本發(fā)明涉及sic晶片的加工方法，該sic晶片具有第1面和與第1面相反的一側(cè)的第2面，在第1面上具有形成有多個器件的器件區(qū)域和圍繞器件區(qū)域的外周剩余區(qū)域。

背景技術(shù)：

在以si(硅)為原材料的si晶片的正面上層疊功能層并通過分割預(yù)定線劃分而形成有ic、lsi等器件。關(guān)于si晶片，通過磨削裝置對與形成有多個器件的器件區(qū)域?qū)?yīng)的背面的區(qū)域進(jìn)行磨削，該磨削裝置具有能夠旋轉(zhuǎn)的磨削磨輪，在該磨削磨輪上呈環(huán)狀地配置有磨削磨具。由此，將si晶片的器件區(qū)域薄化至規(guī)定的厚度，并且在與圍繞器件區(qū)域的外周剩余區(qū)域?qū)?yīng)的背面的區(qū)域形成環(huán)狀加強(qiáng)部。然后，通過切削裝置或激光加工裝置對分割預(yù)定線實(shí)施加工而將si晶片分割成各個器件，分割得到的各器件被應(yīng)用于移動電話或個人計(jì)算機(jī)等電子設(shè)備中(參照專利文獻(xiàn)1。)。

并且，在以sic(碳化硅)為原材料的sic晶片的正面上層疊功能層并通過分割預(yù)定線劃分而形成有功率器件或led等器件。也通過上述磨削裝置對sic晶片的與形成有器件的器件區(qū)域?qū)?yīng)的背面的區(qū)域進(jìn)行磨削。由此，將sic晶片的器件區(qū)域薄化至規(guī)定的厚度，并且在與圍繞器件區(qū)域的外周剩余區(qū)域?qū)?yīng)的背面的區(qū)域形成環(huán)狀加強(qiáng)部。之后，在與各器件對應(yīng)的背面的區(qū)域內(nèi)形成電極等子器件。然后，通過切削裝置或激光加工裝置對分割預(yù)定線實(shí)施加工而將sic晶片分割成各個器件，分割得到的各器件被應(yīng)用于移動電話或個人計(jì)算機(jī)、汽車的控制裝置等電子設(shè)備中。

專利文獻(xiàn)1：日本特開2007-19379號公報(bào)

與si相比，sic的莫氏硬度非常高，當(dāng)通過磨削磨輪對sic晶片的背面進(jìn)行磨削時，磨削磨具按照磨削量的4～5倍左右磨損而存在不經(jīng)濟(jì)的問題。即，當(dāng)將sic晶片磨削100μm左右時，磨削磨具磨損400～500μm左右。另一方面，在將si晶片磨削100μm左右的情況下，磨削磨具的磨損量為0.1μm左右。因此，與對si晶片進(jìn)行磨削的情況相比，在對sic晶片進(jìn)行磨削的情況下，磨削磨具以4000～5000倍左右的磨損量磨損。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是鑒于上述事實(shí)而完成的，其課題在于提供sic晶片的加工方法，能夠減少磨削磨具的磨損量。

根據(jù)本發(fā)明，提供sic晶片的加工方法，該sic晶片具有第1面和與該第1面相反的一側(cè)的第2面，在該第1面上具有形成有多個器件的器件區(qū)域和圍繞該器件區(qū)域的外周剩余區(qū)域，其中，該晶片的加工方法具有如下的工序：剝離面形成工序，將聚光點(diǎn)定位在從該第1面?zhèn)扔^察深度相當(dāng)于完工厚度的位置，一邊使該sic晶片與該聚光點(diǎn)相對地移動，一邊從該第1面?zhèn)然蛟摰?面?zhèn)葘υ搒ic晶片照射對于sic具有透過性的波長的激光光線，由此，在從該第1面?zhèn)扔^察深度相當(dāng)于完工厚度的位置在與該器件區(qū)域?qū)?yīng)的區(qū)域形成多個由改質(zhì)層和裂紋構(gòu)成的直線狀的強(qiáng)度降低部，從而形成剝離面；器件形成工序，在實(shí)施了該剝離面形成工序之后，在該器件區(qū)域形成由交叉的多條分割預(yù)定線劃分的多個器件；環(huán)狀槽形成工序，在實(shí)施了該器件形成工序之后，在該第1面?zhèn)攘舫鱿喈?dāng)于完工厚度的厚度，在對應(yīng)于該器件區(qū)域與該外周剩余區(qū)域之間的邊界部的部分從該第2面?zhèn)刃纬森h(huán)狀槽；薄化工序，在實(shí)施了該環(huán)狀槽形成工序之后，以該剝離面為界面將位于該環(huán)狀槽的內(nèi)側(cè)的該第2面?zhèn)鹊牟糠謴脑搒ic晶片剝離，從而使該器件區(qū)域薄化，并且在與該外周剩余區(qū)域?qū)?yīng)的該第2面的區(qū)域形成環(huán)狀加強(qiáng)部；以及平坦化工序，在實(shí)施了該薄化工序之后，對具有該環(huán)狀加強(qiáng)部的該sic晶片的該剝離面進(jìn)行磨削而進(jìn)行平坦化。

優(yōu)選在實(shí)施了該平坦化工序之后，在已平坦化的該剝離面上的與該多個器件各自對應(yīng)的區(qū)域形成子器件。關(guān)于該sic晶片，c軸相對于與該第1面垂直的垂直軸傾斜，該剝離面形成工序包含如下的工序：強(qiáng)度降低部形成工序，一邊在與該c軸傾斜的方向垂直的方向上使該sic晶片與該聚光點(diǎn)相對地移動一邊照射激光光線，從而形成由改質(zhì)層和從該改質(zhì)層沿著c面伸長的裂紋構(gòu)成的直線狀的強(qiáng)度降低部；以及轉(zhuǎn)位工序，在該c軸傾斜的方向上對該sic晶片與該聚光點(diǎn)相對地按照規(guī)定的量進(jìn)行轉(zhuǎn)位進(jìn)給。

根據(jù)本發(fā)明的晶片的加工方法，由于以剝離面為界面將位于環(huán)狀槽的內(nèi)側(cè)的第2面?zhèn)鹊牟糠謴膕ic晶片剝離而使器件區(qū)域薄化，所以不用對sic晶片進(jìn)行磨削便能夠使sic晶片薄化。并且，在對具有環(huán)狀加強(qiáng)部的sic晶片的剝離面進(jìn)行磨削而進(jìn)行平坦化時，與通過磨削使sic晶片薄化的情況相比，能夠以較少的磨削量來對sic晶片的剝離面進(jìn)行平坦化，所以能夠減少磨削磨具的磨損量。進(jìn)而在本發(fā)明的晶片的加工方法中，由于在剝離面形成工序之后實(shí)施器件形成工序，所以不存在因激光光線的照射而使器件損傷的可能性。

附圖說明

圖1的(a)和(b)是sic晶片的俯視圖和主視圖。

圖2是示出實(shí)施剝離面形成工序的狀態(tài)的立體圖。

圖3的(a)、(b)和(c)是形成有剝離面的sic晶片的俯視圖、c-c線剖視圖和d部放大圖。

圖4是形成有器件的sic晶片的俯視圖。

圖5是示出實(shí)施環(huán)狀槽形成工序的狀態(tài)的立體圖。

圖6的(a)和(b)是形成有環(huán)狀槽的sic晶片的立體圖和剖視圖。

圖7的(a)和(b)是示出實(shí)施薄化工序的狀態(tài)的立體圖。

圖8是示出實(shí)施平坦化工序的狀態(tài)的立體圖。

標(biāo)號說明

2：sic晶片；4：第1面；6：第2面；8：器件區(qū)域；10：外周剩余區(qū)域；12：邊界部；18：垂直軸；28：強(qiáng)度降低部；30：改質(zhì)層；32：裂紋；34：剝離面；36：器件；38：分割預(yù)定線；52：環(huán)狀槽；68：從晶片剝離出的第2面?zhèn)鹊牟糠郑?0：環(huán)狀加強(qiáng)部。

具體實(shí)施方式

以下，參照附圖對本發(fā)明的sic晶片的加工方法的實(shí)施方式進(jìn)行說明。

圖1所示的圓盤狀的六方單晶sic晶片2(以下稱為“晶片2”。)的厚度為700μm，具有第1面4和與第1面4相反的一側(cè)的第2面6。第1面4具有形成有多個器件的圓形的器件區(qū)域8和圍繞器件區(qū)域8的環(huán)狀的外周剩余區(qū)域10。在圖1的(a)中，為了方便說明而以點(diǎn)劃線示出器件區(qū)域8與外周剩余區(qū)域10的邊界部12，實(shí)際上不存在示出邊界部12的線。在晶片2的周緣形成有表示晶體取向的第1定向平面14和第2定向平面16。第2定向平面16的長度l2比第1定向平面14的長度l1短(l2<l1)。并且，第1定向平面14與第2定向平面16垂直。在晶片2中，c軸(<0001>方向)相對于與第1面4垂直的垂直軸18朝向第2定向平面16傾斜(以箭頭a示出c軸傾斜的方向。)，并且在第2定向平面16側(cè)具有垂直于c軸的c面({0001}面)與第1面4所呈的偏離角α。

在本發(fā)明的sic晶片的加工方法中，首先，實(shí)施剝離面形成工序。例如能夠使用在圖2中示出了其一部分的激光加工裝置20來實(shí)施剝離面形成工序。激光加工裝置20具有卡盤工作臺22和聚光器24?？ūP工作臺22構(gòu)成為將被加工物吸附在其上表面上，該卡盤工作臺22通過旋轉(zhuǎn)單元以在上下方向上延伸的軸線為中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，并且通過x方向移動單元在x方向上進(jìn)退，通過y方向移動單元在y方向上進(jìn)退(均未圖示。)。聚光器24包含聚光透鏡(均未圖示。)，該聚光透鏡用于對從激光加工裝置20的脈沖激光振蕩器振蕩出的脈沖激光光線進(jìn)行會聚而對被加工物進(jìn)行照射。另外，x方向是圖2中箭頭x所示的方向，y方向是圖2中箭頭y所示的方向，是與x方向垂直的方向。x方向和y方向所規(guī)定的平面實(shí)際上是水平的。

在剝離面形成工序中，首先，在晶片2的第1面4上粘貼保護(hù)部件26。接著，將粘貼了保護(hù)部件26的第1面4作為下側(cè)而將晶片2吸附在卡盤工作臺22的上表面上。接著，通過x方向移動單元、y方向移動單元和旋轉(zhuǎn)單元使卡盤工作臺22移動和旋轉(zhuǎn)，使第2定向平面16與x方向?qū)R，并且進(jìn)行晶片2與聚光器24的對位。由于第2定向平面16通常形成為與c軸傾斜的方向a垂直，所以通過使第2定向平面16與x方向?qū)R，c軸傾斜的方向a與x方向垂直而且與y方向?qū)R。接著，在與器件區(qū)域8對應(yīng)的區(qū)域中，將聚光點(diǎn)定位在從第1面4側(cè)觀察深度相當(dāng)于晶片的完工厚度的位置。接著，如圖2所示，進(jìn)行強(qiáng)度降低部形成步驟，一邊通過x方向移動單元使卡盤工作臺22以規(guī)定的加工進(jìn)給速度在x方向(即，與c軸傾斜的方向a垂直的方向)上移動，一邊從聚光器24對晶片2照射對于sic具有透過性的波長的脈沖激光光線，由此，在與器件區(qū)域8對應(yīng)的區(qū)域形成直線狀的強(qiáng)度降低部28。接著，進(jìn)行轉(zhuǎn)位步驟，通過y方向移動單元使卡盤工作臺22在y方向(即，c軸傾斜的方向a)上以規(guī)定的量進(jìn)行轉(zhuǎn)位進(jìn)給。然后，通過交替地進(jìn)行強(qiáng)度降低部形成步驟和轉(zhuǎn)位步驟，如圖3所示，在c軸傾斜的方向a上隔開規(guī)定的間隔而形成多個強(qiáng)度降低部28，在從第1面4側(cè)觀察深度相當(dāng)于晶片的完工厚度的位置，在與器件區(qū)域8對應(yīng)的區(qū)域內(nèi)形成剝離面34。例如能夠在以下的加工條件下實(shí)施這樣的剝離面形成工序。

激光光線的波長：1064nm

重復(fù)頻率：80khz

平均輸出：3.2w

脈沖寬度：4ns

聚光光斑直徑：φ10μm

聚光透鏡的數(shù)值孔徑(na)：0.45

轉(zhuǎn)位量：500μm

如圖3所示，各強(qiáng)度降低部28由改質(zhì)層30(分離成si和c的區(qū)域)和裂紋32構(gòu)成。由于各強(qiáng)度降低部28與c軸傾斜的方向a垂直而且形成在同一深度，所以各強(qiáng)度降低部28的改質(zhì)層30位于同一c面上。并且，當(dāng)在晶片2的內(nèi)部形成改質(zhì)層30時，裂紋32從改質(zhì)層30沿著c面在改質(zhì)層30的兩側(cè)傳播。在改質(zhì)層30的單側(cè)傳播的裂紋32的長度為250μm左右，即裂紋32的長度lc為500μm左右。因此在剝離面形成工序中，即使如上述那樣將y方向的轉(zhuǎn)位量li設(shè)為500μm左右，也在從第1面4側(cè)觀察相當(dāng)于完工厚度的深度形成由改質(zhì)層30和裂紋32構(gòu)成的剝離面34。

在實(shí)施了剝離面形成工序之后實(shí)施器件形成工序。在器件形成工序中，首先，將保護(hù)部件26從第1面4剝離。接著，在第1面4的器件區(qū)域8上層疊功能層而形成多個器件36。如圖4所示，各器件36被格子狀的分割預(yù)定線38劃分。這樣在本發(fā)明的sic晶片的加工方法中，由于在剝離面形成工序之后實(shí)施器件形成工序，所以不存在因激光光線的照射而使器件36損傷的可能性。

在實(shí)施了器件形成工序之后實(shí)施環(huán)狀槽形成工序。例如能夠使用在圖5中示出了其一部分的切削裝置40來實(shí)施環(huán)狀槽形成工序。切削裝置40具有卡盤工作臺42和切削單元44。卡盤工作臺42構(gòu)成為將被加工物吸附在其上表面上，通過旋轉(zhuǎn)單元(未圖示。)以在上下方向上延伸的軸線為中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。切削單元44包含：實(shí)際上水平延伸的圓筒狀的主軸外殼46；以及圓柱狀的主軸(未圖示。)，其以實(shí)際上水平延伸的軸線為中心自由旋轉(zhuǎn)地內(nèi)設(shè)在主軸外殼46中。主軸的基端部與電動機(jī)(未圖示。)連結(jié)。并且，在主軸的前端部固定有環(huán)狀的切削刀具48。切削刀具48的上部被刀具罩50覆蓋。

在環(huán)狀槽形成工序中，首先，在形成有器件36的第1面4上粘貼保護(hù)部件51。接著，將粘貼了保護(hù)部件51的第1面4作為下側(cè)而將晶片2吸附在卡盤工作臺42的上表面上。接著，通過電動機(jī)使切削刀具48與主軸一同在圖5中箭頭b所示的方向上旋轉(zhuǎn)。并且，通過旋轉(zhuǎn)單元使卡盤工作臺42按照從上方觀察繞順時針的方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。接著，通過上下方向移動單元(未圖示。)使主軸外殼46下降，使切削刀具48的刃尖從第2面6側(cè)切入到對應(yīng)于器件區(qū)域8與外周剩余區(qū)域10之間的邊界部12的部分。由此，在對應(yīng)于器件區(qū)域8與外周剩余區(qū)域10之間的邊界部12的部分形成環(huán)狀槽52。在本實(shí)施方式中如圖6所示，在第1面4側(cè)殘留有相當(dāng)于晶片的完工厚度的厚度t(例如為50μm)。

在實(shí)施了環(huán)狀槽形成工序之后實(shí)施薄化工序。例如能夠使用在圖7中示出了其一部分的剝離裝置54來實(shí)施薄化工序。剝離裝置54具有卡盤工作臺56和剝離單元58。卡盤工作臺56構(gòu)成為將被加工物吸附在其上表面上。剝離單元58包含實(shí)際上水平延伸的臂60和附設(shè)在臂60的前端的電動機(jī)62。在電動機(jī)62的下表面上連結(jié)有吸附片64，該吸附片64以在上下方向上延伸的軸線為中心而自由旋轉(zhuǎn)。在吸附片64中內(nèi)設(shè)有對吸附片64的下表面施加超聲波振動的超聲波振動施加單元(未圖示。)。

在薄化工序中，首先，將粘貼了保護(hù)部件51的第1面4作為下側(cè)而將晶片2吸附在卡盤工作臺56的上表面上。接著，通過上下方向移動單元(未圖示。)使臂60下降，將環(huán)狀槽52的內(nèi)側(cè)的第2面6吸附在吸附片64上。接著，使超聲波振動施加單元進(jìn)行動作，對吸附片64的下表面施加超聲波振動，并且使電動機(jī)62進(jìn)行動作而使吸附片64旋轉(zhuǎn)。由此，以剝離面34為界面，將位于環(huán)狀槽52的內(nèi)側(cè)的第2面6側(cè)的部分68從晶片2剝離，使器件區(qū)域8薄化并且在與外周剩余區(qū)域10對應(yīng)的第2面6的區(qū)域形成環(huán)狀加強(qiáng)部70。因此，不用對晶片2進(jìn)行磨削便能夠使晶片2薄化。

在實(shí)施了薄化工序之后實(shí)施平坦化工序。例如能夠使用在圖8中示出了其一部分的磨削裝置72來實(shí)施平坦化工序。磨削裝置72具有卡盤工作臺74和磨削單元76?？ūP工作臺74構(gòu)成為將被加工物吸附在其上表面上，該卡盤工作臺74通過旋轉(zhuǎn)單元(未圖示。)以在上下方向上延伸的軸線為中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。磨削單元76包含：圓柱狀的主軸78，其與電動機(jī)(未圖示。)連結(jié)并在上下方向上延伸；以及圓盤狀的磨輪安裝座80，其固定在主軸78的下端。通過螺栓82將環(huán)狀的磨削磨輪84固定在磨輪安裝座80的下表面上。在磨削磨輪84的下表面上固定有多個磨削磨具86，該多個磨削磨具86在周向上隔開間隔而呈環(huán)狀配置。如圖8所示，磨削磨輪84的旋轉(zhuǎn)中心相對于卡盤工作臺74的旋轉(zhuǎn)中心移位。并且，由多個磨削磨具86規(guī)定的圓的外徑與器件區(qū)域8的半徑大致相同。

在平坦化工序中，首先，將粘貼了保護(hù)部件51的第1面4作為下側(cè)而將具有環(huán)狀加強(qiáng)部70的晶片2吸附在卡盤工作臺74的上表面上。接著，通過電動機(jī)使主軸78以規(guī)定的旋轉(zhuǎn)速度(例如為6000rpm)按照從上方觀察繞逆時針的方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。并且，通過旋轉(zhuǎn)單元使卡盤工作臺74以規(guī)定的旋轉(zhuǎn)速度(例如為300rpm)按照從上方觀察繞逆時針的方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。接著，通過上下方向移動單元(未圖示。)使主軸78下降，使磨削磨具86與剝離面34接觸。在使磨削磨具86與剝離面34接觸之后，使主軸78以規(guī)定的磨削進(jìn)給速度(例如為0.1μm/s)下降。由此使剝離面34平坦化。在對剝離面34進(jìn)行磨削而使其平坦化時，能夠通過1～5μm左右的磨削來使剝離面34平坦化，該情況下的磨削磨具86的磨損量為4～25μm左右。另一方面，在通過磨削將700μm的厚度的晶片2薄化至50μm的厚度的情況下，磨削磨具86的磨損量為2.6～3.3mm左右。因此在本實(shí)施方式中，與通過磨削來使晶片2薄化的情況相比，能夠以較少的磨削量來使晶片2的剝離面34平坦化，所以能夠減少磨削磨具86的磨損量。并且，在實(shí)施了平坦化工序之后，在與各器件36對應(yīng)的剝離面34的區(qū)域內(nèi)形成電極等子器件。

另外在上述的實(shí)施方式中，以在剝離面形成工序中從晶片2的第2面6側(cè)照射激光光線為例進(jìn)行了說明，但也可以從晶片2的第1面4側(cè)照射激光光線。