器件之背面裝設晶片接合用的接著膜的晶圓之加工方法，其包含：晶圓支撐步驟，在晶圓之背面裝設接著膜並且將接著膜側貼附在膠帶基材上舖設有會因紫外線之照射而硬化的黏著層之切割膠帶的黏著層上；紫外線照射步驟，對切割膠帶照射紫外線使以使黏著層硬化；以及切削步驟，藉由使外周具有切割刃之切削刀旋轉以沿分割預定線將晶圓和接著膜一起切斷而分割成一個個器件，且切削步驟是使切削刀之切割刃切入已硬化之黏著層中。

Description

晶圓之加工方法 發明領域
本發明是有關於一種晶圓之加工方法，其是將在表面上藉由形成為格子狀的複數條分割預定線所劃分的複數個區域中分別形成有器件之晶圓，沿著分割預定線分割成一個個器件，且在各器件之背面裝設晶片接合(die bonding)用的接著膜。
發明背景
例如，在半導體器件製造程序中，會在大致呈圓板形狀之半導體晶圓的表面上以形成為格子狀之複數條分割預定線所劃分出的複數的區域中形成有IC、LSI等之器件。在像這樣於表面形成有器件之半導體晶圓的背面上會裝設以聚醯亞胺系樹脂、環氧系樹脂、丙烯酸系樹脂脂等所形成之厚度5~150μm之被稱為晶粒接合膜(DAF)的晶片接合用的接著膜，並藉由沿著分割預定線將晶圓與接著膜一起切斷而分割成一個個器件(參照例如專利文獻1)。
在上述之半導體晶圓的分割中一般所使用的是切削裝置，這種切削裝置會以具有厚度為20~30μm左右之切割刃的切削刀沿著分割預定線將半導體晶圓和接著膜一 起切削。為了將半導體晶圓藉由切削裝置沿分割預定線和接著膜一起切削，雖然會以已將接著膜側貼附在裝設於環狀框架上的切割膠帶之表面上的狀態來保持於工作夾台上，而藉由切削刀沿分割預定線和接著膜一起切削，但是會有起因於接著膜之彈性而導致切削刀之切割刃晃動的情況。一旦切削刀之切割刃晃動，就會有在分割成一個個的器件之側面上產生缺陷而使器件之抗折強度及品質降低的問題。
為了解決上述之問題，會藉由將切削刀定位到使切削刀之切割刃的外周縁稍微切入切割膠帶之基材的位置上，以將切割刃形成受到切割膠帶支撐。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本專利特開2009-28810號公報
發明概要
然而，當將切削刀之切割刃的外周縁定位到稍微切入切割膠帶之位置而進行切削時，就會切削切割膠帶之基材，因此在基材之毛邊附著於接著膜上而將器件接合在配線基板上時，會有基材之毛邊成為引起斷線之原因的問題。
本發明是有鑒於上述事實而作成的發明，其主要之技術課題在於提供一種晶圓之加工方法，其在將裝設於 晶圓之背面的晶片接合用之接著膜側貼附於切割膠帶之表面的狀態下，透過切削刀而沿分割預定線將晶圓和接著膜一起切削時，不會有使切削刀之切割刃產生晃動之情形，且也不會產生切割膠帶之基材的毛邊。
為了解決上記主要之技術課題，依據本發明所提供的晶圓之加工方法，是將在表面上使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分別形成有器件之晶圓，沿著分割預定線分割成一個個器件，且在各器件之背面裝設晶片接合用接著膜的晶圓之加工方法，其特徵在於包含：晶圓支撐步驟，在晶圓之背面裝設接著膜並且將接著膜側貼附在切割膠帶的黏著層上，該切割膠帶是在膠帶基材上舖設有會因紫外線之照射而硬化的黏著層；紫外線照射步驟，對該切割膠帶照射紫外線以使該黏著層硬化；以及切削步驟，藉由使外周具有切割刃之切削刀旋轉而沿分割預定線將晶圓和接著膜一起切斷而分割成一個個器件，且該切削步驟是使切削刀之切割刃切入已硬化之黏著層中。
依據本發明的晶圓之加工方法，由於在切削步驟中是使切削刀之切割刃切入已硬化之黏著層中，所以切削 刀之切割刃會被已硬化之黏著層所支撐而抑制晃動，因此不會在器件上產生缺陷。
又，在切削步驟中，由於是將切削刀之環狀的切割刃切入已硬化之黏著層中、而沒有抵達膠帶基材，所以並不會切削膠帶基材，因此不會產生毛邊，而能夠將引起斷線之問題防範於未然。
2‧‧‧半導體晶圓
2a‧‧‧表面
2b‧‧‧背面
21‧‧‧分割預定線
22‧‧‧器件
23‧‧‧切削溝
3‧‧‧接著膜
4‧‧‧環狀框架
5‧‧‧切割膠帶
51‧‧‧膠帶基材
52‧‧‧黏著層
6‧‧‧紫外線照射器
7‧‧‧切削裝置
71‧‧‧切削裝置之工作夾台
72‧‧‧切削機構
721‧‧‧主軸殼體
722‧‧‧旋轉主軸
723‧‧‧切削刀
724‧‧‧基台
725‧‧‧環狀之切割刃
73‧‧‧攝像機構
723a、X1、X2、Y、Z1、Z2‧‧‧箭頭
圖1是半導體晶圓的立體圖。
圖2(a)~(d)是顯示晶圓支撐步驟之第1實施形態的說明圖。
圖3(a)~(c)是顯示晶圓支撐步驟之第2實施形態的說明圖。
圖4是顯示紫外線照射步驟之說明圖。
圖5是用於實施切削步驟之切削裝置的主要部位立體圖。
圖6(a)~(d)是顯示切削步驟之說明圖。
圖7是將半導體晶圓分割後之器件的立體圖。
用以實施發明之形態
以下，針對本發明的晶圓之加工方法的較佳實施形態，參照附加之圖式以更詳細地進行說明。
圖1中所示為半導體晶圓2的立體圖。圖1所示之半導體晶圓2是由例如厚度為200μm之矽晶圓所構成，且在表面2a上將複數條分割預定線21形成為格子狀。並且，在 半導體晶圓2之表面2a上，在被形成為格子狀之複數條分割預定線21所劃分出的複數個區域中形成有IC、LSI等器件22。以下，針對將此半導體晶圓2沿分割預定線21分割成一個個器件22，且在各器件22之背面裝設晶片接合用之接著膜的晶圓之加工方法進行說明。
首先，實施晶圓支撐步驟，該晶圓支撐步驟是在晶圓之背面裝設接著膜並且將接著膜側貼附在膠帶基材上舖設有會因紫外線之照射而硬化之黏著層的切割膠帶上。在此晶圓支撐工程中之第1實施形態中，是如圖2(a)及(b)所示地在半導體晶圓2之背面2b裝設晶片接合用的接著膜3。再者，接著膜3是由厚度為100μm之環氧系或丙烯酸系樹脂薄膜所構成。像這樣進行而在半導體晶圓2之背面2b裝設上接著膜3後，即可如圖2(c)所示地將裝設有接著膜3之半導體晶圓2的接著膜3側貼附在已裝設於環狀框架4上之切割膠帶5上。再者，切割膠帶5，是如圖2(d)所示地在厚度為70μm之聚烯烴所構成之膠帶基材51的表面上舖設有會因紫外線之照射而硬化的黏著層52。在此黏著層52之表面上貼附有裝設於半導體晶圓2之背面2b的接著膜3。再者，黏著層52在本實施形態中是由丙烯酸系樹脂所構成，且將厚度形成為30μm。在上述之圖2(a)至(d)所示之實施形態中，雖然所顯示的是將裝設有接著膜3之半導體晶圓2的接著膜3側貼附在已裝設於環狀框架4的切割膠帶5上之例，但是也可以在將切割膠帶5貼附到裝設有接著膜3之半導體晶圓2的接著膜3側時，同時將切割膠帶5之外周部裝設到環狀之 框架4上。
針對上述之晶圓支撐步驟的第2實施形態，參照圖3來進行說明。圖3所示之實施形態，是使用事先將接著膜3貼附在切割膠帶5之表面之附有接著膜的切割膠帶。再者，切割膠帶5，是如圖3(c)所示地在厚度為70μm之聚烯烴所構成之膠帶基材51的表面上舖設有會因紫外線之照射而硬化之由丙烯酸系樹脂所構成的厚度為30μm之黏著層52。在像這樣所構成之切割膠帶5的黏著層52的表面上貼附有接著膜3。第2實施形態中之晶圓支撐步驟，是如圖3(a)、(b)所示地將半導體晶圓2的背面2b裝設在已貼附於切割膠帶5的表面之接著膜3上，且該切割膠帶5是將外周部裝設成覆蓋環狀框架4之內側開口部。像這樣使用附有接著膜之切割膠帶時，是藉由將半導體晶圓2的背面2b裝設於已被貼附在切割膠帶5之表面的接著膜3上，以藉由裝設在環狀框架4上之切割膠帶5來支撐裝設有接著膜3之半導體晶圓2。再者，在圖3(a)、(b)所示之實施形態中，雖然所顯示之例是將半導體晶圓2之背面2b裝設接著膜3上，而該接著膜3已被貼附在將外周部裝設在環狀框架4之切割膠帶5的表面上，但也可以在將已貼附在切割膠帶5上的接著膜3裝設到半導體晶圓2之背面2b時，同時將切割膠帶5之外周部裝設到環狀框架4上。
已實施上述之晶圓支撐步驟後，就可以實施對切割膠帶5照射紫外線來使黏著層52硬化之紫外線照射步驟。亦即，是如圖4中所示地藉由紫外線照射器6從裝設於環狀 框架4上的切割膠帶5的背面側照射紫外線。再者，照射之紫外線可使輸出為100mW/cm2且進行2秒左右。其結果，可使已舖設於切割膠帶5之膠帶基材51的表面上的黏著層52(參照圖2(d)及圖3(c))硬化。
接著，實施切削步驟，該切削步驟是藉由使外周具有切割刃之切削刀旋轉而沿著分割預定線21將半導體晶圓2和接著膜3一起切斷以分割成一個個器件。此切削步驟是採用圖5中所示之切削裝置7而實施。圖5所示之切削裝置7具備有保持被加工物之作為被加工物保持機構的工作夾台71、切削該工作夾台71所保持之被加工物的切削機構72、及拍攝工作夾台71所保持之被加工物的攝像機構73。工作夾台71是構成為可吸引保持被加工物，並形成為可藉由圖未示之加工進給機構使其可在圖5中於箭頭X所示之加工進給方向(X軸方向)上移動，並且藉由圖未示之分度進給機構使其可在箭頭Y所示的分度進給方向(Y軸方向)上移動。
上述切削機構72包含有實質上水平地配置之主軸殼體721、被該主軸殼體721支撐成旋轉自如的旋轉主軸722、及裝設在該旋轉主軸722的前端部的切削刀723，並形成為旋轉主軸722可藉由配置在主軸殼體721內之圖未示的伺服馬達而使其可朝箭頭723a所示之方向旋轉。切削刀723是由以鋁等金屬材形成之圓盤狀的基台724、和裝設在該基台724的側面外周部之環狀的切割刃725所構成。環狀的切割刃725是由已在基台724之側面外周部用鍍鎳方式將粒徑為3~4μm之鑽石磨粒固定而成的電鑄刀片所構成，且在本 實施形態中是形成厚度為30μm且外徑為50mm。
上述攝像機構73是裝設在主軸殼體721的前端部，且具備用於照明被加工物之照明機構、捕捉以該照明機構所照明之區域的光學系統、及對被該光學系統所捕捉到的影像進行拍攝之攝像元件(CCD)等，並將所拍攝到的影像訊號傳送到圖未示之控制機構。
在採用上述之切削裝置7實施切削步驟時，會如圖5所示地將已實施過上述紫外線照射步驟之貼附有半導體晶圓2的切割膠帶5側載置在工作夾台71上。然後，藉由作動圖未示之吸引機構，以透過切割膠帶5將半導體晶圓2吸引保持於工作夾台71上(晶圓保持步驟)。因此，保持於工作夾台71上之半導體晶圓2會成為表面2a在上側。再者，在圖5中雖然是將裝設有切割膠帶5之環狀框架4省略而顯示，但是環狀框架4會受到配置於工作夾台71上之適當的框架保持機構所保持。如此進行而吸引保持有半導體晶圓2之工作夾台71，可藉由圖未示之加工進給機構定位到攝像機構73的正下方。
當如上述地將吸引保持有半導體晶圓2之工作夾台71定位到撮像機構73的正下方時，即可實施藉由撮像機構73及圖未示之控制機構檢測半導體晶圓2之用來切削之區域的校準步驟。亦即，攝像機構73及圖未示之控制機構會實行用於進行使半導體晶圓2之在預定方向上形成的分割預定線21，和沿著該分割預定線21切削加工之切削刀723的位置對齊之型樣匹配(pattern matching)等的影像處理，而 完成切削加工位置的校準。又，對於在半導體晶圓2上所形成之於相對於上述分割預定線21為垂直相交的方向上延伸之分割預定線21，也是同樣地完成切削加工位置的校準。
只要如以上地進行以檢測被保持於工作夾台71上之半導體晶圓2的分割預定線21，且進行切削區域之校準後，即可將保持了半導體晶圓2之工作夾台71移動至切削區域的切削開始位置。此時，是如圖6(a)所示地將半導體晶圓2定位成使用來切削之分割預定線21的一端(在圖6(a)中為左端)位於比切削刀723之正下方還要靠右側預定量。
如此進行而將保持在切削裝置7之工作夾台71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723從圖6(a)中以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6(a)中如實線所示地定位到預定之切入進給位置。此切入進給位置是設定在如圖6(c)所示地使切削刀723之環狀的切割刃725切入貼附有裝設於半導體晶圓2的背面之接著膜3的切割膠帶5之已硬化之黏著層52中的位置上，且未達膠帶基材51之位置。
接著，使切削刀723在圖6(a)中朝箭頭723a所示之方向以預定之旋轉速度旋轉，並使工作夾台71在圖6(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，當工作夾台71如圖6(b)所示地到達使分割預定線21之另一端(在圖6(b)中為右端)位於比切削刀723之正下方起還靠左側預定量之位置後，即停止工作夾台71之移動。藉由像這樣對工作夾台71進行切削進給，以如圖6(d)所示，藉由沿分割 預定線21形成之切削溝23來將半導體晶圓2及接著膜3切斷(切削步驟)。
其次，如圖6(b)中箭頭Z2所示地使切削刀723上升而定位到2點鏈線所示之待機位置上，且將工作夾台71在圖6(b)中朝箭頭X2所示之方向移動，以返回到圖6(a)所示之位置上。然後，將工作夾台71朝與紙面垂直之方向(分度進給方向)分度進給相當於分割預定線21之間隔的量，並將下一個要用來切削之分割預定線21定位到與切削刀723相對應的位置上。如此進行而將下一個要用來切削之分割預定線21定位到與切削刀723相對應之位置上之後，即可實施上述之切削步驟。如此進行而在半導體晶圓2上沿著形成於預定方向上之全部的分割預定線21都實施上述之切削步驟。
再者，上述切削步驟是以例如以下之加工條件進行。
切削刀：外徑50mm，厚度30μm
切削刀之旋轉速度：20000rpm
切削進給速度：50mm/秒
當將上述之切削步驟在半導體晶圓2上沿著形成於第1方向上之全部的分割預定線21都實施後，即可將工作夾台71轉動90度，並沿著在與上記第1方向垂直相交之方向上所形成的分割預定線21實施上述切削步驟。其結果，將半導體晶圓2沿分割預定線21切斷，並如圖7中所示地分割成背面上已裝設有接著膜3之一個個器件22。
在上述之切削步驟中，由於是將切削刀723之環狀的切 割刃725定位到使其切入貼附有裝設於半導體晶圓2之背面的接著膜3之切割膠帶5的已硬化之黏著層52中的位置上，所以會藉由已硬化之黏著層52而受到支撐而能夠抑制晃動，因而不會在器件上產生缺陷。
又，在上述切削步驟中，由於是將切削刀723之環狀的切割刃725定位到使其切入已硬化之黏著層52中的位置上，且是使切割刃725之外周縁定位在未達切割膠帶5之膠帶基材51的位置上，所以並不會切削膠帶基材51，因此不會產生毛邊，而能夠將引起斷線之問題防範於未然。

Claims (1)

  1. 一種晶圓之加工方法，是將晶圓沿著複數條交叉的分割預定線分割以獲得複數個獨立器件，且在各器件之背面裝設晶片接合用的接著膜，並且該分割預定線形成在該晶圓的表面，且界定出形成有各個該器件的複數個區域，該晶圓之加工方法之特徵在於包含：晶圓支撐步驟，在晶圓之背面裝設接著膜之一側並且將接著膜的另一側貼附在由一基材及一形成於該基材之紫外線硬化黏著層所構成的切割膠帶上，且該接著膜是貼附在該切割膠帶之紫外線硬化黏著層；紫外線照射步驟，在實施該晶圓支撐步驟後，對該切割膠帶照射紫外線以使該黏著層硬化；以及切削步驟，在實施該紫外線照射步驟後，藉由使外周具有切割刃之切削刀旋轉以沿該分割預定線將該晶圓和該接著膜一起切斷而分割成單獨器件，且在該切削步驟中，是使該切削刀之該切割刃被定位成該切割刃部分地切入已硬化之黏著層中。
TW104125656A 2014-09-18 2015-08-06 Wafer processing method TWI653678B (zh)

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