專利名稱：分割方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過激光加工在晶片的內(nèi)部形成改質(zhì)區(qū)域而分割晶片的方法。
背景技術(shù)：
作為沿著切割道分割半導(dǎo)體晶片或光器件晶片等的方法，目前嘗試的是利用對晶片具有透過性的脈沖激光束的方法。該利用脈沖激光束的分割方法是如下的方法從晶片的一面?zhèn)认騼?nèi)部會集聚光點，照射對晶片具有透過性的波長的脈沖激光束而在晶片內(nèi)部沿著切割道連續(xù)形成改質(zhì)區(qū)域，并且沿著通過該改質(zhì)區(qū)域的形成而強度下降的分割預(yù)定線施加外力，從而對被加工物進行分割(例如，參照專利文獻1，2)。在利用脈沖激光束的加工中，根據(jù)在進行加工的過程中發(fā)生變動的溫度等，有時照射脈沖激光束的照射頭與對晶片表面進行攝像的攝像單元之間的相對位置關(guān)系在加工過程中發(fā)生變化。因此，在加工過程中需要由攝像單元進行攝像來確認(rèn)實際被加工的位置與本來要加工的位置是否一致。專利文獻1專利第3408805號專利文獻2特開2005-28423號公報但是，在利用激光加工來在晶片內(nèi)部形成改質(zhì)區(qū)域的情況下，會通過形成于靠近晶片表面的位置的改質(zhì)區(qū)域而在晶片表面產(chǎn)生裂紋。并且，為了認(rèn)定激光束的加工位置而對改質(zhì)區(qū)域進行攝像時，對該裂紋也會同時進行攝像，甚至該裂紋不限于出現(xiàn)在改質(zhì)區(qū)域的正上方，因此存在攝像單元不能夠準(zhǔn)確認(rèn)定改質(zhì)區(qū)域的位置的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述的事實而研發(fā)的，本發(fā)明的主要技術(shù)課題在于提供如下的加工方法在通過激光加工而在晶片內(nèi)部形成改質(zhì)區(qū)域的情況下，在適當(dāng)檢測加工位置的同時能夠沿著分割預(yù)定線而準(zhǔn)確進行分割。本發(fā)明涉及沿著分割預(yù)定線分割工件的分割方法，由如下步驟構(gòu)成。(1)向未形成有分割后成為產(chǎn)品的器件的區(qū)域照射透過工件的波長的脈沖激光束而形成用于檢測激光束的照射位置與分割預(yù)定線的位置之間的偏差量的預(yù)備加工改質(zhì)區(qū)域的步驟；(2)由利用了紅外線的攝像單元來對預(yù)備加工改質(zhì)區(qū)域的位置進行攝像，從而將激光束的照射位置與分割預(yù)定線的位置之間的偏差量作為加工位置校正信息而檢測的步驟；以及(3)根據(jù)加工位置校正信息校正激光束的照射位置，沿著分割預(yù)定線照射透過工件的波長的脈沖激光束而形成成為分割起點的主加工改質(zhì)區(qū)域的步驟。本發(fā)明中，在未形成有作為工件的器件的區(qū)域的內(nèi)部形成預(yù)備加工改質(zhì)區(qū)域，通過紅外線攝像來檢測其實際形成的預(yù)備加工改質(zhì)區(qū)域的位置，從而將其實際形成的預(yù)備加工改質(zhì)區(qū)域的位置與分割預(yù)定線之間的位置的偏移作為加工位置校正信息而進行認(rèn)定，并且利用該加工位置校正信息在形成有器件的區(qū)域形成主加工改質(zhì)區(qū)域，因此能夠沿著分割預(yù)定線而準(zhǔn)確進行器件的分割。


圖1是表示激光加工裝置的一例的立體圖。
圖2是表示晶片的一例的說明圖。
圖3是概略性地表示形成預(yù)備加工改質(zhì)區(qū)域的狀態(tài)的剖面圖。
圖4是從其他角度概略性地表示形成預(yù)備加工改質(zhì)區(qū)域的狀態(tài)的剖面圖。
圖5是概略性地表示對預(yù)備加工改質(zhì)區(qū)域進行攝像的狀態(tài)的剖面圖。
圖6是概略性地表示形成主加工改質(zhì)區(qū)域的狀態(tài)的剖面圖。
符號說明
1激光加工裝置
2保持單元
20保持單元
3激光加工單元
30照射頭
30a、30b脈沖激光束
31攝像部
4控制單元
W工件
Wl表面
10器件形成區(qū)域
S、Sll分割預(yù)定線
SllC分割預(yù)定線的中心
D器件
11器件非形成區(qū)域
12預(yù)備加工改質(zhì)區(qū)域
12c預(yù)備加工改質(zhì)區(qū)域的中心
14主加工改質(zhì)區(qū)域
L偏差量
具體實施例方式圖1所示的激光加工裝置1包括保持被加工物(工件)的保持單元2和向由保持單元2保持的工件實施激光加工的激光加工單元3，保持單元2和激光加工單元3在控制單元4的控制下能夠在X方向、Y方向、及Z方向上相對移動?？刂茊卧?具備CPU及存儲器等存儲元件。保持單元2可進行旋轉(zhuǎn)，上面為保持面20。另外，激光加工單元3包括照射頭 30，其朝向下方照射激光束；攝像部31，其對工件進行攝像而檢測應(yīng)照射激光束的位置；支承部32，其支承照射頭30及攝像部31。攝像部31相對于照射頭30具有一定的位置關(guān)系，例如預(yù)先調(diào)整為攝像部31位于照射頭30的X方向的延長部分上。攝像部31可進行基于可見光及紅外光的攝像。圖2所示的工件W在其表面Wl上以格子狀形成分割預(yù)定線S，在由分割預(yù)定線S 劃分的區(qū)域中形成有器件D。器件D是沿著分割預(yù)定線S而進行分割加工后成為產(chǎn)品的部分。下面，將形成有成為產(chǎn)品的器件D的區(qū)域稱為器件形成區(qū)域10。另外，將作為未形成有成為產(chǎn)品的器件D且由斜線表示的器件區(qū)域10的外周側(cè)的區(qū)域稱為器件非形成區(qū)域11。下面對在這樣構(gòu)成的工件W的內(nèi)部沿著分割預(yù)定線S會集脈沖激光束而形成改質(zhì)區(qū)域，通過沿著分割預(yù)定線S施加外力，從而將改質(zhì)區(qū)域作為起點而分割為各個器件D的情況進行說明。另外，所謂改質(zhì)區(qū)域是指，形成密度、折射率、機械強度或其他物理特性與周圍不同的狀態(tài)的區(qū)域，例如有熔融處理區(qū)域、裂紋區(qū)域、絕緣破壞區(qū)域、折射率變化區(qū)域等，并且也有這些區(qū)域的混合區(qū)域。并且，對于成為對象的工件并沒有特別的限定，例如可以是硅晶片、砷化鎵、碳化硅等半導(dǎo)體晶片；用于安裝芯片的設(shè)于晶片的背面的DAF(Die Attach Film:芯片粘接薄膜)等粘附部件；半導(dǎo)體產(chǎn)品的封裝體、陶瓷、玻璃、藍寶石系列的無機材料基板；液晶顯示驅(qū)動器等的各種電子部件；以及，要求精密級加工位置精度的各種加工材料。下面，對工件W為55μπι厚度的硅晶片的情況進行說明。(1)位置信息取得步驟首先，在露出工件W的表面Wl的狀態(tài)下由保持單元2保持工件W。并且，根據(jù)如圖1所示的攝像部31對工件W的表面Wl進行攝像，檢測要形成改質(zhì)區(qū)域的分割預(yù)定線S， 將該位置信息存儲于控制單元4所具有的存儲元件中。在此，既可以檢測所有分割預(yù)定線 S而依次存儲其位置信息，也可以檢測一個成為基準(zhǔn)的分割預(yù)定線S而存儲其位置信息，對于其他分割預(yù)定線則根據(jù)與相鄰的分割預(yù)定線之間的間隔值來計算出位置信息。(2)預(yù)備加工步驟控制單元4取得分割預(yù)定線S的位置信息之后，根據(jù)預(yù)先調(diào)整的攝像部31與照射頭30之間的位置關(guān)系，進行要形成改質(zhì)區(qū)域的分割預(yù)定線S與照射頭30的在Y方向上的位置對準(zhǔn)。例如，沿著圖2所示的分割預(yù)定線Sll來照射脈沖激光束的情況下，使照射頭30 位于器件非形成區(qū)域11的分割預(yù)定線Sll的上方。并且，如圖3所示，將脈沖激光束30a 會集于工件W的內(nèi)部的規(guī)定深度處，使保持單元2在X方向上移動，如圖4所示，在器件非形成區(qū)域11的寬度范圍內(nèi)，在器件非形成區(qū)域11的內(nèi)部形成預(yù)備加工改質(zhì)區(qū)域12。例如， 設(shè)脈沖激光束30a的輸出為0. 08 [W]，波長為具有相對硅的透過性的波長1064 [nm]，重復(fù)頻率為80[kHz]。另外，設(shè)保持單元2的X方向的移動速度(加工速度)為180[mm/S]，脈沖激光束30a的聚光位置為以表面Wl為基準(zhǔn)，在深度方向上的_27[μπι]處。這樣形成的預(yù)備加工改質(zhì)區(qū)域12在后面對實際照射聚光束的位置與分割預(yù)定線的中心之間的位置偏差進行檢測時有用。在預(yù)備加工步驟中，在未形成有器件的區(qū)域形成預(yù)備加工改質(zhì)區(qū)域12，因此即使預(yù)備加工改質(zhì)區(qū)域12形成于從分割預(yù)定線的中心偏移的位置，也不會對器件區(qū)域12的分割的準(zhǔn)確性產(chǎn)生壞影響。(3)校正信息取得步驟接著，如圖5所示，使攝像部31位于在預(yù)備加工步驟形成的預(yù)備加工改質(zhì)區(qū)域12 的上方，通過利用了紅外線的攝像對預(yù)備加工改質(zhì)區(qū)域12進行攝像。此時，不會因預(yù)備加工改質(zhì)區(qū)域的形成而產(chǎn)生裂紋，因此能夠在不受裂紋阻礙的情況下認(rèn)定加工位置。并且，在位置信息取得步驟中，由控制單元4認(rèn)定分割預(yù)定線Sll的中心Sllc的Y坐標(biāo)，因此能夠通過圖像處理來求得被檢測的預(yù)備加工改質(zhì)區(qū)域12的中心12c，從而由控制單元4來計算分割預(yù)定線Sll的中心Sllc與預(yù)備加工改質(zhì)區(qū)域12的中心12c之間的偏差量L。另外，也可以將通過攝像取得的圖像顯示在裝置的監(jiān)控器上，由操作員在畫面上掌握偏差量，并輸入其偏差量而存儲到控制單元4中。如果維持了照射頭30與攝像單元31之間的最初的位置關(guān)系，則在預(yù)備加工區(qū)域 12的中心12c與分割預(yù)定線Sll的中心Sllc之間不會發(fā)生偏移，但有時在加工過程等中因溫度的變化等而導(dǎo)致照射頭30與攝像單元31之間的位置關(guān)系發(fā)生變化，而在該情況下將相關(guān)偏差量L的值存儲于控制部4所具有的存儲器等的存儲元件中。該偏差量L在后面的主加工步驟中成為向器件區(qū)域10照射脈沖聚光束時的加工位置校正信息。(4)主加工步驟接著，沿著器件區(qū)域10中的分割預(yù)定線S而照射脈沖激光束，在工件W的內(nèi)部形成成為分割起點的改質(zhì)區(qū)域。首先，根據(jù)在位置信息取得步驟中取得的分割預(yù)定線S的位置信息，使得照射頭30位于器件區(qū)域10的分割預(yù)定線S的上方。并且，控制單元4讀出在校正信息取得步驟中存儲的作為加工位置校正信息的偏差量L，在Y方向上，將照射頭30的位置相對分割預(yù)定線S的位置信息而校正與偏差量L相等的量。這樣，在校正照射頭30的位置后，將脈沖激光束30b會聚于工件W的內(nèi)部的規(guī)定深度處，使得保持單元2在X方向上移動，如圖6所示，在器件區(qū)域10的范圍內(nèi)形成主加工改質(zhì)區(qū)域14。例如，設(shè)脈沖激光束 30b的輸出為0. 17 [W]，波長為相對于硅具有透過性的波長1064 [nm]，重復(fù)頻率為80 [kHz]。 并且，設(shè)保持單元2的X方向的移動速度(加工速度)為180[mm/S]，脈沖激光束30b的聚光位置為以表面Wl為基準(zhǔn)，在深度方向上的-33. 5[ μ m]處。這樣，當(dāng)相對特定的分割預(yù)定線S在適當(dāng)位置形成了主加工改質(zhì)區(qū)域14時，以相鄰的2個分割預(yù)定線之間的間隔，將照射頭30在Y方向上送出的同時同樣照射脈沖激光束，從而能夠相對多個分割預(yù)定線S準(zhǔn)確形成主加工改質(zhì)區(qū)域14。并且，在所有分割預(yù)定線 S形成主加工改質(zhì)區(qū)域14之后，向主加工改質(zhì)區(qū)域14施加外力，從而分割為各個器件D。(2)預(yù)備加工步驟及(3)校正信息取得步驟可在任意時刻執(zhí)行。例如，相對1片晶片的幾根分割預(yù)定線S形成主加工改質(zhì)區(qū)域之后，中斷主加工步驟，并執(zhí)行預(yù)備加工步驟及校正信息取得步驟而求得加工位置校正信息，并且在之后的主加工步驟中，也可以利用最新的加工位置校正信息而形成主加工改質(zhì)區(qū)域。并且，也可以在將幾片晶片分割完之后，在開始下一個晶片的分割之前執(zhí)行預(yù)備加工步驟及校正信息取得步驟而求得加工位置校正信息，然后，利用加工位置校正信息而執(zhí)行主加工步驟。在預(yù)備加工改質(zhì)區(qū)域的形成中，以下兩點很重要1)為了對改質(zhì)層進行更鮮明的攝像，盡量在靠近表面Wl的位置形成改質(zhì)層；II)不產(chǎn)生裂紋。因此，與形成主加工改質(zhì)區(qū)域時的加工條件相比，將形成預(yù)備加工改質(zhì)區(qū)域時的加工條件優(yōu)選設(shè)為如下加工條件例如，III)脈沖激光束的輸出低；IV)脈沖激光束的聚光位置靠近工件的表面?zhèn)取２⑶?，在形成主加工改質(zhì)區(qū)域時，通過利用在校正信息取得步驟中取得的加工位置校正信息，能夠?qū)⒚}沖激光束的照射位置校正為適當(dāng)位置，因此能夠沿著分割預(yù)定線而準(zhǔn)確地進行切割，分割為各個器件。
權(quán)利要求
1. 一種沿著分割預(yù)定線分割工件的分割方法，包括以下步驟 向未形成有分割后成為產(chǎn)品的器件的區(qū)域照射透過該工件的波長的脈沖激光束而形成用于檢測激光束的照射位置與該分割預(yù)定線的位置之間的偏差量的預(yù)備加工改質(zhì)區(qū)域；由利用了紅外線的攝像單元對該預(yù)備加工改質(zhì)區(qū)域的位置進行攝像，從而檢測激光束的照射位置與該分割預(yù)定線的位置之間的偏差量，作為加工位置校正信息；以及根據(jù)該加工位置校正信息校正激光束的照射位置，沿著該分割預(yù)定線照射透過該工件的波長的脈沖激光束而形成成為分割起點的主加工改質(zhì)區(qū)域。
全文摘要
本發(fā)明涉及分割方法。本發(fā)明在通過激光加工而在晶片內(nèi)部形成改質(zhì)區(qū)域的情況下，在適當(dāng)檢測加工位置的同時能夠沿著分割預(yù)定線而準(zhǔn)確進行分割。本發(fā)明中，在未形成有器件的區(qū)域的內(nèi)部形成預(yù)備加工改質(zhì)區(qū)域(12)，通過攝像單元(31)的紅外線攝像來檢測預(yù)備加工改質(zhì)區(qū)域(12)的位置，將預(yù)備加工改質(zhì)區(qū)域(12)的位置與分割預(yù)定線(S11)之間的位置的偏差量(L)作為加工位置校正信息而進行認(rèn)定，并且利用該加工位置校正信息而形成主加工改質(zhì)區(qū)域，從而能夠沿著分割預(yù)定線而準(zhǔn)確地進行器件的分割。
文檔編號B23K26/42GK102398114SQ20111024566
公開日2012年4月4日 申請日期2011年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月10日
發(fā)明者中村勝, 大須賀凈, 臼田聰 申請人:株式會社迪思科