晶片的加工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及晶片的加工方法，其中，在照射對于晶片具有透過性的波長的脈沖激 光束而在晶片內(nèi)部形成了改性層后，對晶片施加外力而W改性層為起點將晶片分割成多個 器件忍片。
【背景技術(shù)】
[0002] 1C、LSI等多個器件被分割預(yù)定線劃分并形成在娃晶片（W下，有時簡稱為晶片） 的正面上，通過加工裝置將該娃晶片分割成一個個器件忍片，分割出的器件忍片廣泛應(yīng)用 于移動電話、個人計算機等各種電子設(shè)備中。
[0003] 在晶片的分割中，廣泛采用運樣的劃片方法：該劃片方法使用被稱為劃片銀的切 削裝置。在劃片方法中，使切削刀具一邊W 300(K)rpm左右的高速旋轉(zhuǎn)一邊切入晶片，由此 切削晶片而分割成一個個器件忍片，所述切削刀具利用金屬或樹脂將金剛石等的磨粒固化 并形成為30 μ m左右的厚度。
[0004] 另一方面，近年來提出了如下的方法：將對于晶片具有透過性的波長的脈沖激光 束的聚光點定位在與分割預(yù)定線對應(yīng)的晶片內(nèi)部，沿著分割預(yù)定線照射脈沖激光束而在晶 片內(nèi)部形成改性層，然后施加外力，將晶片分割成一個個器件忍片（例如，參照日本特許第 4402708號公報）。 陽0化]改性層是指密度、折射率、機械性強度和其它物理特性成為與周圍不同的狀態(tài)的 區(qū)域，除了烙融再固化區(qū)域、折射率變化區(qū)域、絕緣破壞區(qū)域外，還包含裂紋區(qū)域和運些區(qū) 域混雜而成的區(qū)域。
[0006] 娃的光學(xué)吸收限處于與娃的帶隙（1. lev)相當(dāng)?shù)?050皿的光波長附近，在體娃 中，波長短于1050nm的光被吸收。
[0007] 在W往的改性層形成方法中，通常使用滲雜有欽（Nd)的Nd:YAG脈沖激光器（例 如，參照日本特開2005-95952號公報），該Nd :YAG脈沖激光器振蕩出接近光學(xué)吸收限的波 長為1064nm的激光。
[000引但是，由于Nd :YAG脈沖激光的1064nm的波長接近娃的光學(xué)吸收限，因此存在運樣 的情況：在夾著聚光點的區(qū)域中，激光束的一部分被吸收而無法形成充分的改性層，從而無 法將晶片分割成一個個器件忍片的情況。
[0009] 因此，本申請人發(fā)現(xiàn)如下事實：當(dāng)使用設(shè)定在波長為1300~1400皿的范圍內(nèi)的、 例如波長為1342nm的YAG脈沖激光在晶片的內(nèi)部形成改性層時，在夾著聚光點的區(qū)域中， 激光束的吸收得到抑制，能夠形成良好的改性層，并且能夠順楊地將晶片分割成一個個器 件忍片（參照日本特開2006-108459號公報）。
[0010] 專利文獻(xiàn)1 :日本特許第4402708號公報
[0011] 專利文獻(xiàn)2 :日本特開2005-95952號公報
[0012] 專利文獻(xiàn)3 :日本特開2006-108459號公報
[0013] 另外發(fā)現(xiàn)，當(dāng)沿著分割預(yù)定線與之前形成的改性層相鄰地將脈沖激光束的聚光點 定位在晶片的內(nèi)部進(jìn)行照射而在晶片內(nèi)部形成改性層時，會產(chǎn)生下述運樣的新問題：激光 束在與照射脈沖激光束的面相反的一側(cè)的面、即晶片的正面上發(fā)生散射，侵襲形成在正面 上的器件而使其受到損傷。
[0014] 在驗證了該問題后，推測可能是如下情況：微細(xì)的裂紋從之前形成的改性層傳播 到晶片的正面?zhèn)?，該裂紋使接下來照射的脈沖激光束的透射光折射或反射而侵襲器件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015] 本發(fā)明是鑒于運一點而完成的，其目的在于提供一種晶片的加工方法，在對娃晶 片照射波長被設(shè)定為1300~1400nm的范圍的脈沖激光束而在晶片內(nèi)部形成改性層時，能 夠抑制透射光使晶片正面的器件受到損傷的情況。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明，提供一種晶片的加工方法，其通過激光加工裝置對由娃構(gòu)成的晶片 進(jìn)行加工，在所述晶片的正面上，由多條分割預(yù)定線劃分而形成有多個器件，所述激光加工 裝置具有：保持構(gòu)件，其保持被加工物；激光束照射構(gòu)件，其照射對于保持在該保持構(gòu)件上 的被加工物具有透過性的波長的脈沖激光束而在被加工物的內(nèi)部形成改性層；W及加工進(jìn) 給構(gòu)件，其使該保持構(gòu)件和該激光束照射構(gòu)件相對地進(jìn)行加工進(jìn)給，其特征在于，該晶片的 加工方法具有W下步驟：波長設(shè)定步驟，將對于晶片具有透過性的脈沖激光束的波長設(shè)定 為1300nm~1400nm的范圍；光束修正步驟，在實施了該波長設(shè)定步驟后，使每個脈沖的脈 沖激光束的功率分布形成為禮帽形狀；改性層形成步驟，在實施了該光束修正步驟后，將脈 沖激光束的聚光點定位在晶片的內(nèi)部，從晶片的背面對與該分割預(yù)定線對應(yīng)的區(qū)域照射脈 沖激光束，并且使該保持構(gòu)件與該激光束照射構(gòu)件相對地進(jìn)行加工進(jìn)給，從而在晶片的內(nèi) 部形成改性層；W及分割步驟，在實施了該改性層形成步驟后，對晶片施加外力，W該改性 層為分割起點沿著該分割預(yù)定線分割晶片。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的晶片的加工方法，由于在光束修正步驟中使每個脈沖的脈沖激光束 的功率分布形成為禮帽形狀，因此如高斯分布運樣的山麓處的小功率部分不會照射到晶片 中，僅利用大功率部分在晶片內(nèi)部形成改性層。
[001引因此，抑制由小功率所引起的微細(xì)的裂紋的形成，因此，接下來照射的脈沖激光束 不會受到裂紋的影響，能夠消除使形成在晶片正面上的器件損傷的問題。
【附圖說明】
[0019] 圖1是適于實施本發(fā)明的晶片的加工方法的激光加工裝置的立體圖。
[0020] 圖2是激光束產(chǎn)生單元的框圖。
[0021] 圖3是娃晶片的正面?zhèn)攘Ⅲw圖。
[0022] 圖4是示出將娃晶片的正面?zhèn)日迟N于切割帶的狀態(tài)的立體圖，該切割帶的外周部 被粘貼在環(huán)狀框架上。
[0023] 圖5是借助切割帶支承在環(huán)狀框架上的的娃晶片的背面?zhèn)攘Ⅲw圖。 陽024] 圖6是示出光束修正步驟的示意圖。
[0025] 圖7是示出形成為禮帽形狀的每個脈沖的激光束的功率分布的圖。
[00%] 圖8是說明改性層形成步驟的立體圖。
[0027] 圖9是示出在規(guī)定的加工條件下形成的改性層的剖視圖。
[0028] 圖10是分割裝置的立體圖。
[0029] 圖11是示出分割步驟的剖視圖。
[0030] 標(biāo)號說明：
[0031] 2 :激光加工裝置；11 :娃晶片；13a :第一分割預(yù)定線；13b :第二分割預(yù)定線；15 : 器件；19 :改性層；21 :器件忍片；28 :卡盤工作臺；34 :激光束照射單元；35 :激光束產(chǎn)生單 元；37 :聚光器；39 :攝像單元；62 :激光振蕩器；64 :重復(fù)頻率設(shè)定構(gòu)件；70 :擴束器；74 :聚 光透鏡；75 :功率分布；80 :分割裝置；T :切割帶；F :環(huán)狀框架。
【具體實施方式】
[0032] W下，參照附圖詳細(xì)地說明本發(fā)明的實施方式。參照圖1，示出了適合實施本發(fā)明 的晶片的加工方法的激光加工裝置2的概略立體圖。
[0033] 激光加工裝置2包含W能夠在X軸方向上移動的方式搭載在靜止基座4上的第一 滑塊6。第一滑塊6借助由滾珠絲杠8和脈沖電機10構(gòu)成的加工進(jìn)給構(gòu)件12而沿著一對 導(dǎo)軌14在加工進(jìn)給方向、即X軸方向上移動。
[0034] 第二滑塊16 W能夠在Y軸方向上移動的方式搭載在第一滑塊6上。目P，第二滑塊 16借助由滾珠絲杠18和脈沖電機20構(gòu)成的分度進(jìn)給機構(gòu)22沿著一對導(dǎo)軌24在分度進(jìn)給 方向、即Y軸方向上移動。
[0035] 在第二滑塊16上經(jīng)由圓筒支承部件26搭載有卡盤工作臺28,卡盤工作臺28能 夠旋轉(zhuǎn)，并且能夠借助加工進(jìn)給構(gòu)件12和分度進(jìn)給機構(gòu)22在X軸方向和Y軸方向上移動。 在卡盤工作臺28上設(shè)置有夾持環(huán)狀框架的夾具30,該環(huán)狀框架支承由卡盤工作臺28吸引 保持的晶片。
[0036] 在靜止基座4上立起設(shè)置有柱32,在該柱32上安裝有激光束照射單元34。激光 束照射單元34由收納在外殼33內(nèi)的圖2所示的激光束產(chǎn)生單元35和安裝在外殼33的末 端的聚光器37構(gòu)成。
[0037] 如圖2所示，激光束產(chǎn)生單元35包含：振蕩出YAG脈沖激光的激光振蕩器62 ;重 復(fù)頻率設(shè)定構(gòu)件64 ;脈沖寬度調(diào)整構(gòu)件66 ; W及功率調(diào)整構(gòu)件68。在本實施方式中，作為 激光振蕩器62,采用了可振蕩出波長為1342nm的脈沖激光的YAG脈沖激光振蕩器。
[00測如圖1所示，在外殼33的末端部配設(shè)有聚光器37和攝像單元39,該攝像單元39 沿X軸方向排列，檢測待進(jìn)行激光加工的加工區(qū)域。攝像單元39包含通過可見光對半導(dǎo)體 晶片11的加工區(qū)域進(jìn)行拍攝的通常的CCD等攝像元件。
[0039] 攝像單元39還包含紅外線攝像構(gòu)件，該紅外線攝像構(gòu)件由W下部分構(gòu)成：對被加 工物照射紅外線的紅外線照射機構(gòu)；能夠捕捉由紅外線照射機構(gòu)照射的紅外線的光學(xué)系 統(tǒng)；W及輸出與該光學(xué)系統(tǒng)捕捉到的紅外線對應(yīng)的電信號的紅外線CCD等紅外線攝像元 件，攝像單元39將拍攝到的圖像的信號發(fā)送到控制器（控制機構(gòu)）40。
[0040] 控制器40由計算機構(gòu)成，并且具有：根據(jù)控制程序進(jìn)行運算處理的中央處理裝置 (CPU)42 ;保存控制程序等的只讀存儲器（ROM)44 ;保存運算結(jié)果等的能夠讀寫的隨機存取 存儲器（RAM) 46 ;計數(shù)器48 ;輸入接口 50 及輸出接口 52。
[0041] 56是由沿著導(dǎo)軌14配設(shè)的直線標(biāo)尺54、和配設(shè)在第一滑塊6上的未圖示的讀取 頭構(gòu)成的加工進(jìn)給量檢測單元，加工進(jìn)給量檢測單元56的檢測信號被輸入到控制器40的 輸入接口 50。
[0042] 60是由沿著導(dǎo)軌24配設(shè)的直線標(biāo)尺58、和配設(shè)在第二滑塊16上的未圖示的讀取 頭構(gòu)成的分度進(jìn)給量檢測單元，分度進(jìn)給量檢測單元60的檢測信號被輸入到控制器40的 輸入接口 50。
[0043] 由攝像單元39拍攝的圖像信號也被輸入到控制器40的輸入接口 50。另一方面， 控制信號被從控制器40的輸出接口 52輸出到脈沖電機10、脈沖電機20 W及激光束產(chǎn)生單 元35等。
[0044] 參照圖3,示出了本發(fā)明的加工方法的加工對象、即半導(dǎo)體晶片11的正面?zhèn)攘Ⅲw 圖。圖3所示的半導(dǎo)體晶片11由例如厚度為100 μπι的娃晶片構(gòu)成。
[0045] 半導(dǎo)體晶片11在正面11a上形成有沿第一方向延伸的多條第一分割預(yù)定線（間 隔