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TWI718269B - 晶圓之加工方法 - Google Patents

晶圓之加工方法 Download PDF

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TWI718269B
TWI718269B TW106108001A TW106108001A TWI718269B TW I718269 B TWI718269 B TW I718269B TW 106108001 A TW106108001 A TW 106108001A TW 106108001 A TW106108001 A TW 106108001A TW I718269 B TWI718269 B TW I718269B
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中村勝
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Abstract

本發明之課題在於提供一種在晶圓內部形成改質層之雷射加工時，可以防止在無意圖之處產生破裂現象之情形的加工方法。

本發明之晶圓之加工方法包含：搬運工程，其係藉由該搬運手段，將晶圓搬運至第2挾盤載置台，在保持面保持晶圓之保護膠帶側而使該搬運手段之吸引墊遠離從晶圓之背面；及改質層形成工程，其係從晶圓之背面照射雷射光線而沿著分割預定線形成改質層。該搬運工程包含：載置工程，其係將晶圓載置於該第2挾盤載置台之保持面；挾持工程，其係截斷該吸引墊之吸引力，且以該吸引墊和該保持面挾持晶圓；和保持工程，其係使該保持面作用吸引力，並在該保持面吸引保持晶圓之保護膠帶側而使該吸引墊遠離晶圓之背面。

Description

晶圓之加工方法
本發明係關於在晶圓之內部定位雷射光線之聚光點而形成改質層，分割成各個裝置晶片的晶圓之加工方法。
IC、LSI等之複數的裝置藉由分割預定線被區劃且被形成在表面的晶圓，藉由切割裝置、雷射加工裝置等而被分割成各個裝置晶片，被分割之裝置晶片被利用於行動電話、個人電腦等之電氣機器。
再者，提案有在晶圓之表面黏貼保護膠帶且研削晶圓之背面使予以薄化之後，從晶圓之背面，將相對於晶圓具有穿透性之波長的雷射光線之聚光點定位在與分割預定線對應之內部而予以照射，沿著分割預定線形成成為分割起點之改質層的技術(例如，參照專利文獻1)。
若藉由上述專利文獻1所揭示之技術，比起以往之藉由切割裝置等沿著分割預定線而形成分割起點之情況，可以縮窄分割預定線之寬度，能夠更多地設定藉由一片晶圓所製造出之裝置晶片之數量。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特許第3408805號公報
根據圖9，針對上述以往之技術，具體地進行說明。如圖示般，準備複數之裝置120藉由分割預定線130被區劃，且被形成在表面之晶圓100，在該晶圓100之表面側黏貼保護膠帶110。而且，在雷射加工裝置6之挾盤載置台60上載置該晶圓100之保護膠帶側，且從晶圓100之背面側，將相對於晶圓100具有穿透性之波長的雷射光線，經由聚光器72定位在與分割預定線130對應之內部而予以照射，且沿著分割預定線130連續性地形成成為分割起點之改質層140。
在此，本發明者發現在晶圓內部形成改質層之雷射加工時，在與形成改質層之分割預定線不同之處，有產生晶圓破裂之現象(圖9中，以實線C表示)之情形，有藉由該破裂現象被形成在晶圓之表面的裝置部分性破損，使得該裝置之生產效率顯著下降之問題。
鑒於上述問題點，本發明者針對產生上述破裂現象之原因，進行精心研究之結果，找出以下之見解。
從挾盤載置台搬出研削背面側之研削工程完成之晶圓而搬運至形成下一個工程之改質層的位置之搬運手段，藉 由吸引墊吸引被保持於研削裝置之挾盤載置台之晶圓。於吸引該晶圓之時，該吸引墊之吸引力使晶圓內部產生不均勻之內部應力，以該內部應力不充分被釋放之原樣，使該晶圓載置於下一個工程之改質層形成工程中被使用之挾盤載置台而予以吸引保持時，藉由該吸引墊迫使產生之內部應力部分性地殘留在晶圓內部。而且，在下一個於該晶圓內部形成改質層之工程中，以對晶圓被照射雷射光線為契機，使無意圖產生上述殘留內部應力之位置產生破裂現象。
本發明係鑒於上述事實而創作出，其主要之技術課題，在於提供在晶圓內部形成改質層之雷射加工時，可以防止在無意圖之處產生破裂現象之情形的晶圓之加工方法。
為了解決上述主要之技術課題，若藉由本發明時，則提供一種晶圓之加工方法，其係將複數之裝置藉由交叉被形成之複數的分割預定線被區劃且被形成在表面的晶圓分割成各個裝置晶片，其特徵在於具備：保護膠帶黏貼工程，其係在晶圓之表面黏貼保護膠帶；保持工程，其係在具有吸引保持晶圓之保持面之第1挾盤載台，保持晶圓之保護膠帶側；研削工程，其係研削被吸引保持於該第1挾盤載置台之晶圓之背面使予以薄化；搬出工程，其係於實施該研削工程之後，藉由具備吸引保持晶圓之吸引 墊之搬運手段，吸引保持被保持在該第1挾盤載置台之晶圓之背面，且從該第1挾盤載置台搬出；搬運工程，其係藉由該搬運手段，將晶圓搬運至具有吸引保持晶圓之保持面的第2挾盤載置台，在該第2挾盤載置台之保持面保持晶圓之保護膠帶側而使該搬運手段之吸引墊遠離從晶圓之背面；及改質層形成工程，其係從晶圓之背面，將相對於晶圓具有穿透性之波長之雷射光線之聚光點定位在與分割預定線對應之晶圓內部而予以照射，沿著分割預定形成改質層；該搬運工程包含：載置工程，其係將被保持於該搬運手段之吸引墊的晶圓載置在該第2挾盤載置台之保持面；挾持工程，其係截斷該吸引墊之吸引力，且以該吸引墊和該第2挾盤載置台之保持面挾持晶圓；和保持工程，其係實行該挾持工程之後，使該第2挾盤載置台之保持面作用吸引力，並在該保持面吸引保持晶圓之保護膠帶側而使該吸引墊遠離晶圓之背面。
當藉由本發明時，將晶圓從吸引墊轉移至第2挾盤載置台之時，截斷吸引墊之吸引力，晶圓之內部應力被釋放，不殘存藉由該吸引墊所生成之朝向晶圓之內部應力，被移轉至第2挾盤載置台而被吸引保持，即使從晶圓之背面照射雷射光線，裝置部分性地破損的問題也消除。
4‧‧‧研削裝置
6‧‧‧雷射加工裝置
10‧‧‧矽晶圓
10a‧‧‧表面
10b‧‧‧背面
10c‧‧‧改質層
12‧‧‧裝置
14‧‧‧分割預定線
20‧‧‧保護膠帶
30‧‧‧第1挾盤載置台
50‧‧‧搬運手段
52‧‧‧搬運臂
54‧‧‧吸引墊
60‧‧‧第2挾盤載置台
70‧‧‧雷射光線照射手段
72‧‧‧聚光器
圖1係表示在本發明之晶圓之加工方法中，在成為被加工物之矽晶圓黏貼保護膠帶之保護膠帶黏貼工程的斜視圖。
圖2係表示使圖1之矽晶圓保持在研削裝置之第1挾盤載置台之保持工程的斜視圖。
圖3係表示研削圖1之矽晶圓之研削工程的斜視圖。
圖4係表示從研削裝置之第1挾盤載置台搬出矽晶圓之搬出工程的斜視圖。
圖5係用以更具體性地說明圖4表示之搬出工程的斜視圖。
圖6係表示將從第1挾盤載置台搬出之矽晶圓搬運至在改質層形成工程中使用之第2挾挾盤載置台之搬運工程的斜視圖。
圖7係用以更具體性地說明圖6表示之搬運工程的斜視圖。
圖8係表示在雷射加工裝置中在矽晶圓形成改質層之改質層形成工程的斜視圖。
圖9為表示本發明之以往技術的斜視圖。
以下，針對實施藉由本發明的晶圓之加工方法之具體的實施形態，一面參照附件圖面一面予以詳細說明。
如圖1所示般，在本實施形態中，在成為被 加工物之例如矽晶圓10之表面10a側，黏貼保護該表面之保護膠帶20(保護膠帶黏貼工程)。另外，在矽晶圓10之表面10a，格子狀地形成複數分割預定線14，矽晶圓10之表面藉由分割預定線14被區劃成複數區域。在該複數之區域分別形成有IC等之裝置12。研削前之矽晶圓10具有例如755μm之厚度，保護膠帶20可以使用在厚度100μm之由聚氯乙烯(PVC)所構成之薄片狀基材之表面，塗佈厚度5μm左右的丙烯酸樹脂系之糊料。
若實施上述保護膠帶黏貼工程時，如圖2(a)所示般，使黏貼保護膠帶20之表面10a側朝向下方，使成為被加工面之背面10b側朝向上方，在研削裝置4(針對全體構成省略)所具備之第1挾盤載置台30之保持面32上載置矽晶圓10(參照圖2(b))。第1挾盤載置台30被構成藉由無圖示之旋轉驅動機構能夠旋轉，保持面32係由多孔性材料所構成，被連接於無圖示之吸引手段，於後述之研削工程時，矽晶圓10在第1挾盤載置台30上被牢固吸引保持成不會產生位置偏離等。
如圖3所示般，研削裝置4具備用以研削被載置於第1挾盤載置台30上之矽晶圓10使予以薄化之研削手段40。研削手段40具備藉由無圖示之旋轉驅動機構迫使旋轉之旋轉軸42，和被安裝於該旋轉軸42之下端的固定座44，和被安裝於該固定座44之下面的研削砂輪46，在研削砂輪46之下面環狀地配設有研削砥石48。
若將矽晶圓10吸引保持在第1挾盤載置台30 上時，邊使第1挾盤載置台30以例如300rpm朝圖3中以箭頭30a所示之方向旋轉，邊使研削手段40之研削軸42以例如3400rpm朝圖3中以箭頭42a所示之方向旋轉。而且，使研削砥石48接觸於矽晶圓10之背面10b，將研削砂輪46，以例如1μm/秒之研削進給速度，在相對於下方，即是第1挾盤載置台30之保持面32呈垂直之方向特定量研削進給特定量。此時，可以一面藉由無圖示之接觸式之測量計測量矽晶圓之厚度，一面進行研削，矽晶圓10之背面10b被研削，矽晶圓10成為特定厚度例如60μm，完成研削工程。
若該研削工程完成時，如圖4所示般，實施矽晶圓10遠離第1挾盤載置台30而予以搬出之搬出工程。針對該搬出工程，使用圖5更具體地予以說明。用以實施該搬出工程之搬運手段50(針對全體構成予以省略)具備搬運臂52，和朝向搬運臂52之前端下方被配列之吸引墊54。該搬運臂52係被構成藉由無圖示之移動機構，能夠相對於水平方向及上下方向移動自如。該吸引墊54構成與第1挾盤載置台30略同形狀之圓盤形狀，被配設在吸引墊54之下面的吸引部56係由能夠通氣之多孔性材料所構成，同時經由搬運臂52而被連接於無圖示之吸引手段。
當該搬出工程開始時，如圖5(a)所示般，搬運臂52藉由該移動機構被移動，被配設在前端部之吸引墊54被定位在被吸引保持在第1挾盤載置台30上之矽晶 圓10之正上方。若吸引墊54被定位在矽晶圓10之正上方時，使該移動機構作動，而使搬運臂52下降。而且，使成為一面以無圖示之接近感測器測量吸引墊54之吸引部56和矽晶圓10之距離，一面抵接於第1挾盤載置台30上之矽晶圓10之背面10b，以第1挾盤載置台30和吸引墊54挾持矽晶圓10的狀態(參照圖5(b))。
在矽晶圓10被第1挾盤載置台30和吸引墊54挾持之狀態下，使搬運手段50之無圖示之吸引手段作動，依此成為矽晶圓10從第1挾盤載置台30側之保持面32和該吸引部56之雙方被吸引之狀態。之後，截斷作用於第1挾盤載置台30之吸引力，使成為僅從吸引墊54被吸引之狀態之後，使搬運臂52上升而使矽晶圓10遠離第1挾盤載置台30，依此該搬出工程完成(參照圖5(c))。
若該搬出工程完成時，如圖6所示般，實施對用以形成改質層之雷射加工裝置6(省略全體圖)所具備之第2挾盤載置台60，搬運矽晶圓10之搬運工程。在該搬運工程中，將該矽晶圓10之保護膠帶20側保持在該保持面62而使該搬運手段50之吸引墊54遠離矽晶圓10之背面10b。另外，在第2挾盤載置台60之上面，與第1挾盤載置台30相同，形成吸引保持矽晶圓10之保持面62，該保持面62係由能夠通氣之多孔質材料所構成，被連接於無圖示之吸引手段。再者，本實施形態之該雷射加工裝置6係與研削裝置4鄰接配置，搬運手段50係被構成從該研削裝置4對雷射加工裝置6搬運矽晶圓10。針 對該搬出工程，一面參照圖7一面更具體地予以說明。
如圖7(a)所示般，使無圖示之移動機構作用而與搬運臂52一起移動吸引墊54，定位在形成改質層之雷射加工裝置6之第2挾盤載置台60之正上方。若吸引墊54被定位在第2挾盤載置台62之正上方時，並且使該移動機構作動，而使搬運臂52下降。下降之時，一面以無圖示之接近感測器測量吸引墊54吸引保持之矽晶圓10，和第2挾盤載置台61之保持面62之距離，一面使矽晶圓10之保護膠帶20側抵接於第2挾盤載置台60之保持面62，使成為矽晶圓10被載置於第2挾盤載置台60上之狀態(載置工程)。
若使成為藉由該載置步驟之實施，被保持於吸引墊54之矽晶圓10抵接於第2挾盤載置台60之狀態時(參照圖7(b))，來自吸引手段之負壓不作用於第2挾盤載置台60之保持面62，截斷作用於吸引墊54之吸引力。另外，該截斷並不限定於使成為物理性地截斷被連接於吸引墊54之吸引路徑而不作用吸引力之情形，包含停止無圖示之吸引手段所具備之吸引泵之情況等，使成為從吸引墊54對矽晶圓10不作用吸引力之狀態所有。依此，矽晶圓10也不被該吸引墊54及第2挾盤載置台60中之任一者吸引，成為被吸引墊54和第2挾盤載置台60物理性地挾持之狀態(挾持工程)。
於實行上述挾持工程之後，使第2挾盤載置台60之保持面62作用無圖示之吸引手段之吸引力，吸引 矽晶圓10之保護膠帶20側。若矽晶圓10被吸引至第2挾盤載置台60之上時，使搬運臂52上升而使吸引墊54遠離矽晶圓10之背面10b，成為矽晶圓10僅被第2挾盤載置台60吸引保持之狀態(保持工程)。藉由實行上述載置步驟、挾持步驟、保持步驟，該搬運工程完成。
若該搬運工程完成時，如圖8所示般，實施從雷射加工裝置6所具備之雷射光線照射手段70照射雷射光線而對矽晶圓10之內部，形成成為沿著分割預定線14之分割起點的改質層10c之改質層形成工程。更具體而言，啟動雷射加工裝置6之雷射光線照射手段70，從矽晶圓10之背面10側，將相對於矽晶圓10具有穿透性之波長的雷射光線，藉由被配設在雷射光線照射手段70之雷射振盪器(省略圖示)予以振盪，經由聚光器72而在矽晶圓10之內部定位聚光點，沿著分割預定線14而照射雷射光線，且使第2挾盤載置台60在圖8之箭號X所示之方向以特定之加工進給速度予以移動。而且，控制雷射光線照射手段70、使無圖示之第2挾盤載置台60移動之X方向移動手段、Y方向移動手段、使第2挾盤載置台60旋轉之旋轉手段等，而形成沿著矽晶圓10上之所有的分割預定線14而成為分割起點的改質層10c。若沿著所有之分割預定線14而形成該改質層10c時，可以使用眾知之外力賦予手段而對矽晶圓10賦予外力而分割成各個裝置12。
藉由上述雷射光線照射手段70被實行之改質 層形成工程係以例如以下般之雷射加工條件而被實施。另外，如上述般，矽晶圓10從755μm之厚度經由上述研削工程，背面被研削，形成60μm之厚度。
波長：1342nm
平均輸出：0.18W
重覆頻率：80kHz
點徑：Φ1μm
加工進給速度：180mm/秒
聚光點位置：從表面10a距離32μm(從背面10b距離28μm)
本發明藉由被構成上述般，可如下述般具有特別的效果。
在將矽晶圓10搬運至載置矽晶圓10之雷射加工裝置6之第2挾盤載置台60之搬運工程中，使被保持在吸引墊54之矽晶圓10抵接於第2挾盤載置台60之保持面62之後，使吸引力作用於第2挾盤載置台之前，截斷作用於吸引墊54之吸引力，使成為也不從吸引墊54及第2挾盤載置台60中之任一者吸引矽晶圓10，並且以吸引墊54和第2挾盤載置台60物理性地被挾持之狀態。依此，藉由被吸引保持在吸引墊54，產生在矽晶圓10之內部的內部應力暫時完全地被釋放。而且，因矽晶圓10被吸引墊54和第2挾盤載置台60物理性地挾持，故也不會引起位置偏移等，藉由第2挾盤載置台60被吸引保持。因此，防止在改質層形成工程中，產生破裂現象，被形成在矽晶 圓10上之裝置12部分性地被破壞，不會使生產效率惡化。
另外，在本實施形態中，當將矽晶圓從研削裝置之第1挾盤載置台搬運至雷射加工裝置之第2吸盤載置台之時，雖然藉由搬運手段所具備之吸引墊，進行搬出工程及搬運工程，但本發明並不限定於此。例如，也包含實行在搬出工程之吸引墊從研削裝置之第1挾盤載置台搬出矽晶圓之後，暫時在另外之例如洗淨用之載置台載置該矽晶圓，洗淨後，以不同的吸引墊吸引其矽晶圓，搬運至在改質層形成工程中被使用之第2挾盤載置台的搬運工程。此時，應從該洗淨用之載置台搬運至該第2挾盤載置台，實行與上述之實施形態相同之搬運工程。
在本實施形態中，雖然採用矽晶圓當作被加工物，但是本發明並不限定於此，若為於實行研削工程之後，沿著分割預定線在晶圓內部形成改質層之晶圓時，即使對任何之材料亦可以實行，例如亦可以適用藍寶石、碳化矽(SiC)、LT(鉭酸理)、LN(鈮酸鋰)等所構成之晶圓。
10:矽晶圓
50:搬運手段
52:搬運臂
54:吸引墊
56:吸引部
60:第2挾盤載置台

Claims (1)

  1. 一種晶圓之加工方法，其係將複數之裝置藉由交叉被形成之複數的分割預定線被區劃且被形成在表面的晶圓分割成各個裝置晶片，其特徵在於具備：保護膠帶黏貼工程，其係在晶圓之表面黏貼保護膠帶；保持工程，其係在具有吸引保持晶圓之保持面之第1挾盤載台，保持晶圓之保護膠帶側；研削工程，其係研削被吸引保持於該第1挾盤載置台之晶圓之背面使予以薄化；搬出工程，其係於實施該研削工程之後，藉由具備吸引保持晶圓之吸引墊之搬運手段，吸引保持被保持在該第1挾盤載置台之晶圓之背面，且從該第1挾盤載置台搬出；搬運工程，其係藉由該搬運手段，將晶圓搬運至具有吸引保持晶圓之保持面的第2挾盤載置台，在該第2挾盤載置台之保持面保持晶圓之保護膠帶側而使該搬運手段之吸引墊遠離晶圓之背面；及改質層形成工程，其係從晶圓之背面，將相對於晶圓具有穿透性之波長之雷射光線之聚光點定位在與分割預定線對應之晶圓內部而予以照射，沿著分割預定形成改質層；該搬運工程包含： 載置工程，其係將被保持於該搬運手段之吸引墊的晶圓載置在該第2挾盤載置台之保持面；挾持工程，其係截斷該吸引墊之吸引力，且以該吸引墊和該第2挾盤載置台之保持面挾持晶圓；和保持工程，其係實行該挾持工程之後，使該第2挾盤載置台之保持面作用吸引力，並在該保持面吸引保持晶圓之保護膠帶側而使該吸引墊遠離晶圓之背面。
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