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CN111063631A - 晶片的加工方法 - Google Patents

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CN111063631A
CN111063631A CN201910972930.6A CN201910972930A CN111063631A CN 111063631 A CN111063631 A CN 111063631A CN 201910972930 A CN201910972930 A CN 201910972930A CN 111063631 A CN111063631 A CN 111063631A
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sheet
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substrate
grinding
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木内逸人
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Disco Corp
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Abstract

提供晶片的加工方法，即使通过衬底对晶片进行支承而对晶片的背面进行加工，也不会使器件的品质降低。根据本发明，提供晶片的加工方法，其中，该晶片的加工方法至少包含如下的工序：晶片配设工序，在直径为晶片(10)的直径以上的衬底(18)的上表面上配设直径小于晶片的剥离层(16)，并且将直径为晶片的直径以上的聚烯烃系片或聚酯系片中的任意片材(14)隔着剥离层(16)而铺设在衬底(18)的上表面上，将晶片的正面(10a)定位于片材(14)的上表面而进行配设；片材热压接工序，在密闭环境内对隔着片材而配设于衬底的晶片进行减压并对片材进行加热，并且对晶片进行按压而隔着片材(14)将晶片热压接在衬底上；加工工序，对晶片的背面(10b)实施加工；以及剥离工序，将晶片从片材(14)剥离。

Description

晶片的加工方法
技术领域
本发明涉及晶片的加工方法，对晶片的背面进行加工。
背景技术
由分割预定线划分而在正面上形成有IC、LSI等多个器件的晶片在通过磨削装置对背面进行磨削而加工成规定的厚度之后，通过切割装置分割成各个器件芯片，并用于移动电话、个人计算机等电子设备。
近年来，为了实现电子设备的小型化、轻量化，存在晶片被薄薄地加工成50μm、30μm的趋势。为了在将这样磨削得较薄的晶片搬送至下一个工序时不发生破损，本案申请人提出了利用衬底(substrate)对晶片进行支承而对晶片的背面进行磨削的技术，其中，该衬底以聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、玻璃等作为原材料，具有能够得到刚性的程度的厚度(例如，参照专利文献1)。
专利文献1：日本特开2004-296839号公报
在通过衬底对晶片进行支承时，采用了在晶片与衬底的接合面涂布液态树脂、蜡等或使用双面胶进行粘贴的方法。但是，存在如下的问题：在通过液态树脂、蜡、双面胶等将晶片利用衬底进行支承的情况下，基于衬底的保持力不能说是充分的，在对晶片的背面进行磨削时，晶片在衬底上移动，从而在磨削中使晶片破损。特别是，在器件的正面上形成有多个被称为凸块的突起电极的情况下，存在磨削时的应力集中于突起电极而发生破损的问题。
另外，还存在如下的问题：在磨削结束而将衬底从晶片的正面剥离时，液态树脂、蜡、双面胶的糊料剂等的一部分附着于电极而残留，从晶片一个一个分割而得的器件芯片的品质降低。
发明内容
本发明是鉴于上述事实而完成的，其主要的技术课题在于提供晶片的加工方法，即使通过衬底对晶片进行支承而对晶片的背面进行加工，也不会使器件的品质降低。
为了解决上述主要的技术课题，根据本发明，提供晶片的加工方法，对由分割预定线划分而在正面上形成有多个器件的晶片的背面进行加工，其中，该晶片的加工方法至少包含如下的工序：晶片配设工序，在直径为晶片的直径以上的衬底的上表面上配设直径小于晶片的剥离层，并且将直径为晶片的直径以上的聚烯烃系片或聚酯系片中的任意片材隔着该剥离层而铺设在衬底的上表面上，将晶片的正面定位于该片材的上表面而进行配设；片材热压接工序，在密闭环境内对隔着该片材而配设于该衬底的晶片进行减压并对该片材进行加热，并且对晶片进行按压而隔着该片材将晶片热压接在该衬底上；加工工序，对晶片的背面实施加工；以及剥离工序，将晶片从该片剥离。
该剥离层可以包含纸、布、糯米纸、聚酰亚胺片中的至少任意一种。另外，在该加工工序中，可以实施对晶片的背面进行磨削的磨削加工。
优选该聚烯烃系片由聚乙烯片、聚丙烯片、聚苯乙烯片中的任意片材构成。优选在该片材热压接工序中，选择了该聚乙烯片的情况下的加热温度为120℃～140℃，选择了该聚丙烯片的情况下的加热温度为160℃～180℃，选择了该聚苯乙烯片的情况下的加热温度为220℃～240℃。
优选该聚酯系片由聚对苯二甲酸乙二醇酯片、聚萘二甲酸乙二醇酯片中的任意片材构成。优选在该片材热压接工序中，选择了该聚对苯二甲酸乙二醇酯片的情况下的加热温度为250℃～270℃，选择了该聚萘二甲酸乙二醇酯片的情况下的加热温度为160℃～180℃。
优选在该片材热压接工序中，对晶片进行按压以使该片材围绕着晶片而鼓出。
本发明的晶片的加工方法对由分割预定线划分而在正面上形成有多个器件的晶片的背面进行加工，其中，该晶片的加工方法至少包含如下的工序：晶片配设工序，在直径为晶片的直径以上的衬底的上表面上配置直径小于晶片的剥离层，并且将直径为晶片的直径以上的聚烯烃系片或聚酯系片中的任意片材隔着该剥离层而铺设在衬底的上表面上，将晶片的正面定位于该片材的上表面而进行配设；片材热压接工序，在密闭环境内对隔着该片材而配设于该衬底的晶片进行减压并对该片材进行加热，并且对晶片进行按压而隔着该片材将晶片热压接在该衬底上；加工工序，对晶片的背面实施加工；以及剥离工序，将晶片从该片材剥离。由此，晶片以充分的保持力支承于衬底，即使对晶片的背面实施磨削加工，晶片也不会破损。另外，即使在器件的正面上形成有多个突起电极(凸块)的情况下，突起电极也被片材可靠地保持，磨削时的应力被分散而解决了发生破损的问题。另外，由于未使用液态树脂、蜡、双面胶等，而是通过热压接将晶片隔着片材支承于衬底，因此液态树脂、蜡、双面胶的糊料剂等不会附着于器件而残留，从而也不会产生器件的品质降低的问题。另外，将直径小于晶片的剥离层配设在片材与衬底之间，因此能够容易地将片材从衬底剥离。
附图说明
图1的(a)和(b)是示出晶片配设工序的实施方式的立体图。
图2的(a)是实施片材热压接工序的热压接装置的侧视图，图2的(b)是通过片材热压接工序而形成的一体化晶片的剖视图。
图3是示出将一体化晶片载置在实施加工工序的磨削装置的卡盘工作台上的方式的立体图。
图4是示出使用磨削装置的磨削加工的实施方式的立体图。
图5的(a)是示出将一体化晶片载置于剥离用的保持单元的方式的立体图，图5的(b)是示出将衬底从晶片剥离的剥离工序的实施方式的立体图。
标号说明
10：晶片；11：器件；12：分割预定线；14：片材；16：剥离层；18：衬底；20：加热器工作台；30：热压接装置；32：支承基台；34：吸引孔；36：密闭罩部件；38：按压部件；38b：按压板；50：磨削装置；52：卡盘工作台；60：磨削单元；66：磨削磨轮；68：磨削磨具；70：保持单元。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的晶片的加工方法的实施方式进行详细说明。
在图1的(a)中示出由分割预定线12划分而在正面10a上形成有多个器件11的晶片10。在本实施方式中，对晶片10的背面10b进行加工。
在执行本实施方式的晶片的加工方法时，首先准备上述的晶片10、片材14、剥离层16以及衬底18。片材14是直径大于等于晶片10的片材，从聚烯烃系片或聚酯系片中的任意片材进行选择，在本实施方式中，选择聚乙烯(PE)片。剥离层16是直径小于晶片10的圆形状的片材，选择不具有粘接性的薄膜的材料、例如纸。衬底18形成为直径为晶片10的直径以上的圆形状，例如选择玻璃板。另外，剥离层16不限于纸，可以从布、糯米纸、聚酰亚胺片中选择。另外，衬底18不限于玻璃，可以由即使在后述的热压接工序中也不受到热影响而不发生软化的合成树脂、例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)形成。
(晶片配设工序)
在实施晶片配设工序时，首先将衬底18载置于加热器工作台20的工作台表面22上，该加热器工作台20是实施后述的热压接工序的热压接装置30(参照图2)的保持单元。工作台表面22是平坦面，在加热器工作台20的内部内置有未图示的电加热器和温度传感器。在载置于加热器工作台20的正面22的衬底18上配设剥离层16。在配设剥离层16时，优选使衬底18的中心与剥离层16的中心一致。如上所述，衬底18形成为直径为晶片10的直径以上，剥离层16形成为直径比晶片10小，因此成为衬底18在剥离层16的外侧露出的状态。
在衬底18上配设了剥离层16之后，进一步在该衬底18上铺设片材14(聚乙烯片)。在将片材14铺设在衬底18上时，也使双方的中心一致。如上所述，剥离层16形成为直径比晶片10小，片材14形成为直径为晶片10的直径以上的圆形状。因此，在衬底18上铺设片材14时，成为在它们的中心区域夹设有剥离层16且片材14的外周与衬底18的外周直接接触的状态。然后，将晶片10的正面10a定位于片材14的上表面而按照背面10b向上方露出的方式进行配设。以上，晶片配设工序完成。
(热压接工序)
在完成了上述的晶片配设工序之后，接着实施热压接工序。热压接工序是如下的工序：在密闭环境内对隔着片材14而配设在衬底18上的晶片10进行减压并对片材14进行加热，并且对晶片10进行按压而隔着片材14将晶片10热压接在衬底18上。参照图2，对实施该片材热压接工序的热压接装置30的功能、作用进行说明。
热压接装置30具有：加热器工作台20，其内置有上述的电加热器和温度传感器(均省略图示)；支承基台32，其载置并固定加热器工作台20；吸引孔34，其形成于支承基台32；以及密闭罩部件36，其用于使包含加热器工作台20在内的支承基台32上的空间S成为密闭空间。另外，密闭罩部件36是覆盖支承基台32的整个上表面的箱型部件，但在示出热压接装置30的侧视图的图2的(a)中，为了便于说明内部的结构，仅示出密闭罩部件36的剖面。
在密闭罩36的上壁36a的中央形成有开口36b，该开口36b用于供按压部件38的支承轴38a贯通并且在箭头Z所示的上下方向上进退。为了在使支承轴38a上下进退的同时使密闭罩部件36的空间S与外部隔断而成为密闭环境，在开口36b的周围形成有密封构造36c。在支承轴38a的下端配设有按压板38b。按压板38b形成为直径至少大于晶片10的圆盘形状，优选按照直径与加热器工作台20相同的程度的尺寸进行设定。可以在密闭罩部件36的下端面沿着整个圆周适当地配设弹性密封部件(省略图示)。另外，在按压部件38的上方配设有用于使按压部件38在上下方向上进退的未图示的驱动单元。
使密闭罩部件36下降至包含通过上述晶片配设工序而载置有晶片10的加热器工作台20的支承基台32上，使空间S成为密闭环境。此时，如图2的(a)所示，按压板38b被提起至不与晶片10的上表面接触的上方位置。
在形成于密闭罩部件36的内部的空间S成为密闭环境之后，使未图示的吸引单元进行动作，经由吸引孔34对空间S的空气进行吸引，将包含晶片10的区域减压至接近真空的状态。与此同时，使内置于加热器工作台20的未图示的电加热器和温度传感器进行动作而对加热器工作台20的上表面22的温度进行控制。具体而言，对构成片材14的聚乙烯片进行加热以使其为熔融温度附近的120℃～140℃。另外，使未图示的驱动单元进行动作而使按压板38b向箭头Z所示的方向下降，从而利用均等的力对晶片10的整个上表面进行按压。将收纳有晶片10的空间S减压至接近真空的状态，从晶片10、片材14、剥离层16以及衬底18的各接合面适当地吸引并去除空气。然后，片材14被加热至上述片材14的熔融温度附近(120℃～140℃)而发生软化，并且发挥出粘接性，晶片10、片材14、剥离层16以及衬底18在图2的(b)的剖视图所示的状态下进行热压接。剥离层16选择即使加热也不发挥粘接性的材料(纸)，并且剥离层16的配设位置为大致真空状态，片材14和衬底18在外周区域被热压接。另外，此时通过按压板38b按压晶片10，从而如图2的(b)所示，配设在晶片10的正下方的发生了软化的片材14的外周鼓出，形成围绕晶片10的外周的鼓出部14a，将晶片10更牢固地固定。这样完成热压接工序，形成晶片10、片材14、剥离层16、衬底18成为一体的一体化晶片W。
(加工工序)
在完成上述热压接工序而形成了一体化晶片W之后，实施对晶片10的背面进行加工的加工工序。本实施方式的加工工序实施对背面10b进行磨削的磨削加工，参照图3、图4进行更具体的说明。
在图3中示出磨削装置50(仅示出一部分)的卡盘工作台52，卡盘工作台52的上表面由吸附卡盘54构成，该吸附卡盘54由具有通气性的多孔陶瓷构成。使一体化晶片W的衬底18侧朝下而载置于该吸附卡盘54上。在将一体化晶片W载置于吸附卡盘54上之后，使与卡盘工作台52连接的未图示的吸引单元进行动作，从而对一体化晶片W进行吸引保持。
如图4所示，磨削装置50具有磨削单元60，该磨削单元60用于对卡盘工作台52上所吸引保持的晶片10的背面10b进行磨削而使其薄化。磨削单元60具有：旋转主轴62，其通过未图示的旋转驱动机构进行旋转；安装座64，其安装于旋转主轴62的下端；以及磨削磨轮66，其安装于安装座64的下表面，在磨削磨轮66的下表面呈环状配设有多个磨削磨具68。
在将一体化晶片W吸引保持于卡盘工作台52上之后，一边使磨削单元60的旋转主轴62在图4中箭头R1所示的方向上按照例如6000rpm进行旋转，一边使卡盘工作台52在图4中箭头R2所示的方向上按照例如300rpm进行旋转。并且，一边通过未图示的磨削水提供单元将磨削水提供至在一体化晶片W的上表面露出的晶片10，一边使磨削磨具68与晶片10的背面10b接触，并且将对磨削磨具68进行支承的磨削磨轮66按照例如1μm/秒的磨削进给速度朝向下方进行磨削进给。此时，能够一边通过未图示的厚度检测装置对晶片10的厚度进行测量一边进行磨削，将晶片10的背面10b磨削规定的量而使晶片10成为规定的厚度(例如50μm)，然后使磨削单元60停止。这样完成对晶片10的背面10b进行磨削的加工工序。如上所述，在本实施方式中，通过热压接将晶片10隔着由聚乙烯片构成的片材14而支承于衬底18。由此，可发挥充分的保持力，即使对晶片10的背面10b实施磨削加工，晶片10也不会移动，因此可防止发生破损。特别是在本实施方式中，在隔着片材14将晶片10热压接于衬底18时，在片材14的外周形成围绕着晶片10的鼓出部14a，由此能够进一步提高对晶片10进行保持的保持力。另外，由于将晶片10隔着片材14而支承于衬底18，因此即使在器件11的正面上形成有多个突起电极的情况下，该突起电极也被片材14可靠地保持，磨削时的应力被分散而解决了突起电极发生破损的问题。
(剥离工序)
在完成了上述的对晶片10的背面10b进行加工的加工工序之后，将一体化晶片W从磨削装置50搬出并搬送至用于实施图5的(a)所示的剥离工序的保持单元70。保持单元70的上表面与上述的卡盘工作台52同样地由具有通气性的吸附卡盘72形成，连接有未图示的吸引单元。
搬送至保持单元70的一体化晶片W使晶片10的背面10b侧朝下(即，使衬底18朝向上方)而载置于吸附卡盘72上。在将一体化晶片W载置于吸附卡盘72之后，使未图示的吸引单元进行动作而对一体化晶片W进行吸引保持。
在将一体化晶片W吸引保持于保持单元70之后，如图5的(b)所示，以一体化晶片W中的晶片10保留在吸引单元70上的状态将衬底18、剥离层16、片材14剥离。此时，优选对一体化晶片W进行加热或冷却。片材14如上所述通过加热而发生软化，因此即使具有粘接力也成为容易从晶片10剥离的状态。另外，通过冷却使片材14硬化而使粘接力降低，因此也可通过冷却而成为容易剥离的状态。在实施剥离工序时，关于要实施加热、冷却中的哪一种，可以考虑构成片材14的材料或片材14的粘接力等而进行选择。另外，在图5的(b)中，示出了以一体化晶片W中的衬底18、剥离层16、片材14成为一体的状态进行剥离的状态，但未必限于一体地剥离，也可以是先仅将衬底18剥离，然后将剥离层16和片材14一起从晶片10的正面10a剥离。以上，剥离工序完成。
在本实施方式中，未使用液态树脂、蜡、双面胶等，而是隔着通过加热而发挥粘接力的片材14将晶片10支承于衬底18。由此，即使将片材14从晶片10剥离，也不产生液态树脂、蜡、双面胶的糊料剂等附着并残留在构成突起电极的凸块周边的问题，不会使器件的品质降低。另外，由于在片材14与衬底18之间以真空状态夹设有直径小于晶片10的剥离层16而仅在外周进行热压接，因此在将片材14从衬底18剥离的过程中空气进入至剥离层16的区域，能够容易地剥离热压接后的片材14，作业性提高。
另外，在上述的实施方式中，由聚乙烯片构成片材14，但本发明不限于此。作为不使用液态树脂、双面胶、蜡等而能够将晶片10支承于衬底18的片材14，可以从聚烯烃系片、聚酯系片中适当选择。作为聚烯烃系片，除了上述的聚乙烯片以外，例如可以选择聚丙烯(PP)片、聚苯乙烯(PS)片。另外，作为聚酯系片，例如可以选择聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)片、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)片。
在上述的实施方式中，将在片材热压接工序中对片材14进行加热时的温度设定为聚乙烯片的熔点附近的温度(120℃～140℃)，但在如上述那样选择其他片材构成片材14的情况下，优选加热至所选择的片材的材料的熔点附近的温度。例如在片材14由聚丙烯片构成的情况下，优选将加热时的温度设定为160℃～180℃，在片材14由聚苯乙烯片构成的情况下，优选使加热时的温度为220℃～240℃。另外，在片材14由聚对苯二甲酸乙二醇酯片构成的情况下，优选使加热时的温度为250℃～270℃，在片材14由聚萘二甲酸乙二醇酯片构成的情况下，优选将加热时的温度设定为160℃～180℃。另外，在如上所述由合成树脂构成衬底18的情况下，要求在热压接时不受热影响。由此，在片材14由聚对苯二甲酸乙二醇酯片构成的情况下，优选衬底18由玻璃构成。
在上述的实施方式中，使剥离层16形成为圆形状，但未必需要为圆形，只要是直径小于晶片10且能够将片材14和衬底18在外周区域粘接的形状，则其形状没有特别限定。
在上述的实施方式中，说明了实施对晶片10的背面10b进行磨削的磨削加工作为对晶片10的背面10b进行加工的加工工序的情况，但本发明不限于此，也可以应用于实施对晶片10的背面10b进行研磨的研磨工序的情况、从晶片10的背面10b通过切削刀具实施切削加工的情况、实施从晶片10的背面10b照射激光光线的激光加工等的情况。
另外，在上述的实施方式中，通过图2的(a)所示的装置实施了热压接，但本发明不限于此，也可以实施下述的片材热压接工序：一边使用未图示的具有加热单元的辊按压晶片10侧的整个面一边将片材14加热至期望的温度，隔着片材14将晶片10和衬底18热压接。

Claims (8)

1.一种晶片的加工方法，对由分割预定线划分而在正面上形成有多个器件的晶片的背面进行加工，其中，
该晶片的加工方法至少包含如下的工序：
晶片配设工序，在直径为晶片的直径以上的衬底的上表面上配设直径小于晶片的剥离层，并且将直径为晶片的直径以上的聚烯烃系片或聚酯系片中的任意片材隔着该剥离层而铺设在衬底的上表面上，将晶片的正面定位于该片材的上表面而进行配设；
片材热压接工序，在密闭环境内对隔着该片材而配设于该衬底的晶片进行减压并对该片材进行加热，并且对晶片进行按压而隔着该片材将晶片热压接在该衬底上；
加工工序，对晶片的背面实施加工；以及
剥离工序，将晶片从该片材剥离。
2.根据权利要求1所述的晶片的加工方法，其中，
该剥离层包含纸、布、糯米纸、聚酰亚胺片中的至少任意一种。
3.根据权利要求1或2所述的晶片的加工方法，其中，
在该加工工序中，实施对晶片的背面进行磨削的磨削加工。
4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的晶片的加工方法，其中，
聚烯烃系片由聚乙烯片、聚丙烯片、聚苯乙烯片中的任意片材构成。
5.根据权利要求4所述的晶片的加工方法，其中，
在该片材热压接工序中，该聚乙烯片的加热温度为120℃～140℃，该聚丙烯片的加热温度为160℃～180℃，该聚苯乙烯片的加热温度为220℃～240℃。
6.根据权利要求1至3中的任意一项所述的晶片的加工方法，其中，
该聚酯系片由聚对苯二甲酸乙二醇酯片、聚萘二甲酸乙二醇酯片中的任意片材构成。
7.根据权利要求6所述的晶片的加工方法，其中，
在该片材热压接工序中，该聚对苯二甲酸乙二醇酯片的加热温度为250℃～270℃，该聚萘二甲酸乙二醇酯片的加热温度为160℃～180℃。
8.根据权利要求1至7中的任意一项所述的晶片的加工方法，其中，
在该片材热压接工序中，对晶片进行按压以使该片材围绕着晶片而鼓出。
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