晶片的加工方法与流程

1.本发明涉及晶片的加工方法，该晶片在正面上形成有器件区域和围绕该器件区域的外周剩余区域。


背景技术：

2.在正面上形成有由多条分割预定线划分ic、lsi等多个器件的器件区域和围绕该器件区域的外周剩余区域的晶片通过磨削装置对背面进行磨削而形成为规定的厚度之后，被切割装置、激光加工装置分割成各个器件芯片而被用于移动电话、个人计算机等电子设备。
3.另外，本技术人提出了如下的技术：在对晶片的与器件区域对应的背面进行磨削而在与外周剩余区域对应的背面形成了环状的加强部之后，对晶片实施加工，将外周剩余区域的环状的加强部去除而将晶片分割成各个器件芯片(例如参照专利文献1)。
4.专利文献1：日本特开2007
‑
019461号公报
5.根据上述专利文献1的技术，在与外周剩余区域对应的背面形成环状的加强部，由此，与器件区域对应的背面侧被磨削从而薄化的晶片能够被稳定地支承，加工时的操作性优化。但是，为了将形成有加强部的晶片分割成各个器件芯片，需要利用切削刀具将该加强部去除。在利用切削刀具将该加强部去除时，担心位于该加强部的附近的器件发生破损，因此需要按照从形成该加强部的区域向内侧充分离开的方式设定器件区域的外缘，因此，存在设定器件区域的区域受到限制而生产率差的问题。
6.另外，在通过激光加工将形成于晶片的外周的环状的加强部去除的情况下，产生如下的问题：改质层或碎屑残留在晶片的外周，晶片从该改质层或碎屑所残留的部位发生破损。


技术实现要素：

7.由此，本发明的目的在于提供晶片的加工方法，不在晶片的外周残留改质层或碎屑，能够设定与形成环状的加强部的区域靠近的器件区域。
8.根据本发明的一个方式，提供晶片的加工方法，该晶片在正面上形成有多个器件被多条分割预定线划分的器件区域和围绕该器件区域的外周剩余区域，其中，该晶片的加工方法包含如下的工序：改质层形成工序，从晶片的背面按照将对于晶片具有透过性的波长的激光束的聚光点定位于晶片的与该外周剩余区域对应的内部的方式对晶片照射该激光束，呈环状形成未达到晶片的完工厚度的改质层；保护部件配设工序，在该改质层形成工序之前或之后，在晶片的该正面上配设保护部件；加强部形成工序，利用卡盘工作台对该保护部件侧进行保持，对晶片的该背面进行磨削，从而使解理面从呈环状形成的该改质层到达该正面并将该改质层去除，并且将晶片的与该器件区域对应的区域薄化至完工厚度，在晶片的与该外周剩余区域对应的区域形成环状的加强部；以及背面加工工序，对晶片的该背面实施规定的加工。
9.优选晶片的加工方法还包含如下的工序：转移工序，在该背面加工工序之后，沿着在该加强部形成工序中形成的该解理面将该环状的加强部去除，将该保护部件从晶片的该正面去除，将晶片的该背面粘贴在划片带上并且利用具有收纳晶片的开口部的框架对该划片带的外周进行支承；以及分割工序，对晶片的分割预定线实施加工而将晶片分割成各个器件芯片。
10.在本发明的一个方面的晶片的加工方法中，由于沿着解理面对晶片进行分割并且去除改质层，因此不会在晶片上残留改质层和碎屑。由此，消除了晶片从残留有改质层或碎屑的部位发生破损的问题。另外，由于晶片沿着解理面被分割，因此能够将器件区域设定至形成有环状的加强部的区域的边际。因此，生产率提高。
附图说明
11.图1是示出实施本实施方式的保护部件配设工序的方式的立体图。
12.图2是示出将晶片保持在激光加工装置的卡盘工作台上的方式的立体图。
13.图3的(a)是示出改质层形成工序的实施方式的立体图，图3的(b)是与图3的(a)的一部分对应的局部放大剖视图。
14.图4的(a)是示出加强部形成工序的实施方式的立体图，图4的(b)是与图4的(a)的一部分对应的局部放大剖视图。
15.图5是示出借助划片带而使晶片支承于框架的方式的立体图。
16.图6是示出在转移工序中将加强部和保护部件去除的方式的立体图。
17.图7是示出分割工序的实施方式的立体图。
18.图8是示出拾取工序的实施方式的剖视图。
19.标号说明
20.10：晶片；10a：正面；10b：背面；10c：加强部；10d：解理面；12：器件；14：分割预定线；16a：器件区域；16b：外周剩余区域；17：边界；20：保护部件(粘接带)；30：激光加工装置；32：卡盘工作台；34：激光束照射单元；36：聚光器；40：磨削装置；41：卡盘工作台；42：磨削单元；43：主轴壳体；44：主轴；46：磨削磨轮；48：磨削磨具；50：切削装置；52：切削单元；54：主轴；56：切削刀具；60：拾取装置；62：拾取夹头；64：扩展单元；100：改质层；110：分割槽；f：框架；t：划片带；lb：激光束。
具体实施方式
21.以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。
22.在图1中示出了通过本实施方式的晶片的加工方法进行加工的晶片10。晶片10是以700μm的厚度形成的圆板状的部件，具有正面10a和背面10b，例如由硅形成。在晶片10的正面10a上形成有由多条分割预定线14划分多个器件12的器件区域16a和围绕器件区域16a的外周剩余区域16b。另外，在图1中，用双点划线示出了区分器件区域16a与外周剩余区域16b的边界17，但边界17是为了便于说明而记载的假想的线，并非形成在实际的晶片10的正面10a上。
23.在实施本实施方式的晶片的加工方法时，准备图1所示的保护部件20。保护部件20例如是具有与晶片10相同的直径的圆形的粘接带。在准备了这样的保护部件20之后，将保
护部件20粘贴在晶片10的正面10a上(保护部件配设工序)。
24.接着，如图2所示，将晶片10搬送至激光加工装置30(仅示出一部分)，使晶片10的背面10b侧朝向上方，使保护部件20侧朝向下方，将晶片10的中心定位于卡盘工作台32的中心而载置于卡盘工作台32的保持面32a上。卡盘工作台32具有未图示的旋转驱动机构，能够使卡盘工作台32旋转。保持面32a是平坦面，由具有通气性的原材料形成，经由卡盘工作台32的内部而与未图示的吸引源连接。使该吸引源进行动作，对载置在保持面32a上的晶片10进行吸引保持。
25.接着，将卡盘工作台32定位在未图示的对准单元的正下方，实施对准工序，检测晶片10并且检测晶片10的激光加工位置，将该位置信息存储在激光加工装置30的未图示的控制单元中。接着，根据该位置信息，如图3的(a)所示，将晶片10定位于激光束照射单元34的聚光器36的正下方。激光束照射单元34是照射激光束lb的单元，照射激光束lb的位置是与外周剩余区域16b对应的位置，而且是比区分器件区域16a与外周剩余区域16b的边界17靠外侧的位置。
26.激光束lb的聚光点的深度位置位于与上述的外周剩余区域16b对应的位置的内部，而且是呈环状形成从背面10b侧观察未达到晶片10的完工厚度的改质层100的位置(参照图3的(b))。另外，由于本实施方式中的晶片10的完工厚度被设定为30μm左右，因此改质层100形成在距离形成有器件12的正面10a为30μm以上的上方。这样，将与晶片10的外周剩余区域16b对应的位置定位于激光束照射单元34的聚光器36的正下方，使激光束照射单元34进行动作而照射激光束lb，并使卡盘工作台32向箭头r1所示的方向旋转，从而遍及与外周剩余区域16b对应的位置的内部的整周而形成图3的(b)所示的改质层100。通过以上步骤，完成改质层形成工序。
27.另外，在上述改质层形成工序中实施的激光加工条件例如如以下所示那样设定。
28.波长：1342nm
29.重复频率：60khz
30.平均输出：1.6w
31.卡盘工作台转速：0.5转/秒
32.在如上述那样实施了改质层形成工序之后，实施如下的加强部形成工序：将晶片10搬送至图4的(a)所示的磨削装置40(仅示出了一部分)，对晶片10的背面10b进行磨削，使以形成为环状的改质层100为起点而形成的解理面到达晶片10的正面10a，去除改质层100，并且使晶片10的与器件区域16a对应的区域薄化至完工厚度，在与外周剩余区域16b对应的区域形成环状的加强部。此外，在上述的实施方式中，在实施改质层形成工序之前实施了保护部件配设工序，但本发明并不限定于此，也可以在实施改质层形成工序之后，在实施以下说明的加强部形成工序之前实施保护部件配设工序。以下，参照图4的(a)和图4的(b)对加强部形成工序进行更具体的说明。
33.如图4的(a)所示，磨削装置40具有：卡盘工作台41，其对晶片10进行吸引保持；以及磨削单元42，其对卡盘工作台41所保持的晶片10进行磨削。卡盘工作台41具有使卡盘工作台41在箭头r2所示的方向上以规定的转速旋转的旋转驱动机构(省略图示)。另外，卡盘工作台41具有由具有通气性的原材料形成的保持面(省略图示)，该保持面与未图示的吸引源连接。
34.磨削单元42具有：主轴壳体43；主轴44，其以旋转自如的方式保持于主轴壳体43；主轴用电动机(省略图示)，其使主轴44以规定的转速旋转；圆板状的磨削磨轮46，其固定于主轴44的下端；以及多个磨削磨具48，它们以均等的间隔呈环状配设于磨削磨轮46的下表面的外周缘部。通过使该主轴用电动机进行动作，能够使主轴44向箭头r3所示的方向旋转而使磨削磨轮46旋转。另外，磨削磨轮46的直径被设定为与晶片10的半径大致一致。
35.在实施加强部形成工序时，使晶片10的保护部件20侧朝向下方，按照将晶片10的中心定位于卡盘工作台41的中心的方式将晶片10载置并吸引保持于卡盘工作台41上。接着，设定晶片10相对于磨削磨具48的位置，以便使配设为环状的磨削磨具48通过晶片10的中心，并且使磨削磨具48的外侧的端部在径向上位于比晶片10的外周靠内侧的位置。此时，磨削磨具48的外侧的端部的位置被定位在与外周剩余区域16b对应的位置而且是比形成有改质层100的位置稍微靠外侧的位置。
36.接着，使卡盘工作台41以规定的转速(例如300rpm)向箭头r2所示的方向旋转，并且使磨削单元42的主轴44以规定的转速(例如6000rpm)向箭头r3所示的方向旋转。接着，使未图示的磨削单元42的升降机构进行动作而使磨削磨轮46下降，使磨削磨具48与晶片10的背面10b接触。然后，以规定的磨削进给速度(例如1μm/秒)对磨削磨轮46进行磨削进给。
37.如上所述，磨削磨具48的外侧的端部位于比形成有改质层100的位置靠外侧的位置，通过进行上述的磨削加工，改质层100被磨削，另外，解理面10d以形成有改质层100的位置为起点向形成有器件12的正面10a侧延伸。当这样对晶片10的背面10b进行磨削直至达到完工厚度(30μm)时，如图4的(b)所示，改质层100被完全去除，并且从此前形成有改质层100的位置延伸的解理面10d到达正面10a侧，通过连续的解理面10d形成环状的分割线。而且，包含与器件区域16a对应的区域的部分从背面10b被薄化，并且在与外周剩余区域16b对应的区域形成加强部10c，该加强部10c呈环状的凸形状。另外，加强部10c的宽度被设定为能够稳定地操作薄化至完工厚度的晶片10的宽度(例如，2mm～3mm左右)。通过以上过程完成加强部形成工序。
38.接着，实施如下的背面加工工序：将形成有加强部10c的晶片10搬送至背面加工装置(省略图示)，对晶片10的已薄化的区域的背面10b实施规定的加工。该背面加工装置例如是对通过加强部形成工序实施了加工而薄化的晶片10的区域的背面10b覆盖形成电极等的金属膜11(参照图5)的装置。在将晶片10搬送至该背面加工装置时，尽管与器件区域16a对应的区域被薄化至30μm，但由于形成有环状的加强部10c，因此能够在不使晶片10挠曲的情况下稳定地进行操作，容易对晶片10实施背面加工工序。并且，实施包含上述那样的改质层形成工序、保护部件配设工序、加强部形成工序、背面加工工序在内的晶片的加工方法的结果是，晶片10的器件区域16a和外周剩余区域16b被解理面10d呈环状分割，能够将器件区域16a设定至形成环状的解理面10d的区域的边际。即，能够在器件区域16a中设定更多的器件12，因此生产率提高。
39.在实施了上述的晶片的加工方法之后，即，在实施了背面加工工序之后，还可以根据需要而实施如下的分割工序：沿着在该加强部形成工序中形成的解理面10d将环状的加强部10c去除而将晶片10分割成各个器件芯片。以下，在图5的基础上参照图6至图8对分割工序进行说明。
40.在实施分割工序时，首先，如图5所示，准备环状的框架f和划片带t，该框架f具有
能够收纳晶片10的大小的开口部fa。划片带t为圆形，其直径比开口部fa大，划片带t的外周缘粘贴于框架f的背面上。如图5所示，将晶片10翻转，使形成有金属膜11的背面10b侧朝向下方而将晶片10定位在框架f的开口部fa的中央并粘贴在划片带t上，借助划片带t将晶片10支承于框架f。
41.根据图5可知，解理面10d到达晶片10的正面10a侧，背面10b侧被薄化的器件区域16a和形成有加强部10c的区域已经被分割。利用这一点，如图6所示，从上方按压器件区域16a，将晶片10的背面10b粘贴在划片带t的中央，并且沿着解理面10d将保护部件20和环状的加强部10c从晶片10去除。通过以上，将去除了加强部10c的晶片10粘贴于划片带t，并且利用框架f支承划片带t的外周，将晶片10从保护部件20转移到划片带t(转移工序)。
42.接着，为了对转移到划片带t并由框架f保持的晶片10实施分割工序，将由框架f保持的晶片10搬送到图7所示的切削装置50。切削装置50具有：卡盘工作台(省略图示)，其对晶片10进行吸引保持；以及切削单元52，其对吸引保持于该卡盘工作台的晶片10进行切削。该卡盘工作台构成为旋转自如，具有在图中箭头x所示的方向上对卡盘工作台进行加工进给的移动机构(省略图示)。并且，切削单元52具有：主轴54，其配设在图中箭头y所示的y轴方向上并被保持；环状的切削刀具56，其保持在主轴54的前端；以及y轴移动机构(省略图示)，其在y轴方向上对切削刀具56进行分度进给。主轴54由省略图示的主轴电动机旋转驱动。
43.在实施分割工序时，首先，使晶片10的正面10a朝向上方而将晶片10载置于切削装置50的卡盘工作台并进行吸引保持，使晶片10的规定的分割预定线14与x轴方向对齐，并且实施与切削刀具56的对位。接着，将高速旋转的切削刀具56定位于与x轴方向对齐的分割预定线14，从正面10a侧切入，并且将卡盘工作台在x轴方向上进行加工进给而形成分割槽110。并且，将切削单元52的切削刀具56分度进给至与形成有分割槽110的分割预定线14在y轴方向上相邻且未形成有分割槽110的分割预定线14上，与上述同样地实施形成分割槽110的切削加工。通过重复这些步骤，沿着沿x轴方向的所有分割预定线14形成分割槽110。接着，使卡盘工作台旋转90度，使与此前形成了分割槽110的方向垂直的方向与x轴方向对齐，对新对齐于x轴方向的所有分割预定线14实施上述切削加工，沿着形成于晶片10的所有分割预定线14形成分割槽110。通过这样实施分割工序，沿着分割预定线14将晶片10分割成每个器件12的器件芯片(分割工序)。
44.在如上述那样实施了分割工序之后，也可以根据需要，如图8所示那样实施从划片带t拾取器件芯片12’的拾取工序。拾取工序例如可以使用图8所示的拾取装置60来实施。拾取装置60具有：拾取夹头62，其吸附并搬送器件芯片12’；以及扩展单元64，其对划片带t进行扩展，对相邻的器件芯片12’彼此的间隔进行扩展。
45.如图8所示，扩展单元64包括：圆筒状的扩展鼓64a；多个气缸64b，它们与扩展鼓64a相邻，在周向上隔开间隔地向上方延伸；环状的保持部件64c，其与气缸64b各自的上端连结；以及多个夹具64d，它们在周向上隔开间隔而配置于保持部件64c的外周缘部。扩展鼓64a的内径大于晶片10的直径，扩展鼓64a的外径小于框架f的内径fa。另外，保持部件64c与框架f对应，在保持部件64c的平坦的上表面上载置框架f。
46.如图8所示，多个气缸64b使保持部件64c在保持部件64c的上表面与扩展鼓64a的上端为大致相同高度的基准位置(用实线表示)和保持部件64c的上表面位于比扩展鼓64a
的上端靠下方的位置的扩展位置(用双点划线表示)之间相对于扩展鼓64a相对地升降。
47.图8所示的拾取夹头64构成为在水平方向和上下方向上移动自如。另外，在拾取夹头64上连接有吸引源(省略图示)，利用拾取夹头64的前端下表面吸附器件芯片12’。
48.参照图8继续进行说明，在拾取工序中，首先，使分割成各个器件芯片12’的晶片10朝向上方，将框架f载置于位于基准位置的保持部件64c的上表面上。接着，利用多个夹具74d将环形框架16固定。接着，通过使保持部件74c下降至扩展位置而对划片带t作用放射状的张力。于是，如图8中双点划线所示，粘贴于划片带t的器件芯片12’彼此的间隔扩展。
49.接着，将拾取夹头64定位于作为拾取对象的器件芯片12’的上方并使拾取夹头64下降，利用拾取夹头72的前端下表面吸附器件芯片12’的上表面。接着，使拾取夹头72上升，从划片带t剥离并拾取器件芯片12’。接着，将所拾取的器件芯片12’搬送到未图示的托盘等，或者搬送到下一工序的规定的搬送位置。然后，对所有的器件芯片12’依次进行这样的拾取作业，完成拾取工序。
50.根据上述的实施方式，由于晶片10沿着解理面10d被分割并且改质层被去除，因此在晶片10上不会残留改质层或碎屑。由此，消除了晶片10从残留有改质层或碎屑的部位发生破损的问题。另外，由于晶片10沿着解理面10d被分割，因此能够将器件区域16a设定至形成环状的加强部10c的区域的边际。因此，生产率提高。