TWI833850B - 被加工物的加工方法、器件晶片的製造方法 - Google Patents

被加工物的加工方法、器件晶片的製造方法 Download PDF

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Abstract

[課題]形成抗折強度較高之晶片。 [解決手段]一種被加工物的加工方法,是沿著分割預定線分割被加工物來形成晶片,前述被加工物的加工方法具備以下步驟:框架單元準備步驟,準備具備膠帶、環狀的框架及該被加工物之框架單元,前述膠帶具有伸長性且貼附於該被加工物的背面,前述框架貼附有該膠帶的外周部;保護膜形成步驟,在該被加工物的該正面塗布液狀樹脂來形成保護膜;切斷步驟,沿著該分割預定線來對該被加工物照射雷射光束,而沿著該分割預定線將該被加工物切斷;間隔擴張步驟,將貼附於該被加工物的該膠帶朝徑方向外側擴張,而讓將該被加工物切斷而形成的各晶片之間的間隔擴大;及蝕刻步驟,將因該切斷步驟中的該雷射光束的照射而形成於該各晶片的切斷面之變質區域藉由濕式蝕刻來去除。

Description

被加工物的加工方法、器件晶片的製造方法
發明領域 本發明是有關於一種對由半導體所形成之晶圓等被加工物進行加工的加工方法、以及加工晶圓來製造器件晶片之器件晶片的製造方法。
發明背景 若在由半導體所形成之圓板狀的晶圓的正面設定複數條交叉之分割預定線,並在以分割預定線所區劃出的各區域中形成器件,而沿著分割預定線分割該晶圓時,即可以形成器件晶片。在將以於正面形成有複數個器件之矽(Si)、砷化鎵(GaAs)等的半導體材料所形成之晶圓按每個器件分割時,可使用例如具備圓環狀的切割刀片的切割裝置(參照專利文獻1)。在切割裝置中,是藉由讓旋轉的切割刀片接觸於被加工物來切割被加工物。
晶圓亦可藉由其他的方法來分割。例如,當將對於晶圓具有吸收性之波長(晶圓可以吸收之波長)的雷射光束照射到晶圓,而藉由燒蝕加工來沿著分割預定線在晶圓形成分割溝時,即可以分割晶圓(參照專利文獻2)。
然而,近年來,在光通訊或光記錄等的技術領域中,對被稱為垂直共振腔表面發光雷射(VCSEL;Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser diode)之表面發光型半導體雷射之關注已逐漸提高(參照專利文獻3)。在製造搭載VCSEL元件作為器件之晶片的情況下,是在晶圓的背面側形成作為電極等而發揮功能的金屬膜,之後將晶圓分割。 先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1:日本專利特開2001-85365號公報 專利文獻2:日本專利特開2013-239591號公報 專利文獻3:日本專利特開2007-123313號公報
發明概要 發明欲解決之課題 在藉由切割裝置對背面側形成有金屬膜之晶圓等的被加工物進行切割的情況下,是成為讓旋轉的切割刀片切入該金屬膜。若以切割刀片切割金屬膜時,會讓金屬膜受到切割刀片的旋轉所拉曳,而從金屬膜的切斷面形成來自該金屬膜之稱為毛邊的突起、或在所形成的晶片的端部產生稱為破裂(chipping)的缺損。當形成毛邊或破裂時,會導致降低晶片的品質。
又,已產生有以下之問題:來自該金屬膜的切割屑附著到切割刀片而產生堵塞,導致切割刀片的壽命降低。此外,因為在切割砷化鎵晶圓等比較脆弱的晶圓的情況下,為了防止由切割所造成之晶圓的破損,必須以較緩和的加工條件來加工該晶圓,所以花費較多時間在該晶圓的切割上。
另一方面,在藉由雷射光束之燒蝕加工來分割晶圓的情況下,會因燒蝕加工所造成之熱的影響而在晶片的切斷面形成變質區域。若形成有變質區域,晶片的抗折強度即降低。
本發明是有鑒於所述的問題點而作成的發明,其目的在於提供一種可以有效率地形成抗折強度較高的晶片之被加工物的加工方法、以及器件晶片的製造方法。 用以解決課題之手段
依據本發明的一態樣,可提供一種被加工物的加工方法,是將設定有分割預定線的被加工物沿著該分割預定線分割來形成晶片,前述被加工物的加工方法之特徵在於具備以下步驟: 框架單元準備步驟,準備具備膠帶、環狀的框架及該被加工物之框架單元,前述膠帶具有伸長性且貼附於該被加工物的正面及背面的其中一面,前述框架具有開口且於包圍該開口的環狀區域貼附有該膠帶的外周部; 保護膜形成步驟,在該被加工物的該正面及該背面的另一面塗布液狀樹脂來形成保護膜; 切斷步驟,在該保護膜形成步驟之後,沿著該分割預定線來對該被加工物照射雷射光束,而沿著該分割預定線將該被加工物切斷; 間隔擴張步驟,在該切斷步驟之後,將貼附於該被加工物之該膠帶朝徑方向外側擴張,而讓將該被加工物切斷而形成的各晶片之間的間隔擴大;及 蝕刻步驟,在該間隔擴張步驟之後,將因該切斷步驟中的該雷射光束的照射而形成於該各晶片的切斷面之變質區域藉由濕式蝕刻來去除。
又,依據本發明的其他的一個態樣,可提供一種器件晶片的製造方法,是將設定有相互交叉之複數條分割預定線,且在藉由該分割預定線所區劃出的各區域中於正面形成有器件的晶圓,沿著該分割預定線來分割而製造器件晶片,前述器件晶片的製造方法之特徵在於具備以下步驟: 框架單元準備步驟,準備具備膠帶、環狀的框架及該晶圓的框架單元,前述膠帶具有伸長性且貼附於該晶圓的該正面或背面的其中一面,前述框架具有開口且在包圍該開口的環狀區域貼附有該膠帶的外周部; 保護膜形成步驟,在該晶圓的該正面及該背面的另一面塗布液狀樹脂來形成保護膜; 切斷步驟,在該保護膜形成步驟之後,沿著該分割預定線來對該晶圓照射雷射光束,而沿著該分割預定線將該晶圓切斷來形成一個個的器件晶片; 間隔擴張步驟,在該切斷步驟之後,將該膠帶朝徑方向外側擴張,而將在切斷步驟中所形成的各器件晶片之間的間隔擴大;及 蝕刻步驟,在該間隔擴張步驟之後,將因該切斷步驟中的該雷射光束的照射而形成於該器件晶片的切斷面之變質區域藉由濕式蝕刻來去除。
較佳的是,該晶圓在該保護膜形成步驟中於形成有該保護膜的該正面及該背面的該另一方面具有對該濕式蝕刻具有耐受性之耐受性層,在該保護膜形成步驟中所形成的該保護膜具有水溶性,在該切斷步驟中照射於該晶圓的該雷射光束是對該晶圓具有吸收性之波長的雷射光束,在該切斷步驟中,是藉由該雷射光束所進行之燒蝕加工來切斷該晶圓,在該蝕刻步驟中,是藉由該濕式蝕刻來去除該保護膜。
又,較佳的是,該保護膜對該濕式蝕刻具有耐受性,且在該蝕刻步驟中,是藉由該保護膜來保護該晶圓的該正面及該背面的該另一面免於受到該濕式蝕刻。
又,較佳的是,該保護膜形成步驟包含: 第1塗布步驟,在該晶圓的該正面及該背面的該另一面塗布成為水溶性的保護膜的材料之液狀樹脂來作為該液狀樹脂;及 第2塗布步驟,在該第1塗布步驟之後,在該晶圓的該正面及該背面的該另一面塗布成為非水溶性的保護膜的材料之液狀樹脂。
此外,較佳的是,該晶圓包含砷化鎵。
此外,較佳的是,該晶圓在該背面形成有金屬膜。 發明效果
在本發明的一態樣之被加工物的加工方法、以及器件晶片的製造方法中,是在切斷步驟中對晶圓等被加工物沿著分割預定線來照射雷射光束,而切斷晶圓。藉由雷射光束的照射所進行之晶圓的切斷可以用比較短的時間來實施。另一方面,於晶圓的切斷面,會因雷射光束的照射所造成之熱的影響而形成變質區域。因為此變質區域讓晶片的抗折強度降低,所以實施蝕刻步驟並藉由濕式蝕刻來去除該變質區域。
但是,因為藉由雷射光束的照射來切斷晶圓而形成之各晶片的間隔非常狹窄,所以在實施濕式蝕刻時,蝕刻液無法充分地進入晶片之間。或者,充分地實施濕式蝕刻所需要的時間變長。於是,在本發明的一個態樣之被加工物的加工方法、以及器件晶片的製造方法中,在實施蝕刻步驟之前,是實施將各晶片之間的間隔擴大之間隔擴張步驟。
當實施間隔擴張步驟,而將各晶片之間的間隔擴大後,即變得在實施蝕刻步驟時,蝕刻液容易到達已形成於各晶片的切斷面的變質區域,而可以高效率地去除該變質區域。若可以去除藉由雷射光束的照射而形成的變質區域時,各晶片的抗折強度即變高。
從而,藉由本發明,可提供一種可以有效率地形成抗折強度較高的晶片之被加工物的加工方法、以及器件晶片的製造方法。
用以實施發明之形態 參照附圖,說明本發明的實施形態。在本實施形態之被加工物的加工方法及器件晶片的製造方法中,是分割被加工物來形成晶片。被加工物是例如設定分割預定線之板狀的基板。當沿著分割預定線分割被加工物後,即可形成晶片。
該被加工物是由例如半導體材料所形成之圓板狀的晶圓。於圖1(A)及圖1(B)中,是示意地顯示在正面1a形成有複數個器件5的晶圓1來作為被加工物之一例。晶圓1是以例如矽(Si)、碳化矽(SiC)、砷化鎵(GaAs)、氮化鎵(GaN)、磷化銦(InP)、鍺(Ge)等的半導體材料所形成。
於晶圓1上形成有例如相互交叉之複數條分割預定線3。在晶圓1的正面1a,在以分割預定線3所區劃出的各區域中形成有器件5。該器件5可為例如IC(積體電路,Integrated Circuit)或LSI(大型積體電路,Large - Scale Integrated circuit)等。或者,可為LED(發光二極體,Light Emitting Diode))或VCSEL等的光器件。於晶圓1的背面1b側形成有作為電極等而發揮功能的金屬膜7。
當沿著分割預定線3分割晶圓1後,即可形成各自搭載器件5的一個個的器件晶片。但是,晶圓1並非受限於此。晶圓1的材質、形狀、構造、大小等並無限制,晶圓1上亦可未形成有器件5。以下,針對分割形成有器件5的砷化鎵晶圓的情況進行說明。
在分割晶圓1之時,為了容易進行晶圓1或所形成的晶片的處理,而預先將環狀的框架、在該環狀的框架黏貼成將該環狀框架的開口部堵塞的膠帶、及該晶圓1一體化。於圖2下部示意地顯示有框架11及膠帶9。
框架11是以例如金屬等的材料所形成,並且形成有比被加工物即晶圓1的直徑更大的圓形的開口部11a。膠帶9具有薄膜狀的基材與糊層(接著劑層),前述基材具有伸長性,前述糊層是形成在該基材的一面。例如,對於膠帶9的基材,可採用聚烯烴、聚對苯二甲酸乙二酯、聚氯乙烯、及聚苯乙烯等。又,對於膠帶9的糊層,可採用例如矽氧橡膠、丙烯酸系材料、或環氧系材料等。
對於對晶圓1,因為是如後述地實施雷射燒蝕加工、洗淨及濕式蝕刻,所以貼附於晶圓1的膠帶9宜為對這些處理具有耐受性的材料。或者,對於膠帶9,較理想的是使用以下膠帶:琳得科股份有限公司(LINTEC Corporation)製之UV型(藉由紫外線而硬化)的切割膠帶“D-765”、“D-181”、“D-510T”、非UV型的切割膠帶“G-765”、“G-967”、日東電工股份有限公司(NITTO DENKO Corporation)之UV型的切割膠帶“DU-300”、電化股份有限公司(Denka Company Limited.)之UV型的切割膠帶“UHP-1515M3”、住友電木股份有限公司(Sumitomo Bakelite Co., Ltd.)之UV型的切割膠帶“N6801”等。
對於膠帶9,特別理想的是使用UV型的切割膠帶。在對於膠帶9使用了UV型的切割膠帶的情況下,在使由晶圓1所形成的一個個的器件晶片從膠帶9剝離時,可對膠帶9照射紫外線來使膠帶9硬化而讓剝離變得較容易。
膠帶9具有比框架11的開口部11a更大的直徑。膠帶9的外周部是黏貼於該開口部11a的周圍的環狀區域。此時,膠帶9的貼附面是露出於框架11的開口部11a中。晶圓1是黏貼在露出於開口部11a的膠帶9上。此時,可在例如晶圓1的背面1b側貼附膠帶9。作為被加工物之晶圓1、膠帶9、及框架11的一體物被稱為框架單元。晶圓1可透過膠帶9而支撐於框架11上。
晶圓1的分割是藉由例如以下之作法來實施:沿著分割預定線3照射對晶圓1具有吸收性之波長(晶圓1可以吸收之波長)的雷射光束,而藉由燒蝕加工來形成分割溝。接著,針對實施燒蝕加工之雷射加工裝置進行說明。圖3是示意地顯示雷射加工裝置2的立體圖。可對雷射加工裝置2搬入框架單元13之狀態的晶圓1。
雷射加工裝置2具備工作夾台28及雷射加工單元34,前述工作夾台28是吸引保持框架單元13的狀態之晶圓1,前述雷射加工單元34是配設於該工作夾台28的上方。
雷射加工裝置2具備配設於基台4的上表面之前角部的片匣載置台6a。可在片匣載置台6a載置容置有複數個晶圓1的片匣8。又,雷射加工裝置2具備用於在基台4的上方搬送框架單元13之狀態的晶圓1的搬送單元10、及搬送軌道12。
在雷射加工裝置2之基台4的上表面配設有具備X軸導軌14、X軸移動板16、X軸滾珠螺桿18、及X軸脈衝馬達20之X軸移動機構(加工進給機構)。在基台4的上表面設置有平行於X軸方向的一對X軸導軌14,且在X軸導軌14上以可滑動的方式安裝有X軸移動板16。
在X軸移動板16的下表面側設有螺帽部(未圖示),在此螺帽部中螺合有平行於X軸導軌14的X軸滾珠螺桿18。在X軸滾珠螺桿18的一端連結有X軸脈衝馬達20。當藉由X軸脈衝馬達20使X軸滾珠螺桿18旋轉時,X軸移動板16即沿著X軸導軌14在X軸方向上移動。
在X軸移動板16的上表面配設有Y軸移動機構(分度進給機構),前述Y軸移動機構具備有Y軸導軌22、Y軸移動板24、Y軸滾珠螺桿26、及Y軸脈衝馬達(未圖示)。在 X軸移動板16的上表面設置有平行於Y軸方向的一對Y軸導軌22,且在Y軸導軌22上以可滑動的方式安裝有Y軸移動板24。
在Y軸移動板24的下表面側設有螺帽部(未圖示),在此螺帽部中螺合有平行於Y軸導軌22的Y軸滾珠螺桿26。在Y軸滾珠螺桿26的一端連結有Y軸脈衝馬達。當藉由Y軸脈衝馬達使Y軸滾珠螺桿26旋轉時,Y軸移動板24即沿著Y軸導軌22在Y軸方向上移動。
在Y軸移動板24之上配設有工作夾台28。在工作夾台28的上表面側配置有多孔質構件(未圖示)。或者,在工作夾台28的上表面側形成有複數條溝。工作夾台28是由例如不鏽鋼、或石英構件等所形成。工作夾台28的上表面是成為保持晶圓1的保持面28a。工作夾台28可繞著垂直於保持面28a的軸而旋轉。
工作夾台28具有連接於該多孔質構件或該溝的吸引源(未圖示)。當在保持面28a上隔著膠帶9載置晶圓1,且通過多孔質構件的孔或該溝來使藉由吸引源所產生的負壓對該晶圓1作用時,即可將晶圓1吸引保持於工作夾台28。又,於工作夾台28的周圍具備有將構成框架單元13之框架11固定的夾具28b。
在雷射加工裝置2之基台4的上表面的後部,配設有支撐雷射加工單元34的豎立設置部30。於豎立設置部30的上部連接有延伸到工作夾台28的上方的支撐部32的基端側,且於支撐部32的前端側配設有雷射加工單元34及拍攝單元36。雷射加工單元34具備配設於工作夾台28的上方的加工頭34a、及配設在相鄰於加工頭34a的位置的拍攝單元36。
雷射加工單元34具有以下功能:脈衝振盪產生對晶圓1具有吸收性之波長(晶圓1可以吸收之波長)的雷射光束,且使該雷射光束聚光於已保持在工作夾台28之晶圓1。例如,雷射加工單元34是使用Nd:YAG或Nd:YVO4 等作為雷射介質來振盪產生雷射,且讓例如波長532nm或355nm等的雷射光束聚光於晶圓1。
拍攝單元36具有拍攝已保持在工作夾台28上之晶圓1的功能。當使用拍攝單元36時,可以實施校準,前述校準是將晶圓1對加工頭34a的位置調整成可以沿著晶圓1的分割預定線3來照射雷射光束。
雷射加工裝置2在基台4的上表面具備保護膜塗布兼洗淨單元38。保護膜塗布兼洗淨單元38具有在加工前的晶圓1的上表面塗布液狀樹脂來形成保護膜之功能、及洗淨加工後的晶圓1之功能。保護膜塗布兼洗淨單元38具備供晶圓1放置的工作台42、及對載置於工作台42上的晶圓1噴射流體的噴嘴40。
工作台42可以繞著沿垂直於晶圓1的載置面之方向的軸而旋轉。噴嘴40具有在工作台42的外側在Z軸方向(鉛直方向)上伸長的軸部、從軸部之上部朝垂置於該Z軸方向的水平方向伸長的臂部、及配設於該臂部的前端之朝向Z軸方向下方的吐出口。該吐出口可以藉由讓該軸部旋轉而在工作台42的上方於水平方向上移動。
噴嘴40是形成為管狀,且可以將從連接於該該軸部的下部之供給源所供給的液體傳送至該吐出口,並從該吐出口朝已保持在工作台42之晶圓1吐出液體。噴嘴40可將例如成為保護晶圓1的正面1a之保護膜的材料的液狀樹脂、或洗淨晶圓1的洗淨液朝晶圓1吐出。再者,噴嘴40亦可將液體與氣體之混合流體朝晶圓1吐出。
接著,針對本實施形態之被加工物的加工方法、以及器件晶片的製造方法進行說明。圖8是顯示該被加工物的加工方法、以及該器件晶片的製造方法中的各步驟的流程之一例的流程圖。
在本實施形態之被加工物的加工方法、以及器件晶片的製造方法中,首先是實施準備框架單元13的框架單元準備步驟S1。圖2是示意地顯示框架單元準備步驟S1的立體圖。在圖2所示之框架單元準備步驟S1中,是事先在環狀的框架11的開口部11a之周邊的環狀區域貼附膠帶9的外周部,且在露出於框架11的開口部11a之膠帶9的糊層上貼附被加工物即晶圓1的背面1b側。
所形成的框架單元13是容置在例如圖3所示之片匣8中。片匣8具有容置複數個框架單元13的功能。
但是,框架單元準備步驟S1並非限定於此。例如,在框架單元準備步驟S1中,亦可將膠帶9貼附於晶圓1的正面1a側。又,亦可預先對晶圓1貼附膠帶9,接著,將膠帶9的外周部貼附到框架11之包圍開口部11a的環狀區域。以下,以在晶圓1的背面1b側貼附膠帶9之情況為例來說明。
在本實施形態之被加工物的加工方法、以及器件晶片的製造方法中,接著實施保護膜形成步驟S2。在保護膜形成步驟S2中,是將液狀樹脂塗布在被加工物即晶圓1的正面1a來形成保護膜。該保護膜具有如後述之功能:在實施晶圓1的濕式蝕刻時,保護晶圓1的正面1a免於受蝕刻液蝕刻。
保護膜形成步驟S2是以例如圖3所示之雷射加工裝置2來實施。在保護膜形成步驟S2中,是將容置框架單元13的片匣8載置於雷射加工裝置2的片匣載置台6a,且藉由搬送單元10將容置於片匣8的框架單元13搬出。然後,藉由搬送單元10將該框架單元13搬入保護膜塗布兼洗淨單元38的工作台42上。
接著,在晶圓1上塗布成為保護膜的原料之液狀樹脂。圖4(A)是示意地顯示保護膜形成步驟S2之截面圖。液狀樹脂40a的塗布是藉由例如旋轉塗布來實施。首先,一邊使工作台42以繞著沿鉛直方向(Z軸方向)之軸的方式旋轉,一邊從噴嘴40的吐出口朝晶圓1的正面1a的中央附近供給液狀樹脂40a。
此情況下,可藉由離心力使液狀樹脂朝外周方向移動,而以概略均勻的厚度將液狀樹脂塗布在晶圓1的正面1a。圖4(B)是示意地顯示藉由保護膜形成步驟S2而形成有保護膜40b之晶圓1的截面圖。再者,保護膜40b亦可用其他的方法來形成,亦可藉由例如噴霧塗布來形成。
在保護膜形成步驟S2中,亦可於對晶圓1的正面1a形成保護膜40b之後加熱保護膜40b並使其乾燥來使其硬化。保護膜40b的加熱可藉由例如氙氣燈的脈衝照射、或紅外線照射、或烘烤等來實施。當使保護膜40b硬化後,對晶圓1的正面1a的密合性即提升,而可以防止在之後的各步驟中保護膜40b非所欲地剝離之情形。
然而,如後述,當實施晶圓1的燒蝕加工後,晶圓1會因穿透保護膜40b的雷射光束而熔解、蒸發並產生衝擊波。此時,恐有因從晶圓1產生的該衝擊波而對保護膜40b施加壓力,導致保護膜40b破裂並在該雷射光束的照射部位的附近使保護膜40b剝離之疑慮。
於是,保護膜40b宜包含在實施後述之晶圓1的燒蝕加工時,對照射於晶圓1的雷射光束之波長具有吸收性之材料(以下,稱為吸光劑)。因為包含吸光劑之保護膜40b會因該雷射光束的照射而進行熱分解,所以不會產生由該衝擊波所造成的破裂,而讓保護膜40b變得難以剝離。
例如,在該雷射光束之波長為355nm的情況下,可以使用阿魏酸(ferulic acid)、咖啡酸(caffeic acid)等來作為吸光劑。又,在該雷射光束之波長為532nm的情況下,可以使用溶劑黑3號(Solvent Black 3)、酞青(phthalocyanine)等來作為吸光劑。
又,較佳的是,保護膜40b對後述之濕式蝕刻具有耐受性,並且可藉由預定的方法而容易地去除。例如,該保護膜40b可為可溶於有機溶劑的液狀樹脂、可溶於鹼性溶液的液狀樹脂、或可溶於高溫之水的液狀樹脂。下述列舉保護膜40b的具體例。但是,保護膜40b並非限定於此。
作為可溶於有機溶劑的液狀樹脂,可列舉有例如聚甲基丙烯酸甲酯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚乙烯醇縮丁醛、聚醯亞胺、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚胺甲酸乙酯、環氧樹脂等。
作為可溶於鹼性溶液的液狀樹脂,可列舉有例如東亞合成股份有限公司製之丙烯酸系聚合物「ARUFON(註冊商標)」之“UC-3000”、“UC-3080”、“UC-3510”、“UF-5080”、“UC-5022”、大成精細化工股份有限公司(TAISEI FINE CHEMICAL CO,.LTD.)製之“8KQ”、“PH”、綜研化學股份有限公司(Soken Chemical & Engineering Co., Ltd.)製之功能性丙烯酸聚合物「PHORET(註冊商標)」之“ZAH-106”、“ZAH-110”、“ZAH-115”、“ZAH-306”、“ZAH-310”、“ZAH - 315”等。
此外,作為可溶於鹼性溶液的液狀樹脂,還可列舉電氣化學工業股份有限公司(Denka Company Limited.)製之以乙酸乙烯酯聚合體為基底之樹脂“CH-9”、“M-5D”、“M-4”、KSM股份有限公司 (KSM CO,.LTD.)製之反應性聚合物“RP-274S”、“RP-310”、DSM Coating Resin公司製之丙烯酸系樹脂“BT-9”等。
此外,亦可使用可以藉由添加至樹脂材料來製作可溶於鹼性溶液的液狀樹脂的添加劑,而製作可溶於鹼性溶液的液狀樹脂。作為該添加劑,可列舉例如DIC股份有限公司製之鹼性可溶性增稠劑“VONCOAT(註冊商標)HV-E”、“VONCOAT(註冊商標)V-E”、“VONCOAT(註冊商標)3750-E”、MITSUBISHI GAS CHEMICAL股份有限公司製之酸酐“H-TMAn”等。
又,作為可溶於高溫之水的液狀樹脂,可列舉例如電氣化學工業股份有限公司(Denka Company Limited.)製之丙烯酸系樹脂“NW-112B”、“NW-115NH-100S”、“NW-126-100S”、“NW-128”、日化精工股份有限公司(NIKKA SEIKO CO., LTD.)製之環氧接著劑“U-BOND”、“B-BOND”、丙烯酸樹脂系接著劑“スカイロックRD系列”等。
再者,雖然已針對將膠帶9貼附在晶圓1的背面1b側,且在晶圓1的正面1a側形成保護膜40b的情況作說明,但本實施形態之被加工物的加工方法、以及器件晶片的製造方法並非限定於此。亦可在晶圓1的正面1a側貼附膠帶9,且在晶圓1的背面1b側形成保護膜40b。亦即,可在晶圓1的正面1a及背面1b的其中一面貼附膠帶9,且在晶圓1的正面1a及背面1b的另一面形成保護膜40b。
在本實施形態之被加工物的加工方法、以及器件晶片的製造方法中,是在保護膜形成步驟S2之後,實施切斷步驟S3。在實施保護膜形成步驟S2後,藉由搬送單元10將框架單元13搬送至工作夾台28的保持面28a。然後,使工作夾台28的吸引源作動而隔著膠帶9來吸引保持被加工物即晶圓1,並且使夾具28b把持框架11。
接著,使工作夾台28移動至雷射加工單元34的下方,並藉由拍攝單元36拍攝晶圓1的正面1a,而取得有關於分割預定線3的位置之資訊。並且,依據該資訊,使工作夾台28以繞著沿垂直於保持面28a之方向的軸的方式旋轉,來將分割預定線3對齊於加工進給方向(X軸方向)。與此同時,使工作夾台28移動而將加工頭34a定位在分割預定線3的延長線的上方。
圖5(A)是示意地顯示切斷步驟S3的截面圖。一邊使雷射加工單元34振盪產生雷射,一邊使工作夾台28沿著加工進給方向移動,而沿著分割預定線3對被加工物即晶圓1照射雷射光束34b。當將對晶圓1具有吸收性之波長的雷射光束34b沿著分割預定線3照射時,即可藉由燒蝕而在晶圓1形成加工溝。再者,雷射光束34b亦可對該分割預定線3照射2次以上。
在沿著一條分割預定線3實施燒蝕加工之後,使工作夾台28沿著分度進給方向(Y軸方向)移動,而同樣地沿著其他的分割預定線3實施燒蝕加工。沿著X軸方向的所有的分割預定線3都實施了燒蝕加工後,使工作夾台28旋轉,而沿著其他的方向的分割預定線3同樣地實施加工。如此一來,即可沿著所有的分割預定線3形成加工溝。
於圖5(B)示意地顯示形成有將晶圓1朝厚度方向貫穿的加工溝1c而被分割成晶片1d之晶圓1的截面圖。在晶圓1上形成有器件5的情況下,晶片1d是成為器件晶片。當藉由雷射光束34b的照射而形成加工溝1c後,即因伴隨於雷射光束34b的照射之熱的影響而在晶片1d(晶圓1)的切斷面形成變質區域。
於圖7(A)顯示有將於切斷面形成有變質區域1e之晶片1d放大而示意地顯示的截面圖。於切斷面形成有變質區域1e且於該變質區域1e中生成有微細的裂隙之晶片1d抗折強度會較低。於是,雖然考慮有為了去除變質區域1e而實施濕式蝕刻之作法,但因為加工溝1c的寬度極為狹小,蝕刻液難以進入該加工溝1c,所以要充分地去除變質區域1e並不容易。
於是,在本實施形態之被加工物的加工方法、以及器件晶片的製造方法中,會實施間隔擴張步驟S4來將晶片1d之間的間隔擴大以讓蝕刻液變得易於進入加工溝1c。間隔擴張步驟S4是藉由圖6(A)及圖6(B)所示之擴張裝置44來實施。圖6(A)是示意地顯示已搬入擴張裝置44之框架單元13的截面圖,圖6(B)是示意地顯示間隔擴張步驟S4的截面圖。
針對擴張裝置44進行說明。擴張裝置44具備圓筒狀的擴張圓筒54及框架保持單元46,前述擴張圓筒54具有比晶圓1的直徑更大的直徑,前述框架保持單元46包含框架支撐台48。框架保持單元46的框架支撐台48具備直徑比擴張圓筒54的直徑更大的開口,且是配設在和擴張圓筒54的上端部同樣的高度,而從外周側包圍擴張圓筒54的上端部。
在框架支撐台48的外周側配設有夾具50。當將框架單元13載置於框架支撐台48之上,且藉由夾具50把持框架單元13的框架11後,即可將框架單元13固定在框架支撐台48。
框架支撐台48是被沿著鉛直方向伸長的複數支桿件52所支撐,且在各桿件52的下端部配設有使該桿件52升降的汽缸(未圖示)。當使各汽缸作動而使桿件52下降時,可將框架支撐台48相對於擴張圓筒54下拉。
在實施間隔擴張步驟S4時,是將框架單元13搬送至擴張裝置44的框架支撐台48上,並使夾具50把持框架11。接著,使該汽缸作動而將框架支撐台48下拉。如此一來,即可將貼附於被加工物的膠帶9朝徑方向外側擴張,而將被膠帶9所支撐的各晶片1d之間隔擴大。
於圖7(B)顯示有將已實施間隔擴張步驟S4後的加工溝1c(晶片1d之間的間隔)放大而示意地顯示的截面圖。例如,剛實施切斷步驟S3後的加工溝1c的寬度是5μm~15μm左右,但藉由實施間隔擴張步驟S4,可將晶片1d之間的間隔擴張到15μm~50μm左右。
再者,為了維持晶片1d之間的間隔為已擴大的狀態,亦可在間隔擴張步驟S4中,將露出於晶圓1(晶片1d)及框架11之間的膠帶9的環狀區域加熱,而使膠帶9在該區域中收縮。又,亦可在實施間隔擴張步驟S4之前,將貼附於被加工物即晶圓1(晶片1d)的背面1b側的膠帶9剝離,並將其他的膠帶貼附到晶圓1(晶片1d)的背面1b而更換膠帶。
在本實施形態之被加工物的加工方法、以及器件晶片的製造方法中,是在間隔擴張步驟S4之後實施蝕刻步驟S5。在蝕刻步驟S5中,是藉由濕式蝕刻來將因在切斷步驟S3中的雷射光束34b的照射而形成於各晶片1d的切斷面的變質區域1e去除。
蝕刻步驟S5是以圖7(C)所示之濕式蝕刻裝置56來實施。濕式蝕刻裝置56具有蝕刻槽58,前述蝕刻槽58具有比框架單元13的直徑更大的直徑之底面。於該蝕刻槽58中放入有蝕刻液60。
蝕刻液60是可將形成於晶片1d之切斷面的變質區域1e去除的溶液,且可藉由晶圓1的材質等來選擇。例如,在晶圓1為砷化鎵晶圓的情況下,對於蝕刻液60是使用以預定的比例混合有硫酸或氨水溶液、過氧化氫水及純水的水溶液。此外,蝕刻液60亦可根據保護膜40b之材質來選擇。或者,該保護膜40b的材質亦可根據於蝕刻液60中使用的水溶液之溶質來選擇。
在蝕刻步驟S5中,是將框架單元13搬入蝕刻槽58,並且將該框架單元13沉入蝕刻液60中。之後,經過預定的時間後,將框架單元13從蝕刻液60中拉上來,並將框架單元13以例如純水等洗淨,藉此使蝕刻停止。濕式蝕刻是實施例如15秒鐘到3分鐘左右。
在本實施形態之被加工物的加工方法、以及器件晶片的製造方法中,因為已實施間隔擴張步驟S4而將晶片1d之間的間隔擴大,所以蝕刻液60容易進入晶片1d之間,而容易去除變質區域1e。因為將生成有微細之裂隙的變質區域1e去除,所以晶片1d的抗折強度變高。
在未依照本實施形態而未將晶片1d的間隔擴大的情況下,為了充分地實施濕式蝕刻來去除變質區域1e,必須將濕式蝕刻實施比較長的時間,導致晶片1d的製造效率降低。又,若長時間實施濕式蝕刻時,會有以下情況:產生保護膜40b的剝離,導致晶片1d及器件5因蝕刻液60而損傷。
相對於此,在本實施形態之被加工物的加工方法、以及器件晶片的製造方法中,可以用比較短的時間來充分地實施濕式蝕刻。此外,因為難以產生保護膜40b的剝離,所以難以在晶片1d及器件5產生損傷。
特別是,在保護膜40b對濕式蝕刻具有較強的耐受性的情況下,因為可藉由該保護膜40b充分地保護晶圓1(晶片1d)的正面1a免於受到濕式蝕刻,所以難以在晶片1d產生損傷。
亦可在實施蝕刻步驟S5後,實施去除保護膜40b的保護膜去除步驟。在例如保護膜40b為可溶於有機溶劑的液狀樹脂的情況下,是讓晶片1d浸漬於丙二醇單甲基醚(PGME)、異丙醇(IPA)、或乙醇等的有機溶劑、或是將水摻混於這些有機溶劑而成之液體,來去除保護膜40b。
又,在例如保護膜40b為可溶於鹼性溶液的液狀樹脂的情況下,是讓晶片1d浸漬於氫氧化鈉水溶液或氨水溶液等的鹼性溶液來去除保護膜40b。此外,在保護膜40b為可溶於高溫之水的液狀樹脂的情況下,是讓晶片1d浸漬於70℃~90℃左右的高溫之水來去除保護膜40b。
再者,在切斷步驟S3中藉由雷射光束34b對被加工物即晶圓1進行燒蝕加工的情況下,會使被稱為碎屑之晶圓1的熔融物飛散至晶圓1的正面1a上,而附著於保護膜40b的上表面。該碎屑的一部分有時也是藉由濕式蝕刻而去除一部分。然而,當實施去除保護膜40b之保護膜去除步驟後,因為是將碎屑連同保護膜40b一起來確實地從晶片1d去除,所以不會有因該碎屑的附著而造成的晶片1d的品質降低之疑慮。
在保護膜去除步驟中,亦可攪拌可以去除保護膜40b的液體來提高保護膜40b的去除效率。又,在晶片1d與保護膜40b之密合性較高的情況下,亦可對可以去除保護膜40b的液體賦與超音波。但是,必須以不對晶片1d產生損傷的條件來對該液體賦與超音波。
又,保護膜去除步驟亦可藉保護膜塗布兼洗淨單元38來實施。此時,將框架單元13搬送至保護膜塗布兼洗淨單元38,並例如使用可以去除保護膜40b的液體來對框架單元13進行高壓洗淨。此外,在保護膜塗布兼洗淨單元38中,亦可實施將使空氣混合到該液體而成的流體供給到框架單元13之雙流體洗淨。
亦可在實施蝕刻步驟S5後,實施拾取步驟,前述拾取步驟是將框架單元13搬送至拾取裝置,且使晶片1d從膠帶9剝離來獲得一個個的晶片1d。
再者,在本實施形態之被加工物的加工方法、以及器件晶片的製造方法中,亦可在晶圓1的正面1a對蝕刻液60具有耐受性的情況下,在保護膜形成步驟S2中使用水溶性的液狀樹脂來形成水溶性的保護膜40b。在例如晶圓1為砷化鎵晶圓的情況下,且於正面1a形成有對蝕刻液60具有耐受性之成為耐受性層的氧化膜的情況下,對於保護膜40b可以使用水溶性的液狀樹脂。
在切斷步驟S3中藉由燒蝕加工而從晶圓1產生的碎屑飛散到晶圓1的正面1a而於保護膜40b附著該碎屑。在對於保護膜40b使用了水溶性的液狀樹脂的情況下,可以在之後藉由蝕刻液60去除晶圓1(晶片1d)的變質區域1e時,連同該碎屑一起來去除保護膜40b。因此,毋須另外實施保護膜去除步驟。
作為水溶性的液狀樹脂,可列舉有聚乙烯醇、聚乙烯吡咯啶酮、聚乙二醇、聚丙烯醯胺、聚-N-乙烯基乙醯胺、聚環氧乙烷、甲基纖維素、乙基纖維素、羥丙基纖維素、聚丙烯酸、聚乙烯基聚丙烯酸嵌段共聚物、聚乙烯基聚丙烯酸酯嵌段共聚物等。又,可列舉迪思科股份有限公司(DISCO Corporation)製之水溶性保護膜材料「HOGOMAX(註冊商標)」。
又,對於保護膜40b使用水溶性的液狀樹脂的情況下,在保護膜形成步驟S2中,亦可在對晶圓1塗布成為水溶性的保護膜的材料之液狀樹脂之後,進一步將成為非水溶性的保護膜的材料之液狀樹脂塗布於晶圓1。
在此情況下,在保護膜形成步驟S2中,首先是實施第1塗布步驟,前述第1塗布步驟是在晶圓1的正面1a塗布成為水溶性的保護膜40b的材料之液狀樹脂。實施第1塗布步驟後,即可形成水溶性的保護膜40b。接著,在該第1塗布步驟之後,實施第2塗布步驟,前述第2塗布步驟是在晶圓1的正面1a進一步塗布成為非水溶性的保護膜的材料之液狀樹脂。實施第2塗布步驟後,即可將非水溶性的保護膜形成在該水溶性的保護膜40b上。
當將非水溶性的保護膜形成在該水溶性的保護膜40b之上後,即可在蝕刻步驟S5中,藉由非水溶性的保護膜來保護水溶性的保護膜40b。因此,即使是在晶圓1的正面1a對蝕刻液60不具有耐受性的情況下,仍然可以使用由水溶性的液狀樹脂所形成的保護膜40b。並且,在本實施形態之被加工物的加工方法、以及器件晶片的製造方法中,因為可以用比較短的時間來完成濕式蝕刻,所以水溶性的保護膜40b的破壞變得有限。
然而,在第1塗布步驟中已塗布於晶圓1的正面1a的液狀樹脂,在例如對在第2塗布步驟所塗布的液狀樹脂為可溶的情況下,會有水溶性的保護膜40b與該非水溶性的保護膜在界面附近相混合的情形。即使是在此情況下,只要該非水溶性保護膜所露出的上部充分地具有非水溶性,即可保護水溶性保護膜40b免於受到蝕刻液60蝕刻。
再者,在由水溶性的液狀樹脂所形成的保護膜40b之上形成有非水溶性的保護膜的情況下,若實施保護膜去除步驟之時使用水,即可以藉由去除水溶性保護膜40b而將非水溶性的保護膜剝離。因此,變得不需要剝離非水溶性的保護膜的步驟。但是,為了去除被非水溶性的保護膜所保護之水溶性的保護膜40b,宜在保護膜去除步驟中實施雙流體洗淨或高壓洗淨等強度較高的洗淨,亦可實施雙流體洗淨及高壓洗淨之雙方。
在此,對於在第1塗布步驟中所使用的液狀樹脂,可使用例如不溶於有機溶劑之羥甲基纖維素或皂化度相對較高的聚乙烯醇等的樹脂材料。或者,可使用可溶於有機溶劑之聚乙烯基吡咯啶酮、聚-N-乙烯基乙醯胺、皂化度相對較低之聚乙烯醇、或聚乙二醇等的樹脂材料。或者,可使用迪思科股份有限公司(DISCO Corporation)製之水溶性保護膜材料「HOGOMAX(註冊商標)」。
並且,對於在第2塗布步驟中所使用之液狀樹脂,可使用例如使聚乙烯醇縮丁醛、聚甲基丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸酯共聚物等樹脂溶解於丙二醇單甲基醚、丙二醇單甲基醚乙酸酯或是異丙醇等有機溶劑之樹脂。
另外,宜為在第1塗布步驟中所使用的液狀樹脂、及在第2塗布步驟中所使用的液狀樹脂的其中一者或兩者中,包含有對在切斷步驟S3中朝晶圓1照射的雷射光束之波長具有吸收性的材料(吸光劑)。若在這些液狀樹脂中包含吸光劑,便能抑制起因於在切斷步驟S3中因燒蝕加工所產生的衝擊波之保護膜40b的剝離等。特別是宜在第2塗布步驟中所使用的液狀樹脂中包含吸光劑。
又,雖然已針對在切斷步驟S3中照射對晶圓1具有吸收性之波長的雷射光束34b,並藉由燒蝕加工形成加工溝1c之情況作說明,但切斷步驟S3並非限定於此。也就是說,在切斷步驟S3中,亦可藉由其他的方法來切斷晶圓1。
例如,在切斷步驟S3中,亦可沿著分割預定線3將對晶圓1具有穿透性之波長(穿透晶圓1之波長)的雷射光束聚光於晶圓1的內部,且藉由多光子吸收過程而在晶圓1的內部形成成為分割起點之改質層(變質區域)。已形成改質層後,可以藉由從該改質層使裂隙朝晶圓1的厚度方向伸長而切斷晶圓1。
在這種情況下,因為若在所形成之晶片1d的端面殘留改質層(變質區域1e)等時,即容易在晶片1d產生裂隙,所以會使晶片1d的抗折強度降低。因此,利用濕式蝕刻去除該改質層(變質區域1e)等。此時,可以藉由事先將所形成之晶片1d之間的間隔擴大,使蝕刻液60容易到達該改質層,而有效率地去除該改質層。
如以上所說明,依據本實施形態之被加工物的加工方法、及器件晶片的製造方法,可以藉由將切斷面的變質區域去除而形成抗折強度較高的晶片。 實施例1
在實施例1中,是說明對於保護膜40b使用可溶於有機溶劑的液狀樹脂之情況。在實施例1中,是說明以砷化鎵晶圓1作為被加工物,而於該晶圓1的正面1a形成該保護膜40b並切斷該晶圓1的情況。在實施例1中,是實施框架單元準備步驟S1,並將琳得科股份有限公司(LINTEC Corporation)製之切割膠帶“D765”作為膠帶9來貼附到於背面1b側形成有金屬膜的晶圓1的該背面1b側,而形成框架單元13。
接著,在保護膜形成步驟S2中,是將使聚乙烯醇縮丁醛(PVB)溶解於丙二醇單甲基醚(PGME)而形成之液狀樹脂塗布於晶圓1的該正面1a側。對該液狀樹脂預先添加有溶劑黑3號(Solvent Black 3)作為可以吸收波長532nm之光的吸光劑。
保護膜形成步驟S2及接下來說明的切斷步驟S3,是在迪思科股份有限公司(DISCO Corporation)製之雷射燒蝕加工裝置“DFL7161”中實施。旋轉塗布是以旋轉速度2000rpm實施60秒鐘。之後,使該液狀樹脂乾燥而將可溶於有機溶劑的保護膜40b形成於晶圓1的正面1a側。於該液狀樹脂的乾燥上,是使用氙氣脈衝照射裝置,且藉由該氙氣脈衝照射裝置來照射60秒鐘的氙氣脈衝光。
接著,在切斷步驟S3中,是將Nd:YAG作為雷射介質來使用並振盪產生雷射,且沿著各分割預定線3讓波長532nm之雷射光束34b對晶圓1進行2次照射(2道次)。此時之由雷射光束的照射所形成之1個脈衝量的凹痕的形狀為設成成為以下之橢圓:沿著分割預定線3之方向的長度為1250μm~1350μm,垂直於沿著分割預定線3之方向的長度為縱長12μm~13μm。
藉由雷射光束34b的照射而實施燒蝕加工,以在晶圓1上形成加工溝1c,而切斷晶圓1。再者,在第1次(1道次)的雷射光束34b之照射中,是將雷射加工條件設成:輸出5.5W、頻率5kHz、DF量(散焦量)為-0.06mm、加工進給速度250mm/s。在第2次(2道次)的雷射光束34b的照射中,是將雷射加工條件設成:輸出6.0W、頻率5kHz、DF量為-0.08mm、加工進給速度300mm/s。
接著,在間隔擴張步驟S4中,將晶圓1搬送到圖6(A)及圖6(B)所示之擴張裝置44,來將晶圓1的晶片1d之間的間隔擴張。此時,晶片1d之間的間隔是擴張成約10μm至約25μm。
接著,實施蝕刻步驟S5。首先,以1:1:14的比例混合關東化學股份有限公司(KANTO CHEMICAL CO.,INC.)製之濃度28%~30%的氨水、以及KISHIDA化學股份有限公司(KISHIDA CHEMICAL Co.,Ltd)製之濃度30%的過氧化氫水、及純水而製作出室溫(22℃)的蝕刻液60,並準備在蝕刻槽58中。接著,將晶圓1投入該蝕刻槽58,使其在蝕刻液60中浸漬30秒鐘,來去除形成於晶片1d的切斷面的變質區域1e。
再者,在蝕刻步驟S5中,即使是以1:10:50的比例混合濃硫酸、過氧化氫水、及純水而製作出室溫(22℃)的蝕刻液60,且使晶圓1在該蝕刻液60中浸漬60秒鐘,也可獲得同樣的結果。
接著,以PGME液洗淨晶片1d,並去除形成於正面1a的保護膜40b。此時,使用超音波洗淨器並使其產生46kHz之超音波20秒鐘。藉由以上,製作出已去除變質區域1e之晶片1d。
在本實施例中,是評價所形成之晶片1d的抗折強度。抗折強度的評價是藉由三點彎曲法來實施。為了評價間隔擴張步驟S4的效果,針對不實施間隔擴張步驟S4而製作出的比較例之晶片1d,也評價了抗折強度。抗折強度的評價是針對以下晶片1d分別實施:在蝕刻步驟S5中使用氨水來製作的蝕刻液60而使用該蝕刻液60所製作出的晶片1d、及使用濃硫酸來製作蝕刻液60而使用該蝕刻液60而製作出的晶片1d。
晶片1d的抗折強度的評價,是使用島津製作所製之小型桌上試驗機“EZ Graph”來實施。並且,晶片1d 抗折強度σ(MPa)是由下述之式(1)所計算出。在下述之式(1)中,L表示支點間距離,b表示晶片1d之寬度,h表示晶片1d之厚度。W是表示荷重,且是使用該小型桌上試驗機來實施晶片1d的破壞試驗而導出。在本實施例中,是將測力器(load cell)設定成100N,並將進給速度設定成1mm/sec。又,將L設成2mm、b設成3.84mm、h設成0.1mm。
[數式1]
相對於使用含有氨水的蝕刻液60而製作出的比較例之晶片1d的平均抗折強度為約222MPa,實施例之晶片1d的平均抗折強度為約327MPa。又,相對於使用含有濃硫酸的蝕刻液60而製作出的比較例之晶片1d的平均抗折強度為232MPa,實施例之晶片1d的平均抗折強度為約554MPa。
可確認到以下情形:在使用任意一種蝕刻液60的情況下,所形成之晶片1d的抗折強度均為實施間隔擴張步驟S4而製作出的實施例之晶片1d形成得較高。亦即,可確認到以下情形:若藉由實施間隔擴張步驟S4而將晶片1d之間的間隔擴大時,在蝕刻步驟S5中易於使蝕刻液60進入晶片1d之間,而可以適當地去除形成在晶片1d的切斷面的變質區域1e。 實施例2
在實施例2中,是說明對於保護膜40b使用水溶性的液狀樹脂之情況。在實施例2中,是說明以砷化鎵晶圓1作為被加工物,而於該晶圓1的正面1a形成該保護膜40b並切斷該晶圓1的情況。再者,在晶圓1的正面1a可形成有氧化膜。
在實施例2中,是和實施例1同樣地,實施框架單元準備步驟S1,並將琳得科股份有限公司(LINTEC Corporation)製之切割膠帶“D765”作為膠帶9來貼附到於背面1b側形成有金屬膜的晶圓1的該背面1b側,而形成框架單元13。
接著,在保護膜形成步驟S2中,是將迪思科股份有限公司(DISCO Corporation)製之水溶性保護膜材料「HOGOMAX(註冊商標)」的“HogoMax003”作為液狀樹脂來塗布於晶圓1的該正面1a側。液狀樹脂的乾燥、切斷步驟S3、及間隔擴張步驟S4,是和實施例1同樣地實施。
接著,實施蝕刻步驟S5。首先,以1:1:14的比例混合關東化學股份有限公司(KANTO CHEMICAL CO.,INC.)製之濃度28%~30%的氨水、以及KISHIDA化學股份有限公司(KISHIDA CHEMICAL Co.,Ltd)製之濃度30%的過氧化氫水、及純水而製作出蝕刻液60,並準備在蝕刻槽58中。接著,將晶圓1投入至該蝕刻槽58,使其在蝕刻液60中浸漬60秒鐘,來去除形成於晶片1d之切斷面的變質區域1e。
再者,當實施蝕刻步驟S5後,水溶性保護膜40b也還是藉由蝕刻液60而去除。因此,已不需要去除保護膜40b的步驟。在本實施例中,因為在晶圓1的正面1a形成有對該蝕刻液60具有耐受性的氧化膜,所以可藉由該氧化膜保護晶圓1(晶片1d)免於受到蝕刻液60蝕刻。
在這種情況下,保護膜40b具有以下功能:防止因在切斷步驟S3中所實施的燒蝕加工而從晶圓1所產生之稱為碎屑的加工屑附著在晶圓1的正面1a側之情形。藉由燒蝕加工而在保護膜40b之上附著有該加工屑後,可藉由實施蝕刻步驟S5而將保護膜40b連同該加工屑一起去除。藉由以上,製作出已去除變質區域1e之晶片1d。
在本實施例中,是評價所形成之晶片1d的抗折強度。抗折強度的評價是藉由三點彎曲法而和實施例1同樣地實施。為了評價間隔擴張步驟S4的效果,針對不實施間隔擴張步驟S4而製作出的比較例之晶片1d,也評價了抗折強度。
其結果,相對於比較例之晶片1d的平均抗折強度為約104MPa,本實施例之晶片1d的平均抗折強度為約341MPa。亦即,可確認到以下情形:若藉由實施間隔擴張步驟S4而將晶片1d之間的間隔擴大時,在蝕刻步驟S5中易於使蝕刻液60進入晶片1d之間,而可以適當地去除形成在晶片1d的切斷面的變質區域1e。 實施例3
在實施例3中,是針對在保護膜形成步驟S2中實施第1塗布步驟而將水溶性的液狀樹脂塗布在晶圓1的正面1a側,且接著實施第2塗布步驟而將非水溶性的液狀樹脂塗布在晶圓1的正面1a側之情況作說明。在實施例3中,是說明以砷化鎵晶圓1作為被加工物,而於該晶圓1的正面1a形成該保護膜40b並切斷該晶圓1的情況。
在實施例3中,是和實施例1及實施例2同樣地,實施框架單元準備步驟S1,並將琳得科股份有限公司(LINTEC Corporation)製之切割膠帶“D765”作為膠帶9來貼附到於背面1b側形成有金屬膜的晶圓1的該背面1b側,而形成框架單元13。
接著,實施保護膜形成步驟S2。在保護膜形成步驟S2的第1塗布步驟中,是藉由旋轉塗布將以4:1的比例來讓迪思科股份有限公司(DISCO Corporation)製之水溶性保護膜材料「HOGOMAX(註冊商標)」的“HogoMax003-15”、與水混合而成之樹脂作為液狀樹脂來塗布於晶圓1的正面1a側。旋轉塗布是以旋轉速度2500rpm實施120秒鐘。
然後,在保護膜形成步驟S2的第2塗布步驟中,是作為液狀樹脂而將使聚乙烯醇縮丁醛(PVB)溶解於丙二醇單甲基醚(PGME)而形成之液狀樹脂塗布於晶圓1的正面1a側。對於此液狀樹脂預先添加有溶劑黑3號(Solvent Black 3)作為可以吸收波長532nm之光的吸光劑。該液狀樹脂之塗布是藉由旋轉塗布而實施。旋轉塗布是以旋轉速度2000rpm實施60秒鐘。
可藉由第1塗布步驟而形成水溶性的保護膜40b,並藉由第2塗布步驟而在該水溶性的保護膜40b之上形成非水溶性的保護膜。在保護膜形成步驟S2中所塗布之液狀樹脂的乾燥、切斷步驟S3、及間隔擴張步驟S4,是和實施例1及實施例2同樣地實施。
接著,實施蝕刻步驟S5。首先,以1:1:14的比例混合關東化學股份有限公司(KANTO CHEMICAL CO.,INC.)製之濃度28%~30%的氨水、以及KISHIDA化學股份有限公司(KISHIDA CHEMICAL Co.,Ltd)製之濃度30%的過氧化氫水、及純水而製作出蝕刻液60,並準備在蝕刻槽58中。接著,將晶圓1投入至該蝕刻槽58,使其在蝕刻液60中浸漬120秒鐘,來去除形成於晶片1d之切斷面的變質區域1e。
再者,因為在實施蝕刻步驟S5的期間,晶圓1的正面1a側受到該非水溶性的保護膜保護,所以在水溶性的保護膜40b及晶圓1的正面1a並未產生有非預定的損傷。
在實施蝕刻步驟S5之後,實施保護膜去除步驟。在保護膜去除步驟中,首先是實施將純水、空氣的混合流體供給到晶圓1的正面1a側之雙流體洗淨。之後,實施以高壓將純水供給到晶圓1的正面1a側之高壓洗淨。在保護膜去除步驟中,因為實施了強度較高的洗淨,所以能夠將以非水溶性保護膜所保護之水溶性保護膜40b連同該非水溶性保護膜一起去除。因此,並不需要使用了有機溶劑等之非水溶性保護膜的去除步驟。
在本實施例中,是藉由在水溶性的保護膜40b之上形成非水溶性的保護膜,而可以做到即使是對正面1a不具備有對蝕刻液60具有耐受性之層的晶圓1也實施濕式蝕刻。並且,可以在不使用有機溶劑的情形下連同水溶性的保護膜40b一起來去除非水溶性的保護膜。又,作為本實施例之變形例,已確認到以下情形:針對在保護膜去除步驟中僅實施高壓洗淨之情況,也可以連同該非水溶性的保護膜一起來將以非水溶性的保護膜所保護之水溶性的保護膜40b去除。
再者,本發明並不限定於上述實施形態之記載,可作各種變更而實施。例如,在上述實施形態中,雖然是針對在實施框架單元準備步驟S1後實施保護膜形成步驟S2及切斷步驟S3的情況作說明,但本發明的一態樣並非限定於此。亦即,框架單元準備步驟S1亦可緊接在間隔擴張步驟S4之前實施。亦即,亦可在切斷步驟S3、及間隔擴張步驟S4之間換貼膠帶9。
在此情況下,在實施保護膜形成步驟S2之前,是使用和在框架單元準備步驟S1所使用的框架11及膠帶9不同之框架及膠帶來形成和框架單元13不同的框架單元。之後,在實施保護膜形成步驟S2及切斷步驟S3之後,將該膠帶從晶圓1(晶片1d)剝離,且實施框架單元準備步驟S1來使框架11及膠帶9、與晶圓1(晶片1d)一體化。
又,在上述實施形態中,雖然已針對將膠帶9貼附於在背面1b側形成有金屬膜7之晶圓1的該背面1b側的情況作了說明,但本發明的一態樣並非限定於此。亦即,亦可在晶圓1的正面1a側形成有金屬膜7。或者,亦可將晶圓1的正面1a側朝向下方,且將膠帶9貼附在該正面1a側。
又,在上述實施形態中,雖然已針對在切斷步驟S3中照射對晶圓1具有吸收性之雷射光束34b,而沿著分割預定線3實施燒蝕加工的情況作了說明,但本發明的一態樣並非限定於此。也就是說,在切斷步驟S3中,亦可藉由其他的方法來切斷晶圓1。
例如,將膠帶9貼附在於正面1a側形成有金屬膜7之晶圓1的背面1b側來形成框架單元13,且在該正面1a側形成保護膜40b,並藉由雷射光束34b實施燒蝕加工。此時,沿著分割預定線3形成深度未到達晶圓1的背面1b的加工溝。接著,讓寬度比該加工溝的寬度更小的切割刀片一邊旋轉一邊進入該加工溝中,而形成從該加工溝的底面至到達晶圓1的背面1b的切割溝,來將晶圓1切斷。
在此情況下,也可以藉由濕式蝕刻將藉由燒蝕加工而在晶圓1(晶片1d)的切斷面產生的變質區域去除,而提升晶片1d的抗折強度。又,因為對於金屬膜7並未使用切割刀片,所以不會從切斷面產生毛邊等,晶片1d的品質也不會降低。
上述實施形態之構造、方法等,只要是在不脫離本發明的目的之範圍下,均可適當變更而實施。
1:晶圓 1a:正面 1b:背面 1c:加工溝 1d:晶片 1e:變質區域 3:分割預定線 5:器件 7:金屬膜 9:膠帶 11:框架 11a:開口部 13:框架單元 2:雷射加工裝置 4:基台 4a:開口部 6a:片匣載置台 8:片匣 10:搬送單元 12:搬送軌道 14、22:導軌 16、24:移動板 18、26:滾珠螺桿 20:脈衝馬達 28:工作夾台 28a:保持面 28b:夾具 30:豎立設置部 32:支撐部 34:雷射加工單元 34a:加工頭 34b:雷射光束 36:拍攝單元 38:保護膜塗布兼洗淨單元 40:噴嘴 40a:液狀樹脂 40b:保護膜 42:工作台 44:擴張裝置 46:框架保持單元 48:框架支撐台 50:夾具 52:桿件 54:擴張圓筒 56:濕式蝕刻裝置 58:蝕刻槽 60:蝕刻液 X、Y、Z:方向 S1:框架單元準備步驟 S2:保護膜形成步驟 S3:切斷步驟 S4:間隔擴張步驟 S5:蝕刻步驟
圖1(A)是示意地顯示被加工物即晶圓的正面側的立體圖,圖1(B)是示意地顯示被加工物即晶圓的背面側的立體圖。 圖2是示意地顯示框架單元準備步驟的立體圖。 圖3是示意地顯示雷射加工裝置的立體圖。 圖4(A)是示意地顯示保護膜形成步驟的截面圖,圖4(B)是示意地顯示形成有保護膜之晶圓的截面圖。 圖5(A)是示意地顯示切斷步驟的截面圖,圖5(B)是示意地顯示已切斷之晶圓的截面圖。 圖6(A)是示意地顯示已搬入擴張裝置之框架單元的截面圖,圖6(B)是示意地顯示間隔擴張步驟的截面圖。 圖7(A)是示意地顯示間隔被擴張之前的晶片之間的間隔的放大截面圖,圖7(B)是示意地顯示間隔已被擴張後的晶片之間的間隔的放大截面圖,圖7(C)是示意地顯示蝕刻步驟的截面圖。 圖8是說明被加工物的加工方法之一例的流程圖。
1c:加工溝
1d:晶片
1e:變質區域
7:金屬膜
9:膠帶
11:框架
13:框架單元
40b:保護膜
56:濕式蝕刻裝置
58:蝕刻槽
60:蝕刻液

Claims (9)

  1. 一種被加工物的加工方法,是將設定有分割預定線的被加工物沿著該分割預定線分割來形成晶片,前述被加工物的加工方法之特徵在於:具備以下步驟:框架單元準備步驟,準備具備膠帶、環狀的框架及該被加工物之框架單元,前述膠帶具有伸長性且貼附於該被加工物的正面及背面的其中一面,前述框架具有開口且於包圍該開口的環狀區域貼附有該膠帶之外周部;保護膜形成步驟,在該被加工物的該正面及該背面之另一面塗布液狀樹脂來形成保護膜;切斷步驟,在該保護膜形成步驟之後,沿著該分割預定線來對該被加工物照射雷射光束,而沿著該分割預定線將該被加工物切斷;間隔擴張步驟,在該切斷步驟之後,將貼附於該被加工物之該膠帶朝徑方向外側擴張,而讓將該被加工物切斷而形成的各晶片之間的間隔擴大;及蝕刻步驟,在該間隔擴張步驟之後,將因該切斷步驟中的該雷射光束的照射而形成於該各晶片的切斷面之變質區域藉由濕式蝕刻來去除,該被加工物在該保護膜形成步驟中於形成有該保護膜的該正面及該背面的該另一面具有對該濕式蝕刻具有耐受性之耐受性層,在該切斷步驟中照射於該被加工物的該雷射光束是 對該被加工物具有吸收性之波長的雷射光束,在該切斷步驟中,是藉由該雷射光束所進行之燒蝕加工來切斷該被加工物,在該蝕刻步驟中,是藉由該濕式蝕刻來去除該保護膜。
  2. 一種被加工物的加工方法,是將設定有分割預定線的被加工物沿著該分割預定線分割來形成晶片,前述被加工物的加工方法之特徵在於:具備以下步驟:框架單元準備步驟,準備具備膠帶、環狀的框架及該被加工物之框架單元,前述膠帶具有伸長性且貼附於該被加工物的正面及背面的其中一面,前述框架具有開口且於包圍該開口的環狀區域貼附有該膠帶之外周部;保護膜形成步驟,在該被加工物的該正面及該背面之另一面塗布液狀樹脂來形成保護膜;切斷步驟,在該保護膜形成步驟之後,沿著該分割預定線來對該被加工物照射雷射光束,而沿著該分割預定線將該被加工物切斷;間隔擴張步驟,在該切斷步驟之後,將貼附於該被加工物之該膠帶朝徑方向外側擴張,而讓將該被加工物切斷而形成的各晶片之間的間隔擴大;及蝕刻步驟,在該間隔擴張步驟之後,將因該切斷步驟中的該雷射光束的照射而形成於該各晶片的切斷面之變質區域藉由濕式蝕刻來去除, 該保護膜形成步驟包含:第1塗布步驟,在該被加工物的該正面及該背面的該另一面塗布成為水溶性的保護膜的材料之液狀樹脂來作為該液狀樹脂;及第2塗布步驟,在該第1塗布步驟之後,在該被加工物的該正面及該背面的該另一面塗布成為非水溶性的保護膜的材料之液狀樹脂。
  3. 一種器件晶片的製造方法,是將設定有互相交叉之複數條分割預定線,且在藉由該分割預定線所區劃出的各區域中於正面形成有器件的晶圓,沿著該分割預定線來分割而製造器件晶片,前述器件晶片的製造方法之特徵在於:具備以下步驟:框架單元準備步驟,準備具備膠帶、環狀的框架及該晶圓的框架單元,前述膠帶具有伸長性且貼附於該晶圓的該正面及背面的其中一面,前述框架具有開口且在包圍該開口的環狀區域貼附有該膠帶的外周部;保護膜形成步驟,在該晶圓的該正面及該背面的另一面塗布液狀樹脂來形成保護膜;切斷步驟,在該保護膜形成步驟之後,沿著該分割預定線來對該晶圓照射雷射光束,而沿著該分割預定線將該晶圓切斷來形成一個個的器件晶片;間隔擴張步驟,在該切斷步驟之後,將該膠帶朝徑方向外側擴張,而將在切斷步驟中所形成的各器件晶片之間 的間隔擴大;及蝕刻步驟,在該間隔擴張步驟之後,將因該切斷步驟中的該雷射光束的照射而形成於該器件晶片的切斷面之變質區域藉由濕式蝕刻來去除,該晶圓在該保護膜形成步驟中於形成有該保護膜的該正面及該背面的該另一面具有對該濕式蝕刻具有耐受性之耐受性層,在該切斷步驟中照射於該晶圓的該雷射光束是對該晶圓具有吸收性之波長的雷射光束,在該切斷步驟中,是藉由該雷射光束所進行之燒蝕加工來切斷該晶圓,在該蝕刻步驟中,是藉由該濕式蝕刻來去除該保護膜。
  4. 一種器件晶片的製造方法,是將設定有互相交叉之複數條分割預定線,且在藉由該分割預定線所區劃出的各區域中於正面形成有器件的晶圓,沿著該分割預定線來分割而製造器件晶片,前述器件晶片的製造方法之特徵在於:具備以下步驟:框架單元準備步驟,準備具備膠帶、環狀的框架及該晶圓的框架單元,前述膠帶具有伸長性且貼附於該晶圓的該正面及背面的其中一面,前述框架具有開口且在包圍該開口的環狀區域貼附有該膠帶的外周部;保護膜形成步驟,在該晶圓的該正面及該背面的另一 面塗布液狀樹脂來形成保護膜;切斷步驟,在該保護膜形成步驟之後,沿著該分割預定線來對該晶圓照射雷射光束,而沿著該分割預定線將該晶圓切斷來形成一個個的器件晶片;間隔擴張步驟,在該切斷步驟之後,將該膠帶朝徑方向外側擴張,而將在切斷步驟中所形成的各器件晶片之間的間隔擴大;及蝕刻步驟,在該間隔擴張步驟之後,將因該切斷步驟中的該雷射光束的照射而形成於該器件晶片的切斷面之變質區域藉由濕式蝕刻來去除,該保護膜形成步驟包含:第1塗布步驟,在該晶圓的該正面及該背面的該另一面塗布成為水溶性的保護膜的材料之液狀樹脂來作為該液狀樹脂;及第2塗布步驟,在該第1塗布步驟之後,在該晶圓的該正面及該背面的該另一面塗布成為非水溶性的保護膜的材料之液狀樹脂。
  5. 如請求項3之器件晶片的製造方法,其中該保護膜對該濕式蝕刻具有耐受性,在該蝕刻步驟中,是藉由該保護膜來保護該晶圓的該正面及該背面的該另一面免於受到該濕式蝕刻。
  6. 如請求項4之器件晶片的製造方法,其中該保護膜對該濕式蝕刻具有耐受性,在該蝕刻步驟中,是藉由該保護膜來保護該晶圓的該 正面及該背面的該另一面免於受到該濕式蝕刻。
  7. 如請求項3至6中任一項之器件晶片的製造方法,其中該晶圓包含砷化鎵。
  8. 如請求項3至6中任一項之器件晶片的製造方法,其中該晶圓在該背面形成有金屬膜。
  9. 如請求項7之器件晶片的製造方法,其中該晶圓在該背面形成有金屬膜。
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