TWI689978B - 附銲球之半導體晶片之製造裝置及製作方法 - Google Patents
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Abstract
本發明係提供一種可較佳地製作附焊球之半導體晶片之方法。
該製作方法具備如下步驟：準備貼合基板，上述貼合基板係以利用接著層使矽基板與玻璃基板貼合，並且藉由分割而形成分別成為不同之晶片之單位區域之方式，決定複數個分割預定位置；於構成貼合基板之一主面之玻璃基板之一主面中之分割預定位置形成劃線；於構成貼合基板之另一主面之矽基板之一主面中之分割預定位置，自矽基板之一主面至接著層之中途為止形成槽部；對於形成有劃線與槽部之貼合基板中之矽基板之一主面側之上表面，於每一單位區域形成焊球；及於劃線與槽部之間使形成有焊球之貼合基板斷裂。
Description
本發明係關於一種半導體晶片之製造裝置及製作方法，尤其關於一種具有利用接著層使矽基板層與玻璃基板層貼合而成之構成，並且具備焊球之半導體晶片之製造裝置及製作方法。
矽基板係作為半導體元件(半導體晶片)用之基板而廣泛地使用，但因基板之複合化及其他之目的，而存在使用藉由接著層(接著劑)使矽基板與玻璃基板貼合而成(接著而成)之貼合基板之情形。又，於使用矽基板之半導體元件之製造過程中，通常採用將作為2維地形成有複數個元件圖案之母基板之矽基板進行分割，獲得單個之晶片之方法，但亦於使用上述矽基板與玻璃基板之貼合基板作為母基板之情形時，採用同樣之順序。於如此之情形時，玻璃基板、矽基板、及接著層分別於藉由貼合基板之分割所得之半導體晶片中，構成玻璃基板層、矽基板層、及接著層。
又，將脆性材料基板之主面上附著有熱固性樹脂而成之附樹脂之脆性材料基板分割之方法亦已眾所周知(例如，參照專利文獻1)。
[專利文獻1]日本專利第5170195號公報
於將作為2維地形成有複數個元件圖案之母基板之矽基板進行分割，獲得單個之晶片之情形時，作為分割之方法，存在採用切割機進行切割之情形。亦於使用上述矽基板與玻璃基板之貼合基板作為母基板之情形時，採用同樣之方法。
然而，就玻璃基板之性質而言，難以提昇加工速度，又，玻璃基板中容易產生碎片(破裂)，故存在生產性較差之類問題。又，亦存在必須使用樹脂刀片等特殊之切割刀片，但成為磨損快且成本高之要因之類問題。進而，亦存在切割時因冷卻等目的而使用之水容易侵入接著層與玻璃之間之類問題。
又，作為具有利用接著層使矽基板層與玻璃基板層貼合而成之構成之半導體晶片之一種，存在有於矽基板層之上(更詳細而言，於形成於矽基板上之上部層之上)具備焊球者。於尺寸微小之單個半導體晶片形成焊球亦並非容易，且無效率，因此，對於如此之焊球之形成而言，先前係先於將母基板分割之步驟進行。然而，於如此之情形時，具有存在因切割時用於切削片去除等之水而將焊球腐蝕之情形等之問題。
本發明係鑒於上述課題研製而成，目的在於提供一種較佳地製作具有利用接著層使矽基板層與玻璃基板層貼合而成之構成且具備焊球之半導體晶片之方法。
為解決上述課題，技術方案1之發明之特徵在於具備：劃線形成裝置，其係於構成利用接著層使矽基板與玻璃基板貼合且已決定複數個分割預定位置之貼合基板之一主面之上述玻璃基板之一主面中之上述分割預定位置，藉由特定之刻劃機構而形成劃線；切割槽形成裝置，其係於構成上述貼合基板之另一主面之上述矽基板之一主面中之上述分割預定位置，自上述矽基板之上述一主面至上述接著層之中途
為止藉由特定之槽部形成機構而形成槽部；焊球形成裝置，其係對於形成有上述劃線與上述槽部之上述貼合基板中之上述矽基板之上述一主面側之上表面，於每一上述單位區域形成焊球；及斷裂裝置，其係藉由於上述劃線與上述槽部之間使形成有上述焊球之上述貼合基板斷裂而獲得複數個附焊球之半導體晶片。
技術方案2之發明之特徵在於，該技術方案2係製作附焊球之半導體晶片之方法，且具備：貼合基板準備步驟，其係準備貼合基板，上述貼合基板係以利用接著層使矽基板與玻璃基板貼合，並且藉由進行分割而形成分別成為不同之晶片之單位區域之方式，決定複數個分割預定位置；劃線形成步驟，其係於構成上述貼合基板之一主面之上述玻璃基板之一主面中之上述分割預定位置，藉由特定之刻劃機構而形成劃線；切割槽形成步驟，其係於構成上述貼合基板之另一主面之上述矽基板之一主面中之上述分割預定位置，自上述矽基板之上述一主面至上述接著層之中途為止，藉由特定之槽部形成機構而形成槽部；焊球形成步驟，其係對於形成有上述劃線與上述槽部之上述貼合基板中之上述矽基板之上述一主面側之上表面，於每一上述單位區域形成焊球；及斷裂步驟，其係藉由於上述劃線與上述槽部之間使形成有上述焊球之上述貼合基板斷裂，而獲得複數個附焊球之半導體晶片。
技術方案3之發明係技術方案2中記載之附焊球之半導體晶片之製作方法，其特徵在於：上述斷裂步驟中，藉由於將上述貼合基板以上述矽基板之側成為最上部，上述玻璃基板之側成為最下部之方式，載置於包含彈性體之支持部之上表面之狀態下，自上述矽基板之上方對於上述分割預定位置使斷裂刀抵接進而壓下而將上述貼合基板斷開。
技術方案4之發明係技術方案3中記載之附焊球之半導體晶片之
製作方法，其特徵在於：於上述斷裂步驟中，藉由使上述斷裂刀抵接於上述槽部之底部之後進而壓下，而一邊利用上述斷裂刀將上述接著層切開，一邊自上述劃線使垂直裂紋伸展，藉此，將上述貼合基板斷開。
技術方案5之發明係技術方案3中記載之貼合基板之分割方法且附焊球之半導體晶片之製作方法，其特徵在於：於上述斷裂步驟中，藉由使上述斷裂刀之刀尖側面抵接於上述矽基板之上述一主面中之上述槽部之開口端部之後進而壓下，而將上述接著層切開，並且自上述劃線使垂直裂紋伸展，藉此，將上述貼合基板斷開。
技術方案6之發明係技術方案2至5中任一技術方案中記載之附焊球之半導體晶片之製作方法，其特徵在於：上述特定之刻劃機構係劃線輪，且於上述劃線形成步驟中，藉由沿著上述分割預定位置使上述劃線輪壓接滾動而形成上述劃線。
技術方案7之發明係技術方案2至5中任一技術方案中記載之附焊球之半導體晶片之製作方法，其特徵在於：上述特定之刻劃機構係雷射光，且於上述劃線形成步驟中，對構成上述貼合基板之一主面之上述玻璃基板之一主面中之上述分割預定位置照射上述雷射光，藉此，對於上述玻璃基板藉由沿著上述分割預定位置產生變質或蒸發而形成上述劃線。
技術方案8之發明係技術方案2至7中任一技術方案中記載之附焊球之半導體晶片之製作方法，其特徵在於：上述特定之槽部形成機構係切割機。
根據技術方案1至技術方案8之發明，可較佳地製作具有利用接著層將玻璃基板層與矽基板層接著而成之構成，且於矽基板層之一主面側之上表面設置有焊球之構成之半導體晶片。
1‧‧‧玻璃基板
1A‧‧‧玻璃基板層
1a‧‧‧(玻璃基板之)主面
2‧‧‧矽基板
2A‧‧‧矽基板層
2a‧‧‧(矽基板之)主面
3、3A‧‧‧接著層
4、4A‧‧‧上部層
10‧‧‧貼合基板
10A‧‧‧半導體晶片
101‧‧‧劃線輪
201‧‧‧切割刀片
300‧‧‧斷裂裝置
301‧‧‧支持部
301a‧‧‧(支持部之)上表面
302‧‧‧斷裂刀
302a‧‧‧(斷裂刀之)刀尖
302b‧‧‧(刀尖之)側面
401‧‧‧出射源
A‧‧‧分割預定位置
AR1~14、AR21~26、AR31~32‧‧‧箭頭
B‧‧‧斷開進行預定位置
CR、CR2‧‧‧垂直裂紋
CR1‧‧‧裂痕
DG‧‧‧切割槽
DG1‧‧‧(切割槽之)底部
DG2‧‧‧(切割槽)開口端部
LB‧‧‧雷射光
SB‧‧‧焊球
SL‧‧‧劃線
RE‧‧‧非形成區域
θ‧‧‧刀尖角
圖1係概略性表示半導體晶片10A之構成之剖視圖。
圖2(a)、(b)係概略性表示貼合基板10之構成之剖視圖。
圖3係對於在分割預定位置A分割貼合基板10之順序進行說明之圖。
圖4(a)~(c)係用以說明劃線SL之形成及裝置之主要部分之圖。
圖5(a)~(c)係用以說明切割槽DG之形成及裝置之主要部分之圖。
圖6係用以說明切割槽DG之形成及裝置之主要部分之圖。
圖7係例示形成焊球SB之後之貼合基板10之圖。
圖8係概略性表示使用斷裂裝置300將貼合基板10斷裂之情況之圖。
圖9(a)~(c)係用以表示第1斷裂方法及裝置之主要部分之圖。
圖10(a)~(c)係用以表示第2斷裂方法及裝置之主要部分之圖。
圖11(a)~(c)係用以說明第2實施方式中之劃線SL之形成及裝置之主要部分之圖。
圖1係概略性表示本實施方式中設為製作對象之半導體晶片10A之構成之剖視圖。概略性而言，半導體晶片10A具有利用接著層3A將玻璃基板層1A與矽基板層2A接著而成之構成，並且於矽基板層2A之與和接著層3A接著之接著面之相反面具有上部層4A，進而，於該上部層4A之上設置有焊球SB。於本實施方式中，半導體晶片10A係藉由貼合基板10之分割而製作。以下，就此方面依次地進行說明。
圖2係概略性表示本實施方式中設為分割對象之貼合基板10之構
成之剖視圖。於本實施方式中，所謂貼合基板10係藉由利用接著層3將玻璃基板1與矽基板2接著而貼合，且作為整體成為一基板。玻璃基板1、矽基板2、及接著層3係分別於藉由貼合基板10之分割所得之半導體晶片10A中，構成玻璃基板層1A、矽基板層2A、及接著層3A。
貼合基板10係藉由於作為進行分割之位置而預先決定之分割預定位置A，利用下述方法沿厚度方向進行斷開而分割。分割預定位置A係沿著貼合基板10之主面規定為線狀(例如直線狀)。於圖2中，例示了於與圖式垂直之方向上決定分割預定位置A之情形。再者，於圖2中，於貼合基板10之作為兩主面之玻璃基板1之主面1a與矽基板2之主面2a之兩者表示有分割預定位置A，當然，於俯視(平面透視)貼合基板10之主面之情形時，各個主面中之分割預定位置A相同。換言之，若使一主面中之分割預定位置A沿貼合基板10之厚度方向平行移動，則與另一主面中之分割預定位置A一致。
圖2中雖將圖示省略，但通常，對於一貼合基板10，格子狀地決定複數個分割預定位置A，且藉由於所有之分割預定位置A進行分割而獲得複數個半導體晶片10A。各個分割預定位置A彼此之間隔可於能夠以下述順序較佳地進行分割之範圍中，根據將要製作之半導體晶片10A之尺寸而適當地決定。
於圖2中，進而亦表示有分割時實際進行斷開之預定之位置即斷開進行預定位置B。斷開進行預定位置B被視作貼合基板10之成為兩主面之玻璃基板1之主面1a與矽基板2之主面2a各自中之分割預定位置A之間之沿厚度方向之面。於圖2所例示之情形時，斷開進行預定位置B係於俯視圖式下垂直之方向上延伸。
作為玻璃基板1之材質，可例示硼矽酸玻璃、無鹼玻璃、鈉玻璃等鹼玻璃等各種之玻璃。作為接著層3之材質，可例示熱固型環氧樹脂等。
玻璃基板1、矽基板2、及接著層3之厚度、進而貼合基板10之總厚度只要於利用下述方法分割貼合基板10時可較佳地進行分割則並無特別之限制，但分別可例示100μm~1000μm、50μm~1000μm、10μm~200μm、150μm~1500μm之類之範圍。又，對於貼合基板10之平面尺寸亦並無特別之限制，但可例示直徑為6英吋~10英吋左右者。對於藉由分割所得之半導體晶片10A之平面尺寸亦並無特別之限制，可例示縱1~3mm左右×橫1~3mm左右之範圍。
又，於圖2中，例示了於矽基板2之一主面且與和接著層3鄰接之鄰接面為相反側之主面即俯視圖式時之上表面側之主面2a設置有上部層4之情形。上部層4係於藉由貼合基板10之分割所得之半導體晶片10A中，構成上部層4A。圖2(a)例示了矽基板2之主面2a中之分割預定位置A之附近區域被設為非形成區域RE時之上部層4之形成形態，圖2(b)係於主面2a之整面例示了上部層4之形成形態。圖1中所例示之半導體晶片10A之構成係依據前者。
再者，於圖2中為方便起見，而將上部層4圖示為單一之層，但上部層4既可為單一層，亦可包含同質之或不同材質之複數個層。作為上部層4之構成材料，可例示各種金屬層、陶瓷層、半導體層、非晶層、樹脂層等各種材質。
但，於以後之說明中，存在將上部層4省略，將矽基板2與上部層4簡單地總稱為矽基板2之情形，又，存在嚴謹而言將構成上部層4之上表面之面稱作矽基板2之主面2a之情形。
繼而，對於分割預定位置A分割具有上述構成之貼合基板10之順序進行說明。圖3係表示如此之分割之順序之圖。
首先，準備圖2所例示之貼合基板10(步驟S1)。即，準備貼合基板10，該貼合基板10係以利用接著層3將玻璃基板1與矽基板2貼合，
且藉由進行分割而形成分別成為不同之半導體晶片10A之單位區域之方式決定分割預定位置A。
又，於所準備之貼合基板10之玻璃基板1側之分割預定位置A，形成劃線SL(圖4)(步驟S2)。圖4係用以說明如此之劃線SL之形成之圖。再者，於圖4中，例示了複數個分割預定位置A分別沿與圖式垂直之方向直線狀延伸之情形(圖5~圖8及圖11中亦情況相同)。
劃線SL係於下述步驟中成為裂紋(垂直裂紋)伸展之起點之部位。劃線SL之形成係如圖4(a)所示，以玻璃基板1成為最上部且矽基板2成為最下部之水平姿勢保持著貼合基板10進行。此時，貼合基板10既可直接地保持於載置台，亦可取而代之地為如下形態：貼附於使矽基板2之主面2a側伸展保持於例如切割環等環狀保持構件之切割膠帶等保持膠帶，且該等保持構件及保持膠帶之每一個將貼合基板10保持於載置台。
概略而言，劃線SL之形成係以將貼合基板10以該姿勢保持於具備特定之刻劃工具之未圖示之眾所周知之刻劃裝置之載置台之狀態，使該刻劃工具於玻璃基板1之主面1a上對於分割預定位置A相對地移動。
於圖4(b)中，表示使用眾所周知之劃線輪101作為刻劃工具形成劃線SL之情況。劃線輪101係呈現具有於各個下底面(較大之底面)側將2個圓錐台連接而成之形狀之圓盤形狀(算盤珠形狀)，並且其外周部分成為刀尖之工具。劃線SL係藉由使該劃線輪101(更詳細而言為該刀尖)於玻璃基板1之主面1a上沿著分割預定位置A壓接滾動而形成。再者，刀尖既可遍及劃線輪101之全周而均勻一致，亦可為週期性地具有凹部之形態。
如圖4(b)中以箭頭AR1及AR2所示，對單個之分割預定位置A依次地使劃線輪101壓接滾動而形成劃線SL，最終，如圖4(c)所示，於
所有之分割預定位置A形成劃線SL。再者，亦可為伴隨該劃線SL之形成，垂直裂紋自劃線SL於玻璃基板1之厚度方向上伸展之形態。
又，亦可為使用眾所周知之鑽石尖及其他作為刻劃工具之形態。
若對於玻璃基板1側之分割預定位置形成劃線SL，則接著於貼合基板10之矽基板2側之分割預定位置A進行切割，形成切割槽DG(圖5)(步驟S3)。圖5及圖6係用以說明該切割槽DG之形成之圖。切割槽DG係作為槽部而形成，且於下述步驟中成為斷裂之起點。
切割槽DG之形成係如圖5(a)所示，以矽基板2成為最上部，且玻璃基板1成為最下部之水平姿勢保持著貼合基板10而進行。即，藉由以與劃線SL形成時反轉之姿勢保持著貼合基板10而進行。此時，貼合基板10既可直接地保持於載置台，亦可取而代之地為如下形態：貼附於使玻璃基板1之主面1a側伸展保持於例如切割環等環狀保持構件之切割膠帶等保持膠帶，且該等保持構件及保持膠帶之每一個將貼合基板10保持於載置台。
如圖5(b)所示，切割槽DG係作為將矽基板2貫穿且到達接著層3為止之槽部而形成。換言之，切割槽DG係形成為其深度h大於矽基板2之厚度，且小於矽基板2與接著層3之厚度之總和。再者，雖詳情隨後描述，但切割槽DG之尺寸(深度h、寬度w)、及切割槽DG之底部DG1與接著層3之距離d係相應於根據接著層3之材質所選擇之下述斷裂步驟中之斷裂方法而決定。
概略而言，切割槽DG之形成係於將貼合基板10以該姿勢保持於具備特定之切割機構之未圖示之眾所周知之切割裝置(切割機)之載置台之狀態下，於矽基板2之主面2a側之分割預定位置A利用切割機構切削厚度方向及寬度方向之特定範圍而進行。
於圖5(b)及圖5(c)中，表示了使用具備眾所周知之切割刀片201之
切割機作為切割機構形成切割槽DG之情況。切割刀片201係呈現圓板狀(圓環狀)，並且其外周部分成為刀尖之工具。於使用切割刀片201形成切割槽DG之情形時，首先，使該切割刀片201一邊以其主面與鉛垂面平行之姿勢於鉛垂面內旋轉，一邊於到達與該刀尖部分所要形成之切割槽DG之深度h相應之目標深度位置之前，如圖5(b)中以箭頭AR3所示，進而如圖5(c)中以箭頭AR4所示地下降。繼而，若刀尖部分到達目標深度位置，則藉由一邊保持該旋轉狀態一邊沿著分割預定位置A(即，沿著斷開進行預定位置B)使切割刀片201對於貼合基板10相對移動，而形成切割槽DG。
若如圖5(b)中以箭頭AR5及AR6所示、或如圖5(c)中以箭頭AR7及AR8所示，使切割刀片201對於單個之分割預定位置A依次地移動而形成切割槽DG，則最終如圖6所示於所有之分割預定位置A形成切割槽DG。
若形成切割槽DG，則貼合基板10實現於所有之分割預定位置A，於一主面側形成有劃線SL，且於另一主面側形成有切割槽DG之狀態。
再者，劃線SL之形成與切割槽DG之形成之順序亦可相反。
繼而，於矽基板2之主面2a上，更嚴謹而言於圖4至圖6中圖示已被省略之上部層4之上，形成焊球SB(步驟S4)。圖7係例示形成焊球SB之後之貼合基板10之圖。焊球SB係形成於矽基板2之主面2a上之(更詳細而言為上部層4之主面上之)藉由最終進行分割而分別成為不同之半導體晶片10A之每一單位區域。焊球SB之形成係例如藉由眾所周知之焊球裝載裝置所進行之裝載處理及繼而進行之眾所周知之回流爐所進行之回流處理而實現。
再者，即便採用於劃線SL形成前之時間點、即最初準備貼合基板之時間點、或於劃線SL形成之形成後且切割槽DG形成前之時間點
形成焊球SB之形態，亦可製作半導體晶片10A。然而，於前者之情形時，必須於形成劃線SL時，將存在形成有焊球SB之凹凸之矽基板2之主面2a側朝向下方地保持貼合基板10，而於後者之情形時，存在具有因切割時用於切削片之去除或切割槽DG之洗浄等之水而導致焊球SB被腐蝕之情形等應分別加以留意之處。然而，如本實施方式所述，以切割槽DG形成後之時序形成焊球SB之形態與如此之留意之處並無關係，故於製程變得簡化且生產性變高之方面較佳。
於形成焊球SB之後，進行使用斷裂裝置300之斷裂，於劃線SL與切割槽DG之間，使沿著斷開進行預定位置B之斷開進行(步驟S5)。
圖8係概略性地表示使用斷裂裝置300將貼合基板10斷裂之情況之圖。
斷裂裝置300主要具備：支持部301，其包含彈性體，且於上表面301a載置有貼合基板10；及斷裂刀302，其具有於特定之走刀方向延伸而成之剖視三角形狀之刀尖，且設為於鉛垂方向上升降自如。
支持部301較佳為由硬度為65°~95°、較佳為70°~90°例如80°之材質之彈性體所形成。作為該支持部301，可較佳地使用例如矽橡膠等。再者，支持部301亦可進而由未圖示之硬質(不具有彈性)之支持體支持其下方。
如圖8所示，當進行斷裂時，貼合基板10以形成有切割槽DG之矽基板2之側成為最上部，且形成有劃線SL之玻璃基板1之側成為最下部之方式，載置於支持部301之上表面301a上。再者，於圖8中表示如下情形：以分割預定位置A(故而劃線SL與切割槽DG)於與圖式垂直之方向上延伸之方式，將貼合基板10載置於支持部301之上表面301a，並且將斷裂刀302(更詳細而言為其刀尖)沿著分割預定位置A之延伸方向配置於該分割預定位置A之鉛垂上方。
使用該斷裂裝置300之斷裂概略而言係藉由使斷裂刀302如箭頭
AR9所示地於鉛垂方向上相對於矽基板2側之分割預定位置A(即、切割槽DG之形成位置)下降，將斷裂刀302抵接於貼合基板10之後亦將斷裂刀302壓下而實現。繼而，如以箭頭AR10所示，藉由對於所有之分割預定位置A依次地進行斷裂，而將貼合基板10分割為預期之尺寸及個數之半導體晶片10A。
更詳細而言，於本實施方式中，相應於接著層3之材質，分開地使用原理不同之2種斷裂方法。於如此之情形時，因所選擇之斷裂方法，而使斷裂刀302之刀尖302a(參照圖9、圖10)之形狀或切割槽DG之尺寸分別不同。以下，對2種斷裂方法依次地進行說明。
(第1斷裂方法及裝置)
圖9係用以表示第1斷裂方法及裝置之主要部分之圖。第1斷裂方法係如圖8中以箭頭AR9所示，於使斷裂刀302於鉛垂方向上不斷地下降而隨即產生之斷裂刀302對於切割槽DG之抵接首先最初如圖9(a)所示地於刀尖302a之前端與切割槽DG之底部DG1之間進行之後，使斷開進行。
具體而言，如圖9(b)中以箭頭AR11所示，若即便於刀尖302a之前端抵接於切割槽DG之底部DG1之後亦以特定之力將斷裂刀302壓下至鉛垂下方，則如以箭頭AR12所示，刀尖302a一邊自接著層3受到阻力一邊沿著斷開進行預定位置B將接著層3切開，同時地不斷下降。藉此，接著層3中之斷開進行。
又，此時，將斷裂刀302壓下至鉛垂下方之力亦作為將貼合基板10相對於作為彈性體之支持部301沿著分割預定位置A壓入之力發揮作用，因此，貼合基板10自支持部301，相對於劃線SL對稱地受到以箭頭AR13所示之向上之斥力。如此一來，作為該斥力與自斷裂刀302進行作用之鉛垂向下之力相加之結果，於貼合基板10之玻璃基板1側，實現所謂之3點彎曲之狀況，從而如以箭頭AR14所示，垂直裂紋
CR自劃線SL沿著斷開進行預定位置B朝向鉛垂上方不斷地伸展。
斷裂刀302所進行之自鉛垂上方起之接著層3之斷開(切開)與自鉛垂下方起之玻璃基板1中之垂直裂紋CR之伸展均沿著斷開進行預定位置B進行。最終，若兩者均到達接著層3與玻璃基板1之界面，則斷開結束。圖9(c)中，對應於圖9(b)，例示了獲得俯視圖式時左右2個半導體晶片10A作為斷開結果之情形。實際係藉由於所有之分割預定位置A反覆進行該斷開，而將貼合基板10分割為複數個半導體晶片10A。
於利用以上之第1斷裂方法進行斷裂之情形時，當使斷裂刀302下降時，必須至少於刀尖302a之前端與切割槽DG之底部DG1抵接之前，以避免刀尖302a與切割槽DG接觸之方式，決定切割槽DG之尺寸，並且決定與走刀方向垂直之截面上刀尖302a所成之角即刀尖角θ。通常，與下述第2斷裂方法相比，可使切割槽DG之尺寸相對變大，且可使刀尖角θ相對變小。
(第2斷裂方法及裝置)
圖10係用以表示第2斷裂方法及裝置之主要部分之圖。第2斷裂方法係如圖8中以箭頭AR9所示，於使斷裂刀302於鉛垂方向上不斷下降而隨即產生之斷裂刀302對於切割槽DG之抵接首先最初如圖10(a)所示地於刀尖302a之2個側面302b之各者與切割槽DG之對應之開口端部DG2之間進行之後，使斷開進行。此處，所謂切割槽DG之開口端部DG2係矽基板2之表面上之切割槽DG之邊緣部分。
具體而言，如圖10(b)中作為箭頭AR21所示，若於刀尖302a之側面302b抵接於切割槽DG之開口端部DG2之後亦以特定之力將斷裂刀302向鉛垂下方不斷壓下，則使相對於分割預定位置A對稱且相互背離之方向之力作用於刀尖302a之2個側面302b分別如以箭頭AR22所示於傾斜方向上所接觸之切割槽DG之對應之開口端部DG2。
若於該形態下，開口端部DG2受到力，則如以箭頭AR23所示，
於接著層3之未形成切割槽DG之部位，相對於斷開進行預定位置B對稱地產生相反之方向之力。斷裂刀302之壓下越進行，則該力變得越大，隨即，將接著層3自切割槽DG之底部DG1朝向箭頭AR24所示之鉛垂下方不斷地切開。其結果，於接著層3形成沿著斷開進行預定位置B之裂痕CR1。裂痕CR1最終到達接著層3與玻璃基板1之界面為止。
若於該裂痕CR1形成之後，亦將斷裂刀302朝向鉛垂下方不斷地壓下，則斷裂刀302對貼合基板10所賦予之力作為沿著分割預定位置A將貼合基板10相對作為彈性體之支持部301壓入之力進行作用。因此，與第1斷裂方法之情形相同，貼合基板10如以箭頭AR25所示地自支持部301受到鉛垂向上之斥力。因而，於貼合基板10之玻璃基板1側，實現3點彎曲之狀況，從而如以箭頭AR26所示，垂直裂紋CR2自劃線SL沿著斷開進行預定位置B朝向鉛垂上方不斷地伸展。最終，若垂直裂紋CR2到達接著層3與玻璃基板1之界面，則斷開結束。於圖10(c)，對應於圖10(b)，例示了獲得俯視圖式時左右2個半導體晶片10A作為斷開之結果之情形。實際係藉由於所有之分割預定位置A反覆進行該斷開，而將貼合基板10分割為複數個半導體晶片10A。
於利用以上之第2斷裂方法進行斷裂之情形時，當使斷裂刀302下降時，於刀尖302a之前端與切割槽DG之底部DG1抵接之前，必須以刀尖302a之側面302b與切割槽DG之開口端部DG2接觸之方式，決定切割槽DG之尺寸，並且決定刀尖角θ。通常，與上述第1斷裂方法相比，可使切割槽DG之尺寸相對變小，且可使刀尖角θ相對變大。此外，關於切割槽DG之底部DG1與接著層3之距離d，亦必須考慮與斷裂刀302之壓入量之平衡而決定。其原因於在：若距離d過大，則存在裂痕CR1無法到達接著層3與玻璃基板1之界面為止之可能性。
再者，第1斷裂方法與第2斷裂方法之分開使用較佳為考慮接著層3之材質(組成、黏性、彈性等)而選擇。例如，於接著層3之黏性較
高之情形時，存在斷裂刀302所進行之切開不易較佳地進行之傾向，故與第1斷裂方法相比，適用第2斷裂方法則可較佳地進行斷開之可能性較高。
或，斷裂最初亦可利用相當於第1斷裂方法之方法進行斷開，此後，一邊實現使刀尖302a之側面302b抵接於切割槽DG之開口端部DG2之狀態，一邊使斷裂進行。
如以上所說明，根據本實施方式，於意圖獲得具有利用接著層將玻璃基板層與矽基板層接著而成之構成，並且於矽基板層之與和接著層接著之接著面之相反面具有上部層，進而於該上部層之上設置有焊球之構成之半導體晶片之情形時，於利用接著層將矽基板與玻璃基板貼合而成之貼合基板之玻璃基板側之分割預定位置形成劃線，且於該貼合基板之矽基板側之分割預定位置形成到達接著層為止之切割槽之後，將焊球形成於設置於矽基板之上之上部層之上之特定位置。繼而，於該焊球形成後，利用斷裂於劃線與切割槽之間使斷開進行。
於以該順序製作附焊球之半導體晶片之情形時，因不將玻璃基板切割，因此，可抑制於玻璃基板產生碎片，又，可實現生產性之提昇或成本之降低。進而，亦不會出現水侵入至接著層與玻璃基板之間之情形、或焊球被水腐蝕之情形。即，根據本實施方式，可與先前相比更有效且更低成本地獲得品質優異之附焊球之半導體晶片。
於上述第1實施方式中，利用劃線輪101等刻劃工具進行劃線SL之形成，但劃線SL之形成形態並非僅限於此。圖11係用以對本實施方式中所進行之劃線SL之形成方法進行說明之圖。
如圖11(a)所示，即便於本實施方式中，亦與第1實施方式相同，劃線SL之形成係以玻璃基板1成為最上部且矽基板2成為最下部之水平姿勢保持著貼合基板10而進行。
概略而言，本實施方式中之劃線SL之形成係藉由於將貼合基板10以該姿勢保持於未圖示之眾所周知之雷射加工裝置之載置台之狀態下，如圖11(b)所示地自該雷射加工裝置所配備之出射源401對玻璃基板1之主面1a照射雷射光LB，且使該雷射光LB沿著分割預定位置A掃描而進行。
於如此之情形時，劃線SL既可為因雷射光LB之照射下之加熱與此後之冷卻而產生之變質區域，亦可為具有因存在在雷射光LB之被照射區域中之物質蒸發而形成之剖視V字狀、U字狀及其他形狀之槽部。雷射光源之種類(CO2雷射、UV雷射、YAG雷射等)或照射條件、照射光學系統等可根據實際需要形成之劃線SL之類別而適當地決定。
或，於圖11(b)及圖11(c)中，例示了於玻璃基板1之主面1a形成有劃線SL之情形，但亦可為利用所謂之隱形切割(stealth dicing)技術，僅於玻璃基板1之內部形成熔解改質區域，且將該熔解改質區域設為劃線SL之形態。
如圖11(b)中以箭頭AR31及AR32所示，藉由沿著單個之分割預定位置A依次地不斷照射雷射光LB，而形成劃線SL，最終，如圖11(c)所示於所有之分割預定位置A形成劃線SL。
形成劃線SL之後之順序可與第1實施方式相同。因此，於本實施方式之情形時，亦可與第1實施方式同樣地，與先前相比更有效且更低成本地獲得品質優異之附焊球之半導體晶片。
1‧‧‧玻璃基板
1a‧‧‧(玻璃基板之)主面
2‧‧‧矽基板
2a‧‧‧(矽基板之)主面
3‧‧‧接著層
10‧‧‧貼合基板
300‧‧‧斷裂裝置
301‧‧‧支持部
301a‧‧‧(支持部之)上表面
302‧‧‧斷裂刀
AR9、AR10‧‧‧箭頭
DG‧‧‧切割槽
SB‧‧‧焊球
SL‧‧‧劃線
Claims (10)
- 一種附焊球之半導體晶片之製造裝置，其特徵在於具備：劃線形成裝置，其係於構成利用接著層使矽基板與玻璃基板貼合且已決定複數個分割預定位置之貼合基板之一主面之上述玻璃基板之一主面中之上述分割預定位置，藉由特定之刻劃機構而形成劃線；切割槽形成裝置，其係於構成上述貼合基板之另一主面之上述矽基板之一主面中之上述分割預定位置，自上述矽基板之上述一主面至上述接著層之中途為止藉由特定之槽部形成機構而形成槽部；焊球形成裝置，其係對形成有上述劃線與上述槽部之上述貼合基板中之上述矽基板之上述一主面側之上表面，於每一單位區域形成焊球；及斷裂裝置，其係藉由於上述劃線與上述槽部之間使形成有上述焊球之上述貼合基板斷裂而獲得複數個附焊球之半導體晶片。
- 一種附焊球之半導體晶片之製作方法，其特徵在於：其係製作附焊球之半導體晶片之方法，且具備：貼合基板準備步驟，其係準備貼合基板，上述貼合基板係利用接著層使矽基板與玻璃基板貼合，並且以形成可藉由進行分割而分別成為個別之半導體晶片之單位區域之方式，已決定複數個分割預定位置；劃線形成步驟，其係於構成上述貼合基板之一主面之上述玻璃基板之一主面中之上述分割預定位置，藉由特定之刻劃機構而形成劃線； 切割槽形成步驟，其係於構成上述貼合基板之另一主面之上述矽基板之一主面中之上述分割預定位置，自上述矽基板之上述一主面至上述接著層之中途為止，藉由特定之槽部形成機構而形成槽部；焊球形成步驟，其係對形成有上述劃線與上述槽部之上述貼合基板中之上述矽基板之上述一主面側之上表面，於每一上述單位區域形成焊球；及斷裂步驟，其係藉由於上述劃線與上述槽部之間使形成有上述焊球之上述貼合基板斷裂，而獲得複數個附焊球之半導體晶片。
- 如請求項2之附焊球之半導體晶片之製作方法，其中，於上述斷裂步驟中，藉由於將上述貼合基板以上述矽基板之側成為最上部，上述玻璃基板之側成為最下部之方式，載置於包含彈性體之支持部之上表面之狀態下，自上述矽基板之上方對於上述分割預定位置使斷裂刀抵接進而壓下而將上述貼合基板斷開。
- 如請求項3之附焊球之半導體晶片之製作方法，其中，於上述斷裂步驟中，藉由使上述斷裂刀抵接於上述槽部之底部之後進而壓下，而一邊利用上述斷裂刀將上述接著層切開，一邊自上述劃線使垂直裂紋伸展，藉此，將上述貼合基板斷開。
- 如請求項3之附焊球之半導體晶片之製作方法，其中，於上述斷裂步驟中，藉由使上述斷裂刀之刀尖側面抵接於上述矽基板之上述一主面中之上述槽部之開口端部之後進而壓下，而將上述接著層切開，並且自上述劃線使垂直裂紋伸展，藉此，將上述貼合基板斷開。
- 如請求項2至5中任一項之附焊球之半導體晶片之製作方法，其中，上述特定之刻劃機構係劃線輪，且於上述劃線形成步驟中，藉由沿著上述分割預定位置使上述劃線輪壓接滾動而形成上述劃線。
- 如請求項2至5中任一項之附焊球之半導體晶片之製作方法，其中，上述特定之刻劃機構係雷射光，且於上述劃線形成步驟中，對構成上述貼合基板之一主面之上述玻璃基板之一主面中之上述分割預定位置照射上述雷射光，藉此，對於上述玻璃基板藉由沿著上述分割預定位置產生變質或蒸發而形成上述劃線。
- 如請求項2至5中任一項之附焊球之半導體晶片之製作方法，其中，上述特定之槽部形成機構係切割機。
- 如請求項6之附焊球之半導體晶片之製作方法，其中，上述特定之槽部形成機構係切割機。
- 如請求項7之附焊球之半導體晶片之製作方法，其中，上述特定之槽部形成機構係切割機。
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