CN108022877A - 晶片的加工方法 - Google Patents

Abstract

提供晶片的加工方法，将在正面上由多条分割预定线划分为多个器件的晶片高效地分割成各个器件而不使器件品质降低。该方法包含如下工序：保护部件配设工序，在晶片(10)的正面(10a)上配设保护部件(保护带16)；背面磨削工序，对晶片的背面(10b)进行磨削而使晶片薄化；框架支承工序，将保护部件从晶片的正面剥离，在晶片的正面上粘贴粘合带(T)，并且将粘合带的外周粘贴在具有收纳晶片的开口部的环状框架(F)上，从而借助粘合带而利用环状框架进行支承；切削槽形成工序，从晶片的背面与分割预定线(12)对应地定位切削刀具(33)而形成未达到正面的切削槽；切断工序，从晶片的背面沿着切削槽(100)照射激光光线而将分割预定线完全切断；和拾取工序，从粘合带拾取各个器件芯片(14)。

Description

晶片的加工方法

技术领域

本发明涉及晶片的加工方法，将由多条分割预定线划分为多个器件的晶片分割成各个器件。

背景技术

通过具有切削刀具的切割装置将由分割预定线划分而在正面上形成有IC、LSI等多个器件的晶片分割成各个器件芯片，器件芯片被应用于移动电话、个人计算机等电子设备。

近年来，公知有为了实现器件的高速化而在硅晶片等半导体基板的正面上形成多层低介电常数绝缘膜(所谓Low-k膜)来作为层间绝缘膜从而形成作为IC、LSI的功能层。这里，由于Low-k膜形成于晶片的正面侧整体，所以也会层叠在分割预定线上，当利用切削刀具将该晶片切断时Low-k膜会像云母那样剥离，存在器件的品质降低的问题。

因此，提出并已实用化了如下的方法：从晶片的正面侧照射激光光线而沿着分割预定线将Low-k膜去除，将切削刀具定位在该去除后的区域而进行切割，从而分割成各个器件芯片(例如，参照专利文献1)。

专利文献1：日本特开2005-064231号公报

根据上述的专利文献1所记载的加工方法，虽然能够解决在通过直接切割将Low-k膜去除的情况下产生的问题，但为了超过切削刀具的宽度地将Low-k膜从间隔道上去除以使得切削刀具不与Low-k膜接触，需要在分割预定线上形成至少两条激光加工槽，存在生产性较差的问题。

此外，在实施上述的专利文献1所记载的加工方法的期间，例如，明确了存在以下那些问题。

(1)即使实施对晶片的正面侧照射激光光线而将Low-k膜去除的激光切槽加工，当Low-k膜的去除不充分时，有时也产生之后实施的切割时的切削刀具的偏移或倾倒，有时该切削刀具会出现不均匀磨损。

(2)当从晶片的正面侧进行激光切槽时，因所谓碎屑飞散而使器件的品质降低，因此为了防止该情况而产生了另外涂布保护膜的需要，生产性降低。

(3)通过多次照射激光光线，可能会在晶片上残留热应变而导致器件的抗折强度的降低。

(4)由于将激光加工槽形成得较宽以便超过切削刀具的宽度，所以需要宽度较宽的间隔道，用于形成器件的区域被压迫，器件的获取个数减少。

(5)在Low-k膜的上表面上，具有用于保护内部不接触外界的水分、金属离子的由SiN或SiO₂构成的钝化膜，当从晶片的正面侧照射激光光线时，透过该钝化膜对Low-k膜进行加工，在Low-k膜上产生的热量无法散发，Low-k膜发生剥离等，加工在横向上变宽(也被称为“底切”)，成为使器件的品质降低的主要原因。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提供晶片的加工方法，能够在晶片的正面上层叠多层层间绝缘膜而形成功能层，并且将由多条分割预定线划分为多个器件的晶片高效地分割成各个器件芯片而不使器件的品质降低。

根据本发明，提供晶片的加工方法，将由交叉的多条分割预定线划分而在正面上形成有多个器件的晶片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：保护部件配设工序，在晶片的正面上配设保护部件；背面磨削工序，在实施了该保护部件配设工序之后，对该晶片的背面进行磨削而使该晶片薄化；框架支承工序，在实施了该背面磨削工序之后，将该保护部件从该晶片的正面剥离，在该晶片的正面上粘贴粘合带，并且将该粘合带的外周粘贴在具有收纳该晶片的开口部的环状框架上，从而借助该粘合带而利用该环状框架对晶片进行支承；切削槽形成工序，在实施了该框架支承工序之后，从该晶片的背面与分割预定线对应地定位切削刀具而对该晶片进行切削，形成未达到正面的切削槽；切断工序，在实施了该切削槽形成工序之后，从该晶片的背面沿着该切削槽照射激光光线而将该分割预定线完全切断；以及拾取工序，在实施了该切断工序之后，从被该环状框架支承的该粘合带拾取各个器件芯片。

根据本发明的晶片的加工方法，不需要在晶片的正面上形成多个激光加工槽，提高了生产性，并且解决了上述那样的问题点。此外，能够在从器件的背面侧使拾取用的夹头进行作用而从粘合带拾取分割后的各个器件芯片之后，直接将器件芯片的正面侧接合在布线基板上，能够进一步提高生产性。

附图说明

图1是示出保护部件配设工序的立体图。

图2是示出背面磨削工序的立体图。

图3是示出将保护带从晶片的正面剥离的情形的立体图。

图4的(a)是示出框架支承工序的立体图，图4的(b)是框架支承工序实施后的立体图。

图5的(a)是示出切削槽形成工序的立体图，图5的(b)是形成有切削槽的晶片的放大剖视图，图5的(c)是沿着全部的分割预定线实施了切削槽形成工序的晶片的立体图。

图6的(a)是示出切断工序的立体图，图6的(b)是切断工序实施后的晶片的局部放大剖视图。

图7是示出拾取工序的局部剖视侧视图。

标号说明

10：晶片；12：分割预定线；14：器件；20：磨削装置；22：旋转主轴；23：安装座；24：磨削磨轮；25：磨削磨具；30：切削单元；32：旋转主轴；33：切削刀具；40：激光加工单元；42：激光光线照射单元；50：拾取单元；100：切削槽；102：切断部；T：粘合带；F：框架。

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实施方式进行说明。

首先，为了实施基于本发明的晶片的加工方法，如图1所示的那样粘贴用于保护晶片10的正面10a的作为保护部件的保护带16(保护部件配设工序)。晶片10例如由厚度为700μm的硅的基板构成，在正面10a上呈格子状形成有多条分割预定线12，并且在由该多条分割预定线12划分出的多个区域内形成有IC、LSI等器件14。另外，作为保护带16，可以使用在由聚氯乙烯(PVC)构成的片状基材的正面上涂布有丙烯树脂类的糊的保护带。但是，保护带16并不限定于此，只要是能够在下一个工序中实施的背面磨削工序时对晶片10的正面10a进行保护的公知的部件，则也可以选择任意的部件。

在实施了该保护部件配设工序之后，接着实施背面磨削工序。在该背面磨削工序中，如图2所示，使粘贴了保护带16的正面10a侧朝向下方并使作为被磨削面的背面10b侧朝向上方而载置在磨削装置(省略了整体图。)的磨削单元20所具有的第1卡盘工作台21上。第1卡盘工作台21构成为能够通过未图示的旋转驱动机构进行旋转，该保持面由多孔性材料构成，并与未图示的吸引单元连接，该第1卡盘工作台21在后述的磨削工序时牢固地吸引保持着晶片10以使得晶片10在第1卡盘工作台21上不发生位置偏移等。

磨削单元20具有用于对载置在第1卡盘工作台21上的晶片10进行磨削而使其薄化的结构，该磨削单元20具有：旋转主轴22，其通过未图示的旋转驱动机构进行旋转；安装座23，其安装在该旋转主轴22的下端；以及磨削磨轮24，其安装在该安装座23的下表面上，在磨削磨轮24的下表面呈环状配设有多个磨削磨具25。

在将晶片10吸引保持在第1卡盘工作台21上之后，一边使第1卡盘工作台21按照在图2中箭头21a所示的方向例如以300rpm进行旋转，一边使磨削磨轮24按照在图2中箭头22a所示的方向例如以6000rpm进行旋转。然后，使磨削磨具25与晶片10的背面10b接触，对磨削磨轮24例如以1μm/秒的磨削进给速度朝向下方(即，与第1卡盘工作台21垂直的方向)进行磨削进给。此时，能够一边通过未图示的接触式的测量仪对晶片的厚度进行测量一边进行磨削，晶片10的背面10b被磨削而使硅晶片10为规定的厚度例如200μm，该背面磨削工序完成。

在完成了该背面磨削工序之后，接着实施框架支承工序。在框架支承工序中，首先如图3所示，将保护带16从完成了背面磨削工序的晶片10的正面10a侧剥离。然后，如图4的(a)所示，在剥离了保护带16的晶片10的正面10a侧粘贴粘合带T，并且将粘合带T的外周粘贴在具有收纳晶片10的开口部的环状框架F上，借助粘合带T而利用环状框架F对晶片10进行支承。由此晶片10变成晶片10的正面10a侧借助粘合带T被环状框架F支承的状态。这样在晶片10变成被环状框架F支承的状态之后，如图4的(b)所示使晶片10的背面10b侧朝向上方露出，框架支承工序完成。

将完成了背面磨削工序并实施了框架支承工序的晶片10向图5的(a)所示的切削装置的切削单元30搬送，使粘贴了粘合带T的正面10a侧朝向下方而载置在未图示的卡盘工作台的保持面上，其中，该卡盘工作台配设在切削装置中。在该切削装置中也优选以围绕该卡盘工作台的外周的方式例如在4个部位设置对环状框架F进行把持的夹具，利用该夹具对环状框架F进行保持，并且环状框架F被拉拽以便处于比该卡盘工作台的晶片10的保持面低的位置。

该切削单元30具有对切削刀具33进行保持的主轴外壳34，该切削刀具33固定在主轴32的前端部。在通过切削单元30实施形成切削槽的加工时，使用未图示的拍摄单元来实施对晶片10的分割预定线12与切削刀具33进行对位的对准，该拍摄单元能够通过从背面10b照射红外线而透过晶片10对正面10a侧进行拍摄。在实施了该对准之后，根据通过该对准获得的位置信息使高速旋转的切削刀具33下降，沿着吸引保持在切削装置的卡盘工作台上的晶片10的分割预定线12进行切入，并使该卡盘工作台和切削刀具33在加工进给方向(箭头X所示的方向。)上相对移动。由此，从该晶片10的背面10b侧按照未达到正面10a的深度和规定的槽宽(例如30μm)形成如作为切削部分的放大剖视图而示出的图5的(b)所示的沿着分割预定线12的切削槽100。另外，如图所示的那样在正面10a侧形成有Low-k膜10c，按照未达到正面10a(即未达到Low-k膜10c)的深度切削出该切削槽100。该卡盘工作台构成为自由旋转，通过使该卡盘工作台进行旋转而能够对晶片10相对于切削刀具33的方向进行自由变更。由此能够与晶片10的全部的分割预定线12对应地从背面10b侧形成上述切削槽100，当切削槽形成工序完成时变成图5的(c)所示的状态。

在完成了该切削槽形成工序之后，实施将分割预定线12完全切断的切断工序。实施了该切削槽形成工序的晶片10被搬送到具有图6的(a)所示的激光加工单元40的激光加工装置(省略了整体图。)中，使粘贴了粘合带T的正面10a侧朝向下方而载置在激光加工装置的未图示的卡盘工作台的保持面上。在激光加工装置中也优选以围绕该卡盘工作台的外周的方式例如在4个部位设置对环状框架F进行把持的夹具，构成为利用该夹具对环状框架F进行保持。

在对载置在该卡盘工作台上的晶片10实施激光加工时，使用未图示的拍摄单元实施对激光头(聚光器)42和吸引保持在该卡盘工作台上的晶片10的分割预定线12进行对位的对准。在实施了对准之后，根据通过对准获得的位置信息，从吸引保持在该卡盘工作台上的晶片10的背面10b侧沿着分割预定线12照射激光光线，并且使该卡盘工作台和该激光头42在加工进给方向(箭头X所示的方向)上相对移动。由此，如在图6的(b)中作为放大剖视图示出的那样，在切削槽100的底部(即在形成了Low-k膜10c的晶片10的正面10a侧)沿着分割预定线12形成有将晶片10与Low-k膜10c一起完全切断的切断部102。该卡盘工作台构成为能够通过未图示的位置变更单元对相对于激光头42的相对的位置进行自由变更，通过使该位置变更单元进行动作而沿着晶片10的全部的分割预定线12形成切断部102，由此，该切断工序完成。

另外，在本实施方式的切断工序中实施的激光加工条件例如按照以下方式进行设定。

光源：YAG脉冲激光

波长：355nm(YAG激光的第3高次谐波)

输出：3.0W

重复频率：20kHz

进给速度：100mm/秒

在实施了该切断工序之后，实施拾取工序。在根据本发明而构成的晶片的加工方法中，结束了切断工序而沿着分割预定线12形成有切断部102的晶片10已经借助粘合带T被环状框架F支承，变成能够直接实施拾取工序的状态。利用在图7中示出了其一部分的拾取装置50来实施该拾取工序，该拾取装置50具有：框架保持部件51，其在上表面部载置环状框架F；夹具52，其对上述环状框架F进行保持；以及扩展鼓53，其由至少上方开口的圆筒形状构成，用于对被该夹具52保持的环状框架F上所安装的晶片10进行扩展。框架保持部件51被支承单元54支承为能够升降，该支承单元54由以围绕扩展鼓53的方式设置的多个气缸54a和从气缸54a延伸的活塞杆54b构成。

该扩展鼓53被设定为比环状框架F的内径小而且比晶片10的外径大，其中，该晶片10粘贴在粘合带T上，该粘合带T安装在环状框架F上。这里，如图7所示，拾取装置50能够处于框架保持部件51与扩展鼓53的上表面部为大致相同的高度的位置(由虚线示出。)和通过支承单元54的作用使框架保持部件51下降而使扩展鼓53的上端部比框架保持部件51的上端部高的位置(由实线示出。)。

当使上述框架保持部件51下降而使扩展鼓53的上端从虚线所示的位置相对变化为实线所示的比框架保持部件51高的位置时，安装在环状框架F上的粘合带T被按压于扩展鼓53的上端缘而扩展。其结果是，由于对粘贴于粘合带T的晶片10放射状地作用拉伸力，所以各个器件14彼此沿着切断部102分离，其中，该切断部102在上述的切断工序中沿着分割预定线12形成。然后，在各个器件14彼此的间隔被扩大的状态下，使拾取夹头55进行动作而从背面侧对扩大了间隔的状态下的器件14进行吸附并拾取该器件14。然后，搬送到将所拾取的器件14的正面侧接合在布线基板上的接合工序中。至此，拾取工序结束，本发明的晶片的加工方法完成。

像从上述的实施方式中理解的那样，本发明能够起到各种作用效果。

例如，从晶片的背面侧形成切削槽，并且从背面侧照射激光光线而将分割预定线完全切断，因此在形成切削槽时不存在由激光加工形成的加工槽，能够避免切削刀具的偏移或倾倒，防止切削刀具出现不均匀磨损。

并且，由于从晶片的背面侧沿着通过之前工序形成的切削槽照射激光光线从而将分割预定线完全切断，所以碎屑不会附着在器件的正面侧，不需要形成保护膜等。并且，由于不需要形成与切削刀具的宽度对应的宽度较宽的激光加工槽，所以能够避免产生如下问题等：通过多次照射激光光线而残留热应变从而使器件的抗折强度降低。

此外，在从晶片的背面侧利用切削刀具形成了切削槽之后，实施沿着该切削槽照射激光光线而完全切断的切断工序，因此不需要使分割预定线的宽度变大，不存在可获取的器件的个数因宽度较宽的分割预定线而减少等问题。特别是由于从背面侧实施激光光线的照射，通过激光加工只将形成切削槽时的残余的部分切断，所以也避免了如下问题等：像从正面侧照射激光光线而将晶片切断的情况那样，透过钝化膜来进行激光加工从而导致热量无法散发而产生底切。

并且，在本发明中，通过在实施切削槽形成工序之前实施将保护带从晶片10的正面10a侧剥离并且借助粘合带T而利用环状框架F进行保持的框架支承工序，从而从切削槽形成工序到拾取工序为止不需要使用另外的保护带等，在借助粘合带T被环状框架F支承的状态下将晶片10切断成各个器件14，能够在该状态下实施拾取工序。因此，高效且容易地实现从粘合带T拾取器件14并直接将器件的正面侧接合在布线基板上的作业。

另外，本发明并不限定于上述的实施方式，能够设想各种变形例。例如，在上述的实施方式中，在实施背面磨削工序、切削槽形成工序、切断工序时，将晶片10搬送到实施各工序的磨削装置、切削装置以及激光加工装置的各单元上所分别配设的卡盘工作台上，对该晶片10进行保持而实施各加工，但也可以对上述各装置进行汇总而构成复合加工装置，将晶片10保持在一个卡盘工作台上，使该卡盘工作台移动至各加工装置从而实施加工。如果采用那样的结构，则不需要在装置之间搬送晶片10并换载卡盘工作台。

Claims (1)

1.一种晶片的加工方法，将由交叉的多条分割预定线划分而在正面上形成有多个器件的晶片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：

保护部件配设工序，在晶片的正面上配设保护部件；

背面磨削工序，在实施了该保护部件配设工序之后，对该晶片的背面进行磨削而使该晶片薄化；

框架支承工序，在实施了该背面磨削工序之后，将该保护部件从该晶片的正面剥离，在该晶片的正面上粘贴粘合带，并且将该粘合带的外周粘贴在具有收纳该晶片的开口部的环状框架上，从而借助该粘合带而利用该环状框架对晶片进行支承；

切削槽形成工序，在实施了该框架支承工序之后，从该晶片的背面与分割预定线对应地定位切削刀具而对该晶片进行切削，形成未达到正面的切削槽；

切断工序，在实施了该切削槽形成工序之后，从该晶片的背面沿着该切削槽照射激光光线而将该分割预定线完全切断；以及

拾取工序，在实施了该切断工序之后，从被该环状框架支承的该粘合带拾取各个器件芯片。