专利名称：晶片加工方法
技术领域：
本发明涉及一种激光加工方法，通过施加激光光束到晶片的预定区域上而执行预定加工，该晶片例如半导体晶片或者光学器件晶片。
背景技术：
如本领域的普通技术人员所知，在半导体器件的生产工艺中制造包括如IC和LSI的多个半导体芯片的半导体晶片，半导体芯片由包括绝缘膜和功能膜的叠层构成并且在如硅衬底的半导体衬底的前表面上以矩阵形成。上述的半导体芯片在该半导体晶片中由称作“列”的分割线被截取并且通过沿着这些列切割半导体晶片而互相分开。包括层叠在多个区域的镓氮基化合物半导体组成的光学器件的光学器件晶片还沿着分割线被分割成单个光学器件如发光二极管或者激光二极管，该多个区域是由在蓝宝石衬底等的前表面上以栅格图案形成的列截取而成，并且光学器件广泛使用在电子设备中。沿着晶片如半导体晶片或者光学器件晶片的列进行切割通常是用称作“切块机”的切割机执行。该切割机包括用于保持作为工件的半导体的夹盘台，用于切割保持在夹盘台上的半导体晶片的切割装置，以及用于互相相对移动夹盘台和切割装置的移动装置。该切割装置包括高速旋转的旋转轴以及安装在该轴上的切割刀片。该切割刀片包括盘状基座以及安装到该基座的侧壁外围并通过电铸固定直径约为3微米的金刚石研磨砂到基座上而形成约为20微米厚的环形切割边。
为了提高半导体芯片例如IC或者LSI的生产量，已经实现了包括半导体芯片的半导体晶片，半导体芯片由叠层组成，该叠层由低介电常数的绝缘膜(低k膜)以及在半导体衬底如硅衬底的前表面上形成电路的功能膜组成，该低介电常数的绝缘膜由例如SiOF或者BSG(SiOB)的无机材料膜或者例如聚酰亚胺基的有机材料膜或者聚对亚苯基二甲基聚合物膜形成。
当沿着列用切割刀片进行切割具有其上层叠的低k膜的上述半导体晶片时，存在的问题是，该低k膜类似云母，极其易脆，该低k膜剥落，并且该剥落到达电路并且导致半导体芯片的致命损坏。甚至在没有低k膜的半导体晶片中，当在半导体衬底的前表面上层叠的膜沿着列用切割刀片进行切割时，出现由于切割刀片的切割操作而产生的破坏力造成剥落的问题，由此毁坏半导体芯片。
为了解决上述问题，已经提出了一种分割方法，该方法用于将激光光束沿着列施加到半导体晶片，从而去掉具有形成列的低k膜的叠层，然后定位切割刀片到已经去掉叠层的区域上以便切割半导体晶片。用于执行上述分割方法的加工机械在JP-A2003-320466中披露。
然而，当沿着半导体晶片的列施加激光光束时，热能集中到已经施加激光光束的区域上从而产生碎片，这些碎片附着在连接到电路上的焊接区上，由此使得半导体芯片恶化。
为了解决由碎片引起的上述问题，JPA2004-188475披露了一种激光加工方法，其中用保护膜进行覆盖工件将要被进行加工的表面，并且通过保护膜施加激光光束到工件上。
然而，当用保护膜进行覆盖工件将要被进行加工的表面并且通过保护膜施加激光光束到工件上时，激光光束通过保护膜以加工工件，并且其冲击力剥落部分保护膜，从而导致碎片附着在暴露芯片的外围上。
发明内容
本发明的目的是提供一种晶片加工方法，其能防止通过施加激光光束到晶片上而产生的碎片的影响。
根据本发明，上述的目的可通过一种激光加工方法得到，该激光加工方法用于通过施加激光光束到晶片的预定区域上而加工晶片，该方法包括树脂膜形成步骤，用于在晶片将要被进行加工的表面上形成吸收激光光束的树脂膜；激光光束施加步骤，用于通过树脂膜将激光光束施加到晶片将要被进行加工的表面上；以及树脂膜去掉步骤，用于在激光光束施加步骤之后去掉树脂膜。
优选的是，树脂膜由水溶性光吸收树脂形成，该水溶性光吸收树脂通过将光吸收剂与水溶性树脂混合制备而成。上述的水溶性光吸收树脂是通过将聚乙烯醇和二氧化钛混合制备而成的树脂。上述的树脂膜优选的是具有1,000/cm的光吸收系数或者更大。
上述的晶片是半导体晶片，该半导体晶片包括半导体芯片，该半导体芯片由包括绝缘膜和功能膜的叠层组成并且在半导体衬底的前表面上形成，并且半导体芯片通过列被切割，上述的树脂膜形成步骤是在半导体衬底的前表面上形成吸收激光光束的树脂膜，并且上述激光束施加步骤是通过树脂膜施加激光光束到形成列的叠层上而形成激光槽，该激光槽到达半导体衬底。具有通过激光光束施加步骤形成的激光槽的半导体晶片沿着激光槽用切割刀片切割，从而分割成单个的半导体芯片。
上述晶片是光学器件晶片，该光学器件晶片具有在衬底的前表面上以栅格图案形成的多个列并且包括在通过该多个列切割的多个区域中形成的光学器件，上述的树脂膜形成步骤是在衬底的后表面上形成吸收激光光束的树脂膜，并且上述激光光束施加步骤是通过施加激光光束通过树脂膜而到衬底后表面上，从而在衬底中形成激光槽。具有通过激光光束施加步骤形成的激光槽的光学器件晶片通过施加外力到激光槽上而沿着激光槽被分成单个的光学器件。
由于在本发明的激光加工方法中，吸收激光光束的树脂膜在晶片上将要被进行加工的表面上形成，然后，该激光光束通过树脂膜被施加到晶片上，因此吸收激光光束的该树脂膜变成加工起始点。由于通过在树脂膜中形成加工起始点之后施加激光光束而进行加工该晶片，因此可防止由激光光束穿过树脂膜而导致的冲击力的产生，由此抑制了树脂膜的部分剥落。因此，可以防止碎片附着到由树脂膜的部分剥落而露出的芯片的外围部分。
图1是将要由本发明的晶片加工方法进行加工的半导体晶片的透视图；图2为图1所示的半导体晶片的放大剖视图；图3为示出在本发明的晶片加工方法中的树脂膜形成步骤的一个实施例的示意图；图4为用图3所示的树脂膜形成步骤形成的树脂膜覆盖的半导体晶片的主要部分的放大剖视图；图5为示出在本发明的晶片加工方法中树脂膜形成步骤的另一实施例的示意图；图6为示出为用通过保护带在环形框上支撑的树脂膜覆盖的半导体晶片的状态的透视图；图7为在本发明的晶片加工方法中用于执行激光光束施加步骤的激光光束装置的主要部分的透视图；图8为示意性示出在图7中所示的激光光束装置中提供的激光光束施加装置的构造的框图；图9为用于解释激光光束的焦点直径的示意图；图10(a)和10(b)为用于解释本发明的晶片加工方法中的激光光束施加步骤的框图；图11为示出本发明的晶片加工方法的激光光束施加步骤中的激光光束施加位置的示意图；图12为半导体晶片的主要部分的放大剖视图，其中半导体晶片具有通过本发明的晶片加工方法中的激光光束施加步骤形成的激光槽；图13为半导体晶片的主要部分的放大剖视图，其中在前表面上形成的树脂膜通过本发明的晶片加工方法中的树脂膜去掉步骤去掉；图14为用于执行本发明的晶片加工方法中的切割步骤的切割机的主要部分的透视图；图15(a)和15(b)为用于解释本发明的晶片加工方法中的切割步骤的简图；图16(a)和16(b)为示出沿本发明的晶片加工方法中的切割步骤的激光槽进行切割半导体晶片的示例性简图；图17为将要由本发明的晶片加工方法进行加工的光学器件晶片的透视图；图18为示出本发明的晶片加工方法中在光学器件晶片上执行树脂膜形成步骤的示意图；图19为用图18所示的树脂膜形成步骤的树脂膜覆盖的光学器件晶片的主要部分的放大剖视图；图20为示出本发明的晶片加工方法的激光光束施加步骤中的激光光束施加位置的示意图；图21为光学器件晶片的主要部分的放大剖视图，该光学器件晶片具有在本发明的晶片加工方法中由激光光束施加步骤形成的激光槽；图22为半导体晶片的主要部分的放大剖视图，其中在前表面上形成的树脂膜通过本发明的晶片加工方法中的树脂膜去掉步骤去掉；以及图23(a)和23(b)为示出本发明的晶片加工方法中的分割步骤的示意图。
具体实施例方式
下面参考附图详细描述本发明的晶片加工方法。
图1为作为工件将要由本发明的晶片加工方法进行加工的半导体晶片的透视图，以及图2为图1所示的半导体晶片的主要部分的放大剖视图。在图1和图2所示的半导体晶片2中，多个半导体芯片22如IC或者LSI的，其由叠层21组成并且在半导体衬底20如硅衬底的前表面20a上以矩阵的形式形成，其中叠层21由绝缘膜以及形成电路的功能膜组成。半导体芯片22由以栅格图案形成的列23进行截取。在所示的实施例中，形成叠层21的绝缘膜为SiO2膜或者低介电常数的绝缘膜(低k膜)，低介电常数的绝缘膜由例如SiOF或者BSG(SiOB)的无机材料膜或者由例如聚酰亚胺基的有机材料膜或者聚对亚苯基二甲基聚合物膜形成。
对于上述半导体晶片2沿着列23的激光加工，首先执行在前表面2a上形成吸收激光光束的树脂膜的步骤，该前表面2a为上述半导体晶片2将要进行加工的表面。该树脂膜形成步骤使用图3所示的旋转涂布机(spin coater)4将吸收激光光束的树脂施加到半导体晶片2的前表面2a上。即，旋转涂布机4包括夹盘台41，该夹盘台41具有吸取保持装置以及设置在夹盘台41的中心部上的喷嘴42。半导体晶片2以前表面2a向上的方式设置在旋转涂布机4的夹盘台41上，并且当夹盘台41旋转时，液态树脂从喷嘴42落到半导体晶片2的前表面的中心部上。借此，通过离心力使液态树脂流到半导体晶片2的外围部分从而覆盖半导体晶片2的前表面2a。在如图4所示的半导体晶片2的前表面2a上形成具有约1到5微米厚度的树脂膜24的时间期间，液态树脂自身凝固。用于覆盖半导体晶片2的前表面2a的树脂优选为水溶性抗蚀剂。
此后描述形成上述树脂膜24的树脂。重要的是，该树脂应该具有如上所述的吸收激光光束的性质，并且其光吸收系数优选为1000/cm或者更大。形成上述树脂膜24的树脂最好是水溶性树脂。聚乙烯醇和作为光吸收剂的二氧化钛的混合物可用作该树脂。根据使用中激光光束的波长可以从二氧化钛，氧化铈，碳黑，氧化锌，硅粉，氧化铁黄，硫化物颜料，亚硝基颜料，硝基颜料，偶氮色淀颜料，色淀颜料，酞菁颜料，阴丹士林颜料以及喹吖啶酮颜料中恰当选择该光吸收剂。
作为在上述半导体晶片2的前表面2a上形成树脂膜24的另一个实施例，具有吸收激光光束的上述性质的水溶性树脂薄片元件24a可附着在半导体晶片2的前表面2a上，如图5所示。
通过上述树脂膜形成步骤在半导体晶片2的前表面2a上形成树脂膜24之后，在半导体晶片2的后表面放上保护带6，该保护带附着在环形框5上，如图6所示。
接着执行激光光束施加步骤，其将激光光束通过树脂膜24施加到其前表面2a上形成有树脂膜24的半导体晶片2上。可采用图7到9所示的激光光束装置执行该激光光束施加步骤。图7到9所示的激光光束装置7包括用于保持工件的夹盘台71，用于施加激光光束到保持在夹盘台51上的工件上的激光光束施加装置72，以及用于拾取保持在夹盘台71上的工件的图像的图像拾取装置73。夹盘台71被构造成吸取保持工件以及在在图7中箭头X所示的加工馈送方向以及箭头Y所示的指示馈送方向上通过移动机械(未示出)被移动。
上述的激光光束施加装置72具有基本水平设置的圆柱状外壳721。在外壳721中，安装脉冲激光光束振荡装置722以及传输光学系统723，如图8所示。脉冲激光光束振荡装置722由YAG激光振荡器或YVO4激光振荡器构成的脉冲激光光束振荡器722a以及连接到该脉冲激光光束振荡器722a上的重复频率设定装置722b组成。该传输光学系统723包括合适的光学元件，如光束分裂器等。将由公知形式的一组透镜组成的聚光透镜(未示出)的聚光器724连接在上述外壳721的端部。上述脉冲激光光束振荡装置722振荡的激光光束通过传输光学系统723到达聚光器724并且以预定的焦点直径D从聚光器724施加到保持在上述夹盘台71上的工件上。当施加具有高斯分布的脉冲激光光束通过如图9所示的聚光器724的目标聚光器透镜724a时，该焦点直径D由公式D(微米)＝4×λ×f/(π×W)进行定义(其中λ是脉冲激光光束的波长(微米)，W是施加到目标聚光器透镜724a的脉冲激光光束的直径(毫米)，以及f是目标聚光器透镜724a的焦距(毫米))。
构成上述激光光束施加装置72的安装在外壳721的端部的图像拾取装置73包括用于施加红外线辐射到工件上的红外线照明装置，捕获由红外线照明装置施加的红外线辐射的光学系统，以及用于输出对应于由光学系统捕获的红外线辐射的电信号的图像拾取设备(红外线CCD)，还有用于以所示实施例中可见光辐射拾取图像的普通图像拾取设备(CCD)。图像信号传输到控制装置(未示出)。
下面参考图7，图10(a)和10(b)，图11以及图12描述通过使用上述激光光束装置7执行的激光光束施加步骤。
在激光光束施加步骤中，首先将半导体晶片2以形成树脂膜24的一侧向上的方式放置在图7所示的激光光束装置7的夹盘台71上并且被吸取保持在夹盘台71上。在图7中，省略了具有附着在其上的保护带6的环形框5。该环形框5由夹盘台71的合适的框架保持装置进行保持。
通过未示出的移动机械，上述的吸取保持半导体晶片2的夹盘台71位于图像拾取装置73的正下方。在夹盘台71位于图像拾取装置73的正下方之后，通过图像拾取装置73以及未示出的控制装置执行用于检测半导体晶片2的将要加工的加工区域的对准工作。即，图像拾取装置73以及控制装置(未示出)执行图像处理，如图案匹配等，从而将在半导体晶片2的预定方向形成的列23和沿着列23施加激光光束的激光光束施加装置72的聚光器724对准，由此执行激光光束施加位置的对准。激光光束施加位置的对准同样还在半导体晶片2上形成并且在与上述预定方向垂直的方向延伸的列上执行。此时，尽管树脂膜24在半导体晶片2的形成列23的前表面2a上形成，但是甚至当树脂膜24不透明时通过用红外线辐射拾取图像而从前表面执行对准。
在检测到夹盘台71上保持的半导体晶片2上形成的列23并且如上所述执行激光光束施加位置的对准之后，夹盘台71移动到激光光束施加区域上，用于施加激光光束的激光光束施加装置72的聚光器724位于该区域中，如图10(a)所示，从而将预定列23的一端(图10(a)的左端)带到激光光束施加装置72的聚光器724的正下方的位置。当从聚光器724施加脉冲激光光束725时，夹盘台71，即半导体晶片2在图10(a)中的箭头X1所示的方向上以预定馈送速度移动。当激光光束施加装置72的施加位置到达如图10(b)所示的列23的另一端(图10(b)中的右端)时，中止脉冲激光光束725的施加并且停止夹盘台71，即半导体晶片2的移动。
此后，夹盘台71，即半导体晶片2移动大约10到20微米到垂直于该薄片的方向上(指示馈送的方向)。当从激光光束施加装置72施加脉冲激光光束725时，夹盘台71，即半导体晶片2然后在图10(b)中箭头X2所示的方向上以预定馈送速度移动。当激光光束施加装置72的施加位置到达图10(a)所示的位置时，中止脉冲激光光束725的施加并且停止夹盘台71，即半导体晶片2的移动。
当夹盘台71，即半导体晶片2如上述往复时，脉冲激光光束725施加到列23上，该脉冲激光光束725的焦点P在列23的顶表面上，间隔比图11所示的后述的切割刀片的宽度更宽。
例如，上述的激光光束施加步骤在下面的加工条件下进行。
激光光束的光源YVO4激光或者YAG激光波长355nm重复频率50到100kHz输出0.3到4.0W焦点直径9.2微米加工馈送速率1-800mm/sec如图12所示，通过执行上述激光光束施加步骤沿着列23在形成半导体晶片2的列23的叠层21中形成比后述的切割刀片宽度更宽的激光槽25。激光槽25到达半导体衬底20从而去掉叠层21。当脉冲激光光束725通过图11所示的树脂膜24被施加到形成列23的叠层21上时，树脂膜24用作加工起始点，这是因为其具有吸收激光光束的性质。由于通过在树脂膜24中已经形成加工起始点之后施加激光光束725来加工叠层21以及半导体衬底20，因此可防止由脉冲激光光束通过树脂膜的传输而导致的冲击力的产生，由此抑制形成叠层21的绝缘膜的剥落以及树脂膜24的部分剥落。因此，可以防止碎片附着在由树脂膜24的部分剥落而露出的半导体芯片22的外围，在上述激光光束施加步骤中，碎片是由施加脉冲激光光束725来加工叠层21以及半导体衬底20而产生。然而，如图12所示，碎片26被树脂膜24阻隔并且由此附着在树脂膜24的前表面而不是半导体芯片22上。
在沿着上述的预定列上执行激光光束施加步骤之后，夹盘台71，即保持在夹盘台71上的半导体晶片2在箭头Y(指示步骤)所示的方向中按指示移动对应于列23之间的间隔的距离，以执行上述激光光束施加步骤。为此，在在预定方向上延伸的所有列上执行上述激光光束施加步骤以及指示步骤之后，夹盘台71，保持在夹盘台71上的半导体晶片2转动90度，以便沿着在垂直于上述预定方向的方向上延伸的列执行上述激光光束施加步骤以及指示步聚，由此使得可以在半导体晶片2上形成的列23中形成激光槽25。
接着进行去掉在半导体晶片2的前表面2a上形成的树脂膜24的步骤，该半导体晶片2放置附着在环形框5上的保护带6。如图13所示，在该树脂膜去掉步骤中，由于树脂膜24是由上述的水溶性树脂形成，因此可用水洗去树脂膜24。在上述激光光束施加步骤中产生并且附着在树脂膜24的前表面上的碎片26也与该树脂膜24一起被冲洗掉。由于树脂膜24是由所示实施例中的水溶性树脂形成，因此树脂膜24的去掉非常容易。
沿着在半导体晶片2的列23中形成的激光槽25切割半导体晶片2的步骤在上述的树脂膜去掉步骤之后。在该切割步骤中，可以使用如图14所示的通常用作切块机的切割机8。即，切割机8包括具有吸取保持装置的夹盘台81，具有切割刀片821的切割装置82，以及用于拾取保持在夹盘台81上的工件的图像的图像拾取装置83。
参考图14到16描述将要用上述切割机8进行的切割步骤。
即，如图14所示，已经经历上述激光光束施加步骤和树脂膜去掉步骤的半导体晶片2以半导体晶片2的前表面2a向上的方式放置在切割机8的夹盘台81上，并且通过未示出的吸取装置保持在夹盘台81上。通过未示出的移动机械使该吸取保持半导体晶片2的夹盘台81位于图像拾取装置83的正下方。
在夹盘台81位于图像拾取装置83的正下方之后，通过图像拾取装置83以及未示出的控制装置执行用于检测半导体晶片2将要进行切割的区域的对准工作。即，图像拾取装置83以及控制装置(未示出)执行例如图案匹配等的图像处理，从而将在半导体晶片2的预定方向中形成的列23和沿着激光槽25进行切割的切割刀片821对准，由此执行将要进行切割的区域的对准。将要进行切割的区域的对准也在半导体晶片2上形成并在与上述预定方向垂直的方向延伸的列23上进行。
在如上所述进行对保持在夹盘台81上的半导体晶片2上形成列23进行检测并且对准将要进行切割的区域之后，保持半导体晶片2的夹盘台81移动到将要进行于切割的切割起始位置上。在这点上，如图15(a)所示，将半导体晶片2带到其中将要进行切割的列23的一端(图15(a)中的左端)位于在切割刀片821正下方的右侧上的预定距离的位置。半导体晶片2还被这样进行定位，即切割刀片821位于在列23中形成的激光槽25的中心部分上。
在夹盘台81，即半导体晶片2已经被带到将要进行切割的区域的切割起始位置上之后，切割刀片821从图15(a)中两点的点划线所示的待机位置(standbyposition)向下移动到图15(a)中的实线所示的预定的切割位置。该切割馈送位置设定为其中切割刀片821的较低端到达附着在半导体晶片2的后表面的保护带6的位置上，如图16(a)所示。
此后，切割刀片821以预定转速旋转，并且夹盘台81，即半导体晶片2在图15(a)中的箭头X1所示的方向上以预定切割馈送速率进行移动。当夹盘台81，即半导体晶片2移动到达其中列23的另一端(图15(b)中的右端)位于从切割刀片821的正下方开始的预定距离的左侧的位置，如图15(b)所示，夹盘台81，即半导体晶片2的移动停止。因此通过切割移动夹盘台81，即半导体晶片2，沿着在半导体晶片2的列23中形成的激光槽25形成达到后表面的切割槽27，如图16(b)所示，以切割半导体晶片2。在该切割步骤中，仅用切割刀片821切割半导体衬底20。因此，可以事先防止由于用切割刀片821切割在半导体衬底20的前表面上形成的叠层21而导致的叠层21的剥落。
例如，上述的切割步骤在下面的加工条件下进行。
切割刀片外径是52mm，厚度是20微米切割刀片的转速30000rpm切割馈送速率50mm/sec此后，切割刀片821被定位到由图15(b)中的两点的点划线所示的待机位置，并且夹盘台81，即半导体晶片2在图15(b)中箭头X2所示的方向上移动，以返回到图15(a)所示的位置。夹盘台81，即半导体晶片2在与薄片垂直的方向(指示馈送方向)中被指示馈送对应于在列23之间的间隔的量，从而将下一个将要切割的列23带到与切割刀片821对应的位置上。在下一个将要切割的列23位于对应于切割刀片821的位置上之后，执行上述的切割步骤。
在半导体晶片2上形成的所有列23上执行上述切割步骤。结果是，半导体晶片2沿着在列23中形成的激光槽25被切割并且被分割成单个的半导体芯片22。由于在切割步骤中，当供给切割水(纯净水)时执行切割，可以由所供给的切割水去掉树脂膜而不需要单独提供上述的树脂膜去掉步骤，因此，切割步骤还可用作树脂膜去掉步骤。
接着参考图17到23给出将光学器件晶片分割成单个的光学器件的加工方法的描述。
图17为光学器件晶片10的透视图。在图17所示的光学器件晶片10中，多个列101以栅格图案形成在蓝宝石衬底的前表面10a上，并且包括层叠的氮化镓基化合物半导体等的光学器件102形成在由多个列101截取的多个区域中。为了将由此构成的光学器件晶片10分割成单个的光学器件102，将保护带11附着在其前表面10a。
在上述的将保护带11附着在光学器件晶片10的前表面10a之后，进行将吸收激光光束的树脂膜形成在光学器件晶片10的作为将要进行加工的表面的后表面10b上的步骤。例如，通过使用图3所示的上述旋转涂布机4执行该树脂膜形成步骤。即，如图18所示，光学器件晶片10以后表面10b向上的方式放置在旋转涂布机4的夹盘台41上，并且当夹盘台41旋转时吸收激光光束的液态树脂从喷嘴42落到光学器件晶片10的后表面的中心部分上。因此，通过离心力液态树脂流到光学器件晶片10的外围上以覆盖光学器件晶片10的后表面10b。在光学器件晶片10的后表面10b上形成具有约1到5微米的厚度的树脂膜24的时间段中该液态树脂自身凝固，如图19所示。
此后，接着进行沿着列101通过树脂膜24施加激光光束到具有在其后表面10b上形成树脂膜24的光学器件晶片10的步骤。通过采用图7到9所示的上述激光光束装置7而执行该激光光束施加步骤。即，如图20所示，光学器件晶片10以其上形成树脂膜24的一侧向上的方式被放置在激光光束装置7的夹盘台71上，并且被吸取保持在夹盘台71上。在光学器件晶片10上形成的列101与激光光束施加装置72的聚光器724对准，由此执行激光光束施加位置的对准。通过用于用红外线辐射从光学器件晶片10的后表面10b拾取列101的图像的图像拾取装置执行该对准。然后将在光学器件晶片10上形成的预定列101带到激光光束施加装置72的聚光器724的正下方位置，以执行上述激光光束施加步骤。在该激光光束施加步骤中，从聚光器724施加的脉冲激光光束725的焦点P设在光学器件晶片10的后表面10b(顶表面)上。
例如，在下面的加工条件下执行上述的激光光束施加步骤。
激光光束的光源YVO4激光或者YAG激光波长355nm重复频率50到100kHz输出1.0到3.0W焦点直径9.2微米加工馈送速率10-200mm/sec如图21所示，在光学器件晶片10中，通过执行上述的激光光束施加步骤，沿着列101从后表面10b上形成激光槽103。在该激光光束施加步骤中，当通过树脂膜24施加脉冲激光光束725到光学器件晶片10上时，如图20所示，由于树脂膜24具有吸收激光光束的性质，因此该树脂膜24成为加工起始点。由于在树脂膜24中形成加工起始点之后通过施加脉冲激光光束725来加工光学器件晶片10，因此防止了由脉冲激光光束通过树脂膜而导致的冲击力的产生，由此抑制了树脂膜24的部分剥落。因此，可以防止碎片附着到由于树脂膜24的部分剥落而露出的光学器件晶片10的外围部分上。在上述激光光束施加步骤中，在通过施加脉冲激光光束725来加工光学器件晶片10的同时产生碎片。然而，如图21所示，碎片104被树脂膜24阻挡，由此附着在树脂膜24的前表面上而不是光学器件晶片10的后表面10b上。
在光学器件晶片10上形成的所有列101上执行上述激光光束施加步骤之后接着进行去掉在光学器件晶片10的后表面10b上形成的树脂膜24的上述步骤。通过执行该树脂膜去掉步骤，可以去掉在光学器件晶片10的后表面10b上形成的树脂膜24以及在上述激光光束施加步骤中产生并且附着在树脂膜24上的碎片104。
沿着在列101中形成的激光槽103分割光学器件晶片10的步骤是在上述树脂膜去掉步骤之后。在该分割步骤中，光学器件晶片10以背表面10b向下安装在互相平行设置的多个圆柱状支撑部件12上，如图23(a)所示。在这点上，激光槽103位于相邻的支撑部件12和12之间。压制部件13从粘附到光学器件晶片10的前表面10a的保护带11一侧按压激光槽103，即列101。结果是，沿着激光槽103，即列101施加弯曲负荷到光学器件晶片10上，从而在后表面10b上产生张应力，由此在光学器件晶片10中沿着如图23(b)所示的预定方向形成的激光槽103，即列101形成分割部分104，从而分割光学器件晶片10。在沿着预定方向形成的激光槽103，即列101分割光学器件晶片10之后，光学器件晶片10转动90度从而沿着与上述预定方向垂直的方向形成的激光槽103，即列101执行上述分割工作，由此使得可以将光学器件晶片10分割成单个的光学器件102。由于保护带11粘附在前表面10a上，因此单个的光学器件102不会破裂并且维持了光学器件晶片10的形状。
由于碎片不会附着在通过沿着上述的激光光束施加步骤中的激光槽103分割光学器件晶片10而得到的光学器件102的后表面上，因此可防止由于碎片附着在后表面而引起的亮度减小。
如上所述，已经根据分割半导体晶片和光学器件晶片的优选实施例描述了本发明，但是本发明可应用到其它类型晶片的激光加工中。
权利要求
1.一种用于通过施加激光光束到晶片的预定区域上来加工晶片的激光加工方法，该方法包括树脂膜形成步骤，在晶片将要加工的表面上形成吸收激光光束的树脂膜；激光光束施加步骤，通过树脂膜施加激光光束到晶片将要加工的表面上；和树脂膜去掉步骤，在激光光束施加步骤之后去掉树脂膜。
2.根据权利要求1的激光加工方法，其中树脂膜具有1000/cm的光吸收系数或者更大。
3.根据权利要求1的激光加工方法，其中树脂膜是由水溶性光吸收树脂形成，该水溶性光吸收树脂是通过将光吸收剂和水溶性树脂进行混合而制成。
4.根据权利要求3的激光加工方法，其中水溶性光吸收树脂为通过将聚乙烯醇和二氧化钛进行混合而制成的树脂。
5.根据权利要求1的激光加工方法，其中晶片为半导体晶片，该半导体晶片包括半导体芯片，半导体芯片为包括绝缘膜和功能膜的叠层组成并且在半导体衬底的前表面上形成，通过列截取该半导体芯片，该树脂膜形成步骤在半导体衬底的前表面上形成吸收激光光束的树脂膜，并且激光光束施加步骤通过施加激光光束通过树脂膜到达形成列的叠层从而形成达到半导体衬底的激光槽。
6.根据权利要求5的激光加工方法，其中用切割刀片对具有通过激光光束施加步骤形成的激光槽的半导体晶片沿着激光槽进行切割，从而将半导体晶片分割成单个的半导体芯片。
7.根据权利要求1的激光加工方法，其中晶片为光学器件晶片，该光学器件晶片具有以栅格图案在衬底的前表面上形成的多个列，并且该晶片包括在由该多个列截取的多个区域内形成的光学器件，该树脂膜形成步骤在衬底的后表面上形成吸收激光光束的树脂膜，并且激光光束施加步骤通过施加激光光束通过树脂膜到达衬底的后表面上而在衬底中形成激光槽。
8.根据权利要求7的激光加工方法，其中具有通过激光光束施加步骤形成的激光槽的光学器件晶片通过施加外力到激光槽而沿着激光槽被分割成单个的光学器件。
全文摘要
一种用于通过施加激光光束到预定区域而加工晶片的激光光束加工方法，包括如下步骤在晶片将要进行加工的表面上形成吸收激光光束的树脂膜；通过树脂膜施加激光光束到晶片将要进行加工的表面上；以及在激光光束施加步骤之后去掉树脂膜。
文档编号H01L21/78GK1619777SQ20041010386
公开日2005年5月25日 申请日期2004年11月18日 优先权日2003年11月18日
发明者源田悟史, 吉川敏行, 大庭龙吾, 古田健次, 北原信康 申请人:株式会社迪斯科