晶片的加工方法与流程

本发明涉及晶片的加工方法，通过照射激光束而对晶片进行加工。

背景技术：

沿着分割预定线(间隔道)对形成有多个器件的晶片进行分割，从而得到分别包含该器件的多个器件芯片。该晶片的分割例如使用具有主轴作为旋转轴的切削装置来进行。使安装于切削装置的主轴前端部的切削刀具旋转并使切削刀具沿着分割预定线切入至晶片，从而沿着分割预定线对晶片进行切削。

在使用切削装置的晶片的分割中，为了防止器件芯片的加工不良、切削刀具的破损，提出了各种方案。例如在专利文献1中公开了如下的方法：首先将晶片分割成面积大致相同的两个晶片小片，然后进一步将该晶片小片分别分割成面积大致相同的两个晶片小片，通过反复进行以上工序，将晶片分割成多个器件芯片。

根据上述的方法，晶片的被供切削刀具切削的分割预定线隔开的两侧的面积大致相同，在切削时作用于切削刀具的负荷在正面侧和背面侧相等。由此，能够抑制器件芯片的缺损或裂纹等加工不良的产生以及切削刀具的破损。

另一方面，还提出了代替切削装置而将激光加工装置用于晶片的分割的方法。在该方法中，沿着分割预定线照射对于晶片具有吸收性的波长的激光束而对晶片进行分割。在专利文献2中公开了一种晶片的加工方法，其中，对晶片的分割预定线照射脉冲振荡的激光束而形成加工痕(槽)，沿着该加工痕对晶片进行分割。

专利文献1：日本特开平4-245663号公报

专利文献2：日本特开平10-305420号公报

在如上述那样使用激光加工装置对晶片进行加工的情况下，有时由于某些原因而在晶片上产生被称为崩边的缺损或裂纹等加工不良，导致器件芯片的成品率降低。

技术实现要素：

本发明是鉴于该问题点而完成的，其课题在于提供晶片的加工方法，在通过激光束的照射对晶片进行分割时，能够抑制加工不良的产生。

根据本发明，提供晶片的加工方法，通过沿着分割预定线照射激光束而对在由多条该分割预定线划分的多个区域中分别形成有器件的晶片进行加工，其特征在于，该晶片的加工方法包含如下的工序：计算工序，根据由于该激光束的照射而在该晶片上产生的热传导的偏差的影响，确定在被照射该激光束的该分割预定线的两侧要确保的区域的大小，在将该区域中所包含的该器件的列数设为n的情况下，计算满足n＜2ⁿ的最小的2ⁿ，其中，n是自然数，n是自然数；2ⁿ加工工序，通过按照该分割预定线的该最小的2ⁿ条的间隔对该分割预定线照射该激光束而在该晶片上形成加工痕；以及二等分加工工序，反复进行通过对将分别包含在该加工痕所划分的多个区域中的该器件的列数二等分的该分割预定线照射激光束而在该晶片上形成加工痕的工序，直至在该加工痕所划分的区域中所包含的该器件的列数为1。

另外，也可以是，在该2ⁿ加工工序中，在沿着最靠近该晶片的端部的该分割预定线照射该激光束而形成将该晶片切断的深度的该加工痕之后，按照该分割预定线的该最小的2ⁿ条的间隔对其他的该分割预定线照射该激光束。

另外，在本发明中，该晶片可以是gaas晶片。

在本发明的晶片的加工方法中，通过反复进行如下的工序而对晶片进行加工：首先通过激光束的照射而在晶片上按照规定的间隔形成加工痕，然后按照将该加工痕所划分的多个区域中所包含的器件的列数二等分的方式照射激光束而进一步形成加工痕。由此，能够抑制由于激光束的照射而产生的热的传导的偏差，因此能够抑制由于热传导的偏差所导致的加工不良，从而能够提高器件芯片的成品率。

附图说明

图1是示出晶片的结构例的立体图。

图2是示出被框架支承的状态的晶片的立体图。

图3是示意性示出晶片被激光加工装置支承的状态的立体图。

图4是示出将晶片分成第1区域和第2区域的情况的俯视图。

图5是示出将第2区域分成第3区域和多个第4区域的情况的俯视图。

图6是示出将第4区域分成两个第5区域的情况的俯视图。

图7是示出将第5区域分成两个第6区域的情况的俯视图。

标号说明

11：晶片；11a：正面；11b：背面；13a：第1分割预定线；13b：第2分割预定线；15：器件；17：划片带；19：框架；21：晶片；21a：第1区域；21b：第2区域；21c：第3区域；21d：第4区域；21e：第5区域；21f：第6区域；23a：第1分割预定线；23b：第2分割预定线；2：激光加工装置；4：卡盘工作台；6：激光加工单元；8：壳体；10：聚光器；12：拍摄构件。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1是示出本实施方式的晶片的结构例的立体图。如图1所示，晶片11形成为具有正面11a和背面11b的圆盘状。作为晶片11，例如可以使用gaas晶片。

晶片11被多条分割预定线划分成多个区域。例如，如图1所示，晶片11被多条第1分割预定线13a和多条第2分割预定线13b划分成多个区域，其中，该多条第1分割预定线13a被配置成长度方向沿着第1方向(箭头a所示的方向)，并且沿着与第1方向交叉的第2方向(箭头b所示的方向)排列，该多条第2分割预定线13b被配置成长度方向沿着第2方向，并且沿着第1方向排列。在图1中示出了第1方向与第2方向大致垂直的晶片11。

在由多条第1分割预定线13a和多条第2分割预定线13b划分的多个区域的正面11a侧分别形成有由ic(integratedcircuit：集成电路)等构成的器件15。

另外，对于晶片11的材质、形状、构造、大小等没有限制。例如作为晶片11，除了gaas晶片以外，可以使用由gaas以外的半导体(硅、inp、gan、sic等)、陶瓷、树脂、金属等材料形成的晶片。另外，对于器件15的种类、数量、形状、构造、大小、配置等也没有限制。

当沿着多条第1分割预定线13a和多条第2分割预定线13b照射激光束时，在晶片11的被照射激光束的区域由于烧蚀而形成加工痕。并且，当沿着该加工痕将晶片11切断时，晶片11被分割成在正面上形成有器件15的多个器件芯片。对晶片11的激光束的照射是使用激光加工装置来进行的。

在通过激光束的照射而对晶片11进行加工时，首先为了通过激光加工装置的卡盘工作台对晶片11进行保持，利用框架对晶片11进行支承。图2是示出被环状的框架19支承的状态的晶片11的立体图。沿着划片带17的外周粘贴环状的框架19，将晶片11的背面11b侧粘贴于划片带17，从而使晶片11的正面11a侧向上方露出。由此，将晶片11支承于框架19。

接着，利用激光加工装置对支承于框架19的晶片11进行支承。图3是示意性示出晶片11被激光加工装置2支承的状态的立体图。激光加工装置2具有：卡盘工作台4，其对晶片11进行保持；以及激光加工单元6，其对卡盘工作台4所保持的晶片11照射对于晶片11具有吸收性的波长的激光束。

卡盘工作台4隔着划片带17而对晶片11进行吸引保持。具体而言，卡盘工作台4的上表面为对晶片11进行保持的保持面，该保持面通过形成于卡盘工作台4的内部的吸引路(未图示)而与吸引源(未图示)连接。

在利用激光加工装置2所具有的夹具(未图示)对框架19进行固定并利用卡盘工作台4的保持面对晶片11进行支承的状态下，使吸引源的负压作用于保持面，从而使晶片11在与保持面接触的状态下被吸引保持。另外，卡盘工作台4通过移动机构(未图示)在加工进给方向(x轴方向)和分度进给方向(y轴方向)上移动。

晶片11按照正面11a向上方露出的方式被卡盘工作台4吸引保持。在图3中示出了按照晶片11的第1方向与x轴方向大致一致、晶片11的第2方向与y轴方向大致一致的方式对晶片11进行保持的情况。在该状态下，从激光加工单元6沿着多条第1分割预定线13a照射激光束，从而在晶片11上形成线状的加工痕。

激光加工单元6具有圆筒状的壳体8。在壳体8的前端部安装有用于对从激光加工装置2所具有的yag激光振荡器或yvo4激光振荡器等脉冲激光束振荡器(未图示)振荡出的脉冲激光束进行会聚的聚光器10。

另外，在壳体8上安装有对晶片11的加工区域(激光束的照射区域)进行拍摄的拍摄构件12。通过拍摄构件12获取的图像用于进行聚光器10与第1分割预定线13a或第2分割预定线13b的对位的图案匹配等图像处理。由此，能够调整激光束的照射位置。

在对晶片11照射激光束时，使卡盘工作台4移动至聚光器10的下方，通过聚光器10来会聚对于晶片11具有吸收性的波长的激光束并朝向第1分割预定线13a进行照射，同时使卡盘工作台4在加工进给方向(x轴方向)上移动。由此，沿着第1分割预定线13a照射激光束而在晶片11上形成由线状的槽构成的加工痕。

另外，在通过激光束的照射而对晶片11进行分割的情况下，沿着第1分割预定线13a形成将晶片11切断的深度的加工痕。例如通过沿着同一第1分割预定线13a照射多次激光束，能够形成将晶片11切断的深度的加工痕。另外，该情况下的激光束的照射次数按照能够将晶片11切断的方式适当地设定。

对第2分割预定线13b的激光束的照射也与第1分割预定线13a同样地实施。具体而言，使卡盘工作台4在水平方向(xy平面方向)上旋转90°以使晶片11的第1方向与y轴方向大致一致，晶片11的第2方向与x轴方向大致一致，之后，进行同样的作业。这样，当将所有的第1分割预定线13a和第2分割预定线13b切断时，晶片11被分割成分别包含器件15的多个器件芯片。

这里，考虑了对分割预定线照射激光束的顺序。例如在对沿着第2方向排列的多条第1分割预定线13a从晶片11的第2方向上的一个端部朝向另一个端部依次照射激光束的情况下，在被照射激光束的第1分割预定线13a所隔开的两侧的区域的体积上会产生偏差。

具体而言，首先沿着最靠近晶片11的第2方向上的一个端部的第1分割预定线13a(以下为最外侧的第1分割预定线13a)照射激光束。此时，晶片11的由最外侧的第1分割预定线13a划分的两个区域中的包含该一个端部的区域的体积比另一个区域的体积小。

上述那样的体积的偏差会导致由于激光束的照射而产生的热的传导的偏差。即，当对第1分割预定线13a照射激光束时产生热，该热在晶片11的内部传导。这里，当晶片11的被照射激光束的第1分割预定线13a所划分的两个区域中存在体积的偏差时，在体积较小的区域中，热的传导路径进一步受到限制，因此热无法充分扩散而容易使温度上升。

另外，在对已经沿着多条第1分割预定线13a形成了加工痕(槽)的晶片11照射激光束的情况下，也会由于加工痕而妨碍热的传导，从而产生热的传导的偏差。具体而言，当沿着位于形成于晶片11的两个加工痕之间的区域的第1分割预定线13a照射激光束时，将该区域进一步分成两个小区域。这里，当两个小区域的体积不同时，在体积较小的小区域中，热的传导路径会进一步受到限制。

在通过激光束的照射而对晶片11进行分割时，有时在晶片11上产生被称为崩边的缺损或裂纹等加工不良，据推测其一个原因在于，在被照射激光束的区域的两侧，热传导存在偏差而产生温度差。因此，优选在被照射激光束的区域的两侧的热传导的偏差较小的条件下进行对晶片11的激光束的照射。

在本实施方式中，设定对分割预定线照射激光束的顺序，使得位于被照射激光束的分割预定线的两侧的区域的体积不产生较大的差异。由此，能够抑制由于体积的差异所导致的热传导的偏差，从而能够抑制利用激光束对晶片11进行加工时的加工不良。

在本实施方式的晶片的加工方法中，首先，根据由于激光束的照射而产生的热的传导的偏差的影响，设定照射激光束的间隔。然后，按照该间隔沿着晶片11的第1分割预定线13a照射激光束，在晶片11上形成线状的加工痕。然后，反复进行对将包含在该加工痕所划分的多个区域中的器件的列数二等分的第1分割预定线13a照射激光束而进一步形成加工痕，从而沿着所有的第1分割预定线13a形成加工痕。

通过使用上述的晶片的加工方法，能够使由被照射激光束的区域隔开的两个区域的体积差减小，能够抑制加工不良。另外，对第2分割预定线13b的激光束的照射也利用同样的方法实施。

以下，对本实施方式的晶片的加工方法的详细情况进行说明。另外，下面作为一例，对如下的情况进行说明：对在由25条第1分割预定线23a和25条第2分割预定线23b划分的多个区域中分别形成有器件15的晶片21照射激光束而形成加工痕(参照图4、图5、图6、图7)。在晶片21上沿第1方向(箭头a所示的方向)和第2方向(箭头b所示的方向)分别形成有24列器件15。

＜计算工序＞

在本实施方式的晶片的加工方法中，首先实施计算工序，计算出在之后的工序(后述的2ⁿ加工工序)中对第1分割预定线23a照射激光束的间隔。

照射激光束的间隔是基于因激光束的照射而在晶片21上产生的热传导的偏差的影响而设定的。例如，将照射激光束的间隔设定为，不产生由于在晶片21的被照射激光束的第1分割预定线23a所划分的两个区域中产生的热传导的偏差而导致的加工不良(崩边或裂纹等)，或使产生的频率为一定以下。

即使位于激光束的照射区域的两侧的两个区域存在体积差，只要将这些区域的体积分别确保为一定以上，则由于激光束的照射而产生的热的传导在两个区域中也大致相等，不容易产生由于热传导的偏差而导致的加工不良。因此，在计算工序中，按照在激光束的照射区域的两侧分别确保一定以上的体积的区域的方式，计算照射激光束的间隔。

具体而言，首先根据由于激光束的照射而在晶片21上产生的热传导的偏差的影响，确定在被照射激光束的第1分割预定线23a的两侧要确保的区域的大小。例如，按照不产生由于热传导的偏差所导致的加工不良(崩边或裂纹等)、或产生的频率为一定以下的方式，确定该区域的大小。另外，也可以按照位于被照射激光束的第1分割预定线23a的两侧的两个区域的温度差为一定以下的方式，确定该区域的大小。

上述区域的大小例如也可以根据从晶片21的材料(特别是热传导率)、晶片21的厚度、器件15的尺寸、器件15的间隔、激光束的波长、激光束的强度等选择的一个或多个要素而确定。在该情况下，只要预先根据实验来掌握上述各要素与热传导的偏差的影响(加工不良的频率、温度差的程度等)的关系，根据上述各要素来确定在激光束的照射区域的两侧要确保的区域的大小即可。

接着，确定在该第1分割预定线23a的两侧要确保的区域中所包含的器件15的列数(器件15在第2方向上的个数)n(n是自然数)。然后，根据该n的值，计算满足n＜2ⁿ(n是自然数)的最小的2ⁿ的值。该最小的2ⁿ为在计算工序中要计算的值。

例如，在被照射激光束的第1分割预定线23a的两侧要确保器件15为3列以上的区域的情况下，n＝3，在计算工序中要计算的2ⁿ的值为满足3＜2ⁿ的最小的2ⁿ的值、即为4。并且，第1分割预定线23a的该最小的2ⁿ条的间隔与在后述的2ⁿ加工工序中照射激光束的间隔相对应。

＜2ⁿ加工工序＞

接着，实施2ⁿ加工工序，根据在计算工序中所计算出的最小的2ⁿ的值，按照第1分割预定线23a的该最小的2ⁿ条的间隔对晶片21照射激光束。例如，在最小的2ⁿ的值为4的情况下，对多条第1分割预定线23a每隔4条间隔照射激光束。另外，在以下的说明中，在简记为2ⁿ的情况下，表示在计算工序中计算出的最小的2ⁿ。

使用图4、图5对2ⁿ加工工序的例子进行说明。在2ⁿ加工工序中，首先沿着最靠近晶片21的第2方向上的一个端部的第1分割预定线23a(最外侧的第1分割预定线23a)照射激光束。

通过激光束的照射，在最外侧的第1分割预定线23a上形成线状的加工痕l1，将晶片21分成包含该一个端部的第1区域21a和形成有多个器件15的第2区域21b。图4是示出将晶片21分成第1区域21a和第2区域21b的情况的俯视图。

接着，按照距离最外侧的第1分割预定线23a为2ⁿ条的间隔，对其他第1分割预定线23a照射激光束。例如在2ⁿ的值为4的情况下，对多条第1分割预定线23a每隔4条间隔照射激光束。其结果是，在多条第1分割预定线23a的每隔2ⁿ条的间隔处形成线状的加工痕l2。

通过加工痕l2的形成，将第2区域21b分成在第2方向上位于与第1区域21a相反的一侧的第3区域21c以及在第2方向上排列有2ⁿ列器件15的多个第4区域21d。图5是示出将第2区域21b分成第3区域21c和多个第4区域21d的情况的俯视图。

例如，当对多条第1分割预定线23a每隔4条间隔照射激光束时，如图5所示，在第2区域21b中形成6条加工痕l2。由此，将第2区域21b分成第3区域21c及在第2方向上排列有4列器件15的六个第4区域21d。

通过以上的2ⁿ加工工序，将晶片21分割成多个区域。在2ⁿ加工工序中，在被照射激光束的多条第1分割预定线23a之间分别确保器件15为n列以上的区域。因此，即使热的传导被加工痕l1和加工痕l2妨碍，也能够使对第1分割预定线23a照射激光束时产生的热充分扩散，从而能够抑制由于热传导的偏差所导致的加工不良的产生。

另外，在2ⁿ加工工序中，也可以对同一第1分割预定线23a照射多次激光束而形成将晶片21切断的深度的加工痕l1和加工痕l2。在该情况下，照射激光束的顺序可以自由地设定。

例如，可以在对最外侧的第1分割预定线23a多次照射激光束而形成将晶片21切断的深度的加工痕l1之后，对其他第1分割预定线23a分别多次照射激光束而形成将晶片21切断的深度的加工痕l2。另外，也可以反复进行对最外侧的第1分割预定线23a和其他第1分割预定线23a各照射一次激光束的工序而形成将晶片21切断的深度的加工痕l1和加工痕l2。

＜二等分加工工序＞

接着，进行二等分加工工序，反复进行对将通过2ⁿ加工工序得到的多个第4区域21d大致二等分的分割预定线照射激光束的工序。

首先，选择将第4区域21d中所包含的器件15的在第2方向上的列数二等分的第1分割预定线23a，沿着该第1分割预定线23a照射激光束。

通过激光束的照射，在第4区域21d中形成分别将器件15的在第2方向上的列数二等分的线状的加工痕l3，将第4区域21d分别分成在第2方向上具有2^n-1列的器件15的两个第5区域21e。图6是示出将第4区域21d分别分成两个第5区域21e的情况下的俯视图。

在对第4区域21d照射激光束时，按照将第4区域21d中所包含的器件的在第2方向上的列数二等分的方式照射激光束，因此位于被照射激光束的区域的两侧的第4区域21d的体积大致相等。因此，照射激光束时的热传导的偏差较小，也不容易产生由于热传导的偏差所导致的加工不良。

另外，在二等分加工工序中，也可以对同一第1分割预定线23a多次照射激光束而形成将第4区域21d切断的深度的加工痕l3。在该情况下，照射激光束的顺序可以自由地设定。

例如，可以在对一条第1分割预定线23a多次照射激光束而形成一条加工痕l3之后，对其他第1分割预定线23a照射激光束而形成其他加工痕l3。另外，也可以反复进行对将第4区域21d大致二等分的多条第1分割预定线23a各照射一次激光束的工序而形成多条加工痕l3。

另外，有时根据器件15的列数，在第3区域21c中会包含器件15。在该情况下，选择将第3区域21c中所包含的器件15的在第2方向上的列数二等分的第1分割预定线23a而照射激光束。在第3区域21c中所包含的器件的列数为奇数的情况下，只要按照位于被照射激光束的第1分割预定线23a的两侧的区域的体积差最小的方式选择第1分割预定线23a即可。

接着，对第5区域21e同样地照射激光束而将第5区域21e进一步大致二等分。即，在第5区域21e中形成将器件15的在第2方向上的列数二等分的线状的加工痕l4。由此，将第5区域21e分成在第2方向上具有2^n-2列的器件15的两个第6区域21f。图7是示出将第5区域21e分别分成两个第6区域21f的情况的俯视图。

在对第5区域21e照射激光束时，也与对第4区域21d照射激光束时(参照图6)同样，位于被照射激光束的区域的两侧的第5区域21e的体积大致相等。因此，照射激光束时的热传导的偏差较小，也不容易产生由于热传导的偏差所导致的加工不良。

另外，在二等分加工工序中，也可以对同一第1分割预定线23a多次照射激光束而形成将第5区域21e切断的深度的加工痕l4。在该情况下，照射激光束的顺序可以自由地设定。

例如，可以在对一条第1分割预定线23a多次照射激光束而形成一条加工痕l4之后，对其他第1分割预定线23a照射激光束。另外，也可以反复进行对将第5区域21e大致二等分的多条第1分割预定线23a各照射一次激光束的工序而形成多条加工痕l4。

如上所述，反复进行通过对将分别包含在加工痕所划分的多个区域中的器件15的列数二等分的第1分割预定线23a照射激光束而进一步形成加工痕的工序，将晶片21分成包含1列器件15的多个区域。

另外，在2ⁿ加工工序中，晶片21被加工痕l1和加工痕l2划分成包含2ⁿ列的器件15的多个第4区域21d(参照图5)。因此，若反复进行将器件15的列数二等分的工序，则能够对第4区域21d中所包含的所有第1分割预定线23a照射激光束。

在完成对所有第1分割预定线23a的激光束的照射之后，通过同样的工序进行对第2分割预定线23b的激光束的照射。具体而言，首先使图3所示的卡盘工作台4在水平方向上旋转90°，以使晶片21的第1方向与y轴方向大致一致，晶片21的第2方向与x轴方向大致一致。

然后，对第2分割预定线23b实施上述的计算工序、2ⁿ加工工序以及二等分加工工序。另外，对第2分割预定线23b照射激光束时的2ⁿ的值与对第1分割预定线23a照射激光束时的2ⁿ的值可以相同，也可以不同。

经过上述的工序而在所有的第1分割预定线和第2分割预定线23b上形成加工痕。另外，在这些加工痕是将晶片21切断的深度的加工痕的情况下，晶片21被分割成分别具有器件15的多个器件芯片。

如上所述，在本实施方式的晶片的加工方法中，反复进行对将加工痕l1和加工痕l2所划分的第4区域21d大致二等分的分割预定线照射激光束的工序。由此，被照射激光束的区域的两侧的体积大致相同，从而能够抑制由于激光束的照射而产生的热的传导的偏差。因此，能够抑制由于热传导的偏差所导致的加工不良，能够提高器件芯片的成品率。

另外，在对同一第1分割预定线23a多次照射激光束而形成将晶片21切断的深度的加工痕的情况下，可以适当地设定通过2ⁿ加工工序和二等分加工工序来照射激光束的顺序。例如，可以在2ⁿ加工工序中对晶片21多次照射激光束而将晶片21分割成多个第4区域21d之后，在二等分加工工序中对第4区域21d照射激光束。

另外，也可以按照图4至图7所示的顺序，对所有的第1分割预定线23a分别各照射一次激光束，然后反复进行同样的作业而对晶片21进行分割。

另外，在上述的实施方式中，对向所有的第1分割预定线23a照射激光束的工序结束之后按照同样的方法对第2分割预定线23b照射激光束的例子进行了说明，但照射激光束的顺序不限于此。例如，可以交替地进行对第1分割预定线23a的激光束的照射和对第2分割预定线23b的激光束的照射。在该情况下，每当对分割预定线照射激光束时，进行使图3所示的卡盘工作台4在水平方向上旋转90°的动作。

除此以外，上述实施方式的构造、方法等只要不脱离本发明的目的的范围，则可以适当变更并实施。