晶片的加工方法與流程

2023-06-11 08:12:41

本發明涉及晶片的加工方法。

背景技術：

已知當利用切削刀具對例如厚度為300μm以上的厚度較厚的晶片進行切割時，會大幅產生背面崩邊。因此，為了抑制背面崩邊，提出了一種叫做sdbg(stealthdicingbeforegrinding：先隱形切割後減薄)法的加工方法。sdbg法是組合了雷射加工方法和磨削方法的技術。更詳細地說，是如下技術：首先對晶片照射對於晶片具有透過性的波長的雷射束而沿著分割預定線在規定的深度的位置(從晶片的正面起的深度相當於器件晶片的完工厚度以上的位置)形成改質層，並且形成從改質層朝向晶片的正面側伸長的裂紋層。之後，對晶片的背面進行磨削而將晶片薄化至完工厚度，並且通過磨削壓力以裂紋層為分割起點將晶片分割成各個器件晶片(例如，參照專利文獻1)。

專利文獻1：國際公開第2003/077295號

但是，當利用雷射加工裝置在晶片上形成改質層之後，在利用搬送單元將晶片搬送至磨削裝置時，晶片因受改質層形成之後伸長的裂紋層的影響而較大地翹曲，存在搬送困難的擔心。

技術實現要素：

本發明是鑑於上述情況而完成的，其目的在於，提供晶片的加工方法，能夠減少改質層形成後的晶片的翹曲並能夠進行搬送。

為了解決上述的課題並達成目的，本發明的晶片的加工方法對在正面上具有器件區域和圍繞該器件區域的外周剩餘區域的晶片進行加工，該器件區域形成有多個器件和多條分割預定線，其中，該晶片的加工方法具有如下的步驟：保護帶粘貼步驟，在該晶片的正面側粘貼保護帶；環狀加強部形成步驟，在實施了該保護帶粘貼步驟之後，通過磨削單元將與該器件區域對應的背面磨削至第1厚度，在與該外周剩餘區域對應的背面形成環狀的加強部；改質層形成步驟，在實施了該環狀加強部形成步驟之後，將對於該晶片具有透過性的波長的雷射束定位在該晶片的該器件區域的內部而從該晶片的背面沿著該分割預定線在該晶片的該器件區域的內部形成改質層；以及磨削步驟，在實施了該改質層形成步驟之後，從該晶片的背面通過磨削單元進行磨削而將晶片薄化至完工厚度，並且通過磨削動作以所述改質層為起點沿著所述分割預定線對該晶片進行分割。

並且，在晶片的加工方法中，優選還具有如下的環狀切削槽形成步驟：在實施該保護帶粘貼步驟之前，將該晶片的背面側吸引保持在進行旋轉的卡盤工作檯上，從該晶片的正面側利用切削刀具切入該外周剩餘區域與該器件區域的邊界直到到達該第1厚度，並使該卡盤工作檯旋轉而在該外周剩餘區域與該器件區域的邊界形成環狀的切削槽。

根據本申請發明的晶片的加工方法，能夠減少改質層形成後的晶片的翹曲並能夠進行搬送。

附圖說明

圖1是第一實施方式的晶片的加工方法的流程圖。

圖2是示出第一實施方式的晶片的加工方法的保護帶粘貼步驟中的晶片的結構例的剖視圖。

圖3是示出第一實施方式的晶片的加工方法的環狀加強部形成步驟中的磨削單元周邊的結構例的剖視圖。

圖4是示出第一實施方式的晶片的加工方法的改質層形成步驟中的雷射加工單元周邊的結構例的剖視圖。

圖5是示出第一實施方式的晶片的加工方法的磨削步驟中的磨削單元周邊的結構例的剖視圖。

圖6是示出第一實施方式的晶片的加工方法的磨削步驟中的晶片的結構例的放大剖視圖。

圖7是示出第一實施方式的晶片的加工方法的磨削步驟中的磨削單元周邊的結構例的剖視圖。

圖8是第二實施方式的晶片的加工方法的流程圖。

圖9是示出第二實施方式的晶片的加工方法的環狀切削槽形成步驟中的切削單元周邊的結構例的剖視圖。

圖10是示出第二實施方式的晶片的加工方法的保護帶粘貼步驟中的晶片的結構例的剖視圖。

圖11是示出第二實施方式的晶片的加工方法的環狀加強部形成步驟中的磨削單元周邊的結構例的剖視圖。

圖12是示出第二實施方式的晶片的加工方法的改質層形成步驟中的雷射加工單元周邊的結構例的剖視圖。

圖13是示出第二實施方式的晶片的加工方法的磨削步驟中的磨削單元周邊的結構例的剖視圖。

圖14是示出第二實施方式的晶片的加工方法的磨削步驟中的磨削單元周邊的結構例的剖視圖。

標號說明

20：磨削裝置；21：卡盤工作檯；30：第一磨削單元(磨削單元)；31：磨削磨具；40：第二磨削單元(磨削單元)；41：磨削磨具；50：雷射加工裝置；51：卡盤工作檯；52：雷射束照射單元；60：切削裝置；61：卡盤工作檯；62：切削單元(切削刀具)；c：裂紋；d：切削槽；k：改質層；l：雷射束；t1：第1厚度；t2：完工厚度；t：保護帶；w：晶片；wa：器件區域；wb：外周剩餘區域；wc：加強部；wd：邊界；wr：背面；ws：正面。

具體實施方式

以下，一邊參照附圖一邊對本發明的實施方式進行詳細地說明。本發明並不僅限於以下的實施方式中記載的內容。並且，在以下所記載的構成要素中，包含本技術領域人員所能夠容易想到的、實際上相同的構成要素。進而，能夠對以下所記載的結構進行適當組合。並且，能夠在不脫離本發明的主旨的範圍內進行結構的各種省略、置換或變更。

〔第一實施方式〕

圖1是第一實施方式的晶片的加工方法的流程圖。圖2是示出第一實施方式的晶片的加工方法的保護帶粘貼步驟中的晶片的結構例的剖視圖。圖3是示出第一實施方式的晶片的加工方法的環狀加強部形成步驟中的磨削單元周邊的結構例的剖視圖。圖4是示出第一實施方式的晶片的加工方法的改質層形成步驟中的雷射加工單元周邊的結構例的剖視圖。圖5是示出第一實施方式的晶片的加工方法的磨削步驟中的磨削單元周邊的結構例的剖視圖。圖6是示出第一實施方式的晶片的加工方法的磨削步驟中的晶片的結構例的放大剖視圖。圖7是示出第一實施方式的晶片的加工方法的磨削步驟中的磨削單元周邊的結構例的剖視圖。

本實施方式的晶片的加工方法對在正面上具有形成有多個器件和多條分割預定線的器件區域和圍繞器件區域的外周剩餘區域的晶片w進行加工。如圖1所示，關於晶片的加工方法，按照保護帶粘貼步驟s11、環狀加強部形成步驟s12、改質層形成步驟s13、磨削步驟s14的順序執行處理。

首先，實施保護帶粘貼步驟s11。如圖2所示，在保護帶粘貼步驟s11中，在晶片w的正面ws側粘貼保護帶t。更詳細地說，在保護帶粘貼步驟s11中，將形成有晶片w的器件的正面ws與保護帶t的粘著層ta重疊，一邊通過輥10進行按壓，一邊在晶片w的正面ws整個面上粘貼保護帶t。然後，將粘貼著保護帶t的晶片w收納在未圖示的提供/回收盒中。然後，通過未圖示的移送機構或操作人員將提供/回收盒移送並收納到磨削裝置20中。

在實施了保護帶粘貼步驟s11之後，實施環狀加強部形成步驟s12。在環狀加強部形成步驟s12中，使用磨削裝置20的第一磨削單元30。

圖3所示的磨削裝置20具有對晶片w進行吸附保持的卡盤工作檯21。卡盤工作檯21由多孔質材料形成，該多孔質材料具有在板厚方向上貫通的多個細小的吸引孔。卡盤工作檯21可以利用真空卡盤系統對晶片w進行吸附保持，也可以使用其他方法來進行保持。卡盤工作檯21例如設置在圓盤狀的旋轉自如的旋轉工作檯上而能夠進行位置變位。卡盤工作檯21被旋轉驅動機構設置成能夠獨自在一個方向或兩個方向上旋轉。在本實施方式中，磨削裝置20具有第一磨削單元30和第二磨削單元40。

第一磨削單元30與卡盤工作檯21對置。第一磨削單元30藉助未圖示的支承機構被安裝成在上下方向自由升降。第一磨削單元30在磨削裝置20的規定的粗磨削位置處與卡盤工作檯21對置並藉助未圖示的支承機構被安裝成在上下方向自由升降，能夠通過由滾珠絲槓、滾珠螺母和電動機等構成的未圖示的進給驅動機構來使第一磨削單元30升降從而進行磨削進給。第一磨削單元30具有呈環狀固定的多個分段狀的磨削磨具31等。為了在整個面的區域內對與器件區域wa對應的晶片w的背面wr進行磨削，磨削磨具31的旋轉直徑大致為晶片w的直徑的一半。

在環狀加強部形成步驟s12中，通過磨削裝置20的第一磨削單元30將與器件區域wa對應的背面wr磨削至第1厚度t1，並在與外周剩餘區域wb對應的背面wr形成環狀的加強部wc。在環狀加強部形成步驟s12中，將晶片w的正面ws側保持在卡盤工作檯21上，利用第一磨削單元30殘留出加強部wc而將與器件區域wa對應的晶片w的背面wr磨削成凹狀(大鼓狀)。更詳細地說，首先，從提供/回收盒取出1張晶片w而利用未圖示的搬送單元的搬送墊對晶片w進行吸引保持，以晶片w的背面wr側朝上的狀態將晶片w的正面ws側載置在卡盤工作檯21上。然後，將磨削磨具31定位在與器件區域wa對應的晶片w的背面wr。此時，將配置在徑向最外側的磨削磨具31的磨具位置定位在比晶片w的外周按照加強部wc的寬度的量靠徑向內側的位置。然後，一邊使磨削磨具31旋轉一邊朝向下方進行加工進給，將磨削磨具31按壓在晶片w的背面wr。由於卡盤工作檯21也被旋轉驅動，所以被吸附保持的晶片w也旋轉。然後，使第一磨削單元30朝向下方加工進給而對與器件區域wa對應的晶片w的背面wr進行磨削，直到與器件區域wa對應的晶片w的厚度成為第1厚度t1。當與器件區域wa對應的晶片w的厚度成為第1厚度t1時，停止第一磨削單元30朝向下方的加工進給。這樣，在環狀加強部形成步驟s12中，晶片w被磨削成在與圍繞器件區域wa的外周剩餘區域wb對應的背面wr上殘留有環狀的加強部wc。利用搬送單元的搬送墊對磨削後的晶片w進行吸引保持而收納在提供/回收盒中。然後，通過未圖示的移送機構或操作人員將提供/回收盒移送並收納到雷射加工裝置50中。

在實施了環狀加強部形成步驟s12之後，實施改質層形成步驟s13。在改質層形成步驟s13中，使用雷射加工裝置50。

圖4所示的雷射加工裝置50對晶片w照射雷射束l。雷射加工裝置50具有：卡盤工作檯51，其對晶片w進行保持；雷射束照射單元52，其對保持在卡盤工作檯51上的晶片w照射對於晶片w具有透過性的波長的雷射束l而在晶片w的內部形成改質層k；以及未圖示的移動單元，其使卡盤工作檯51和雷射束照射單元52相對地移動。

在改質層形成步驟s13中，將對於晶片w具有透過性的波長的雷射束l定位在晶片w的器件區域wa的內部而從晶片w的背面wr沿著分割預定線在晶片w的器件區域wa的內部形成改質層k。

在改質層形成步驟s13中，從提供/回收盒取出1張晶片w而利用未圖示的搬送單元的搬送墊對晶片w進行吸引保持，以晶片w的背面wr側朝上的狀態將晶片w的正面ws側載置在雷射加工裝置50的卡盤工作檯51上，並利用卡盤工作檯51對晶片w的正面ws側進行吸引保持。之後，雷射加工裝置50的未圖示的對準單元完成加工位置的對準。然後，一邊通過移動單元使卡盤工作檯51與雷射束照射單元52相對地移動，一邊使聚光點從晶片w的背面wr對位在晶片w的內部而沿著分割預定線照射對於晶片w具有透過性的波長的雷射束l。然後，沿著分割預定線在晶片w的內部形成改質層k。這樣，在改質層形成步驟s13中，沿著全部的分割預定線在晶片w的內部形成改質層k。利用搬送單元的搬送墊對形成改質層k的晶片w進行吸引保持而收納在提供/回收盒中。然後，通過移送機構或操作人員將提供/回收盒移送並收納到磨削裝置20中。

改質層形成步驟s13中的雷射加工裝置50的加工條件的一例按照以下方式進行。

光源：yag脈衝雷射

平均輸出：1.7w

重複頻率：90khz

進給速度：700mm/s

改質層k是指密度、折射率、機械強度和其他的物理特性與周圍不同的狀態的區域，能夠例示出熔融處理區域、裂紋區域、絕緣破壞區域、折射率變化區域以及混合了這些區域的區域等。

在實施了改質層形成步驟s13之後，實施磨削步驟s14。在磨削步驟s14中，使用磨削裝置20的第二磨削單元40。

圖5所示的第二磨削單元40構成為與第一磨削單元30同樣。對第二磨削單元40的各構成要素賦予與第一磨削單元30的各構成要素對應的標號並省略詳細的說明。

在磨削步驟s14中，如圖5所示，從晶片w的背面wr通過第二磨削單元40進行磨削並薄化至完工厚度t2(參照圖7)，並且使如圖6所示通過磨削動作而產生的以改質層k為起點的裂紋c一直產生到晶片w的正面ws側，由此，沿著分割預定線對晶片w進行分割。在磨削步驟s14中，將晶片w的正面ws側保持在卡盤工作檯21上，並利用第二磨削單元40對與加強部wc對應的晶片w的背面wr進行磨削。更詳細地說，首先，從提供/回收盒取出1張晶片w而利用搬送單元的搬送墊對晶片w進行吸引保持，以晶片w的背面wr側朝上的狀態將晶片w的正面ws側載置在卡盤工作檯21上。然後，將磨削磨具41定位在與加強部wc對應的晶片w的背面wr。此時，將配置在徑向最外側的磨削磨具41的磨具位置定位在比晶片w的外周靠徑向外側的位置。然後，一邊使磨削磨具41旋轉一邊朝向下方進行加工進給，將磨削磨具41按壓在晶片w的背面wr。由於卡盤工作檯21也被旋轉驅動，所以被吸附保持的晶片w也旋轉。然後，如圖7所示，使第二磨削單元40朝向下方加工進給而對與加強部wc對應的晶片w的背面wr進行磨削，直到加強部wc被去除且晶片w的厚度成為完工厚度t2。當與器件區域wa對應的晶片w的厚度成為完工厚度t2時，停止第二磨削單元40朝向下方的加工進給。這樣，在磨削步驟s14中，晶片w被磨削至完工厚度t2而將加強部wc去除。利用搬送單元的搬送墊對加工後的晶片w進行吸引保持而收納在提供/回收盒中。

在磨削步驟s14中，隨著晶片w的磨削而將磨削磨具41按壓在晶片w的背面wr，由此，如圖6所示，以改質層k為起點的裂紋c一直產生到晶片w的正面ws側。裂紋c以改質層k為起點伸長到晶片w的正面ws側。進而換言之，裂紋c沿著分割預定線形成。

通過實施這樣的保護帶粘貼步驟s11、環狀加強部形成步驟s12、改質層形成步驟s13、磨削步驟s14，由於在利用環狀的加強部wc來加強晶片w的狀態下實施改質層形成步驟s13和磨削步驟s14，所以能夠減少改質層k形成後的晶片w的翹曲並能夠進行搬送。

如以上那樣，根據本實施方式的晶片的加工方法，對於在環狀加強部形成步驟s12中殘留出加強部wc被磨削成凹狀(大鼓狀)的晶片w，在改質層形成步驟s13中，利用雷射加工裝置50來形成改質層k。因此，當在改質層形成步驟s13中形成改質層k之後，即使裂紋c從改質層k伸長，也能夠通過環狀的加強部wc來加強晶片w，因此減少了晶片w的翹曲。

由於減少了晶片w的翹曲，所以在改質層形成步驟s13之後，在為了在磨削步驟s14中進行磨削而將晶片w從雷射加工裝置50搬送到第二磨削單元40時，能夠通過例如以吸引保持著晶片的狀態進行搬送的搬送單元等各種搬送單元來進行搬送。在晶片w的翹曲較大的情況下，需要為翹曲準備的特殊的治具，但根據本實施方式的晶片的加工方法，由於減少了晶片w的翹曲，所以不需要那樣的特殊的治具。這樣，根據本實施方式的晶片的加工方法，能夠不用按照搬送單元的種類而容易地搬送所加工的晶片w。

〔第二實施方式〕

一邊參照圖8至圖14一邊對本實施方式進行說明。圖8是第二實施方式的晶片的加工方法的流程圖。圖9是示出第二實施方式的晶片的加工方法的環狀切削槽形成步驟中的切削單元周邊的結構例的剖視圖。圖10是示出第二實施方式的晶片的加工方法的保護帶粘貼步驟中的晶片的結構例的剖視圖。圖11是示出第二實施方式的晶片的加工方法的環狀加強部形成步驟中的磨削單元周邊的結構例的剖視圖。圖12是示出第二實施方式的晶片的加工方法的改質層形成步驟中的雷射加工單元周邊的結構例的剖視圖。圖13是示出第二實施方式的晶片的加工方法的磨削步驟中的磨削單元周邊的結構例的剖視圖。圖14是示出第二實施方式的晶片的加工方法的磨削步驟中的磨削單元周邊的結構例的剖視圖。

關於本實施方式的晶片的加工方法，在圖1所示的流程圖中，在實施步驟s11之前實施步驟s10這一點上與第一實施方式的晶片的加工方法不同。在本實施方式的各步驟中使用的裝置的基本結構與在第一實施方式的各步驟中使用的裝置同樣。在以下的說明中，對與在第一實施方式的各步驟中使用的裝置同樣的構成要素賦予相同的標號或對應的標號，省略了其詳細的說明。

如圖8所示，本實施方式的晶片的加工方法按照環狀切削槽形成步驟s10、保護帶粘貼步驟s11、環狀加強部形成步驟s12、改質層形成步驟s13、磨削步驟s14的順序執行處理。

首先，在保護帶粘貼步驟s11的實施之前，實施環狀切削槽形成步驟s10。在環狀切削槽形成步驟s10中，使用切削裝置60。

圖9所示的切削裝置60對晶片w進行切削而形成環狀的切削槽d。切削裝置60具有：卡盤工作檯61，其對晶片w進行保持；以及切削單元(切削刀具)62，其對保持在卡盤工作檯61上的晶片w進行切削。

在環狀切削槽形成步驟s10中，從未圖示的提供/回收盒取出1張晶片w而將晶片w的背面wr側吸引保持在卡盤工作檯61上，利用切削單元62從晶片w的正面ws側切入外周剩餘區域wb與器件區域wa的邊界wd直到達到第1厚度t1，使卡盤工作檯61旋轉而在外周剩餘區域wb與器件區域wa的邊界wd處形成環狀的切削槽d。切削槽d的深度只要為第1厚度t1以上而未到晶片w的厚度即可。利用未圖示的搬送單元的搬送墊對切削後的晶片w進行吸引保持而收納在提供/回收盒中。

在實施了環狀切削槽形成步驟s10之後，實施保護帶粘貼步驟s11。由此，如圖10所示，形成於晶片w的正面ws側的切削槽d被保護帶t覆蓋。然後，通過移送機構或操作人員將提供/回收盒移動並收納到磨削裝置20中。

在實施了保護帶粘貼步驟s11之後，實施環狀加強部形成步驟s12。在環狀加強部形成步驟s12中，首先，從提供/回收盒取出1張晶片w而利用搬送單元的搬送墊對晶片w進行吸引保持，並將晶片w的正面ws側載置在卡盤工作檯21上。如圖11所示，將配置在徑向最外側的磨削磨具31的磨具位置定位在比晶片w的外周按照加強部wc的寬度的量靠徑向內側的、與切削槽d對應的晶片w的背面wr上。當磨削結束且與器件區域wa對應的晶片w的厚度成為第1厚度t1時，切削槽d在形成於晶片w的背面wr的加強部wc的內側露出。這樣，在環狀加強部形成步驟s12中，當晶片w的厚度成為第1厚度t1並形成有加強部wc時，外周剩餘區域wb隔著切削槽d而從器件區域wa分離。此時，外周剩餘區域wb藉助保護帶t而與器件區域wa一起保持在卡盤工作檯21上。利用搬送單元的搬送墊對磨削後的晶片w進行吸引保持並收納在提供/回收盒中。然後，通過移送機構或操作人員將提供/回收盒移送並收納到雷射加工裝置50中。

在實施了環狀加強部形成步驟s12之後，實施改質層形成步驟s13。在改質層形成步驟s13中，首先，從提供/回收盒取出1張晶片w而利用搬送單元的搬送墊對晶片w進行吸引保持，並將晶片w的正面ws側載置在卡盤工作檯51上。然後，如圖12所示，將對於晶片w具有透過性的波長的雷射束l定位在晶片w的器件區域wa的內部而從晶片w的背面wr的切削槽d的內周側沿著分割預定線在晶片w的器件區域wa的內部形成改質層k。這樣，在改質層形成步驟s13中，沿著器件區域wa的、全部的分割預定線在晶片w的內部形成改質層k。利用搬送單元的搬送墊對形成有改質層k的晶片w進行吸引保持而收納在提供/回收盒中。然後，通過移送機構或操作人員將提供/回收盒移送並收納到磨削裝置20中。

在實施了改質層形成步驟s13之後，實施磨削步驟s14。在磨削步驟s14中，首先，從提供/回收盒取出1張晶片w而利用搬送單元的搬送墊對晶片w進行吸引保持，並將晶片w的正面ws側載置在卡盤工作檯21上。然後，如圖13所示，從晶片w的背面wr通過第二磨削單元40進行磨削，如圖14所示，使晶片w薄化至完工厚度t2並且使通過磨削動作而產生的以改質層k為起點的裂紋c一直產生到晶片w的正面ws側，並沿著分割預定線對晶片w進行分割。這樣，在磨削步驟s14中，當晶片w被磨削至完工厚度t2時，加強部wc被去除。由於外周剩餘區域wb隔著切削槽d而從器件區域wa分離，所以在磨削步驟s14中，即使改質層k的裂紋c伸長，也可以通過切削槽d來限制朝向晶片w的徑向外側的裂紋c的伸長。利用搬送單元的搬送墊對加工後的晶片w進行吸引保持而收納在提供/回收盒中。

如以上那樣，根據本實施方式的晶片的加工方法，與第一實施方式同樣，即使裂紋c從改質層k伸長，也能夠通過環狀的加強部wc來加強晶片w，因此減少了晶片w的翹曲。因此，在改質層形成步驟s13之後，在為了在磨削步驟s14中進行磨削而將晶片w從雷射加工裝置50搬送至第二磨削單元40時，能夠通過例如以吸引保持著晶片的狀態進行搬送的搬送單元等各種搬送單元進行搬送。這樣，根據本實施方式的晶片的加工方法，能夠不用按照搬送單元的種類而容易地搬送所加工的晶片w。

根據本實施方式的晶片的加工方法，在步驟s11～步驟s14的實施之前，在環狀切削槽形成步驟s10中，從晶片w的正面ws側切入外周剩餘區域wb與器件區域wa的邊界wd直到到達第1厚度t1，由此，能夠形成環狀的切削槽d。在環狀加強部形成步驟s12中，當晶片w的厚度成為第1厚度t1並形成有加強部wc時，能夠使外周剩餘區域wb隔著切削槽d而從器件區域wa分離。由此，關於晶片的加工方法，在磨削步驟s14中，即使形成於晶片w的改質層k的裂紋c伸長，也能夠通過切削槽d來限制朝向晶片w的徑向外側的裂紋c的伸長。

另外，本發明並不限定於上述實施方式。即，能夠在不脫離本發明的主旨的範圍內實施各種變形。例如，雖然說明了在環狀切削槽形成步驟s10中將切削槽d的深度切削形成為距晶片w的正面ws為t1的深度，但只要切削槽d的深度為t1以上而未到晶片w的厚度即可。