晶片的加工方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及晶片的加工方法，在照射对于晶片具有透过性的波长的脉冲激光束而 在晶片内部形成了改质层后，对晶片施加外力而以改质层为起点将晶片分割成多个器件芯 片。
【背景技术】
[0002] 在硅晶片（以下，有时简称为晶片）的正面上通过分割预定线划分而形成有1C、 LSI等多个器件，通过加工装置将该硅晶片分割成各个器件芯片，分割后的器件芯片广泛应 用于移动电话、个人计算机等各种电子设备。
[0003] 关于晶片的分割，广泛采用使用被称为划片锯的切削装置的划片方法。在划片 方法中，使由金属或树脂将金刚石等磨粒固化并形成为厚度30 μπι左右的切削刀具以 30000rpm左右的高速旋转并且切入晶片，从而切削晶片，并分割成各个器件芯片。
[0004] 另一方面，近年来提出了如下的方法：将相对于晶片具有透过性的波长的脉冲激 光束的聚光点定位在与分割预定线对应的晶片的内部，沿着分割预定线照射脉冲激光束 而在晶片内部形成改质层，然后施加外力将晶片分割成各个器件芯片（例如，参照专利第 4402708号公报）。
[0005] 改质层是指密度、折射率、机械性强度和其他的物理特性成为与周围不同的状态 的区域，除了熔融再硬化区域、折射率变化区域、绝缘破坏区域，还包含裂纹区域和这些区 域混杂的区域。
[0006] 硅的光学吸收端位于相当于硅的带隙（I. IeV)的光的波长1050nm附近，会利用松 散的硅吸收波长比其短的光。
[0007] 在以往的改质层形成方法中，通常使用掺杂了钕（Nd)的Nd :YAG脉冲激光（例如， 参照日本特开2005-95952号公报），该钕（Nd)对接近光学吸收端的波长1064nm的激光进 行振荡。
[0008] 但是，由于Nd :YAG脉冲激光的波长1064nm接近硅的光学吸收端，因此存在激光束 的一部分在夹着聚光点的区域中被吸收而无法形成充分的改质层、从而无法将晶片分割成 各个器件芯片的情况。
[0009] 因此，本申请人发现了如下事实：当使用设定为波长1300~HOOnm的范围的例如 波长为1342nm的YAG脉冲激光在晶片的内部形成改质层时，能够在夹着聚光点的区域中降 低激光束的吸收而形成良好的改质层，并且能够顺畅地将晶片分割成各个器件芯片（参照 日本特开2006-108459号公报）。
[0010] 专利文献1 :日本特许第4402708号公报
[0011] 专利文献2 :日本特开2005-95952号公报
[0012] 专利文献3 :日本特开2006-108459号公报
【发明内容】
[0013] 但是，研究发现产生了如下这样的新问题：当以与之前形成的改质层相邻的方式 沿着分割预定线将脉冲激光束的聚光点定位在晶片的内部来进行照射而在晶片内部形成 改质层时，激光束会在照射了脉冲激光束的面的相反侧的面、即晶片的正面上发生散射而 攻击形成在正面上的器件使其受到损伤。
[0014] 在验证了该问题后，推测可能是如下情况：微细的裂纹从之前形成的改质层传播 到晶片的正面侧，该裂纹使接下来照射的脉冲激光束的透过光折射或者反射而攻击器件。 验证出这种问题并不在波长1342nm左右产生但在波长1064nm的脉冲激光束中产生。
[0015] 本发明是鉴于这一点而完成的，其目的在于提供一种晶片的加工方法，在照射相 对于硅晶片具有透过性的波长的脉冲激光束而在晶片内部形成改质层时，能够抑制透过光 使晶片正面的器件受到损伤的情况。
[0016] 根据本发明，提供一种晶片的加工方法，通过激光加工装置对由硅构成的晶片进 行加工，所述晶片在正面上通过多条分割预定线划分而形成有多个器件，所述激光加工装 置具有：保持机构，其保持被加工物；激光束照射机构，其照射对于由该保持机构保持的被 加工物具有透过性的波长的脉冲激光束而在被加工物的内部形成改质层；以及加工进给机 构，其对该保持机构与该激光束照射机构相对地进行加工进给，该晶片的加工方法的特征 在于，具有如下的步骤：改质层形成步骤，将对于晶片具有透过性的波长的脉冲激光束的聚 光点定位在晶片的内部，从晶片的背面对与该分割预定线对应的区域照射脉冲激光束并且 对该保持机构与该激光束照射机构相对地进行加工进给而在晶片的内部形成改质层；以及 分割步骤，在实施该改质层形成步骤之后，对晶片施加外力而以该改质层为分割起点沿着 该分割预定线分割晶片，在该改质层形成步骤中，在从照射到晶片的脉冲激光束的中心到 加工进给方向下游侧外周的部分使脉冲激光束的一部分欠缺，且将脉冲激光束的聚光点定 位在晶片的内部。
[0017] 根据本发明的晶片的加工方法，在改质层形成步骤中，由于在从脉冲激光束的中 心到加工进给方向下游侧外周的部分使脉冲激光束的一部分欠缺且将其聚光点定位在晶 片的内部，因此能够确保对形成改质层来说充分的能量，并且即使在晶片的正面侧存在从 改质层传播来的微细的裂纹，也由于使通过了聚光点的脉冲激光束以聚光点为中心以点对 称的方式发生反转，而将脉冲激光束的一部分欠缺的泄露光定位在形成于正面侧的裂纹 处，因此脉冲激光束的散射极少，能够解决使形成于晶片的正面的器件受到损伤这样的问 题。
【附图说明】
[0018] 图1是适于实施本发明的晶片的加工方法的激光加工装置的立体图。
[0019] 图2是激光束产生单元的框图。
[0020] 图3是硅晶片的正面侧立体图。
[0021] 图4是示出将硅晶片的正面侧粘贴于划片带的状态的立体图，该划片带的外周部 被粘贴于环状框架。
[0022] 图5是借助于划片带而被环状框架支承的硅晶片的背面侧立体图。
[0023] 图6的（A)是说明改质层形成步骤的局部剖面侧视图，图6的⑶是图6的（A) 所示的掩模的左侧视图。
[0024] 图7是说明照射到晶片的脉冲激光束的功率的强弱的示意图。
[0025] 图8是说明改质层形成步骤的立体图。
[0026] 图9是分割装置的立体图。
[0027] 图10的（A)、⑶是示出分割步骤的剖视图。
[0028] 标号说明
[0029] 2 :激光加工装置；11 :娃晶片；13a :第1分割预定线；13b :第2分割预定线；15 :器 件；19 :改质层；21 :器件芯片；23 :裂纹；28 :卡盘工作台；34 :激光束照射单元；35 :激光束 产生单元；37 :聚光器；39 :摄像单元；62 :激光振荡器；64 :重复频率设定机构；70 :掩模； 70a :遮光部分；70b :透明部分；74 :聚光透镜；75 :光束截面积75a :功率较强的部分；75b : 功率较弱的部分；75V :功率较弱的泄露光；80 :分割装置；T :划片带；F :环状框架。
【具体实施方式】
[0030] 以下，参照附图详细地说明本发明的实施方式。当参照图1时，示出适合实施本发 明的晶片的加工方法的激光加工装置2的概略立体图。
[0031] 激光加工装置2包含以能够在X轴方向上移动的方式搭载在静止基台4上的第1 滑块6。第1滑块6借助由滚珠丝杠8和脉冲电机10构成的加工进给机构12而沿着一对 导轨14在加工进给方向、即X轴方向上移动。
[0032] 第2滑块16以能够在Y轴方向上移动的方式搭载在第1滑块6上。即，第2滑块 16借助由滚珠丝杠18和脉冲电机20构成的分度进给机构22沿着一对导轨24在分度进给 方向、即Y轴方向上移动。
[0033] 在第2滑块16上隔着圆筒支承部件26搭载有卡盘工作台28,卡盘工作台28能 够旋转，并且能够借助加工进给机构12和分度进给机构22在X轴方向和Y轴方向上移动。 在卡盘工作台28上设置有夹持环状框架的夹具30,该环状框架支承由卡盘工作台28吸引 保持的晶片。
[0034] 在静止基台4上竖立设置有柱32,在该柱32上安装有激光束照射单元34。激光 束照射单元34由容纳在外壳33内的图2所示的激光束产生单元35和安装在外壳33的末 端的聚光器37构成。
[0035] 如图2所示，激光束产生单元35包含振荡出YAG脉冲激光的激光振荡器62、重复 频率设定机构64、脉冲宽度调整机构66以及功率调整机构68。在本实施方式中，作为激光 振荡器62采用了振荡出波长1342nm的脉冲激光的YAG脉冲激光振荡器。
[0036] 如图1所示，在外壳33的末端部配设有摄像单元39,该摄像单元39与聚光器37 在X轴方向上对齐，检测应该进行激光加工的加工区域。摄像单元39包含通过可见光对半 导体晶片11的加工区域进行拍摄的通常的CCD等摄像元件。
[0037] 摄像单元39还包含：对被加工物照射红外线的红外线照射机构；捕捉由红外线照 射机构照射的红外线的光学系统；以及输出与由该光学系统捕捉到的红外线对应的电信号 的由红外线CCD等红外线摄像元件构成的红外线摄像机构，摄像单元39拍摄到的图像信号 被发送给控制器（控制机构）40。
[0038] 控制器40由计算机构成，其具有：根据控制程序进行运算处理的中央处理装置 (CPU)42 ;保存控制程序等的只读存储器（ROM)44 ;保存运算结果等的能够读写的随机存取 存储器（RAM) 46 ;计数器48 ;输入接口 50 ;以及输出接口 52。
[0039] 56是由沿着导轨14配设的直线标尺54和配设在第1滑块6上的未图示的读取头 构成的加工进给量检测单元，加工进给量检测单元56的检测信号被输入到控制器40的输 入接口 50。
[0040] 60是由沿着导轨24配设的直线标尺58和配设在第2滑块16上的未图示的读取 头构成的分度进给量检测单元，分度进给量检测单元60的检测信号被输入到控制器40的 输入接口 50。
[0041] 由摄像单元39拍摄的图像信号也被输入到控制器40的输入接口 50。另一方面， 控制信号从控制器40的输出接口 52输出到脉冲电机10、脉冲电机20、激光