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TWI879809B - 晶圓的加工方法、及晶圓的加工裝置 - Google Patents

晶圓的加工方法、及晶圓的加工裝置 Download PDF

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TWI879809B
TWI879809B TW109133029A TW109133029A TWI879809B TW I879809 B TWI879809 B TW I879809B TW 109133029 A TW109133029 A TW 109133029A TW 109133029 A TW109133029 A TW 109133029A TW I879809 B TWI879809 B TW I879809B
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Taiwan
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wafer
frame
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liquid layer
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TW109133029A
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English (en)
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TW202114069A (zh
Inventor
甲斐賢哉
小田中健太郎
Original Assignee
日商迪思科股份有限公司
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Publication date
Application filed by 日商迪思科股份有限公司 filed Critical 日商迪思科股份有限公司
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Abstract

[課題]提供即使在晶圓的背面側被覆有金屬膜的情形下，亦可由背面側沿著分割預定線施行用以分割晶圓的加工的晶圓的加工方法。 [解決手段]提供一種晶圓的加工方法，其係包含：一體工程，其係將晶圓定位在具有收容晶圓的開口部的框架的開口部，藉由在晶圓的表面與框架貼著薄片，將晶圓與框架形成為一體；液體層形成工程，其係在支持手段所具備的晶圓平台的支持面形成液體之層；固定工程，其係將晶圓的薄片側載置於形成有液體之層的晶圓平台，且透過薄片，將晶圓固定在晶圓平台；檢測工程，其係藉由被定位在與晶圓平台的支持面為相反側的攝像手段，對晶圓進行攝像，藉此檢測晶圓的表面的分割預定線；及加工工程，其係在與在檢測工程中被檢測到的分割預定線相對應的晶圓的背面施行加工。

Description

晶圓的加工方法、及晶圓的加工裝置
本發明係關於將藉由分割預定線區劃複數元件且形成在表面的晶圓分割為各個元件晶片的晶圓的加工方法、及將該晶圓進行加工的晶圓的加工裝置。
藉由分割預定線區劃IC(Integrated Circuit，積體電路)、LSI(Large Scale Integration，大型積體電路)等複數元件而形成在表面的晶圓係藉由切割裝置、雷射加工裝置等而被分割成各個元件晶片，且被利用在行動電話、個人電腦等電氣機器。
此外，若將在表面具備CMOS(Complementary MOS，互補型金屬氧化物半導體)、CCD(Charge Coupled Device，電荷耦合元件)等包含影像感測器的複數元件的晶圓分割成各個元件晶片，由於加工屑附著在元件晶片的表面而使元件晶片的品質降低，因此提案出在晶圓的表面配設切割膠帶，且藉由紅外線攝影機，由晶圓的背面檢測分割預定線而分割成各個元件晶片(參照例如專利文獻1)。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開平06-232255號公報
(發明所欲解決之問題)
在表面形成有如上所述之元件的晶圓的背面，係有形成金屬膜的情形，在該情形下，即使使用紅外線攝影機由背面側對晶圓進行攝像，紅外線亦不會透過金屬膜，而有無法檢測形成在表面側的分割預定線的問題。
因此，本發明之目的在提供即使在晶圓的背面側被覆有金屬膜的情形下，亦可由背面側沿著分割預定線施行用以分割晶圓的加工的晶圓的加工方法、及晶圓的加工裝置。 (解決問題之技術手段)
藉由本發明之一態樣，提供一種晶圓的加工方法，其係將藉由分割預定線區劃複數元件且形成在表面的晶圓分割成各個元件晶片的晶圓的加工方法，其係包含：一體工程，其係將該晶圓定位在具有收容該晶圓的開口部的框架的該開口部，藉由在該晶圓的該表面與該框架貼著薄片，將該晶圓與該框架形成為一體；液體層形成工程，其係在包含：固定該框架的固定部、及具備支持該晶圓的支持面且以透明板所形成的晶圓平台的支持手段的該晶圓平台的該支持面形成液體之層；固定工程，其係將該晶圓的該薄片側載置於形成有該液體之層的晶圓平台，且透過該薄片，將該晶圓固定在該晶圓平台，並且以該框架固定部固定該框架；檢測工程，其係藉由被定位在與該晶圓平台的該支持面為相反側的攝像手段，透過該晶圓平台、該液體之層、及該薄片，對該晶圓進行攝像，藉此檢測形成在該晶圓的表面的該分割預定線；及加工工程，其係在與在該檢測工程中被檢測到的該分割預定線相對應的該晶圓的背面施行加工。
在上述之本發明之一態樣中，較佳為在該液體層形成工程中所使用的該液體為水。此外，亦可在該加工工程中，藉由可旋轉地具備有切削刀的切削手段，在與該分割預定線相對應的該背面施行切削加工。此外，亦可在該加工工程之後，另外包含：搬出工程，其係藉由對該晶圓平台與該薄片之間噴吹空氣，使形成為一體的該框架與該晶圓由該支持手段背離而搬出。
此外，在上述之本發明之一態樣中，亦可在該加工工程之後，另外包含：搬出工程，其係藉由對該晶圓平台與該薄片之間噴吹空氣，使形成為一體的該框架與該晶圓由該支持手段背離而搬出。
藉由本發明之其他一態樣，提供一種晶圓的加工裝置，其係藉由分割預定線區劃複數元件且形成在表面的晶圓被定位在具有收容該晶圓的開口部的框架的該開口部，在藉由在該晶圓的該表面與該框架貼著薄片而與該框架形成為一體的狀態下，將該晶圓分割成各個元件晶片的晶圓的加工裝置，其係包含：支持手段，其係包含：固定該框架的框架固定部、及具備支持該晶圓的支持面，且以透明板所形成的晶圓平台；液體層形成手段，其係在該晶圓平台的該支持面形成液體之層；攝像手段，其係可定位在與該晶圓平台的該支持面為相反側；及空氣噴吹手段，其係對該晶圓平台與該薄片之間噴吹空氣。 (發明之效果)
藉由本發明之晶圓的加工方法，即使在晶圓的背面被覆有金屬膜，亦可由晶圓的背面沿著分割預定線正確施行加工，而將晶圓分割成各個元件晶片。此外，即使為在該薄片的背面側施行有霧化加工的情形下，亦因該液體之層而視野變得鮮明，且可透過該薄片而確實地檢測形成在晶圓的表面的分割預定線。
此外，藉由本發明之晶圓的加工裝置，即使在晶圓的背面被覆有金屬膜，亦可由晶圓的背面沿著分割預定線正確施行加工，而將晶圓分割成各個元件晶片。此外，即使為在該薄片的背面側施行有霧化加工的情形下，亦因該液體之層而視野變得鮮明，且可透過該薄片而確實地檢測形成在晶圓的表面的分割預定線。
以下一邊參照所附圖示，一邊詳細說明有關根據本發明所構成的晶圓的加工方法、及晶圓的加工裝置的實施形態。
在圖1中係顯示藉由本發明之晶圓的加工方法、及晶圓的加工裝置所加工的被加工物之一例。圖1所示之被加工物係藉由分割預定線14區劃複數元件12且形成在表面10a的晶圓10。在晶圓10的背面10b係形成有金屬膜16。晶圓10係如圖1所示，將晶圓10反轉而將形成有金屬膜16的背面10b朝向上方而被定位在具有可收容晶圓10的開口部的框架F的該開口部，在晶圓10的表面10a與框架F貼著具黏著性的薄片T，藉此晶圓10與框架F形成為一體。
在圖2中係顯示例示為適於用以實施本發明之晶圓的加工方法的晶圓的加工裝置的切割裝置1的全體斜視圖。切割裝置1係具備有：至少包含：作為框架固定部來發揮功能的夾具22、及具備支持晶圓10的支持面24a且以透明板所形成的晶圓平台24的支持手段20；在構成支持手段20的晶圓平台24形成液體之層的液體層形成手段30；配設成相對晶圓平台24的支持面24a可定位在相反側的攝像手段40；及對晶圓平台24與薄片T之間噴吹空氣的空氣噴吹手段50。
此外，切割裝置1係具備有：將支持手段20以圖中箭號X所示之X軸方向進行加工進給的X軸移動手段60；作為對晶圓10的背面施行加工的加工手段，將被保持在晶圓平台24上的晶圓10進行切削的切削手段70；及將切削手段70以與該X軸方向呈正交之圖中箭號Y所示之Y軸方向進行分級進給的Y軸移動手段80。
支持手段20係如圖2所示，包含：在X軸方向移動自如地被裝載在基台2的矩形狀的X軸方向可動板21；被固定在X軸方向可動板21的上表面的剖面U字狀(C字狀)的支持台23；及配設在支持台23上，且在上部載置晶圓平台24的圓筒狀的旋轉支柱25。上述之夾具22係配設在旋轉支柱25與晶圓平台24之間，在周方向以等間隔配設複數個。
X軸移動手段60係將馬達61的旋轉運動，透過滾珠螺桿62轉換成直線運動而傳達至X軸方向可動板21，沿著基台2上的X軸導軌2A、2A，使X軸方向可動板21在X軸方向作進退。
切削手段70係配設在支持手段20在X軸方向移動的區域的Y軸方向所鄰接的後方位置。切削手段70係具備有心軸單元71。心軸單元71係具備有：被固定在旋轉心軸72的前端部且在外周具有切刃的切削刀73、及保護切削刀73的刀蓋74。在刀蓋74係在鄰接切削刀73的位置配設有切削水供給手段75，朝向切削位置供給透過刀蓋74所被導入的切削水。在心軸單元71的另一端側係收容有未圖示的馬達等旋轉驅動源，該馬達係藉由使旋轉心軸72旋轉而使切削刀73旋轉。
上述切削手段70係藉由切削手段支持部77予以支持。在基台2上係配設有在Y軸方向呈平行的一對Y軸導軌2B、2B，在Y軸導軌2B、2B係可滑動地安裝有切削手段支持部77。切削手段支持部77係構成為可藉由Y軸移動手段80沿著Y軸方向移動。Y軸移動手段80係將馬達81的旋轉運動，透過滾珠螺桿82而轉換成直線運動，而傳達至切削手段支持部77，沿著基台2上的Y軸導軌2B、2B，使切削手段支持部77在Y軸方向作進退。
在切削手段支持部77的上部側面係設有與以箭號Z所示之Z軸方向(上下方向)呈平行的一對Z軸導軌78。在Z軸導軌78係可滑動地安裝有支持心軸單元71的Z軸移動基台76。在切削手段支持部77係配設有馬達79，將馬達79的旋轉透過未圖示的滾珠螺桿轉換成直線運動，且傳達至Z軸移動基台76。藉由使馬達79旋轉，透過Z軸移動基台76，使心軸單元71在Z軸方向作進退。
攝像手段40係包含：設置在切削手段支持部77的攝影機延長構件41、及配設在攝影機延長構件41的前端部的攝像攝影機42。攝像攝影機42係當支持台23朝X軸方向移動而被定位在切削刀74的正下方時，被定位在形成為U字狀的支持台23的內部，而被定位在與晶圓平台24的支持面24a為相反側。結果，可藉由攝像攝影機42從下方對被支持在晶圓平台24的晶圓10的表面10a側進行攝像。攝像手段40係當將晶圓10進行切削加工時，對晶圓10攝像，取得畫像來實施對準，且檢測應切削的晶圓10的分割預定線14的位置。
液體層形成手段30係設置在切削手段支持部77，相對於構成切削手段70的心軸單元71，形成在以X軸方向鄰接的位置。在液體層形成手段30的前端部係形成有噴嘴部32，噴嘴部32係構成為當晶圓平台24在X軸方向移動時，被定位在晶圓平台24的中心的正上方。在液體層形成手段30係具備有未圖示的液體供給手段，由該液體供給手段被壓送的液體係由噴嘴部32朝向下方被供給預定量。藉由液體層形成手段30所供給的液體係透明的液體，較佳為水。
一邊參照圖3，一邊更加詳細說明圖2所示之支持手段20。圖3係在將被構成在構成支持手段20的支持台23上的構件分解的狀態下所顯示的圖。在形成為剖面U字狀的支持台23的上表面23a係配設有環狀的滑動構件23b，在滑動構件23b係形成有在底部具備有連接於未圖示的吸引泵的吸引孔23c的吸引溝23d。在滑動構件23b的中心側係立設有圓筒構件23e。旋轉支柱25係圓筒狀的構件，一邊在旋轉支柱25的中空部25a插入支持台23的圓筒構件23e，一邊將旋轉支柱25的支柱底部25b載置於滑動構件23b上。在旋轉支柱25的下部外周係形成有被驅動齒輪25c，設定為傳達被配設在支持台23的上表面23a的未圖示的馬達的旋轉的旋轉傳達部26的齒輪相咬合。旋轉支柱25的中空部25a的內徑係以比圓筒構件23e的外徑稍大的直徑所形成，此外，在旋轉支柱25的支柱底部25b係形成有與滑動構件23b的吸引溝23d的形狀相對應的些微的凸部，旋轉傳達部26的旋轉被傳達至旋轉支柱25而旋轉支柱25平滑地旋轉。在旋轉支柱25係形成有以上下方向貫穿的連通孔25d。作用在藉由吸引溝23d與旋轉支柱25的底部所形成的空間的吸引孔23c的負壓係透過連通孔25d而亦作用於旋轉支柱25的上表面。
在旋轉支柱25的上表面係載置晶圓平台24。晶圓平台24係以透明板構成至少支持晶圓的支持面24a。該透明板係藉由玻璃所構成，惟本發明之透明板並非限定於此，亦可為透明的丙烯酸樹脂的板。在晶圓平台24的支持面24a的外周係形成有環狀的吸引溝24b，且在吸引溝24b的底部係形成有與旋轉支柱25的連通孔25d相連通的吸引孔24c。吸引溝24b係設定為比晶圓10稍微大徑，在晶圓平台24上固定晶圓10時，沿著晶圓10的外周吸引且固定薄片T。
在支持台23的上表面23a係配設構成空氣噴吹手段50的空氣噴吹噴嘴52。空氣噴吹噴嘴52係被配設在旋轉支柱25的近傍，且使未圖示的空氣泵作動，藉此由旋轉支柱25的側方朝向晶圓平台24的支持面24a噴射空氣。
本實施形態之切割裝置1係大概具備如上所述的構成，以下說明藉由本實施形態之切割裝置1所實現的晶圓的加工方法。
實施本實施形態之晶圓的加工方法時，首先，如圖1所示，將晶圓10定位在具有收容晶圓10的開口部的框架F的該開口部，在晶圓10的表面10a與框架F貼著具黏著性的薄片T，藉此將晶圓10與框架F形成為一體(一體工程)。結果，晶圓10係在與形成有分割預定線14的表面10a側為相反側且形成有金屬膜16的背面10b朝向上方的狀態下，透過薄片T而被保持在框架F。
若實施上述一體工程，將X軸移動手段60作動，將支持台23在X軸方向移動，且將晶圓平台24的中心定位在液體層形成手段30的噴嘴部32的正下方。此時，亦可視需要，將Y軸移動手段80作動，而調整支持液體層形成手段30的切削手段支持部77的位置。若使晶圓平台24的中心移動至噴嘴部32的正下方，如圖4所示，由噴嘴部32的前端供給預定量的透明的液體W(本實施形態中為水)，且在晶圓平台24上形成液體之層(液體層形成工程)。該預定量係如後所述載置貼著有晶圓10的薄片T時，可藉由表面張力，透過薄片T來固定晶圓10的量。
如上所述，若在晶圓平台24上形成有液體W之層，將貼著有薄片T的晶圓10的薄片T側載置於晶圓平台24上，藉由液體W的表面張力，透過薄片T來固定晶圓，並且將未圖示的吸引手段作動，而透過吸引孔24c使負壓作用於晶圓平台24的吸引溝24b，沿著晶圓10的外周吸引薄片T，此外，藉由本實施形態中構成框架固定部的夾具22，來固定框架F(固定工程)。
如上所述，若固定晶圓10，如圖5所示，將X軸移動手段60作動而將支持台23在X軸方向移動，而使晶圓平台24的中心移動至攝像手段40的攝像攝影機42的正上方。如上所述，晶圓平台24係以透明板所形成，而且，在晶圓平台24與薄片T之間係形成有液體W之層。藉此，即使在如支持有晶圓10的薄片T的背面側被施加霧化加工般的狀態下，視野亦鮮明。在如上所述之狀態下，將晶圓10的表面10a由下方側藉由攝像攝影機42透過晶圓平台24進行攝像，如圖5所示，送訊至被配設在切割裝置1的控制手段90，且視需要使其顯示在顯示監視器M。
控制手段90係具備有：藉由電腦所構成，按照控制程式進行運算處理的中央運算處理裝置(CPU)；儲存控制程式等的唯讀記憶體(ROM)；用以暫時儲存攝像手段40所攝像的畫像、及其他運算結果等的可讀寫隨機存取記憶體(RAM)；輸入介面、及輸出介面(省略詳細內容的圖示)。控制手段90係具備控制切削裝置1的各作動部，並且記錄包含藉由攝像手段40被攝像到的畫像的適當資訊，並且根據藉由攝像手段40被攝像且所取得的畫像來進行型樣匹配等，藉此檢測分割預定線14的位置的控制程式。
藉由上述攝像手段40，可透過晶圓平台24、薄片T、液體W之層而對晶圓10的表面10a鮮明地攝像。控制手段90係對捕捉到形成在晶圓10的表面10a的特徵標記P1、P2、P3的畫像實施型樣匹配等畫像處理，藉此實施檢測分割預定線14的對準，來記憶該位置資訊(檢測工程)。亦即，藉由攝像手段40，可檢測透過晶圓平台24及薄片T而形成在晶圓10的表面10a的分割預定線14。
若檢測分割預定線14，控制手段90係將被固定在晶圓平台24的晶圓10定位在切削手段70的正下方，如圖6所示，根據在上述檢測工程中所檢測到的分割預定線14的位置資訊，將切削手段70作動而使切削刀73旋轉，沿著形成在預定方向的分割預定線14，由晶圓10的背面10b形成分割溝100。若沿著一分割預定線14形成分割溝100，一邊藉由將Y軸移動手段80作動而將晶圓10以Y軸方向進行分級進給，一邊沿著形成在晶圓10的預定方向的所有分割預定線14，形成分割溝100。接著，藉由將上述旋轉傳達部26作動，連同旋轉支柱25一起使晶圓平台24作90度旋轉，沿著與先形成有分割溝100的預定方向呈正交的方向的所有分割預定線14，同樣地形成分割溝100。如上所示，沿著形成在晶圓10的表面10a的所有分割預定線14，由背面10b形成分割溝100(加工工程)。
如上所述，若實施加工工程，較佳為解除支持手段20的夾具22，如圖7所示將空氣噴吹手段50作動，且由空氣噴吹噴嘴52朝向晶圓平台24與薄片T之間由側方噴吹空氣A，使根據原形成在兩者之間的液體W的表面張力消失而使薄片T與晶圓平台24背離。若使薄片T與晶圓平台24背離，由支持手段20，將晶圓10搬出至在下一工程所使用的未圖示的裝置等、或收容晶圓10的未圖示的匣盒(搬出工程)。
在上述之實施形態中，以將晶圓加工的晶圓的加工方法及加工裝置而言，例示使用切削刀73來切削晶圓10，形成分割溝100而分割成各個元件晶片的晶圓的加工方法及晶圓的加工裝置之例，惟本發明之晶圓的加工方法及晶圓的加工裝置並非限定於此，亦可為使用雷射加工手段作為加工手段的晶圓的加工方法及具備有雷射加工手段的晶圓的加工裝置。
1:切割裝置 2:基台 2A:X軸導軌 2B:Y軸導軌 10:晶圓 10a:表面 10b:背面 12:元件 14:分割預定線 16:金屬膜 20:支持手段 21:X軸方向可動板 22:夾具 23:支持台 23a:上表面 23b:滑動構件 23c:吸引孔 23d:吸引溝 23e:圓筒構件 24:晶圓平台 24a:支持面 24b:吸引溝 24c:吸引孔 25:旋轉支柱 25a:中空部 25b:支柱底部 25c:被驅動齒輪 25d:連通孔 26:旋轉傳達部 30:液體層形成手段 32:噴嘴部 40:攝像手段 42:攝像攝影機 50:空氣噴吹手段 52:空氣噴吹噴嘴 60:X軸移動手段 61:馬達 62:滾珠螺桿 70:切削手段 71:心軸單元 72:旋轉心軸 73:切削刀 74:刀蓋 75:切削水供給手段 76:Z軸移動基台 77:切削手段支持部 78:Z軸導軌 79:馬達 80:Y軸移動手段 81:馬達 82:滾珠螺桿 90:控制手段 100:分割溝 A:空氣 F:框架 M:顯示監視器 P1,P2,P3:特徵標記 T:薄片 W:液體
[圖1]係顯示在本實施形態中所加工之作為被加工物的晶圓的斜視圖。 [圖2]係顯示本實施形態之晶圓的加工裝置的斜視圖。 [圖3]係分解顯示配設在圖2所示之晶圓的加工裝置的支持手段的一部分的斜視圖。 [圖4]係顯示液體層形成工程的實施態樣的斜視圖。 [圖5]係顯示檢測工程的實施態樣的斜視圖。 [圖6]係顯示加工工程的實施態樣的斜視圖。 [圖7]係顯示在搬出工程中使空氣噴吹手段作動的態樣的斜視圖。
10:晶圓
10b:背面
12:元件
14:分割預定線
16:金屬膜
22:夾具
23:支持台
40:攝像手段
42:攝像攝影機
50:空氣噴吹手段
52:空氣噴吹噴嘴
70:切削手段
71:心軸單元
72:旋轉心軸
73:切削刀
74:刀蓋
75:切削水供給手段
90:控制手段
F:框架
M:顯示監視器
P1,P2,P3:特徵標記
T:薄片

Claims (5)

  1. 一種晶圓的加工方法，其係將藉由分割預定線區劃複數元件且形成在表面的晶圓分割成各個元件晶片的晶圓的加工方法，其係包含：一體工程，其係將該晶圓定位在具有收容該晶圓的開口部的框架的該開口部，藉由在該晶圓的該表面與該框架貼著薄片，將該晶圓與該框架形成為一體；液體層形成工程，其係在包含：固定該框架的固定部、及具備支持該晶圓的支持面且以透明板所形成的晶圓平台的支持手段的該晶圓平台的該支持面形成液體之層；固定工程，其係將該晶圓的該薄片側載置於形成有該液體之層的晶圓平台，且透過該薄片，將該晶圓固定在該晶圓平台，並且以該框架固定部固定該框架；檢測工程，其係藉由被定位在與該晶圓平台的該支持面為相反側的攝像手段，透過該晶圓平台、該液體之層、及該薄片，對該晶圓進行攝像，藉此檢測形成在該晶圓的表面的該分割預定線；及加工工程，其係在與在該檢測工程中被檢測到的該分割預定線相對應的該晶圓的背面施行加工。
  2. 如請求項1之晶圓的加工方法，其中，在該液體層形成工程中所使用的該液體為水。
  3. 如請求項1之晶圓的加工方法，其中，在該加工工程中，藉由可旋轉地具備有切削刀的切削手段，在與該分割預定線相對應的該背面施行切削加工。
  4. 如請求項1至請求項3中任一項之晶圓的加工方法，其中，在該加工工程之後，另外包含：搬出工程，其係藉由對該晶圓平台與該薄片之間噴吹空氣，使形成為一體的該框架與該晶圓由該支持手段背離而搬出。
  5. 一種晶圓的加工裝置，其係藉由分割預定線區劃複數元件且形成在表面的晶圓被定位在具有收容該晶圓的開口部的框架的該開口部，在藉由在該晶圓的該表面與該框架貼著薄片而與該框架形成為一體的狀態下，將該晶圓分割成各個元件晶片的晶圓的加工裝置，其係包含：支持手段，其係包含：固定該框架的框架固定部、及具備支持該晶圓的支持面，且以透明板所形成的晶圓平台；液體層形成手段，其係在該晶圓平台的該支持面形成液體之層；攝像手段，其係可定位在與該晶圓平台的該支持面為相反側；及空氣噴吹手段，其係對該晶圓平台與該薄片之間噴吹空氣。
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