晶片的加工方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種晶片的加工方法，針對在背面形成有絕緣膜的晶片，在短時間內在適當?shù)奈恢眯纬蛇m當?shù)母男詫?。本發(fā)明的晶片的加工方法是在背面（13）形成有絕緣膜（15）的晶片（W）的加工方法，具有：絕緣膜除去工序，通過切削刀具（22）從晶片的背面沿著分割預定線（14）除去絕緣膜，形成切削槽（25）；改性層形成工序，沿著切削槽（25）照射相對于晶片具有透射性的波長的激光光線，在晶片的內部形成有改性層（35）；以及分割工序，通過磨削動作對改性層（35）施加外力，以改性層為分割起點分割成一個個器件芯片，切削槽（25）的槽底（26）是這樣的結構：平坦且表面粗糙度Ra在0.1μm以下，具有激光點直徑以上的寬度。
【專利說明】晶片的加工方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及將半導體晶片或光器件晶片分割成一個個芯片的晶片的加工方法。
【背景技術】
[0002]以往，作為將晶片分割成一個個芯片的加工方法，通過激光加工來分割晶片的技術備受關注。作為該激光加工提出了這樣的加工方法:照射相對于晶片具有透射性的激光光線從而在晶片內部形成脆弱的層(改性層)，并將該強度降低了的改性層作為分割起點(例如，參照專利文獻I)。在專利文獻I的加工方法中，沿著晶片正面的格子狀的間隔道照射激光光線，在晶片的內部形成直線狀的改性層。并且，通過對脆弱的改性層施加外力，而沿著改性層將晶片分割成一個個芯片。
[0003]另外，當晶片的厚度變薄為數(shù)十ym以下時，激光光線透過晶片，難以在晶片內部的適當位置形成適當?shù)母男詫?。因此，提出了這樣的加工方法:將改性層形成到薄化前的晶片的內部，在形成改性層后將晶片磨削至成品厚度(例如，參照專利文獻2)。在專利文獻2的加工方法中，在成為比完成品厚度高的位置的被磨削面?zhèn)刃纬筛男詫?。因此，能夠在晶片內部的適當位置形成適當?shù)母男詫?，由于還能夠除去改性層，所以在光器件晶片的加工時提升了亮度，在半導體晶片的加工時提升了抗彎強度。
[0004]現(xiàn)有技術文獻
[0005]專利文獻1:日本專利第3408805號公報
[0006]專利文獻2:日本特開2012-49164號公報
[0007]另外，在晶片的背面?zhèn)葹榱朔乐菇饘傥廴径纬捎械せ蜓趸さ冉^緣膜的情況較多，在磨削前的激光加工中，由于絕緣膜的影響，無法在晶片的內部形成適當?shù)母男詫?。此時，還考慮了這樣的方法:在改性層的形成前通過磨削加工從晶片的背面除去絕緣膜。在除去該絕緣膜時，為了防止磨具的氣孔堵塞需要按粗磨削、精磨削、研磨的順序進行加工，由于在改性層形成后薄化晶片時也需要同樣的加工，所以存在加工時間增大這一問題。

【發(fā)明內容】

[0008]本發(fā)明是鑒于這樣的方面而完成的發(fā)明，其目的在于提供一種晶片的加工方法，能夠針對在背面形成有絕緣膜的晶片，在短時間內在適當?shù)奈恢眯纬蛇m當?shù)母男詫印?br> [0009]本發(fā)明的晶片的加工方法，是在正面在由分割預定線劃分出的多個區(qū)域形成有器件且在背面形成有絕緣膜的晶片的加工方法，上述晶片的加工方法的特征在于，具有:絕緣膜除去工序，從晶片的背面?zhèn)妊刂鲜龇指铑A定線利用切削刀具形成具有平坦的槽底的切削槽，沿著上述分割預定線除去絕緣膜；改性層形成工序，在實施了上述絕緣膜除去工序后，從晶片的背面以上述切削槽為基準完成校準，將對于晶片具有透射性的波長的激光光線的聚光點從上述切削槽定位到晶片正面附近的內部，并沿著上述切削槽進行照射，在晶片正面附近的內部形成改性層；以及分割工序，在實施了上述改性層形成工序后，從晶片的背面利用磨削構件來進行磨削從而薄化為成品厚度，并且通過磨削動作以上述改性層為起點沿著上述分割預定線分割晶片，上述切削槽中，上述平坦的槽底的表面粗糙度是0.1 μ m以下，上述平坦的槽底的寬度在形成于上述槽底的激光點的直徑以上。
[0010]根據(jù)該結構，通過利用切削刀具從晶片的背面沿著分割預定線除去絕緣膜，在晶片的背面形成有具有平坦的槽底的切削槽。另外，通過以穿過切削槽的方式照射激光光線，能夠不受絕緣膜的影響地在晶片的內部形成改性層。此時，由于切削槽的表面粗糙度是
0.1ym以下，槽底的寬度具有激光點直徑以上的寬度，所以能夠抑制槽底處的激光光線的散射。因此，能夠在晶片內部的適當位置形成適當?shù)母男詫?，并沿著分割預定線良好地分割晶片。另外，由于通過切削刀具從晶片的背面部分地除去絕緣膜，所以與通過磨削加工從晶片的背面整體除去絕緣膜的結構相比能夠縮短加工時間。
[0011]根據(jù)本發(fā)明，通過切削刀具在晶片的背面形成平坦且表面粗糙度小的切削槽，經(jīng)切削槽將激光光線照射到晶片的內部，由此針對在背面形成有絕緣膜的晶片，能夠在短時間內在適當?shù)奈恢眯纬蛇m當?shù)母男詫印?br> 【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1A和圖1B是表示本實施方式的絕緣膜除去工序的一個示例的圖。
[0013]圖2是表不本實施方式的改性層形成工序的一個不例的圖。
[0014]圖3A和圖3B是表不本實施方式的分割工序的一個不例的圖。
[0015]標號說明
[0016]11 器件
[0017]12晶片的正面
[0018]13晶片的背面
[0019]14分割預定線
[0020]15絕緣膜
[0021]22切削刀具
[0022]25切削槽
[0023]26 槽底
[0024]35改性層
[0025]42磨削構件
[0026]W 晶片
【具體實施方式】
[0027]以下，對本實施方式的晶片的加工方法進行說明。關于本實施方式的晶片的加工方法，針對在背面形成有絕緣膜的晶片實施基于切削裝置的絕緣膜除去工序、基于激光加工裝置的改性層形成工序、以及基于磨削裝置的分割工序。在絕緣膜除去工序中，利用切削刀具沿著分割預定線除去形成于晶片背面的絕緣膜。通過基于該切削刀具的切削加工在晶片背面沿著分割預定線形成具有平坦且表面粗糙度小的槽底的切削槽。
[0028]在改性層形成工序中，通過激光加工在晶片的內部形成沿著分割預定線的改性層。在該激光加工中，使相對于晶片具有透射性的波長的激光光線的聚光點從切削槽定位到晶片正面附近的內部，沿著切削槽照射激光光線。由此，不會使絕緣膜阻礙激光光線的照射而在晶片的內部形成沿著分割預定線的改性層。在分割工序中，通過磨削構件使晶片薄化為成品厚度，并且以改性層為起點通過磨削動作沿著分割預定線來分割晶片。
[0029]以下，對本實施方式的晶片的加工方法的詳情進行說明。參照圖1，對絕緣膜除去工序進行說明。圖1是表示本實施方式的絕緣膜除去工序的一個示例的圖。另外，在本實施方式中，作為通過一次切削加工而形成切削槽的結構不限于該結構。例如，也可以根據(jù)晶片的材質等使用粒徑不同的刀具分多個階段地形成切削槽。另外，圖1A表示晶片的背面朝上的狀態(tài)。
[0030]如圖1A所示，晶片W構成為在硅、砷化鎵等半導體基板上配設有多個器件11。晶片W形成為大致圓板狀，并通過排列在正面12的格子狀的分割預定線14劃分出多個區(qū)域。在各區(qū)域中形成有IC (集成電路)、LSI (大規(guī)模集成電路)等器件11。在晶片W的背面13為了防止銅等的侵入造成的金屬污染而形成有氮化膜或氧化膜等絕緣膜15。另外，在晶片W的外緣形成有表示結晶方位的凹口 16。
[0031]另外，晶片W不限于半導體晶片，絕緣膜15不限定于金屬污染防止用的氮化膜或氧化膜等。晶片W也可以是在陶瓷、玻璃、藍寶石系的無機材料基板上形成有LED等光器件的光器件晶片。另外，絕緣膜15只要是形成于晶片W的背面13的膜即可，例如也可以由樹脂膜構成。
[0032]如圖1B所示，在絕緣膜除去工序中，在晶片W的正面12粘貼有保護帶17，在背面13朝向上方的狀態(tài)下將晶片W搬入到切削裝置(未圖示)。搬入切削裝置的晶片W經(jīng)保護帶17保持在卡盤工作臺21上。另外，將切削刀具22定位至晶片W的分割預定線14，通過高速旋轉的切削刀具22從背面13側切入晶片W。并且，使切削刀具22相對于晶片W相對移動，由此沿著分割預定線14從晶片W的背面13除去絕緣膜15。
[0033]由此，在晶片W的背面13形成了具有平坦的槽底26的切削槽25，通過切削槽25，使晶片W的背面13從絕緣膜15向外部露出。切削槽25成為后面的改性層形成工序中的激光光線的照射區(qū)域。即，激光光線穿過切削槽25照射到晶片W的內部，由此不受絕緣膜15的影響而形成沿著分割預定線14的改性層35 (參照圖2)。這時，切削槽25的槽底26形成為平坦且表面粗糙度Ra在0.1 y m以下，以便防止激光光線的錯亂。
[0034]這里，使用在末端具有平坦面，并具有形成于槽底26的激光點的直徑以上的厚度的刀具作為切削刀具22。另外，以表面粗糙度Ra在0.1 ii m以下的切削條件來加工切削槽25。例如，使用厚度為0.6mm、通過樹脂將磨粒直徑為2.0ym?4.0ym的金剛石磨粒聚在一起而成的樹脂刀具作為切削刀具22，主軸轉速設定為30000rpm，切削進給速度(卡盤工作臺21的進給速度)設定為lmm/s,切入量設定為從背面起0.01mm。
[0035]在絕緣膜除去工序中，使用切削刀具22來除去激光光線的照射區(qū)域即分割預定線14上的絕緣膜15。因此，與通過磨削加工從晶片W的背面13整體除去絕緣膜15的結構進行比較，能夠在短時間內高效地除去絕緣膜15。另外，切削槽25的槽底26也可以不是完全的平坦，也可以包括不會對改性層35的形成帶來影響的程度的彎曲或凹凸形狀。即，切削槽25的槽底26形成為實質上可以視為平坦的程度即可。
[0036]參照圖2，對改性層形成工序進行說明。圖2是表示本實施方式的改性層形成工序的一個示例的圖。[0037]如圖2所示，在絕緣膜除去工序之后實施改性層形成工序。在改性層形成工序中，晶片W經(jīng)保護帶17被保持在激光加工裝置(未圖示)的卡盤工作臺31上。另外，通過攝像裝置(未圖示)來拍攝晶片W的背面13，以晶片W的背面13的切削槽25為基準來進行校準。接下來，將加工頭32的射出口定位到晶片W的切削槽25，通過加工頭32從晶片W的背面13側照射激光光線。激光光線是相對于晶片W具有透射性的波長，并被調整成聚光到晶片W的正面12附近的內部。
[0038]激光光線穿過切削槽25的槽底26照射到晶片W的內部，由此不會被絕緣膜15妨礙。另外，由于切削槽25的槽底26形成為平坦且表面粗糙度Ra在0.1 μ m以下，所以能夠抑制槽底26處的激光光線的錯亂，使晶片W內部的適當?shù)奈恢眠m當?shù)馗男浴２⑶?，一邊調整激光光線的聚光點一邊沿著切削槽25照射激光光線，由此在晶片W的內部形成有沿著分割預定線14的良好的改性層35。
[0039]這時，首先，將聚光點調整到晶片W正面附近，以沿著所有的切削槽25形成改性層35的下端部的方式來進行激光加工。然后，每當使聚光點的高度上浮時就沿著切削槽25重復進行激光加工，由此，在晶片W的內部形成有預定厚度的改性層35。像這樣，在晶片W的內部形成有沿著分割預定線14的分割起點。
[0040]另外，存在這樣的情況:當晶片W變薄為數(shù)十μ m以下時，激光光線過度透射，無法在晶片W的內部形成良好的改性層35。因此，在本實施方式中，在通過分割工序進行晶片W的薄化前實施改性層形成工序，由此能夠在晶片W的內部形成良好的改性層35。
[0041]另外，改性層35指的是:由于激光光線的照射而成為晶片W內部的密度、折射率、機械強度以及其他的物理特性與周圍不同的狀態(tài)、強度比周圍降低的區(qū)域。改性層35例如是熔融處理區(qū)域、開裂區(qū)域、絕緣破壞區(qū)域、折射率變化區(qū)域，也可以是這些混在一起的區(qū)域。
[0042]參照圖3對分割工序進行說明。圖3是表示本實施方式的分割工序的一個示例的圖。另外，在本實施方式中，作為通過一次磨削加工形成切削槽的結構不限定于該結構。例如，可以根據(jù)晶片的材質等通過進行粗磨削加工、精磨削加工、研磨加工，來沿著分割預定線分割晶片。
[0043]如圖3所示，在改性層形成工序之后實施分割工序。如圖3A所示，在分割工序中，晶片W經(jīng)保護帶17保持在磨削裝置(未圖示)的卡盤工作臺41上。另外，磨削構件42被定位到保持在卡盤工作臺41上的晶片W的上方。并且，使磨削構件42的磨削輪43繞Z軸旋轉同時靠近卡盤工作臺41，磨削輪43與晶片W的背面13以平行狀態(tài)旋轉接觸，由此晶片W被磨削。通過該晶片W的磨削，不僅從晶片W的背面13除去絕緣膜15，還能去掉切削槽25導致的凹凸形狀。
[0044]磨削加工中，通過高度計(未圖示)來實時地測量晶片W的厚度。并且，控制磨削構件42的進給量以使得高度計的測量結果接近成品厚度L。另外，在晶片W的內部，在超過成品厚度L的高度位置形成有改性層35。
[0045]如圖3B所示，通過磨削動作，磨削負荷從磨削輪43強有力地作用在各改性層35。由此，以改性層35為起點在晶片W產生沿著分割預定線14的破裂，從而晶片W被分割成一個個器件芯片C。并且，當晶片W被薄化至成品厚度L時，停止磨削動作。像這樣，晶片W被薄化至所希望的成品厚度L，同時，沿著分割預定線14分割成一個個器件芯片C。[0046]另外，當本申請的 申請人:在使切削槽25的表面粗糙度為0.1 μ m以上的情況下，在同一激光加工條件下形成改性層35并進行了磨削，在分割工序中在分割預定線14的各處產生有未分割區(qū)域。這被認定為是因為切削槽25的表面粗糙，因此，由于改性層形成工序中的激光光線的錯亂等的影響，沒有在晶片W的內部適當?shù)匦纬筛男詫?5。
[0047]如上所述，根據(jù)本實施方式的晶片的加工方法，通過利用切削刀具22從晶片W的背面13沿著分割預定線14除去絕緣膜15，而在晶片W的背面13形成了具有平坦的槽底26的切削槽25。另外，以穿過切削槽25的方式照射激光光線，由此能夠不受絕緣膜15的影響地在晶片W的內部形成改性層35。此時，由于切削槽25的表面粗糙度是0.1ym以下，槽底26的寬度具有激光點直徑以上的寬度，所以能夠抑制槽底26處的激光光線錯亂。因此，在晶片W內部的適當位置形成有適當?shù)母男詫?5，能夠沿著分割預定線14良好地分割晶片W。另外，由于通過切削刀具22從經(jīng)片W的背面13部分地除去絕緣膜15，所以與通過磨削加工從晶片W的背面13整體除去絕緣膜15的結構相比，能夠縮短加工時間。
[0048]另外，本發(fā)明不限于上述實施方式，能夠加以各種變更地實施。在上述的實施方式中，對于附圖所圖示的大小和形狀等，并不限定于此，可以在發(fā)揮本發(fā)明的效果的范圍內適當變更。另外，只要不脫離本發(fā)明的目的范圍就可適當加以變更地實施。
[0049]例如，在本實施方式中，構成為在絕緣膜除去工序中通過單一的切削刀具22在晶片W形成切削槽25，但不限于該結構。例如，也可以使用磨粒直徑不同的一對切削刀具22，通過一個切削刀具22形成切削槽25，通過另一個切削刀具22來調整切削槽25的表面粗糙度。
[0050]另外，在本實施方式中，構成為在改性層形成工序中沿著分割預定線14連續(xù)地形成改性層35，但不限定于該結構。只要是能夠沿著分割預定線14來分割晶片W，也可以是沿著分割預定線14斷續(xù)地形成改性層35。
[0051]另外，在本實施方式中，使激光光線的聚光點上浮來形成預定厚度的改性層35，但是不限于該結構。改性層35也可通過調整激光加工的加工條件，通過一次的激光光線的照射而形成。另外，晶片W的內部中不僅形成有I層改性層35，還可以在厚度方向形成多層改性層35 ο
[0052]另外，在本實施方式中，改性層35的一部分形成為跨越成品厚度L，但是不限定于該結構。改性層35只要是在晶片W正面附近，也可以是形成于比成品厚度L靠晶片W的背面13側(上側)的位置。此時，通過將晶片W磨削至成品厚度L而除去改性層35，能夠實現(xiàn)抗彎強度的提升。另外，當晶片W為光器件晶片時實現(xiàn)了亮度的提升。
[0053]另外，當通過粗磨削加工、精磨削加工、研磨加工來薄化晶片W時，也可以在粗磨削加工、精磨削加工、以及研磨加工的任一個階段來分割晶片W。
[0054]另外，在本實施方式中，通過切削裝置來實施絕緣膜除去工序，通過激光加工裝置來實施改性層形成工序，通過磨削裝置來實施磨削工序，但是一部分的工序或所有的工序也可以通過一個裝置來進行。
[0055]如上所述，本發(fā)明具有這樣的效果:針對在背面形成有絕緣膜的晶片，能夠在短時間內在適當?shù)奈恢眯纬蛇m當?shù)母男詫?，特別是，對于將半導體晶片或光器件晶片分割成一個個芯片的晶片的加工方法是有用的。
【權利要求】
1.一種晶片的加工方法，是在正面在由分割預定線劃分出的多個區(qū)域形成有器件且在背面形成有絕緣膜的晶片的加工方法， 上述晶片的加工方法的特征在于，具有: 絕緣膜除去工序，從晶片的背面?zhèn)妊刂鲜龇指铑A定線利用切削刀具形成具有平坦的槽底的切削槽，沿著上述分割預定線除去絕緣膜； 改性層形成工序，在實施了上述絕緣膜除去工序后，從晶片的背面以上述切削槽為基準完成校準，將對于晶片具有透射性的波長的激光光線的聚光點從上述切削槽定位到晶片正面附近的內部，并沿著上述切削槽進行照射，在晶片正面附近的內部形成改性層；以及分割工序，在實施了上述改性層形成工序后，從晶片的背面利用磨削構件來進行磨削，薄化為成品厚度，并且通過磨削動作，以上述改性層為起點沿著上述分割預定線分割晶片，上述切削槽中，上述平坦的槽底的表面粗糙度是0.1 Pm以下，上述平坦的槽底的寬度在形成于上述槽底的激光點的直徑以上。
【文檔編號】H01L21/3105GK103715082SQ201310445302
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年9月26日 優(yōu)先權日:2012年10月1日
【發(fā)明者】中村勝 申請人:株式會社迪思科