專利名稱：晶片處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于通過沿形成在諸如半導(dǎo)體晶片或光學(xué)裝置晶片的晶片上的芯片道(street)施加激光束而進(jìn)行處理的晶片處理方法。
背景技術(shù)：
如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員公知的，在半導(dǎo)體裝置的制造工藝中形成了具有多個(gè)半導(dǎo)體芯片(諸如IC芯片或LSI芯片)的半導(dǎo)體晶片，所述半導(dǎo)體芯片被形成在諸如硅基底的半導(dǎo)體基底的前表面上的矩陣中并且包括由絕緣膜和功能膜構(gòu)成的層壓結(jié)構(gòu)。在如此形成的半導(dǎo)體晶片中，上述半導(dǎo)體芯片通過稱作“芯片道”的分界線被分成片段，并且通過沿所述芯片道切割半導(dǎo)體晶片而制造出單個(gè)的半導(dǎo)體芯片。在由藍(lán)寶石基底等的前表面上的格子圖案中的芯片道所劃分的多個(gè)區(qū)域中具有包括氮化鎵基化合物半導(dǎo)體的光學(xué)裝置的光學(xué)裝置晶片也沿所述芯片道被分成為單個(gè)的光學(xué)裝置，諸如發(fā)光二極管或激光二極管。這些光學(xué)裝置被廣泛地應(yīng)用在電子設(shè)備中。
通常用稱作“切片機(jī)”的切割機(jī)執(zhí)行沿諸如半導(dǎo)體晶片或光學(xué)裝置晶片的晶片的芯片道的切割。該切割機(jī)包括用于保持作為工件的半導(dǎo)體晶片的夾盤臺(tái)、用于切割被保持在夾盤臺(tái)上的半導(dǎo)體晶片的切割裝置、以及用于使得夾盤臺(tái)和切割裝置相對(duì)于彼此移動(dòng)的移動(dòng)裝置。所述切割裝置具有在高速下旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)主軸、以及安裝在所述主軸上的切割刀片。所述切割刀片包括盤狀基底和環(huán)形切割刃，所述環(huán)形切割刃被安裝在基底的側(cè)壁圓周部分上并且通過電鑄將直徑約為3μm的鉆石磨粒固定于基底而被形成大約為20μm厚。
為了提高諸如IC或LSI的半導(dǎo)體芯片的產(chǎn)量，近來已提供了包含半導(dǎo)體芯片的半導(dǎo)體晶片，所述半導(dǎo)體芯片由層壓結(jié)構(gòu)構(gòu)成，所述層壓結(jié)構(gòu)由諸如SiOF或BSG(SiOB)等無機(jī)材料制成的膜或諸如聚酰亞胺基和聚對(duì)二甲苯基的聚合物的有機(jī)材料制成的膜的低介電絕緣膜(Low-k膜)、和用于在諸如硅基底的半導(dǎo)體基底的前表面上形成電路的功能膜構(gòu)成。
已提供了具有稱作“試驗(yàn)元件組(TEG)”的金屬圖案的半導(dǎo)體晶片，所述金屬圖案被部分地形成在半導(dǎo)體晶片的芯片道上以便于在電路被分開之前檢查每個(gè)電路的功能。
難于用切割刀片在同一時(shí)間切割上述Low-k膜和試驗(yàn)元件組(TEG)，這是由于它們是用不同于晶片的材料制成的。也就是說，由于Low-k膜象云母極易碎，因此出現(xiàn)這樣一個(gè)問題，即，當(dāng)用切割刀片沿芯片道切割上述半導(dǎo)體晶片時(shí)，Low-k膜剝落，并且該剝落達(dá)到電路從而對(duì)于半導(dǎo)體芯片造成致命損壞。另外，由于試驗(yàn)元件組(TEG)是用金屬制成的，因此出現(xiàn)這樣一個(gè)問題，即，當(dāng)用切割刀片切割具有試驗(yàn)元件組(TEG)的半導(dǎo)體晶片時(shí)，會(huì)產(chǎn)生毛刺，并且切割刀片的壽命被縮短。
為了解決上述問題，JP-A2003-320466披露了一種處理機(jī)，所述處理機(jī)用于通過沿半導(dǎo)體晶片的芯片道施加激光束去除用于形成芯片道的Low-k膜和形成在芯片道上的試驗(yàn)元件組(TEG)并且通過將切割刀片布置在去除區(qū)域中切割半導(dǎo)體晶片。
當(dāng)通過施加激光束處理晶片時(shí)，由于激光束是沿垂直于待處理的工件的處理表面的方向被施加的，因此來自于激光束被施加于其上的處理點(diǎn)的熔化碎屑徑向散射。該散射的碎屑積聚在處理之前未處理的區(qū)域中，并且所積聚的碎屑阻塞了所施加的激光束。因此，出現(xiàn)這樣一個(gè)問題，即，不一定能夠去除未處理區(qū)域中的Low-k膜和形成在芯片道上的試驗(yàn)元件組(TEG)。
而且，甚至當(dāng)沿形成在晶片上的芯片道施加激光束以將其分成為獨(dú)立芯片時(shí)，激光束也會(huì)被積聚在上述未處理區(qū)域中的碎屑阻斷，因此，激光束的能量未被完全吸收到晶片的處理點(diǎn)中。因此，存在這樣的問題，即，晶片不能被分成為獨(dú)立芯片。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種晶片處理方法，所述方法能夠防止沿形成在晶片上的芯片道施加激光束所產(chǎn)生的碎屑的影響。
依照本發(fā)明，通過用于通過沿形成在晶片上的芯片道施加激光束而執(zhí)行處理的晶片處理方法可實(shí)現(xiàn)上述目的，所述方法包括這樣一個(gè)步驟，在相對(duì)于晶片的處理表面的法線成預(yù)定傾斜角的入射角下施加激光束，同時(shí)晶片沿芯片道在以銳角施加于晶片處理表面的激光束側(cè)從一端朝向另一端被處理進(jìn)給。
最好，上述入射角被設(shè)定為15到80°。
最好，在激光束施加步驟之前，執(zhí)行在晶片的處理表面上形成可溶解在溶劑中的樹脂膜的步驟，并且在激光束施加步驟之后，執(zhí)行將形成在晶片處理表面上的樹脂膜溶解在溶劑中以去除樹脂膜的步驟。樹脂膜最好由通過將水溶性樹脂與光吸收劑相混合制備的水溶性光吸收樹脂制成。
在本發(fā)明晶片處理方法的激光束施加步驟中，在相對(duì)于晶片的處理表面的法線成預(yù)定傾斜角的入射角下施加激光束，同時(shí)晶片沿芯片道在以銳角施加于晶片處理表面的激光束側(cè)從一端朝向另一端被處理進(jìn)給。因此，激光束施加所產(chǎn)生的碎屑被散射在處理區(qū)域上而沒有被散射在未處理區(qū)域上。因此，由于碎屑沒有附著于晶片的未處理區(qū)域，因此在沒有碎屑的影響的情況下執(zhí)行激光處理。


圖1是將由本發(fā)明的晶片處理方法處理的半導(dǎo)體晶片的透視圖；圖2是圖1所示半導(dǎo)體晶片的放大截面圖；圖3是示出了圖1所示半導(dǎo)體晶片通過保護(hù)帶被支撐于環(huán)形框架的狀態(tài)的透視圖；圖4是本發(fā)明的晶片處理方法中用于執(zhí)行激光束施加步驟的激光束機(jī)的主要部分的透視圖；圖5是框圖，示意性地示出了設(shè)在圖4所示的激光束機(jī)中激光束施加裝置的結(jié)構(gòu)；圖6是用于解釋激光束的焦點(diǎn)直徑的示意圖；
圖7是用于控制構(gòu)成設(shè)在圖4所示的激光束機(jī)中的激光束施加裝置的聚光器的激光束施加角度的角度控制裝置的透視圖；圖8是示出了本發(fā)明的晶片處理方法中的激光束施加步驟的一個(gè)實(shí)施例的示意性圖；圖9是示出了圖8所示激光束施加步驟中的處理狀態(tài)的示意性圖；圖10是半導(dǎo)體晶片的主要部分的放大截面圖，示出了通過圖8所示激光束施加步驟形成在半導(dǎo)體晶片中的激光溝槽；圖11是示出了本發(fā)明的晶片處理方法中的激光束施加步驟的另一個(gè)圖19是示出了本發(fā)明的晶片處理方法中的激光束施加步驟的另一個(gè)圖29是半導(dǎo)體晶片的主要部分的放大截面圖，示出了形成在半導(dǎo)體晶片的前表面上的樹脂膜通過本發(fā)明的晶片處理方法中的樹脂膜去除步驟被去除。
具體實(shí)施例方式
下面將參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明所涉及的晶片處理方法。
圖1是作為將由本發(fā)明的晶片處理方法處理的工件的半導(dǎo)體晶片的透視圖，而圖2是圖1所示半導(dǎo)體晶片的主要部分的放大截面圖。在圖1和圖2所示半導(dǎo)體晶片2中，諸如IC芯片或LSI芯片的多個(gè)半導(dǎo)體芯片22在諸如硅基底的半導(dǎo)體基底20的前表面20a上成矩陣地形成，所述半導(dǎo)體芯片22包括由絕緣膜和用以形成電路的功能膜構(gòu)成的層壓結(jié)構(gòu)21。半導(dǎo)體芯片22由成格子圖案形成的芯片道23劃分開。在所示的實(shí)施例中，形成層壓結(jié)構(gòu)21的絕緣膜是SiO2膜或由諸如SiOF或BSG(SiOB)等無機(jī)材料膜或諸如基于聚酰亞胺和聚對(duì)二甲苯的聚合物的有機(jī)材料膜制成的低介電絕緣膜(Low-k膜)。
為了沿芯片道23劃分開上述半導(dǎo)體晶片2，如圖3所示，把半導(dǎo)體晶片2放在安裝在環(huán)形框架3上的保護(hù)帶30上。此時(shí)，以使得前表面2a面向上的方式將半導(dǎo)體晶片的背表面放在環(huán)形框架3上的保護(hù)帶30上。
接下來是用于沿半導(dǎo)體晶片2的芯片道23施加激光束以去除芯片道上的層壓結(jié)構(gòu)21的激光束施加步驟。使用圖4到圖7所示激光束機(jī)4執(zhí)行該激光束施加步驟。圖4到圖7所示激光束機(jī)4包括用于保持工件的夾盤臺(tái)41和用于向被保持在夾盤臺(tái)41上的工件施加激光束的激光束施加裝置42。夾盤臺(tái)41被構(gòu)成得用于以吸附保持工件并且通過移動(dòng)機(jī)構(gòu)(未示出)使其沿圖4所示箭頭X所指示的處理進(jìn)給方向和箭頭Y所指示的分度進(jìn)給方向移動(dòng)。
上述激光束施加裝置42包括基本水平布置的圓柱形殼體421。如圖5所示，在殼體421中，安裝有脈沖激光束振蕩裝置422和傳輸光學(xué)系統(tǒng)423。脈沖激光束振蕩裝置422由包括YAG激光振蕩器或YVO4激光振蕩器的脈沖激光束振蕩器422a和連接于脈沖激光束振蕩器422a的重復(fù)頻率設(shè)定裝置422b構(gòu)成。傳輸光學(xué)系統(tǒng)423包括諸如分束器等的適合光學(xué)元件。容納由一組可具有已知形式的透鏡構(gòu)成的聚光透鏡(未示出)的聚光器424通過轉(zhuǎn)動(dòng)柱體425被可轉(zhuǎn)動(dòng)地附于上述殼體421的端部。從上述脈沖激光束振蕩裝置422振蕩的激光束通過傳輸光學(xué)系統(tǒng)423到達(dá)聚光器424并且以預(yù)定焦點(diǎn)直徑D從聚光器424中被施加于保持在上述夾盤臺(tái)41上的工件。如圖6所示，當(dāng)具有高斯分布的脈沖激光束通過聚光器424的聚光物鏡424a被施加時(shí)，該焦點(diǎn)直徑D由公式D(μm)＝4×λ×f/(π×W)限定(其中λ為脈沖激光束的波長(zhǎng)(μm)、W為施加于物鏡424a的脈沖激光束的直徑(mm)、以及f為聚光物鏡424a的聚焦距離(mm))。
如圖7所示，所示的激光束機(jī)4包括用于控制上述聚光器424的激光束施加角度的角度控制裝置43。角度控制裝置43包括裝配在聚光器424與之連接的轉(zhuǎn)動(dòng)柱體425上的從動(dòng)齒輪431、將與從動(dòng)齒輪431相嚙合的驅(qū)動(dòng)齒輪432、以及脈沖馬達(dá)433，脈沖馬達(dá)433與驅(qū)動(dòng)齒輪432相連接并且用于驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)齒輪432。如此構(gòu)成的角度控制裝置43通過沿正向或反向驅(qū)動(dòng)脈沖馬達(dá)433，而沿圖7中的箭頭所指示的方向以轉(zhuǎn)動(dòng)柱體425作為中心轉(zhuǎn)動(dòng)所述聚光器424。
如圖4所示，所示的激光束機(jī)4包括連接于構(gòu)成上述激光束施加裝置42的殼體421的端部的圖像拾取裝置44。該圖像拾取裝置拾取保持在夾盤臺(tái)41上的工件的圖像。在所示的實(shí)施例中，除了包括用于通過可見光輻射拾取圖像的普通圖像拾取裝置(CCD)之外，圖像拾取裝置44還包括用于向工件施加紅外線輻射的紅外線照射裝置、用于俘獲紅外線照射裝置所施加的紅外線輻射的光學(xué)系統(tǒng)、以及用于輸出與光學(xué)系統(tǒng)所俘獲的紅外線輻射相對(duì)應(yīng)的電信號(hào)的圖像拾取裝置(紅外線CCD)。圖像信號(hào)被傳輸?shù)轿词境龅目刂蒲b置。
下面將參照?qǐng)D4和圖8到11描述使用上述激光束機(jī)4執(zhí)行的激光束施加步驟。
在激光束施加步驟中，首先，半導(dǎo)體晶片2被放置在圖4所示上述激光束機(jī)4的夾盤臺(tái)41上并且通過吸附被保持在夾盤臺(tái)41上。此時(shí)，半導(dǎo)體晶片2以前表面2a朝上的方式保持。在圖4中，省略了具有固定于其上的保護(hù)帶30的環(huán)形框架3。環(huán)形框架3由夾盤臺(tái)41的適當(dāng)?shù)目蚣鼙３盅b置保持。
通過未示出的移動(dòng)機(jī)構(gòu)將如上所述以吸附保持半導(dǎo)體晶片2的夾盤臺(tái)41帶入到圖像拾取裝置44正下方的位置處。在將夾盤臺(tái)41布置在圖像拾取裝置44正下方之后，通過圖像拾取裝置44和未示出的控制裝置執(zhí)行用以檢測(cè)半導(dǎo)體晶片2的待處理區(qū)域的對(duì)準(zhǔn)操作。也就是說，圖像拾取裝置44和控制裝置(未示出)執(zhí)行諸如用于將沿半導(dǎo)體晶片2的預(yù)定方向形成的芯片道23與用于沿芯片道23施加激光束的激光束施加裝置42對(duì)準(zhǔn)的圖案匹配的圖像處理，從而執(zhí)行激光束施加位置的對(duì)準(zhǔn)。也在形成在半導(dǎo)體晶片2上并沿垂直于上述預(yù)定方向延伸的芯片道23上相似地執(zhí)行激光束施加位置的對(duì)準(zhǔn)。
在檢測(cè)了形成在保持在夾盤臺(tái)41上的半導(dǎo)體晶片2上的芯片道23并且如上所述執(zhí)行了激光束施加位置的對(duì)準(zhǔn)之后，如圖8所示，使得夾盤臺(tái)41被移動(dòng)到用于施加激光束的激光束施加裝置42的聚光器424所在的激光束施加區(qū)域，以便于將預(yù)定芯片道23帶入到聚光器424正下方的位置。此時(shí)，通過啟動(dòng)上述角度控制裝置43，將聚光器424布置在相對(duì)于前表面2a(即，圖8中法線H右邊的半導(dǎo)體晶片2的處理表面)的法線H成預(yù)定傾斜角度的入射角9處。上述入射角θ可被設(shè)定為15到80°。預(yù)定芯片道23一端(圖8中的左端)處的表面與從聚光器424施加的激光束L的處理點(diǎn)S對(duì)齊。該處理點(diǎn)S的直徑被設(shè)定得大于從聚光器424中施加的激光束L的焦點(diǎn)直徑(例如，9.2μm)，例如，被設(shè)定為30到40μm。因此，在所示的實(shí)施例中，聚光器424被布置得使得激光束L的焦點(diǎn)P位于作為半導(dǎo)體晶片2的處理表面的前表面2a的聚光器424一側(cè)上。
在從聚光器424中施加脈沖激光束L的同時(shí)，沿圖8中的箭頭X1所指示的方向在預(yù)定進(jìn)給速度下處理進(jìn)給夾盤臺(tái)41，即，半導(dǎo)體晶片2。通過該處理進(jìn)給，使得激光束L沿芯片道23相對(duì)于作為半導(dǎo)體晶片2的處理表面的前表面2a成銳角在激光束L的施加側(cè)從一端(圖8中的右端)移動(dòng)到另一端(圖8中的左端)。如圖8中的雙點(diǎn)鏈線所示，當(dāng)芯片道23的另一端(圖8中的右端)到達(dá)從聚光器424中施加的激光束的處理點(diǎn)S時(shí)，激光束L的施加被中止，并且夾盤臺(tái)41即半導(dǎo)體晶片2的移動(dòng)被停止。
在上述激光束施加步驟中，由于沿箭頭X1所指示的方向?qū)A盤臺(tái)41，即，半導(dǎo)體晶片2在成銳角施加到作為半導(dǎo)體晶片2的處理表面的前表面2a的激光束L側(cè)從芯片道23的一端(圖8中的右端)被處理進(jìn)給到另一端(圖8中的左端)，因此由于激光束L的施加所產(chǎn)生的碎屑D被散射到如圖9所示激光束L的處理點(diǎn)S的圖9中的左側(cè)(已處理區(qū)域)。因此，由于碎屑D未附著于激光束L的處理點(diǎn)S的圖9中的右側(cè)上的未處理區(qū)域，因此可在沒有碎屑D影響的情況下執(zhí)行激光處理。因此，沿半導(dǎo)體晶片2的芯片道23施加的激光束L的能量被完全吸收到層壓在半導(dǎo)體晶片前表面上的層壓結(jié)構(gòu)21中，從而形成如圖10所示沒有沿芯片道的層壓結(jié)構(gòu)21的激光處理溝槽25。
例如，在以下處理?xiàng)l件下執(zhí)行上述激光束施加步驟。
激光束的光源YVO4激光或YAG激光波長(zhǎng)355nm重復(fù)頻率50到100kHz輸出0.3到5.0W焦點(diǎn)直徑9.2μm處理點(diǎn)直徑30到40μm處理進(jìn)給速度1到800mm/sec在如上所述的沿預(yù)定芯片道執(zhí)行了激光束施加步驟之后，夾盤臺(tái)41，即，保持在夾盤臺(tái)41上的半導(dǎo)體晶片2沿箭頭Y所指示的方向被分度進(jìn)給了與芯片道之間間隔相對(duì)應(yīng)的量(分度步驟)。如圖11所示，之后啟動(dòng)上述角度控制裝置43(見圖7)，以便于將聚光器424布置成相對(duì)于前表面2a(即，圖中法線H左側(cè)上的半導(dǎo)體晶片2的處理表面)的法線H成預(yù)定傾斜角度的入射角θ處。之后，在從聚光器424中施加脈沖激光束L的同時(shí)，沿圖11中的箭頭X2所指示的方向在預(yù)定進(jìn)給速度下處理進(jìn)給夾盤臺(tái)41，即，半導(dǎo)體晶片2。通過該處理進(jìn)給，使得激光束L沿芯片道23在成銳角施加到作為半導(dǎo)體晶片2的處理表面的前表面2a的激光束L側(cè)從一端(圖11中的左端)移動(dòng)到另一端(圖11中的右端)。處理?xiàng)l件可與上述激光束施加步驟相同。因此，層壓在半導(dǎo)體晶片2的前表面上的層壓結(jié)構(gòu)21沿芯片道被去除，并且如圖10所示，沿芯片道23形成了激光溝槽25。
當(dāng)在沿半導(dǎo)體晶片2的預(yù)定方向上延伸的所有芯片道上執(zhí)行了激光束施加步驟和分度步驟之后，使得夾盤臺(tái)41，即，保持在夾盤臺(tái)41上的半導(dǎo)體晶片2成90°轉(zhuǎn)動(dòng)，以便于沿在與上述預(yù)定方向垂直的方向上延伸的芯片道執(zhí)行上述激光束施加步驟和分度步驟，從而可去除層壓結(jié)構(gòu)21，以便于沿形成在半導(dǎo)體晶片2上的所有芯片道23形成激光溝槽25。
在如上所述執(zhí)行激光束施加步驟之后，執(zhí)行沿形成在半導(dǎo)體晶片2的芯片道23中的激光溝槽25切割半導(dǎo)體晶片2的步驟。在該切割步驟中，可使用如圖12所示通常用作切塊機(jī)的切割機(jī)5。也就是說，切割機(jī)5包括具有吸附保持裝置的夾盤臺(tái)51、具有切割刀片521的切割裝置52、以及用于拾取保持在夾盤臺(tái)51上的工件圖像的圖像拾取裝置53。
下面將參照?qǐng)D12到圖14(a)和14(b)描述用上述切割機(jī)5執(zhí)行的切割步驟。
也就是說，如圖12所示，已經(jīng)歷上述激光束施加步驟的半導(dǎo)體晶片2以使得半導(dǎo)體晶片2的前表面2a面向上的方式將半導(dǎo)體晶片布置在切割機(jī)5的夾盤臺(tái)51上，并且通過未示出的吸附裝置將其保持在夾盤臺(tái)51上。通過未示出的移動(dòng)機(jī)構(gòu)將吸附保持半導(dǎo)體晶片2的夾盤臺(tái)51布置在圖像拾取裝置53的正下方。
在將夾盤臺(tái)51布置在圖像拾取裝置53正下方之后，通過圖像拾取裝置53和未示出的控制裝置執(zhí)行用以檢測(cè)半導(dǎo)體晶片2的待切割區(qū)域的對(duì)準(zhǔn)操作。也就是說，圖像拾取裝置53和控制裝置(未示出)執(zhí)行諸如用于將沿半導(dǎo)體晶片2的預(yù)定方向形成的芯片道23與用于沿激光溝槽25切割的切割刀片521相對(duì)齊的圖案匹配的圖像處理，從而執(zhí)行待切割區(qū)域的對(duì)準(zhǔn)。也在形成在半導(dǎo)體晶片2上并沿垂直于上述預(yù)定方向延伸的芯片道23上相似地執(zhí)行待切割區(qū)域的對(duì)準(zhǔn)。
在檢測(cè)了形成在保持在夾盤臺(tái)51上的半導(dǎo)體晶片2上的芯片道23并且如上所述執(zhí)行了待切割區(qū)域的對(duì)準(zhǔn)之后，使得保持半導(dǎo)體晶片2的夾盤臺(tái)51移動(dòng)到待切割區(qū)域的切割起始位置。此時(shí)，如圖13(a)所示，半導(dǎo)體晶片2被帶入到待切割的芯片道23的一端(圖13(a)和13(b)中的左端)被布置在距離切割刀片521正下方預(yù)定距離的右側(cè)上的位置。半導(dǎo)體晶片2還被布置得使得切割刀片521可位于形成在芯片道23中的激光溝槽25的中心中。
在夾盤臺(tái)51，即，半導(dǎo)體晶片2被因而帶入到待切割區(qū)域的切割起始位置之后，切割刀片521從圖13(a)中的雙點(diǎn)鏈線所示的其備用位置向下移動(dòng)到圖13(a)中的實(shí)線所示的預(yù)定切割位置。如圖13(a)和圖14(a)所示，該切割位置被設(shè)定為切割刀片521的下端到達(dá)附著于半導(dǎo)體晶片2的背表面的保護(hù)帶30的位置。
之后，切割刀片521在預(yù)定轉(zhuǎn)數(shù)下轉(zhuǎn)動(dòng)并且夾盤臺(tái)51，即，半導(dǎo)體晶片2在預(yù)定進(jìn)給速度下沿圖13(a)中的箭頭X1所指示的方向移動(dòng)。當(dāng)夾盤臺(tái)51，即，半導(dǎo)體晶片2被移動(dòng)到芯片道23的另一端(圖13(a)和13(b)中的右端)如圖13(b)所示在切割刀片521下方位于距離右側(cè)預(yù)定距離的左側(cè)的位置時(shí)，夾盤臺(tái)51，即，半導(dǎo)體晶片2的移動(dòng)被停止。通過如此移動(dòng)夾盤臺(tái)51，即，半導(dǎo)體晶片2，如圖14(b)所示，沿半導(dǎo)體晶片2的芯片道23中所形成的激光溝槽25形成了到達(dá)背表面的切割溝槽27，以便于切割半導(dǎo)體晶片2。在該切割步驟中，用切割刀片521只切割半導(dǎo)體基底20。因此，可預(yù)先避免由于用切割刀片521切割形成在半導(dǎo)體基底20的前表面上的層壓結(jié)構(gòu)21所導(dǎo)致的層壓結(jié)構(gòu)21的剝落。
例如，在以下處理?xiàng)l件下制造上述切割步驟。
切割刀片52mm的外徑、20μm的厚度切割刀片的轉(zhuǎn)數(shù)30,000rpm切割進(jìn)給速度50mm/sec之后，切割刀片521被布置于圖13(b)中的雙點(diǎn)鏈線所示的備用位置，并且夾盤臺(tái)51，即，半導(dǎo)體晶片2在沿圖13(b)中的箭頭X2所指示的方向移動(dòng)以便于返回到圖13(a)所示位置。之后，使得夾盤臺(tái)51，即，半導(dǎo)體晶片2沿垂直于芯片的方向(分度進(jìn)給方向)移動(dòng)相當(dāng)于芯片道23之間間隔的量，以便于將接下來待切割的芯片道23帶入到與切割刀片521相對(duì)應(yīng)的位置處。在如上所述的將接下來待切割的芯片道23帶入到與切割刀片521相對(duì)應(yīng)的位置處之后，執(zhí)行上述切割步驟。
在形成在半導(dǎo)體晶片2上的所有芯片道23上執(zhí)行上述切割步驟。因此，半導(dǎo)體晶片2沿形成在芯片道23中的激光溝槽25被切割以便于被分成為單個(gè)的半導(dǎo)體芯片22。
接下來將參照?qǐng)D15到19給出用于將光學(xué)裝置晶片分成為獨(dú)立光學(xué)裝置的處理方法的描述。
圖15是光學(xué)裝置晶片10的透視圖。在圖15所示光學(xué)裝置晶片10中，多個(gè)芯片道101以格子圖案被形成在藍(lán)寶石基底的前表面10a上，并且包括基于氮化鎵化合物半導(dǎo)體的光學(xué)裝置102也被形成在由所述多個(gè)芯片道101劃分的多個(gè)區(qū)域中。為了將如此構(gòu)成的光學(xué)裝置晶片10分成為單個(gè)的光學(xué)裝置102，保護(hù)帶11被附著到前表面10a。
在如上所述的將保護(hù)帶11附著到光學(xué)裝置晶片10的前表面10a之后，執(zhí)行沿光學(xué)裝置晶片10的芯片道101施加激光束的步驟。使用圖4到圖7所示上述激光束機(jī)4執(zhí)行該激光束施加步驟。也就是說，如圖16所示，光學(xué)裝置晶片10以使保護(hù)帶11附著到其上的表面?zhèn)认蛳路绞奖徊贾迷诩す馐鴻C(jī)4的夾盤臺(tái)41上，并且被吸附保持在夾盤臺(tái)41上。因此，光學(xué)裝置晶片10的背表面10b面向上。形成在光學(xué)裝置晶片10上的芯片道101與激光束施加裝置42的聚光器424對(duì)齊以便于執(zhí)行激光束施加位置的對(duì)齊。盡管在這一點(diǎn)上光學(xué)裝置晶片10的具有芯片道101的前表面10a面向下，也可通過用紅外線輻射拾取芯片道101的圖像的圖像拾取裝置從背表面10b執(zhí)行該對(duì)齊。
之后使得形成在光學(xué)裝置晶片10上的預(yù)定芯片道101移動(dòng)到激光束施加裝置42的聚光器424所在的激光束施加區(qū)域，以便于被布置在聚光器424的正下方。此時(shí)，通過啟動(dòng)上述角度控制裝置43，將聚光器424布置在相對(duì)于背表面10b(即，圖16中法線H右側(cè)上的光學(xué)裝置晶片10的處理表面)的法線H成預(yù)定傾斜角度的入射角θ處。該入射角θ最好被設(shè)定為形成光學(xué)裝置晶片10的藍(lán)寶石基底的布儒斯特角。從聚光器424施加的激光束L的焦點(diǎn)P被設(shè)定于預(yù)定芯片道101的一端(圖16中的左端)。
之后，在從聚光器424中施加脈沖激光束L的同時(shí)，使得夾盤臺(tái)41，即，光學(xué)裝置晶片10沿圖16中的箭頭X1所指示的方向在預(yù)定進(jìn)給速度下移動(dòng)。通過該處理進(jìn)給，使得激光束L沿芯片道101在成銳角施加到作為光學(xué)裝置晶片10的處理表面的背表面10b的激光束L側(cè)從一端(圖16中的右端)移動(dòng)到另一端(圖16中的左端)，與圖8所示上述實(shí)施例相似。如圖16中的雙點(diǎn)鏈線所示的，當(dāng)芯片道101的另一端(圖16中的右端)到達(dá)從聚光器424中施加的激光束L的焦點(diǎn)P時(shí)，激光束L的施加被中止并且夾盤臺(tái)41，即，光學(xué)裝置晶片10的移動(dòng)被停止。
由于沿箭頭X1所指示的方向?qū)A盤臺(tái)41，即，光學(xué)裝置晶片10在成銳角施加到作為光學(xué)裝置晶片10的處理表面的背表面10b的激光束L側(cè)從芯片道101的一端朝向另一端被處理進(jìn)給，因此由于施加激光束L所產(chǎn)生的碎屑D被散射到如圖17所示激光束L的焦點(diǎn)P的圖17中的左側(cè)(已處理區(qū)域)。因此，由于碎屑D未附著于激光束L的焦點(diǎn)P的圖17中的右側(cè)上的未處理區(qū)域，因此可在沒有碎屑D影響的情況下執(zhí)行激光處理。因此，沿光學(xué)裝置晶片10的芯片道101施加的激光束L的能量被完全吸收到用以形成光學(xué)裝置晶片10的藍(lán)寶石基底中，從而形成如圖18所示在光學(xué)裝置晶片10中沿芯片道101形成激光溝槽103。該激光束施加步驟中的處理?xiàng)l件可與圖8所示上述激光束施加步驟中的那些相同。
在如上所述的沿預(yù)定芯片道執(zhí)行了激光束施加步驟之后，夾盤臺(tái)41，即，保持在夾盤臺(tái)41上的光學(xué)裝置晶片10沿箭頭Y(見圖4)所指示的方向被分度進(jìn)給與芯片道之間的間隔相對(duì)應(yīng)的量(分度步驟)。如圖19所示，啟動(dòng)上述角度控制裝置43(見圖7)，以便于將聚光器424布置在相對(duì)于背表面10b(即，圖19中法線H左側(cè)上的光學(xué)裝置晶片10的處理表面)的法線H成預(yù)定傾斜角度的入射角θ處。之后，在從聚光器424中施加脈沖激光束L的同時(shí)，沿圖19中的箭頭X2所指示的方向在預(yù)定進(jìn)給速度下處理進(jìn)給夾盤臺(tái)41，即，光學(xué)裝置晶片10。該處理?xiàng)l件可與上述激光束施加步驟中的那些相同。因此，在光學(xué)裝置晶片10中沿芯片道101形成激光溝槽103。
當(dāng)在沿光學(xué)裝置晶片10的預(yù)定方向延伸的所有芯片道上執(zhí)行了激光束施加步驟和分度步驟之后，使得夾盤臺(tái)41，即，保持在夾盤臺(tái)41上的光學(xué)裝置晶片10成90°轉(zhuǎn)動(dòng)，以便沿在與上述預(yù)定方向垂直的方向上延伸的芯片道執(zhí)行上述激光束施加步驟和分度步驟，從而如圖18所示可沿形成在光學(xué)裝置晶片10上的所有芯片道101形成激光溝槽103。在上述激光束施加步驟中，通過將入射角θ設(shè)定為形成光學(xué)裝置晶片10的藍(lán)寶石基底的布儒斯特角，可提高激光束的吸收，從而可形成深激光溝槽103。
當(dāng)在形成在光學(xué)裝置晶片10上的所有芯片道101上執(zhí)行激光束施加步驟之后，接下來執(zhí)行沿形成在芯片道101中的激光溝槽103分割光學(xué)裝置晶片10的步驟。在該分割步驟中，如圖20(a)所示，光學(xué)裝置晶片10以例如使得背表面10b所形成的激光溝槽103面向下的方式被布置在相互平行的多個(gè)柱形支撐元件12上。此時(shí)，激光溝槽103被布置在相鄰支撐元件12和12之間。加壓元件13從附著到光學(xué)裝置晶片10的前表面10a的保護(hù)片11側(cè)被壓在激光溝槽103，即，芯片道101上。因此，彎曲載荷沿激光溝槽103，即，芯片道101被施加于光學(xué)裝置晶片10，以便于在背表面10b上產(chǎn)生張應(yīng)力，從而如圖20(b)所示，沿在預(yù)定方向上形成的激光溝槽103，即，芯片道101在光學(xué)裝置晶片10中形成分開部分104。這樣，光學(xué)裝置晶片10被分開。在沿在預(yù)定方向上形成的激光溝槽103，即，芯片道101將光學(xué)裝置晶片10分開之后，使得光學(xué)裝置晶片10轉(zhuǎn)動(dòng)90°，以便于沿在垂直于上述預(yù)定方向的方向上形成的激光溝槽103，即，芯片道101執(zhí)行上述分開操作，從而可將光學(xué)裝置晶片10分成為單個(gè)的光學(xué)裝置102。由于保護(hù)片11被附著到前表面10a，因此單個(gè)的光學(xué)裝置102不會(huì)瓦解并且可保持光學(xué)裝置晶片10的狀態(tài)。
下面將參照?qǐng)D21到26給出本發(fā)明晶片處理方法的另一個(gè)實(shí)施例的描述。在該實(shí)施例中，在圖1到14所示激光束施加步驟之前執(zhí)行在作為半導(dǎo)體晶片2的處理表面的前表面2a上形成用以吸收激光束的樹脂膜的步驟。如圖21所示，該樹脂膜形成步驟為使用旋涂機(jī)6將用以吸收激光束的樹脂涂覆于半導(dǎo)體晶片2的前表面2a。也就是說，旋涂機(jī)6包括具有吸附保持裝置的夾盤臺(tái)61和布置在夾盤臺(tái)61中央部分上方的噴嘴62。半導(dǎo)體晶片2以使得前表面2a面向上的方式被布置在夾盤臺(tái)61上，并且在夾盤臺(tái)61轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，液體樹脂從噴嘴62中滴落在半導(dǎo)體晶片2的前表面的中央部分上。因此，液體樹脂通過離心力流動(dòng)直到半導(dǎo)體晶片2的圓周，以便于覆蓋半導(dǎo)體晶片2的前表面2a。如圖22所示，該液體樹脂隨著時(shí)間而本身固化以便于在半導(dǎo)體晶片2的前表面2a上形成具有大約1到5μm厚度的樹脂膜24。用于覆蓋半導(dǎo)體晶片2的前表面2a的樹脂最好為水溶性抗蝕劑。
在下文中將描述形成上述樹脂膜24的樹脂。重要的是該樹脂應(yīng)具有如上所述吸收激光束的特性，并且其光吸收系數(shù)最好為1,000/cm或更大。用于形成上述樹脂膜24的樹脂最好為水溶性的?？墒褂镁垡蚁┐己妥鳛楣馕談┑亩趸伒幕旌衔镒鳛樗鰳渲３趸佉酝?，還可依據(jù)使用中的激光束的波長(zhǎng)從氧化鈰、碳黑、氧化鋅、硅粉、黃色氧化鐵、硫化物顏料、亞硝基顏料、硝基顏料、偶氮色淀顏料、色淀染料、酞菁染料、士林顏料、以及二氫喹吖啶顏料中適當(dāng)?shù)剡x擇光吸收劑。
如圖23所示，在通過執(zhí)行上述樹脂膜形成步驟而將樹脂膜24形成在半導(dǎo)體晶片2的前表面2a上之后，將半導(dǎo)體晶片2的背表面放置在安裝于環(huán)形框架3上的保護(hù)帶30上。因此，形成在半導(dǎo)體晶片2的前表面上的樹脂膜24面向上。
在將半導(dǎo)體晶片2放置在安裝于環(huán)形框架3上的保護(hù)帶30上之后，接下來是圖8到圖10所示激光束施加步驟。
在本實(shí)施例的激光束施加步驟中，如圖24所示，脈沖激光束L通過樹脂膜24被施加于形成芯片道23的層壓結(jié)構(gòu)21。由于樹脂膜24具有吸收激光束L的特性，因此樹脂膜24變成為處理起始點(diǎn)，之后如圖25所示，通過脈沖激光束L的施加處理層壓結(jié)構(gòu)21和半導(dǎo)體基底20，以便于沿半導(dǎo)體晶片2的芯片道23形成激光溝槽25。由于以與圖8到10所示相同方式執(zhí)行激光束施加步驟，因此碎屑沒有附著于未處理區(qū)域。如圖25所示，當(dāng)通過脈沖激光束L的施加處理層壓結(jié)構(gòu)21和半導(dǎo)體基底20時(shí)所產(chǎn)生并散射到處理區(qū)域的碎屑D附著于樹脂膜24的表面但是沒有附著于半導(dǎo)體芯片22。
在如上所述的執(zhí)行了激光束施加步驟之后，接下來執(zhí)行去除形成在半導(dǎo)體晶片2的前表面上的樹脂膜24的步驟。在該樹脂膜去除步驟中，如上所述的，由于樹脂膜24是用水溶性樹脂制成的，因此如圖26所示可用水洗掉樹脂膜24。在這種情況下，在上述激光束施加步驟中產(chǎn)生并且附著于樹脂膜24表面上的碎屑D也隨樹脂膜24一起被沖洗掉。在所示的實(shí)施例中，由于樹脂膜24是用水溶性樹脂制成的，因此可用水將其洗掉。因此極易去除樹脂膜24。
在上述樹脂膜去除步驟之后是沿形成在半導(dǎo)體晶片2的芯片道23中的激光溝槽25切割半導(dǎo)體晶片2的步驟。以與圖12到14所示切割步驟相同的方式執(zhí)行該切割步驟。
下面將參照?qǐng)D27到29給出本發(fā)明晶片處理方法的另一個(gè)實(shí)施例的描述。在該實(shí)施例中，在圖15到20所示實(shí)施例中激光束施加步驟之前執(zhí)行在作為光學(xué)裝置晶片10的處理表面的背表面10b上形成用以吸收激光束的樹脂膜的步驟。該樹脂膜形成步驟可與圖21所示樹脂膜形成步驟相同。在該激光束施加步驟中，如圖27所示，從聚光器424中施加的脈沖激光束L的焦點(diǎn)P被設(shè)定于光學(xué)裝置晶片10的背表面10b(頂表面)。
在上述激光束施加步驟中，如圖27所示，脈沖激光束L通過樹脂膜24被施加于光學(xué)裝置晶片10。由于樹脂膜24具有吸收激光束L的特性，因此樹脂膜24變成為處理起始點(diǎn)，之后如圖28所示，通過脈沖激光束L的施加處理光學(xué)裝置晶片10以便于沿芯片道101從光學(xué)裝置晶片10的背表面10b形成激光溝槽103。由于以與圖16到18所示相同方式執(zhí)行激光束施加步驟，因此碎屑沒有附著于未處理區(qū)域。同時(shí)，如圖28所示，通過脈沖激光束L的施加處理光學(xué)裝置晶片10時(shí)所產(chǎn)生并散射到處理區(qū)域的碎屑D附著于樹脂膜24的表面但是沒有附著于光學(xué)裝置晶片10的背表面10b。
在沿形成在光學(xué)裝置晶片10上的所有芯片道101執(zhí)行了激光束施加步驟之后，接下來執(zhí)行去除形成在光學(xué)裝置晶片10的背表面10b上的樹脂膜24的上述步驟。通過執(zhí)行該樹脂膜去除步驟，去除了形成在光學(xué)裝置晶片10的背表面10b上的樹脂膜24和在上述激光束施加步驟中產(chǎn)生并附著于樹脂膜24的碎屑，如圖29所示。
在上述樹脂膜去除步驟之后執(zhí)行沿形成在芯片道101中的激光溝槽103分割光學(xué)裝置晶片10的步驟。該分割步驟可與圖20所示分割步驟相同。
雖然已基于其中半導(dǎo)體晶片和光學(xué)裝置晶片被分割的實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是本發(fā)明也可應(yīng)用于其他類型晶片的激光處理。
權(quán)利要求
1.一種用于通過沿形成在晶片上的芯片道施加激光束執(zhí)行處理的晶片處理方法，包括步驟在相對(duì)于晶片的處理表面的法線成預(yù)定傾斜角的入射角下施加激光束，同時(shí)晶片沿芯片道在以銳角施加于晶片處理表面的激光束側(cè)從一端朝向另一端被處理進(jìn)給。
2.依照權(quán)利要求1所述的晶片處理方法，其特征在于，所述入射角被設(shè)定為15到80°。
3.依照權(quán)利要求1所述的晶片處理方法，其特征在于，在激光束施加步驟之前，執(zhí)行在晶片的處理表面上形成在溶劑中溶解的樹脂膜的步驟，并且在激光束施加步驟之后，執(zhí)行將形成在晶片處理表面上的樹脂膜溶解在溶劑中以去除樹脂膜的步驟。
4.依照權(quán)利要求3所述的晶片處理方法，其特征在于，樹脂膜由通過將水溶性樹脂與光吸收劑相混合制備的水溶性光吸收樹脂制成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于通過沿形成在晶片上的芯片道施加激光束而執(zhí)行處理的晶片處理方法，包括這樣一個(gè)步驟，在相對(duì)于晶片的處理表面的法線成預(yù)定傾斜角的入射角下施加激光束，同時(shí)晶片沿芯片道在以銳角施加于晶片處理表面的激光束側(cè)從一端朝向另一端被處理進(jìn)給。
文檔編號(hào)B23K26/08GK1716544SQ20051007633
公開日2006年1月4日 申請(qǐng)日期2005年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月14日
發(fā)明者吉川敏行, 土屋利夫 申請(qǐng)人:株式會(huì)社迪斯科