TWI656597B - Wafer processing method - Google Patents

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Abstract

本發明的課題為提供一種能夠對藉由積層於基板表面的功能層而形成有複數個器件的晶圓，沿著分割預定線照射雷射光線，以形成沿著分割預定線生成的碎片不會附著在器件的表面的晶圓之加工方法。解決手段是將藉由積層於基板表面的功能層而形成有複數個器件的晶圓，沿著劃分該器件之複數條切割道分割的晶圓之加工方法，其包含：保護膠帶貼附步驟，使敷設有黏著層的保護膠帶的黏著層側與晶圓的功能層的表面相面對，以將保護膠帶貼附在功能層的表面上；以及晶圓分割步驟，將已實施該保護膠帶貼附步驟的晶圓的保護膠帶側保持在工作夾台的保持面上，並從晶圓的基板的背面側沿著分割預定線照射對基板及功能層具有吸收性之波長的雷射光線，且沿著分割預定線形成達到保護膠帶的雷射加工溝，以將晶圓分割成一個個器件晶片。該保護膠帶貼附步驟是將保護膠帶的黏著層與器件密接而貼附成沒有縫隙，以免在晶圓分割步驟中使因照射雷射光線而沿著分割預定線生成的碎片附著在器件的表面上。

Description

晶圓之加工方法 發明領域
本發明是有關於一種將藉由積層於基板表面的功能層而形成有複數個器件之晶圓，沿著將器件劃分之複數條分割預定線進行分割的晶圓之加工方法。
發明背景
如所屬技術領域的通常知識者所熟知的，在半導體器件製程中，是藉由在矽等基板的表面積層絕緣膜與功能膜之功能層，而形成將複數個IC、LSI等器件形成矩陣狀的半導體晶圓。如此所形成之半導體晶圓，會以分割預定線劃分上述器件，並藉由沿著此分割預定線進行分割而製造出一個個的半導體器件晶片。
近來，為了提升IC、LSI等半導體器件晶片的處理能力，而在矽等基板的表面上藉由功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，該功能層是將由SiOF、BSG(SiOB)等之無機物類的膜，或是聚醯亞胺類、聚對二甲苯(parylene)類等之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。
通常，沿著這種半導體晶圓之分割預定線的分割， 是利用稱為切割鋸(dicing saw)的切削裝置來進行。此切削裝置具備有作為保持被加工物(亦即半導體晶圓)的被加工物保持手段之工作夾台、用於將保持在該工作夾台上的半導體晶圓切削之切削手段、以及使工作夾台及切削手段相對地移動的移動手段。切削手段包含了使其高速旋轉之旋轉主軸與裝設在該主軸上的切削刀。切削刀是由圓盤狀之基台與裝設在該基台的側面外周部的環狀切割刃所構成，切割刃是藉由電鑄將例如粒徑3μm左右的鑽石研磨粒加以固定而形成。
然而，由於上述的Low-k膜與晶圓的原料有所差異，因此要利用切削刀來同時切削是有困難的。亦即，由於Low-k膜如同雲母一般非常地脆，當以切削刀沿著分割預定線進行切削時，就會有Low-k膜剝離、且這個剝離甚至到達電路而對器件造成致命性的損傷的問題。
為了解決上述的問題，已有一種晶圓之分割方法揭示在下述的專利文獻1中，該方法為：在形成於半導體晶圓上的分割預定線的兩側沿著分割預定線照射雷射光線，而沿著切割道形成2條雷射加工溝來將功能層分割切斷，並將切削刀定位在這2條雷射加工溝之間來將切削刀與半導體晶圓相對移動，藉此沿著分割預定線將半導體晶圓切斷。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本專利特開2005-64231號公報
發明概要
然而，如上述專利文獻1所記載，要藉由在形成於半導體晶圓上的分割預定線的兩側沿著分割預定線照射雷射光線，以沿著分割預定線形成2條雷射加工溝來將功能層分割切斷，並將切削刀定位在這2條雷射加工溝之間，以沿著分割預定線切斷半導體晶圓的晶圓之分割方法，會有以下的問題。
(1)為了將功能層分斷，必須沿著分割預定線形成至少2條的雷射加工溝，因而使生產性較差。
(2)在形成雷射加工溝之時如果功能層的分割切斷不充分，就會發生切削刀的偏移或傾斜，而在切削刀上形成偏磨耗。
(3)由於當在晶圓的表面上形成雷射加工溝時就會有碎片飛散，因此必須在晶圓的表面被覆保護膜，因而使生產性較差。
(4)由於為了形成2條雷射加工溝必須照射至少2次雷射光線，因而導致熱應變殘留於晶圓上，且使得器件的抗折強度降低。
(5)為了以超出切削刀的寬度的範圍形成2條雷射加工溝，必須將分割預定線的寬度加寬，會導致可形成於晶圓上的器件數量減少。
(6)在功能層的表面形成有包含SiO2、SiO、SiN、SiNO 的鈍化膜之晶圓上，會發生於照射雷射光線時穿透鈍化膜而導致功能層被加工且因無處可逃而使加工在橫向上擴大之所謂的側蝕(undercut)現象。
本發明是有鑒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能夠在解決上述問題的情形下，將藉由積層於基板表面的功能層而形成有複數個器件的晶圓分割成一個個的器件的晶圓之加工方法。
為了解決上述主要的技術課題，依據本發明所提供的晶圓之加工方法，是將藉由積層於基板表面的功能層而形成有複數個器件的晶圓，沿著劃分該器件的複數條切割道進行分割的晶圓之加工方法，其特徵在於包含：保護膠帶貼附步驟，使敷設有黏著層的保護膠帶的黏著層側與晶圓的功能層之表面相面對以將保護膠帶貼附在功能層的表面上；以及晶圓分割步驟，將已實施該保護膠帶貼附步驟的晶圓的保護膠帶側保持在工作夾台的保持面上，並從晶圓的基板的背面側沿著分割預定線照射對基板以及功能層具有吸收性之波長的雷射光線，且沿著分割預定線形成達到保護膠帶的雷射加工溝，以將晶圓分割成一個個器件晶片。
該保護膠帶貼附步驟是將保護膠帶的黏著層與器件密接而貼附成沒有縫隙，以免在晶圓分割步驟中使因照射雷射光線而沿著分割預定線生成的碎片附著在器件的表面上。
依據本發明的晶圓之加工方法，由於保護膠帶貼附步驟是將保護膠帶的黏著層與器件密接而貼附成沒有縫隙，以免在晶圓分割步驟中使因照射雷射光線而沿著分割預定線生成的碎片附著在器件的表面上，因此雖然在晶圓分割步驟中會因照射對基板以及功能層具有吸收性之波長的脈衝雷射而產生碎片，但由於已將保護膠帶的黏著層與形成於功能層上的器件密接而貼附成沒有縫隙，所以不會有碎片附著在器件上之情形。
又，依據本發明的晶圓之加工方法，可以得到以下的作用效果。
(1)因為不需要為了分割切斷功能層而沿著分割預定線形成複數條雷射加工溝，因此可提升生產性。
(2)因為不在功能層上形成雷射加工溝，所以不會產生切削刀的偏移或傾斜，而在切削刀上形成偏磨耗。
(3)因為不從晶圓的表面照射雷射光線，因此不需要在晶圓的表面被覆保護膜。
(4)因為是由基板的背面側形成切削溝，因此不需要寬度大的分割預定線，因而可以使晶圓上所能形成之器件的數量增加。
(5)因為不從晶圓的表面照射雷射光線，因此在功能層的表面上形成有包含SiO2、SiO、SiN、SiNO的鈍化膜的晶圓上，可以使穿透鈍化膜來加工功能層，暫時地使熱無處可逃而導致加工在橫向上擴大的情形受到抑制。
2‧‧‧半導體晶圓
20‧‧‧基板
20a‧‧‧基板的表面
20b‧‧‧基板的背面
201‧‧‧基板的一部分
21‧‧‧功能層
21a‧‧‧功能層的表面
22‧‧‧器件
23‧‧‧分割預定線
24‧‧‧雷射加工溝
25‧‧‧切削溝
26‧‧‧碎片
3‧‧‧保護膠帶
31‧‧‧黏著層
4‧‧‧按壓滾筒
5‧‧‧雷射加工裝置
51‧‧‧雷射加工裝置的工作夾 台
52‧‧‧雷射光線照射手段
521‧‧‧套殼
522‧‧‧聚光器
53‧‧‧攝像手段
6‧‧‧切削装置
61‧‧‧切削装置的工作夾台
62‧‧‧切削手段
621‧‧‧主軸殼體
622‧‧‧旋轉主軸
623‧‧‧切削刀
623a、X、X1、X2、Y、Z1、Z2‧‧‧箭頭
624‧‧‧基台
625‧‧‧切割刃
7‧‧‧器件分離裝置
71‧‧‧框架保持手段
711‧‧‧框架保持構件
711a‧‧‧載置面
712‧‧‧夾具
72‧‧‧膠帶擴張手段
721‧‧‧擴張圓筒
722‧‧‧支撐凸緣
723‧‧‧支撐手段
723a‧‧‧氣缸
723b‧‧‧活塞桿
73‧‧‧拾取式夾頭
F‧‧‧環狀框架
LB‧‧‧雷射光線
P‧‧‧聚光點
S‧‧‧間隙
T‧‧‧切割膠帶
圖1(a)、(b)是顯示半導體晶圓之立體圖及主要部位放大剖面圖。
圖2(a)~(c)是保護膠帶貼附步驟的說明圖。
圖3是用於實施晶圓分割步驟的雷射加工裝置的主要部位立體圖。
圖4(a)~(c)是顯示晶圓分割步驟的第1實施形態的說明圖。
圖5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6(a)~(d)是切削溝形成步驟的說明圖。
圖7是顯示晶圓分割步驟的第2實施形態的說明圖。
圖8(a)~(d)是顯示晶圓分割步驟的第2實施形態的說明圖。
圖9(a)、(b)是晶圓支撐步驟的說明圖。
圖10(a)、(b)是保護膠帶剝離步驟的說明圖。
圖11是用於實施器件分離步驟的器件分離裝置的立體圖。
圖12(a)~(c)是器件分離步驟的說明圖。
用以實施發明之形態
以下，就本發明的晶圓之加工方法，參照附加之圖式，作更詳細之說明。
圖1之(a)以及(b)中所示為可藉由本發明的晶圓 之加工方法被分割成一個個的器件的半導體晶圓之立體圖以及主要部位放大剖面圖。圖1(a)及(b)所示之半導體晶圓2，是藉由在厚度為200μm的矽等基板20的表面20a上積層有形成絕緣膜和電路之功能膜的功能層21，而將複數個IC、LSI等複數個器件22形成為矩陣狀。並且，各器件22是透過形成為格子狀之分割預定線23而被劃分。再者，在本實施形態中，形成功能層21之絕緣膜是由以SiO2膜，或SiOF、BSG(SiOB)等之無機物類的膜，或是聚醯亞胺類、聚對二甲苯類等之聚合物膜的有機物類的膜所形成之低介電常數絕緣體被覆膜(Low-k膜)所構成，且是將厚度設定在10μm。如此進行而構成的功能層21，會在表面21a形成有包含SiO2、SiO、SiN、SiNO的鈍化膜。
針對將上述半導體晶圓2沿分割預定線分割的晶圓之加工方法作說明。首先，實施保護膠帶貼附步驟，該保護膠帶貼附步驟是使敷設有黏著層的保護膠帶的黏著層側與構成半導體晶圓2的功能層21的表面相面對，而將保護膠帶貼附在功能層21的表面上。亦即，如圖2(a)及(b)所示，是使敷設有黏著層31的保護膠帶3的黏著層31側與半導體晶圓2的功能層21的表面21a相面對，而將保護膠帶3貼附在功能層21的表面21a上。再者，在本實施形態中，保護膠帶3是在厚度為100μm的聚氯乙烯(PVC)所構成的片狀基材的表面上將丙烯酸樹脂系的黏著層31塗布為厚度5μm左右。重要的是，此保護膠帶貼附步驟是將保護膠帶3的黏著層31與形成於功能層21上的器件密接而貼附成沒有縫隙，以免 在後述的晶圓分割步驟中使因照射雷射光線而沿著分割預定線23所生成的碎片附著在器件的表面上。為此，對於如上述圖2(a)及(b)所示地貼附在構成半導體晶圓2的功能層21的表面上的保護膠帶3，會如圖2(c)所示地藉由使按壓滾筒4轉動而進行按壓，以將黏著層31與藉由功能層21形成的器件密接而貼附成沒有縫隙。
只要實施上述的保護膠帶貼附步驟後，即可實施晶圓分割步驟，該晶圓分割步驟是將半導體晶圓2的保護膠帶3側保持在被加工物保持手段的保持面上，並從半導體晶圓2的基板20的背面側沿著分割預定線23照射對基板20以及功能層21具有吸收性之波長的雷射光線，且沿著分割預定線23形成達到保護膠帶3的雷射加工溝，藉此將半導體晶圓2分割成一個個的器件。此晶圓分割步驟是使用如圖3所示的雷射加工裝置5來實施。圖3所示的雷射加工裝置5具備有作為保持被加工物的被加工物保持手段之工作夾台51、將雷射光線照射在保持於該工作夾台51的上表面(亦即保持面)上的被加工物上之雷射照射手段52、以及拍攝保持於工作夾台51上的被加工物的攝像手段53。工作夾台51構成為可吸引保持被加工物，並形成為可藉由圖未示之移動機構使其在圖3中於以箭頭X所示之加工進給方向上及以箭頭Y所示之分度進給方向上移動。
上述雷射光線照射手段52是從裝設在實質上配置成水平之圓筒形狀的套殼521的前端之聚光器522照射出脈衝雷射光線。又，裝設在構成上述雷射光照射手段52之 套殼521的前端部的攝像手段53，在本實施形態中除了透過可見光拍攝之一般攝像元件(CCD)之外，還可由對被加工物照射紅外線之紅外線照明手段、捕捉由該紅外線照明手段所照射之紅外線的光學系統、及輸出與該光學系統所捕捉到的紅外線相對應的電氣信號的攝像元件(紅外線CCD)等所構成，並將所拍攝到的影像信號傳送到圖未示出的控制手段。
關於使用上述的雷射加工裝置5實施的晶圓分割步驟的第1實施形態，參照圖3以及圖4來說明。此晶圓分割步驟，首先是將上述已實施過保護膠帶貼附步驟的半導體2的保護膠帶3側載置在上述圖3所示的雷射加工裝置5的工作夾台51的上表面(亦即保持面)上。然後，藉由圖未示之吸引手段隔著保護膠帶3將半導體晶圓2吸附保持於工作夾台51上(晶圓保持步驟)。因此，被保持在工作夾台51上之半導體晶圓2會成為基板20的背面20b在上側。如此進行而吸引保持有半導體晶圓2之工作夾台51，可透過圖未示之加工進給手段定位到攝像手段53的正下方。
當將工作夾台51定位到攝像手段53的正下方時，即可實行校準作業，該校準作業是藉由攝像手段53及圖未示之控制手段檢測半導體晶圓2之用來雷射加工的加工區域。亦即，攝像手段53及圖未示之控制手段會實行用於進行形成於半導體晶圓2之第1方向上的分割預定線23，與沿分割預定線23照射雷射光線之雷射光線照射手段52的聚光器522的對位之型樣匹配等影像處理，而完成雷射光線照射 位置之校準(校準步驟)。又，對於半導體晶圓2上所形成之在相對於上述第1方向為直交的方向上延伸之分割預定線23，也是同樣地完成雷射光線照射位置的校準。此時，雖然半導體晶圓2之形成有分割預定線23的功能層21的表面是位在下側，但是由於攝像手段53如上所述地具備有以紅外線照明手段、可捕捉紅外線的光學系統以及輸出與紅外線相對應的電氣信號的攝像元件(紅外線CCD)等構成的攝像手段，因此可以從基板20的背面20b穿透而拍攝分割預定線23。
當如上所述地進行而檢測保持於工作夾台51上之半導體晶圓2上所形成的分割預定線23，並進行雷射光線照射位置的校準後，就能如圖4(a)所示地將工作夾台51移動至照射雷射光線之雷射光線照射手段52的聚光器522所在之雷射光線照射區域，並將預定之分割預定線23的一端(在圖4(a)中為左端)定位於雷射光線照射手段52的聚光器522的正下方。其次，將從聚光器522照射出來的脈衝雷射光線的聚光點P定位在基板20的背面20b附近。然後，一邊從聚光器522照射對基板20以及功能層21具有吸收性之波長的脈衝雷射光線，一邊以預定的進給速度使工作夾台51在圖4(a)中朝箭頭X1所示的方向移動。然後，如圖4(b)所示，當雷射光線照射手段52之聚光器522的照射位置到達分割預定線23的另一端之位置後，即停止脈衝雷射光線的照射並且停止工作夾台51的移動。
再者，可將上述晶圓分割步驟中的加工條件設定 成例如以下所示。
光源：YAG脈衝雷射
波長：355nm
重複頻率：200kHz
平均輸出：3W
聚光點點徑：φ 10μm
加工進給速度：300mm/秒
如上所述，沿著預定的分割預定線23實施了上述晶圓分割步驟後，就可以在箭頭Y所示的方向上將工作夾台51分度進給相當於形成於半導體晶圓2上的分割預定線23的間隔(分度進給步驟)，而完成上述晶圓分割步驟。如此進行而沿著形成於第1方向上的所有分割預定線23實施上述晶圓分割步驟後，即可使工作夾台51轉動90度，以沿著在相對於形成於上述第1方向上的分割預定線23為直交的方向上延伸的分割預定線23實行上述晶圓分割步驟。其結果，如圖4(c)所示，在構成半導體晶圓2的基板20以及功能層21上會形成沿著分割預定線23而到達保護膠帶3的雷射加工溝24，且將半導體晶圓2分割成一個個的器件。在此晶圓分割步驟中，雖然會因照射對基板20以及功能層21具有吸收性之波長的脈衝雷射光線而產生碎片，但由於保護膠帶3的黏著層31如上所述地與形成於功能層21上的器件密接而被貼附成沒有縫隙，因此不會有碎片附著在器件上之情形。再者，因照射脈衝雷射光線而產生的碎片會附著在保護膠帶3的黏著層31中的與分割預定線23相對應的區域上。
其次，關於晶圓分割步驟的第2實施形態，參照圖5至圖8來說明。在晶圓分割步驟的第2實施形態中，首先，是實施切削溝形成步驟，該切削溝形成步驟是從構成半導體晶圓2的基板20的背面側將切削刀定位在與分割預定線23相對應的區域並留下沒有達到功能層21的一部分來形成切削溝。此切削溝形成步驟，是利用圖5所示之切削裝置6來實施。圖5所示的切削裝置6具備有作為保持被加工物的被加工物保持手段之工作夾台61、切削保持在該工作夾台61的上表面(亦即保持面)上的被加工物之切削手段62、及拍攝保持在該工作夾台61上的被加工物的攝像手段63。工作夾台61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手段使其在圖5中於以箭頭X表示之加工進給方向上移動，並且可藉由圖未示之分度進給手段使其在以箭頭Y表示之分度進給方向上移動。
上述切削手段62包含有實質上水平地配置之主軸殼體621、被該主軸殼體621支撐成旋轉自如的旋轉主軸622、及裝設在該旋轉主軸622的前端部的切削刀623，並形成為旋轉主軸622可藉由配置在主軸殼體621內之圖未示的伺服馬達而使其朝箭頭623a所示之方向旋轉。切削刀623是由以鋁所形成的圓盤狀的基台624、與裝設於該基台624的側面外周部的環狀的切割刃625所構成。環狀的切割刃625是由已在基台624的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，在本實施形態中是形成為厚度為40μm且外徑為52mm。
上述攝像手段63是裝設在主軸殼體621的前端部，在本實施形態中，除了透過可見光拍攝之一般攝像元件(CCD)之外，還可由對被加工物照射紅外線之紅外線照明手段、捕捉由該紅外線照明手段所照射之紅外線的光學系統、及輸出與該光學系統所捕捉到的紅外線相對應的電氣信號的攝像元件(紅外線CCD)等所構成，並將所拍攝到的影像信號傳送到圖未示出的控制手段。
在使用上述切削裝置6來實施切削溝形成步驟上，會如圖5所示地將已實施過上述保護膠帶貼附步驟的半導體晶圓2的保護膠帶3側載置在工作夾台61的上表面(亦即保持面)上。然後，藉由圖未示之吸引手段隔著保護膠帶3將半導體晶圓2吸附保持於工作夾台61上(晶圓保持步驟)。因此，被保持在工作夾台61上之半導體晶圓2會成為基板20的背面20b在上側。如此進行而吸引保持有半導體晶圓2之工作夾台61，可透過圖未示之加工進給手段定位到攝像手段63的正下方。
當將工作夾台61定位到攝像手段63的正下方時，即可實行校準步驟，該校準步驟是藉由攝像手段63及圖未示之控制手段來檢測半導體晶圓2之用來切削的區域。亦即，攝像手段63及圖未示之控制手段會實行用於進行與形成於半導體晶圓2之第1方向的分割預定線23相對應的區域，及切削刀623的對位之型樣匹配等的影像處理，而完成切削刀623的切割區域之校準(校準步驟)。又，對於半導體晶圓2上與形成於和上述第1方向直交的方向上的分割預定線23 相對應的區域，也是同樣地完成切削刀623的切割位置之校準。此時，雖然半導體晶圓2的形成有分割預定線23之功能層21的表面是位於下側，但由於攝像手段63如上所述地具備有由紅外線照明手段、可捕捉紅外線的光學系統及輸出與紅外線相對應的電氣信號的攝像元件(紅外線CCD)等構成的攝像手段，因此可從構成晶圓的基板20的背面20b穿透來拍攝分割預定線23。
當如上所述地進行來檢測保持於工作夾台61上的半導體晶圓2之與分割預定線23相對應的區域，並進行切削區域的校準後，即可將保持有晶圓半導體晶圓2的工作夾台61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定位成使與用來切削之分割預定線23對應的區域的一端(在圖6(a)中為左端)位於比切削刀623的正下方還要靠右側預定量。
如此進行而將工作夾台61(亦即半導體晶圓2)定位在切削加工區域的切削開始位置後，即可將切削刀623從圖6(a)中以2點鏈線所示的待機位置如箭頭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於預定之切入進給位置上。此切入進給位置是如圖6(a)及圖6(c)所示地將切削刀623的下端設定在未達到構成半導體晶圓2的功能層21的位置(例如，從積層有功能層21的基板20的表面20a往背面20b側5~10μm的位置)上。
其次，使切削刀623在圖6(a)中朝箭頭623a所示之方向以預定的旋轉速度旋轉，並使工作夾台61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61如圖6(b)所示，到達使對應於分割預定線23的位置之另一端(在圖6(b)中為右端)位於比切削刀623的正下方還靠左側預定量的位置後，即停止工作夾台61的移動。像這樣藉由將工作夾台61切削進給，如圖6(d)所示，在半導體晶圓2的基板20上會從背面20b至表面20a側留下一部分201而形成切削溝25(切削溝形成步驟)。
其次，如圖6(b)中箭頭Z2所示地使切削刀623上升而定位到2點鏈線所示之待機位置上，且將工作夾台61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61朝垂直於紙面的方向(分度進給方向)分度進給相當於分割預定線23之間隔的量，並將對應於下一個用來切削之分割預定線23的區域定位到與切削刀623相對應的位置上。如此進行而將對應於下一個用來切削之分割預定線23的區域定位到與切削刀623對應的位置上之後，即可實施上述之切削溝形成步驟。
再者，上述切削溝形成步驟是以例如以下的加工條件進行。
切削刀：外徑52mm、厚度40μm
切削刀之旋轉速度：30000rpm
切削進給速度：50mm/秒
對半導體晶圓2上對應於形成在第1方向上的所有分割預定線23的區域都實施上述之切削溝形成步驟後，即可使工作夾台61轉動90度，以沿著在相對於形成於上述 第1方向上的分割預定線23為直交的方向上延伸的分割預定線23，實行上述切削溝形成步驟。
只要如上所述地實施切削溝形成步驟後，即可實施晶圓分割步驟，該晶圓分割步驟是將半導體晶圓2的保護膠帶3側保持在被加工物保持手段的保持面上，並從半導體晶圓2的基板20的背面側沿著切削溝25的底將對基板20以及功能層21具有吸收性之波長的雷射光線沿著分割預定線23照射，而沿著分割預定線23形成達到保護膠帶3的雷射加工溝，藉此將半導體晶圓2分割成一個個的器件晶片。此晶圓分割步驟，是使用上述圖3所示的雷射加工裝置5來實施。
首先，如上述之圖7所示，將貼附有已實施過上述切削溝形成步驟的半導體晶圓2的保護膠帶3側載置在雷射加工裝置5的工作夾台51上。然後，藉由作動圖未示的吸引手段，隔著保護膠帶3將半導體晶圓2保持在工作夾台51上(晶圓保持步驟)。因此，被保持在工作夾台51上之半導體晶圓2會成為基板20的背面20b在上側。再者，在圖7中雖然是將裝設有保護膠帶3的環狀框架F省略而顯示，但是環狀框架F會被保持在配置於工作夾台51上的適宜之框架保持手段上。如此進行而吸引保持有半導體晶圓2之工作夾台51，可透過圖未示之加工進給手段定位到攝像手段53的正下方。
當將工作夾台51定位到攝像手段53的正下方時，即可實行校準作業，該校準作業是藉由攝像手段53及圖未 示之控制手段檢測半導體晶圓2之用來雷射加工的加工區域。亦即，可藉由攝像手段53及圖未示之控制手段實行用於進行從構成半導體晶圓2之基板20的背面20b側形成於第1方向上的切削溝25，和沿著該切削溝25照射雷射光線之雷射光線照射手段52的聚光器522的對位之型樣匹配等的影像處理，而完成雷射光線照射位置的校準(校準步驟)。又，在半導體晶圓2上，對在與上述第1方向直交之方向上形成的切削溝25，也是同樣地完成雷射光線照射位置的校準。
當已實施上述校準步驟之後，如圖8所示，即可將工作夾台51移動至照射雷射光線之雷射光線照射手段52之聚光器522所在的雷射光線照射區域，並將預定之切削溝25定位於聚光器522的正下方。此時，是如圖8(a)所示地將半導體晶圓2定位成使切削溝25的一端(在圖8(a)中為左端)位於聚光器522的正下方。並且，如圖8(c)所示地將從聚光器522照射出的脈衝雷射光線LB的聚光點P對準切削溝25的底面附近。接下來，一邊從雷射光線照射手段52的聚光器522照射對基板20以及功能層21具有吸收性之波長的脈衝雷射光線，一邊使工作夾台51以預定的加工進給速度於圖8(a)中朝箭頭X1所示之方向移動。然後，如圖8(b)所示，當切削溝25的另一端(在圖8(b)中為右端)到達聚光器522的正下方位置後，即停止脈衝雷射光線的照射並停止工作夾台51的移動(晶圓分割步驟)。
接著，將工作夾台51在垂直於紙面的方向(分度進給方向)上移動相當於切削溝25的間隔(相當於分割預定 線23之間隔)。並且，一邊從雷射光線照射手段52的聚光器522照射脈衝雷射光線一邊使工作夾台51以預定的加工進給速度於圖8(b)中朝箭頭X2所示之方向移動，且於到達圖8(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51的移動。
藉由實施上述的晶圓分割步驟，以如圖8(d)所示，在半導體晶圓2上於上述切削溝形成步驟中所保留的基板20的一部分201及功能層21上形成雷射加工溝24。其結果，在上述切削溝形成步驟中所保留之基板20的一部分201及功能層21會因為雷射加工溝24而被切斷。然後，沿著形成於半導體晶圓2上的所有分割預定線23實施上述的晶圓分割步驟。因此，在半導體晶圓2的基板20及功能層21上會形成沿著分割預定線23且達到保護膠帶3的雷射加工溝24，而將半導體晶圓2分割成一個個的器件晶片。在此晶圓分割步驟中，雖然會因照射對基板20以及功能層21具有吸收性之波長的脈衝雷射而產生碎片，但由於保護膠帶3的黏著層31如上所述，會與形成於功能層21上的器件密接而被貼附成沒有縫隙，因此不會有碎片附著在器件上之情形。再者，因照射脈衝雷射光線而產生的碎片會附著在保護膠帶3的黏著層31中的與分割預定線23相對應的區域上。
再者，在上述晶圓分割步驟的第2實施形態中，由於在半導體晶圓2的基板20上形成有切削溝25，因此可以將脈衝雷射光線的輸出設得比上述圖4所示之晶圓分割步驟的第1實施形態還小來實施。
當已實施上述晶圓分割步驟後，可實施晶圓支撐步驟，該晶圓支撐步驟是將切割膠帶貼附在半導體晶圓2的基板20的背面上，並且透過切割膠帶以具備有可收容半導體晶圓2的大小的開口部之環狀框架支撐半導體晶圓2。例如，如圖9(a)以及(b)所示，是將半導體晶圓2的基板20的背面20b貼附在切割膠帶T的表面，且該切割膠帶T是以覆蓋環狀框架F的內側開口部的方式裝設外周部。因此，被貼附在切割膠帶T的表面上的半導體晶圓2會成為被貼附在功能層21的表面上的保護膠帶3在上側。再者，切割膠帶T是在例如厚度為100μm聚乙烯膜的表面上塗布有黏着劑。再者，在圖9所示的實施形態中，雖然顯示了將半導體晶圓2的基板20的背面貼附在已將外周部裝設在切割膠帶T的切割膠帶T的表面之例，但也可以在將切割膠帶T貼附到半導體晶圓2的基板20的背面上時，同時將切割膠帶T的外周部裝設到環狀框架F上。
其次，如圖10(a)所示，實施保護膠帶剝離步驟，該保護膠帶剝離步驟是將貼附在已實施晶圓支撐步驟的半導體晶圓2的功能層21的表面上之保護膠帶3剝離。如此進行而從半導體晶圓2的功能層21的表面上剝離的保護膠帶3的黏著層31上，會如圖10(b)所示地附著有因在上述晶圓分割步驟中照射脈衝雷射光線而產生的碎片26。像這樣，在上述晶圓分割步驟中因照射脈衝雷射光線而產生的碎片26由於會附著在保護膠帶3的黏著層31上而被除去，因此不會有附著在形成於半導體晶圓2的功能層21之器件22上之情 形。
當已實施上述的晶圓支撐步驟及保護膠帶剝離步驟後，可實施器件分離步驟，該器件分離步驟是將貼附有半導體晶圓2的切割膠帶T擴張以沿著分割預定線23將晶圓分離成一個個的器件晶片。此器件分離步驟是使用圖11所示之器件分離裝置7而實施。圖11所示的器件分離裝置7具備有保持上述環狀框架F的框架保持手段71、將裝設於該框架保持手段71所保持之環狀框架F上之切割膠帶T擴張的擴張手段72、及拾取式夾頭73。框架保持手段71是由環狀的框架保持構件711、和配置於該框架保持構件711的外周之作為固定手段的複數個夾具712所構成。框架保持構件711的上表面形成有載置環狀框架F之載置面711a，而可將環狀框架F載置於此載置面711a上。並且，被載置於載置面711a上之環狀框架F透過夾具712而被固定於框架保持構件711上。如此所構成之框架保持手段71，是以膠帶擴張手段72支撐成可朝上下方向作進退。
膠帶擴張手段72具備有配置在上述環狀的框架保持構件711的內側之擴張圓筒721。此擴張圓筒721具有比環狀框架F之內徑還小且比貼附在裝設於該環狀框架F上之切割膠帶T上的半導體晶圓2的外徑還大的內徑及外徑。又，擴張圓筒721，於下端設有支撐凸緣722。圖示之實施形態中的膠帶擴張手段72具備有可將上述環狀的框架保持構件711朝上下方向進退之支撐手段723。這個支撐手段723是由配置在上述支撐凸緣722上的複數個氣缸723a所構成，並將 其活塞桿723b連結於上述環狀的框架保持構件711的下表面。像這樣由複數個氣缸723a所構成之支撐手段723，使環狀的框架保持構件711可在如圖12(a)所示地使載置面611a與擴張圓筒721的上端成為大致相同高度的基準位置，和如圖12(b)所示地距離擴張圓筒721的上端預定量下方的擴張位置之間朝上下方向移動。
就使用如以上所構成之器件分離裝置7而實施的器件分離步驟，參照圖12進行說明。亦即，是將裝設有貼附著半導體晶圓2的切割膠帶T的環狀框架F，如圖12(a)所示地載置於構成框架保持手段71之框架保持構件711的載置面711a上，並藉由夾具712而固定在框架保持構件711上(框架保持步驟)。此時，是將框架保持構件711定位在圖12(a)所示之基準位置上。接著，作動構成膠帶擴張手段72之作為支撐手段723的複數個氣缸723a，以使環狀的框架保持構件711下降到圖12(b)所示之擴張位置上。因此，由於被固定在框架保持構件711之載置面711a上的環狀框架F也會下降，所以如圖12(b)所示，被裝設在環狀框架F上的切割膠帶T會接觸於擴張圓筒721的上端緣而使其得以被擴張(膠帶擴張步驟)。其結果，在貼附於切割膠帶T上的半導體晶圓2上可因拉伸力放射狀地作用，而被分離成一個個的器件22並且在器件之間形成間隔S。又，當放射狀的拉伸力作用在貼附於切割膠帶T上的半導體晶圓2上時，半導體晶圓2被分離成一個個的器件22並且在器件之間形成間隔S。
接著，如圖12(c)所示，作動拾取式夾頭73以將 器件22吸附、從切割膠帶T剝離以進行拾取、搬送至圖未示之托盤(tray)或晶粒接合(die bonding)步驟中。再者，在拾取步驟中，由於如上述地可將貼附在切割膠帶T上的一個個的器件22之間的間隙S加寬，所以不會有與相鄰的器件22接觸的情形而可以容易地進行拾取。

Claims (2)

  1. 一種晶圓之加工方法，是將晶圓沿著形成於該晶圓之正面側的複數條分割預定線分割成複數個獨立器件，該晶圓包含基板及形成於該基板之正面側的功能層，該獨立器件由該功能層形成且被該分割預定線分割，該晶圓之加工方法包含：保護膠帶貼附步驟，將具有黏著層的保護膠帶貼附在該晶圓之該功能層的正面側，且該保護膠帶的該黏著層是接觸於該功能層的正面側；以及晶圓分割步驟，將已實施該保護膠帶貼附步驟的該晶圓保持在工作夾台的保持面上，且該保護膠帶是接觸於該保持面，該晶圓分割步驟包含切削溝形成步驟及雷射加工步驟，該切削溝形成步驟包含使用切削刀以在該基板的背面側沿著各分割預定線形成切削溝，且該切削溝的深度未達該功能層，而致使在實行該切削溝形成步驟後，該基板的一部份沿著各分割預定線被剩下，該雷射加工步驟包含從該基板的背面側沿著各分割預定線照射對該晶圓的該基板之在該切削溝形成步驟後剩下的該部分以及該功能層具有吸收性之波長的雷射光線，以沿著各分割預定線形成具有達到保護膠帶之深度的雷射加工溝，而將該晶圓分割成對應於該獨立器件的獨立器件晶片，在該保護膠帶貼附步驟是以該 保護膠帶的該黏著層與形成於該功能層的該器件緊密接觸的方式而將該保護膠帶貼附在該功能層的正面側，以免在晶圓分割步驟中因照射雷射光線而沿著各分割預定線從該晶圓生成的碎片附著在各器件的正面側，且在該保護膠帶貼附步驟包含將該保護膠帶的該黏著層放置成接觸於該晶圓之該功能層的正面側的接觸步驟、及對該保護膠帶加壓的步驟，且該加壓步驟在該接觸步驟後實施。
  2. 如請求項1之晶圓之加工方法，其中該加壓步驟包含於該保護膠帶轉動按壓滾筒以加壓該保護膠帶。
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