专利名称：切割装置及切割方法
技术领域：
本发明涉及切割粘贴了单个或多个衬底的晶片的切割装置及切割方法，尤其是提供旋转刀片的位置补正算法。
背景技术：
通常，切割是指使用旋转刀片将形成集成电路的晶片衬底分离为一个个芯片或小片的机械加工方法。图14是半导体晶片100的立体图。该半导体晶片100在其表面具有多个芯片100a、100b---。为了分离这些芯片100a、100b---，要对相互正交的切割线102、104的中心进行旋转刀片的对位(调整)，然后使该旋转刀片一边沿所述切割线移动一边进行切削工序。该切割将半导体晶片100完全切断。该技术例如公开于下述专利文献1中。
与此相对，开发了将玻璃衬底粘贴在半导体晶片上并将半导体晶片的焊盘和设于玻璃衬底上的球形端子连接构成的BGA型芯片尺寸封装。在该芯片尺寸封装的切割工序中，需要下述工序，即自玻璃衬底侧进行局部切割，使半导体晶片的焊盘露出在切削槽内，形成用于连接该焊盘和所述球形端子的配线的工序。该技术记载于下述专利文献2中。
专利文献1美国专利第6033288号说明书专利文献2特许公表2002-512436号公报在上述BGA型芯片尺寸封装的切割工序中，需要局部切割粘贴了玻璃衬底的半导体晶片。但是，在该切割工序中，没有开发恰当地补正旋转刀片的位置进行正确切割的技术。
发明内容
本发明的切割装置包括晶片载置台，其用于载置晶片；刀片，其配置在晶片载置台上；光源，利用刀片向形成于晶片的切割线区域的切削槽之中照射检测光；识别照相机，根据来自切削槽的反射光检测切削槽的形状；位置补正装置，进行刀片的位置补正，使得根据该识别照相机的检测结果切削槽的中心线位于规定位置且切削槽的深度形成规定值。
另外，本发明的切割方法是将粘贴了任意衬底的晶片载置于晶片载置台上，用刀片沿晶片的切割区域形成切割槽。然后，自该切削槽的斜上方向切削槽内斜着照射检测光，由识别照相机捕捉来顺切削槽上端部的反射光及来自切削槽侧壁上露出的一对焊盘的端部的反射光，从而检测切削槽的宽度及一对焊盘间的距离。然后，根据该检测值进行刀片的位置补正，使切削槽的中心线位于规定位置且切削槽的深度形成规定值。
图1是本发明实施例1的切割装置的结构图；图2是本发明实施例1的切割线区域的周边的平面图；图3是沿图2的X-X线的剖面图；图4是说明本发明实施例1的切割方法的剖面图；图5是说明本发明实施例1的切割方法的平面图；图6是沿图5的X-X线的剖面图；图7是说明本发明实施例1的BGA的电极形成工序的剖面图；图8是说明本发明实施例1的BGA的电极形成工序的剖面图；图9是本发明实施例2的切割线区域的周边的平面图；图10是沿图9的X-X线的剖面图；图11是说明本发明实施例2的切割方法的剖面图；图12是说明本发明实施例2的切割方法的平面图；图13是沿图12的X-X线的剖面图；图14是说明现有切割方法的立体图。
具体实施例方式
下面参照附图详细说明本发明的实施例。
实施例1首先参照图1说明切割装置的概略结构。图中，标号200是两面粘贴有玻璃衬底的半导体晶片，标号10是载置有该半导体晶片200的晶片载置台，标号11是配置于晶片载置台10上的圆盘状旋转刀片，通过轴12与主轴电动机13连结。标号14是用于控制主轴电动机13的转速的主轴驱动部。
晶片载置台10上配置有识别照相机15。如后所述，该识别照相机15检测利用旋转刀片11在半导体晶片200上形成的切削槽216的宽度及在切削槽216内露出的焊盘的位置。
然后，CPU16将根据该检测结果算出的旋转刀片11的位置补正数据输送到刀片移动机构部17。由此，进行后述的对旋转刀片11的y、z补正。这里，y补正是与切割区域的线方向成直角的方向(y方向)的位置补正，z补正是切削槽216的深度方向(z方向)的位置补正。
其次，参照图2及图3说明切割的对象即半导体晶片200的结构。图2是表示切割线区域300的周边的平面图，图3是沿图2的X-X线的剖面图。
分离前的芯片110a、110b隔着切割线区域300邻接。芯片110a的焊盘211a、芯片110b的焊盘211b都延伸在切割线区域300，隔着规定距离相对配置。标号301是设于切割线区域300的交叉部的对准用的十字标志。
上述焊盘211a、211b是与芯片110a、110b的集成电路电连接的一种电极，介由未图示的绝缘膜形成于硅片210a的表面上。在形成有焊盘211a、211b的硅片210a的表面上通过树脂层212粘贴第一玻璃衬底213。
硅片210a预先形成100μm左右后的本底，然后，沿切割线区域300蚀刻，分离为芯片110a、110b。单个的芯片110a、110b由第一玻璃衬底213支承为一体，作为整体呈一张硅片210a的形式。而后，在硅片210a的背面介由树脂层214粘贴第二玻璃衬底215。
下面参照图3及图4说明切割工序。首先，以例如十字标志301等为基准，进行半导体晶片200的对准，检测切割线区域300的正中心线位置。然后使旋转刀片11一边沿切割线区域300的线方向移动，一边自第二玻璃衬底215的表面通过树脂层214直至第一玻璃衬底213的厚度的中途，沿垂直方向形成V字形切削槽216。
这里，在切削槽216的中心线和切割线区域300的正中心线之间产生距离差即偏差Δy时，要以该偏差Δy在水平方向y对旋转刀片11的位置进行位置补正，使切削槽216的中心线和切割线区域300的正中心线一致，将该位置补正称作y补正。
焊盘211a、211b的端部在切削槽216内的侧壁露出，需要在垂直方向补正旋转刀片11的位置，使该焊盘211a、211b的距离L2为目标值。该位置补正称作z补正。也就是说，若距离L2大于目标值，则相应抬高旋转刀片11的终端位置，使切削槽216变浅，若距离L2小于目标值，则相应降低旋转刀片11的终端位置，使切削槽216加深即可。
然后，由分别配置于切削槽216的左右斜上方的光源17a、17a向切削槽216内斜着照射检测光。将识别照相机15配置在切削槽216的上方，利用该识别照相机15捕捉来自切削槽216的上端部A、B的反射光。同时，还由识别照相机15捕捉来自切削槽216的侧壁露出的焊盘211a、211b的端部C、D的反射光。也就是说，识别切削槽216的上端部A、B的位置和切削槽216的侧壁露出的焊盘211a、211b的端部C、D的位置。
由此，如图5及图6所示，可检测切削槽216的宽度L1(A、B间的距离)及切削槽216内的焊盘211a、211b间的距离L2。然后，根据该检测结果，CPU16算出切削槽216的宽度L1的中心线250和预先识别的正中心线310的距离差(偏差)即位置补正数据Δy。并且，CPU16根据检测出的切削槽216内的焊盘211a、211b间的距离L2和该距离L2的目标值之差算出垂直方向z即切削槽216深度方向的位置补正数据Δz。
CPU16将这些位置补正数据Δy、Δz输送到刀片移动机构部17，刀片移动机构部17按照这些位置补正数据Δy、Δz进行旋转刀片11的位置补正。
然后，在切割下一邻接的切割线区域(未图示)时，在进行了上述y、z补正的状态下进行切割。这种情况下，可维持以第一次切割所得的位置补正数据Δy、Δz补正后的状态进行第二次以后的切割，也可以按每次切割更新位置补正数据Δy、Δz。这样，通过切割半导体晶片200的所有切割区域300，结束切割工序。
下一工序是BGA的电极形成工序，下面对此进行简单说明。如图7所示，形成与切削槽216的焊盘211a、211b电连接、自切削槽216的侧壁至第二玻璃衬底215的表面的配线217。该配线217可通过喷射铝等金属或镀敷铜等金属而形成。然后在第二玻璃衬底215的表面的配线217上形成球形端子218a、218b。球形端子218a、218b例如可由网印法或镀敷法形成。
然后，如图8所示，沿切割线区域切割截断或激光截断切削槽216底部的第一玻璃衬底213，分离为一个个芯片。由此，可得到BGA型芯片尺寸封装。
实施例2在实施例1中，是使用沿切割线区域300对向配置的一对焊盘211a、211b实施旋转刀片11的z补正，但在本实施例中，提供一种在只有其中一个焊盘的情况下进行旋转刀片11的y补正及z补正的切割方法。另外，切割装置可使用和实施例1相同的切割装置。
参照图9及图10说明切割对象半导体晶片的结构。图9是表示切割线区域300a的周边的平面图，图10是沿图9的X-X线的剖面图。
如图9所示，芯片110b中，与实施例1相同焊盘211b延伸在切割线区域300a，但隔着切割线300a邻接的芯片110a未设置焊盘。这是由于，半导体晶片200上的芯片110a、110b---由于电路设计或电路规格的理由有时不在所有四个边设置焊盘，例如在某一边上没有焊盘，这种情况下，如图9及图10所示，形成在一个切割线区域300a仅有一个芯片110b的焊盘211b的结构。
下面参照图11说明这种使用一个焊盘的切割工序。首先，以例如十字标志301a等为基准，进行半导体晶片200的对准，检测切割线区域300a的正中心线位置。
然后使旋转刀片11一边沿切割线区域300a的线方向移动，一边自第二玻璃衬底215的表面通过树脂层214直至第一玻璃衬底213的厚度的中途，沿垂直方向形成V字形切削槽216。到此为止与实施例1完全相同。
然后，由分别配置于切削槽216的左右斜上方的光源17a、17b向切削槽216内斜着照射检测光。将识别照相机15配置在切削槽216的上方，利用该识别照相机15捕捉来自切削槽216的上端部A、B的反射光。同时，还由识别照相机15捕捉来自切削槽216的侧壁露出的焊盘211b的端部C的反射光。
由此，如图12及图13所示，可利用识别照相机15检测切削槽216的宽度L1’(A、B间的距离)。但是，由于只有一个焊盘211b，故不能象实施例1那样检测切削槽216内的焊盘211a、211b间的距离L2。
于是，在本实施例中，由上述检测结果求出切削槽216的宽度L1’的中心位置即中心线250a，再检测该中心线250a和焊盘211b的端部C的距离L2’。然后，通过将该距离L2’加倍求出焊盘211b和相对的假想的焊盘211a的距离2L2’。这些运算处理可由CPU16进行。
然后，CPU16算出切削槽216的宽度L1’的中心线250a和预先识别的正中心线310a的距离差(偏差)即位置补正数据Δy’。并且，CPU16根据切削槽216内的焊盘211b和假想的焊盘211a间的距离2L2’与该距离2L2’的目标值之差算出垂直方向z即切削槽216深度方向(z方向)的位置补正数据Δz’。
之后，CPU16将这些位置补正数据Δy’、Δz’输送到刀片移动机构部17，刀片移动机构部17按照这些位置补正数据Δy’、Δz’进行旋转刀片11的位置补正。
然后，在切割下一邻接的切割线区域(未图示)时，在进行了上述y、z补正的状态下进行切割。这种情况下，可维持以第一次切割所得的位置补正数据Δy’、Δz’补正后的状态进行第二次以后的切割，也可以按每次切割更新位置补正数据Δy’、Δz’。
这样，通过切割半导体晶片200的所有切割区域300，结束切割工序。下一工序是BGA的电极形成工序，其与实施例1相同，故省略说明。
另外，上述实施例1及实施例2中，是在半导体晶片200的表、背面分别粘贴第一玻璃衬底213、第二玻璃衬底215，但不限于此，也可应用于仅粘贴第一玻璃衬底213的半导体晶片的切割。
第一玻璃衬底213、第二玻璃衬底215的材质也可以陶瓷或其它材料取代玻璃。对表面或背面粘贴两层以上的多张衬底的半导体晶片，只要在该半导体晶片上形成焊盘，也可用该装置按照与上述相同的补正算法进行旋转刀片11的位置补正。
根据本发明，在局部切割粘贴有衬底的晶片的切割工序中，可恰当地补正旋转刀片的位置，进行正确的切割。
权利要求
1.一种切割装置，其特征在于，包括晶片载置台，其用于载置晶片；刀片，其配置在该晶片载置台上；光源，利用该刀片向形成于所述晶片的切割线区域的切削槽之中照射检测光；识别照相机，根据来自所述切削槽的反射光检测所述切削槽的形状；位置补正装置，根据该识别照相机的检测结果进行刀片的位置补正，使切削槽的中心线位于规定位置且切削槽的深度形成规定值。
2.如权利要求1所述的切割装置，其特征在于，所述位置补正装置根据所述切削槽的中心线和所述切割线区域的中心线的距离差进行所述刀片的水平方向的位置补正。
3.如权利要求1所述的切割装置，其特征在于，所述位置补正装置根据所述切削槽内露出的一对焊盘间的距离进行所述刀片的垂直方向的位置补正。
4.如权利要求1所述的切割装置，其特征在于，所述位置补正装置根据所述切削槽的中心线和所述切削槽内露出的一个焊盘的端部的距离进行所述刀片的垂直方向的位置补正。
5.一种切割方法，沿晶片的表面上划定的切割线区域配置一对焊盘，将第一衬底粘贴在所述晶片的表面，将第二衬底粘贴在所述晶片的背面，在此状态下，使刀片一边沿所述切割线区域移动，一边自所述第二衬底的表面至所述第一衬底的厚度的中途形成切削槽，其特征在于向所述切削槽内斜着照射检测光，由识别照相机捕捉来自所述切削槽上端部的反射光及来自所述切削槽侧壁上露出的所述一对焊盘的端部的反射光，从而检测所述切削槽的宽度及所述一对焊盘间的距离，根据该检测结果进行所述刀片的位置补正，使所述切削槽的中心线位于规定位置且所述切削槽的深度形成规定值。
6.如权利要求5所述的切割方法，其特征在于，根据所述切削槽的中心线和所述切割线区域的中心线的距离差进行所述刀片的水平方向的位置补正。
7.如权利要求5所述的切割方法，其特征在于，根据所述切削槽内露出的所述一对焊盘间的距离进行所述刀片的垂直方向的位置补正。
8.一种切割方法，沿晶片的表面上划定的切割线区域配置焊盘，将第一衬底粘贴在所述晶片的表面，将第二衬底粘贴在所述晶片的背面，在此状态下，使刀片一边沿所述切割线区域移动，一边自所述第二衬底的表面至所述第一衬底的厚度的中途形成切削槽，其特征在于向所述切削槽内斜着照射检测光，由识别照相机捕捉来自所述切削槽上端部的反射光及来自所述切削槽侧壁上露出的一个焊盘的端部的反射光，从而检测所述切削槽的中心线及该中心线和所述一个焊盘的端部的距离，根据该检测结果进行所述刀片的位置补正，使所述切削槽的中心线位于规定位置且所述切削槽的深度形成规定值。
9.如权利要求8所述的切割方法，其特征在于，根据所述切削槽的中心线和所述切割线区域的中心线的距离差进行所述刀片的水平方向的位置补正。
10.如权利要求8所述的切割方法，其特征在于，根据所述切削槽的中心线和所述一个焊盘的端部的距离进行所述刀片的垂直方向的位置补正。
11.一种切割方法，沿晶片的表面上划定的切割线区域配置焊盘，在至少在所述晶片的表面粘贴衬底的状态下，使刀片一边沿所述切割线区域移动，一边自所述晶片的背面侧至所述衬底的厚度的中途形成切削槽，其特征在于向所述切削槽内斜着照射检测光，由识别照相机捕捉来自所述切削槽上端部的反射光及来自所述切削槽侧壁上露出的一个焊盘的端部的反射光，从而检测所述切削槽的中心线及该中心线和所述一个焊盘的端部的距离，根据该检测结果进行所述刀片的位置补正，使所述切削槽的中心线位于规定位置且所述切削槽的深度形成规定值。
全文摘要
一种切割装置，其特征在于，包括晶片载置台，其用于载置晶片；刀片，其配置在该晶片载置台上；光源，利用该刀片向形成于所述晶片的切割线区域的切削槽之中照射检测光；识别照相机，根据来自所述切削槽的反射光检测所述切削槽的形状；位置补正装置，根据该识别照相机的检测结果进行刀片的位置补正，使切削槽的中心线位于规定位置且切削槽的深度形成规定值。
文档编号H01L21/44GK1530206SQ20041000386
公开日2004年9月22日 申请日期2004年2月6日 优先权日2003年2月6日
发明者和久井元明, 艾瓦尔, 落合公, 罗恩·艾瓦尔, 谢特里特, 吉尔·谢特里特 申请人:三洋电机株式会社, 关东三洋半导体股份有限公司, 先进切割技术有限公司