專利名稱：燒蝕加工方法
燒蝕加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)半導(dǎo)體晶片等被加工物照射激光光束來(lái)施以燒蝕加工的燒蝕加工方法。
背景技術(shù)：
對(duì)于表面形成有通過(guò)預(yù)定分割線(分割予定9 4 > )分開的1C、LS1、LED等多種器件的硅晶片、藍(lán)寶石晶片等晶片，利用切削裝置或激光加工裝置等加工裝置將其分割成單個(gè)的器件，所分割出的器件廣泛用于移動(dòng)電話、個(gè)人電腦等各種電子設(shè)備中。在晶片的分割中，廣泛采用的的切割方法是使用被稱為切割鋸的切削裝置的切割方法。在該切割方法中，使利厚度為30iim左右的切削刀以30000rpm左右的高速旋轉(zhuǎn)向晶片切入來(lái)對(duì)晶片進(jìn)行切削，將晶片分割成單個(gè)的器件，其中，所述切削刀是用金屬或樹脂固定了金剛石等磨料粒而成的。另一方面，近年來(lái)，有提案提出了對(duì)于晶片照射相對(duì)于晶片具有吸收性的波長(zhǎng)的脈沖激光光束來(lái)進(jìn)行燒蝕加工從而形成激光加工槽，利用制動(dòng)裝置沿著該激光加工槽切斷晶片來(lái)分割成單個(gè)器件的方法(日本特開平10-305420號(hào)公報(bào))。在基于燒蝕加工的激光加工槽的形成中，與基于切割鋸的切割方法相比，可使加工速度迅速，同時(shí)即使對(duì)由藍(lán)寶石或SiC等硬度高的材料形成的晶片也可以比較容易地進(jìn)行加工。另外，由于可以將加工槽制成例如IOiim以下等的較窄的寬度，與利用切割方法進(jìn)行加工的情況相比較，具有可增加每一枚晶片中的器件獲取量這樣的特征。
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但是，若對(duì)晶片照射脈沖激光光束，則在脈沖激光光束所照射的區(qū)域熱能集中，會(huì)產(chǎn)生碎片()。若該碎片附著在器件表面，則會(huì)產(chǎn)生器件的品質(zhì)降低這樣的問(wèn)題。因此，在日本特開2004-188475號(hào)公報(bào)中，為了消除這樣的碎片所致的問(wèn)題，有提案提出了在晶片的加工面涂布PVA (聚乙烯醇)、PEG (聚乙二醇)等水溶性樹脂來(lái)形成保護(hù)膜并透過(guò)該保護(hù)膜對(duì)晶片照射脈沖激光光束的激光加工裝置。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1:日本特開平10-305420號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 :日本特開2004-188475號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容發(fā)明所要解決的課題盡管可通過(guò)涂布保護(hù)膜來(lái)解決碎片附著在器件表面的問(wèn)題，但保護(hù)膜會(huì)使激光光束的能量擴(kuò)散，具有加工效率變差這樣的問(wèn)題。另外，在預(yù)定分割線被覆有被稱為TEG(測(cè)試式元件組，Test Element Group)的金屬膜的情況下,激光光束被TEG反射,具有燒蝕加工不充分這樣的問(wèn)題。
本發(fā)明是鑒于這樣的方面而進(jìn)行的，其目的在于提供可抑制能量的擴(kuò)散和激光光束的反射的燒蝕加工方法。解決課題的手段根據(jù)本發(fā)明，提供了一種燒蝕加工方法，其為對(duì)被加工物照射激光光束來(lái)施以燒蝕加工的燒蝕加工方法，該方法的特征在于，其具備保護(hù)膜形成工序與激光加工工序，在保護(hù)膜形成工序中，將混入了對(duì)于激光光束的波長(zhǎng)具有吸收性的粉末的液態(tài)樹脂涂布至被加工物的至少要進(jìn)行燒蝕加工的區(qū)域，來(lái)形成摻入有該粉末的保護(hù)膜；在激光加工工序中，在實(shí)施了該保護(hù)膜形成工序之后，對(duì)被加工物的形成了該保護(hù)膜的區(qū)域照射激光光束來(lái)施以燒蝕加工。優(yōu)選粉末的平均粒徑小于激光光束的光斑徑。優(yōu)選激光光束的波長(zhǎng)為355nm以下，粉末含有選自由Fe2O3、ZnO、TiO2, CeO2、CuO和Cu2O組成的組中的金屬氧化物，液態(tài)樹脂含有聚乙烯醇。發(fā)明的效果由于本發(fā)明的燒蝕加工方法中將混入了對(duì)于激光光束的波長(zhǎng)具有吸收性的粉末的液態(tài)樹脂涂布至被加工物的至少要進(jìn)行燒蝕加工的區(qū)域來(lái)形成保護(hù)膜，因而激光光束的能量被保護(hù)膜中的粉末所吸收并被傳遞至被加工物，可抑制能量的擴(kuò)散和激光光束的反射，有效且順利地完成燒蝕加工。

圖1為適于本發(fā)明的燒蝕加工方法的激光加工裝置的立體圖。圖2為激光光束照射單元的框圖。圖3為藉由膠帶而被環(huán)狀框架所支持的半導(dǎo)體晶片的立體圖。圖4為示出液態(tài)樹脂涂布工序的立體圖。圖5為示出各種金屬氧化物的分光透過(guò)率的曲線圖。圖6為示出燒蝕加工工序的立體圖。圖7中，圖7(A)為示出被覆有含有二氧化鈦的保護(hù)膜的晶片的燒蝕加工結(jié)果的照片，圖7(B)為示出未被覆有保護(hù)膜的晶片的燒蝕加工結(jié)果的照片，圖7(C)為示出被覆有不含金屬氧化物的現(xiàn)有保護(hù)膜的晶片的燒蝕加工結(jié)果的照片。圖8中，圖8 (A)為示出被覆有含有二氧化鈦的保護(hù)膜的TEG部分的燒蝕加工結(jié)果的照片，圖8(B)為示出未被覆有保護(hù)膜的TEG部分的燒蝕加工結(jié)果的照片，圖8 (C)為示出被覆有不含金屬氧化物的現(xiàn)有保護(hù)膜的TEG部分的燒蝕加工結(jié)果的照片。
具體實(shí)施方式下面參照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。圖1示出了適于實(shí)施本發(fā)明的燒蝕加工方法的激光加工裝置的示意性構(gòu)成圖。激光加工裝置2含有搭載在靜止基臺(tái)4上的第I滑塊6，該第I滑塊6可沿X軸方向移動(dòng)。第1滑塊6在由圓頭螺栓8和脈沖馬達(dá)10構(gòu)成的加工進(jìn)給單元12的作用下沿著一對(duì)導(dǎo)軌14在加工進(jìn)給方向、即X軸方向移動(dòng)。在第1滑塊6上搭載有第2滑塊16，該第2滑塊16可沿著Y軸方向移動(dòng)。S卩，第2滑塊16在由圓頭螺栓(*'一 > ft I； ) 18和脈沖(^ ^ )馬達(dá)20構(gòu)成的分度(割>9出 )進(jìn)給單元22的作用下沿著一對(duì)導(dǎo)軌24在分度方向即Y軸方向進(jìn)行移動(dòng)。在第2滑塊16上藉由圓筒支持部件26搭載有卡盤工作臺(tái)28，卡盤工作臺(tái)28可通過(guò)加工進(jìn)給單元12和分度進(jìn)給單元22沿X軸方向和Y軸方向移動(dòng)?？ūP工作臺(tái)28設(shè)有夾頭30，用于夾住被吸附保持于卡盤工作臺(tái)28的半導(dǎo)體晶片。在靜止基臺(tái)4立設(shè)有柱32，該柱32安裝有容納激光光束照射單元34的外殼35。如圖2所示，激光光束照射單元34含有發(fā)出YAG激光或YV04激光的激光振蕩器62 ;重復(fù)頻率設(shè)定單元64 ;脈沖寬度調(diào)整單元66 ；以及功率調(diào)整單元68。通過(guò)激光光束照射單元34的功率調(diào)整單元68調(diào)整至特定功率的脈沖激光光束被安裝在外殼35前端的聚焦器36的鏡70所反射，進(jìn)一步經(jīng)聚焦用物鏡72聚焦，照射至保持于卡盤工作臺(tái)28的半導(dǎo)體晶片W。在外殼35的前端部配設(shè)有聚焦器36與在X軸方向排列的對(duì)于要進(jìn)行激光加工的加工區(qū)域進(jìn)行檢測(cè)的攝像單元38。攝像單元38含有利用可見光對(duì)半導(dǎo)體晶片的加工區(qū)域攝像的CCD等常規(guī)攝像元件。攝像單元38進(jìn)一步含有對(duì)半導(dǎo)體晶片照射紅外線的紅外線照射器；捕捉由紅外線照射器照射的紅外線的光學(xué)系；以及輸出與由該光學(xué)系捕捉的紅外線相應(yīng)的電氣信號(hào)的由紅外線CCD等紅外線攝像元件構(gòu)成的紅外線攝像單元，所拍攝的圖像信號(hào)被發(fā)送至控制器(調(diào)節(jié)單元)40?？刂破?0由計(jì)算機(jī)構(gòu)成，其具備依調(diào)節(jié)程序進(jìn)行演算處理的中央處理裝置(CPU)42 ;存儲(chǔ)調(diào)節(jié)程序等的只讀存儲(chǔ)器(ROM)44 ;存儲(chǔ)演算結(jié)果等的可讀寫隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM) 46 ;計(jì)算器48 ;輸入接口 50 ;以及輸出接口 52。56為由沿著導(dǎo)向軌14配設(shè)的線性標(biāo)尺54與配設(shè)于第I滑塊6的未圖示的讀取頭構(gòu)成的加工進(jìn)給量檢測(cè)單元，加工進(jìn)給量檢測(cè)單元56的檢測(cè)信號(hào)被輸入至控制器40的輸入接口 50。60為由沿著導(dǎo)軌24配設(shè)的線性標(biāo)尺58與配設(shè)于第2滑塊16的未圖示的讀取頭構(gòu)成的分度進(jìn)給量檢測(cè)單元，分度進(jìn)給量檢測(cè)單元60的檢測(cè)信號(hào)被輸入至控制器40的輸入接口 50。經(jīng)攝像單元38拍攝的圖像信號(hào)也被輸入至控制器40的輸入接口 50。另一方面，由控制器40的輸出接口 52向脈沖馬達(dá)10、脈沖馬達(dá)20、激光光束照射單元34等輸出調(diào)節(jié)信號(hào)。如圖3所示，在作為激光加工裝置2的加工對(duì)象的半導(dǎo)體晶片W的表面形成有正交的第I通路(7卜U —卜)SI和第2通路S2，在利用第I通路SI與第2通路S2進(jìn)行劃分的區(qū)域形成了多個(gè)器件D。晶片W被貼合至作為膠帶的切割帶T，切割帶T的外周部被粘貼于環(huán)狀框架F。由此，晶片W呈經(jīng)由切割帶T而被環(huán)狀框架F所支持的狀態(tài)，通過(guò)圖1所示的夾頭30夾住環(huán)狀框架F，從而支持固定在卡盤工作臺(tái)28上。本發(fā)明的燒蝕加工方法中，首先實(shí)施液態(tài)樹脂涂布工序，在該工序中，將混入有相對(duì)于激光光束波長(zhǎng)具有吸收性的粉末的液態(tài)樹脂涂布至晶片W的要進(jìn)行燒蝕加工的區(qū)域。例如，如圖4所示， 在液態(tài)樹脂供給源76中儲(chǔ)藏了混入有相對(duì)于激光光束波長(zhǎng)(例如355nm)具有吸收性的粉末(例如Ti02)的PVA (聚乙烯醇)等液態(tài)樹脂80。通過(guò)驅(qū)動(dòng)泵78，將儲(chǔ)藏在液態(tài)樹脂供給源76中的液態(tài)樹脂80由供給噴嘴74供給至晶片W的表面，將液態(tài)樹脂80涂布至晶片W的表面。并且使該液態(tài)樹脂80固化，形成混入有相對(duì)于激光光束波長(zhǎng)具有吸收性的粉末的保護(hù)膜82。液態(tài)樹脂80在晶片W的表面上的涂布方法例如可以采用一邊使晶片W旋轉(zhuǎn)一邊進(jìn)行涂布的旋涂法。作為混入至PVA(聚乙烯醇)、PEG(聚乙二醇)等液態(tài)樹脂中的粉末，本實(shí)施方式中采用Ti02。在圖4所示的實(shí)施方式中，將含有粉末的液態(tài)樹脂80涂布至晶片W的整個(gè)面來(lái)形成了保護(hù)膜82，但也可以僅在要進(jìn)行燒蝕加工的區(qū)域、即僅在第I通路SI和第2通路S2涂布液態(tài)樹脂80來(lái)形成保護(hù)膜。本實(shí)施方式中，半導(dǎo)體晶片W由硅晶片形成。由于硅的吸收端波長(zhǎng)為llOOnm，因而若使用波長(zhǎng)為355nm以下的激光光束，則能夠順利地完成燒蝕加工?；烊胫烈簯B(tài)樹脂中的粉末的平均粒徑優(yōu)選小于激光光束的光斑徑、例如優(yōu)選小于10 u m。參照?qǐng)D5，示出了 ZnO、TiO2, CeO2, Fe2O3的分光透過(guò)率。由該曲線圖可以理解，若將燒蝕加工中所用的激光光束的波長(zhǎng)設(shè)定為355nm以下，則激光光束幾乎被這些金屬氧化物的粉末所吸收。除了圖5所示的金屬氧化物以外，CuO和Cu2O也具有同樣傾向的分光透過(guò)率，因而可以用作混入至液態(tài)樹脂中的粉末。因而，作為混入至液態(tài)樹脂中的粉末，可以采用Ti02、Fe203、ZnO、CeO2> CuO> Cu2O 的任意一種。表I中示出了這些金屬氧化物的消光系數(shù)(衰減系數(shù))k和熔點(diǎn)。另外，消光系數(shù)k與吸收系數(shù)a之間具有azAJik/A的關(guān)系。此處，入為所使用的光的波長(zhǎng)。

表I
權(quán)利要求
1.一種燒蝕加工方法，其為對(duì)被加工物照射激光光束來(lái)施以燒蝕加工的燒蝕加工方法，該方法的特征在于，其具備保護(hù)膜形成工序與激光加工工序， 保護(hù)膜形成工序中，將混入了對(duì)于激光光束的波長(zhǎng)具有吸收性的粉末的液態(tài)樹脂涂布至被加工物的至少要進(jìn)行燒蝕加工的區(qū)域，來(lái)形成摻入有該粉末的保護(hù)膜； 激光加工工序中，在實(shí)施了該保護(hù)膜形成工序之后，對(duì)被加工物的形成了該保護(hù)膜的區(qū)域照射激光光束來(lái)施以燒蝕加工。
2.如權(quán)利要求1所述的燒蝕加工方法，其特征在于，所述粉末的平均粒徑小于激光光束的光斑徑。
3.如權(quán)利要求1或2的任一項(xiàng)所述的燒蝕加工方法，其特征在于，所述激光光束的波長(zhǎng)為355nm以下；所述粉末含有選自由Fe203、ZnO、TiO2, CeO2, CuO和Cu2O組成的組中的金屬氧化物；所述液態(tài)樹脂含有聚乙烯醇。
全文摘要
本發(fā)明涉及燒蝕加工方法，其目的在于提供可抑制能量的擴(kuò)散和激光光束的反射的燒蝕加工方法。本發(fā)明的燒蝕加工方法為對(duì)被加工物照射激光光束來(lái)施以燒蝕加工的燒蝕加工方法，該方法的特征在于，其具備保護(hù)膜形成工序與激光加工工序，在保護(hù)膜形成工序中，將混入了對(duì)于激光光束的波長(zhǎng)具有吸收性的粉末的液態(tài)樹脂涂布至被加工物的至少要進(jìn)行燒蝕加工的區(qū)域，來(lái)形成摻入有該粉末的保護(hù)膜；在激光加工工序中，在實(shí)施了該保護(hù)膜形成工序之后，對(duì)被加工物的形成了該保護(hù)膜的區(qū)域照射激光光束來(lái)施以燒蝕加工。
文檔編號(hào)H01L21/78GK103035570SQ20121036930
公開日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2012年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月6日
發(fā)明者北原信康, 大浦幸伸 申請(qǐng)人:株式會(huì)社迪思科