TWI787471B - 工件加工方法 - Google Patents

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Abstract

[課題]即使工件形成至完工厚度，也不會讓包含研削屑的研削水滲入相鄰晶片間的間隙。[解決手段]工件加工方法包含：正面保護步驟，以正面保護構件1覆蓋工件W的正面Wa；保護構件加熱步驟，使正面保護構件1的黏著材硬化收縮；變質層形成步驟，於工件W的內部形成變質層M：背面研削步驟，研削工件W的背面Wa以形成至晶片完工厚度；以及保護構件擴張步驟，將工件W分割為各個晶片C，並且使晶片間隔7擴張，由於是構成為於保護構件加熱步驟中使正面保護構件1的黏著材硬化收縮，藉此於背面研削步驟中晶片分割未完全的未分割區域形成於工件W，因此背面研削時晶片C之間不會產生間隙，並可防止研削屑附著於晶片C的側面。

Description

工件加工方法
本發明關於一種工件加工方法。
半導體元件製造程序中，於略圓板形狀的工件正面透過網格狀排列的稱作切割道的分割預定線劃分多個區域，於此劃分的區域形成有IC、LSI等的電路（功能元件）。然後，沿著分割預定線切斷工件，藉此分割形成有電路的區域而製造出各個晶片。
作為沿著分割預定線切割工件的方法，存在一種雷射加工方法，使聚光點對準應當分割的區域的內部，以照射對工件具有穿透性的脈衝雷射光線。使用此雷射加工方法的分割方法中，使聚光點自工件的一邊表面側對焦於內部，以照射對工件具有穿透性的紅外光範圍的脈衝雷射光線，於工件的內部沿著分割預定線連續形成變質層，沿著透過形成此變質層而強度降低的分割預定線，並透過研削工件的背面所產生的應力，能夠使工件斷裂而分割為各個晶片（例如，參考下述的專利文獻1）。
[習知技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1] 日本特許第4733934號公報
[發明所欲解決的課題] 然而，由於分割的晶片間會生成間隙，因此晶片分割後實施直到完工厚度為止的研削時，包含研削屑的研削水會滲入晶片間的間隙而於晶片的側面附著有研削屑。附著於晶片側面的研削屑即使以研削裝置的清洗機構清洗也非常難以去除。
本發明為鑑於上述情事所完成者，其目的在於即使工件形成至完工厚度，也不會讓包含研削屑的研削水滲入相鄰晶片間的間隙。
[解決課題的技術手段] 本發明為一種工件加工方法，將工件沿著分割預定線分割為各個晶片，該工件係在正面形成網格狀的分割預定線所劃分的區域中形成有功能元件，其中，該工件加工方法包含：正面保護步驟，以正面保護構件覆蓋該工件的正面形成有該功能元件的區域；保護構件加熱步驟，使該正面保護構件的黏著材硬化收縮；變質層形成步驟，自該工件的背面側沿著分割預定線照射對該工件具有穿透性的雷射光線，於與晶片完工厚度相當的位置更靠背面側形成變質層；背面研削步驟，研削形成有變質層的工件背面，晶片形成至完工厚度；以及保護構件擴張步驟，將該工件分割為各個晶片，並且使晶片間隔擴張，於該保護構件加熱步驟中使該正面保護構件的該黏著材硬化收縮，藉此該背面研削步驟中晶片分割未完全的未分割區域形成於工件。上述正面保護構件較佳為黏著膠膜。
[發明功效] 涉及本發明的工件加工方法包含：正面保護步驟，以正面保護構件覆蓋工件的正面形成有功能元件的區域；保護構件加熱步驟，使正面保護構件的黏著材硬化收縮；變質層形成步驟，自工件的背面側沿著分割預定線照射對工件具有穿透性的雷射光線，於與晶片完工厚度相當的位置更靠背面側形成變質層；背面研削步驟，研削形成有變質層的工件背面，晶片形成至完工厚度；以及保護構件擴張步驟，將工件分割為各個晶片，並且使晶片間隔擴張，由於是構成為於保護構件加熱步驟中使正面保護構件的黏著材硬化收縮，藉此於背面研削步驟中晶片分割未完全的未分割區域形成於工件，因此防止背面研削時自變質層產生的裂縫延伸至工件的正面，使晶片間不會產生間隙。如此，若依據本發明，則可防止包含研削屑的研削水滲入晶片側面的疑慮，並防止研削屑附著於晶片側面。上述正面保護構件是由黏著膠膜構成的情況時，可輕易實施上述正面保護步驟。
圖1所示的工件W具有圓形板狀的基板，於基板的正面Wa形成網格狀的多條分割預定線S所劃分的各區域中分別形成有功能元件（圖示的例子中為元件D）。與工件W正面Wa為相反側的背面Wb成為施予預定加工的被加工面。工件W的材質、厚度以及大小並沒有特別限定。以下，對沿著分割預定線S將工件W分割為各個晶片的工件加工方法作說明。
（1）　正面保護步驟 如圖1所示，以正面保護構件1覆蓋工件W正面Wa形成有元件D的區域。本實施方式所示的正面保護構件1具有黏著性，且具有與工件W約略相同直徑的大小。此外，正面保護構件1例如較佳為於聚烯烴或聚氯乙烯等組成的基材層積有黏著材的黏著膠膜。正面保護構件1黏著於工件W的正面Wa，覆蓋其表面Wa的整面，藉此保護各元件D。由於正面保護構件1是由黏著膠膜構成，因此可輕易實施正面保護步驟。雖然未有圖式，但正面保護步驟例如可將黏著膠膜黏貼至工件W正面Wa的膠膜貼合機中實施。
（2）　保護構件加熱步驟 如圖2所示，自黏貼有工件W的正面保護構件1側載置於加熱構件2之上，加熱正面保護構件1。加熱構件2例如由紅外線加熱器組成。加熱構件2中以例如80℃加熱正面保護構件1約1分鐘，藉此使正面保護構件1的黏著材硬化收縮。藉此，正面保護構件1的黏著材變硬，因此實施後述背面研削步驟時，可減小研削時應力的影響而抑制相鄰晶片的移動。加熱構件2可由對正面保護構件1噴射熱風而使黏著材加溫的加熱器構成。保護構件加熱步驟可於上述膠膜貼合機內實施，也可於後述雷射加工裝置3內實施。
（3）　變質層形成步驟 接著，搬送工件W至圖3（a）所示的雷射加工裝置3，透過雷射加工於工件W的內部形成變質層M。雷射加工裝置3至少具備保持工件W的保持台30、以及配設於保持台30上方側的雷射加工手段31。保持台30的上表面受到來自未圖示的吸引源的吸引作用而成為吸引保持工件W的保持面30a。於保持台30的下方連接有移動手段，使保持平台30以及雷射加工手段31於與垂直方向正交的水平方向（X軸方向以及Y軸方向）相對移動。
雷射加工手段31具備照射對保持於保持台30的工件W具有穿透性波長的雷射光線LB的雷射頭32、以及雷射頭32安裝於前端的殼體33。於殼體33的內部容納有振盪雷射光線LB的振盪器以及調整雷射光線LB輸出的輸出調整器，於雷射頭32的內部內含有用於將振盪器所振盪的雷射光線LB聚光的聚光透鏡。此外，雷射加工手段31具備位置調整單位（未圖示），用於調整聚光透鏡所聚光的雷射光線LB其聚光點的位置。於殼體33的側邊配設有攝像手段34。攝像手段34例如為內含CCD影像感測器的紅外線攝影機。
實施變質層形成步驟時，工件W為正面Wa側朝下並透過正面保護構件1而被吸引保持於保持台30的保持面30a。將保持台30定位於攝像手段34的正下方，透過攝像手段34自上方拍攝工件W，進行圖案匹配等的影像處理，藉此檢測應當照射雷射光線LB的區域（分割預定線S）。
接著，使雷射頭32往接近工件W的方向下降，如圖3（b）所示，將對工件W具有穿透性的波長的雷射光線LB其聚光點定位於工件W內部的預定位置，在此狀態一邊以預定的加工進給速度於X軸方向加工進給保持台30，一邊透過雷射頭32自工件W的背面Wb側沿著圖1所示的分割預定線S進行照射，於與晶片完工厚度相當的位置更靠背面Wb側形成變質層M。變質層M為工件W內部強度或物理特性發生變化的區域，並作為將工件W分割為各個晶片時的分割起點。
每當沿著一條分割預定線S照射雷射光線LB以形成變質層M時，於Y軸方向分度進給保持台30，以沿著下一條分割預定線S照射雷射光線LB。對朝X軸方向的所有分割預定線S完成雷射光線LB的照射後，使圖3（a）所示的保持台30旋轉90°，以使朝Y軸方向的分割預定線S朝著X軸方向。然後，沿著所有分割預定線S重複進行上述相同的雷射加工，形成沿著分割預定線S的變質層M。
（4）　背面研削步驟 接著，使用圖4（a）所示的研削裝置4，研削工件W的背面Wb以形成至晶片完工厚度。研削裝置4具備保持工件W的保持台40、使保持台40旋轉的旋轉手段41、以及對保持於保持台40的工件W施予研削的研削手段42。保持台40的上表面受到來自未圖示的吸引源的吸引作用而成為吸引保持工件W的保持面40a。
研削手段42具備有著與保持面40a正交的垂直方向軸心的主軸43、透過安裝件44裝設於主軸43下端的研削輪45、以及環狀地固接於研削輪45下部的研削磨石46。於研削手段42連接有未圖示的升降手段，可透過升降手段一邊使研削輪45旋轉，一邊使研削手段42整體升降。
研削工件W的情況時，如圖4（b）所示，以保持台40的保持面40a保持黏貼於工件W正面Wa的正面保護構件1側，使工件W的背面Wb向上露出，使保持台40例如於箭頭A方向旋轉。接著，研削手段42使研削輪45一邊例如於箭頭方向A旋轉，一邊以預定的研削進給速度下降，以旋轉的研削磨石46一邊推壓一邊研削工件W的背面Wb至晶片完工厚度為止。工件W研削期間，雖然未有圖示，但於旋轉的研削磨石46與工件W之間的接觸面有供給研削水。
於背面研削步驟中，因為於上述保護構件加熱步驟中使正面保護構件1的黏著材硬化收縮，進到研削加工以將工件W形成至完工厚度，即使研削時的應力作用於正面保護構件1，正面保護構件1也不會撓曲，因此抑制晶片的移動，且晶片分割未完全的未分割區域形成於工件W。於此未分割區域中，相鄰晶片間未生成間隙，不會有混入研削屑的研削水滲入間隙的疑慮。又，工件W達到完工厚度時，雖然也會於工件W局部生成以變質層M為起點而分割為晶片的區域，但於本實施方式所示的背面研削步驟中由於正面保護構件1的黏著材變硬，因此可一邊以工件W為整體而保持圓形板狀形態，一邊將工件W形成至完工厚度。
（5）　保護構件擴張步驟 如圖5（a）所示，例如使用擴張裝置5，將工件W分割為各個晶片C，並且使晶片間隔7擴張。擴張裝置5具備自下方支撐工件W的支撐台50、載置有配設於支撐台50的外周側並於中央具有開口的框架F的框架載置台51、夾持載置於框架載置台51的框架F的夾具部52、以及連接至框架載置台51的下部並使框架載置台51於上下方向升降的升降手段53。升降手段53是由壓缸53a、以及壓缸53a所升降驅動的活塞53b構成，藉由活塞53b上下移動，可使框架載置台51升降。
搬送工件W至擴張裝置5時，使工件W的正背面反轉，工件W背面Wb黏貼於框架F上所黏貼的自開口露出的膠膜T之上，並且自工件W的正面Wa剝離圖4所示的正面保護構件1。如此，透過膠膜T預先將框架F與工件W形成一體。實施背面研削步驟後的工件W雖未完全分割，但於相鄰晶片C之間自圖4（a）所示的變質層M往工件厚度方向生成裂縫6。此裂縫6不會延伸到工件W的正面Wa。
工件W透過膠膜T而工件W的背面Wb側載置於支撐台50，並且框架F載置於框架載置台51。以透過夾具部52壓住框架F的上表面而不會移動的方式進行固定。如圖5（b）所示，活塞53b往下方移動並使框架載置台51下降，使框架載置台51對支撐台50相對下降。藉此，膠膜T被放射狀擴張時，放射方向的外力施加於工件W，工件W沿著裂縫6分割為各個晶片C。由於相鄰晶片C之間出現裂縫6，因此藉由擴張膠膜T可輕易進行對於工件W的晶片C的完全分割。藉由擴張膠膜T預定擴張量，使相鄰晶片C之間的晶片間隔7擴張。然後，於所有相鄰晶片C之間形成晶片間隔7之後，完成保護構件擴張步驟。分割後的晶片C透過未圖示的搬出手段等拾取並搬送至下一道程序。
如上所述，涉及本發明的工件加工方法包含：正面保護步驟，以正面保護構件1覆蓋工件W的正面Wa形成有元件D的區域；保護構件加熱步驟，使正面保護構件1的黏著材硬化收縮；變質層形成步驟，自工件W的背面Wb側沿著分割預定線S照射對工件W具有穿透性的雷射光線LB，於與晶片完工厚度相當的位置更靠背面Wb側形成變質層M；背面研削步驟，研削形成有變質層M的工件W的背面Wa，形成至晶片完工厚度；以及保護構件擴張步驟，將工件W分割為各個晶片C，並且使晶片間隔7擴張，由於是構成為於保護構件加熱步驟中使正面保護構件1的黏著材硬化收縮，藉此於背面研削步驟中晶片分割未完全的未分割區域形成於工件W，因此防止背面研削時自變質層M生成的裂縫6延伸至工件W的正面Wa，使晶片C間不會產生間隙。因此，可防止包含研削屑的研削水滲入晶片C側面的疑慮，並防止研削屑附著於晶片C側面。
1‧‧‧正面保護構件 2‧‧‧加熱構件 3‧‧‧雷射加工裝置 30‧‧‧保持台 31‧‧‧雷射加工手段 32‧‧‧雷射頭 33‧‧‧殼體 34‧‧‧攝像手段 4‧‧‧研削手段 40‧‧‧保持台 41‧‧‧旋轉手段 42‧‧‧研削手段 43‧‧‧主軸 44‧‧‧安裝件 45‧‧‧研削輪 46‧‧‧研削磨石 5‧‧‧擴張裝置 50‧‧‧支撐台 51‧‧‧框架載置台 52‧‧‧夾具部 53‧‧‧升降手段 53a‧‧‧壓缸 53b‧‧‧活塞 6‧‧‧裂痕 7‧‧‧晶片間隔
圖1為表示正面保護步驟的立體圖。 圖2為表示保護構件加熱步驟的剖面圖。 圖3為表示變質層形成步驟的立體圖以及剖面圖。 圖4為表示背面研削步驟的立體圖以及剖面圖。 圖5為表示保護構件擴張步驟的剖面圖。
1‧‧‧正面保護構件
4‧‧‧研削手段
40‧‧‧保持台
40a‧‧‧保持面4a
41‧‧‧旋轉手段
42‧‧‧研削手段
43‧‧‧主軸
44‧‧‧安裝件
45‧‧‧研削輪
46‧‧‧研削磨石
A‧‧‧方向
M‧‧‧變質層
W‧‧‧工件
Wa‧‧‧正面
Wb‧‧‧背面

Claims (2)

  1. 一種工件加工方法，將工件沿著分割預定線分割為各個晶片，該工件係在正面形成網格狀的分割預定線所劃分的區域中形成有功能元件，其中，該工件加工方法包含：正面保護步驟，以正面保護構件覆蓋該工件的正面形成有該功能元件的區域；保護構件加熱步驟，使該正面保護構件的黏著材硬化收縮；變質層形成步驟，自該工件的背面側沿著分割預定線照射對該工件具有穿透性的雷射光線，於與晶片完工厚度相當的位置更靠背面側形成變質層；背面研削步驟，研削形成有變質層的工件背面，晶片形成至完工厚度；以及保護構件擴張步驟，將該工件分割為各個晶片，並且使晶片間隔擴張，於實施該變質層形成步驟之前的該保護構件加熱步驟中使該正面保護構件的該黏著材硬化收縮，藉此該背面研削步驟中晶片分割未完全的未分割區域形成於工件。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之工件加工方法，其中，前述正面保護構件為黏著膠膜。
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