TWI682501B - 晶圓之加工方法 - Google Patents

Abstract

本發明之課題是提供一種晶圓之加工方法，其可以抑制因為擴張膠帶之起因於隆起之從工作夾台上的捲起。解決手段為做成以下的構成：其包括改質層形成步驟、晶圓單元準備步驟、擴張步驟、上推解除步驟及鬆弛去除步驟。該改質層形成步驟是在晶圓上形成改質層，該晶圓單元準備步驟是準備以環狀框架隔著擴張膠帶支撐晶圓之晶圓單元，該擴張步驟是以將載置有晶圓的工作夾台相對於保持有框架的框架保持組件往上推的方式擴張擴張膠帶，而以改質層為起點將晶圓分割成晶片，並且擴張晶片的間隔，該上推解除步驟是在工作夾台吸引保持晶圓而維持晶片的間隔時，解除工作夾台相對於框架保持組件的上推狀態，該鬆弛去除步驟是對在工作夾台外周與框架內周之間的擴張膠帶予以刺激以去除鬆弛。其中，在改質層形成步驟中，是以預定的分割預定線將外周剩餘區域排除在外而形成改質層。

Description

晶圓之加工方法 發明領域

本發明是有關於形成成為分割起點之改質層來將晶圓分割成複數個晶片的晶圓之加工方法。

發明背景

在以行動電話為代表的小型輕量之電子機器中，包含IC等元件之元件晶片已成為必要之構成。元件晶片(以下稱晶片)是藉由例如，以被稱為切割道(street)之複數條分割預定線區劃矽等材料所形成的晶圓之表面，並在各區域中形成元件後，沿著此切割道分割晶圓的方式而被製造出來。

近年來，形成沿著晶圓的切割道成為分割起點之改質層，並賦予外力以分割成複數個晶片之分割方法已經被實用化。在該分割方法中，是例如將擴張膠帶的中央部貼附在形成有改質層的晶圓上，並藉由以將此中央部往上推的形式來擴張擴張膠帶而對晶圓賦予外力。

然而，為了將擴張膠帶擴張以維持已擴張的晶片之間隔，已有對固定擴張膠帶的外周部之環狀框架的內周與晶圓的外周之間的區域加熱，使擴張後的擴張膠帶已鬆 弛的部分局部收縮之方法被提出(參照例如專利文獻1)。只要藉由此方法以將晶片的間隔維持在已擴張的狀態，就可以容易地進行後續的操作處理。又，依據此方法，可以防止因膠帶的鬆弛而造成之晶片彼此的摩擦而避免破損。

先前技術文獻 專利文獻

專利文獻1：日本專利特開2007-27562號公報

發明概要

在上述方法中，在加熱框架的內周與晶圓的外周之間的區域之前，是以工作夾台吸引已擴張的擴張膠帶以維持著晶片的間隔，並且解除擴張膠帶的上推以將晶圓與框架定位在相同高度上。

然而，曾有過下列情形：當解除擴張膠帶的上推後，擴張膠帶就在框架的內周與晶圓的外周之間彎曲而隆起，並導致擴張膠帶從工作夾台上捲起。此時，特別是在擴張膠帶的已被捲起的部分上，會無法適當地維持晶片的間隔。

本發明是有鑒於所述問題點而作成的發明，其目的在於提供一種晶圓之加工方法，其可抑制擴張膠帶之起因於隆起之從工作夾台上的捲起。

依據本發明所提供的晶圓之加工方法，為將表面 上具有以分割預定線區劃出複數個元件的元件區域及圍繞該元件區域的外周剩餘區域之晶圓，沿著該分割預定線分割的晶圓之加工方法。其特徵在於包括：改質層形成步驟，藉由可穿透晶圓之波長的雷射光線在晶圓內部形成沿著該分割預定線的改質層；晶圓單元準備步驟，準備準備用以將晶圓隔著擴張膠帶而支撐於環狀框架的開口上的晶圓單元；擴張準備步驟，實施該改質層形成步驟及該晶圓單元準備步驟後，將該晶圓單元的晶圓隔著該擴張膠帶載置在工作夾台的保持面上，並且藉由框架保持組件保持該框架；擴張步驟，實施該擴張準備步驟後，以將該工作夾台相對於該框架保持組件往上推的方式使該工作夾台與該框架保持組件相對移動以擴張該擴張膠帶，並在將晶圓以該改質層為起點沿著該分割預定線分割成複數個晶片，並且擴張該晶片的間隔；上推解除步驟，實施該擴張步驟後，隔著該擴張膠帶在該工作夾台的該保持面吸引保持晶圓並維持該晶片的間隔，並且解除該工作夾台相對於該框架保持組件的上推狀態；以及鬆弛去除步驟，實施該上推解除步驟後，給予在該擴張步驟被擴張而鬆弛且位該工作夾台外周及該框架內周之間的該擴張膠帶刺激以去除鬆弛。

其中，在該改質層形成步驟中，是藉由以預定之該分 割預定線將該外周剩餘區域排除在外而形成該改質層的作法，使在該外周剩餘區域所形成的端材晶片的面積變大，且在該上推解除步驟中即使該工作夾台外周與該框架內周之間的該擴張膠帶隆起，仍可防止以該保持面所保持的該擴張膠帶從該保持面上捲起而無法維持該晶片的間隔之情形。

在本發明中，較理想的是，在該改質層形成步驟中，以在該擴張步驟中使該元件區域被分割成複數個該晶片之程度將該改質層形成於該外周剩餘區域。

在本發明的晶圓之加工方法中，是在改質層形成步驟中，以預定的分割預定線將外周剩餘區域排除在外而形成改質層，並將端材晶片形成大面積化，因此即使擴張膠帶彎曲而隆起，也不容易從工作夾台上捲起。如此，依據本發明所提供的晶圓之加工方法，可以抑制擴張膠帶之起因於隆起之從工作夾台上的捲起。

1‧‧‧晶圓單元

11‧‧‧晶圓

11a‧‧‧表面

11b‧‧‧背面

13‧‧‧元件區域

15‧‧‧外周剩餘區域

17‧‧‧切割道(分割預定線)

19‧‧‧元件

21‧‧‧擴張膠帶

21a‧‧‧隆起

23‧‧‧框架

25‧‧‧改質層

27a‧‧‧晶片

27b‧‧‧端材晶片

2‧‧‧雷射加工裝置

4‧‧‧保持台

4a‧‧‧保持面

6‧‧‧夾具

8‧‧‧雷射加工頭

12‧‧‧晶片間隔維持裝置

14‧‧‧工作夾台

16‧‧‧框體

18‧‧‧多孔質構件

18a‧‧‧保持面

20‧‧‧吸引通道

22‧‧‧閥

24‧‧‧吸引源

26‧‧‧工作夾台昇降機構

28‧‧‧氣缸殼

30‧‧‧活塞桿

32‧‧‧框架保持台(框架保持組件)

34‧‧‧支撐腳

36‧‧‧板件

38‧‧‧遠紅外線加熱器(刺激賦予組件)

A‧‧‧端部

L‧‧‧雷射光束

圖1是模式地顯示本實施形態的晶圓單元之立體圖。

圖2是模式地顯示改質層形成步驟之局部剖面側視圖。

圖3是模式地顯示擴張膠帶的朝向及與改質層的關係之立體圖。

圖4(A)是模式地顯示擴張準備步驟的圖，圖4(B)是模式 地顯示擴張步驟的圖。

圖5(A)是模式地顯示上推解除步驟的圖，圖5(B)是模式地顯示鬆弛去除步驟的圖。

用以實施發明之形態

參照所附圖式，說明本發明之實施形態。本實施形態的晶圓之加工方法包含晶圓單元準備步驟(參照圖1)、改質層形成步驟(參照圖2)、擴張準備步驟(參照圖4(A))、擴張步驟(參照圖4(B))、上推解除步驟(參照圖5(A))，及鬆弛去除步驟(參照圖5(B))。

在晶圓單元準備步驟中，是準備晶圓單元，其為將晶圓透過擴張膠帶支撐於環狀框架上。在改質層形成步驟中，是使雷射光線聚光在晶圓的內部，以形成沿著切割道(分割預定線)的改質層。

在擴張準備步驟中，是將晶圓載置在具備晶片間隔維持裝置的工作夾台上，並藉由框架保持台(框架保持組件)保持框架。在擴張步驟中，是使工作夾台移動成相對於框架保持台往上推，以將擴張膠帶擴張。藉此，可沿著形成有改質層的切割道將晶圓分割成複數個晶片，又，可將晶片的間隔擴大。

在上推解除步驟中，是藉由工作夾台吸引保持晶圓而維持著晶片的間隔，並且解除工作夾台的上推狀態。在鬆弛去除步驟中，是在工作夾台的外周與框架的內周之間對擴張膠帶予以刺激而去除擴張膠帶的鬆弛。以下，針 對本實施形態的晶圓之加工方法，進行詳細敘述。

首先，實施用於準備晶圓單元的晶圓單元準備步驟。圖1是模式地顯示本實施形態的晶圓單元之立體圖。如圖1所示，晶圓單元1包含例如矽等材料所形成之圓盤狀的晶圓11。

晶圓11的表面11a被區分成中央的元件區域13和圍繞元件區域13的外周剩餘區域15。此元件區域13及外周剩餘區域15被排列成格子狀之切割道(分割預定線)17進一步劃分成複數個小區域，且在元件區域13內的各個小區域中形成有IC等元件19。

在晶圓單元準備步驟中，是例如在晶圓11的背面11b側貼附上直徑大於晶圓11的擴張膠帶21。擴張膠帶21是由樹脂等材料所形成，並且可藉由賦予外力而被擴張。可將具備有大致圓形之開口的環狀框架23貼附在該擴張膠帶21的外周部上。

藉此，透過擴張膠帶21將晶圓11支撐在環狀框架23上。再者，在圖1中，雖然是在晶圓11的背面11b側貼附著擴張膠帶21，但是在晶圓11的表面11a側貼附擴張膠帶21亦可。

在晶圓單元準備步驟之後，實施沿著晶圓11的切割道17形成改質層的改質層形成步驟。圖2是模式地顯示改質層形成步驟的局部剖面側視圖。此改質層形成步驟是由例如圖2所示的雷射加工裝置2所實施。

雷射加工裝置2包括有吸引保持晶圓11的保持台 4。保持台4與馬達等旋轉驅動源(圖未示)連結，並以繞鉛直軸的形式旋轉。又，在保持台4的下方，設置有移動機構(圖未示)，保持台4是藉由這個移動機構而在水平方向上移動。

保持台4的上表面為吸引保持晶圓11的背面11b側(擴張膠帶21側)之保持面4a。在保持面4a上，是通過在保持台4的內部所形成之流路(圖未示)使吸引源(圖未示)的負壓作用，而產生吸引晶圓11的吸引力。在保持台4的周圍上，配置有挟持固定環狀框架23的複數個夾具6。

在保持台4的上方，配置有雷射加工頭8。雷射加工頭8可使以雷射振盪器(圖未示)所振盪產生的雷射光束L聚光在被保持台4所吸引保持的晶圓11之內部。雷射振盪器是構成為可以振盪產生不易被晶圓11吸收之波長(穿透晶圓11之波長)的雷射光束L。

在改質層形成步驟中，首先，是使晶圓11的背面11b側(擴張膠帶21側)接觸保持台4的保持面4a，以使吸引源的負壓作用。藉此，晶圓11會以使其表面11a側露出於上方的狀態被保持台4吸引保持。

接著，使保持台4移動、旋轉，並將雷射加工頭8定位在加工對象之切割道17的上方。之後，在從雷射加工頭8朝晶圓11照射雷射光束L時，使保持台4在與加工對象的切割道17平行的方向上移動。藉此，讓雷射光束L的聚光點附近產生多光子吸收，而可以形成沿著切割道17的改質層25。

在該改質層形成步驟中，如圖1所示，一部分的切割道17在外周剩餘區域15內並未形成改質層25。亦即，預定的切割道17，是只在元件區域13形成有改質層25。

如此，只要以預定的切割道17將外周剩餘區域15排除在外來形成改質層25，就可以將在外周剩餘區域15所分割的端材晶片大面積化。其結果，如後所述，在晶圓11的外周與框架23的內周之間，即使擴張膠帶21彎曲而隆起，擴張膠帶21也變得不容易捲起。

再者，當這種預定的切割道17(只在元件區域13形成有改質層25的切割道17)的條數變多時，將無法適當地分割晶圓11的元件區域13。於是，會將預定之切割道17的條數調整到可以適當地分割元件區域13的程度。

又，在例如，使用捲繞成滾筒狀的擴張膠帶21時，宜因應於擴張膠帶21的朝向等來設定上述預定的切割道17。圖3是模式地顯示擴張膠帶21的朝向及與改質層25的關係之立體圖。

如圖3所示，捲繞成滾筒狀的擴張膠帶21，在與送出方向D1為垂直的寬度方向D2上，因為比送出方向D1難擴張，又，會變得容易收縮因而較易彎曲。因此，擴張膠帶21在寬度方向D2上，會在晶圓11的外周與框架23的內周之間隆起而容易從保持台4上捲起。

於是，在這樣的情形下，在對應於寬度方向D2的端部A之外周剩餘區域15上，會將預定的切割道17設定成使端材晶片更加大面積化。藉此，可以更為適當地防止擴 張膠帶21的捲起。

當沿著全部的切割道17形成改質層25後，改質層形成步驟即結束。再者，在本實施形態中，雖然是在實施晶圓單元準備步驟後實施改質層形成步驟，但是在實施改質層形成步驟後實施晶圓單元準備步驟亦可。

在晶圓單元準備步驟及改質層形成步驟之後，會實施擴張準備步驟，其為進行用於將擴張膠帶21擴張的準備。圖4(A)是模式地顯示擴張準備步驟之圖。

擴張準備步驟及其之後的步驟，是以圖4(A)等所示的晶片間隔維持裝置12來實施。晶片間隔維持裝置12包括有保持晶圓11的工作夾台14。工作夾台14包含由不鏽鋼等金屬材料所製成的圓盤狀的框體16，及配置在框體16的上表面中央部的多孔質構件18。

多孔質構件18是形成為直徑大於晶圓11的圓盤狀，並透過設置於工作夾台14的下方之吸引通道20、閥22等而連接到吸引源24。多孔質構件18的上表面，形成為保持晶圓11的保持面18a，且可以使吸引源24的負壓作用而吸引保持晶圓11。

在框體16的下方設置有工作夾台昇降機構26。工作夾台昇降機構26包括氣缸殼28及插入氣缸殼28的活塞桿30，且在活塞桿30的上端部固定有框體16。工作夾台14的高度位置是藉由該工作夾台昇降機構26來調節。

框體16的外側上設置有載置框架23的框架保持台(框架保持組件)32。框架保持台32的中央部，形成有對應 工作夾台14的圓形開口，且是將工作夾台14定位在此開口內。在框架保持台32的下方設置有支撐框架保持台32的支撐腳34。

在框架保持台32的上方，設置有從上方將載置在框架保持台32上的框架23固定之板件36。在板件36的中央部，形成有對應框架保持台32的開口之開口。晶圓11及擴張膠帶21的一部分，會從板件36的開口露出於上方。

在擴張準備步驟中，是將框架23載置於框架保持台32的上表面而以板件36固定，以使晶圓11的表面11a側露出於上方。藉此，可將框架23保持於框架保持台32上，並將晶圓11隔著擴張膠帶21載置在工作夾台14的保持面18a上。再者，在此擴張準備步驟中，會先關閉吸引通道20的閥22。

在擴張準備步驟之後，是實施擴張步驟。圖4(B)是模式地顯示擴張步驟之圖。在擴張步驟中，是使工作夾台14以相對於框架保持台32往上推的形式相對移動。具體來說，如圖4(B)所示，是藉由工作夾台昇降機構26使工作夾台14上昇。

再者，在此擴張步驟中也是做成先關閉吸引通道20的閥22，而不使晶圓11被工作夾台14所吸引。由於環狀框架23會被框架保持台32及板件36挟持固定，所以當使工作夾台14相對於框架保持台32上昇時，擴張膠帶21就會擴張。

藉此，會使將擴張膠帶21擴張之方向的外力施加 在晶圓11上。其結果，晶圓11的元件區域13會沿著形成有改質層21的切割道17分割成複數個晶片27a，又，晶圓11的元件區域13會沿著形成有改質層21的切割道17分割成複數個端材晶片27b。

在本實施形態中，由於是以預定的切割道17將外周剩餘區域15排除在外而形成有改質層25，因此晶圓11的外周剩餘區域15會被分割成面積較大的端材晶片27b。再者，藉由此擴張膠帶21的擴張，可將被分割之晶片27a及端材晶片27b的間隔充分地擴大。

在擴張步驟之後，會實施解除工作夾台14的上推狀態之上推解除步驟。圖5(A)是模式地顯示上推解除步驟之圖。在上推解除步驟中，是如圖5(A)所示，打開吸引通道20的閥22，讓吸引源24的負壓作用在保持面18a上。

藉此，可以隔著擴張膠帶21以工作夾台14吸引保持間隔為已擴大之狀態的晶片27a及端材晶片27b。吸引保持晶片27a及端材晶片27b之後，是使工作夾台14下降至與框架保持台32為大致相同的高度。

因為擴張膠帶21已在先前的擴張步驟被擴張，所以在使工作夾台14下降至與框架保持台32為大致相同的高度時，就會在晶圓11的外周與框架23的內周之間使擴張膠帶21鬆弛而產生隆起21a。

在本實施形態中，如上所述，因為將端材27b大面積化，所以可以使工作夾台14的吸引力充分地作用在各端材晶片27b上，而抑制起因於隆起21a之擴張膠帶21的捲 起。

在上推解除步驟之後，會實施將晶圓11的外周與框架23的內周之間的擴張膠帶21的鬆弛去除的鬆弛去除步驟。圖5(B)是模式地顯示鬆弛去除步驟之圖。在鬆弛去除步驟中，是如圖5(B)所示，例如，將遠紅外線加熱器(刺激賦予組件)38定位在晶圓11的外周與框架23的內周之間，而對擴張膠帶21照射遠紅外線。

具體而言，為例如，從遠紅外線加熱器38照射出可將擴張膠帶21加熱到約180℃的遠紅外線。再者，在此鬆弛去除步驟中，也是先打開吸引通道20的閥22。藉此，可在原樣以工作夾台14吸引保持著晶片27a及端材晶片27b的狀態下，在晶圓11的外周與框架23的內周之間的區域上加熱擴張膠帶21，並使其收縮而去除鬆弛。

如以上所述，本實施形態的晶圓之加工方法，在改質層形成步驟中，因為以預定的切割道(分割預定線)17將外周剩餘區域15排除在外而形成改質層25，並將端材晶片27b大面積化，因此可以藉工作夾台14充分地吸引保持端材晶片27b。因此，即使擴張膠帶21彎曲而產生隆起21a，擴張膠帶21也不容易從工作夾台14上捲起。

據此，可以藉工作夾台14適當地維持晶片27a及端材晶片27b的間隔。由於上述的原理，本實施形態的晶圓之加工方法，對於晶片27a的面積較小的情況會特別有效。

再者，本發明並不受限於上述實施形態的記載，並可進行各種變更而實施。例如，在上述實施形態中，雖 然在鬆弛去除步驟中是對擴張膠帶21照射遠紅外線，但是對擴張膠帶21予以其他的刺激來去除鬆弛亦可。

另外，上述實施形態之構成、方法等，只要在不脫離本發明之目的之範圍內，均可適當變更而實施。

1‧‧‧晶圓單元

11‧‧‧晶圓

11a‧‧‧表面

11b‧‧‧背面

13‧‧‧元件區域

15‧‧‧外周剩餘區域

17‧‧‧切割道(分割預定線)

19‧‧‧元件

21‧‧‧擴張膠帶

23‧‧‧框架

25‧‧‧改質層

Claims (2)

1. 一種晶圓之加工方法，其係將表面上具有藉由格子狀的分割預定線區劃出複數個區域且在各區域形成有元件的元件區域、及圍繞該元件區域且藉由該格子狀的分割預定線區劃出複數個區域的外周剩餘區域之晶圓沿著該分割預定線分割，該方法之特徵在於包括：改質層形成步驟，藉由穿透晶圓之波長的雷射光線在晶圓內部形成沿著該分割預定線的改質層；晶圓單元準備步驟，準備用以將晶圓隔著擴張膠帶而支撐於環狀框架的開口上的晶圓單元；擴張準備步驟，在實施該改質層形成步驟及該晶圓單元準備步驟後，將該晶圓單元的晶圓隔著該擴張膠帶載置在工作夾台的保持面上，並且藉由框架保持組件保持該框架；擴張步驟，在實施該擴張準備步驟後，以將該工作夾台相對於該框架保持組件往上推的方式使該工作夾台與該框架保持組件相對移動以擴張該擴張膠帶，並在將晶圓以該改質層為起點沿著該分割預定線分割成複數個晶片，並且擴張該晶片的間隔；上推解除步驟，在實施該擴張步驟後，隔著該擴張膠帶在該工作夾台的該保持面吸引保持晶圓並維持該晶片的間隔，並且解除該工作夾台相對於該框架保持組件的上推狀態；以及 鬆弛去除步驟，在實施該上推解除步驟後，給予在該擴張步驟被擴張而鬆弛且位在該工作夾台外周與該框架內周之間的該擴張膠帶刺激，以去除鬆弛，其中，在該改質層形成步驟中，是藉由在部分的該分割預定線將該外周剩餘區域排除在外而形成該改質層的作法，使在該外周剩餘區域所形成的端材晶片的面積與在該部分的該分割預定線之該外周剩餘區域也形成改質層的情況相比變大。
2. 如請求項1的晶圓之加工方法，其在該改質層形成步驟中以在該擴張步驟中使該元件區域被分割成複數個該晶片之程度將該改質層形成於該外周剩餘區域。

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