CN107026123A - 晶片的加工方法 - Google Patents

Abstract

提供晶片的加工方法，能够不使器件的抗折强度降低而将在分割预定线上层叠有层叠体的晶片分割成各个器件。一种晶片的加工方法包含如下的工序：层叠体去除工序，沿着分割预定线隔着保护膜照射对于层叠体具有吸收性的波长的激光光线，通过烧蚀加工将层叠体去除；分割工序，对晶片施加外力并沿着形成有改质层的分割预定线将晶片分割成各个器件；以及等离子蚀刻工序，在实施了层叠体去除工序之后或者在实施了分割工序之后，从晶片的正面侧提供等离子化后的蚀刻气体，将因该层叠体去除工序中的烧蚀加工而造成的损伤去除。

Description

晶片的加工方法

技术领域

本发明涉及晶片的加工方法，将晶片沿着分割预定线分割成各个器件芯片，该晶片在正面上由形成为格子状的分割预定线划分出的多个区域内形成有器件。

背景技术

在半导体器件制造工艺中，在大致圆板形状的半导体晶片的正面上由排列成格子状的分割预定线划分出多个区域，在该划分出的区域内形成IC、LSI等器件。并且，将半导体晶片沿着分割预定线切断，由此，对形成有器件的区域进行分割而制造出各个器件芯片。

作为沿着分割预定线将上述的半导体晶片等晶片分割的方法，实用化如下的被称为内部加工的激光加工方法：使用对于晶片具有透过性的波长的脉冲激光光线并将聚光点定位在待分割的区域的内部而照射脉冲激光光线。使用了该被称为内部加工的激光加工方法的分割方法是如下的技术：将聚光点定位在内部而从晶片的一个面侧照射对于晶片具有透过性的波长的脉冲激光光线，在晶片的内部沿着分割预定线连续地形成改质层，并沿着因形成有该改质层而强度降低的分割预定线而施加外力，由此，使晶片断裂而分割成各个器件芯片(例如，参照专利文献1)。

另一方面，为了提高IC、LSI等半导体器件的处理能力，实用化通过功能层来形成半导体器件的方式的半导体晶片，该功能层是在硅等基板的正面上层叠的由SiOF、BSG(SiOB)等无机物类的膜和作为聚酰亚胺类、聚对二甲苯类等聚合物膜的有机物类的膜构成的低介电常数绝缘体被膜(Low-k膜)。

这样，在晶片中，在硅等基板的正面上层叠有由Low-k膜构成的功能层，当在该晶片的内部沿着分割预定线形成改质层而施加外力时，存在如下问题：由于Low-k膜像云母那样非常脆，所以当将该Low-k膜剥离，该剥离一直达到器件而给器件造成致命的损伤。

并且，具有如下的晶片：在分割预定线之上局部形成有用于对器件的功能进行测试的被称为测试元件组(Test Element Group：TEG)的测试用的金属膜。当在这样的晶片的内部沿着分割预定线形成改质层而施加外力时，存在如下的问题：分割得到的器件因金属膜而连接从而不能分离成各个器件芯片。

为了消除上述的问题，提出了如下的加工方法：沿着分割预定线照射激光光线而将形成于分割预定线的Low-k膜或金属膜等层叠体通过烧蚀加工去除。

专利文献1：日本特许第3408805号公报

然而，虽然当沿着分割预定线照射激光光线而将形成于分割预定线的层叠体通过烧蚀加工去除时能够消除上述的问题，但存在因由烧蚀加工产生的热应力、裂纹的残留而使器件的抗折强度降低的问题。

发明内容

本发明是鉴于上述事实而完成的，其主要的技术课题在于提供晶片的加工方法，能够不使器件的抗折强度降低而将在分割预定线上形成有层叠体的晶片分割成各个器件芯片。

为了解决上述主要的技术课题，根据本发明，提供一种晶片的加工方法，将在正面上呈格子状形成有多条分割预定线并在由该多条分割预定线划分出的多个区域内分别形成有器件并且在分割预定线上形成有层叠体的晶片沿着分割预定线分割成各个器件芯片，其中，该晶片的加工方法具有如下的工序：保护部件粘贴工序，在晶片的正面上粘贴保护部件；背面磨削工序，在实施了该保护部件粘贴工序之后，对晶片的背面进行磨削而形成为规定的厚度；改质层形成工序，在实施了该背面磨削工序之后，从晶片的背面将聚光点定位在晶片的内部而沿着分割预定线照射对于晶片具有透过性的波长的激光光线，在晶片的内部沿着分割预定线形成改质层；晶片支承工序，在实施了该改质层形成工序之后，借助粘合带将晶片的背面粘贴在具有对晶片进行收纳的开口的环状的框架的该开口中从而利用环状的框架对晶片进行支承，并且将晶片的正面上所粘贴的该保护部件剥离；保护膜形成工序，在实施了该晶片支承工序之后，在晶片的正面上覆盖水溶性树脂而形成保护膜；层叠体去除工序，在实施了该保护膜形成工序之后，隔着该保护膜而沿着分割预定线照射对于该层叠体具有吸收性的波长的激光光线，通过烧蚀加工将分割预定线的该层叠体去除；分割工序，在实施了该层叠体去除工序之后，对晶片施加外力并沿着形成有改质层的分割预定线将晶片分割成各个器件芯片；保护膜去除工序，在实施了该分割工序之后，对晶片的正面进行清洗而将晶片的正面上所覆盖的该保护膜去除；以及等离子蚀刻工序，在实施了该层叠体去除工序之后或者在实施了该分割工序之后，从晶片的正面侧提供等离子化后的蚀刻气体，将因该层叠体去除工序中的烧蚀加工而产生的损伤去除。

根据本发明的晶片的加工方法，由于包含如下的工序：层叠体去除工序，沿着分割预定线隔着保护膜照射对于层叠体具有吸收性的波长的激光光线，通过烧蚀加工将分割预定线的层叠体去除；分割工序，对晶片施加外力并沿着形成有改质层的分割预定线将晶片分割成各个器件芯片；以及等离子蚀刻工序，在实施了层叠体去除工序之后或者在实施了分割工序之后，从晶片的正面侧提供等离子化后的蚀刻气体，将因层叠体去除工序中的烧蚀加工而造成的损伤去除，所以能够消除由于残留有因烧蚀加工产生的热应力、裂纹等损伤而使器件的抗折强度降低的问题。

附图说明

图1的(a)和(b)是半导体晶片的立体图和对主要部分进行断裂而示出的剖视放大图。

图2的(a)和(b)是示出保护部件粘贴工序的说明图。

图3的(a)和(b)是示出背面磨削工序的说明图。

图4是用于实施改质层形成工序的激光加工装置的主要部分立体图。

图5的(a)、(b)和(c)是改质层形成工序的说明图。

图6是示出晶片支承工序的立体图。

图7的(a)、(b)和(c)是保护膜形成工序的说明图。

图8是用于实施层叠体去除工序的激光加工装置的主要部分立体图。

图9的(a)、(b)和(c)是示出层叠体去除工序的说明图。

图10的(a)和(b)是等离子蚀刻工序的说明图。

图11的(a)和(b)是用于实施分割工序的带扩张装置的立体图和剖视图。

图12的(a)和(b)是分割工序的说明图。

图13的(a)和(b)是器件间间隙保持工序的说明图。

图14的(a)和(b)是保护膜去除工序的说明图。

图15是实施了其他的实施方式的分割工序而被逐个分割的器件芯片的立体图。

图16是实施了其他的实施方式的等离子蚀刻工序的器件芯片的立体图。

标号说明

2：半导体晶片；20：基板；21：功能层；22：分割预定线；23：器件；24：金属膜；25：改质层；26：激光加工槽；27：毛边；3：保护带；4：磨削装置；41：磨削装置的卡盘工作台；42：磨削单元；444：磨削磨轮；5、50：激光加工装置；51：激光加工装置的卡盘工作台；52：激光光线照射单元；522：聚光器；6：保护膜覆盖装置；61：旋转工作台；62：树脂液提供单元；600：保护膜；7：等离子蚀刻装置；72：下部电极；73：上部电极；731：气体喷出部；741：第1高频电力施加单元；742：第2高频电力施加单元；8：带扩张装置；81：框架保持单元；82：张力施加单元；83：红外线加热器；9：清洗装置；92：清洗水提供喷嘴；F：环状的框架；T：粘合带。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的晶片的加工方法的优选的实施方式进行详细地说明。

在图1的(a)和(b)中示出了由本发明的晶片的加工方法加工的半导体晶片2的立体图和主要部分放大剖视图。半导体晶片2在厚度为例如600μm的硅等基板20的正面20a上形成有功能层21(层叠体)，该功能层21层叠有绝缘膜和形成电路的功能膜，在该功能层21(层叠体)上在由形成为格子状的多条分割预定线22划分出的多个区域内形成有IC、LSI等器件23。另外，在本实施方式中，形成功能层21的绝缘膜由SiO₂膜或低介电常数绝缘体被膜(Low-k膜)构成，且厚度被设定为10μm，其中，该低介电常数绝缘体被膜(Low-k膜)由SiOF、BSG(SiOB)等无机物类的膜和作为聚酰亚胺类、聚对二甲苯类等聚合物膜的有机物类的膜构成。并且，在分割预定线22上局部地配设有多个用于对器件23的功能进行测试的被称为测试元件组(TEG)的由铜(Cu)或铝(Al)构成的测试用的金属膜24。另外，测试用的金属膜24在本说明书中包含在层叠体中。

对沿着分割预定线将上述的半导体晶片2分割成各个器件芯片的晶片的加工方法进行说明。首先，如图2所示，将作为用于保护器件23的保护部件的保护带3粘贴在功能层21的正面21a上(保护部件粘贴工序)，其中该功能层21层叠在构成半导体晶片2的基板20上。另外，作为保护带3，在本实施方式中使用例如在厚度为100μm的由聚氯乙烯(PVC)构成的片状基材的正面上涂布有厚度5μm左右的丙烯酸树脂类的粘合层的保护带。

在实施了上述的保护部件粘贴工序之后，实施背面磨削工序，对构成半导体晶片2的基板20的背面进行磨削而使半导体晶片2形成为规定的厚度。使用图3的(a)所示的磨削装置4来实施该背面磨削工序。图3的(a)所示的磨削装置4具有：卡盘工作台41，其对被加工物进行保持；以及磨削单元42，其对保持在该卡盘工作台41上的被加工物进行磨削。卡盘工作台41构成为将被加工物吸引保持在作为保持面的上表面上，并通过未图示的旋转驱动机构使卡盘工作台41按照图3的(a)中箭头41a所示的方向旋转。磨削单元42具有：主轴外壳421；主轴422，其被该主轴外壳421支承为自由旋转，并通过未图示的旋转驱动机构而旋转；安装座423，其安装在该主轴422的下端；以及磨削磨轮424，其安装在该安装座423的下表面。该磨削磨轮424由圆环状的基台425和呈环状地安装在该基台425的下表面的磨削磨具426构成，通过紧固螺栓427将基台425安装在安装座423的下表面。

要想使用上述磨削装置4来实施上述背面磨削工序，则如图3的(a)所示，将实施了上述保护部件粘贴工序的半导体晶片2的保护带3侧载置在卡盘工作台41的上表面(保持面)上。并且，通过使未图示的吸引单元工作而隔着保护带3将半导体晶片2吸引保持在卡盘工作台41上(晶片保持工序)。因此，保持在卡盘工作台41上的半导体晶片2的基板20的背面20b成为上侧。这样在隔着保护带3将半导体晶片2吸引保持在卡盘工作台41上之后，一边使卡盘工作台41按照图3的(a)中箭头41a所示的方向以例如300rpm旋转，一边使磨削单元42的磨削磨轮424按照图3的(a)中箭头424a所示的方向以例如6000rpm旋转，如图3的(b)所示，使磨削磨具426与被加工面即构成半导体晶片2的基板20的背面20b接触，并使磨削磨轮424按照图3的(a)和(b)中箭头424b所示的那样以例如1μm/秒的磨削进给速度向下方(相对于卡盘工作台41的保持面垂直的方向)磨削进给规定的量。其结果是，构成半导体晶片2的基板20的背面20b被磨削从而半导体晶片2形成为规定的厚度(例如100μm)。

在实施了上述的背面磨削工序之后，实施改质层形成工序，将聚光点定位在内部而从晶片的背面沿着分割预定线照射对于晶片具有透过性的波长的激光光线，在晶片的内部沿着分割预定线形成改质层。使用图4所示的激光加工装置5来实施该改质层形成工序。图4所示的激光加工装置5具有：卡盘工作台51，其对被加工物进行保持；激光光线照射单元52，其对保持在该卡盘工作台51上的被加工物照射激光光线；以及拍摄单元53，其对保持在卡盘工作台51上的被加工物进行拍摄。卡盘工作台51构成为对被加工物进行吸引保持，并通过未图示的加工进给单元来使卡盘工作台51按照图4中箭头X所示的加工进给方向移动，并且，通过未图示的分度进给单元来使卡盘工作台51按照图4中箭头Y所示的分度进给方向移动。

上述激光光线照射单元52包含有实际上水平配置的圆筒形状的壳体521。在壳体521内配设有脉冲激光光线振荡单元，该脉冲激光光线振荡单元具有未图示的脉冲激光振荡器和重复频率设定单元。在上述壳体521的前端部安装有聚光器522，该聚光器522用于对从脉冲激光光线振荡单元振荡出的脉冲激光光线进行会聚。另外，激光光线照射单元52具有聚光点位置调整单元(未图示)，该聚光点位置调整单元用于对由聚光器522会聚的脉冲激光光线的聚光点位置进行调整。

在本实施方式中，安装在构成上述激光光线照射单元52的壳体521的前端部的拍摄单元53除了借助可视光线进行拍摄的通常的拍摄元件(CCD)之外还包括：红外线照明单元，其对被加工物照射红外线；光学系统，其捕捉由该红外线照明单元照射的红外线；以及拍摄元件(红外线CCD)等，其输出与被该光学系统捕捉的红外线对应的电信号，该拍摄单元53将拍摄得到的图像信号发送给未图示的控制单元。

参照图4和图5对改质层形成工序进行说明，使用上述的激光加工装置5将聚光点定位在内部而从晶片的背面沿着分割预定线照射对于晶片具有透过性的波长的激光光线，在晶片的内部沿着分割预定线形成改质层。

首先，将粘贴在构成实施了上述背面磨削工序后的半导体晶片2的功能层21的正面上的保护带3侧载置在图4所示的激光加工装置5的卡盘工作台51上，通过使未图示的吸引单元工作而隔着保护带3将半导体晶片2吸附保持在卡盘工作台51上。因此，保持在卡盘工作台51上的半导体晶片2的基板20的背面20b成为上侧。通过未图示的移动机构将这样吸引保持着半导体晶片2的卡盘工作台51定位在拍摄单元53的正下方。

当卡盘工作台51被定位在拍摄单元53的正下方时，执行如下的对准作业：通过拍摄单元53和未图示的控制单元对半导体晶片2的待激光加工的加工区域进行检测。该对准作业实质上与激光加工槽形成工序中的对准作业同样。另外，在该对准作业中，虽然半导体晶片2的形成有分割预定线22的功能层21的正面21a位于下侧，但由于拍摄单元53如上述那样具有由红外线照明单元、捕捉红外线的光学系统以及输出与红外线对应的电信号的拍摄元件(红外线CCD)等构成的拍摄单元，所以能够透过背面20b对分割预定线22进行拍摄。

如上所述，在对形成于保持在卡盘工作台51上的半导体晶片2的分割预定线22进行检测并进行了激光光线照射位置的对准之后，如图5的(a)所示，将卡盘工作台51移动至照射激光光线的激光光线照射单元52的聚光器522所位于的激光光线照射区域，并将规定的分割预定线22的一端(图5的(a)中的左端)定位在激光光线照射单元52的聚光器522的正下方。此时，分割预定线22的宽度方向中央位置被定位成位于聚光器522的正下方。并且，一边从聚光器522照射对于基板20具有透过性的波长的脉冲激光光线一边使卡盘工作台51按照图5的(a)中箭头X1所示的方向以规定的进给速度移动。并且，如图5的(b)所示，如果聚光器522的照射位置到达了分割预定线22的另一端的位置，则停止脉冲激光光线的照射并且停止卡盘工作台51的移动。在该改质层形成工序中，通过使脉冲激光光线的聚光点P与半导体晶片2的基板20的厚度方向中间位置对齐，如图5的(b)和图5的(c)所示，在半导体晶片2的基板20的内部沿着分割预定线22形成改质层25。

在构成半导体晶片2的功能层21的正面21a上沿着形成于第1方向的全部的分割预定线22实施上述的改质层形成工序。并且，在沿着形成于第1方向的全部的分割预定线22实施了改质层形成工序之后，将卡盘工作台51转动90度而沿着形成于与第1方向垂直的方向上的全部的分割预定线22实施上述改质层形成工序。

例如按照以下的方式对上述改质层形成工序中的加工条件进行设定。

波长：1064nm

重复频率：40kHz

输出：0.5W

聚光光斑直径：φ1μm

加工进给速度：400mm/秒

在实施了上述的改质层形成工序之后，实施晶片支承工序，借助粘合带将晶片的背面粘贴在具有对晶片进行收纳的开口的环状的框架的该开口中而利用环状的框架对晶片进行支承，并且将粘贴在晶片的正面上的保护部件剥离。即，如图6所示，将构成实施了上述改质层形成工序的半导体晶片2的基板20的背面20b粘贴在粘合带T的正面上，该粘合带T被安装在环状的框架F上。并且，将粘贴在半导体晶片2的功能层21的正面上的保护带3剥离。另外，虽然在图6所示的实施方式中示出了在安装于环状的框架F的粘合带T的正面上粘贴构成半导体晶片2的基板20的背面20b的例子，但也可以将粘合带T粘贴在构成半导体晶片2的基板20的背面20b上并且将粘合带T的外周部同时安装在环状的框架F上。

在实施了上述的晶片支承工序之后，实施保护膜形成工序，在晶片的正面覆盖水溶性树脂而形成保护膜。使用图7的(a)所示的保护膜覆盖装置6来实施该保护膜形成工序。即，将上述半导体晶片2隔着粘合带T载置在保护膜覆盖装置6的旋转工作台61上。并且，通过使未图示的吸引单元工作而隔着粘合带T将半导体晶片2吸引保持在旋转工作台61上。因此，隔着粘合带T保持在旋转工作台61上的半导体晶片2的功能层21的正面21a成为上侧。并且，从配设在旋转工作台61的上方的树脂液提供单元62的树脂提供喷嘴621向构成半导体晶片2的功能层21的正面21a的中央部滴下规定的量的水溶性液状树脂60。作为水溶性液状树脂，例如能够使用PVA(Poly Vinyl Alcohol：聚乙烯醇)、PEG(Poly Ethylene Glycol：聚乙二醇)、PEO(Poly Ethylene Oxide：聚氧乙烯)。另外，例如在直径为200mm的晶片的情况下，水溶性液状树脂60的提供量为10～20毫升(ml)左右即可。

这样，在向半导体晶片2的功能层21的正面21a的中央区域滴下规定的量的水溶性液状树脂60之后，如图7的(b)所示，使旋转工作台61按照箭头61a所示的方向以例如100rpm的速度旋转5秒左右。其结果是，在半导体晶片2的功能层21的正面21a的中央区域内滴下的水溶性液状树脂60因离心力的作用而朝向外周流动，并扩散到功能层21的正面21a的整个面，在功能层21的正面21a上形成如图7的(b)和(c)所示的那样厚度为0.2～10μm的由水溶性树脂构成的保护膜600(保护膜形成工序)。能够通过水溶性液状树脂60的提供量、旋转工作台61的旋转速度和旋转时间对由该水溶性树脂构成的保护膜600的厚度进行调整。

在实施了上述的保护膜形成工序之后，实施层叠体去除工序，沿着分割预定线隔着保护膜600照射对于功能层21和金属膜24等层叠体具有吸收性的波长的激光光线，通过烧蚀加工将分割预定线的层叠体去除。使用图8所示的激光加工装置50来实施该层叠体去除工序。另外，激光加工装置50构成为与上述图4所示的激光加工装置5同样，对同一部件赋予同一标号而省略了详细的说明。

要想使用上述的激光加工装置50来实施层叠体去除工序，则首先如图8所示，将粘贴在构成半导体晶片2的基板20的背面上的粘合带T侧载置在激光加工装置50的卡盘工作台51上。并且，通过使未图示的吸引单元工作，隔着粘合带T将半导体晶片2吸引保持在卡盘工作台51上(晶片保持工序)。因此，隔着粘合带T保持在卡盘工作台51上的半导体晶片2的形成在功能层21的正面21a上的保护膜600成为上侧。另外，在图8中省略了安装有粘合带T的环状的框架F，但通过配设在卡盘工作台51上的未图示的夹具来固定环状的框架F。这样，吸引保持着半导体晶片2的卡盘工作台51被未图示的加工进给单元定位在拍摄单元53的正下方。

当卡盘工作台51被定位在拍摄单元53的正下方时，执行对准作业，通过拍摄单元53和未图示的控制单元对半导体晶片2的待激光加工的加工区域进行检测。即，拍摄单元53和未图示的控制单元执行图案匹配等图像处理，并完成激光光线照射位置的对准(对准工序)，其中，该图案匹配等图像处理用于进行形成于半导体晶片2的功能层21的正面21a上的分割预定线22与沿着该分割预定线22照射激光光线的激光光线照射单元52的聚光器522的对位。并且，对半导体晶片2上形成于与上述第1方向垂直的方向的分割预定线22也同样地完成激光光线照射位置的对准。此时，在半导体晶片2的形成有分割预定线22的功能层21的正面21a上形成由水溶性树脂构成的保护膜600，但在保护膜600为不透明的情况下能够利用红外线来进行拍摄而从正面进行对准。

在实施了上述的对准工序之后，将卡盘工作台51移动至照射激光光线的激光光线照射单元52的聚光器522所位于的激光光线照射区域，如图9的(a)所示，定位成使形成于半导体晶片2的规定的分割预定线22的一端(图9的(a)中的左端)位于聚光器522的正下方。此时，分割预定线22的宽度方向中央位置被定位成位于聚光器522的正下方。并且，将从聚光器522照射的脉冲激光光线LB的聚光点P定位在分割预定线22上的功能层21的正面(上表面)附近。接着，一边从激光光线照射单元52的聚光器522照射对于层叠体即功能层21和金属膜24具有吸收性的波长的脉冲激光光线，一边使卡盘工作台51按照图9的(a)中箭头X1所示的方向以规定的加工进给速度移动。并且，如图9的(b)所示，如果分割预定线22的另一端(图9的(b)中的右端)到达聚光器522的正下方位置，则停止脉冲激光光线的照射并且停止卡盘工作台51的移动。其结果是，如图9的(c)所示，在半导体晶片2上沿着分割预定线22形成比功能层21的厚度深的、即达到基板20的激光加工槽26，金属膜24和功能层21被激光加工槽26断开并被去除(层叠体去除工序)。另外，如图9的(c)所示，在沿着分割预定线22形成的激光加工槽26的两侧，立起而形成有毛边27并且残留有因烧蚀加工产生的热应力、裂纹等损伤，其中，该毛边27是因形成功能层21的低介电常数绝缘体和形成于分割预定线的被称为TEG的金属膜24熔融并再固化而形成的。另外，毛边27的高度为5～10μm。并且，虽然也产生了因实施层叠体去除工序而飞散的碎屑，但由于在本实施方式中在功能层21的正面上覆盖保护膜600，所以飞散的碎屑被保护膜600阻挡，不会附着在器件上。

在半导体晶片2的功能层21的正面21a上沿着形成于第1方向的全部的分割预定线22实施上述的层叠体去除工序。并且，在沿着形成于第1方向的全部的分割预定线22实施了层叠体去除工序之后，将卡盘工作台51转动90度而沿着形成于与第1方向垂直的方向的全部的分割预定线22实施上述层叠体去除工序。

另外，例如按照以下的加工条件进行上述层叠体去除工序。

激光光线的波长：355nm

重复频率：40kHz

平均输出：3W

聚光光斑直径：φ10μm

加工进给速度：100mm/秒

接着，实施等离子蚀刻工序，从实施了上述层叠体去除工序的半导体晶片2的保护膜600侧提供等离子化后的蚀刻气体，将因层叠体去除工序中的烧蚀加工而造成的损伤去除。使用图10的(a)所示的等离子蚀刻装置7来实施该等离子蚀刻工序。图10的(a)所示的等离子蚀刻装置7具有：装置外壳71；下部电极72，其在该装置外壳71内在上下方向上相对地配设；以及上部电极73。下部电极72由圆盘状的被加工物保持部721和从该被加工物保持部721的下表面中央部突出而形成的圆柱状的支承部722构成，支承部722与第1高频电力施加单元741连接。

上述上部电极73由圆盘状的气体喷出部731和从该气体喷出部731的上表面中央部突出而形成的圆柱状的支承部732构成，支承部732与第2高频电力施加单元742连接。这样由气体喷出部731和圆柱状的支承部732构成的上部电极73的气体喷出部731被配设成与构成下部电极72的被加工物保持部721相对。在构成上部电极73的圆盘状的气体喷出部731上设置有在下表面开口的多个喷出口731a。该多个喷出口731a经由形成于气体喷出部731的连通路731b和形成于支承部732的连通路732a而与气体提供单元75连通。气体提供单元75提供以SF₆+C₄F₈等氟系气体为主体的等离子化用气体。

要想使用由以上那样构成的等离子蚀刻装置7来实施上述等离子蚀刻工序，则将实施了上述层叠体去除工序的半导体晶片2以借助粘合带T被环状的框架F支承的状态载置在构成下部电极72的被加工物保持部721上。因此，关于载置在被加工物保持部721上的半导体晶片2，覆盖在正面上的保护膜600成为上侧。

接着，使未图示的减压单元工作而将装置外壳71内的压力减压至20Pa，使气体提供单元75工作而向上部电极73提供进行等离子化的等离子化用气体。从气体提供单元75提供的等离子化用气体通过形成于支承部732的连通路732a和形成于气体喷出部731的连通路731b而从多个喷出口731a朝向保持在下部电极72的被加工物保持部721上的半导体晶片2喷出。这样在提供了等离子化用气体的状态下，从第1高频电力施加单元741以13.5MHz对下部电极72施加50W的高频电力，并且从第2高频电力施加单元742以13.5MHz对上部电极73施加3000W的高频电力。由此，使等离子化用气体等离子化而在下部电极72与上部电极73之间的空间中产生等离子，该等离子化后的活性物质作用于如图9的(c)所示在沿着分割预定线22形成的激光加工槽26和激光加工槽26的两侧立起而形成的毛边27。其结果是，对因上述烧蚀加工而残留在激光加工槽26的周围的热应力、裂纹等损伤和毛边27进行蚀刻而如图10的(b)所示将它们去除。因此，消除了由于残留有因上述烧蚀加工产生的热应力、裂纹等损伤而使器件的抗折强度降低的问题。另外，由于在半导体晶片2的正面上覆盖有由水溶性树脂构成的保护膜600，所以不会蚀刻器件23。

接着，实施分割工序，对半导体晶片2施加外力，沿着形成于改质层25的分割预定线22将半导体晶片2分割成各个器件芯片。在本实施方式中使用图11的(a)和(b)所示的带扩张装置8来实施该分割工序。

在图11的(a)中示出了带扩张装置8的立体图，在图11的(b)中示出了图11的(a)所示的带扩张装置8的剖视图。本实施方式中的带扩张装置8具有：框架保持单元81，其对上述环状的框架F进行保持；以及张力施加单元82，其对安装在上述环状的框架F上的粘合带T进行扩张。如图11的(a)和(b)所示，框架保持单元81由环状的框架保持部件811和配设在该框架保持部件811的外周的作为固定单元的4个夹具812构成。框架保持部件811的上表面形成对环状的框架F进行载置的载置面811a，在该载置面811a上载置有环状的框架F。并且，载置在框架保持部件811的载置面811a上的环状的框架F被夹具812固定在框架保持部件811上。

上述张力施加单元82具有配设在上述环状的框架保持部件811的内侧的扩张滚筒821。该扩张滚筒821具有比环状的框架F的开口的内径小且比粘贴在粘合带T上的半导体晶片2的外径大的内径和外径，其中，该粘合带T安装在环状的框架F上。并且，在扩张滚筒821的下端具有支承凸缘822。本实施方式中的张力施加单元82具有能够使上述环状的框架保持部件811在上下方向(轴向)上进退的支承单元823。该支承单元823由配设在上述支承凸缘822上的多个(在本实施方式中为4个)气缸823a构成，其活塞杆823b与上述环状的框架保持部件811的下表面连结。这样由多个气缸823a构成的支承单元823使环状的框架保持部件811在上下方向上在基准位置与扩张位置之间移动，其中，该基准位置是载置面811a与扩张滚筒821的上端为大致同一高度的位置，该扩张位置是载置面811a与扩张滚筒821的上端相比以规定的量位于下方的位置。

如图11的(b)所示，带扩张装置8具有安装在上述扩张滚筒821的上部外周面的作为加热单元的环状的红外线加热器83。该红外线加热器83对安装在环状的框架F上的粘合带T中环状的框架F的开口的内周与半导体晶片2之间的收缩区域进行加热，其中，该环状的框架F被保持在上述框架保持单元81上。

参照图12的(a)和(b)对使用由以上方式构成的带扩张装置8来实施的分割工序进行说明。即，如图12的(a)所示，将环状的框架F载置在构成框架保持单元81的环状的框架保持部件811的载置面811a上，并通过夹具812将其固定在环状的框架保持部件811上，其中，该环状的框架F隔着粘合带T对实施了上述层叠体去除工序的半导体晶片2进行支承。此时，环状的框架保持部件811被定位在图12的(a)所示的基准位置。

接着，使作为构成张力施加单元82的支承单元823的多个气缸823a工作，从而使环状的框架保持部件811下降到图12的(b)所示的扩张位置。因此，如图12的(b)所示，由于固定在框架保持部件811的载置面811a上的环状的框架F也下降，所以安装在环状的框架F上的粘合带T与扩张滚筒821的上端缘抵接而被扩张。其结果是，由于粘合带T上的粘贴有半导体晶片2的区域T-1也被扩张，所以对粘贴在粘合带T上的半导体晶片2呈放射状地作用张力，因此半导体晶片2以改质层25为分割起点沿着分割预定线22分割成各个器件23，并且在器件23之间形成有间隙S(分割工序)。

如上述那样，在本实施方式中，沿着形成有改质层25的分割预定线22将半导体晶片2分割成各个器件23的分割工序包含有器件间间隙保持工序，对粘合带T上的环状的框架F的内周与粘贴有半导体晶片2的区域之间的收缩区域进行加热而使该收缩区域收缩，由此，对器件23之间的间隙进行保持。关于该器件间间隙保持工序，在如图13的(a)所示实施了上述的分割工序的状态下对红外线加热器83进行通电(ON)。其结果是，粘合带T上的环状的框架F的开口的内周与粘贴有半导体晶片2的区域T-1之间的收缩区域T-2被红外线加热器83所照射的红外线加热而收缩。按照该收缩作用，使作为构成张力施加单元82的支承单元823的多个气缸823a工作而使环状的框架保持部件811上升到图13的(b)所示的基准位置。另外，上述红外线加热器83对粘合带T的加热温度为70～100℃较合适，加热时间为5～10秒即可。这样，使粘合带T上的上述收缩区域T-2收缩，由此，将在上述分割工序中被扩张的粘合带T的松弛去除。因此，在上述分割工序中形成在各个分割得到的器件23之间的间隙S得以保持。

在如以上那样实施了分割工序之后，实施保护膜去除工序，对实施了分割工序的半导体晶片2的正面进行清洗而将覆盖在半导体晶片2的正面的保护膜去除。使用图14的(a)所示的清洗装置9来实施该保护膜去除工序。图14的(a)所示的清洗装置9具有：保持工作台91，其对被加工物进行保持；以及清洗水提供喷嘴92，其向保持在该保持工作台91上的被加工物提供清洗水。要想使用该清洗装置9来实施保护膜去除工序，则在借助粘合带T被环状的框架F支承的状态下，将实施了上述等离子蚀刻工序并且实施了上述分割工序的各个分割得到的器件23载置在保持工作台91上。接着，从清洗水提供喷嘴92向覆盖在各个器件23的正面上的保护膜600的正面提供清洗水，其中，各个器件23被粘贴在粘合带T上，该粘合带T被安装在环状的框架F上。其结果是，如图14的(b)所示，由于保护膜600由水溶性树脂构成，所以容易通过清洗水来去除。

这样，由于覆盖在各个器件23的正面上的保护膜600由没有毒性的水溶性树脂形成，所以不会造成环境污染，并且不需要专用的处理设备且经济性好。

在如以上那样实施了保护膜去除工序之后，搬送到拾取工序中，将器件23从粘合带T剥离而进行拾取。

接着，对本发明的等离子蚀刻工序和分割工序的其他的实施方式进行说明。在上述的实施方式中，示出了在实施了层叠体去除工序之后实施等离子蚀刻工序然后实施分割工序的例子，但在其他的实施方式中，在实施了层叠体去除工序之后实施分割工序，在实施了该分割工序之后实施等离子蚀刻工序。另外，使用上述图11的(a)和(b)所示的带扩张装置8如图12和图13所示那样实施分割工序，并使用上述图10的(a)所示的等离子蚀刻装置7来实施等离子蚀刻工序。

在该实施方式中，由于先实施分割工序，所以半导体晶片2以上述改质层25为分割起点如上述图12的(b)所示那样沿着分割预定线22分割成各个器件23，并且在器件23之间形成有间隙S(分割工序)。关于这样各个分割得到的器件23，如上述图15所示，改质层25在侧面露出，并残存有毛边27，并且残留有因上述烧蚀加工而产生的热应力、裂纹等损伤。这样，由于在实施了分割工序之后实施等离子蚀刻工序，所以等离子化后的活性物质通过形成在各个分割得到的器件23之间的间隙S(参照图13的(b))而对器件23的侧面作用等离子化后的活性物质，从而如图16所示对在器件23的侧面露出的改质层25和毛边27(参照图15)进行蚀刻并将它们去除，并且将因上述烧蚀加工而残留在激光加工槽的周围的热应力、裂纹等损伤去除。另外，由于在各个分割得到的器件23的正面上覆盖由水溶性树脂构成的保护膜600，所以器件23不会被蚀刻。这样，在该实施方式中也能够通过实施等离子蚀刻工序而将露出于器件23的侧面的改质层25和毛边2 7去除，因此能够提高器件23的抗折强度。

另外，通过实施上述图14的(a)所示的保护膜去除工序而对覆盖在各个分割得到的器件23的正面上的由水溶性树脂构成的保护膜600进行清洗而将其去除。

以上，根据图示的实施方式对本发明进行了说明，但本发明并不仅限于上述实施方式，能够在本发明的主旨的范围内进行各种变形。例如，在上述的实施方式中，虽然示出了将本发明适用于在正面上层叠有Low-k膜(层叠体)并在分割预定线上局部地配设有多个测试元件组(TEG)(层叠体)的晶片的例子，但将本发明适用于在正面上层叠有功能层(层叠体)但没有在分割预定线上配设TEG的晶片、或者没有沿着分割预定线层叠Low-k膜但配设有TEG的晶片也得到同样的作用效果。

Claims (1)

1.一种晶片的加工方法，将在正面上呈格子状形成有多条分割预定线并在由该多条分割预定线划分出的多个区域内分别形成有器件并且在分割预定线上形成有层叠体的晶片沿着分割预定线分割成各个器件芯片，其中，该晶片的加工方法具有如下的工序：

保护部件粘贴工序，在晶片的正面上粘贴保护部件；

背面磨削工序，在实施了该保护部件粘贴工序之后，对晶片的背面进行磨削而形成为规定的厚度；

改质层形成工序，在实施了该背面磨削工序之后，从晶片的背面将聚光点定位在晶片的内部而沿着分割预定线照射对于晶片具有透过性的波长的激光光线，在晶片的内部沿着分割预定线形成改质层；

晶片支承工序，在实施了该改质层形成工序之后，借助粘合带将晶片的背面粘贴在具有对晶片进行收纳的开口的环状的框架的该开口中从而利用环状的框架对晶片进行支承，并且将晶片的正面上所粘贴的该保护部件剥离；

保护膜形成工序，在实施了该晶片支承工序之后，在晶片的正面上覆盖水溶性树脂而形成保护膜；

层叠体去除工序，在实施了该保护膜形成工序之后，隔着该保护膜而沿着分割预定线照射对于该层叠体具有吸收性的波长的激光光线，通过烧蚀加工将分割预定线的该层叠体去除；

分割工序，在实施了该层叠体去除工序之后，对晶片施加外力并沿着形成有改质层的分割预定线将晶片分割成各个器件芯片；

保护膜去除工序，在实施了该分割工序之后，对晶片的正面进行清洗而将晶片的正面上所覆盖的该保护膜去除；以及

等离子蚀刻工序，在实施了该层叠体去除工序之后或者在实施了该分割工序之后，从晶片的正面侧提供等离子化后的蚀刻气体，将因该层叠体去除工序中的烧蚀加工而造成的损伤去除。