專利名稱：晶片分割方法
技術領域：
本發(fā)明涉及如下所述的晶片分割方法在照射對晶片具有透過性的波長的激光束而在晶片內(nèi)部形成改質(zhì)層之后，對晶片施加外力而將晶片分割為器件芯片。
背景技術：
在半導體器件制造工藝中，通過沿著分割預定線切削在各區(qū)域上形成有器件的半導體晶片，對形成有器件的區(qū)域進行分割而制造各個器件芯片，其中，各區(qū)域是通過以格子狀形成在表面上的多個分割預定線來劃分的。在晶片的切削加工中，以往雖然使用被稱為切割機的切削裝置，但是由于很難用切割機來切削作為光器件晶片的晶體生長用襯底的藍寶石、SiC等硬質(zhì)脆性材料，因此近年 來關注通過激光加工裝置進行的激光加工來將晶片分割為多個器件的技術。作為使用了該激光加工裝置的激光加工方法之一，例如在日本特開2005-129607號公報中公開有如下所述的技術使用對晶片具有透過性的波長的激光束在晶片內(nèi)部形成改質(zhì)層(脆弱的層)，通過擴徑裝置等沿著強度下降的改質(zhì)層對晶片施加外力，從而將晶片分割為多個器件芯片。在該激光加工方法中，由于幾乎不產(chǎn)生在切削裝置的切削加工中必然產(chǎn)生的切削屑，截口損失也非常小，因此能夠應對分割預定線的縮小化。專利文獻I日本特開2005-129607號公報專利文獻2日本特開2007-189057號公報但是，當使用對晶片具有透過性的波長的激光束在晶片內(nèi)部形成改質(zhì)層，在形成有改質(zhì)層的晶片上施加外力來進行分割時，在分割而形成的各器件芯片的側(cè)面上會產(chǎn)生分割屑。當該分割屑粘附在器件的表面時，會存在不僅降低器件品質(zhì)，而且對后續(xù)工序的接合和包裝帶來障礙的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問題而完成的，其目的在于，能夠提供如下所述的晶片分割方法不會由于通過晶片的分割產(chǎn)生的分割屑而降低器件的品質(zhì)，不會對后續(xù)工序帶來障礙。根據(jù)本發(fā)明，提供一種晶片分割方法，對于在通過形成于表面的交叉的多個分割預定線而劃分的各區(qū)域上分別形成有器件的晶片，沿著該分割預定線分割來形成多個器件芯片，該晶片分割方法的特征在于，包括激光束照射步驟，將相對于晶片具有透過性的波長的激光束的聚光點定位在晶片內(nèi)部，沿著該分割預定線將該激光束照射到晶片，在晶片內(nèi)部形成沿著該分割預定線的改質(zhì)層；粘接帶貼附步驟，在實施該激光束照射步驟之前或之后，將具有基材和通過加熱而軟化的粘接層的粘接帶貼附到晶片上；分割步驟，在實施該粘接帶貼附步驟之后，通過使該粘接帶擴張而在晶片上施加外力，沿著該分割預定線分割晶片，形成多個器件芯片；以及分割屑捕獲步驟，對該粘接帶進行加熱而使該粘接帶的該粘接層軟化并使該粘接層侵入到在該分割步驟中形成的鄰接的器件芯片之間，使通過分割生成的分割屑粘附在該粘接層上。根據(jù)本發(fā)明，將具有通過加熱而軟化的粘接層的粘接帶貼附在晶片上，通過使粘接帶擴張來分割晶片。在與該分割同時或者分割之后，對粘接帶進行加熱而使粘接層侵入到被分割的器件芯片之間，使在芯片側(cè)面產(chǎn)生的分割屑粘附在粘接層上來捕獲。因此，能夠防止分割屑附著在器件的表面，能夠防止器件的品質(zhì)下降，不存在對后續(xù)工序帶來障礙的問題。


圖I是適合實施本發(fā)明的晶片分割方法的激光加工裝置的概略立體圖。圖2是激光束照射單元的框圖。圖3是說明粘接帶貼附步驟的立體圖。
圖4是示出激光束照射步驟的立體圖。圖5是說明激光束照射步驟的部分截面?zhèn)纫晥D。圖6是擴徑裝置的立體圖。圖7是說明分割步驟的剖面圖。圖8是說明分割屑捕獲步驟的剖面圖。符號說明2 :激光加工裝置；11 :半導體晶片；13 :分割預定線；15 :器件；T :粘接帶；F :環(huán)狀框架；17 :基材；19 :粘接層；28 :工作臺；34 :激光束照射單元；36 :聚光器；21 :改質(zhì)層；80 擴徑裝置(分割裝置)；23 :器件芯片；25 :分割屑；100 :加熱燈。
具體實施例方式以下，參照附圖詳細說明本發(fā)明的實施方式。參照圖1，示出適合實施本發(fā)明的晶片分割方法的激光加工裝置2的概略結(jié)構(gòu)圖。激光加工裝置2包含以能夠在X軸方向移動的方式搭載在靜止基座4上的第I滑塊6。第I滑塊6是通過由滾珠絲桿8及脈沖電機10構(gòu)成的加工進給單元12，沿著一對導軌14在加工進給方向、即X軸方向移動。在第I滑塊6上以能夠在Y軸方向移動的方式搭載有第2滑塊16。S卩、第2滑塊16通過由滾珠絲桿18及脈沖電機20構(gòu)成的分度進給單元22而沿著一對導軌24在分度方向、即Y軸方向移動。在第2滑塊16上隔著圓筒支撐部材26搭載有工作臺28，工作臺28能夠通過加工進給單元12及分度進給單元22而在X軸方向及Y軸方向移動。在工作臺28上設置有夾住吸引保持在工作臺28上的半導體晶片的夾緊器30。在靜止基座4上豎立設置有柱32，在該柱32上安裝有收納激光束照射單元34的殼體35。如圖2所示，激光束照射單元34包含振蕩出YAG激光或YV04激光的激光振蕩器62 ;重復頻率設定單元64 ;脈寬調(diào)整單元66 ；以及功率調(diào)整單元68。通過激光束照射單元34的功率調(diào)整單元68調(diào)整為規(guī)定功率的脈沖激光束，在安裝在殼體35前端的聚光器36的反射鏡70上反射，進而通過聚光用物鏡72會聚而照射到保持在工作臺28上的半導體晶片W。
在殼體35的前端部上配置有聚光器36和攝像單元38，該攝像單元38在X軸方向上進行對齊而檢測應激光加工的加工區(qū)域。攝像單元38包含通過可見光對半導體晶片的加工區(qū)域進行攝像的通常的CCD等攝像元件。攝像單元38還包含紅外線照射單元，其對半導體晶片照射紅外線；光學系統(tǒng)，其捕獲通過紅外線照射單元照射的紅外線；紅外線攝像單元，其由輸出與通過該光學系統(tǒng)捕獲的紅外線對應的電信號的紅外線CCD等紅外線攝像元件構(gòu)成，所攝像的圖像信號被發(fā)送到控制器(控制單元)40。控制器40由計算機構(gòu)成，具有中央處理裝置(CPU)42，其根據(jù)控制程序來進行運算處理；只讀存儲器(R0M)44，其存儲控制程序等；可讀寫的隨機存取存儲器(RAM)46，其存儲運算結(jié)果等；計數(shù)器48 ;輸入接口 50 ;以及輸出接口 52。56是由沿著引導軌道14配置的直線尺54、和配置在第I滑塊6上的未圖示的讀取頭構(gòu)成的加工進給量檢測單元，加工進給量檢測單元56的檢測信號輸入到控制器40的 輸入接口 50。60是由沿著導軌24配置的直線尺58和配置在第2滑塊16上的未圖示的讀取頭構(gòu)成的分度進給量檢測單元，分度進給量檢測單元60的檢測信號輸入到控制器40的輸入接口 50。通過攝像單元38攝像的圖像信號也輸入到控制器40的輸入接口 50。另一方面，從控制器40的輸出接口 52向脈沖電機10、脈沖電機20、激光束照射單元34等輸出控制信號。如圖3所示，在激光加工裝置2的加工對象、即半導體晶片11的表面上，在通過以格子狀形成的多個分割預定線13劃分的各區(qū)域上形成有器件15。優(yōu)選的是，在實施激光加工之前，晶片11貼附在粘接帶T上，粘接帶T的外周部貼附在環(huán)狀框架F上。由此，晶片11成為通過粘接帶T支撐在環(huán)狀框架F上的狀態(tài)，通過粘接帶T將晶片11吸引保持在工作臺28上，通過由圖I所示的夾緊器30來夾住環(huán)狀框架F，從而將晶片11支撐固定在工作臺28上。如圖5的放大圖所示，粘接帶T由基材17和通過加熱而軟化的粘接層19構(gòu)成?；?7由聚烯烴等樹脂構(gòu)成，通過加熱而軟化的粘接層19例如由丙烯酸類的粘接層構(gòu)成。在本發(fā)明的晶片分割方法中，首先，將吸引保持工作臺28上的晶片11定位在攝像單元38的正下方，通過攝像單元38來對晶片11進行攝像，實施使在第I方向伸長的分割預定線13在X軸方向上與聚光器36對齊的對準。接著，在將工作臺28旋轉(zhuǎn)90度之后，對于在與第I方向正交的第2的方向伸長的分割預定線13也實施同樣的對準，對準的數(shù)據(jù)存儲在控制器40的RAM 46中。在實施對準之后，實施在晶片11的內(nèi)部形成改質(zhì)層的激光束照射步驟。在該激光束照射步驟中，如圖4及圖5所示，通過聚光器36將對于晶片11具有透過性的波長的激光束的聚光點P (參照圖5)定位在晶片11的內(nèi)部，在對準的分割預定線13上照射激光束，通過將工作臺28在箭頭Xl方向加工進給，從而在晶片11的內(nèi)部形成沿著分割預定線13的改質(zhì)層21。將工作臺28在Y軸方向分度進給并沿著在第I方向伸長的整個分割預定線13在晶片11的內(nèi)部形成同樣的改質(zhì)層21。接著，在將工作臺28旋轉(zhuǎn)90度之后，沿著在第2的方向伸長的整個分割預定線13在晶片11的內(nèi)部形成同樣的改質(zhì)層21。改質(zhì)層21是密度、折射率、機械強度和其他物理特性成為與周圍不同的狀態(tài)的區(qū)域，形成為溶融再硬化層。該激光束照射步驟中的加工條件，例如設定為如下所述。光源LD激勵Q開關Nd YV04脈沖激光波長1064nm重復頻率100kHz脈沖輸出IOii J聚光點徑￠1 ii m
加工進給速度100mm/秒另外，在上述的實施方式中，在實施激光束照射步驟之前，雖然實施將粘接帶T貼附到晶片11上的粘接帶貼附步驟，但是作為替代實施方式，也可以用工作臺28直接吸引保持晶片11來實施激光束照射步驟。如果用工作臺28直接將晶片11吸引保持來實施激光束照射步驟，則實施如下所述的粘接帶貼附步驟將具有沿著整個分割預定線13形成在晶片11內(nèi)部的改質(zhì)層21的晶片11，如圖3所示，通過粘接帶T支撐在環(huán)狀框架F上。在實施激光束照射步驟及粘接帶貼附步驟之后，實施使用圖6所示的擴徑裝置(分割裝置)80將晶片11沿著形成有變質(zhì)層21的分割預定線13分割為各個器件芯片的分割步驟。圖6所示的擴徑裝置80具有框架保持單元82，其保持環(huán)狀框架F ;以及帶擴張單元84，其對安裝在環(huán)狀框架F上的粘接帶T進行擴張，該環(huán)狀框架F保持在框架保持單元82上?？蚣鼙３謫卧?2由環(huán)狀的框架保持部材86、作為配置在框架保持部材86的外周的固定單元的多個夾緊器88構(gòu)成。在框架保持部材86的上面形成有載置環(huán)狀框架F的載置面86a,在該載置面86a上載置有環(huán)狀框架F。并且，載置在載置面86a上的環(huán)狀框架F，通過夾緊器88而固定在框架保持部材86上。如上所述構(gòu)成的框架保持單元82通過帶擴張單元84而以能夠向上下方向移動的方式支撐。帶擴張單元84具有擴張滾筒90，該擴張滾筒90配置在環(huán)狀的框架保持部材86的內(nèi)側(cè)。該擴張滾筒90具有如下所述的內(nèi)徑該內(nèi)徑比環(huán)狀框架F的內(nèi)徑小，比貼附在粘接帶T上的半導體晶片11的外徑大，該粘接帶T安裝在該環(huán)狀框架F上。擴張滾筒90具有在其下端一體地形成的支撐凸緣92。帶擴張單元84還具有驅(qū)動單元94，該驅(qū)動單元94使環(huán)狀的框架保持部材86在上下方向移動。該驅(qū)動單元94由配置在支撐凸緣92上的多個氣缸96構(gòu)成，該活塞桿98連結(jié)在框架保持部材86的下面。由多個氣缸96構(gòu)成的驅(qū)動單元94，使環(huán)狀的框架保持部材86在其載置面86a處于與擴張滾筒90的上端大致相同高度的基準位置、與比擴張滾筒90的上端低規(guī)定量的擴張位置之間，在上下方向移動。如圖7所示，在擴張滾筒90內(nèi)配置有加熱燈100。參照圖7 (A)及圖7 (B)，對使用如上所述構(gòu)成的擴徑裝置60實施的晶片分割工序進行說明。如圖7 (A)所示，將通過粘接帶T支撐有晶片2的環(huán)狀框架F，載置在框架保持部材86的載置面86a上，通過夾緊器88來固定框架保持部材86。此時，框架保持部材86被定位在其載置面86a處于與擴張滾筒90的上端大致相同高度的基準位置上。接著，驅(qū)動氣缸96而使框架保持部材86下降到圖7 (B)所示的擴張位置。由此，由于固定在框架保持部材86的載置面86a上的環(huán)狀框架F也下降，因此安裝在環(huán)狀框架F上的粘接帶T與擴張滾筒90的上端緣抵接而主要向半徑方向擴張。其結(jié)果，在貼附在粘接帶T上的晶片11上以放射狀作用拉伸力。如上所述，當在晶片11上以放射狀作用拉伸力時，由于沿著分割預定線13形成的變質(zhì)層21的強度降低，因此該改質(zhì)層21成為分割起點，晶片11沿著變質(zhì)層21而被割斷，分割為各個器件芯片23。在將晶片11分割為多個器件芯片23之后，實施如下所述的分割屑捕獲步驟在將變質(zhì)層21作為分割起點而沿著分割預定線13分割晶片11時，捕獲在器件芯片23的側(cè)面產(chǎn)生的分割屑。
在該分割屑捕獲步驟中，如圖8所示，用加熱燈100來對粘接帶T進行加熱，使粘接帶T的粘接層19軟化而侵入到鄰接的器件芯片23之間，使在器件芯片23的側(cè)面23a上產(chǎn)生的分割屑25粘附在粘接層19來捕獲。在如上所述通過粘接層19來捕獲分割屑25之后，當通過拾取裝置拾取器件芯片23時，由于分割屑25粘附在粘接層19上，因此從器件芯片23的側(cè)面23a去除分割屑25。另外，該分割屑捕獲步驟，也可以與圖7 (B)所示的割斷步驟同時實施。粘接帶T的加熱方法不限定于加熱燈100，也可以采用基于熱風的加熱和其他的加熱方法。在上述的實施方式中，雖然說明了在半導體晶片11上應用了本發(fā)明的分割方法的例子，但是本發(fā)明的作為加工對象的被加工物不限定于此，在藍寶石晶片和SiC晶片等上也同樣能夠應用。
權(quán)利要求
1.一種晶片分割方法，對于在由形成于表面的交叉的多個分割預定線而劃分的各區(qū)域分別形成有器件的晶片，沿著該分割預定線分割來形成多個器件芯片， 該晶片分割方法的特征在于包括 激光束照射步驟，將相對于晶片具有透過性的波長的激光束的聚光點定位在晶片內(nèi)部，沿著該分割預定線將該激光束照射到晶片，在晶片內(nèi)部形成沿著該分割預定線的改質(zhì)層； 粘接帶貼附步驟，在實施該激光束照射步驟之前或之后，將具有基材和通過加熱而軟化的粘接層的粘接帶貼附到晶片上； 分割步驟，在實施該粘接帶貼附步驟之后，通過使該粘接帶擴張而在晶片上施加外力，沿著該分割預定線分割晶片，形成多個器件芯片；以及 分割屑捕獲步驟，對該粘接帶進行加熱而使該粘接帶的該粘接層軟化并使該粘接層侵入到在該分割步驟中形成的鄰接的器件芯片之間，使通過分割生成的分割屑粘附在該粘接層上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的晶片分割方法，其中， 同時實施所述分割步驟和所述分割屑捕獲步驟。
全文摘要
本發(fā)明的晶片分割方法的特征在于，包括激光束照射步驟，將相對于晶片具有透過性的波長的激光束的聚光點定位在晶片內(nèi)部，沿著該分割預定線將該激光束照射到晶片，在晶片內(nèi)部形成沿著該分割預定線的改質(zhì)層；粘接帶貼附步驟，在實施該激光束照射步驟之前或之后，將具有基材和通過加熱而軟化的粘接層的粘接帶貼附到晶片上；分割步驟，在實施該粘接帶貼附步驟之后，通過使該粘接帶擴張而在晶片上施加外力，沿著該分割預定線分割晶片，形成多個器件芯片；以及分割屑捕獲步驟，對該粘接帶進行加熱而使該粘接帶的該粘接層軟化并使該粘接層侵入到在該分割步驟中形成的鄰接的器件芯片之間，使通過分割生成的分割屑粘附在該粘接層上。
文檔編號H01L21/304GK102773611SQ201210144588
公開日2012年11月14日 申請日期2012年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月12日
發(fā)明者阿畠潤 申請人:株式會社迪思科