著录项信息
专利名称 | 晶片的磨削加工方法 |
申请号 | CN200710152431.X | 申请日期 | 2007-10-11 |
法律状态 | 授权 | 申报国家 | 暂无 |
公开/公告日 | 2008-04-16 | 公开/公告号 | CN101161411 |
优先权 | 暂无 | 优先权号 | 暂无 |
主分类号 | B24B19/22 | IPC分类号 | B;2;4;B;1;9;/;2;2;;;H;0;1;L;2;1;/;3;0;4查看分类表>
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申请人 | 株式会社迪思科 | 申请人地址 | 日本东京
变更
专利地址、主体等相关变化,请及时变更,防止失效 |
权利人 | 株式会社迪思科 | 当前权利人 | 株式会社迪思科 |
发明人 | 吉田真司;长井修 |
代理机构 | 北京三友知识产权代理有限公司 | 代理人 | 党晓林 |
摘要
本发明提供一种晶片磨削加工方法,当利用在粗磨削后施行精磨削这种二段式磨削来进行形成凹部的背面磨削时,在精磨削后也可以确保器件形成区域的最初面积,不会导致半导体芯片的取得个数的减少,可以高效地实施磨削加工。利用粗磨削单元(40A)的粗磨削砂轮(45),在晶片(1)背面的与器件形成区域(4)相对应的区域上形成凹部(1A),同时形成其周围的环状凸部(5A)。接下来,利用精磨削单元(40B)的精磨削砂轮(46),先磨削凹部(1A)的内周侧面(5B),之后继续磨削底面(4a)。
1.一种晶片磨削加工方法,该晶片具有在其表面形成多个器件的器件形成区域,该晶片磨削加工方法具有:
第1磨削工序,其将该晶片在背面露出的状态下保持在可旋转的吸盘工作台上,利用环状或排列为环状的旋转式的第1磨石对该背面的与所述器件形成区域相对应的区域进行磨削,在晶片的背面侧形成凹部,从而在器件形成区域的周围形成了突出到背面侧的环状凸部;和
第2磨削工序,其利用第2磨石对作为所述凹部内表面的该凹部的底面以及所述环状凸部的内周侧面进行磨削,该第2磨石是环状或排列为环状的旋转式的磨石,其磨粒粒径比所述第1磨石的小,并且具有与该第1磨石同等或同等以上的磨削外径,其中,该第2磨削工序由以下工序构成:
使该第2磨石从该环状凸部的内周侧面稍稍分离开,磨削该凹部的底面,但凹部最外周部分并不被磨削,残留为粗磨削状态下的阶梯差状的工序;
在使该第2磨石和该吸盘工作台旋转的同时,保持该第2磨石沿铅直方向的位置,借助于水平轴进给机构使吸盘工作台沿内周侧面方向水平移动,从而磨削并除去该阶梯差状部分的工序,所述水平轴进给机构沿与晶片磨削加工装置的底座的纵向垂直的方向进给;以及
使该第2磨石的外周面压紧该环状凸部的内周侧面,从而磨削该环状凸部内周侧面的工序。
晶片的磨削加工方法\n技术领域\n[0001] 本发明是对半导体晶片等晶片进行背面磨削来使其薄型化的方法,特别涉及只对与在表面形成器件的区域对应的区域进行磨削来使晶片形成凹形截面的技术。\n背景技术\n[0002] 各种电子设备等中所使用的半导体芯片,一般按如下方法进行制造:在圆盘状的半导体晶片的表面上沿分割预定线划分格子状的矩形区域,在这些区域的表面上形成IC或LSI等电子电路,然后磨削其背面使整体薄型化后,沿分割预定线进行分割。由背面磨削进行的薄型化,通常按如下方法进行:在真空吸盘式的吸盘工作台上,使进行磨削的背面露出来吸附并保持半导体晶片,使磨削用的磨石旋转的同时压紧在半导体晶片的背面。\n[0003] 但是,近年的电子设备的小型化和薄型化日趋显著,与此伴随要求半导体芯片变得更薄,这就产生将半导体芯片变得比以往更薄的要求。但是,由于当减薄半导体晶片时刚性降低,因此在该薄型化后的工序中产生既处理变困难又容易破裂的问题。\n[0004] 因此,只从背面侧磨削用于形成半导体芯片的圆形器件区域使其薄型化,其周围的环状外周剩余区域仍保留原有的厚度而形成突出到背面侧的环状凸部,将整个晶片加工成截面为背面侧凹入的凹状(参考专利文献1、2等)。这样的半导体晶片,由于环状凸部成为加强部而确保了刚性,因此,处理变得容易,此外不容易破裂。\n[0005] 专利文献1:日本特开2004-281551号公报\n[0006] 专利文献2:日本特开2005-123425号公报\n[0007] 在晶片背面形成凹部的磨削加工,当例如利用包含作为精磨削用的2000号以上磨粒的高目数磨石来进行时,在作为凹部内表面的被磨削面上可以将抗折强度降低的机械破损层抑制到较低程度,此外由于与凹部底面同时也磨削环状凸部的内周侧面,因此,具有在一道磨削工序中就可完成的这一优点。图10(a)表示利用该方法在背面的与器件形成区域相对应的区域中形成凹部的方法。在该情况下,用固定在高速旋转的磨削轮100上的精磨削用磨石101进行磨削,从而晶片1的背面(在图中上表面)形成凹部1A,在器件形成区域的周围形成突出到背面侧的环状凸部5A。但是,在该方法中,由于从一开始就用精磨削用磨石101进行磨削,因此对可形成凹部1A的磨削量,其磨削能力差,因此加工时间变长而没有效率。\n[0008] 此外,如图所示,由于磨削负载很大,因此磨石101的外周侧的角部被磨去而变圆,由凹部底面4a和环状凸部5A的内周侧面5B形成的内拐角部被磨削为R状。因此,在器件形成区域的用“NG”表示的最外周部分并不成为目标厚度,实质的器件形成区域的面积减小,就会产生可取得的半导体芯片的个数减少的问题。如图10(b)所示,该问题可通过对角部变圆的磨石101进行打磨而将角部修整为直角来加以解决,但由于需要进行打磨,因此结果是导致生产率的劣化或磨石寿命的降低。\n[0009] 因此,用包含例如320号~600号左右的磨粒的粗磨削用磨石磨削背面,从而形成凹部,接着用精磨削用磨石施行精磨削,这种二段磨削法虽然增加了工序,但却使加工时间缩短,因此是高效的。但是,在该方法中,难以对照由粗磨削形成的凹部的形状和尺寸来将精磨削用磨石定位在环状凸部的内周侧面,此外,由于在对磨石向该内周侧面横向移动进行微调整的同时进行磨削的技术也还未确立,因此,如图10(c)所示,精磨削只对凹部1A的底面4a施行。该图中的虚线,表示由粗磨削形成的凹部1A的底面。这样,只对凹部1A的底面4a进行精磨削,这种加工并不对底面4a的最外周部分进行精磨削,从而存在该未磨削部分“NG”使器件形成区域变窄,在这样的情况下也会造成可取得的半导体芯片的个数减少的这一情况。\n发明内容\n[0010] 从而,本发明的目的在于提供一种晶片磨削加工方法,以此当利用在粗磨削后施行精磨削的二段式磨削来进行形成凹部的背面磨削时,在精磨削后也可以确保器件形成区域的最初面积,不会导致半导体芯片的取得个数的减少,可以高效地实施磨削加工。\n[0011] 本发明是一种晶片磨削加工方法,该晶片具有在其表面形成多个器件的器件形成区域,该晶片磨削加工方法具有:第1磨削工序,其将该晶片在背面露出的状态下保持在可旋转的吸盘工作台上,利用环状或排列为环状的旋转式的第1磨石对该背面的与所述器件形成区域相对应的区域进行磨削,在晶片的背面侧形成凹部,从而在器件形成区域的周围形成了突出到背面侧的环状凸部;和第2磨削工序,其利用第2磨石对作为凹部内表面的该凹部的底面以及所述环状凸部的内周侧面进行磨削,该第2磨石是环状或排列为环状的旋转式的磨石,其磨粒粒径比第1磨石的小,并且具有与该第1磨石同等或同等以上的磨削外径。所述第2磨削工序由以下工序构成:使该第2磨石从该环状凸部的内周侧面稍稍分离开,磨削该凹部的底面,但凹部最外周部分并不被磨削,残留为粗磨削状态下的阶梯差状的工序;在使该第2磨石和该吸盘工作台旋转的同时,保持该第2磨石沿铅直方向的位置,借助于水平轴进给机构使吸盘工作台沿内周侧面方向水平移动,从而磨削并除去该阶梯差状部分的工序,所述水平轴进给机构沿与晶片磨削加工装置的底座的纵向垂直的方向进给;\n以及使该第2磨石的外周面压紧该环状凸部的内周侧面,从而磨削该环状凸部内周侧面的工序。\n[0012] 在本发明的磨削加工方法中,当对晶片进行背面磨削时,在第1磨削工序中磨削掉总磨削量中的几乎所有量,在第2磨削工序中磨削剩余的极少量而精加工成使其平坦。\n从而,在第1磨削工序中所用的第1磨石的粒度较粗,在第2磨削工序中所用的第2磨石使用粒度细的精磨削用磨石。进而,在开始的第1磨削工序中,只对晶片背面的与器件形成区域相对应的区域进行磨削,器件形成区域的周围部分并不被磨削而作为环状凸部留下,在接下来的第2磨削工序中,对凹部的整个内表面、即对凹部的底面和环状凸部的内周侧面进行磨削。\n[0013] 在第2磨削工序中对凹部内表面进行的磨削具有这样的方法:以先磨削环状凸部的内周侧面、然后磨削凹部的底面的方式,对底面和内周侧面分别进行磨削。并且,磨削顺序也可以颠倒,即可以采用这样的方法:先磨削凹部的底面,然后磨削环状凸部的内周侧面。\n[0014] 根据本发明,在第1磨削工序中由粗磨削形成凹部后,在第2磨削工序中精磨削凹部内表面,利用这种二段式磨削,可以高效地将凹部的整个内表面以机械破损层程度低的方式加工为平坦的面。进而,将环状凸部的内周侧面与凹部的底面一起恰当地精磨削,从而可以确保器件形成区域的最外周部分也具有均匀的厚度,可以防止器件形成区域的减小以及伴随于此的器件取得个数的减少。\n[0015] 发明效果\n[0016] 根据本发明,既可以确保用于形成凹部的背面磨削的高效化,又可以确保器件形成区域,其结果是,可以实现谋求生产率提高的这一效果。\n附图说明\n[0017] 图1是通过本发明的一个实施方式的晶片磨削加工方法进行背面磨削而形成凹部的晶片的图,(a)是立体图,(b)是侧视图。\n[0018] 图2是可适于实施本发明的一个实施方式的晶片磨削加工方法的磨削加工装置的立体图。\n[0019] 图3表示该装置所具有的粗磨削单元,(a)是立体图,(b)是侧视图。\n[0020] 图4表示该装置所具有的精磨削单元,(a)是立体图,(b)是侧视图。\n[0021] 图5是表示在粗磨削工序中在晶片背面上形成的凹部区域的晶片背面图。\n[0022] 图6是表示在粗磨削工序中在背面上形成凹部的晶片的图,(a)是立体图,(b)是剖面图。\n[0023] 图7是表示利用本发明的一个实施方式的方法进行晶片的背面磨削并精磨削凹部内表面的工序的剖面图。\n[0024] 图8是表示精磨削用磨石的配置并不理想的例子的剖面图。\n[0025] 图9是表示利用本发明的其它实施方式的方法进行晶片的背面磨削并精磨削凹部内表面的工序的剖面图。\n[0026] 图10是表示利用现有的晶片背面磨削形成凹部的方法的剖面图。\n[0027] 符号说明\n[0028] 1:半导体晶片\n[0029] 1A:凹部\n[0030] 3:半导体芯片(器件)\n[0031] 4:器件形成区域\n[0032] 4a:凹部的底面\n[0033] 5A:环状凸部\n[0034] 5B:环状凸部的内周侧面\n[0035] 10:晶片磨削加工装置\n[0036] 30:吸盘工作台\n[0037] 40A:粗磨削单元\n[0038] 40B:精磨削单元\n[0039] 45:粗磨削砂轮\n[0040] 45b:磨石(第1磨石)\n[0041] 46:精磨削砂轮\n[0042] 46b:磨石(第2磨石)\n具体实施方式\n[0043] 以下,参考附图对本发明的一个实施方式进行说明。\n[0044] [1]半导体晶片\n[0045] 图1的符号1,表示圆盘状的半导体晶片(以下简称晶片),其通过本实施方式的晶片磨削加工方法来磨削背面并使其薄型化。该晶片1是硅晶片等,加工前的厚度例如是\n600~700μm左右。在晶片1的表面由格子状的分割预定线2划分了多个矩形的半导体芯片(器件)3,在这些半导体芯片3的表面上形成了IC或LSI等未图示的电子电路。\n[0046] 多个半导体芯片3形成在与晶片1同心的基本为圆形的器件形成区域4中。器件形成区域4占有晶片1的大部分,该器件形成区域4周围的晶片外周部,成为并不形成半导体芯片3的环状外周剩余区域5。此外,在晶片1周面的预定部位上,形成有表示半导体结晶方位的V字状的切口(缺口)6。该切口6形成在外周剩余区域5内。晶片1最终沿分割预定线2被切断和分割,使其单片化为多个半导体芯片3。本实施方式所述的晶片磨削加工方法就是,在单片化为半导体芯片3之前的阶段中磨削晶片1背面中的与器件形成区域\n4相对应的区域而使其薄型化的方法。\n[0047] 在对晶片1进行背面磨削时,出于保护电子电路等的目的,如图1所示,在形成电子电路侧的表面上粘贴保护带7。保护带7可使用例如在厚度70~200μm左右的聚烯烃等柔软树脂制基片的单面上涂敷5~20μm左右的粘接剂而构成的材料,将粘接剂对准晶片1的背面粘贴。\n[0048] [2]晶片磨削加工装置的结构\n[0049] 接下来,对可适于实施本实施方式的方法的晶片磨削加工装置进行说明。\n[0050] 图2表示晶片磨削加工装置10的整体,该晶片磨削加工装置10具有底座11,该底座11为上表面水平的长方体状。在图2中,将底座11的纵向表示为Y方向,将与纵向垂直的水平宽度方向和铅直方向表示为X方向和Z方向。在底座11的Y方向的一端部,沿X方向(此处为左右方向)并列立设有一对立柱12、13。在底座11上,在Y方向的立柱12、\n13侧设置有磨削加工晶片1的加工区11A,在与立柱12、13相反一侧设置有装拆区11B,该装拆区11B用于将加工前的晶片1供给到加工区11A,并且回收加工后的晶片1。\n[0051] 在加工区11A中,旋转自如地设置有圆盘状的转台20,该转台20的旋转轴与Z方向平行,且其上表面水平。该转台20借助于未图示的旋转驱动机构而沿箭头R方向旋转。\n在转台20上的外周部,沿周向以等间隔旋转自如地配置有多个圆盘状的吸盘工作台30,该吸盘工作台30的旋转轴与Z方向平行,其上表面水平。\n[0052] 这些吸盘工作台30是一般公知的真空吸盘式,用于对放置在其上表面的晶片1进行吸附保持,如图3和图4所示,各吸盘工作台30具有这样的结构:在圆盘状的框体31的上表面中央部,设置有由多孔质的陶瓷材料构成的圆形的吸附区32。在吸附区32的周围形成有框体31的环状的上表面31a。该上表面31a和吸附区32的上表面32a都水平,并且彼此为平坦的同一平面(吸盘工作台上表面30A)。各吸盘工作台30借助于分别设置在转台\n20内的未图示的旋转驱动机构,就可沿单向或双向独自旋转即自转,当转台20旋转时就成为公转状态。\n[0053] 如图2所示,当2个吸盘工作台30在立柱12、13侧沿X方向并列的状态下,在这些吸盘工作台30的正上方,从转台20的旋转方向的上游侧起依次分别配置有粗磨削单元\n40A、精磨削单元40B。各吸盘工作台30由转台20的间歇旋转而分别被定位在作为粗磨削单元40A下方的粗磨削位置、作为精磨削单元40B下方的精磨削位置以及最接近装拆区11B的装拆位置这3个位置上。\n[0054] 粗磨削单元40A和精磨削单元40B分别安装在立柱(粗磨削侧立柱12、精磨削侧立柱13)上。粗磨削单元40A和精磨削单元40B安装在这些立柱12、13上的安装结构相同,并且在X方向成为左右对称。因此,参考图2,以精磨削侧为代表,说明其安装结构。\n[0055] 与精磨削侧立柱13的加工区11A面对的前表面13a,是垂直于底座11上表面的垂直面,并形成为在里侧(与装拆区11B相反一侧)随着从X方向的中央朝向端部而以预定角度倾斜地后退的锥面。该锥面13a(在粗磨削侧的立柱12上为锥面12a)的水平方向、即锥形方向设定为,平行于将定位在精磨削位置的吸盘工作台30的旋转中心和转台20的旋转中心之间相连的线。进而,在该锥面13a上,借助于X轴进给机构50而安装有X轴滑块\n55,进而,在X轴滑块55上借助于Z轴进给机构60而安装有Z轴滑块65。\n[0056] X轴进给机构50由如下部分构成:上下一对导轨51,它们被固定在锥面13a(12a)上;未图示的丝杠,其被配置在这些导轨51之间,旋合并贯通X轴滑块55;和电动机53,其使该丝杠正转和反转。导轨51和丝杠都与锥面13a(12a)的锥形方向平行地延伸,X轴滑块55被滑动自由地安装在导轨51上。X轴滑块55传递借助于由电动机53驱动而旋转的丝杠的动力而沿导轨51往复移动。X轴滑块55的往复方向,与导轨51的延伸方向、即与锥面13a(12a)的锥面方向平行。\n[0057] X轴滑块55的前表面是沿X-Z方向的面,在该前表面上设置有Z轴进给机构60。\nZ轴进给机构60是将X轴进给机构50的进给方向变更为Z方向的结构,其由如下部分构成:左右一对(在图2中只能看见右侧的一个)导轨61,其固定在X轴滑块55的前表面,并沿Z方向延伸;丝杠62,其配置在这些导轨61之间,旋合并贯通Z轴滑块65,并沿Z方向延伸;和电动机63,其使该丝杠62正转和反转。Z轴滑块65滑动自由地安装在导轨61上,其借助于由电动机63驱动而旋转的丝杠62的动力而沿导轨61进行升降。\n[0058] 与粗磨削侧立柱12的加工区11A面对的前表面12a是,与精磨削侧立柱13左右对称,并随着从X方向的中央朝向端部而以预定角度倾斜地后退的锥面。在该锥面12a上借助于X轴进给机构50而安装有X轴滑块55,进而在X轴滑块55上借助于Z轴进给机构\n60而安装有Z轴滑块65。粗磨削侧立柱12的锥面12a的锥形方向设定为,平行于将定位在粗磨削位置的吸盘工作台30的旋转中心和转台20的旋转中心之间相连的线。\n[0059] 在安装于粗磨削侧立柱12和精磨削侧立柱13上的各Z轴滑块65上,分别固定有上述粗磨削单元40A和精磨削单元40B。\n[0060] 如图3所示,粗磨削单元40A具有:圆筒状的主轴箱41,其轴向沿Z方向延伸;主轴42,其同轴地且旋转自由地支承在该主轴箱41内;电动机43,其固定在主轴箱41的上端部,对主轴42进行旋转驱动;以及圆盘状的法兰44,其同轴地固定在主轴42的下端。进而,在法兰44上由螺纹紧固件等装置装拆自由地安装有粗磨削砂轮45。\n[0061] 粗磨削砂轮45,在圆环状且下表面形成圆锥状的框体45a的下端面上,遍及该下端面的外周部的整周呈环状地排列粘接有多个粗磨削用磨石(第1磨石)45b。对磨石45b可使用例如将金刚石磨粒混合到被称为陶瓷化的玻璃质的烧结材料中并经过烧结而成的磨石等,例如适于使用含有320号~400号磨粒的磨石。\n[0062] 粗磨削砂轮45的磨削外径、即排列为环状的多个磨石45b的外周缘直径,设定为小于等于晶片1的半径。这是用于实现如下目的而进行的尺寸设定:使磨石45b的下端面即磨石刃,通过呈同心状地保持在旋转的吸盘工作台30上的晶片1的旋转中心,并且使该磨石刃的外周缘吻合器件形成区域4的外周缘(器件形成区域4与外周剩余区域5的分界)而通过,只磨削与器件形成区域4相对应的区域,可形成图6所示的凹部1A。\n[0063] 另一方面,精磨削单元40B与粗磨削单元40A具有同样的结构,如图4所示,该精磨削单元40B具有主轴箱41、主轴42、电动机43以及法兰44,在法兰44上装拆自由地安装有精磨削砂轮46。精磨削砂轮46在与粗磨削砂轮45的框体45a相同的框体46a的下表面上,遍及该下表面的外周部的整周呈环状地排列粘接有多个精磨削用磨石(第2磨石)46b。精磨削用磨石46b可使用含有比粗磨削用磨石45b的粒度细的磨粒,例如适于使用含有2000号~8000号磨粒的磨石。\n[0064] 精磨削砂轮46的磨削外径与晶片1的半径大致同等,必须大于等于粗磨削砂轮45的磨削外径。这是用于实现如下目的而进行的尺寸设定:使磨石46b的磨石刃,通过呈同心状地保持在旋转的吸盘工作台30上的晶片1的旋转中心,并且使磨石46b可以磨削图6所示的环状凸部5A的内周侧面5B。优选如图7(a)所示,精磨削砂轮46的磨削外径可以是这样的尺寸:使磨石46b的宽度(径向的长度)比内周侧面5B位于外周侧,使磨石46b的整个磨石刃接触环状凸部5A的上表面。\n[0065] 粗磨削单元40A被设定在这样的位置:使粗磨削砂轮45的旋转中心[0066] (主轴42的轴心)存在于,将定位在粗磨削位置的吸盘工作台30的旋转中心与转台20的旋转中心之间相连的线的正上方。粗磨削单元40A伴随Z轴滑块65的往复移动而沿立柱12的锥面12a的锥形方向往复移动。从而,在该往复移动的时候,粗磨削砂轮45的旋转中心,在将定位在粗磨削位置的吸盘工作台30的旋转中心和转台20的旋转中心之间相连的线的正上方往复移动。以下,由于该往复移动的方向是吸盘工作台30与转台20的轴线之间的方向,故将该往复移动的方向称为“轴间方向”。\n[0067] 上述位置设定在精磨削单元40B侧也相同,精磨削单元40B的精磨削砂轮46的旋转中心存在于,将定位在精磨削位置的吸盘工作台30的旋转中心和转台20的旋转中心之间相连的线的正上方。当精磨削单元40B与Z轴滑块65和X轴滑块55一起,沿立柱13的锥面13a的锥形方向往复移动时,精磨削砂轮46的旋转中心,在将定位在精磨削位置的吸盘工作台30的旋转中心和转台20的旋转中心之间相连的线的正上方,沿该线方向即沿轴间方向往复移动。\n[0068] 如图2所示,在底座11上配设有厚度测定仪25,该厚度测定仪25对定位于粗磨削位置和精磨削位置的吸盘工作台30上的各晶片厚度进行测定。如图3(a)和图4(a)所示,这些厚度测定仪25由基准侧卡尺26和晶片侧卡尺27组合起来构成。基准侧卡尺26是这样的量具:摆动的基准探头26a的前端,接触未被晶片1覆盖的吸盘工作台30的框体31的上表面31a,来检测吸盘工作台上表面30A的高度位置。\n[0069] 晶片侧卡尺27,通过摆动的变动探头27a的前端接触被保持在吸盘工作台30上的晶片1的上表面、即被磨削面,来检测晶片1上表面的高度位置。根据厚度测定仪25,从晶片侧卡尺27的测定值减去基准侧卡尺26的测定值,根据该差值来测定晶片1的厚度。若要将晶片1磨削到目标厚度t1,首先测定磨削前的原始厚度t2,将(t2-t1)作为磨削量。并且,晶片侧卡尺27的变动探头27a接触的晶片1的厚度测定点,如图3(a)和图4(a)的虚线所示,在接近晶片1的外周缘(器件形成区域4的外周缘)的外周部分是合适的。\n[0070] 以上就是有关底座11上的加工区11A的结构,接下来,参考图2对装拆区11B进行说明。\n[0071] 在装拆区11B的中央,设置有上下移动的2节连接式拾取机械手70。进而,在该拾取机械手70的周围,从上观察时沿逆时针方向分别配置有:供给盒71、定位台72、供给臂\n73、回收臂74、旋转式清洗装置75和回收盒76。\n[0072] 供给盒71、定位台72以及供给臂73,是将晶片1供给到吸盘工作台30的装置,回收臂74、清洗装置75以及回收盒76,是用于将完成背面磨削后的晶片1从吸盘工作台30回收并转移到下一工序的装置。盒71、76容纳有以水平姿态且沿上下方向按一定间隔层叠状态下的多块晶片1,盒71、76设置在底座11上的预定位置上。\n[0073] 当由拾取机械手70从供给盒71内取出一块晶片1时,该晶片1在使没有粘贴保护带7的背面侧朝上的状态下被放置在定位台72上,此时,其被定位在一定的位置。接着,晶片1被供给臂73从定位台72上提取出来,放置到在装拆位置待机的吸盘工作台30上。\n[0074] 另一方面,利用各磨削单元40A、40B来磨削背面,定位在装拆位置的吸盘工作台\n30上的晶片1被回收臂74提取出来,移送到清洗装置75上,进行水洗和干燥。进而,由清洗装置75清洗处理后的晶片1,被拾取机械手70移送并容纳于回收盒76内。\n[0075] [3]晶片磨削加工装置的动作\n[0076] 以上就是晶片磨削加工装置10的结构,接下来,说明利用该晶片磨削加工装置10对晶片1的背面进行磨削的动作。该动作包含本发明的晶片磨削加工方法。\n[0077] 首先,利用拾取机械手70将容纳在供给盒71内的一块晶片1移送到定位台72上并进行定位,接着由供给臂73将晶片1背面侧朝上放置到吸盘工作台30上,该吸盘工作台\n30在装拆位置待机并且真空运转。通过在定位台72上进行定位,晶片1与吸盘工作台30呈同心状配置。晶片1在表面侧的保护带7粘贴吸盘工作台30上表面而背面露出的状态下被吸附并保持在其上表面上。\n[0078] 接下来,转台20沿图2的箭头R方向旋转。保持着晶片1的吸盘工作台30停止在粗磨削单元40A下方的粗磨削位置。此时,在装拆位置,下一吸盘工作台30被定位,如上所述在该吸盘工作台30上设置下次要磨削的晶片1。\n[0079] 相对于被定位在粗磨削位置的晶片1,厚度测定仪25和粗磨削单元40A按如下所述进行设定。厚度测定仪25使基准侧卡尺26的基准探头26a的前端,接触吸盘工作台30的框体31的上表面31a,使晶片侧卡尺27的变动探头27a的前端,接触被保持在吸盘工作台30上的晶片1的上表面,即接触被粗磨削的与器件形成区域4相对应的区域。\n[0080] 粗磨削单元40A借助于X轴进给机构50沿轴间方向适当移动,如图3所示,对晶片1的背面,粗磨削砂轮45被定位在磨石45b的磨石刃通过晶片1的旋转中心附近和器件形成区域4的外周缘的凹部形成位置上。在此情况下,凹部形成位置为比晶片1的旋转中心位于转台20的外周侧。\n[0081] 形成在晶片背面的凹部1A(参考图6),是与器件形成区域4相对应的区域,如图5的圆弧线1a描绘的部分那样,调整为避开切口6的圆形区域。凹部1A相对于晶片1偏心,凹部1A的中心处于与切口6的180°相反侧稍偏离的位置。从而,由于形成了凹部1A,形成在凹部1A周围的原有厚度残留下来的外周部分(以图6中的5A所表示的环状凸部)的宽度,在切口6附近最宽,在离开切口6最远的位置最窄。\n[0082] 这样,通过避开切口6形成凹部1A,从而可以预防在粗磨削中以切口6作为起点的缺陷的发生。环状凸部5A的宽度,例如为2~3mm左右,如图5所示,在凹部1A(与圆弧线1a相对应)偏心的情况下,在切口6附近成为最大的宽度为3~4mm。总之,环状凸部\n5A的宽度,是在以切口6作为起点的缺陷很难发生的程度,在精磨削时的负荷没有变大的范围内优选为尽可能地窄。\n[0083] 对于定位在粗磨削位置的晶片1,将粗磨削砂轮45定位在凹部形成位置后,接下来通过使吸盘工作台30旋转而使晶片1沿一个方向旋转,并且在使粗磨削砂轮45高速旋转的同时利用Z轴进给机构60使粗磨削单元40A下降,使磨石45b压紧晶片1的背面。\n[0084] 从而,晶片1的背面被磨削出以图5中的圆弧线1a所描绘出的圆形区域,如图6所示,磨削区域形成为凹部1A,在凹部1A周围的外周部形成了原有厚度残留下来的环状凸部\n5A。通过粗磨削而被磨削的器件形成区域4,被磨薄直到剩余例如最终精加工厚度为+20~\n40μm左右这样的厚度为止(第1磨削工序)。\n[0085] 磨削量利用厚度测定仪25进行测定,达到粗磨削下的目标磨削量之后,由Z轴进给机构60驱动的粗磨削砂轮45的下降被停止,使粗磨削砂轮45在一定时间内就这样旋转,然后使粗磨削单元40A上升,结束粗磨削。粗磨削后的晶片1如图6(a)所示,在凹部1A的底面4a上,残留有呈现为多条弧以放射状描绘出来的纹路的磨削条痕9a。该磨削条痕\n9a就是由磨石45b中的磨粒造成的破碎加工的轨迹,是包含微裂纹等机械破损层。\n[0086] 完成粗磨削后的晶片1,通过使转台20沿R方向旋转而被移动到精磨削单元40B下方的精磨削位置。进而,预先被保持在装拆位置的吸盘工作台30上的晶片1,被移送到粗磨削位置,该晶片1与之后的精磨削并行被施加上述粗磨削。进而,在被移送到装拆位置后的吸盘工作台30上,设置待处理的晶片1。\n[0087] 若晶片1被定位在精磨削位置之后,配置在精磨削侧的厚度测定仪25以及上方的精磨削单元40B,对晶片1进行如下的设置。厚度测定仪25使基准侧卡尺26的基准探头\n26a的前端接触吸盘工作台30的框体31的上表面31a,接触吸盘工作台30上,晶片侧卡尺\n27的变动探头27a的前端接触已形成的凹部1A的底面4a。\n[0088] 使精磨削单元40B借助于X轴进给机构50沿轴间方向适当移动,精磨削砂轮46的磨石46b的磨石刃通过晶片1的旋转中心,并且,如图7(a)所示,磨石46b比凹部1A的内周侧面5B位于外周侧,磨石46b的整个磨石刃接触环状凸部5A的上表面,使内周侧面5B定位在可磨削的位置。该内周侧面可磨削的位置,也比晶片1的旋转中心靠近转台20的外周侧。接下来,使吸盘工作台30旋转,从而使晶片1沿一个方向旋转,并且在使精磨削单元\n40B的精磨削砂轮46高速旋转的同时借助于Z轴进给机构60使精磨削单元40B下降。\n[0089] 当精磨削单元40B下降时,精磨削砂轮46的磨石46b按压在环状凸部5A的内周侧的上表面,以磨碎该部分的环状凸部5A的方式磨削内周侧面5B。在精磨削中,首先,如上所述那样磨削内周侧面5B,当内周侧面5B的整个面被磨削后,继续使精磨削单元40B下降,磨削凹部1A的底面4a。作为目标的精磨削量、即从凹部1A的底面4a起的磨削量,如上所述是例如20~40μm(第2磨削工序)。\n[0090] 凹部1A的底面4a的磨削量利用厚度测定仪25进行测定,当确认已达到目标磨削量之后,由Z轴进给机构60驱动的精磨削砂轮46的下降被停止,使精磨削砂轮46在一定时间内就这样旋转,然后使精磨削单元40B上升,结束精磨削。图7(b)表示使精磨削单元40B上升之前的状态,在该图中,虚线表示利用粗磨削形成的凹部1A、即精磨削前的凹部1A。通过精磨削,除去如图6(a)所示的由粗磨削形成的磨削条痕9a,但在凹部1A的内表面,如图\n4(a)所示,由精磨削而残留有新的磨削条痕9b。\n[0091] 此处,列举出粗磨削和精磨削的适宜的运转条件示例。粗磨削单元40A和精磨削单元40B都取磨削砂轮45、46的转速为3000~5000rpm左右,吸盘工作台30的转速为\n100~300rpm左右。此外,作为粗磨削单元40A的加工进给速度的下降速度,取4~6μm/秒。另一方面,精磨削单元40B的下降速度,在磨削环状凸部5A的工序中取4~6μm/秒,在磨削凹部1A的底面4a的最终阶段中取0.5μm/秒左右,\n[0092] 若并行进行的精磨削和粗磨削都完成后,使转台20沿R方向旋转,将精磨削完成后的晶片1移送到装拆位置。从而,后续的晶片1分别被移送到粗磨削位置和精磨削位置。\n被定位在装拆位置的吸盘工作台30上的晶片1,被回收臂74移送到清洗装置75,进行水洗和干燥。进而,由清洗装置75清洗处理后的晶片1被拾取机械手70移送并容纳到回收盒\n76内。\n[0093] 以上所述,就是在一块晶片1的背面上由粗磨削形成凹部1A,接下来对凹部1A的内表面进行精磨削,使器件形成区域4薄型化到预定厚度的循环。根据本实施方式的晶片磨削加工装置10,如上所述,在使转台20间歇地旋转的同时对晶片1并行地在粗磨削位置进行粗磨削和在精磨削位置进行精磨削,可以高效地进行多块晶片1的磨削处理。\n[0094] 根据本实施方式,由粗磨削形成凹部1A后,对凹部1A的内表面进行精磨削,通过这种二段式磨削,能够高效地将凹部1A的整个内表面以机械破损层程度低的方式加工为平坦的面。在精磨削时,由于只磨削环状凸部5A的内周侧的极其微小的壁厚部分,因此即使使用精磨削用磨石46b也没有大的磨削负载,从而,如上所述,进给速度能以4~6μm/秒的与粗磨削同等的速度进行磨削。在磨削内周侧面5B之后在磨削底面4a时,由于负载增大,因此,如上所述,进给速度可调整到适合精磨削的低速(0.5μm/秒左右)。\n[0095] 在本实施方式中,如图7所示,使用精磨削磨石46b比凹部1A的内周侧面5B位于外周侧的精磨削砂轮46,使磨石46b的整个磨石刃按压在环状凸部5A上,来磨削内周侧面\n5B,因此在磨石46b的磨石刃上不会产生偏磨耗,此外,如上所述磨削负载不大。因此,可以将凹部1A的底面4a与环状凸部5A的内周侧面5B之间的内拐角部,形成为直角。因此,可以将器件形成区域4的整个区域,加工为均匀的厚度,其结果是,可以防止半导体芯片3的取得个数减少的这一不良状况。\n[0096] 并且,如图8所示,在精磨削用磨石46b的宽度内,只要靠到内周侧面5B的状态下就可以磨削内周侧面5B,但在此情况下,由于产生了只有磨石46b的外周侧被磨耗这样的偏磨耗(在图8(b)中,磨石46b的空白部分被磨耗),就会缩短磨石46b的实质寿命,因此不是优选的。\n[0097] 接下来,参考图9来对精磨削的其它实施方式进行说明。\n[0098] 在此情况下的精磨削,首先,如图9(a)所示,使磨石46b从内周侧面5B稍稍分离开来,首先磨削凹部1A的底面4a。先被精磨削的底面4a几乎所有的部分都被磨削,但最外周部分并不被磨削,残留为粗磨削状态下的阶梯差状。在底面4a的精磨削完成之后,保持精磨削砂轮46和吸盘工作台30的旋转,并保持磨削单元40沿Z方向的位置,如图9(b)所示,借助于X轴进给机构50使吸盘工作台30沿内周侧面5B方向水平移动,使磨石46b的外周面按压在内周侧面5B上。从而,通过吸盘工作台30的移动,从而残留为阶梯差状的底面4a的最外周部分被磨削,底面4a的整个面被精磨削成很平坦。此外,被磨石46b的外周面压紧的内周侧面5B也被精磨削。\n[0099] 本实施方式的精磨削是这样的方法:通过吸盘工作台30的下降和水平移动的组合,先磨削了凹部1A的底面4a之后再对内周侧面5B磨削例如1mm左右,然后磨削凹部1A的整个内表面。根据本实施方式,也与上述实施方式相同,可以将凹部1A的底面4a与环状凸部5A的内周侧面5B之间的内拐角部形成为直角,从而可以防止半导体芯片3的取得个数的减少。\n[0100] 并且,在上述实施方式所述的晶片1上,形成了作为表示结晶方位的标记的切口6,但作为结晶方位的标记,有时也存在可以采用图5所示的取向平面(orientation flat)8的情况。取向平面8是沿切线方向将晶片1的外周缘的一部分直线地切除后的平面。在形成有这样的取向平面8的晶片1上,在避开取向平面8以从圆弧线1a后退的圆弧线1b描绘出的部分上,形成有凹部1A。在形成取向平面8的晶片上,与形成切口6的情况相比,形成的凹部1A变小,环状凸部5A的宽度在取向平面8的附近被扩大到例如2倍左右(例如4~8mm左右)。\n[0101] 这样地,在环状凸部5A的宽度不得不变得较宽的情况下,在精磨削时通过分别测定环状凸部5A的厚度,就可以更正确地控制精磨削的磨削量。但是,由于宽度较大,因此精磨削时的负载增大,此外由于粗磨削用磨石45b的磨削外径变小而存在消耗管理也会变得复杂的可能性,因此就要求避开取向平面8的后退量必须适当才行。
法律信息
- 2011-12-14
- 2009-10-14
- 2008-04-16
引用专利(该专利引用了哪些专利)
序号 | 公开(公告)号 | 公开(公告)日 | 申请日 | 专利名称 | 申请人 |
1
| | 暂无 |
2003-10-17
| | |
2
| |
2005-10-05
|
2005-03-30
| | |
3
| | 暂无 |
2003-03-13
| | |
4
| |
2000-11-01
|
1998-08-13
| | |
被引用专利(该专利被哪些专利引用)
序号 | 公开(公告)号 | 公开(公告)日 | 申请日 | 专利名称 | 申请人 | 该专利没有被任何外部专利所引用! |