CN110211926A - 被加工物的加工方法 - Google Patents

Abstract

提供被加工物的加工方法，将被加工物形成为完工厚度，确保包含磨削屑的磨削水不会浸入相邻的芯片间的间隙。该被加工物的加工方法包含：正面保护步骤，利用正面保护部件(1)覆盖被加工物(W)的正面(Wa)；保护部件加热步骤，使正面保护部件的粘接材料硬化收缩；变质层形成步骤，在被加工物的内部形成变质层(M)；背面磨削步骤，对被加工物的背面(Wb)进行磨削，形成为芯片的完工厚度；和保护部件扩展步骤，将被加工物分割成各个芯片(C)并使芯片的间隔(7)扩展，通过利用保护部件加热步骤使正面保护部件的粘接材料硬化收缩，从而在被加工物上形成有在背面磨削步骤不会完全进行芯片分割的未分割区域，在背面磨削时不在芯片间产生间隙，防止磨削屑附着于芯片的侧面。

Description

被加工物的加工方法

技术领域

本发明涉及被加工物的加工方法。

背景技术

在半导体器件制造工序中，在大致圆板形状的被加工物的正面上的由呈格子状排列的被称为间隔道的分割预定线划分出多个区域，在该所划分的区域中形成有IC、LSI等电路(功能元件)。并且，沿着分割预定线将被加工物切断，从而对形成有电路的区域进行分割而制造各个芯片。

作为沿着分割预定线将被加工物切断的方法，有如下的激光加工方法：使聚光点会聚至要分割的区域的内部而照射对于被加工物具有透过性的脉冲激光光线。在使用该激光加工方法的分割方法中，使聚光点从被加工物的一个面侧会聚至内部而照射对于被加工物具有透过性的红外光区域的脉冲激光光线，在被加工物的内部沿着分割预定线连续地形成变质层，通过沿着因形成该变质层而使强度降低的分割预定线对被加工物的背面进行磨削的应力，能够使被加工物断裂而分割成各个芯片(例如，参照下述专利文献1)。

专利文献1：日本特许4733934号公报

但是，在所分割的芯片间产生间隙，因此当在芯片分割之后实施磨削直至达到完工厚度时，包含磨削屑的磨削水会浸入至芯片间的间隙而使磨削屑附着于芯片侧面。附着于芯片侧面的磨削屑即使利用磨削装置的清洗机构进行清洗，也非常难以去除。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供被加工物的加工方法，即使将被加工物形成为完工厚度，包含磨削屑的磨削水也不会浸入至相邻的芯片间的间隙。

本发明是被加工物的加工方法，将在正面上的由呈格子状形成的分割预定线划分的区域形成有功能元件的被加工物沿着分割预定线分割成各个芯片，其特征在于，该被加工物的加工方法包含如下的步骤：正面保护步骤，利用正面保护部件覆盖该被加工物的正面的形成有该功能元件的区域；保护部件加热步骤，使该正面保护部件的粘接材料硬化收缩；变质层形成步骤，从该被加工物的背面侧沿着分割预定线照射对于该被加工物具有透过性的激光光线，在比相当于芯片的完工厚度的位置靠背面侧的位置形成变质层；背面磨削步骤，对形成有变质层的被加工物的背面进行磨削，形成为芯片的完工厚度；以及保护部件扩展步骤，将该被加工物分割成各个芯片，并且使芯片的间隔扩展，通过利用保护部件加热步骤使该正面保护部件的该粘接材料硬化收缩，从而在被加工物上形成有在该背面磨削步骤中不会完全进行芯片分割的未分割区域。优选所述正面保护部件是粘接带。

本发明的被加工物的加工方法构成为包含如下的步骤：正面保护步骤，利用正面保护部件覆盖被加工物的正面的形成有功能元件的区域；保护部件加热步骤，使正面保护部件的粘接材料硬化收缩；变质层形成步骤，从被加工物的背面侧沿着分割预定线照射对于被加工物具有透过性的激光光线，在比相当于芯片的完工厚度的位置靠背面侧的位置形成变质层；背面磨削步骤，对形成有变质层的被加工物的背面进行磨削，形成为芯片的完工厚度；以及保护部件扩展步骤，将被加工物分隔成各个芯片，并且使芯片的间隔扩展，通过利用保护部件加热步骤使正面保护部件的粘接材料硬化收缩，从而在被加工物上形成有在背面磨削步骤中不会完全进行芯片分割的未分割区域，因此防止背面磨削时从变质层产生的龟裂延伸至被加工物的正面，从而不在芯片间产生间隙。这样，根据本发明，能够防止包含磨削屑的磨削水侵入芯片侧面，能够防止磨削屑附着于芯片侧面。在上述正面保护部件由粘接带构成的情况下，能够容易地实施上述正面保护步骤。

附图说明

图1是示出正面保护步骤的立体图。

图2是示出保护部件加热步骤的剖视图。

图3的(a)和(b)是示出变质层形成步骤的立体图和剖视图。

图4的(a)和(b)是示出背面磨削步骤的立体图和剖视图。

图5的(a)和(b)是示出保护部件扩展步骤的剖视图。

标号说明

1：正面保护部件；2：加热部件；3：激光加工装置；30：保持工作台；31：激光加工单元；32：激光头；33：壳体；34：拍摄单元；4：磨削装置；40：保持工作台；41：旋转单元；42：磨削单元；43：主轴；44：安装座；45：磨削磨轮；46：磨削磨具；5：扩展装置；50：支承台；51：框架载置台；52：夹持部；53：升降单元；53a：气缸；53b：活塞；6：龟裂；7：芯片的间隔。

具体实施方式

图1所示的被加工物W具有圆形板状的基板，在基板的正面Wa上，在由呈格子状形成的多条分割预定线S划分的各区域中分别形成有功能元件(在图示的例子中为器件D)。与被加工物W的正面Wa相反的一侧的背面Wb是要实施规定的加工的被加工面。被加工物W的材质、厚度和大小没有特别限定。以下，对沿着分割预定线S将被加工物W分割成各个芯片的被加工物的加工方法进行说明。

(1)正面保护步骤

如图1所示，利用正面保护部件1覆盖被加工物W的正面Wa的形成有器件D的区域。本实施方式所示的正面保护部件1具有粘接性且具有与被加工物W大致相同直径的大小。另外，正面保护部件1例如优选在由聚烯烃或聚氯乙烯等构成的基材上层叠粘接材料而成的粘接带。将正面保护部件1粘贴于被加工物W的正面Wa而覆盖整个正面Wa，从而对各器件D进行保护。正面保护部件1由粘接带构成，因此能够容易地实施正面保护步骤。正面保护步骤在未图示的例如将粘接带粘贴于被加工物W的正面Wa的带粘贴机中实施。

(2)保护部件加热步骤

如图2所示，从粘贴于被加工物W的正面保护部件1侧将被加工物W载置于加热部件2上而对正面保护部件1进行加热。加热部件2例如由红外线加热器构成。在加热部件2中，将正面保护部件1例如在80℃下加热1分钟左右，从而使正面保护部件1的粘接材料硬化收缩。由此，正面保护部件1的粘接材料变硬，因此在实施后述的背面磨削步骤时，能够减小磨削时的应力的影响而抑制相邻的芯片的移动。加热部件2也可以由对正面保护部件1喷射热风而对粘接材料进行加热的加热器构成。保护部件加热步骤可以在上述的带粘贴机内实施，也可以在后述的激光加工装置3内实施。

(3)变质层形成步骤

接着，将被加工物W搬送至图3的(a)所示的激光加工装置3，通过激光加工在被加工物W的内部形成变质层M。激光加工装置3至少具有：保持工作台30，其对被加工物W进行保持；以及激光加工单元31，其配设于保持工作台30的上方侧。保持工作台30的上表面是受到来自未图示的吸引源的吸引作用而对被加工物W进行吸引保持的保持面30a。在保持工作台30的下方连接有移动单元，该移动单元使保持工作台30和激光加工单元31在与铅垂方向垂直的水平方向(X轴方向和Y轴方向)上相对移动。

激光加工单元31具有：激光头32，其照射对于保持工作台30所保持的被加工物W具有透过性的波长的激光光线LB；以及壳体33，其在前端安装有激光头32。在壳体33的内部收纳有振荡出激光光线LB的振荡器以及调整激光光线LB的输出的输出调整器，在激光头32的内部内置有聚光透镜，该聚光透镜用于使从振荡器振荡出的激光光线LB会聚。另外，激光加工单元31具有位置调整单元(未图示)，该位置调整单元用于调整通过聚光透镜会聚的激光光线LB的聚光点的位置。在壳体33的侧方配设有拍摄单元34。拍摄单元34例如是内置有CCD图像传感器的红外线相机。

在实施变质层形成步骤时，使正面Wa侧朝下而将被加工物W隔着正面保护部件1吸引保持在保持工作台30的保持面30a上。将保持工作台30定位于拍摄单元34的正下方，通过拍摄单元34从上方对被加工物W进行拍摄，进行图案匹配等图像处理，从而对要照射激光光线LB的区域(分割预定线S)进行检测。

接着，使激光头32向接近被加工物W的方向下降，如图3的(b)所示，在将对于被加工物W具有透过性的波长的激光光线LB的聚光点定位于被加工物W的内部的规定位置的状态下，一边将保持工作台30按照规定的加工进给速度在X轴方向上进行加工进给，一边通过激光头32从被加工物W的背面Wb侧沿着图1所示的分割预定线S进行照射，在比相当于芯片的完工厚度的位置靠背面Wb侧的位置形成变质层M。变质层M是被加工物W的内部的强度或物理特性发生变化的区域，该变质层M作为将被加工物W分割成各个芯片时的分割起点。

每当沿着一条分割预定线S照射激光光线LB而形成变质层M时，将保持工作台30在Y轴方向上进行分度进给而沿着下一条分割预定线S照射激光光线LB。若对朝向X轴方向的所有分割预定线S完成激光光线LB的照射，则使图3的(a)所示的保持工作台30旋转90°，使此前朝向Y轴方向的分割预定线S朝向X轴方向。并且，沿着所有分割预定线S重复进行上述同样的激光加工，形成沿着分割预定线S的变质层M。

(4)背面磨削步骤

接着，使用图4的(a)所示的磨削装置4，对被加工物W的背面Wb进行磨削而形成为芯片的完工厚度。磨削装置4具有：保持工作台40，其对被加工物W进行保持；旋转单元41，其使保持工作台40旋转；以及磨削单元42，其对保持工作台40所保持的被加工物W实施磨削。保持工作台40的上表面是受到来自未图示的吸引源的吸引作用而对被加工物W进行吸引保持的保持面40a。

磨削单元42具有：主轴43，其具有与保持面40a垂直的铅垂方向的轴心；磨削磨轮45，其借助安装座44而安装于主轴43的下端；以及磨削磨具46，其呈环状粘固于磨削磨轮45的下部。在磨削单元42连接有未图示的升降单元，能够通过升降单元一边使磨削磨轮45旋转一边使磨削单元42的整体升降。

在对被加工物W进行磨削的情况下，如图4的(b)所示，利用保持工作台40的保持面40a对粘贴于被加工物W的正面Wa的正面保护部件1侧进行保持，使被加工物W的背面Wb朝上露出，使保持工作台40例如向箭头A方向旋转。接着，磨削单元42使磨削磨轮45例如一边向箭头A方向旋转一边按照规定的磨削进给速度下降，利用旋转的磨削磨具46对被加工物W的背面Wb进行按压并进行磨削直至达到芯片的完工厚度为止。在被加工物W的磨削中，未进行图示但对旋转的磨削磨具46与被加工物W的接触面提供磨削水。

在背面磨削步骤中，由于已利用上述保护部件加热步骤使正面保护部件1的粘接材料硬化收缩，即使进行磨削加工而使被加工物W形成为完工厚度从而使磨削时的应力作用于正面保护部件1，正面保护部件1也不会挠曲，因此抑制芯片的移动，在被加工物W上形成有不会完全进行芯片分割的未分割区域。在该未分割区域中，在相邻的芯片间不会产生间隙，混入有磨削屑的磨削水不可能浸入至间隙。但是，当被加工物W达到完工厚度时，在被加工物W上也局部地产生以变质层M为起点而要被分割成芯片的区域，但在本实施方式所示的背面磨削步骤中，正面保护部件1的粘接材料变硬，因此能够一边使被加工物W保持整体为圆形板状的形态，一边使被加工物W形成为完工厚度。

(5)保护部件扩展步骤

如图5的(a)所示，例如使用扩展装置5将被加工物W分割成各个芯片C，并且使芯片的间隔扩展。扩展装置5具有：支承台50，其从下方支承被加工物W；框架载置台51，其配设于支承台50的外周侧，对在中央具有开口的框架F进行载置；夹持部52，其对载置于框架载置台51的框架F进行夹持；升降单元53，其与框架载置台51的下部连结，使框架载置台51在上下方向上升降。升降单元53包含：气缸53a；以及通过气缸53a进行升降驱动的活塞53b，通过活塞53b进行上下移动，能够使框架载置台51升降。

在将被加工物W搬送至扩展装置5时，使被加工物W的正面和背面反转，在粘贴于框架F且从开口露出的带T上粘贴被加工物W的背面Wb，并且将图4所示的正面保护部件1从被加工物W的正面Wa剥离。这样，借助带T而使框架F和被加工物W形成为一体。实施了背面磨削步骤的被加工物W未完全被分割，但在相邻的芯片C之间从图4的(a)所示的变质层M起沿被加工物W的厚度方向产生龟裂6。该龟裂6未伸展至被加工物W的正面Wa。

对于被加工物W，隔着带T将被加工物W的背面Wb侧载置于支承台50，并且将框架F载置于框架载置台51。通过夹持部52对框架F的上表面进行按压而固定成无法移动。如图5的(b)所示，活塞53b向下方移动而使框架载置台51下降，使框架载置台51相对于支承台50相对地下降。由此，当带T呈放射状扩展时，对被加工物W赋予放射方向的外力，被加工物W沿着龟裂6而被分割成各个芯片C。由于龟裂6进入相邻的芯片C之间，因此通过对带T进行扩展而能够容易地进行被加工物W向芯片C的完全分割。按照规定的扩展量对带T进行扩展，从而使相邻的芯片C之间的芯片的间隔7扩展。并且，若在所有的相邻的芯片C之间形成芯片的间隔7，则保护部件扩展步骤完成。通过未图示的搬出单元等对分割得到的芯片C进行拾取而搬送至下一工序。

如上所述，本发明的被加工物的加工方法构成为包含如下的步骤：正面保护步骤，利用正面保护部件1覆盖被加工物W的正面Wa的形成有器件D的区域；保护部件加热步骤，使正面保护部件1的粘接材料硬化收缩；变质层形成步骤，从被加工物W的背面Wb侧沿着分割预定线S照射对于被加工物W具有透过性的激光光线LB，在比相当于芯片的完工厚度的位置更靠背面Wb侧的位置形成变质层M；背面磨削步骤，对形成有变质层M的被加工物W的背面Wb进行磨削，形成为芯片的完工厚度；以及保护部件扩展步骤，将被加工物W分割成各个芯片C，并且使芯片的间隔7扩展，通过利用保护部件加热步骤使正面保护部件1的粘接材料硬化收缩，从而在被加工物上形成有在背面磨削步骤中不会完全进行芯片分割的未分割区域，因此防止背面磨削时从变质层M产生的龟裂6伸展至被加工物W的正面Wa，从而不在芯片C间产生间隙。因此，能够防止包含磨削屑的磨削水侵入至芯片C的侧面，能够防止磨削屑附着于芯片C的侧面。

Claims (2)

1.一种被加工物的加工方法，将在正面上的由呈格子状形成的分割预定线划分的区域内形成有功能元件的被加工物沿着分割预定线分割成各个芯片，其特征在于，

该被加工物的加工方法包含如下的步骤：

正面保护步骤，利用正面保护部件覆盖该被加工物的正面的形成有该功能元件的区域；

保护部件加热步骤，使该正面保护部件的粘接材料硬化收缩；

变质层形成步骤，从该被加工物的背面侧沿着分割预定线照射对于该被加工物具有透过性的激光光线，在比相当于芯片的完工厚度的位置靠背面侧的位置形成变质层；

背面磨削步骤，对形成有变质层的被加工物的背面进行磨削，形成为芯片的完工厚度；以及

保护部件扩展步骤，将该被加工物分割成各个芯片，并且使芯片的间隔扩展，

通过利用保护部件加热步骤使该正面保护部件的该粘接材料硬化收缩，从而在被加工物上形成有在该背面磨削步骤中不会完全进行芯片分割的未分割区域。

2.根据权利要求1所述的被加工物的加工方法，其特征在于，

所述正面保护部件是粘接带。