本發(fā)明涉及硅晶片、藍寶石晶片等晶片的加工方法。

背景技術(shù)：

硅晶片、藍寶石晶片等晶片中，ic、lsi、led等多個器件通過分割預定線劃分而形成在正面上，該晶片被加工裝置分割成一個個的器件芯片，分割出的器件芯片廣泛用于移動電話、個人計算機等各種電子設(shè)備。

晶片的分割廣泛采用劃片方法，該劃片方法使用被稱為劃片器的切削裝置。在劃片方法中，使切削刀具按照30000rpm左右的高速旋轉(zhuǎn)并且切入晶片而切削晶片，將晶片分割成一個個的器件芯片，關(guān)于該切削刀具，利用金屬或樹脂加固金剛石等磨粒而使厚度為30μm左右。

另一方面，近年來，開發(fā)出并實用化使用激光束而將晶片分割成一個個的器件芯片的方法。作為使用激光束而將晶片分割成一個個的器件芯片的方法，公知有以下說明的第1和第2加工方法。

第1加工方法是如下的方法：將對于晶片具有透過性的波長的激光束的聚光點定位在與分割預定線對應的晶片的內(nèi)部，而沿著分割預定線照射激光束從而在晶片內(nèi)部形成改質(zhì)層，然后通過分割裝置對晶片施加外力而以改質(zhì)層為分割起點將晶片分割成一個個的器件芯片(例如，參照日本特許第3408805號)。

第2加工方法是如下的方法：向與分割預定線對應的區(qū)域照射對于晶片具有吸收性的波長(例如355nm)的激光束，通過燒蝕加工而形成加工槽，然后施加外力而以加工槽為分割起點將晶片分割成一個個的器件芯片(例如，參照日本特開平10-305420號)。

在上述第1加工方法中，不會產(chǎn)生加工屑，與基于以往通常使用的切削刀具的劃片相比較，存在切割線的極小化和無水加工等優(yōu)點，廣泛地使用。

并且，在基于激光束照射的劃片方法中，存在能夠?qū)μ娲队熬@樣的分割預定線(間隔道)是非連續(xù)性的結(jié)構(gòu)的晶片進行加工這樣的優(yōu)點(例如，參照日本特開10-123723號)。在分割預定線是非連續(xù)性的晶片的加工中，根據(jù)分割預定線的設(shè)定對激光束的輸出進行接通/斷開而進行加工。

專利文獻1：日本特許第3408805號公報

專利文獻2：日本特開平10-305420號公報

專利文獻3：日本特開2010-123723號公報

但是，在沿第2方向伸長的分割預定線與沿第1方向連續(xù)性地伸長的分割預定線呈t字路相遇的交點附近，存在如下這樣的問題。

(1)當在與器件的一邊平行的第1分割預定線的內(nèi)部先形成有第1改質(zhì)層，在與該第1分割預定線呈t字路地相交的第2分割預定線的內(nèi)部形成第2改質(zhì)層時，存在如下的問題：隨著激光束的聚光點接近于t字路的交點，對第2分割預定線進行加工的激光束的一部分向已經(jīng)形成的第1改質(zhì)層照射，而產(chǎn)生激光束的反射或者散射，光向器件區(qū)域泄漏，因該泄漏光而給器件帶來損傷，降低器件的品質(zhì)。

(2)相反地，當在與器件的一邊平行的第1分割預定線上形成改質(zhì)層之前，沿著與第1分割預定線呈t字路相遇的第2分割預定線在晶片的內(nèi)部先形成改質(zhì)層時，存在如下的問題：在t字路的交點處不存在將從在t字路的交點附近所形成的改質(zhì)層產(chǎn)生的裂紋的行進阻斷的改質(zhì)層，導致裂紋從t字路的交點處伸長1～2mm左右而到達器件，降低器件的品質(zhì)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明是鑒于這樣的點而完成的，其目的在于，提供晶片的加工方法，在對至少一方的分割預定線以非連續(xù)的方式形成的晶片進行激光加工時，抑制在一方的分割預定線的端部與另一方的分割預定線呈t字路相遇的交點附近向已經(jīng)形成的改質(zhì)層照射激光束，能夠防止因改質(zhì)層造成的激光束的反射或者散射，并防止因泄漏光導致的器件的損傷。

根據(jù)本發(fā)明，提供一種晶片的加工方法，該晶片中，在由沿第1方向形成的多條第1分割預定線和沿與該第1方向交叉的第2方向形成的多條第2分割預定線所劃分出的各區(qū)域中形成有器件，并且該第1分割預定線和該第2分割預定線中的至少該第2分割預定線以非連續(xù)的方式形成，該晶片的加工方法將該晶片分割成一個個的器件芯片，其特征在于，該晶片的加工方法具有如下的步驟：第1方向改質(zhì)層形成步驟，沿著該第1分割預定線，將對于晶片具有透過性的波長的激光束從晶片的背面?zhèn)葧鄣骄膬?nèi)部而進行照射，在晶片的內(nèi)部形成沿著該第1分割預定線的多層的第1方向改質(zhì)層；第2方向改質(zhì)層形成步驟，在實施了該第1方向改質(zhì)層形成步驟之后，沿著該第2分割預定線，將對于晶片具有透過性的波長的激光束從晶片的背面?zhèn)葧鄣骄膬?nèi)部而進行照射，在晶片的內(nèi)部形成沿著該第2分割預定線的多層的第2方向改質(zhì)層；以及分割步驟，在實施了該第1方向改質(zhì)層形成步驟和該第2方向改質(zhì)層形成步驟之后，對晶片施加外力，以該第1方向改質(zhì)層和該第2方向改質(zhì)層為斷裂起點而將該晶片沿著該第1分割預定線和該第2分割預定線斷裂而分割成一個個的器件芯片，該第2方向改質(zhì)層形成步驟包含如下的t字路加工步驟：在與形成有該第1方向改質(zhì)層的該第1分割預定線呈t字路而相交的該第2分割預定線的內(nèi)部形成第2方向改質(zhì)層，該t字路加工步驟包含如下的加熱步驟：至少對該第1分割預定線與該第2分割預定線的交點附近進行加熱，而使該t字路加工步驟中所照射的激光束的吸收性提高。

根據(jù)本發(fā)明的晶片的加工方法，由于該t字路加工步驟包含加熱步驟，因此通過對第1分割預定線與第2分割預定線的交點附近進行加熱，而對于照射到該交點附近的激光束具有適當?shù)奈招?。因此，該t字路加工步驟中的激光束在交點附近被吸收的比例變高，能夠抑制泄漏光攻擊器件而給器件帶來損傷這樣的問題。因此，能夠在不會降低器件的品質(zhì)的情況下沿著分割預定線在晶片的內(nèi)部形成適當?shù)母馁|(zhì)層。

附圖說明

圖1是適合實施本發(fā)明的晶片的加工方法的激光加工裝置的立體圖。

圖2是激光束產(chǎn)生單元的框圖。

圖3是適合利用本發(fā)明的晶片的加工方法進行加工的半導體晶片的立體圖。

圖4是示出第1方向改質(zhì)層形成步驟的立體圖。

圖5是示出第1方向改質(zhì)層形成步驟的示意性剖視圖。

圖6是示出t字路加工步驟的示意性俯視圖。

圖7的(a)是一邊通過加熱器對晶片進行加熱一邊實施t字路加工步驟的狀態(tài)下的剖視圖，圖7的(b)是一邊通過從噴嘴噴出的熱風對晶片進行加熱一邊實施t字路加工步驟的狀態(tài)下的剖視圖。

圖8是分割裝置的立體圖。

圖9的(a)、(b)是示出分割步驟的剖視圖。

標號說明

11：半導體晶片；13a：第1分割預定線；13b：第2分割預定線；15：器件；17：第1方向改質(zhì)層；19：第2方向改質(zhì)層；24：卡盤工作臺；27：加熱器；31：熱風；34：激光束照射單元；35：激光束產(chǎn)生單元；38：聚光器(激光頭)；40：拍攝單元；50：分割裝置。

具體實施方式

以下，參照附圖對本發(fā)明的實施方式詳細地進行說明。參照圖1，示出適合實施本發(fā)明實施方式的晶片的加工方法的激光加工裝置2的立體圖。激光加工裝置2包含搭載在靜止基臺4上的在y軸方向上伸長的一對導軌6。

通過由滾珠絲杠10和脈沖電機12構(gòu)成的y軸進給機構(gòu)(y軸進給單元)14使y軸移動塊8在分度進給方向、即y軸方向上移動。在y軸移動塊8上固定有在x軸方向上伸長的一對導軌16。

通過由滾珠絲杠20和脈沖電機22構(gòu)成的x軸進給機構(gòu)(x軸進給單元)28而在導軌16上引導x軸移動塊18從而在加工進給方向、即x軸方向上移動x軸移動塊18。

在x軸移動塊18上經(jīng)由圓筒狀支承部件30搭載有卡盤工作臺24。在卡盤工作臺24上配設(shè)有對圖4所示的環(huán)狀框架f進行夾持的多個(在本實施方式中為4個)夾具26。

柱32豎立設(shè)置于基座4的后方。在柱32上固定有激光束照射單元34的殼體36。激光束照射單元34包含：激光束產(chǎn)生單元35，其收納在殼體36中；以及聚光器(激光頭)38，其安裝于殼體36的前端。聚光器38以能夠在上下方向(z軸方向)上微動的方式安裝于殼體36。

如圖2所示，激光束產(chǎn)生單元35包含：yag激光振蕩器或者yvo4激光振蕩器等激光振蕩器42，其振蕩出波長為1342nm的脈沖激光；重復頻率設(shè)定單元44；脈沖寬度調(diào)整單元46；以及功率調(diào)整單元48，其對從激光振蕩器42振蕩出的脈沖激光束的功率進行調(diào)整。

在激光束照射單元34的殼體36的前端裝配有拍攝單元40，該拍攝單元40具有對保持在卡盤工作臺24上的晶片11進行拍攝的顯微鏡和照相機。聚光器38與拍攝單元40在x軸方向上整列地配設(shè)。

參照圖3，示出適合通過本發(fā)明的晶片的加工方法進行加工的半導體晶片(以下，有時簡稱為晶片)11的正面?zhèn)攘Ⅲw圖。在晶片11的正面11a上形成有在第1方向上連續(xù)性地形成的多條第1分割預定線13a和在與第1分割預定線13a垂直的方向上非連續(xù)性地形成的多條第2分割預定線13b，在由第1分割預定線13a和第2分割預定線13b劃分出的區(qū)域中形成lsi等器件15。

在實施本發(fā)明實施方式的晶片的加工方法時，關(guān)于晶片11，使其成為如下的框架單元的形式：晶片11的正面被粘貼于外周部粘貼在環(huán)狀框架f上的作為粘接帶的劃片帶t上，晶片11以該框架單元的形式載置在卡盤工作臺24上而經(jīng)由劃片帶t被吸引保持，環(huán)狀框架f被夾具26夾持而進行固定。

雖然未特別地圖示，但在本發(fā)明的晶片的加工方法中，首先實施對準，將由卡盤工作臺24吸引保持的晶片11定位在激光加工裝置2的拍攝單元40的正下方，通過拍攝單元40對晶片11進行拍攝，使第1分割預定線13a與聚光器38在x軸方向上整列。

接著，在使卡盤工作臺24旋轉(zhuǎn)90°之后，對于在與第1分割預定線13a垂直的方向上伸長的第2分割預定線13b也實施相同的對準，將對準的數(shù)據(jù)保存在激光加工裝置2的控制器的ram中。

由于激光加工裝置2的拍攝單元40通常具有紅外線照相機，因此能夠通過該紅外線照相機而從晶片11的背面11b側(cè)透射過晶片11而對正面11a上所形成的第1和第2分割預定線13a、13b進行檢測。

在實施對準后，實施第1方向改質(zhì)層形成步驟，沿著第1分割預定線13a在晶片11的內(nèi)部形成第1方向改質(zhì)層17。在該第1方向改質(zhì)層形成步驟中，如圖4和圖5所示，通過聚光器38將對于晶片具有透過性的波長(例如為1342nm)的激光束的聚光點定位在晶片11的內(nèi)部，而從晶片11的背面11b側(cè)向第1分割預定線13a照射，對于卡盤工作臺24在圖5中箭頭x1方向上進行加工進給，由此在晶片11的內(nèi)部形成沿著第1分割預定線13a的第1方向改質(zhì)層17。

優(yōu)選使聚光器38向上方階段性地移動，而在晶片11的內(nèi)部形成沿著第1分割預定線13a的多層的第1方向改質(zhì)層17、例如5層第1方向改質(zhì)層17。

改質(zhì)層17表示密度、折射率、機械性強度或其他的物理特性處于與周圍不同的狀態(tài)的區(qū)域，作為溶融再固化層而形成。該第1方向改質(zhì)層形成步驟的加工條件例如被設(shè)定為如下。

光源：ld激勵q開關(guān)nd：yvo4脈沖激光

波長：1342nm

重復頻率：50khz

平均輸出：0.5w

聚光光斑直徑：

加工進給速度：200mm/s

在實施了第1方向改質(zhì)層形成步驟之后，實施第2方向改質(zhì)層形成步驟，沿著延伸方向(伸長方向)的端部與第1分割預定線13a呈t字路地相遇的第2分割預定線13b，將對于晶片11具有透過性的波長(例如為1342nm)的激光束會聚在晶片11的內(nèi)部而進行照射，在晶片11的內(nèi)部形成沿著第2分割預定線13b的第2方向改質(zhì)層19。

在該第2方向改質(zhì)層形成步驟中，在使卡盤工作臺24旋轉(zhuǎn)90°之后，在晶片11的內(nèi)部形成沿著第2分割預定線13b的多層的第2方向改質(zhì)層19。

第2方向改質(zhì)層形成步驟包含t字路加工步驟，在與形成有第1方向改質(zhì)層17的第1分割預定線13a呈t字路相交的第2分割預定線13b的內(nèi)部形成第2方向改質(zhì)層19。

參照圖7對該t字路加工步驟進行說明。圖7的(a)示出了t字路加工步驟的第1實施方式的剖視圖。在t字路加工步驟的第1實施方式中，卡盤工作臺24內(nèi)設(shè)有加熱器27，利用卡盤工作臺24的吸引保持部25隔著劃片帶t對晶片11進行保持，并使晶片11的背面11b露出。

并且，一邊利用加熱器27將晶片11加熱到50℃～120℃之間的規(guī)定的溫度，一邊從晶片11的背面11b側(cè)照射激光束lb而在晶片11的內(nèi)部形成第2方向改質(zhì)層19。

當將晶片11加熱到50℃～120℃的范圍的規(guī)定的溫度時，晶片11對于激光束具有適當?shù)奈招?吸收系數(shù)α＝2～5/cm)，即使超過了先形成的第1方向改質(zhì)層17的激光束從器件15側(cè)向第1方向改質(zhì)層17的側(cè)面反射而成為泄漏光，也能夠提高在被加熱器27加熱的區(qū)域中激光束被吸收的比例，能夠防止給器件15帶來損傷。

圖6示出了圖7的(a)的示意性俯視圖。接著，在使激光束lb的聚光點向晶片11的背面11b側(cè)移動而形成第2層的第2方向改質(zhì)層19時，也一邊利用加熱器27加熱晶片11一邊利用t字路加工步驟形成第2層的第2方向改質(zhì)層19。同樣，一邊利用加熱器27加熱晶片11，一邊形成第3至第5層的第2方向改質(zhì)層19。

參照圖7的(b)，示出了第2實施方式的t字路加工步驟的剖視圖。在本實施方式中，一邊從噴嘴29噴出熱風31而將晶片11加熱到50℃～120℃的范圍的規(guī)定溫度，一邊沿著第2分割預定線13b在晶片11的內(nèi)部形成第2方向改質(zhì)層19。

與上述的第1實施方式同樣，晶片11被加熱從而對于激光束lb具有適當?shù)奈招?吸收系數(shù)α＝2～5/cm)，即使超過了先形成的第1方向改質(zhì)層17的激光束從器件15側(cè)向第1方向改質(zhì)層17的側(cè)面反射而成為泄漏光，在所加熱的區(qū)域中泄漏光被吸收的比例也變高，不會給器件15帶來損傷。

在上述的各實施方式中，使用加熱器27或者熱風31將晶片11加熱到規(guī)定的溫度，但也可以一邊將對于晶片11具有吸收性的波長為355nm的功率比較弱的(例如0.05w)的激光束對應該加熱的區(qū)域進行照射，一邊實施t字路加工步驟，而形成第2方向改質(zhì)層19。

當將對于晶片具有吸收性的波長為355nm的激光束對晶片11進行照射時，晶片11被該激光束加熱而使其吸收系數(shù)上升。因此，與上述的實施方式同樣，泄漏光被加熱后的晶片11吸收，能夠抑制給器件15帶來損傷。

在實施了第1方向改質(zhì)層形成步驟和第2方向改質(zhì)層形成步驟之后，實施分割步驟，對晶片11施加外力，以第1方向改質(zhì)層17和第2方向改質(zhì)層19為斷裂起點而沿著第1分割預定線13a和第2分割預定線13b將晶片11斷裂，而分割成一個個的器件芯片。

該分割步驟是使用例如圖8所示的分割裝置(擴展裝置)50而實施的。圖8所示的分割裝置50具有：框架保持單元52，其對環(huán)狀框架f進行保持；以及帶擴展單元54，其對框架保持單元52所保持的環(huán)狀框架f上所裝配的劃片帶t進行擴展。

框架保持單元52由環(huán)狀的框架保持部件56和配設(shè)在框架保持部件56的外周上的作為固定單元的多個夾具58構(gòu)成。框架保持部件56的上表面形成有對環(huán)狀框架f進行載置的載置面56a，在該載置面56a上載置有環(huán)狀框架f。

并且，載置面56a上所載置的環(huán)狀框架f被夾具58固定于框架保持單元52。這樣構(gòu)成的框架保持單元52被帶擴展單元54支承為能夠在上下方向上移動。

帶擴展單元54具有配設(shè)在環(huán)狀的框架保持部件56的內(nèi)側(cè)的擴展鼓60。擴展鼓60的上端被蓋62封閉。該擴展鼓60具有比環(huán)狀框架f的內(nèi)徑小并且比環(huán)狀框架f上所裝配的劃片帶t上所粘貼的晶片11的外徑大的內(nèi)徑。

擴展鼓60具有在其下端一體地形成的支承凸緣64。帶擴展單元54還具有使環(huán)狀的框架保持部件56在上下方向上移動的驅(qū)動單元66。該驅(qū)動單元66由支承凸緣64上所配設(shè)的多個氣缸68構(gòu)成，該活塞桿70與框架保持部件56的下表面連結(jié)。

由多個氣缸68構(gòu)成的驅(qū)動單元66使環(huán)狀的框架保持部件56在基準位置與擴展位置之間在上下方向上移動，該基準位置是框架保持部件56的載置面56a與作為擴展鼓60的上端的蓋62的正面成為大致同一高度的位置，該擴展位置比擴展鼓60的上端靠下方規(guī)定的量。

參照圖9對使用像以上那樣構(gòu)成的分割裝置50而實施的晶片11的分割步驟進行說明。如圖9的(a)所示，將隔著劃片帶t支承著晶片11的環(huán)狀框架f載置在框架保持部件56的載置面56a上，并通過夾具58而固定于框架保持部件56。此時，框架保持部件56被定位在其載置面56a與擴展鼓60的上端為大致成為同一高度的基準位置。

接著，對氣缸68進行驅(qū)動而使框架保持部件56下降到圖9的(b)所示的擴展位置。由此，由于使框架保持部件56的載置面56a上所固定的環(huán)狀框架f下降，因此裝配于環(huán)狀框架f的劃片帶t與擴展鼓60的上端緣抵接而主要在半徑方向上擴展。

其結(jié)果為，拉力呈放射狀作用于劃片帶t上所粘貼的晶片11。當這樣拉力呈放射狀作用于晶片11時，沿著第1分割預定線13a形成的第1方向改質(zhì)層17和沿著第2分割預定線13b形成的第2方向改質(zhì)層19成為分割起點，晶片沿著第1分割預定線13a和第2分割預定線13b斷裂，分割成一個個的器件芯片21。

在上述的實施方式中，作為本發(fā)明的加工方法的加工對象的晶片說明了半導體晶片11，但作為本發(fā)明的加工對象的晶片不限于此，對于將藍寶石作為基板的光器件晶片等其他的晶片，也能夠同樣地應用本發(fā)明的加工方法。