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JP2024113415A - チップの加工方法 - Google Patents

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JP2024113415A JP2023018381A JP2023018381A JP2024113415A JP 2024113415 A JP2024113415 A JP 2024113415A JP 2023018381 A JP2023018381 A JP 2023018381A JP 2023018381 A JP2023018381 A JP 2023018381A JP 2024113415 A JP2024113415 A JP 2024113415A
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Shigenori Harada
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Abstract

【課題】チップの大きさが小さくなっても、チップをテープから脱落させることなく一方の面を研削することができるチップの加工方法を提供する。【解決手段】チップの一方の面を研削するチップの加工方法であって、チップの大きさに対応する大きさの開口部を備えたプレートを準備するプレート準備工程と、該プレートの開口部にチップを収容して他方の面に該プレートと共にテープを配設して一体にしてユニットを形成するユニット形成工程と、該プレートに対応する大きさの保持面を有するチャックテーブルに該ユニットのテープ側を保持する保持工程と、該プレートと共にチップの一方の面を研削するチップ研削工程と、を含み構成される。【選択図】図５

Description

本発明は、チップの一方の面を研削するチップの加工方法に関する。
ＩＣ、ＬＳＩ等の複数のデバイスが分割予定ラインによって区画され表面に形成されたウエーハは、研削装置によって裏面が研削され所定の厚みに形成された後、ダイシング装置、レーザー加工装置によって個々のデバイスチップに分割され、携帯電話、パソコン等の電気機器に利用される。
また、個々のデバイスチップに分割された後に、個別にデバイスチップの一方の面（裏面）をさらに研削して、所望の厚みに加工する技術が提案されている（例えば特許文献１を参照）。
上記した特許文献１に記載の技術は、リング状のフレームの中央領域に複数のチップを収容して、テープで一体にし、該フレームと共に該チップの裏面を研削しながら、該フレームの厚みを計測することで、チップを所望の厚みとしている。
特開２００１－３５１８９０号公報
上記した技術では、チップの大きさが５ｍｍ角以下と小さくなるにしたがってテープに保持されたチップが安定せず、チップがテープから脱落して破損するという問題がある。
本発明は、上記事実に鑑みなされたものであり、その主たる技術課題は、チップの大きさが小さくなっても、チップをテープから脱落させることなく一方の面を研削することができるチップの加工方法を提供することにある。
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、チップの一方の面を研削するチップの加工方法であって、チップの大きさに対応する大きさの開口部を備えたプレートを準備するプレート準備工程と、該プレートの開口部にチップを収容して他方の面に該プレートと共にテープを配設して一体にしてユニットを形成するユニット形成工程と、該プレートに対応する大きさの保持面を有するチャックテーブルに該ユニットのテープ側を保持する保持工程と、該プレートと共にチップの一方の面を研削するチップ研削工程と、を含み構成されるチップの加工方法が提供される。
該プレート準備工程において、該開口部が２以上形成されているプレートが準備されることが好ましい。また、該プレート準備工程において、切削ブレード又はレーザー光線によって該プレートに該開口部を形成することができる。該チップは、半導体チップであり、半導体基板の上面に回路が形成され該チップの他方の面を構成することができる。さらに、該プレート準備工程において、該プレートは、該半導体基板と同質の半導体で形成されたプレートが準備されることが好ましい。
本発明のチップの加工方法は、チップの大きさに対応する大きさの開口部を備えたプレートを準備するプレート準備工程と、該プレートの開口部にチップを収容して他方の面に該プレートと共にテープを配設して一体にしてユニットを形成するユニット形成工程と、該プレートに対応する大きさの保持面を有するチャックテーブルに該ユニットのテープ側を保持する保持工程と、該プレートと共にチップの一方の面を研削するチップ研削工程と、を含み構成されことから、チップ研削工程において、テープに対するチップの動きが制限され、チップの大きさが小さい場合（例えば５ｍｍ角以下の大きさ）であっても、チップがテープから脱落することが防止される。
プレート準備工程の実施態様を示す斜視図である。 ユニット形成工程の実施態様を示す斜視図である。 本発明の研削工程を実施するのに好適な研削装置の全体斜視図である。 保持工程の実施態様を示す斜視図である。 研削工程の実施態様を示す斜視図である。 ピックアップ工程の実施態様を示す斜視図である。
以下、本発明に基づいて構成されるチップの加工方法に係る実施形態について、添付図面を参照しながら、詳細に説明する。
図１（ａ）には、後述するチップの一方の面を研削する際に使用するプレート１０を準備するプレート準備工程の実施態様が示されている。図中左方側には、プレート準備工程を施す前のプレート１０が示されている。図示のプレート１０は、例えば、インゴットから切り出された後、両面が所望の粗さになるように研削され、研削加工前の該チップと略同等の厚み（例えば３００μｍ）で形成されたウエーハであり、研削加工が施されるチップを構成する半導体と同質の素材、例えばシリコン（Ｓｉ）で形成されている。プレート１０は、チップを研削する際に使用する研削装置（追って説明する）において、チップを保持するチャックテーブルに対応した大きさの円板形状をなしている。プレート１０には、デバイス等は形成されておらず、表面、裏面は同一の面であり実際には区別されないが、説明の都合上、図１（ａ）に示される上方の面を表面１０ａとし、下方の面を裏面１０ｂとする。
プレート準備工程は、例えば、図１（ａ）に示すレーザー加工装置２０（一部のみを示している）に加工前のプレート１０を搬送し実行される。レーザー加工装置２０は、図示を省略する保持手段と、該保持手段に保持されるプレート１０にレーザー光線ＬＢを照射するレーザー光線照射手段２１とを備えている。また、レーザー加工装置２０は、該保持手段とレーザー光線照射手段２１とを相対的にＸ軸方向に加工送りするＸ軸送り手段と、該保持手段とレーザー光線照射手段２１とを相対的にＸ軸方向と直交するＹ軸方向に加工送りするＹ軸送り手段と、該保持手段を回転させる回転駆動手段とを備えている（いずれも図示は省略する）。
レーザー加工装置２０に搬送されたプレート１０は、該保持手段に吸引保持されて、図示を省略するアライメント手段によって撮像され、プレート１０の外形が検出される。レーザー加工装置２０の図示を省略する制御手段には、プレート１０に形成されるチップＤ（図２を参照）に対応する大きさの開口部１８（図１（ｂ）を参照）に基づき設定される開口予定部１６の輪郭１２ａの座標と、該輪郭１２ａに直交する方向の輪郭１２ｂの座標とが記憶されている。なお、本実施形態のプレート１０には、図示の如く開口部１８に対応する９つの開口予定部１６が設定されているが、本発明はこれに限定されない。プレート１０に形成する開口部１８の数は任意に設定することが可能であり、該開口部１８を２つ以上設けることで、後述するチップ研削工程の効率を向上させることができる。
該アライメント手段によりプレート１０の外形を検出したならば、図示を省略するＸ軸送り手段を作動して、プレート１０を、レーザー光線照射手段２１の下方に搬送する。次いで、該制御手段に記憶された開口予定部１６の輪郭１２ａの座標情報に基づいて、上記した回転駆動手段を作動して、所定の輪郭１２ａをＸ軸方向に沿うように位置付けると共にレーザー光線照射手段２１の直下に位置付ける。次いで、プレート１０をＸ軸方向に加工送りしながら、レーザー光線照射手段２１を作動して、Ｘ軸方向に沿う複数の輪郭１２ａに集光点を位置付けて、プレート１０を構成するシリコンに対して吸収性を有する波長のレーザー光線ＬＢを照射して、アブレーション加工を施し、裏面１０ｂ側に貫通する加工溝１４を形成する。
所定の輪郭１２ａに沿って複数の加工溝１４を形成したならば、プレート１０をＹ軸方向に所定の間隔だけ割り出し送りして、Ｙ軸方向で隣接する未加工の輪郭１２ａをレーザー光線照射手段２１の直下に位置付ける。そして、上記したのと同様にしてレーザー光線ＬＢを照射し、プレート１０をＸ軸方向に加工送りして加工溝１４を形成する。このようにして、Ｘ軸方向に沿う全ての輪郭１２ａに沿って加工溝１４を形成したならば、プレート１０を９０度回転させて、既に加工溝１４を形成した輪郭１２ａに直交する方向の未加工の輪郭１２ｂをＸ軸方向に整合させる。そして、各輪郭１２ｂに対して、上記したのと同様にしてレーザー光線ＬＢの集光点を位置付けて照射して輪郭１２ｂに対応する加工溝１４を形成する。このように、開口予定部１６に対応して設定された全ての輪郭１２ａ、１２ｂに沿って加工溝１４を形成することで、図１（ｂ）に示すように、後述するチップを収容可能な大きさの開口部１８を備えたプレート１０が準備され、プレート準備工程が完了する。
本発明のプレート準備工程は、上記したレーザー加工装置２０によって実施することに限定されない。例えば、レーザー加工装置２０に替えて、図１（ｃ）に示すような切削装置３０（一部のみを示している）に、上記した未加工のプレート１０を搬送して実行してもよい。切削装置３０には、図示を省略する保持手段と、円形の回転可能な切削ブレード３４を備えた切削手段３２とが配設されており、該切削ブレード３４を高速で回転させて、上記した開口予定部１６を構成する輪郭１２ａ、１２ｂに対し上方から垂直に切り込ませて加工溝１４を形成する。加工溝１４を形成する際に、切削ブレード３４を切り込ませる深さを調整することにより、切削幅が適宜調整される。該保持手段をＸ軸方向、Ｙ軸方向、回転方向に移動する送り手段（図示は省略している）を作動して、上記した輪郭１２ａ、１２ｂに切削ブレード３４を位置付けて切り込ませることで、図１（ｂ）に示すように、開口部１８を複数備えたプレート１０を形成することができる。なお、開口部１８の寸法が小さい場合は、切削装置３０を使用して加工溝１４を形成するよりも、レーザー加工装置２０を使用して形成する方が有利である。
上記したように、プレート準備工程を実施したならば、以下に説明するユニット形成工程を実施する。該ユニット形成工程は、図２に示すように、チップＤと、プレート１０と、テープＴとを一体とする工程である。なお、このユニット形成工程で一体とされるチップＤは、例えば、分割予定ラインによって区画された上面に回路が形成された半導体（シリコン）基板の裏面を、研削装置によって研削して、所定の厚み（例えば３００μｍ）に形成した後、ダイシング装置、又はレーザー加工装置によって分割予定ラインに沿って分割することにより得た半導体チップである。このチップＤに分割された後に、さらに研削される面を一方の面Ｄａとし、回路が形成された面を他方の面Ｄｂとする。
ユニット形成工程を実施するに際し、まず、図２に示すように、プレート１０と略同一寸法で形成されたテープＴを用意し、チップＤの一方の面Ｄａを上方に向け、プレート１０の開口部１８にチップＤを収容すると共に、プレート１０の裏面１０ｂとチップＤの他方の面ＤｂをテープＴに貼着して一体とする。なお、上記したように、プレート１０に形成された開口部１８は、チップＤの大きさに対応する大きさで形成されている。該チップＤに対応する大きさとは、チップＤが開口部１８に収容されテープＴに貼着された場合、後述するチップ研削工程時に、テープＴに対するチップＤの動きが制限される程度の僅かな隙間（例えば１ｍｍ未満）がチップＤの周囲に形成される大きさである。以上によりユニット形成工程が完了する。
上記したユニット形成工程が完了したならば、以下に説明する保持工程とチップ研削工程を実施する。図３には、該保持工程及びチップ研削工程を実施するのに好適な研削装置４０の斜視図が示されている。
研削装置４０は、略直方体状の装置ハウジング４１を備えている。装置ハウジング４１の後端側には、支持壁４２が立設されている。支持壁４２の内側面には、上下方向（Ｚ軸方向）に延びる１対の案内レール４２ａ、４２ａが設けられている。案内レール４２ａ、４２ａには研削手段としての研削ユニット４５が上下方向に移動可能に装着されている。
研削ユニット４５は、ユニットハウジング４５ｅと、ユニットハウジング４５ｅに回転自在に支持された回転軸４５ａと、回転軸４５ａの下端に配設されたホイールマウント４５ｂと、ホイールマウント４５ｂに装着され下面に環状に複数の研削砥石４５ｄが配置された研削ホイール４５ｃと、ユニットハウジング４５ｅの上端に装着されホイールマウント４５ｂを矢印Ｒ１で示す方向に回転させる電動モータ４５ｇと、ユニットハウジング４５ｅを、支持部材４５ｆを介して支持する移動基台４４とを備えている。
移動基台４４には、上記した支持壁４２に設けられた案内レール４２ａ、４２ａに摺動可能に嵌合する被案内溝が設けられており、研削ユニット４５が上下方向に移動可能に支持されている。また、研削装置４０は、研削ユニット４５の移動基台４４を案内レール４２ａ、４２ａに沿って昇降させる昇降手段として配設された研削送り機構４７を備えている。研削送り機構４７は、支持壁４２に案内レール４２ａ、４２ａと平行に上下方向に配設され回転可能に支持された雄ねじロッド４７ａと、該雄ねじロッド４７ａを回転駆動するためのパルスモータ４７ｂと、移動基台４４の裏面側に装着され雄ねじロッド４７ａと螺合する図示を省略する雌ねじブロックを備えており、パルスモータ４７ｂによって雄ねじロッド４７ａを正転及び逆転駆動することにより、研削ユニット４５を上下方向に移動させる。電動モータ４５ｇによって回転させられる回転軸４５ａには、研削水を供給する研削水供給手段（図示は省略する）が接続されている。
装置ハウジング４１の上面には、上記したユニット１９を保持するチャックテーブル４８が配設されている。チャックテーブル４８は、ユニット１９を構成するプレート１０に対応する大きさの保持面を形成する円形の吸着チャック４８ａと、該吸着チャック４８ａを囲繞する枠体４８ｂとを備えている。チャックテーブル４８には、枠体４８ｂを介して、図示を省略する吸引手段が接続されており、該吸引手段を作動することにより吸着チャック４８ａの上面に負圧が生成される。チャックテーブル４８は、図示を省略するＸ軸送り手段によって、図３においてチャックテーブル４８が位置付けられている搬出入位置と、研削ユニット４５の直下で研削加工が施される研削加工位置との間を移動する。またチャックテーブル４８は、図示を省略する回転駆動手段によって回転可能に構成されている。
研削装置４０は、概ね上記したとおりの構成を備えており、図３に加え、図４、５を参照しながら、本発明に基づき実施される保持工程及びチップ研削工程について説明する。
保持工程は、上記したユニット１９を研削装置４０に搬送し、図４に示すように、搬出入位置に位置付けられたチャックテーブル４８の保持面（吸着チャック４８ａ）に、ユニット１９のテープＴ側を載置し、上記した吸引手段を作動して、該保持面に負圧を生成し、ユニット１９をチャックテーブル４８に吸引保持することで完了する。該保持工程により、チャックテーブル４８に保持されたユニット１９のプレート１０の表面１０ａと、チップＤの一方の面Ｄａが上方に露出した状態となる。
上記の保持工程を実施したならば、チップ研削工程を実施する。チップ研削工程は、図５（ａ）に示すように、チャックテーブル４８を、研削ユニット４５の直下の研削加工位置に位置付け、研削ユニット４５を作動して、研削ホイール４５ｃを図中矢印Ｒ１で示す方向に、例えば６０００ｒｐｍで回転させると共に、チャックテーブル４８を、図５において矢印Ｒ２で示す方向に例えば３００ｒｐｍで回転させる。そして、上記した研削送り機構４７を作動して、研削ユニット４５を、図中矢印Ｒ３で示す方向に下降させて、研削砥石４５ｄを、プレート１０の表面１０ａ及びチップＤの一方の面Ｄａに上方から接近、当接させ、その後、例えば０．１μｍ／秒の研削送り速度で研削送りする。この際、上記した研削水供給手段を作動して、研削ホイール４５ｃの下面から、研削砥石４５ｄとプレート１０の表面１０ａ及びチップＤの一方の面Ｄａとに向けて研削水を供給し、図示を省略する厚み検出手段によって、プレート１０の外周領域の厚みを検出しながら研削加工を実施する。
上記したように、プレート１０は、チップＤを構成する半導体（シリコン）と同質の材料で形成されており、上記した研削加工は、プレート１０とチップＤとに対して、略同様の研削速度で進行する。よって、プレート１０の外周領域の厚みを検出することで、チップＤの厚みを間接的に検出することができ、チップＤが所望の厚み、例えば２００μｍとなったことを検出することで、チップ研削工程が完了する。該チップ研削工程が施されることで、図５（ｂ）に示すように、プレート１０の表面１０ａとチップＤの一方の面Ｄａには、図示のような研削痕１００が形成される。以上により、本実施形態のチップの加工方法が完了する。なお、チップ研削工程が完了したならば、必要に応じて。図６に示すように、プレート１０からチップＤをピックアップし、次の工程（例えばボンディング工程）に搬送する。
上記した実施形態によれば、プレート１０の開口部１８にチップＤを収容してチップＤの他方の面Ｄｂにプレート１０と共にテープＴを配設して一体にしてユニット１９が形成されており、特に、プレート１０に形成する開口部１８の大きさを、チップＤの大きさに対応した大きさとし、該開口部１８にチップＤを収容するようにしている。これにより、テープＴに対するチップＤの動きが制限され、チップＤの大きさが小さい場合（例えば５ｍｍ角以下の大きさ）であっても、チップＤが、テープＴから脱落することが防止される。
上記した実施形態では、１つの開口部１８に１つのチップＤを収容する例を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、開口部１８を、複数のチップＤを合わせた大きさに対応する大きさで設定し、該開口部１８に該複数のチップＤを収容して、ユニット形成工程を実施するようにしてもよい。このように構成した場合であっても、チップ研削工程に、テープＴに対するチップＤの動きが制限され、チップＤがテープＴから脱落することが防止される。
１０：プレート
１０ａ：表面
１０ｂ：裏面
１２ａ、１２ｂ：輪郭
１４：加工溝
１６：開口予定部
１８：開口部
２０：レーザー加工装置
２１：レーザー光線照射手段
３０：切削装置
３２：切削手段
３４：切削ブレード
４０：研削装置
４１：装置ハウジング
４２：支持壁
４２ａ：案内レール
４４：移動基台
４５：研削ユニット
４５ａ：回転軸
４５ｂ：ホイールマウント
４５ｃ：研削ホイール
４５ｄ：研削砥石
４５ｅ：ユニットハウジング
４５ｆ：支持部材
４５ｇ：電動モータ
４７：研削送り機構
４７ａ：雄ねじロッド
４７ｂ：パルスモータ
４８：チャックテーブル
４８ａ：吸着チャック
４８ｂ：枠体
Ｄ：チップ
Ｄａ：一方の面
Ｄｂ：他方の面

Claims (5)

  1. チップの一方の面を研削するチップの加工方法であって、
    チップの大きさに対応する大きさの開口部を備えたプレートを準備するプレート準備工程と、
    該プレートの開口部にチップを収容して他方の面に該プレートと共にテープを配設して一体にしてユニットを形成するユニット形成工程と、
    該プレートに対応する大きさの保持面を有するチャックテーブルに該ユニットのテープ側を保持する保持工程と、
    該プレートと共にチップの一方の面を研削するチップ研削工程と、
    を含み構成されるチップの加工方法。
  2. 該プレート準備工程において、該開口部が２以上形成されているプレートが準備される請求項１に記載のチップの加工方法。
  3. 該プレート準備工程において、切削ブレード又はレーザー光線によって該プレートに該開口部を形成する請求項１に記載のチップの加工方法。
  4. 該チップは、半導体チップであり、半導体基板の上面に回路が形成され該チップの他方の面を構成する請求項１に記載のチップの加工方法。
  5. 該プレート準備工程において、該プレートは、該半導体基板と同質の半導体で形成されたプレートが準備される請求項４に記載のチップの加工方法。
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