板状物的加工方法
板状物的加工方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及除去板状物的层叠体而使基板露出的板状物的加工方法，其中，该板 状物由娃等的基板和在该基板的正面形成的层叠体构成。
【背景技术】
[0002] 如本领域技术人员所知，在半导体器件制造过程中，形成有该样的半导体晶片：利 用在娃等的基板的正面层叠绝缘膜和功能膜而成的功能层，将多个1C、LSI等器件形成为 矩阵状。在该样形成的半导体晶片中，上述器件由被称作为间隔道的分割预定线划分开，并 且通过沿着该分割预定线进行分割，制造出一个个半导体器件。
[0003] 近来，为了提高1C、LSI等半导体巧片的处理能力，如下形态的半导体晶片被实用 化，其中，利用在娃等的基板的正面层叠低介电常数绝缘体覆膜（Low-k膜）而成的功能 层来形成半导体器件，该低介电常数绝缘体覆膜是由SiOF、BSG(SiOB)等无机物类的膜、W 及聚酷亚胺类、聚对二甲苯类等聚合物膜即有机物类的膜形成的。
[0004] 沿着该样的半导体晶片的间隔道的分割通常利用被称作切割银（dicingsaw)的 切削装置来进行。该切削装置具备；卡盘工作台，其保持作为被加工物的半导体晶片；切削 构件，其用于对保持于该卡盘工作台的半导体晶片进行切削；和移动构件，其使卡盘工作台 和切削构件相对移动。切削构件包括高速旋转的旋转主轴和安装于该主轴的切削刀具。切 削刀具由圆盘状的基座和在该基座的侧面外周部安装的环状的切削刃构成，并且切削刃例 如通过电铸来固定粒径3ym左右的金刚石磨粒而形成。
[0005] 然而，利用切削刀具切削上述Low-k膜较为困难。即，存在如下问题；由于Low-k膜像云母那样非常脆，所W当利用切削刀具沿着分割预定线切削时，Low-k膜会剥离，该 剥离到达器件而对器件造成致命的损伤。
[0006] 为了解决上述问题，在下述专利文献1中公开了如下晶片的分割方法：在形成于 半导体晶片的分割预定线的宽度方向上的两侧沿着分割预定线照射激光光线，沿着分割预 定线除去层叠体进行分断，将切削刀具定位到该2条激光加工槽的外侧之间，并使切削刀 具与半导体晶片相对移动，由此沿着分割预定线切断半导体晶片。
[0007] 专利文献1 ;日本特开2005-142398号公报
[000引然而存在如下问题；当沿着分割预定线照射激光光线来除去层叠体而使娃等的基 板露出时，由于激光光线的漏光或直射会给基板的上表面带来损伤，当利用切削刀具沿着 除去层叠体后的分割预定线对基板进行切削时，因上表面的损伤而产生裂纹，从而使器件 的抗折强度降低。
[0009] 对于在基板的上表面形成有TEG(TestElementGroup,测试元件组）等的金属膜 或纯化膜等层叠体的板状物，在除去层叠体的加工中会普遍引发该样的问题。
【发明内容】
[0010] 本发明正是鉴于上述情况而完成的，其主要的技术课题在于，提供能够W不对板 状物中的基板造成损伤的方式除去层叠体而使基板露出的板状物的加工方法，其中，该板 状物由娃等的基板和在该基板的正面形成的层叠体构成。
[0011] 为解决上述主要的技术课题，根据本发明，提供一种板状物的加工方法，其用于对 由基板和在该基板的正面形成的层叠体构成的板状物进行加工，其特征在于，在该板状物 的加工方法中，实施基板露出工序，在该基板露出工序中，对板状物的要除去层叠体的区域 照射激光光线，除去层叠体而使基板露出，该激光光线被设定为破坏层叠体但不破坏基板 的能量密度。
[0012] 优选的是，在该基板露出工序中照射的激光光线W聚光斑照射到层叠体的上表 面，该聚光斑是使聚光点定位在比构成板状物的层叠体的上表面靠上侧的位置而形成的。
[0013] 优选的是，该板状物是晶片，该晶片在基板的上表面具有通过多条分割预定线划 分形成了多个器件的层叠体，在该基板露出工序中沿着分割预定线除去层叠体之后，实施 将沿着分割预定线露出的基板切断的切断工序。
[0014] 发明效果
[0015] 本发明的板状物的加工方法中实施基板露出工序，在该基板露出工序中，对板状 物的要除去层叠体的区域照射激光光线，除去层叠体而使基板露出，该激光光线被设定为 破坏层叠体但不破坏基板的能量密度，因此，能够不对基板造成损伤地除去层叠体。该样， 由于能够不对基板造成损伤地除去层叠体，因此，即使利用切削刀具对沿着分割预定线露 出的基板进行切削，也不会在基板产生裂纹，不会使器件的抗折强度降低。
【附图说明】
[0016] 图1是示出利用本发明的板状物的加工方法加工的作为板状物的半导体晶片的 立体图和主要部分放大剖视图。
[0017] 图2是示出实施了晶片支承工序的半导体晶片的背面被粘贴到在环状的框架上 安装的切割带的正面的状态的立体图。
[0018] 图3是用于实施基板露出工序的激光加工装置的主要部分立体图。
[0019]图4是在图3所示的激光加工装置中装备的激光光线照射构件的结构图。
[0020] 图5是基板露出工序的说明图。
[0021] 图6是示出基板露出工序的其他实施方式的说明图。
[0022] 图7是用于实施切断工序的切削装置的主要部分立体图。
[0023] 图8是切断工序的说明图。
[0024] 标号说明
[0025] 2 ;半导体晶片；
[0026]20 ;基板；
[0027] 21 ;功能层；
[002引 22 ;器件；
[0029] 23 ;分割预定线；
[0030] 5 ;实施功能层除去工序的激光加工装置；
[0031] 51 ;卡盘工作台；
[0032] 52 ;激光光线照射构件；
[0033] 525;聚光器；
[0034] 6;切削装置；
[0035] 61 ;卡盘工作台；
[0036] 62 ;切削构件；
[0037] 623;切削刀具。
【具体实施方式】
[003引W下，参照附图，对本发明的板状物的加工方法进行更详细的说明。
[0039] 在图1的（a)和化）中，示出通过本发明的板状物的加工方法加工的作为板状物 的半导体晶片的立体图和主要部分放大剖视图。在图1的（a)和化）所示的半导体晶片2 中，利用功能层21 (层叠体）将多个1C、LSI等器件22形成为矩阵状，该功能层21是在厚 度为150ym的娃等的基板20的正面20a将绝缘膜和形成电路的功能膜层叠而成的。而且， 各器件22被形成为格子状的分割预定线23 (在本实施方式中宽度被设定为100ym)划分 开。另外，在本实施方式中，形成功能层21的绝缘膜由Si化膜或者低介电常数绝缘体覆膜 (Low-k膜）构成，该低介电常数绝缘体覆膜由SiOF、BSG(SiOB)等无机物类的膜、W及由 聚酷亚胺类、聚对二甲苯类等的聚合物膜即有机物类的膜形成，该绝缘膜的厚度被设定为 10ym。
[0040] 对沿着分割预定线23除去上述作为板状物的半导体晶片2的层叠体即功能层21 的板状物的加工方法进行说明。
[0041] 首先，实施晶片支承工序，在该晶片支承工序中，在构成半导体晶片2的基板20的 背面粘贴切割带，并利用环状的框架支承该切割带的外周部。目P，如图2所示，在W覆盖环 状的框架3的内侧开口部的方式安装了外周部的切割带4的正面，粘贴构成半导体晶片2 的基板20的背面20b。因此，在粘贴于切割带4的正面的半导体晶片2中，层叠体即功能层 21的正面21a成为上侧。[0042] 实施上述晶片支承工序后，实施基板露出工序，在该基板露出工序中，对要除去层 叠体即功能层21的区域照射激光光线，除去层叠体即功能层21而使基板20露出，该激光 光线被设定为破坏层叠体即功能层21但不破坏基板20的能量密度。使用图3所示的激光 加工装置5来实施该基板露出工序。图3所示的激光加工装置5具备；卡盘工作台51，其保 持被加工物；激光光线照射构件52,其对保持在该卡盘工作台51上的被加工物照射激光光 线；和摄像构件53,其对保持在卡盘工作台51上的被加工物进行拍摄。卡盘工作台51构 成为抽吸保持被加工物，卡盘工作台51借助未图示的加工进给构件向图3中由箭头X表示 的加工进给方向移动，并且借助未图示的分度进给构件向图3中由箭头Y表示的分度进给 方向移动。
[0043] 上述激光光线照射构件52包括实质上呈水平配置的圆筒形状的壳体521。如图4 所示，在壳体521内配置有：脉冲激光光线振荡构件522 ;输出调整构件523,其对从该脉冲 激光光线振荡构件522振荡发出的脉冲激光光线的输出进行调整；和传送光学系统524,其 传送由该输出调整构件523调整了输出的脉冲激光光线。脉冲激光光线振荡构件522由脉 冲激光振荡器522a和附设在其上的重复频率设定构件52化构成。从该样构成的脉冲激光 光线振荡构件522振荡发出的脉冲激光光线由输出调整构件523调整输出，并经由传送光 学系统524引导至安装于壳体521的末端的聚光器525。
[0044] 如图4所示，聚光器525具备方向变换镜525a和物镜52化。方向变换镜525a将 经由传送光学系统524引导来的脉冲激光光线朝向物镜52化呈直角进行方向变换。物镜 52化将由方向变换镜525a进行了方向变换的脉冲激光光线聚光到保持于卡盘工作台51的 被加工物W的上表面。聚光到被加工物W的上表面的脉冲激光光线LB的聚光斑（集光乂 术ッh)S1在本实施方式中构成为巾40~50叫1。另外，在图4所示的实施方式中，脉冲激光 光线LBW聚光斑S1进行照射，该聚光斑S1是从定位在比被加工物W的上表面（构成板状 物的层叠体的上表面）靠上侧的位置的聚光点P扩径而成的。
[0045] 在构成上述激光光线照射构件52的壳体521的末端部安装的摄像构件53具备如 下部件等：照明构件，其用于对被加工物进行照明；光学系统，其捕捉由该照明构件照明的 区域；和摄像元件（CCD)，其对由该光学系统捕捉的图像进行拍摄，所述摄像构件53将拍摄 到的图像信号送到未图示的控制构件。
[0046] 参照图3和图5对基板露出工序进行说明，在所述基板露出工序中，使用上述激光 加工装置5将脉冲激光光线的光斑定位到分割预定线23的上表面并沿着分割预定线23进 行照射，除去层叠于分割预定线23的层叠体即功能层21而使基板20露出。
[0047] 首先，将粘贴有实施了上述晶片支承工序的半导体晶片2的切割带4侧载置到上 述图3所示的激光加工装置5的卡盘工作台51上。然后，通过使未图示的抽吸构件动作， 借助切割带4将半导体晶片2保持在卡盘工作台51上（晶片保持工序）。因此，对于保持 于卡盘工作台51的半导体晶片2,功能层21成为上侧。另外，在图3中省略了安装有切割 带4的环状的框架3来示出，但环状的框架3保持于在卡盘工作台51上配设的适当的框架 保持构件。该样，抽吸保持半导体晶片2的卡盘工作台51借助未图示的加工进给构件被定 位到摄像构件53的正下方。
[0048] 当卡盘工作台51被定位于摄像构件53的正下方时，利用摄像构件53和未图示的 控制构件执行对半导体晶片2的应激光加工的加工区域进行检测的校准作业。目P，摄像构 件53和未图示的控制构件执行图像匹配等图像处理，W进行激光光线照射位置的校准（校 准工序），所述图像匹配用于进行半导体晶片2的沿第1方向形成的分割预定线23、与沿着 该分割预定线23照射激光光线的激光光线照射构件52的聚光器525的位置对准。并且， 对于在半导体晶片2上沿与上述第1方向垂直的方向形成的分割预定线23,也同样地进行 激光光线照射位置的校准。
[0049] 实施了上述校准工序后，则如图5的（a)所示，将卡盘工作台51移动至照射脉冲 激光光线的激光光线照射构件52的聚光器525所在的激光光线照射区域，将规定的分割预 定线23定位到聚光器525的正下方。此时，如图5的（a)所示，半导体晶片2W分割预定 线23的一端（在图5的（a)中左端）位于聚光器525的正下方的方式被定位。然后，如图 5的（a)和（C)所示，将从聚光器525照射出的脉冲激光光线LB的聚光斑S1定位到分割预 定线23处的功能层21的上表面附近。接着，一边从激光光线照射构件52的聚光器525照 射脉冲激光光线LB，一边使卡盘工作台51向图5的（a)中箭头XI所示的方向W规定的加 工进给速度移动，其中，脉冲激光光线LB被设定为破坏构成半导体晶片2的功能层21但不 破坏基板20的能量密度。然后，如图5的化）所示，在半导体晶片2形成的分割预定线23 的另一端（在图5的化）中右端）到达聚光器525的正下方位置后，停止脉冲激光光线LB 的照射，并且停止卡盘工作台51的移动。
[0050] 另外，上述基板露出工序例如W下述的加工条件进行。
[0051](加工条件1)
[0化引脉冲激光光线的波长；355nm[005引重复频率；200~1000曲Z
[0054] 脉冲宽度；1~5ns
[0055]能量密度；0. 6~1. 5J/cm2
[0056] 光斑径；（p40~50[im
[0化7] 加工进给速度；100~400mm/秒
[005引（加工条件。
[0化9] 脉冲激光光线的波长；532nm
[0060] 重复频率；lOMHz
[0061] 脉冲宽度；lOps
[0062]能量密度；0. 13~0. 2J/cm2
[006引光斑径；(p40~SOym [0064] 加工进给速度；500mm/秒
[00化]在上述基板露出工序中，脉冲激光光线LB被设定为破坏功能层21但不破坏基板20的能量密度，因此，虽然功能层21被烧蚀加工，但不会对基板20造成损伤。另外，在本 实施方式中，如图4所示，关于脉冲激光光线LB，将聚光点P定位在比被加工物W的上表面 (半导体晶片2的功能层21的上表面）靠上侧的位置，并W形成为圆锥形的聚光斑S1的 状态照射到功能层21的上表面，因此，在功能层21被除去而照射到基板20的上表面时，光 斑S1相比于照射到功能层21的状态被扩径，所W面积增大。因此，使照射到基板20的脉 冲激光光线LB的能量密度降低，因此可靠地防止对基板20造成的损伤。其结果为，如图5 的（d)所示，在半导体晶片2的分割预定线23形成了功能层21被除去而出现的槽24,并且 使基板20的正面20a(上表面）露出而不对基板20造成损伤。沿着在半导体晶片2形成 的全部的分割预定线23实施该基板露出工序。
[0066] 另外，在上述实施方式中，示出了将脉冲激光光线LB的聚光斑S1照射到半导体晶 片2的功能层21的上表面的例子，但如图6所示，也可聚光斑S2的状态照射到半导体 晶片2的功能层21的上表面，该聚光斑S2比利用物镜52化聚光的脉冲激光光线LB的聚 光点靠物镜52化侧。
[0067] 实施上述基板露出工序后，对半导体晶片2实施基板切断工序，在该基板切断工 序中，沿着功能层21被除去而出现的槽24将露出的基板20切断。该基板切断工序在本实 施方式中使用图7所示的切削装置6来实施。图7所示的切削装置6具备；卡盘工作台61， 其保持 被加工物；切削构件62,其对保持在该卡盘工作台61上的被加工物进行切削；和摄 像构件63,其对保持在该卡盘工作台61上的被加工物进行拍摄。卡盘工作台61构成为抽 吸保持被加工物，卡盘工作台61借助未图示的加工进给构件向图7中由箭头X表示的加工 进给方向移动，并且借助未图示的分度进给构件向由箭头Y表示的分度进给方向移动。
[0068] 上述切削构件62包括；实质上呈水平配置的主轴外壳621 ;旋转自如地支承于该 主轴外壳621的旋转主轴622 ;和安装于该旋转主轴622的末端部的切削刀具623,旋转主 轴622利用在主轴外壳621内配设的未图示的伺服马达向由箭头623a所示的方向旋转。切 削刀具623由圆盘状的基座624和环状的切削刃625构成，该基座624由侣等金属材料形 成，该切削刃625安装在该基座624的侧面外周部。环状的切削刃625由电铸刀具形成，其 中，通过锻镶将粒径为3~4ym的金刚石磨粒固定到基座624的侧面外周部，在图示的实 施方式中，厚度形成为30ym，外径形成为50mm。
[0069] 上述摄像构件63被安装在主轴外壳621的末端部，并具备如下部件等；照明构 件，其用于对被加工物进行照明；光学系统，其捕捉由该照明构件照明的区域；和摄像元件 (CCD)，其对由该光学系统捕捉的图像进行拍摄，摄像构件63将拍摄到的图像信号送到未 图示的控制构件。
[0070] 在使用上述切削装置6实施基板切断工序的过程中，如图8所示，将粘贴有实施了 上述基板露出工序的半导体晶片2的切割带4侧载置到卡盘工作台61上。然后，通过使未 图示的抽吸构件动作，借助切割带4将半导体晶片2保持到卡盘工作台61上（晶片保持工 序）。因此，对于保持于卡盘工作台61的半导体晶片2,沿着分割预定线23形成的槽24成 为上侧。另外，在图8中省略了安装有切割带4的环状的框架3来示出，但环状的框架3保 持于在卡盘工作台61上配设的适当的框架保持构件。该样，抽吸保持半导体晶片2的卡盘 工作台61借助未图示的加工进给构件被定位在摄像构件63的正下方。
[0071]当卡盘工作台61被定位于摄像构件63的正下方时，利用摄像构件63和未图示的 控制构件执行对半导体晶片2的应切削区域进行检测的校准工序。在该校准工序中，利用 摄像构件63拍摄槽24来执行，该槽24是通过上述基板露出工序沿着半导体晶片2的分割 预定线23形成的。目P，摄像构件63和未图示的控制构件执行图像匹配等图像处理，W进行 由切削刀具623切削的切削区域的校准（校准工序），所述图像匹配用于进行沿着分割预定 线23形成的槽24、与切削刀具623的位置对准，其中，所述分割预定线23是形成于半导体 晶片2的第1方向的分割预定线。并且，对于在半导体晶片2上沿与上述第1方向垂直的 方向形成的槽24,也同样地进行由切削刀具623切削的切削区域的校准。
[0072] 对如上所述地沿着保持在卡盘工作台61上的半导体晶片2的分割预定线23形成 的槽24进行检测，进行切削区域的校准后，将保持半导体晶片2的卡盘工作台61移动至切 削区域的切削开始位置。此时，如图8的（a)所示，半导体晶片2W应切削的槽24的一端 (在图8的（a)中左端）位于比切削刀具623的正下方偏向右侧规定量的位置的方式被定 位。此时，在图示的实施方式中，在上述校准工序中直接对形成于分割预定线23的槽24进 行拍摄来检测切削区域，因此，形成于分割预定线23的槽24的中屯、位置被可靠地定位到与 切削刀具623对置的位置。
[0073] 该样地保持在切削装置6的卡盘工作台61上的半导体晶片2被定位到切削加工 区域的切削开始位置后，使切削刀具623从图8的（a)中由双点划线表示的待机位置开始 如箭头Z1所示地向下方切入进给，并如图8的（a)中实线所示地定位于规定的切入进给位 置。如图8的（a)和图8的（C)所示，该切入进给位置被设定为切削刀具623的下端到达 在半导体晶片2的背面粘贴的切割带4的位置。
[0074] 接下来，使切削刀具623向图8的（a)中由箭头623a表示的方向W高速（例如 20000rpm)的旋转速度旋转，并使卡盘工作台61向图8的（a)中由箭头XI表示的方向W 规定的切削进给速度移动。接着，如图8的（b)所示，当卡盘工作台61到达下述位置后，停 止卡盘工作台61的移动，上述位置是槽24的另一端（在图8的化）中右端）位于比切削 刀具623的正下方靠左侧规定量的位置。通过该样地对卡盘工作台61进行切削进给，如图 8的（d)所示，在形成于分割预定线23的槽24内形成了到达背面的切削槽25,从而半导体 晶片2的基板20被切断（基板切断工序）。
[0075] 接下来，使切削刀具623如图8的化）中箭头Z2所示地上升并定位于由双点划线 表示的待机位置，将卡盘工作台61向图8的化）中由箭头X2表示的方向移动，回到图8的 (a)所示的位置。然后，使卡盘工作台61沿垂直于纸面的方向（分度进给方向）分度进给 与槽24的间隔相当的量，接着将应切削的槽24定位到与切削刀具623对应的位置。该样， 在接着将应切削的槽24定位到与切削刀具623对应的位置后，实施上述切断工序。
[0076] 另外，上述分割工序例如W下述的加工条件进行。
[0077] 切削刀具；外径50mm、厚度30ym [007引切削刀具的旋转速度；20000巧m
[0079] 切削进给速度；50mm/秒
[0080] 对沿着在半导体晶片2形成的全部的分割预定线形成的槽24实施上述分割工序。 其结果为，半导体晶片2的基板20沿着形成有槽24的分割预定线23被切断，从而分成一 个个器件22。该样被分割的器件22在上述基板露出工序中不会因照射脉冲激光光线LB而 在基板20产生损伤，因此抗折强度不会降低。
【主权项】
1. 一种板状物的加工方法，其用于对由基板和在该基板的正面形成的层叠体构成的板 状物进行加工，其特征在于， 在该板状物的加工方法中，实施基板露出工序，在该基板露出工序中，对板状物的要除 去层叠体的区域照射激光光线，除去层叠体而使基板露出，该激光光线被设定为破坏层叠 体但不破坏基板的能量密度。2. 根据权利要求1所述的板状物的加工方法，其中， 在该基板露出工序中照射的激光光线以聚光斑照射到层叠体的上表面，该聚光斑是使 聚光点定位在比构成板状物的层叠体的上表面靠上侧的位置而形成的。3. 根据权利要求1或2所述的板状物的加工方法，其中， 该板状物是晶片，该晶片在基板的上表面具有通过多条分割预定线划分形成了多个器 件的层叠体，在该基板露出工序中沿着分割预定线除去层叠体之后，实施将沿着分割预定 线露出的基板切断的切断工序。
【专利摘要】本发明提供板状物的加工方法，能够以不对板状物中的基板造成损伤的方式除去层叠体而使基板露出，该板状物由硅等的基板和在该基板的正面形成的层叠体构成。该板状物的加工方法用于对由基板和在该基板的正面形成的层叠体构成的板状物进行加工，在该板状物的加工方法中，实施基板露出工序，在该基板露出工序中，对板状物的要除去层叠体的区域照射激光光线，除去层叠体而使基板露出，该激光光线被设定为破坏层叠体但不破坏基板的能量密度。
【IPC分类】H01L21/301
【公开号】CN104900507
【申请号】CN201510094374
【发明人】小川雄辉, 石田祐辉, 小幡翼
【申请人】株式会社迪思科
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年3月3日
【公告号】DE102015203961A1, US20150255288
【技术领域】
[0001] 本发明设及除去板状物的层叠体而使基板露出的板状物的加工方法，其中，该板 状物由娃等的基板和在该基板的正面形成的层叠体构成。
【背景技术】
[0002] 如本领域技术人员所知，在半导体器件制造过程中，形成有该样的半导体晶片：利 用在娃等的基板的正面层叠绝缘膜和功能膜而成的功能层，将多个1C、LSI等器件形成为 矩阵状。在该样形成的半导体晶片中，上述器件由被称作为间隔道的分割预定线划分开，并 且通过沿着该分割预定线进行分割，制造出一个个半导体器件。
[0003] 近来，为了提高1C、LSI等半导体巧片的处理能力，如下形态的半导体晶片被实用 化，其中，利用在娃等的基板的正面层叠低介电常数绝缘体覆膜（Low-k膜）而成的功能 层来形成半导体器件，该低介电常数绝缘体覆膜是由SiOF、BSG(SiOB)等无机物类的膜、W 及聚酷亚胺类、聚对二甲苯类等聚合物膜即有机物类的膜形成的。
[0004] 沿着该样的半导体晶片的间隔道的分割通常利用被称作切割银（dicingsaw)的 切削装置来进行。该切削装置具备；卡盘工作台，其保持作为被加工物的半导体晶片；切削 构件，其用于对保持于该卡盘工作台的半导体晶片进行切削；和移动构件，其使卡盘工作台 和切削构件相对移动。切削构件包括高速旋转的旋转主轴和安装于该主轴的切削刀具。切 削刀具由圆盘状的基座和在该基座的侧面外周部安装的环状的切削刃构成，并且切削刃例 如通过电铸来固定粒径3ym左右的金刚石磨粒而形成。
[0005] 然而，利用切削刀具切削上述Low-k膜较为困难。即，存在如下问题；由于Low-k膜像云母那样非常脆，所W当利用切削刀具沿着分割预定线切削时，Low-k膜会剥离，该 剥离到达器件而对器件造成致命的损伤。
[0006] 为了解决上述问题，在下述专利文献1中公开了如下晶片的分割方法：在形成于 半导体晶片的分割预定线的宽度方向上的两侧沿着分割预定线照射激光光线，沿着分割预 定线除去层叠体进行分断，将切削刀具定位到该2条激光加工槽的外侧之间，并使切削刀 具与半导体晶片相对移动，由此沿着分割预定线切断半导体晶片。
[0007] 专利文献1 ;日本特开2005-142398号公报
[000引然而存在如下问题；当沿着分割预定线照射激光光线来除去层叠体而使娃等的基 板露出时，由于激光光线的漏光或直射会给基板的上表面带来损伤，当利用切削刀具沿着 除去层叠体后的分割预定线对基板进行切削时，因上表面的损伤而产生裂纹，从而使器件 的抗折强度降低。
[0009] 对于在基板的上表面形成有TEG(TestElementGroup,测试元件组）等的金属膜 或纯化膜等层叠体的板状物，在除去层叠体的加工中会普遍引发该样的问题。
【发明内容】
[0010] 本发明正是鉴于上述情况而完成的，其主要的技术课题在于，提供能够W不对板 状物中的基板造成损伤的方式除去层叠体而使基板露出的板状物的加工方法，其中，该板 状物由娃等的基板和在该基板的正面形成的层叠体构成。
[0011] 为解决上述主要的技术课题，根据本发明，提供一种板状物的加工方法，其用于对 由基板和在该基板的正面形成的层叠体构成的板状物进行加工，其特征在于，在该板状物 的加工方法中，实施基板露出工序，在该基板露出工序中，对板状物的要除去层叠体的区域 照射激光光线，除去层叠体而使基板露出，该激光光线被设定为破坏层叠体但不破坏基板 的能量密度。
[0012] 优选的是，在该基板露出工序中照射的激光光线W聚光斑照射到层叠体的上表 面，该聚光斑是使聚光点定位在比构成板状物的层叠体的上表面靠上侧的位置而形成的。
[0013] 优选的是，该板状物是晶片，该晶片在基板的上表面具有通过多条分割预定线划 分形成了多个器件的层叠体，在该基板露出工序中沿着分割预定线除去层叠体之后，实施 将沿着分割预定线露出的基板切断的切断工序。
[0014] 发明效果
[0015] 本发明的板状物的加工方法中实施基板露出工序，在该基板露出工序中，对板状 物的要除去层叠体的区域照射激光光线，除去层叠体而使基板露出，该激光光线被设定为 破坏层叠体但不破坏基板的能量密度，因此，能够不对基板造成损伤地除去层叠体。该样， 由于能够不对基板造成损伤地除去层叠体，因此，即使利用切削刀具对沿着分割预定线露 出的基板进行切削，也不会在基板产生裂纹，不会使器件的抗折强度降低。
【附图说明】
[0016] 图1是示出利用本发明的板状物的加工方法加工的作为板状物的半导体晶片的 立体图和主要部分放大剖视图。
[0017] 图2是示出实施了晶片支承工序的半导体晶片的背面被粘贴到在环状的框架上 安装的切割带的正面的状态的立体图。
[0018] 图3是用于实施基板露出工序的激光加工装置的主要部分立体图。
[0019]图4是在图3所示的激光加工装置中装备的激光光线照射构件的结构图。
[0020] 图5是基板露出工序的说明图。
[0021] 图6是示出基板露出工序的其他实施方式的说明图。
[0022] 图7是用于实施切断工序的切削装置的主要部分立体图。
[0023] 图8是切断工序的说明图。
[0024] 标号说明
[0025] 2 ;半导体晶片；
[0026]20 ;基板；
[0027] 21 ;功能层；
[002引 22 ;器件；
[0029] 23 ;分割预定线；
[0030] 5 ;实施功能层除去工序的激光加工装置；
[0031] 51 ;卡盘工作台；
[0032] 52 ;激光光线照射构件；
[0033] 525;聚光器；
[0034] 6;切削装置；
[0035] 61 ;卡盘工作台；
[0036] 62 ;切削构件；
[0037] 623;切削刀具。
【具体实施方式】
[003引W下，参照附图，对本发明的板状物的加工方法进行更详细的说明。
[0039] 在图1的（a)和化）中，示出通过本发明的板状物的加工方法加工的作为板状物 的半导体晶片的立体图和主要部分放大剖视图。在图1的（a)和化）所示的半导体晶片2 中，利用功能层21 (层叠体）将多个1C、LSI等器件22形成为矩阵状，该功能层21是在厚 度为150ym的娃等的基板20的正面20a将绝缘膜和形成电路的功能膜层叠而成的。而且， 各器件22被形成为格子状的分割预定线23 (在本实施方式中宽度被设定为100ym)划分 开。另外，在本实施方式中，形成功能层21的绝缘膜由Si化膜或者低介电常数绝缘体覆膜 (Low-k膜）构成，该低介电常数绝缘体覆膜由SiOF、BSG(SiOB)等无机物类的膜、W及由 聚酷亚胺类、聚对二甲苯类等的聚合物膜即有机物类的膜形成，该绝缘膜的厚度被设定为 10ym。
[0040] 对沿着分割预定线23除去上述作为板状物的半导体晶片2的层叠体即功能层21 的板状物的加工方法进行说明。
[0041] 首先，实施晶片支承工序，在该晶片支承工序中，在构成半导体晶片2的基板20的 背面粘贴切割带，并利用环状的框架支承该切割带的外周部。目P，如图2所示，在W覆盖环 状的框架3的内侧开口部的方式安装了外周部的切割带4的正面，粘贴构成半导体晶片2 的基板20的背面20b。因此，在粘贴于切割带4的正面的半导体晶片2中，层叠体即功能层 21的正面21a成为上侧。[0042] 实施上述晶片支承工序后，实施基板露出工序，在该基板露出工序中，对要除去层 叠体即功能层21的区域照射激光光线，除去层叠体即功能层21而使基板20露出，该激光 光线被设定为破坏层叠体即功能层21但不破坏基板20的能量密度。使用图3所示的激光 加工装置5来实施该基板露出工序。图3所示的激光加工装置5具备；卡盘工作台51，其保 持被加工物；激光光线照射构件52,其对保持在该卡盘工作台51上的被加工物照射激光光 线；和摄像构件53,其对保持在卡盘工作台51上的被加工物进行拍摄。卡盘工作台51构 成为抽吸保持被加工物，卡盘工作台51借助未图示的加工进给构件向图3中由箭头X表示 的加工进给方向移动，并且借助未图示的分度进给构件向图3中由箭头Y表示的分度进给 方向移动。
[0043] 上述激光光线照射构件52包括实质上呈水平配置的圆筒形状的壳体521。如图4 所示，在壳体521内配置有：脉冲激光光线振荡构件522 ;输出调整构件523,其对从该脉冲 激光光线振荡构件522振荡发出的脉冲激光光线的输出进行调整；和传送光学系统524,其 传送由该输出调整构件523调整了输出的脉冲激光光线。脉冲激光光线振荡构件522由脉 冲激光振荡器522a和附设在其上的重复频率设定构件52化构成。从该样构成的脉冲激光 光线振荡构件522振荡发出的脉冲激光光线由输出调整构件523调整输出，并经由传送光 学系统524引导至安装于壳体521的末端的聚光器525。
[0044] 如图4所示，聚光器525具备方向变换镜525a和物镜52化。方向变换镜525a将 经由传送光学系统524引导来的脉冲激光光线朝向物镜52化呈直角进行方向变换。物镜 52化将由方向变换镜525a进行了方向变换的脉冲激光光线聚光到保持于卡盘工作台51的 被加工物W的上表面。聚光到被加工物W的上表面的脉冲激光光线LB的聚光斑（集光乂 术ッh)S1在本实施方式中构成为巾40~50叫1。另外，在图4所示的实施方式中，脉冲激光 光线LBW聚光斑S1进行照射，该聚光斑S1是从定位在比被加工物W的上表面（构成板状 物的层叠体的上表面）靠上侧的位置的聚光点P扩径而成的。
[0045] 在构成上述激光光线照射构件52的壳体521的末端部安装的摄像构件53具备如 下部件等：照明构件，其用于对被加工物进行照明；光学系统，其捕捉由该照明构件照明的 区域；和摄像元件（CCD)，其对由该光学系统捕捉的图像进行拍摄，所述摄像构件53将拍摄 到的图像信号送到未图示的控制构件。
[0046] 参照图3和图5对基板露出工序进行说明，在所述基板露出工序中，使用上述激光 加工装置5将脉冲激光光线的光斑定位到分割预定线23的上表面并沿着分割预定线23进 行照射，除去层叠于分割预定线23的层叠体即功能层21而使基板20露出。
[0047] 首先，将粘贴有实施了上述晶片支承工序的半导体晶片2的切割带4侧载置到上 述图3所示的激光加工装置5的卡盘工作台51上。然后，通过使未图示的抽吸构件动作， 借助切割带4将半导体晶片2保持在卡盘工作台51上（晶片保持工序）。因此，对于保持 于卡盘工作台51的半导体晶片2,功能层21成为上侧。另外，在图3中省略了安装有切割 带4的环状的框架3来示出，但环状的框架3保持于在卡盘工作台51上配设的适当的框架 保持构件。该样，抽吸保持半导体晶片2的卡盘工作台51借助未图示的加工进给构件被定 位到摄像构件53的正下方。
[0048] 当卡盘工作台51被定位于摄像构件53的正下方时，利用摄像构件53和未图示的 控制构件执行对半导体晶片2的应激光加工的加工区域进行检测的校准作业。目P，摄像构 件53和未图示的控制构件执行图像匹配等图像处理，W进行激光光线照射位置的校准（校 准工序），所述图像匹配用于进行半导体晶片2的沿第1方向形成的分割预定线23、与沿着 该分割预定线23照射激光光线的激光光线照射构件52的聚光器525的位置对准。并且， 对于在半导体晶片2上沿与上述第1方向垂直的方向形成的分割预定线23,也同样地进行 激光光线照射位置的校准。
[0049] 实施了上述校准工序后，则如图5的（a)所示，将卡盘工作台51移动至照射脉冲 激光光线的激光光线照射构件52的聚光器525所在的激光光线照射区域，将规定的分割预 定线23定位到聚光器525的正下方。此时，如图5的（a)所示，半导体晶片2W分割预定 线23的一端（在图5的（a)中左端）位于聚光器525的正下方的方式被定位。然后，如图 5的（a)和（C)所示，将从聚光器525照射出的脉冲激光光线LB的聚光斑S1定位到分割预 定线23处的功能层21的上表面附近。接着，一边从激光光线照射构件52的聚光器525照 射脉冲激光光线LB，一边使卡盘工作台51向图5的（a)中箭头XI所示的方向W规定的加 工进给速度移动，其中，脉冲激光光线LB被设定为破坏构成半导体晶片2的功能层21但不 破坏基板20的能量密度。然后，如图5的化）所示，在半导体晶片2形成的分割预定线23 的另一端（在图5的化）中右端）到达聚光器525的正下方位置后，停止脉冲激光光线LB 的照射，并且停止卡盘工作台51的移动。
[0050] 另外，上述基板露出工序例如W下述的加工条件进行。
[0051](加工条件1)
[0化引脉冲激光光线的波长；355nm[005引重复频率；200~1000曲Z
[0054] 脉冲宽度；1~5ns
[0055]能量密度；0. 6~1. 5J/cm2
[0056] 光斑径；（p40~50[im
[0化7] 加工进给速度；100~400mm/秒
[005引（加工条件。
[0化9] 脉冲激光光线的波长；532nm
[0060] 重复频率；lOMHz
[0061] 脉冲宽度；lOps
[0062]能量密度；0. 13~0. 2J/cm2
[006引光斑径；(p40~SOym [0064] 加工进给速度；500mm/秒
[00化]在上述基板露出工序中，脉冲激光光线LB被设定为破坏功能层21但不破坏基板20的能量密度，因此，虽然功能层21被烧蚀加工，但不会对基板20造成损伤。另外，在本 实施方式中，如图4所示，关于脉冲激光光线LB，将聚光点P定位在比被加工物W的上表面 (半导体晶片2的功能层21的上表面）靠上侧的位置，并W形成为圆锥形的聚光斑S1的 状态照射到功能层21的上表面，因此，在功能层21被除去而照射到基板20的上表面时，光 斑S1相比于照射到功能层21的状态被扩径，所W面积增大。因此，使照射到基板20的脉 冲激光光线LB的能量密度降低，因此可靠地防止对基板20造成的损伤。其结果为，如图5 的（d)所示，在半导体晶片2的分割预定线23形成了功能层21被除去而出现的槽24,并且 使基板20的正面20a(上表面）露出而不对基板20造成损伤。沿着在半导体晶片2形成 的全部的分割预定线23实施该基板露出工序。
[0066] 另外，在上述实施方式中，示出了将脉冲激光光线LB的聚光斑S1照射到半导体晶 片2的功能层21的上表面的例子，但如图6所示，也可聚光斑S2的状态照射到半导体 晶片2的功能层21的上表面，该聚光斑S2比利用物镜52化聚光的脉冲激光光线LB的聚 光点靠物镜52化侧。
[0067] 实施上述基板露出工序后，对半导体晶片2实施基板切断工序，在该基板切断工 序中，沿着功能层21被除去而出现的槽24将露出的基板20切断。该基板切断工序在本实 施方式中使用图7所示的切削装置6来实施。图7所示的切削装置6具备；卡盘工作台61， 其保持 被加工物；切削构件62,其对保持在该卡盘工作台61上的被加工物进行切削；和摄 像构件63,其对保持在该卡盘工作台61上的被加工物进行拍摄。卡盘工作台61构成为抽 吸保持被加工物，卡盘工作台61借助未图示的加工进给构件向图7中由箭头X表示的加工 进给方向移动，并且借助未图示的分度进给构件向由箭头Y表示的分度进给方向移动。
[0068] 上述切削构件62包括；实质上呈水平配置的主轴外壳621 ;旋转自如地支承于该 主轴外壳621的旋转主轴622 ;和安装于该旋转主轴622的末端部的切削刀具623,旋转主 轴622利用在主轴外壳621内配设的未图示的伺服马达向由箭头623a所示的方向旋转。切 削刀具623由圆盘状的基座624和环状的切削刃625构成，该基座624由侣等金属材料形 成，该切削刃625安装在该基座624的侧面外周部。环状的切削刃625由电铸刀具形成，其 中，通过锻镶将粒径为3~4ym的金刚石磨粒固定到基座624的侧面外周部，在图示的实 施方式中，厚度形成为30ym，外径形成为50mm。
[0069] 上述摄像构件63被安装在主轴外壳621的末端部，并具备如下部件等；照明构 件，其用于对被加工物进行照明；光学系统，其捕捉由该照明构件照明的区域；和摄像元件 (CCD)，其对由该光学系统捕捉的图像进行拍摄，摄像构件63将拍摄到的图像信号送到未 图示的控制构件。
[0070] 在使用上述切削装置6实施基板切断工序的过程中，如图8所示，将粘贴有实施了 上述基板露出工序的半导体晶片2的切割带4侧载置到卡盘工作台61上。然后，通过使未 图示的抽吸构件动作，借助切割带4将半导体晶片2保持到卡盘工作台61上（晶片保持工 序）。因此，对于保持于卡盘工作台61的半导体晶片2,沿着分割预定线23形成的槽24成 为上侧。另外，在图8中省略了安装有切割带4的环状的框架3来示出，但环状的框架3保 持于在卡盘工作台61上配设的适当的框架保持构件。该样，抽吸保持半导体晶片2的卡盘 工作台61借助未图示的加工进给构件被定位在摄像构件63的正下方。
[0071]当卡盘工作台61被定位于摄像构件63的正下方时，利用摄像构件63和未图示的 控制构件执行对半导体晶片2的应切削区域进行检测的校准工序。在该校准工序中，利用 摄像构件63拍摄槽24来执行，该槽24是通过上述基板露出工序沿着半导体晶片2的分割 预定线23形成的。目P，摄像构件63和未图示的控制构件执行图像匹配等图像处理，W进行 由切削刀具623切削的切削区域的校准（校准工序），所述图像匹配用于进行沿着分割预定 线23形成的槽24、与切削刀具623的位置对准，其中，所述分割预定线23是形成于半导体 晶片2的第1方向的分割预定线。并且，对于在半导体晶片2上沿与上述第1方向垂直的 方向形成的槽24,也同样地进行由切削刀具623切削的切削区域的校准。
[0072] 对如上所述地沿着保持在卡盘工作台61上的半导体晶片2的分割预定线23形成 的槽24进行检测，进行切削区域的校准后，将保持半导体晶片2的卡盘工作台61移动至切 削区域的切削开始位置。此时，如图8的（a)所示，半导体晶片2W应切削的槽24的一端 (在图8的（a)中左端）位于比切削刀具623的正下方偏向右侧规定量的位置的方式被定 位。此时，在图示的实施方式中，在上述校准工序中直接对形成于分割预定线23的槽24进 行拍摄来检测切削区域，因此，形成于分割预定线23的槽24的中屯、位置被可靠地定位到与 切削刀具623对置的位置。
[0073] 该样地保持在切削装置6的卡盘工作台61上的半导体晶片2被定位到切削加工 区域的切削开始位置后，使切削刀具623从图8的（a)中由双点划线表示的待机位置开始 如箭头Z1所示地向下方切入进给，并如图8的（a)中实线所示地定位于规定的切入进给位 置。如图8的（a)和图8的（C)所示，该切入进给位置被设定为切削刀具623的下端到达 在半导体晶片2的背面粘贴的切割带4的位置。
[0074] 接下来，使切削刀具623向图8的（a)中由箭头623a表示的方向W高速（例如 20000rpm)的旋转速度旋转，并使卡盘工作台61向图8的（a)中由箭头XI表示的方向W 规定的切削进给速度移动。接着，如图8的（b)所示，当卡盘工作台61到达下述位置后，停 止卡盘工作台61的移动，上述位置是槽24的另一端（在图8的化）中右端）位于比切削 刀具623的正下方靠左侧规定量的位置。通过该样地对卡盘工作台61进行切削进给，如图 8的（d)所示，在形成于分割预定线23的槽24内形成了到达背面的切削槽25,从而半导体 晶片2的基板20被切断（基板切断工序）。
[0075] 接下来，使切削刀具623如图8的化）中箭头Z2所示地上升并定位于由双点划线 表示的待机位置，将卡盘工作台61向图8的化）中由箭头X2表示的方向移动，回到图8的 (a)所示的位置。然后，使卡盘工作台61沿垂直于纸面的方向（分度进给方向）分度进给 与槽24的间隔相当的量，接着将应切削的槽24定位到与切削刀具623对应的位置。该样， 在接着将应切削的槽24定位到与切削刀具623对应的位置后，实施上述切断工序。
[0076] 另外，上述分割工序例如W下述的加工条件进行。
[0077] 切削刀具；外径50mm、厚度30ym [007引切削刀具的旋转速度；20000巧m
[0079] 切削进给速度；50mm/秒
[0080] 对沿着在半导体晶片2形成的全部的分割预定线形成的槽24实施上述分割工序。 其结果为，半导体晶片2的基板20沿着形成有槽24的分割预定线23被切断，从而分成一 个个器件22。该样被分割的器件22在上述基板露出工序中不会因照射脉冲激光光线LB而 在基板20产生损伤，因此抗折强度不会降低。
【主权项】
1. 一种板状物的加工方法，其用于对由基板和在该基板的正面形成的层叠体构成的板 状物进行加工，其特征在于， 在该板状物的加工方法中，实施基板露出工序，在该基板露出工序中，对板状物的要除 去层叠体的区域照射激光光线，除去层叠体而使基板露出，该激光光线被设定为破坏层叠 体但不破坏基板的能量密度。2. 根据权利要求1所述的板状物的加工方法，其中， 在该基板露出工序中照射的激光光线以聚光斑照射到层叠体的上表面，该聚光斑是使 聚光点定位在比构成板状物的层叠体的上表面靠上侧的位置而形成的。3. 根据权利要求1或2所述的板状物的加工方法，其中， 该板状物是晶片，该晶片在基板的上表面具有通过多条分割预定线划分形成了多个器 件的层叠体，在该基板露出工序中沿着分割预定线除去层叠体之后，实施将沿着分割预定 线露出的基板切断的切断工序。
【专利摘要】本发明提供板状物的加工方法，能够以不对板状物中的基板造成损伤的方式除去层叠体而使基板露出，该板状物由硅等的基板和在该基板的正面形成的层叠体构成。该板状物的加工方法用于对由基板和在该基板的正面形成的层叠体构成的板状物进行加工，在该板状物的加工方法中，实施基板露出工序，在该基板露出工序中，对板状物的要除去层叠体的区域照射激光光线，除去层叠体而使基板露出，该激光光线被设定为破坏层叠体但不破坏基板的能量密度。
【IPC分类】H01L21/301
【公开号】CN104900507
【申请号】CN201510094374
【发明人】小川雄辉, 石田祐辉, 小幡翼
【申请人】株式会社迪思科
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年3月3日
【公告号】DE102015203961A1, US20150255288
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