專利名稱：晶片的分割方法以及分割裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適于通過激光束照射來將半導(dǎo)體晶片分割為多個半導(dǎo)體 器件的方法和裝置，特別涉及向沒有形成器件的背面?zhèn)日丈浼す馐募?術(shù)。
背景技術(shù)：
表面形成有多個半導(dǎo)體器件的晶片，在通過背面磨削等而變薄為所 需厚度之后，被貼在帶有切割框架的切割帶上，沿著稱為半導(dǎo)體器件之 間的間隔道的切斷線被切斷，從而分割為一個個半導(dǎo)體器件。作為分割
晶片的裝置，通常的切割裝置是以30000 rpm以上的高速使厚度為10 30lam程度的轂狀刀片旋轉(zhuǎn)，同時切入間隔道進(jìn)行切斷，之外也使用激光 加工裝置。激光加工裝置沿著間隔道來照射激光束，其釆用通過激光束 的照射來直接切斷，或者向內(nèi)部照射激光束形成變質(zhì)層，然后割斷該變 質(zhì)部分等手法。
在使用激光加工裝置來分割晶片的情況下，如果從形成有器件的表 面?zhèn)认蜷g隔道照射激光束，則容易產(chǎn)生被稱為碎屑的熔融物飛散或流動 而附著在器件表面上，或者是激光束在形成于間隔道表面?zhèn)壬系慕饘僦?的作為測試圖案的TEG (測試單元組)上反射這樣的不良情況。于是， 為了避免這種不良情況，提出了從晶片的背面?zhèn)日丈浼す馐募夹g(shù)。
專利文獻(xiàn)l:日本特開2004-22936號公報
要沿著間隔道照射激光束，需要識別間隔道的位置，作為其方法， 具有這樣的方法例如從晶片背面?zhèn)日丈浼t外光，使用同樣設(shè)置在晶片 背面?zhèn)鹊娘@微鏡接收來自晶片背面的反射光使其成像，根據(jù)所得的晶片 表面的圖案圖像來識別間隔道。但在這種方法中，對于希望噴涂硼等的 所謂磊晶片等晶片或者在上一工序中進(jìn)行了各種涂料處理或熱處理的晶 片，有時由于紅外光的漫反射而難以正確地獲得表面的圖案圖像，其結(jié) 果為產(chǎn)生了無法沿著間隔道正確地進(jìn)行切斷的問題。

發(fā)明內(nèi)容
因而，本發(fā)明的目的在于，提供一種晶片的分割方法以及分割裝置， 根據(jù)該晶片的分割方法以及分割裝置，在通過對晶片背面進(jìn)行激光束照 射來進(jìn)行間隔道切斷時，即使對經(jīng)過了各種涂料處理或者熱處理的晶片， 也能正確地獲得晶片表面的圖案圖像，從而可正確地切斷間隔道。
本發(fā)明的晶片的分割方法是通過激光加工單元沿著間隔道切斷晶片 來將晶片分割為一個個器件的分割方法，在上述晶片的表面多個器件通 過格子狀的間隔道而被劃分開來，其特征在于，上述晶片的分割方法具 有以下工序晶片保持工序，將晶片以背面?zhèn)扰c激光加工單元對置的方 式保持到保持單元上；電磁波照射工序，從保持在該保持單元上的晶片
的表面?zhèn)日丈淠軌蛲干湓摼碾姶挪?；間隔道檢測工序，根據(jù)通過透 射過晶片的電磁波形成的像來檢測間隔道；以及晶片加工工序，通過利 用激光加工單元從晶片背面?zhèn)认蛟谏鲜鲩g隔道檢測工序中檢測到的間隔 道照射激光束，來沿著該間隔道加工晶片。作為本發(fā)明的電磁波，主要 優(yōu)選其為紅外線或者X射線。
根據(jù)本發(fā)明的晶片的分割方法，將晶片以背面?zhèn)瘸蚣す饧庸卧?的方式保持在保持單元上，從這樣的晶片的表面?zhèn)认蚓丈渚哂锌赏?射晶片的波長的紅外線或者X射線等電磁波，將透射像作為晶片表面的 圖案圖像檢測出來。在圖像的檢測中使用與電磁波對應(yīng)的圖像傳感器， 例如在電磁波為紅外線的時候適于使用紅外照相機(jī)或紅外線顯微鏡等。 根據(jù)圖像傳感器檢測到的晶片表面的圖案圖像檢測出間隔道，由激光加 工單元從晶片背面?zhèn)妊刂鴻z測到的間隔道照射激光束，對所有的間隔道 實(shí)施切斷等加工，從而將晶片分割為多個器件。
根據(jù)本發(fā)明，要點(diǎn)在于從晶片的表面?zhèn)日丈潆姶挪?，并根?jù)電磁波 的透射像來檢測間隔道，而不是如以往那樣根據(jù)從晶片背面?zhèn)日丈涞募t 外線的反射像來檢測間隔道。因此即使對經(jīng)過了各種涂料處理或者熱處
理的晶片，也能正確地獲得晶片表面的圖案圖像，由此可正確地切斷間 隔道。
接著，本發(fā)明的晶片分割裝置是能夠正好實(shí)施上述本發(fā)明的分割方 法的裝置，其特征在于，上述晶片的分割裝置具有保持單元，其以使 晶片的背面?zhèn)扰c激光加工單元對置的方式保持晶片；對準(zhǔn)單元，其檢測 保持在該保持單元上的晶片的間隔道；以及激光加工單元，其向由上述 對準(zhǔn)單元檢測到的間隔道照射激光束，來加工該間隔道，對準(zhǔn)單元具有 電磁波照射單元，其從保持在上述保持單元上的晶片的表面?zhèn)日丈淠軌?透射晶片的電磁波；和間隔道檢測單元，其捕捉由上述電磁波照射單元
照射并透射了晶片的電磁波，并且根據(jù)通過透射電磁波形成的像來檢測 間隔道。
在本發(fā)明中，優(yōu)選使從電磁波照射單元照射出的電磁波為紅外線或
者x射線，如果是紅外線，則間隔道檢測單元使用紅外線顯微鏡等光學(xué) 系統(tǒng)傳感器；如果是X射線，則間隔道檢測單元使用適當(dāng)?shù)腦射線傳感 器°
根據(jù)本發(fā)明，由于根據(jù)從晶片表面?zhèn)认蚓丈涞碾姶挪ǖ耐干湎?來檢測間隔道，所以即使對經(jīng)過了各種涂料處理或者熱處理的晶片，也 能正確地檢測間隔道，因此能夠獲得正確實(shí)施從晶片背面?zhèn)认蜷g隔道照 射激光束進(jìn)行切斷的作業(yè)的效果。


圖1是通過本發(fā)明的一個實(shí)施方式而被分割為多個半導(dǎo)體芯片的半 導(dǎo)體晶片的立體圖。
圖2是本發(fā)明的一個實(shí)施方式的激光加工裝置的整體立體圖。
圖3是表示一個實(shí)施方式的激光加工裝置具備的XY移動臺、加工 臺、紅外光源和紅外線顯微鏡的位置關(guān)系的局部剖面?zhèn)纫晥D。
圖4是加工臺的剖面圖。
圖5是表示通過紅外線顯微鏡對紅外光透射過晶片后的像進(jìn)行攝像 的情況的立體圖。
圖6是通過激光束照射在間隔道內(nèi)部形成變質(zhì)層之后，割斷間隔道 而單片化成半導(dǎo)體芯片后的晶片的立體圖。 標(biāo)號說明
1:半導(dǎo)體晶片；2:間隔道；3:半導(dǎo)體芯片(器件)；10:激光加 工裝置(分割裝置)；20:加工臺(保持單元)；50:紅外光源(電磁波 照射單元、對準(zhǔn)單元)；60:激光頭(激光加工單元)；70:紅外線顯微 鏡(對準(zhǔn)單元)；80:圖像處理單元(間隔道檢測單元、對準(zhǔn)單元)
具體實(shí)施例方式
下面參照

本發(fā)明的一個實(shí)施方式。
m半導(dǎo)體晶片
圖1表示背面整個面被磨削而薄化加工至預(yù)定厚度(例如200um 50um的程度)的由單晶硅等構(gòu)成的圓盤狀的半導(dǎo)體晶片(下面簡稱為晶 片)。在該晶片1的表面上，多個矩形形狀的半導(dǎo)體芯片(器件)3通過 格子狀的間隔道2被劃分開來，在這些半導(dǎo)體芯片3的表面上形成有IC (Integrated Circuit:集成電路)或LSI (large scale integration:大規(guī)豐莫集 成電路)等未圖示的電路。在晶片1的周面上的預(yù)定部位形成有表示半 導(dǎo)體的結(jié)晶方位的V字狀的切口 (缺口)4。晶片1通過圖2所示的本實(shí) 施方式的激光加工裝置而被沿著間隔道2切斷、分割，從而單片化為多 個半導(dǎo)體芯片3。激光加工裝置(分割裝置)的結(jié)構(gòu)
圖2所示的激光加工裝置IO的上表面具有水平的基臺U。在該基臺 11上設(shè)有可以在水平的X軸方向和Y軸方向上自由移動的XY移動臺12， 在該XY移動臺12上水平設(shè)置有圓盤狀的加工臺(保持單元)20。上述 晶片1以其背面朝上方露出的狀態(tài)保持在加工臺20上，所述晶片1通過 從配置于上方的激光頭(激光加工單元)60垂直朝下照射的激光束，而 被分割為一個個半導(dǎo)體芯片3。
XY移動臺12是由X軸基座30和Y軸基座40的組合構(gòu)成的，其中 上述X軸基座30可沿X軸方向自由移動地設(shè)置在基臺11上，上述Y軸
基座40可沿Y軸方向自由移動地設(shè)置在該X軸基座30上。X軸基座30 可自由滑動地安裝在一對平行的導(dǎo)軌31、 31上，該導(dǎo)軌31、 31固定于 基臺11上，并且沿X軸方向延伸，X軸基座30通過X軸驅(qū)動機(jī)構(gòu)34 而可以在X軸方向上移動，上述X軸驅(qū)動機(jī)構(gòu)34通過電動機(jī)32使?jié)L珠 絲杠33工作。
Y軸基座40可自由滑動地安裝在一對平行的導(dǎo)軌41、 41上，該導(dǎo) 軌41、 41固定于X軸基座30上，并且沿Y軸方向延伸，Y軸基座40 通過Y軸驅(qū)動機(jī)構(gòu)44而可以在Y軸方向上移動，上述Y軸驅(qū)動機(jī)構(gòu)44 通過電動機(jī)42使?jié)L珠絲杠43工作。加工臺20以可自由旋轉(zhuǎn)或者固定狀 態(tài)設(shè)置在Y軸基座40上，其可伴隨X軸基座30和Y軸基座40的移動， 而在X軸方向或者Y軸方向上移動。
如圖3所示，在X軸基座30和Y軸基座40各自的中央部分分別形 成有在上下方向敞開的彼此連通的開口 30a、 40a。并且雖然沒有圖示， 但在這些開口 30a、 40a的下方部分的基臺11上形成有空白區(qū)，在該空白 區(qū)內(nèi)配設(shè)有朝上方照射紅外光的紅外光源(電磁波照射單元)50。該紅 外光源50通過未圖示的托架支撐在基臺11上。
加工臺20是真空夾具式的結(jié)構(gòu)，如圖3所示，其嵌入固定在階梯部 40b上，該階梯部40b形成在Y軸基座40的上表面的幵口周圍。如圖4 所示，加工臺20由上下板部21、 22和連接這些板部21、 22的環(huán)狀的周 壁部23構(gòu)成，在加工臺20內(nèi)部形成有真空室24。在上側(cè)板部21中形成 有吸附區(qū)域25，在該吸附區(qū)域25利用真空作用將晶片1吸附在上表面上。
吸附區(qū)域25的上表面形成有均勻存在的槽25a，而且在上側(cè)板部21 中形成有使槽25a和真空室24連通的多個抽吸通道21a。槽25a構(gòu)成為 這樣的方式在吸附區(qū)域25可以準(zhǔn)確地吸附晶片1的吸附面(此時為形 成有半導(dǎo)體芯片3的一側(cè)的表面)的整個面，例如是同心形狀的多個槽 或者格子狀的槽這樣的方式，也可以用圓形等的孔來代替槽。
在周壁部23上形成有至少一個真空抽吸口 23a，在該真空抽吸口 23a 上連接有抽吸真空室24內(nèi)的空氣的未圖示的壓縮機(jī)。當(dāng)該壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時， 則從真空抽吸口 23a抽吸真空室24內(nèi)的空氣，吸附區(qū)域25的上方的空
氣經(jīng)過槽25a、抽吸通道21a而被抽吸到真空室24內(nèi)。在該真空運(yùn)轉(zhuǎn)狀 態(tài)下，晶片1載置在吸附區(qū)域25上，并被吸附保持于吸附區(qū)域25中。 在該加工臺20中，至少上下板部21、 22是由可透射紅外光源50的光的
材質(zhì)(例如玻璃)構(gòu)成的。
如圖2所示，在基臺11的上表面的XY移動臺12的周圍的預(yù)定部 位，固定有向鉛直方向(Z軸方向)上方延伸的立柱13，在該立柱13上 設(shè)有沿著Y軸方向延伸到加工臺20的上方的圓筒狀的加工軸14。該加 工軸14設(shè)置成可以沿著立柱13上下自由移動，該加工軸14通過收納于 立柱13內(nèi)的未圖示的上下驅(qū)動機(jī)構(gòu)而可以上下移動。而且在該加工軸14 的前端安裝有上述激光頭60。
在激光頭60上連接有YAG激光振蕩器等未圖示的激光振蕩器，通 過該激光振蕩器振蕩出的激光作為激光束從激光頭60鉛直向下地照射。 通過激光振蕩器振蕩出的激光為適于對晶片進(jìn)行切斷加工等的種類，例 如優(yōu)選使用具有輸出為1 5W、波長為1064nm的特性的激光等。
在加工軸14的Y軸方向一側(cè)配設(shè)有光軸朝向鉛直下方的紅外線顯微 鏡70。該紅外線顯微鏡70通過L字狀的臂15安裝在加工軸14上，并伴 隨加工軸14的上下移動而與激光頭60 —起上下移動。通過紅外線顯微 鏡70來拍攝從紅外光源50照射并透射了保持于加工臺20上的晶片1之 后形成的透射像即晶片表面的圖案圖像。然后，將所拍攝的晶片表面的 圖案圖像取入到圖像處理單元(間隔道檢測單元)80中，并且檢測應(yīng)該 切斷的間隔道2。在本實(shí)施方式中，通過上述紅外光源50、紅外線顯微 鏡70和圖像處理單元80來構(gòu)成檢測晶片1的間隔道2的本發(fā)明的對準(zhǔn) 單元。激光加工裝置的動作
以上為本實(shí)施方式的激光加工裝置10的結(jié)構(gòu)，接著說明用該激光加 工裝置10沿著間隔道2切斷來分割晶片1的動作。
首先使加工臺20真空運(yùn)轉(zhuǎn)，使晶片1的表面(形成有半導(dǎo)體芯片3 的面)吸附在該加工臺20的吸附區(qū)域25上，將晶片1以背面露出的狀 態(tài)保持在加工臺20上(保持工序)。此處，出于保護(hù)半導(dǎo)體芯片3的目
的，也可以在晶片1的表面上貼上透明的保護(hù)帶。
然后在X軸方向和Y軸方向上適當(dāng)?shù)匾苿覺Y移動臺12，使晶片l 進(jìn)入到紅外線顯微鏡70的視野之內(nèi)，從紅外光源50向晶片1的表面?zhèn)?照射紅外光(電磁波照射工序)。紅外光通過X軸基座30和Y軸基座40 的各開口 30a、 40a并透射加工臺20的上下板部21、 22，然后從晶片1 的表面?zhèn)瘸虮趁嫱干洹?br> 接著，上下移動加工軸14來調(diào)節(jié)紅外線顯微鏡70的高度，使紅外 線顯微鏡70的焦點(diǎn)對準(zhǔn)晶片背面，通過紅外線顯微鏡70拍攝紅外光透 射晶片1而成的像。圖5是表示該攝像狀態(tài)的示意圖。通過紅外光所成 的透射像是除了包含半導(dǎo)體芯片3的電路之外，還包括用于檢測間隔道2 的電路圖案的圖案圖像，該圖案圖像被取入到圖像處理單元80中，根據(jù) 圖案圖像來檢測間隔道2 (間隔道檢測工序)。
接著上下移動加工軸14，將激光頭60相對于晶片1的高度位置調(diào) 節(jié)到適于激光加工的位置上。然后以沿著由圖像處理單元80檢測到的間 隔道2照射激光束的方式，適當(dāng)組合X軸基座30在X軸方向上的移動 與Y軸基座40在Y軸方向上的移動，使晶片1在X軸方向和Y軸方向 移動，同時從激光頭60向間隔道2照射激光束。由此對所有間隔道2實(shí) 施激光加工(晶片加工工序)。
此處的激光加工是用于切斷間隔道2的加工，可以舉出貫穿晶片1 厚度的切斷加工。在進(jìn)行切斷加工的情況下，為了防止形成為單片的多 個半導(dǎo)體芯片3飛散，并且可以進(jìn)行處理，將上述保護(hù)帶等帶預(yù)先貼在 晶片1的表面上。
另外除了切斷加工之外，還能舉出形成槽的開槽處理、將激光束的 焦點(diǎn)照在晶片1內(nèi)部使照射部分變脆的變質(zhì)層的形成。無論在何種情況 下，都在激光加工之后通過破斷裝置等割斷間隔道2來將半導(dǎo)體芯片3 形成為單片。圖6表示在形成了變質(zhì)層之后，將晶片1貼在帶有切割框 架81的切割帶82上，割斷間隔道2而單片化成半導(dǎo)體芯片3的狀態(tài)下 的晶片l。圖6中實(shí)線2A表示切斷了間隔道2的部分(縫)。
根據(jù)以上的本實(shí)施方式，從晶片1的表面?zhèn)日丈浼t外光并使其透射
到晶片l的背面?zhèn)龋鶕?jù)其透射像檢測間隔道2，從晶片背面?zhèn)认驒z測到 的間隔道2照射激光束，而不是根據(jù)晶片背面的反射像來檢測間隔道2。 因此即使對經(jīng)過了各種涂料處理或者熱處理的晶片1，也能正確地獲得晶
片表面的圖案圖像和間隔道2，由此可正確地切斷間隔道2。
并且，由于從晶片1的背面?zhèn)日丈浼す馐?，所以不會有由于激光?的照射而產(chǎn)生的碎屑附著在半導(dǎo)體芯片3的表面上，能進(jìn)行完善的切斷。 而且當(dāng)在間隔道2的表面?zhèn)刃纬捎蠺EG的情況下，激光束不會反射到該 TEG上，能正確地切斷間隔道2。
在上述實(shí)施方式中，采用了紅外光作為本發(fā)明的電磁波，但也可以 使用X射線等其它電磁波來代替紅外光。如果使用X射線，則采用捕捉 透射過晶片1的X射線的適當(dāng)?shù)腦射線傳感器來代替上述紅外線顯微鏡 70，將由該X射線傳感器檢測到的晶片表面的圖像圖案取入到圖像處理 單元80中。
權(quán)利要求
1.一種晶片的分割方法，該晶片的分割方法是通過激光加工單元沿著間隔道切斷晶片來將晶片分割為一個個器件的分割方法，在上述晶片的表面多個器件通過格子狀的間隔道而被劃分開來，其特征在于，上述晶片的分割方法具有以下工序晶片保持工序，將晶片以背面?zhèn)扰c上述激光加工單元對置的方式保持到保持單元上；電磁波照射工序，從保持在該保持單元上的晶片的表面?zhèn)日丈淠軌蛲干湓摼碾姶挪?；間隔道檢測工序，根據(jù)通過透射過晶片的電磁波形成的像來檢測上述間隔道；以及晶片加工工序，通過利用上述激光加工單元從晶片背面?zhèn)认蛟谏鲜鲩g隔道檢測工序中檢測到的間隔道照射激光束，來沿著該間隔道加工晶片。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶片分割方法，其特征在于， 上述電磁波是紅外線或者X射線。
3. —種晶片的分割裝置，該晶片的分割裝置是沿著間隔道切斷晶片 來將晶片分割為一個個器件的分割裝置，在上述晶片的表面多個器件通 過格子狀的間隔道而被劃分開來，其特征在于，上述晶片的分割裝置具 有保持單元，其以使晶片的背面?zhèn)扰c激光加工單元對置的方式保持晶片；對準(zhǔn)單元，其檢測保持在該保持單元上的晶片的上述間隔道；以及 激光加工單元，其向由上述對準(zhǔn)單元檢測到的間隔道照射激光束， 來加工該間隔道，上述對準(zhǔn)單元具有電磁波照射單元，其從保持在上述保持單元上的晶片的表面?zhèn)日丈?能夠透射晶片的電磁波；和 間隔道檢測單元，其捕捉由上述電磁波照射單元照射并透射了晶片 的電磁波，并且根據(jù)通過透射電磁波形成的像來檢測上述間隔道。 4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的晶片分割裝置，其特征在于， 從上述電磁波照射單元照射出的電磁波是紅外線或者X射線。
全文摘要
本發(fā)明提供一種晶片的分割方法以及分割裝置，根據(jù)本發(fā)明，在通過對晶片背面進(jìn)行激光束照射來進(jìn)行間隔道切斷時，即使對經(jīng)過了各種涂料處理或者熱處理的晶片，也能正確地檢測到晶片表面的間隔道進(jìn)行切斷。作為解決手段，從晶片(1)的表面?zhèn)扔眉t外光源(50)照射紅外光使其透射，通過配置在晶片(1)的背面?zhèn)鹊募t外線顯微鏡(70)對透射像進(jìn)行攝像，根據(jù)所拍攝的晶片表面的圖像圖案來檢測間隔道(2)。沿著檢測出的間隔道(2)，從激光頭(60)向晶片背面照射激光束，對間隔道(2)實(shí)施用于切斷的加工。
文檔編號H01L21/78GK101170075SQ20071016755
公開日2008年4月30日 申請日期2007年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月27日
發(fā)明者關(guān)家一馬 申請人:株式會社迪思科