专利名称：晶片分割方法
技术领域：
本发明涉及如下所述的晶片分割方法在照射对晶片具有透过性的波长的激光束而在晶片内部形成改质层之后，对晶片施加外力而将晶片分割为器件芯片。
背景技术：
在半导体器件制造工艺中，通过沿着分割预定线切削在各区域上形成有器件的半导体晶片，对形成有器件的区域进行分割而制造各个器件芯片，其中，各区域是通过以格子状形成在表面上的多个分割预定线来划分的。在晶片的切削加工中，以往虽然使用被称为切割机的切削装置，但是由于很难用切割机来切削作为光器件晶片的晶体生长用衬底的蓝宝石、SiC等硬质脆性材料，因此近年 来关注通过激光加工装置进行的激光加工来将晶片分割为多个器件的技术。作为使用了该激光加工装置的激光加工方法之一，例如在日本特开2005-129607号公报中公开有如下所述的技术使用对晶片具有透过性的波长的激光束在晶片内部形成改质层(脆弱的层)，通过扩径装置等沿着强度下降的改质层对晶片施加外力，从而将晶片分割为多个器件芯片。在该激光加工方法中，由于几乎不产生在切削装置的切削加工中必然产生的切削屑，截口损失也非常小，因此能够应对分割预定线的缩小化。专利文献I日本特开2005-129607号公报专利文献2日本特开2007-189057号公报但是，当使用对晶片具有透过性的波长的激光束在晶片内部形成改质层，在形成有改质层的晶片上施加外力来进行分割时，在分割而形成的各器件芯片的侧面上会产生分割屑。当该分割屑粘附在器件的表面时，会存在不仅降低器件品质，而且对后续工序的接合和包装带来障碍的问题。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于，能够提供如下所述的晶片分割方法不会由于通过晶片的分割产生的分割屑而降低器件的品质，不会对后续工序带来障碍。根据本发明，提供一种晶片分割方法，对于在通过形成于表面的交叉的多个分割预定线而划分的各区域上分别形成有器件的晶片，沿着该分割预定线分割来形成多个器件芯片，该晶片分割方法的特征在于，包括激光束照射步骤，将相对于晶片具有透过性的波长的激光束的聚光点定位在晶片内部，沿着该分割预定线将该激光束照射到晶片，在晶片内部形成沿着该分割预定线的改质层；粘接带贴附步骤，在实施该激光束照射步骤之前或之后，将具有基材和通过加热而软化的粘接层的粘接带贴附到晶片上；分割步骤，在实施该粘接带贴附步骤之后，通过使该粘接带扩张而在晶片上施加外力，沿着该分割预定线分割晶片，形成多个器件芯片；以及分割屑捕获步骤，对该粘接带进行加热而使该粘接带的该粘接层软化并使该粘接层侵入到在该分割步骤中形成的邻接的器件芯片之间，使通过分割生成的分割屑粘附在该粘接层上。根据本发明，将具有通过加热而软化的粘接层的粘接带贴附在晶片上，通过使粘接带扩张来分割晶片。在与该分割同时或者分割之后，对粘接带进行加热而使粘接层侵入到被分割的器件芯片之间，使在芯片侧面产生的分割屑粘附在粘接层上来捕获。因此，能够防止分割屑附着在器件的表面，能够防止器件的品质下降，不存在对后续工序带来障碍的问题。
图I是适合实施本发明的晶片分割方法的激光加工装置的概略立体图。图2是激光束照射单元的框图。图3是说明粘接带贴附步骤的立体图。
图4是示出激光束照射步骤的立体图。图5是说明激光束照射步骤的部分截面侧视图。图6是扩径装置的立体图。图7是说明分割步骤的剖面图。图8是说明分割屑捕获步骤的剖面图。符号说明2 :激光加工装置；11 :半导体晶片；13 :分割预定线；15 :器件；T :粘接带；F :环状框架；17 :基材；19 :粘接层；28 :工作台；34 :激光束照射单元；36 :聚光器；21 :改质层；80 扩径装置(分割装置)；23 :器件芯片；25 :分割屑；100 :加热灯。
具体实施例方式以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。参照图1，示出适合实施本发明的晶片分割方法的激光加工装置2的概略结构图。激光加工装置2包含以能够在X轴方向移动的方式搭载在静止基座4上的第I滑块6。第I滑块6是通过由滚珠丝杆8及脉冲电机10构成的加工进给单元12，沿着一对导轨14在加工进给方向、即X轴方向移动。在第I滑块6上以能够在Y轴方向移动的方式搭载有第2滑块16。S卩、第2滑块16通过由滚珠丝杆18及脉冲电机20构成的分度进给单元22而沿着一对导轨24在分度方向、即Y轴方向移动。在第2滑块16上隔着圆筒支撑部材26搭载有工作台28，工作台28能够通过加工进给单元12及分度进给单元22而在X轴方向及Y轴方向移动。在工作台28上设置有夹住吸引保持在工作台28上的半导体晶片的夹紧器30。在静止基座4上竖立设置有柱32，在该柱32上安装有收纳激光束照射单元34的壳体35。如图2所示，激光束照射单元34包含振荡出YAG激光或YV04激光的激光振荡器62 ;重复频率设定单元64 ;脉宽调整单元66 ；以及功率调整单元68。通过激光束照射单元34的功率调整单元68调整为规定功率的脉冲激光束，在安装在壳体35前端的聚光器36的反射镜70上反射，进而通过聚光用物镜72会聚而照射到保持在工作台28上的半导体晶片W。
在壳体35的前端部上配置有聚光器36和摄像单元38，该摄像单元38在X轴方向上进行对齐而检测应激光加工的加工区域。摄像单元38包含通过可见光对半导体晶片的加工区域进行摄像的通常的CCD等摄像元件。摄像单元38还包含红外线照射单元，其对半导体晶片照射红外线；光学系统，其捕获通过红外线照射单元照射的红外线；红外线摄像单元，其由输出与通过该光学系统捕获的红外线对应的电信号的红外线CCD等红外线摄像元件构成，所摄像的图像信号被发送到控制器(控制单元)40。控制器40由计算机构成，具有中央处理装置(CPU)42，其根据控制程序来进行运算处理；只读存储器(R0M)44，其存储控制程序等；可读写的随机存取存储器(RAM)46，其存储运算结果等；计数器48 ;输入接口 50 ;以及输出接口 52。56是由沿着引导轨道14配置的直线尺54、和配置在第I滑块6上的未图示的读取头构成的加工进给量检测单元，加工进给量检测单元56的检测信号输入到控制器40的 输入接口 50。60是由沿着导轨24配置的直线尺58和配置在第2滑块16上的未图示的读取头构成的分度进给量检测单元，分度进给量检测单元60的检测信号输入到控制器40的输入接口 50。通过摄像单元38摄像的图像信号也输入到控制器40的输入接口 50。另一方面，从控制器40的输出接口 52向脉冲电机10、脉冲电机20、激光束照射单元34等输出控制信号。如图3所示，在激光加工装置2的加工对象、即半导体晶片11的表面上，在通过以格子状形成的多个分割预定线13划分的各区域上形成有器件15。优选的是，在实施激光加工之前，晶片11贴附在粘接带T上，粘接带T的外周部贴附在环状框架F上。由此，晶片11成为通过粘接带T支撑在环状框架F上的状态，通过粘接带T将晶片11吸引保持在工作台28上，通过由图I所示的夹紧器30来夹住环状框架F，从而将晶片11支撑固定在工作台28上。如图5的放大图所示，粘接带T由基材17和通过加热而软化的粘接层19构成。基材17由聚烯烃等树脂构成，通过加热而软化的粘接层19例如由丙烯酸类的粘接层构成。在本发明的晶片分割方法中，首先，将吸引保持工作台28上的晶片11定位在摄像单元38的正下方，通过摄像单元38来对晶片11进行摄像，实施使在第I方向伸长的分割预定线13在X轴方向上与聚光器36对齐的对准。接着，在将工作台28旋转90度之后，对于在与第I方向正交的第2的方向伸长的分割预定线13也实施同样的对准，对准的数据存储在控制器40的RAM 46中。在实施对准之后，实施在晶片11的内部形成改质层的激光束照射步骤。在该激光束照射步骤中，如图4及图5所示，通过聚光器36将对于晶片11具有透过性的波长的激光束的聚光点P (参照图5)定位在晶片11的内部，在对准的分割预定线13上照射激光束，通过将工作台28在箭头Xl方向加工进给，从而在晶片11的内部形成沿着分割预定线13的改质层21。将工作台28在Y轴方向分度进给并沿着在第I方向伸长的整个分割预定线13在晶片11的内部形成同样的改质层21。接着，在将工作台28旋转90度之后，沿着在第2的方向伸长的整个分割预定线13在晶片11的内部形成同样的改质层21。改质层21是密度、折射率、机械强度和其他物理特性成为与周围不同的状态的区域，形成为溶融再硬化层。该激光束照射步骤中的加工条件，例如设定为如下所述。光源LD激励Q开关Nd YV04脉冲激光波长1064nm重复频率100kHz脉冲输出IOii J聚光点径￠1 ii m
加工进给速度100mm/秒另外，在上述的实施方式中，在实施激光束照射步骤之前，虽然实施将粘接带T贴附到晶片11上的粘接带贴附步骤，但是作为替代实施方式，也可以用工作台28直接吸引保持晶片11来实施激光束照射步骤。如果用工作台28直接将晶片11吸引保持来实施激光束照射步骤，则实施如下所述的粘接带贴附步骤将具有沿着整个分割预定线13形成在晶片11内部的改质层21的晶片11，如图3所示，通过粘接带T支撑在环状框架F上。在实施激光束照射步骤及粘接带贴附步骤之后，实施使用图6所示的扩径装置(分割装置)80将晶片11沿着形成有变质层21的分割预定线13分割为各个器件芯片的分割步骤。图6所示的扩径装置80具有框架保持单元82，其保持环状框架F ;以及带扩张单元84，其对安装在环状框架F上的粘接带T进行扩张，该环状框架F保持在框架保持单元82上。框架保持单元82由环状的框架保持部材86、作为配置在框架保持部材86的外周的固定单元的多个夹紧器88构成。在框架保持部材86的上面形成有载置环状框架F的载置面86a,在该载置面86a上载置有环状框架F。并且，载置在载置面86a上的环状框架F，通过夹紧器88而固定在框架保持部材86上。如上所述构成的框架保持单元82通过带扩张单元84而以能够向上下方向移动的方式支撑。带扩张单元84具有扩张滚筒90，该扩张滚筒90配置在环状的框架保持部材86的内侧。该扩张滚筒90具有如下所述的内径该内径比环状框架F的内径小，比贴附在粘接带T上的半导体晶片11的外径大，该粘接带T安装在该环状框架F上。扩张滚筒90具有在其下端一体地形成的支撑凸缘92。带扩张单元84还具有驱动单元94，该驱动单元94使环状的框架保持部材86在上下方向移动。该驱动单元94由配置在支撑凸缘92上的多个气缸96构成，该活塞杆98连结在框架保持部材86的下面。由多个气缸96构成的驱动单元94，使环状的框架保持部材86在其载置面86a处于与扩张滚筒90的上端大致相同高度的基准位置、与比扩张滚筒90的上端低规定量的扩张位置之间，在上下方向移动。如图7所示，在扩张滚筒90内配置有加热灯100。参照图7 (A)及图7 (B)，对使用如上所述构成的扩径装置60实施的晶片分割工序进行说明。如图7 (A)所示，将通过粘接带T支撑有晶片2的环状框架F，载置在框架保持部材86的载置面86a上，通过夹紧器88来固定框架保持部材86。此时，框架保持部材86被定位在其载置面86a处于与扩张滚筒90的上端大致相同高度的基准位置上。接着，驱动气缸96而使框架保持部材86下降到图7 (B)所示的扩张位置。由此，由于固定在框架保持部材86的载置面86a上的环状框架F也下降，因此安装在环状框架F上的粘接带T与扩张滚筒90的上端缘抵接而主要向半径方向扩张。其结果，在贴附在粘接带T上的晶片11上以放射状作用拉伸力。如上所述，当在晶片11上以放射状作用拉伸力时，由于沿着分割预定线13形成的变质层21的强度降低，因此该改质层21成为分割起点，晶片11沿着变质层21而被割断，分割为各个器件芯片23。在将晶片11分割为多个器件芯片23之后，实施如下所述的分割屑捕获步骤在将变质层21作为分割起点而沿着分割预定线13分割晶片11时，捕获在器件芯片23的侧面产生的分割屑。
在该分割屑捕获步骤中，如图8所示，用加热灯100来对粘接带T进行加热，使粘接带T的粘接层19软化而侵入到邻接的器件芯片23之间，使在器件芯片23的侧面23a上产生的分割屑25粘附在粘接层19来捕获。在如上所述通过粘接层19来捕获分割屑25之后，当通过拾取装置拾取器件芯片23时，由于分割屑25粘附在粘接层19上，因此从器件芯片23的侧面23a去除分割屑25。另外，该分割屑捕获步骤，也可以与图7 (B)所示的割断步骤同时实施。粘接带T的加热方法不限定于加热灯100，也可以采用基于热风的加热和其他的加热方法。在上述的实施方式中，虽然说明了在半导体晶片11上应用了本发明的分割方法的例子，但是本发明的作为加工对象的被加工物不限定于此，在蓝宝石晶片和SiC晶片等上也同样能够应用。
权利要求
1.一种晶片分割方法，对于在由形成于表面的交叉的多个分割预定线而划分的各区域分别形成有器件的晶片，沿着该分割预定线分割来形成多个器件芯片， 该晶片分割方法的特征在于包括 激光束照射步骤，将相对于晶片具有透过性的波长的激光束的聚光点定位在晶片内部，沿着该分割预定线将该激光束照射到晶片，在晶片内部形成沿着该分割预定线的改质层； 粘接带贴附步骤，在实施该激光束照射步骤之前或之后，将具有基材和通过加热而软化的粘接层的粘接带贴附到晶片上； 分割步骤，在实施该粘接带贴附步骤之后，通过使该粘接带扩张而在晶片上施加外力，沿着该分割预定线分割晶片，形成多个器件芯片；以及 分割屑捕获步骤，对该粘接带进行加热而使该粘接带的该粘接层软化并使该粘接层侵入到在该分割步骤中形成的邻接的器件芯片之间，使通过分割生成的分割屑粘附在该粘接层上。
2.根据权利要求I所述的晶片分割方法，其中， 同时实施所述分割步骤和所述分割屑捕获步骤。
全文摘要
本发明的晶片分割方法的特征在于，包括激光束照射步骤，将相对于晶片具有透过性的波长的激光束的聚光点定位在晶片内部，沿着该分割预定线将该激光束照射到晶片，在晶片内部形成沿着该分割预定线的改质层；粘接带贴附步骤，在实施该激光束照射步骤之前或之后，将具有基材和通过加热而软化的粘接层的粘接带贴附到晶片上；分割步骤，在实施该粘接带贴附步骤之后，通过使该粘接带扩张而在晶片上施加外力，沿着该分割预定线分割晶片，形成多个器件芯片；以及分割屑捕获步骤，对该粘接带进行加热而使该粘接带的该粘接层软化并使该粘接层侵入到在该分割步骤中形成的邻接的器件芯片之间，使通过分割生成的分割屑粘附在该粘接层上。
文档编号H01L21/304GK102773611SQ201210144588
公开日2012年11月14日 申请日期2012年5月10日 优先权日2011年5月12日
发明者阿畠润 申请人:株式会社迪思科