TW201826358A - 積層晶圓的加工方法 - Google Patents

Abstract

[課題]良好地分割形成有不穿透層之積層晶圓。 [解決手段]一種將玻璃基板接著在矽基板之正面側之積層晶圓的加工方法，並形成下述的構成：從形成有紅外線難以穿透之不穿透層的矽基板的背面側對未形成有元件之外周剩餘區域進行切入來使矽基板露出，並且將紅外線相機定位到已在外周剩餘區域露出之矽基板的上方，以檢測矽基板的正面側的分割預定線而實施校準，並且以矽基板用的第1切削刀沿著分割預定線切入來分割矽基板，且以玻璃基板用的第2切削刀沿著已將矽基板分割之溝切入來分割玻璃基板。

Description

積層晶圓的加工方法

發明領域 本發明是有關於一種沿分割預定線分割積層晶圓之積層晶圓的加工方法。

發明背景 以往，作為積層晶圓而以樹脂將玻璃基板接著在矽基板的正面而成之積層晶圓是眾所皆知的，並且已提出有下述方案：藉由以超音波刀進行切削之方法來作為此種積層晶圓的加工方法(參照例如專利文獻1)。專利文獻1所記載的加工方法中，是將保護膠帶貼附在矽基板的背面，並且以玻璃基板朝向上方的狀態來將保護膠帶側保持在工作夾台上。然後，以攝像設備穿透玻璃基板來檢測矽基板之正面的分割預定線並校準，而以超音波刀沿著分割預定線切削玻璃基板及矽基板。 先前技術文獻 專利文獻

專利文獻1：日本專利特開2007-081264號公報

發明概要 發明欲解決之課題 然而，積層晶圓之矽基板的背面側也存在有形成有金屬膜或梨皮表面等之物質。由於金屬膜或梨皮表面為紅外線難以通過的不穿透層，所以無法在矽基板朝向上方的狀態下使用紅外線照相機來校準，必須如專利文獻1的加工方法從玻璃基板側來切削積層晶圓。但是，若矽基板的背面形成有金屬膜時會產生金屬毛邊，若矽基板的背面形成有梨皮表面時會使背面破裂(chipping)惡化，因而形成在分割後之晶片變得容易產生不良的不良狀況。

本發明是有鑒於所述點而作成的發明，其目的之一是提供一種積層晶圓的加工方法，其能夠良好地分割形成有不穿透層的積層晶圓。 用以解決課題之手段

本發明之一態樣的積層晶圓的加工方法，該積層晶圓是以樹脂將玻璃基板接著在矽基板的正面側之積層晶圓，該矽基板是於該矽基板的該正面形成有複數個藉由複數條分割預定線而被區劃的元件，在矽基板的背面形成有紅外線難以穿透的不穿透層，該積層晶圓的加工方法具備以下步驟： 載置步驟，將該玻璃基板側隔著已於該玻璃基板側貼附有保護膠帶之積層晶圓的該保護膠帶來載置於切削裝置的工作夾台上表面； 外周剩餘區域矽基板露出步驟，在實施該載置步驟後，以該切削裝置的切削刀將未形成有該複數個元件之外周剩餘區域的該不穿透層切削而去除，以使矽基板露出； 校準步驟，在實施該外周剩餘區域矽基板露出步驟後，將紅外線相機定位在該外周剩餘區域的已露出之矽基板上，並穿透該矽基板來檢測該正面側的分割預定線，以進行校準； 第1切削步驟，在實施該校準步驟後，將第1切削刀從該積層晶圓的該矽基板側切入到該樹脂中為止，而沿著該分割預定線分割該矽基板；及 第2切削步驟，在實施該第1切削步驟後，沿著在該第1切削步驟所切削的溝，將第2切削刀切入到該保護膠帶中為止，而沿著該分割預定線分割該玻璃基板。

依據此構成，於覆蓋積層晶圓的矽基板之背面的不穿透層之中，將未形成有元件的外周剩餘區域去除而使矽基板部分地露出。將紅外線相機定位到此露出之矽基板，藉此能藉由穿透矽基板的紅外線來檢測矽基板的正面側的分割預定線而實施校準。又，由於是從矽基板的背面的不穿透層側切入，所以變得難以形成毛邊，並且難以產生背面破裂。據此，就能沿著分割預定線良好地分割形成有不穿透層的積層晶圓。 發明效果

依據本發明，可於矽基板之背面的不穿透層之中，將外周剩餘區域去除而進行校準，並且從矽基板之背面的不穿透層側切入，藉此能夠解決起因於不穿透層之不良狀況且良好地分割積層晶圓。

用以實施發明之形態 以下，參照附加圖式，說明本實施形態之積層晶圓的加工方法。首先，針對作為加工對象之積層晶圓進行說明。圖1是本實施形態之積層晶圓的分解立體圖。圖2是比較例之積層晶圓的加工方法的說明圖。

如圖1所示，積層晶圓W，是以透明的樹脂13(參照圖3)將玻璃基板W2接著在矽基板W1的正面11側而形成的。於矽基板W1的正面11，是將複數條分割預定線L格子狀地配置，並且形成有以分割預定線L所區劃之複數個元件D。矽基板W1的正面11是區分成：形成有元件D的元件區域A1、及在元件區域A1之周圍且未形成有元件D的外周剩餘區域A2。又，於矽基板W1的背面12形成有如金屬層或梨皮表面等難以使紅外線通過的不穿透層14。

如圖2A的比較例所示，通常，像這樣地構成的積層晶圓W，由於是以不穿透層14覆蓋矽基板W1的背面12，所以是從玻璃基板W2側沿著分割預定線L(參照圖1)來進行加工。在此種方法中，是在將積層晶圓W的玻璃基板W2側朝向上方的狀態下，將積層晶圓W的矽基板W1側貼附到已貼附於環狀框架F的保護膠帶T上。又，藉由玻璃基板W2用的切削刀39進行超音波振動，就能以切削刀39沿著分割預定線L對玻璃基板W2和矽基板W1一起進行超音波切削。

但是，由於積層晶圓W是藉由切削刀39而被下切(down cut)，所以會使矽基板W1的背面12的不穿透層14變得容易惡化。因此，雖然可藉由超音波切削將矽基板W1相對於切削刀39的切削阻力降低，但並無法抑制矽基板W1的不穿透層14的毛邊或破裂等。取代以超音波切削來將玻璃基板W2和矽基板W1一次加工，而將玻璃基板W2和矽基板W1個別地加工之作法雖然也被考慮，但即使是像這樣分成2階段的分段切割(step cut)仍無法防止不穿透層14的惡化。

例如，如圖2B的圖示左側所示，在矽基板W1的背面12形成有金屬膜15作為不穿透層14時，會由於矽基板W1之金屬膜15的切削而在分割後的晶片上產生金屬毛邊16。由於金屬毛邊16而使晶片成為不良，並且會因金屬毛邊16咬入保護膠帶T而使晶片變得無法剝離。又，如圖2B的圖示右側所示，在矽基板W1的背面12形成有梨皮表面17作為不穿透層14時，會由於矽基板W1之梨皮表面17和保護膠帶T之貼附面積減少而使貼附力變弱，且導致矽基板W1之背面破裂惡化。

又，特別是在矽基板W1形成得較薄(數十μm)的情形下，會在矽基板W1產生背面破裂並且使裂隙伸長，而導致分割後之晶片破損。像這樣，在矽基板W1的背面12形成不穿透層14的情形下，當從玻璃基板W2側切削積層晶圓W時，會使分割後的晶片容易變得不良。另一方面，當將積層晶圓W正反翻轉而欲從矽基板W1側切削時，會由於紅外線相機之拍攝被不穿透層14所遮蔽，因而無法檢測分割預定線L，且無法實施校準。

於是，在本實施形態的積層晶圓W的加工方法中，是在矽基板W1之背面12的不穿透層14之中，將相當於外周剩餘區域A2之部位去除而形成可校準(參照圖5)，並且形成從矽基板W1之背面12側沿著分割預定線L進行切削(參照圖6及圖7)。藉此，能夠抑制毛邊或背面破裂的產生，並且變得可沿著分割預定線L良好地分割積層晶圓W。再者，在本實施形態中，雖然是做成對已形成有金屬膜15或梨皮表面17作為不穿透層14之積層晶圓W進行加工之構成，但是並不限定於此構成。本實施形態的積層晶圓W的加工方法，對於在金屬膜15或梨皮表面17以外的不穿透層14、亦即矽基板W1的背面12形成有使紅外線的穿透量減少之不穿透層14的積層晶圓W也是有效的。

以下，參照圖3至圖7，詳細地說明積層晶圓的加工方法。分別為：圖3是顯示本實施形態之載置步驟之一例的圖、圖4是顯示本實施形態之外周剩餘區域矽基板露出步驟之一例的圖、圖5是顯示本實施形態之校準步驟之一例的圖、圖6是顯示本實施形態之第1切削步驟之一例的圖、圖7是顯示本實施形態之第2切削步驟之一例的圖。

如圖3所示，可於切削裝置運轉前實施載置步驟。在載置步驟中，是將被環狀框架F支撐的積層晶圓W搬入修整(trimming)用的切削裝置(圖未示)。積層晶圓W，是將已貼附在環狀框架F上之保護膠帶T貼附到積層晶圓W的玻璃基板W2，以隔著保護膠帶T來將玻璃基板W2側載置在切削裝置的工作夾台31的上表面。此時，是形成為積層晶圓W的中心和工作夾台31的旋轉軸一致，並且將積層晶圓W隔著保護膠帶T吸引保持在工作夾台31上。

如圖4所示，已實施載置步驟後可實施外周剩餘區域矽基板露出步驟。在外周剩餘區域矽基板露出步驟中，是將修整用的切削刀32定位到未形成有複數個元件D(參照圖1)之外周剩餘區域A2，並且以切削刀32切入不穿透層14。接著，藉由使工作夾台31相對於切削刀32旋轉，以從外周剩餘區域A2去除不穿透層14並且沿著積層晶圓W的外周形成階部21。藉由部分地去除不穿透層14，使矽基板W1部分地露出。

在此情形下，較理想的是，作為修整用的切削刀32，為不會使其因金屬層等的不穿透層14而阻塞，而能夠將階部21的表面粗糙度儘量平滑形成的切削刀。又，由於修整用的切削刀32的前端形狀是平坦的，所以可將已去除不穿透層14之階部底面22平坦地形成。像這樣，從矽基板W1的背面12側將元件區域A1的不穿透層14保留，並將外周剩餘區域A2的不穿透層14涵蓋全周來去除，而可形成有校準步驟中的紅外線相機36(參照圖5)的紅外線的穿透區域。

如圖5A所示，已實施外周剩餘區域矽基板露出步驟後可實施校準步驟。在校準步驟中，是將積層晶圓W從修整用的切削裝置搬入至分割用的切削裝置(圖未示)，並且以矽基板W1側朝向上方的狀態來隔著保護膠帶T將玻璃基板W2側保持在工作夾台35的上表面。將紅外線相機36定位到外周剩餘區域A2的已露出之矽基板W1的上方，並且拍攝矽基板W1的階部21。此時，是將紅外線從紅外線相機36朝向矽基板W1的階部21照射，以穿透矽基板W1並將在正面11反射的反射光收入紅外線相機36，藉此生成拍攝圖像。

如圖5B所示，由於分割預定線L是延伸成橫切矽基板W1的正面全體，所以可拍攝已去除不穿透層14的階部21的正下方之分割預定線L。此時，由於是將階部底面22平坦且平滑地形成，所以可在於階部底面22之紅外線的散射已被抑制的狀態下，穿透矽基板W1來檢測正面11(參照圖5A)側的分割預定線L。可將校準實施成：根據此分割預定線L的拍攝圖像，來將矽基板W1用的第1切削刀37之寬度方向的中心位置定位在分割預定線L之寬度方向的中心位置。

如圖6所示，已實施校準步驟後可實施第1切削步驟。在第1切削步驟中，是藉由矽基板W1用的第1切削刀37來分割積層晶圓W的上段之矽基板W1。作為第1切削刀37，可選擇適合於矽切削之刀片，例如可使用磨粒的粒徑較細的電鑄刀。當在積層晶圓W的徑方向外側將第1切削刀37定位在分割預定線L(參照圖1)時，可將第1切削刀37降下至可切入到矽基板W1的下方之樹脂13中為止之深度，並將工作夾台35相對於此第1切削刀37切削進給。

藉此，以第1切削刀37從積層晶圓W之矽基板W1側切入到樹脂13中為止，而可沿著分割預定線L(參照圖5B)將矽基板W1分割。藉由反覆進行此切削進給，以沿著全部的分割預定線L切削矽基板W1，可在積層晶圓W的上段的矽基板W1形成格子狀的溝23。又，由於第1切削刀37並未切入玻璃基板W2而是只分割矽基板W1，所以變得難以在第1切削刀37產生磨平等而能夠抑制對矽基板W1之切削性能的降低。

又，由於是以第1切削刀37從不穿透層14側下切的方式來切入積層晶圓W，所以能夠抑制起因於切削不穿透層14的不良狀況。亦即，即使不穿透層14為金屬膜，仍可藉由不穿透層14之正下方的矽基板W1抑制金屬膜的變形而變得難以產生金屬毛邊。又，即使不穿透層14是梨皮表面，由於梨皮表面位於積層晶圓W的上表面，所以不會有像梨皮表面位於積層晶圓W的下表面一樣使破裂惡化的情形。像這樣，即使在矽基板W1上形成有不穿透層14，仍然可抑制金屬毛邊或破裂等的不良要因。

如圖7所示，已實施第1切削步驟後可實施第2切削步驟。在第2切削步驟中，是藉由玻璃基板W2用的第2切削刀38來分割積層晶圓W的下段之玻璃基板W2。作為第2切削刀38，可選擇適合於玻璃切削之刀片，例如可使用相較於第1切削刀37(參照圖6)磨粒的粒徑更粗，且寬度更窄的樹脂刀(resin blade)。當在積層晶圓W的徑方向外側將第2切削刀38定位到矽基板W1上的溝23時，可將第2切削刀38降下至可切入到玻璃基板W2的下方之保護膠帶T中為止之深度，並將工作夾台35相對於該第2切削刀38切削進給。

藉此，以第2切削刀38將積層晶圓W切入到保護膠帶T中為止，而可沿著矽基板W1的溝23(分割預定線L)將玻璃基板W2分割。藉由反覆進行此切削進給，以沿著全部的分割預定線L切削玻璃基板W2，可將積層晶圓W分割成一個個的晶片。又，由於將第2切削刀38形成為比第1切削刀37還要寬度狹窄，所以不會有粒徑較粗之第2切削刀38損傷矽基板W1的情形，而變得可做到只對玻璃基板W2良好地進行切削。

如以上，依據本實施形態的積層晶圓W的加工方法，可於覆蓋積層晶圓W的矽基板W1之背面12的不穿透層14之中，將未形成有元件D的外周剩餘區域A2去除而使矽基板W1部分地露出。可藉由將紅外線相機36定位在此露出之矽基板W1，而藉由穿透矽基板W1的紅外線來檢測矽基板W1的正面11側的分割預定線L並實施校準。又，由於從矽基板W1的背面12的不穿透層14側切入，所以變得難以產生毛邊，並且難以產生背面破裂。據此，就能沿著分割預定線L良好地分割形成有不穿透層14的積層晶圓W。

再者，在本實施形態中，雖然是設成下述構成：以修整用的切削裝置來實施載置步驟、外周剩餘區域矽基板露出步驟，並以分割用的切削裝置來實施校準步驟、第1切削步驟、第2切削步驟，但是並不限定於此構成。也可以將載置步驟、外周剩餘區域矽基板露出步驟、校準步驟、第1切削步驟、第2切削步驟全部都用相同的切削裝置來實施。

又，雖然說明了本實施形態及變形例，但是作為本發明的其他實施形態，亦可為將上述實施形態及變形例整體或部分地組合而成的形態。

又，本發明之實施形態並不限定於上述之實施形態及變形例，且亦可在不脫離本發明之技術思想的主旨的範圍內進行各種變更、置換、變形。此外，若能經由技術之進步或衍生之其他技術而以其他的方式來實現本發明之技術思想的話，亦可使用該方法來實施。因此，專利請求的範圍涵蓋了可包含在本發明之技術思想範圍內的所有的實施形態。

又，在本實施形態中，雖然所說明的是對已將玻璃基板積層於矽基板而成之積層晶圓進行加工之構成，但是亦可適用於能夠解決起因於不穿透層之不良狀況並且良好地分割積層晶圓的其他的積層晶圓的加工方法。 産業上之可利用性

如以上所說明，本發明具有能夠良好地分割形成有不穿透層之積層晶圓的效果，特別是對將玻璃基板貼附在較薄厚度的矽基板上而成之積層晶圓進行切削的積層晶圓的加工方法是有用的。

11‧‧‧基矽基板的正面

12‧‧‧基矽基板的背面

13‧‧‧基樹脂

14‧‧‧基不穿透層

15‧‧‧基金屬膜(不穿透層)

16‧‧‧基金屬毛邊

17‧‧‧基梨皮表面(不穿透層)

21‧‧‧基階部

22‧‧‧基階部底面

23‧‧‧基矽基板的溝

31‧‧‧基工作夾台

32‧‧‧基修整用的切削刀

35‧‧‧基工作夾台

36‧‧‧基紅外線相機

37‧‧‧基矽基板用的第1切削刀

38‧‧‧基玻璃基板用的第2切削刀

39‧‧‧基切削刀

F‧‧‧基環狀框架

T‧‧‧基保護膠帶

D‧‧‧基元件

L‧‧‧基分割預定線

A1‧‧‧基元件區域

A2‧‧‧基外周剩餘區域

W‧‧‧基積層晶圓

W1‧‧‧基矽基板

W2‧‧‧基玻璃基板

圖1是本實施形態之積層晶圓的分解立體圖。 圖2A、B是比較例之積層晶圓的加工方法的說明圖。 圖3是顯示本實施形態的載置步驟之一例的圖。 圖4是顯示本實施形態的外周剩餘區域矽基板露出步驟之一例的圖。 圖5A、B是顯示本實施形態的校準步驟之一例的圖。 圖6是顯示本實施形態的第1切削步驟之一例的圖。 圖7是顯示本實施形態的第2切削步驟之一例的圖。

Claims (1)

1. 一種積層晶圓的加工方法，該積層晶圓是以樹脂將玻璃基板接著在矽基板的正面側之積層晶圓，該矽基板是於該矽基板的該正面形成有複數個藉由複數條分割預定線而被區劃的元件， 在矽基板的背面形成有紅外線難以穿透的不穿透層， 該積層晶圓的加工方法具備以下步驟： 載置步驟，將該玻璃基板側隔著已於該玻璃基板側貼附有保護膠帶之積層晶圓的該保護膠帶來載置於切削裝置的工作夾台上表面； 外周剩餘區域矽基板露出步驟，在實施該載置步驟後，以該切削裝置的切削刀將未形成有該複數個元件之外周剩餘區域的該不穿透層切削而去除，以使矽基板露出； 校準步驟，在實施該外周剩餘區域矽基板露出步驟後，將紅外線相機定位在該外周剩餘區域的已露出之矽基板上，並穿透該矽基板來檢測該正面側的分割預定線，以進行校準； 第1切削步驟，在實施該校準步驟後，將第1切削刀從該積層晶圓的該矽基板側切入到該樹脂中為止，而沿著該分割預定線分割該矽基板；及 第2切削步驟，在實施該第1切削步驟後，沿著在該第1切削步驟所切削的溝，將第2切削刀切入到該保護膠帶中為止，而沿著該分割預定線分割該玻璃基板。