SiC晶片的加工方法与流程

sic晶片的加工方法
技术领域
1.本发明涉及将sic晶片分割成各个器件芯片的sic晶片的加工方法。


背景技术：

2.sic晶片在sic基板的正面上形成有由分割预定线划分功率器件、led等多个器件的器件区域以及围绕该器件区域的外周剩余区域，该sic晶片通过切割装置、激光加工装置而分割成各个器件芯片，并被用于汽车的控制装置、个人计算机等电子设备。
3.sic晶片有时在分割成各个器件芯片之前对背面进行磨削而使sic晶片薄化(例如参照专利文献1)，然后在背面上包覆金属膜。
4.专利文献1：日本特开2013-021017号公报
5.但是，存在如下的问题，在将sic晶片薄化后，搬送至包覆金属膜的工序进而搬送至之后的工序等工序增加，由此薄化的昂贵的sic晶片发生破损或损伤的危险增大。


技术实现要素：

6.本发明是鉴于上述事实而完成的，其主要的技术课题在于提供sic晶片的加工方法，在sic晶片的加工方法中，即使在将sic晶片薄化来实施包覆金属膜的工序的情况下，也能够避免sic晶片发生破损或损伤的危险。
7.为了解决上述主要的技术课题，根据本发明，提供sic晶片的加工方法，将在正面上形成有由分割预定线划分成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sic晶片分割成各个器件芯片，其中，该sic晶片的加工方法构成为包含如下的工序：保护部件配设工序，在sic晶片的正面上配设保护部件；磨削工序，将sic晶片的保护部件侧保持于第1卡盘工作台上，残留sic晶片的与外周剩余区域对应的区域而在与器件区域对应的区域定位磨削磨具来进行磨削，在该外周剩余区域残留环状增强部而将sic晶片薄化；金属膜包覆工序，在sic晶片的至少与器件区域对应的背面上包覆金属膜；剥离工序，从sic晶片的正面剥离保护部件；一体化工序，在sic晶片的正面上配设划片带，并且按照在具有对sic晶片进行收纳的开口部的框架的该开口部中收纳sic晶片的方式将该划片带粘贴于该框架上而将sic晶片与框架一体化；环状增强部去除工序，将粘贴于sic晶片的正面上的划片带侧保持于透明的第2卡盘工作台上，通过切削刀具或激光使该器件区域与该外周剩余区域的边界断裂而将该环状增强部去除；分割预定线检测工序，通过拍摄单元从该第2卡盘工作台侧检测sic晶片的分割预定线；以及分割工序，通过切削刀具或激光从sic晶片的背面使sic晶片的分割预定线断裂而将器件区域分割成各个器件芯片。
8.本发明的sic晶片的加工方法将在正面上形成有由分割预定线划分成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sic晶片分割成各个器件芯片，其中，该sic晶片的加工方法构成为包含如下的工序：保护部件配设工序，在sic晶片的正面上配设保护部件；磨削工序，将sic晶片的保护部件侧保持于第1卡盘工作台上，残留sic晶片的与外周剩余区域对应的区域而在与器件区域对应的区域定位磨削磨具来进行磨削，在该外周剩余
区域残留环状增强部而将sic晶片薄化；金属膜包覆工序，在sic晶片的至少与器件区域对应的背面上包覆金属膜；剥离工序，从sic晶片的正面剥离保护部件；一体化工序，在sic晶片的正面配设划片带，并且按照在具有对sic晶片进行收纳的开口部的框架的该开口部收纳sic晶片的方式将该划片带粘贴于该框架上而将sic晶片和框架一体化；环状增强部去除工序，将粘贴于sic晶片的正面的划片带侧保持于透明的第2卡盘工作台上，通过切削刀具或激光使该器件区域与该外周剩余区域的边界断裂而将该环状增强部去除；分割预定线检测工序，通过拍摄单元从该第2卡盘工作台侧检测sic晶片的分割预定线；以及分割工序，通过切削刀具或激光从sic晶片的背面使sic晶片的分割预定线断裂而将器件区域分割成各个器件芯片，因此即使对sic晶片的背面进行磨削而使sic晶片薄化，由于在sic晶片的外周形成有环状增强部，因此在搬送至下一工序时，也可避免昂贵的sic晶片发生破损或损伤的危险。
附图说明
9.图1是示出保护部件配设工序的实施方式的立体图。
10.图2的(a)是示出将sic晶片保持于第1卡盘工作台的方式的立体图，图2的(b)是示出在外周剩余区域残留环状增强部而将sic晶片薄化的磨削工序的实施方式的立体图，图2的(c)是实施了磨削工序的sic晶片的剖视图。
11.图3是示出金属膜包覆工序的实施方式的示意图。
12.图4是示出剥离工序的实施方式的立体图。
13.图5是示出一体化工序的实施方式的立体图。
14.图6是在本实施方式中使用的切割装置的整体立体图。
15.图7的(a)是示出通过切削刀具使器件区域10a与外周剩余区域10b的边界断裂的方式的立体图，图7的(b)是示出从sic晶片去除环状增强部的方式的立体图。
16.图8的(a)是示出使sic晶片的分割预定线断裂的方式的立体图，图8的(b)是示出将sic晶片的器件区域分割成各个器件芯片的状态的立体图。
17.标号说明
18.1：切割装置；2：基台；2a：x轴导轨；2b：y轴导轨；10：sic晶片；10a：器件区域；10b：外周剩余区域；10a：正面；10b：背面；12：器件；14：分割预定线；18：粒子；18a：金属膜；20：磨削装置；22：第1卡盘工作台；22a：吸附卡盘；22b：框体；23：磨削单元；24：旋转轴；25：磨削磨轮；26：磨削磨具；27：驱动部；40：支承单元；41：x轴方向可动板；42：夹具；43：支承台；44：第2卡盘工作台；44a：支承面；44b：吸引槽；45：旋转支柱；50：拍摄单元；52：拍摄相机；60：x轴移动单元；70：切削单元；71：主轴单元；72：旋转主轴；73：切削刀具；74：刀具罩；77：切削单元支承部；78：z轴导轨；80：y轴移动单元；l：边界；t1：保护部件；t2：划片带。
具体实施方式
19.以下，参照附图，对根据本发明构成的sic晶片的加工方法的实施方式进行详细说明。
20.在实施本实施方式的sic晶片的加工方法时，准备图1所示的sic晶片10。sic晶片10是在sic基板的正面10a上形成有由分割预定线14划分多个器件12的器件区域10a以及围
绕器件区域10a的外周剩余区域10b的晶片，例如厚度形成为700μm。在图1中，用虚线示出器件区域10a与外周剩余区域10b的边界l，但该边界l是为了便于说明而记载的假想线，并未形成于实际的晶片10上。器件12例如是功率器件或led元件。
21.若准备了上述sic晶片10，则实施在sic晶片10的正面10a上配设保护部件t1的保护部件配设工序。作为保护部件t1，例如选择以与sic晶片10相同的尺寸形状形成的eva(乙烯醋酸乙烯酯)制的粘接带。在sic晶片10的正面10a上粘贴保护部件t1而形成一体，之后进行翻转，使sic晶片10的背面10b侧朝向上方。另外，保护部件t1不限于上述的eva，例如也可以是pet(聚对苯二甲酸乙二醇酯)。
22.若实施了保护部件配设工序而使sic晶片10和保护部件t1成为了一体，则将sic晶片10搬送至图2所示的磨削装置20(仅示出一部分)。如图2的(a)所示，磨削装置20具有第1卡盘工作台22。第1卡盘工作台22具有省略图示的旋转驱动源而构成为能够旋转，第1卡盘工作台22包含：吸附卡盘22a，其由具有通气性的部件构成；以及框体22b，其围绕吸附卡盘22a。吸附卡盘22a经由框体22b的内部的通路而与省略图示的吸引源连接。另外，如图2的(b)所示，磨削装置20具有对第1卡盘工作台22所保持的被加工物进行磨削的磨削单元23。磨削单元23具有：能够旋转的旋转轴24，其具有铅垂方向的轴心；磨削磨轮25，其安装于旋转轴24的下端；多个磨削磨具26，它们呈环状配设于磨削磨轮25的下表面上；以及驱动部27，其对旋转轴24进行旋转驱动，磨削单元23构成为通过省略图示的磨削进给机构作为整体能够升降。呈环状配设的磨削磨具26按照最外周的直径比sic晶片10的器件区域10a的半径大且比器件区域10a的直径小的方式形成。
23.在将sic晶片10搬送至磨削装置20之后，将sic晶片10的保护部件t1侧保持于第1卡盘工作台22，残留sic晶片10的与外周剩余区域10b对应的区域而在与器件区域10a对应的区域定位上述的磨削单元23的磨削磨具26来进行磨削，将sic晶片10薄化。
24.更具体而言，如图2的(a)所示，按照sic晶片10的中心与第1卡盘工作台22的中心一致的方式载置sic晶片10，以背面10b向上方露出的状态保持于第1卡盘工作台22。接着，如图2的(b)所示，使第1卡盘工作台22向箭头r1所示的方向旋转，使驱动部27进行动作而使旋转轴24向箭头r2所示的方向旋转，并且使上述的磨削进给机构进行动作而使磨削单元23向箭头r3所示的方向下降，使呈环状配设的磨削磨具26与sic晶片10的背面10b抵接。磨削磨具26至少通过sic晶片10的背面10b的旋转中心，并且在背面10b上与sic晶片10的形成于正面10a侧的器件区域10a所对应的部分接触，例如以1μm/秒的速度进行磨削进给。其结果是，如图2的(b)、图2的(c)所示，在sic晶片10的背面10b上，在与外周剩余区域10b对应的区域残留环状增强部16而将sic晶片10薄化，在与器件区域10a对应的区域例如形成有底部的厚度为30μm的凹部15。环状增强部16的厚度为700μm，是原本的sic晶片10的厚度。通过以上，完成磨削工序。
25.上述磨削工序完成后，实施对sic晶片10的至少与器件区域10a对应的背面10b包覆金属膜的金属膜包覆工序。在金属膜的包覆中，例如可以使用图3所示的周知的溅射装置30(省略详细内容)。该溅射装置30在密闭的腔室34内具有以静电式保持sic晶片10的保持部32，在保持部32的上方的对置的位置，以支承于励磁部件的状态配设有由规定的金属构成且与高频电源连结的省略图示的溅射源。该腔室34具有省略图示的减压口，从该减压口向外部排出空气，并且配设有导入溅射气体(例如氩气)的导入口。当对腔室34的内部进行
减压而成为减压环境并且从该高频电源对该溅射源施加高频电力并导入氩气而产生等离子时，等离子中的氩离子与该溅射源碰撞，构成溅射源的金属的粒子18被释放，在sic晶片10的背面10b侧、即凹部15和环状增强部16的表面上堆积，如图4所示，包覆金属膜18a。作为金属膜18a，例如有金、银、钛等，金属膜18a的厚度例如为30nm～60nm左右。另外，在该金属膜包覆工序中，未必需要利用金属膜18a完全包覆sic晶片10的凹部15和环状增强部16这双方，至少包覆凹部15即可。另外，在上述的实施方式中，通过溅射而在sic晶片10上形成有金属膜18a，但本发明不限于此，可以根据蒸镀、cvd等周知的其他方法来形成金属膜18a。
26.若如上述那样形成了金属膜18a，则如图4所示，从sic晶片10的正面10a剥离保护部件t1(剥离工序)。
27.接着，如图5所示，实施一体化工序：在sic晶片10的正面10a上配设划片带t2，并且按照在具有对sic晶片10进行收纳的开口部fa的框架f的该开口部fa中收纳sic晶片10的方式进行定位，将划片带t2粘贴于框架f上而将sic晶片10与框架f一体化。
28.另外，在上述的一体化工序中使用的划片带t2也可以与上述的保护部件t1同样地采用eva、pva，但作为划片带t2，优选对表面上不具有糊料剂且通过加热而发挥粘接力的热压接片进行加热、按压而进行一体化。作为热压接片，例如可以从聚烯烃系片或聚酯系片中进行选择。在选择聚烯烃系片的情况下，可以采用聚乙烯片、聚丙烯片、聚苯乙烯片中的任意片，在选择该聚酯系片的情况下，可以采用聚对苯二甲酸乙二醇酯片、聚萘二甲酸乙二醇酯片中的任意片。
29.若实施了上述的一体化工序，则实施使器件区域10a与外周剩余区域10b的边界断裂而将环状增强部10b去除的环状增强部去除工序。在图6中示出适合实施本实施方式的环状增强部去除工序的切割装置1。
30.切割装置1具有：支承单元40，其至少由对框架进行固定的夹具42和对sic晶片10进行支承的由透明的部件形成的第2卡盘工作台44构成；以及拍摄单元50，其以能够定位于第2卡盘工作台44的相反侧(下表面侧)的方式进行配设。本实施方式的第2卡盘工作台44通过省略图示的旋转驱动源支承为能够旋转，该第2卡盘工作台44具有透明的支承面44a以及围绕该支承面44a的环状的吸引槽44b。在该吸引槽44b上连接有省略图示的吸引源，通过使该吸引源进行动作，能够对载置于第2卡盘工作台44的被加工物进行吸引保持。
31.另外，切割装置1具有：x轴移动单元60，其将支承单元40在图中箭头x所示的x轴方向上进行加工进给；切削单元70，其对第2卡盘工作台44上所保持的sic晶片10进行切削；以及y轴移动单元80，其将切削单元70在与该x轴方向垂直的图中箭头y所示的y轴方向上进行分度进给。
32.如图6所示，支承单元40包含：矩形状的x轴方向可动板41，其在x轴方向上移动自如地搭载于基台2上；剖面
“コ”
字状的支承台43，其固定于x轴方向可动板41的上表面上；以及圆筒状的旋转支柱45，其配设于支承台43上，在旋转支柱45的上部载置有第2卡盘工作台44。上述的夹具42配设于旋转支柱45与第2卡盘工作台44之间，在周向上等间隔地配设有多个。
33.x轴移动单元60将电动机61的旋转运动经由滚珠丝杠62而转换成直线运动并传递至x轴方向可动板41，使x轴方向可动板41沿着基台2上的x轴导轨2a、2a在x轴方向上进退。
34.切削单元70配设于与支承单元40在x轴方向上移动的区域在y轴方向上相邻的后
方位置。切削单元70具有主轴单元71。主轴单元71具有：切削刀具73，其固定于旋转主轴72的前端部，在外周具有切刃；以及刀具罩74，其对切削刀具73进行保护。在刀具罩74上，在与切削刀具73相邻的位置配设有切削水提供单元75，将经由刀具罩74而导入的切削水朝向切削位置提供。在主轴单元71的另一端侧收纳有未图示的电动机等旋转驱动源，该电动机使旋转主轴72旋转，由此使切削刀具73旋转。
35.上述的切削单元70通过切削单元支承部77进行支承。在基台2上配设有与y轴方向平行的一对y轴导轨2b、2b，切削单元支承部77以能够滑动的方式安装在y轴导轨2b、2b上。切削单元支承部77构成为能够通过y轴移动单元80沿着y轴方向移动。y轴移动单元80将电动机81的旋转运动经由滚珠丝杠82而转换成直线运动并传递至切削单元支承部77，使切削单元支承部77沿着基台2上的y轴导轨2b、2b在y轴方向上进退。
36.在切削单元支承部77的上部侧面上设置有与箭头z所示的z轴方向(上下方向)平行的一对z轴导轨78(用虚线示出一部分)。对主轴单元71进行支承的z轴移动基台76以能够滑动的方式安装在z轴导轨78上。在切削单元支承部77上配设有电动机79，将电动机79的旋转经由未图示的滚珠丝杠而转换成直线运动并传递至z轴移动基台76。通过使电动机79进行旋转，借助z轴移动基台76而使主轴单元71在z轴方向上进退。
37.拍摄单元50具有：相机延长部件51，其设置于切削单元支承部77上，沿y轴方向延伸；以及拍摄相机52，其配设于相机延长部件51的前端部。在支承台43沿x轴方向移动而定位于切削刀具74的正下方时，拍摄相机52定位于形成为
“コ”
字状的支承台43的内部，定位于第2卡盘工作台44的支承面44a的相反侧。其结果是，能够通过拍摄相机52从下方侧隔着划片带t2而拍摄第2卡盘工作台44所支承的sic晶片10的正面10a侧。在对sic晶片10进行切削加工时，拍摄单元50能够从下方拍摄sic晶片10的正面10a侧，获取图像，实施对准，从而检测要切削的位置，将所检测的位置信息发送至省略图示的控制单元并进行存储。
38.切割装置1具有大致如上所述的结构，下面对在实施了上述的一体化工序之后所执行的环状增强部去除工序、分割预定线检测工序以及分割工序进行说明。
39.首先，将粘贴有sic晶片10的划片带t2侧载置于图6所示的第2卡盘工作台44上，并且使未图示的吸引源进行动作，对上述的第2卡盘工作台44的吸引槽44b作用负压，沿着sic晶片10的外周对划片带t2进行吸引，并且通过夹具42将框架f固定。
40.若将sic晶片10固定，则使上述的x轴移动单元60进行动作，使支承sic晶片10的支承台43在x轴方向上移动，如图7的(a)所示，根据存储于控制单元的位置信息，将切削刀具73定位于对应于器件区域10a与外周剩余区域10b的边界l的位置。接着，使切削刀具73一边向箭头r4所示的方向旋转一边向箭头r5所示的方向下降而进行切入进给，并且使配设有第2卡盘工作台44的旋转支柱45向箭头r6所示的方向旋转，在对应于器件区域10a与外周剩余区域10b的边界l的位置形成环状的切削槽100。由此，沿着器件区域10a与外周剩余区域10b的边界l进行断裂，如图7的(b)所示，能够将环状增强部16从sic晶片10去除(环状增强部去除工序)。另外，形成切削槽100的位置也可以预先存储于控制单元，也可以使用上述的拍摄单元50从第2卡盘工作台44的下方进行拍摄而检测该位置。
41.接着，使上述的x轴移动单元60进行动作而使支承台43在x轴方向上移动，使第2卡盘工作台44的中心移动至拍摄单元50的拍摄相机52的正上方。如上所述，第2卡盘工作台44由透明的部件形成，因此能够通过拍摄相机52从下方侧拍摄sic晶片10的正面10a，从而检
测要切削的规定的分割预定线14的位置(分割预定线检测工序)。另外，将所检测的分割预定线14的位置信息发送至控制单元并进行存储。
42.若实施了分割预定线检测工序，则使沿规定的方向形成的分割预定线14与x轴方向一致，并且如图8的(a)所示，使切削刀具73一边向箭头r4所示的方向旋转一边进行切入进给，通过切削刀具73从sic晶片10的背面10b进行切削以使sic晶片10的分割预定线14断裂，形成切削槽110。并且，使x轴移动单元60、y轴移动单元80、省略图示的旋转驱动源进行动作而使第2卡盘工作台44在x轴方向、y轴方向、旋转方向上移动，并且通过切削刀具73进行切入进给，由此如图8的(b)所示，沿着分割预定线14形成切削槽110而断裂，将器件区域10a分割成各个器件芯片12’(分割工序)。若完成了分割工序，则搬送至收纳于适当的盒中或实施拾取等的后续工序。
43.根据本实施方式，即使对sic晶片10的背面10b进行磨削而使sic晶片10薄化，由于在sic晶片10的外周形成有环状增强部16，因此在搬送至下一工序时也可避免昂贵的sic晶片10发生破损或损伤的危险。
44.另外，在上述的实施方式中，在实施分割工序时，使用切割装置1而通过切削单元70的切削刀具73实施了环状增强部去除工序和分割工序，但本发明不限于此，也可以使用激光加工装置照射激光光线而实施环状增强部去除工序、分割工序中的任意工序或这两个工序。