CN101770937B - 树脂包覆方法以及树脂包覆装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种树脂包覆方法以及树脂包覆装置，其可以适当去除工件的翘起或弯曲，平坦地形成磨削后的工件。将包含翘起或弯曲的晶片(1)载置在板状的树脂(P1)上，用按压衬垫(23)向树脂(P1)按压，之后将晶片(1)吸附保持在按压衬垫(23)的吸附部(24)上，使晶片(1)与按压衬垫(23)一起上升到与变形要素对应的位置，在该阶段使晶片(1)产生翘起等复原的变形，然后使按压衬垫(23)反向离开晶片(1)，此后使树脂(P1)固化。通过使按压后的晶片(1)在树脂(P1)上充分进行变形，从而获得磨削后平坦的晶片(1)。

Description

树脂包覆方法以及树脂包覆装置

技术领域

本发明涉及将半导体晶片等薄板状工件磨削为平面时，用树脂包覆工件单面，将树脂侧的面形成为磨削工件时的基准面的方法。

背景技术

作为半导体和电子部件的材料的半导体晶片例如具有由硅等单晶材料构成的结构、由具有多种元素的化合物构成的结构等。这些晶片成型为圆柱状的结晶块后通过钢丝锯等切割为基板状，进而通过实施研磨、蚀刻等去除切割时产生的翘起或弯曲，加工为平坦且薄的形状。

然而，为了进行上述蚀刻，要向晶片周围提供反应气体并使其滞留，向该反应气体施加高电压进行等离子体化，这就需要大型设备。另外，作为能对晶片所使用的硅进行蚀刻的气体，例如具有SF6等氟化气体，而这种气体不但是温暖化气体而且价格昂贵。因此，为了进行蚀刻，需要使用大型设备和昂贵的气体，从而具有需要大量费用的缺陷。

于是提出了以下的方法（参见专利文献1、2）：在晶片的单面上涂布树脂和蜡等使其固化以形成包覆物，然后对晶片进行磨削，从而去除晶片的翘起或弯曲。在这些方法中，使所涂布的树脂固化而形成表面平坦的包覆物，以该包覆物的表面为基准面磨削晶片，从而去除晶片的翘起或弯曲，晶片被加工为平坦形状。

【专利文献1】日本特开平8-66850号公报

【专利文献2】日本特开2006-269761号公报

但是在上述专利文献1的方法中，由于形成在晶片单面的包覆物的厚度不同而会产生如下问题。例如，当涂布在晶片上的包覆物的厚度较薄的情况下，无法通过包覆物充分吸收翘起或弯曲。另外，当涂布在晶片上的包覆物的厚度较大的情况下，使用一般的磨削装置将旋转的磨削砂轮抵靠在晶片上磨削晶片的时候，晶片会由于包覆物的弹性作用而离开磨削砂轮，会产生即便去除了翘起或弯曲也难以将晶片磨削为均匀厚度的问题。

另一方面，在上述专利文献2的方法之中，由于可以将包覆物控制在适当的膜厚，因而可高效去除翘起或弯曲。但是，由于在晶片上残留着内部应力的状态下使树脂等固化，因此，如果在晶片磨削后去除包覆物，有时会产生由于残留于晶片内的内部应力而导致翘起或弯曲重新出现的弹性变形回复，很难满足要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种树脂包覆方法以及树脂包覆装置，用于对包含翘起或弯曲等变形要素的上述晶片等薄板状工件进行磨削而加工为平坦形状，在将树脂包覆在工件单面上的时候，能适当去除工件的翘起或弯曲，其结果是能平坦地形成磨削后的工件。

本发明的树脂包覆方法用于对包含翘起或弯曲等变形要素的薄板状工件的一个面进行磨削且加工为平坦，将树脂包覆在该工件的另一面上，其特征在于，至少具有：工件按压工序，通过按压单元从上述一个面侧朝向该树脂按压该工件；工件移动工序，在将上述工件保持在上述按压单元的状态下，在从上述另一面朝向上述一个面的方向上，将该工件至少移动到与上述变形要素对应的位置上；按压单元背离工序，使上述按压单元从上述工件的上述一个面背离；以及树脂固化工序，通过外部刺激施加手段对上述固化性树脂施加刺激，使该树脂固化。

本发明的树脂包覆方法中，在工件移动工序中将工件至少移动到与变形要素对应的位置上，使得在通过按压而变得平坦的工件中，树脂通过内部应力流动，而工件恢复到原来的形状或接近原来形状的状态。本发明中所述“与变形要素对应的位置”是指在按压工序中变形的工件可恢复到原本形状的位置。通过实施该工件移动工序，可以在树脂上使工件再现按压前的变形状态。其结果，在使树脂固化而对工件的一面磨削之后从工件去除树脂的时候，不易在工件上产生变形，可以将平坦磨削后的工件保持在这种平坦状态下。

本发明所包含的一个方式在于，在上述工件按压工序之中，上述按压单元在其紧密贴合上述一个面而矫正了上述变形要素的状态下保持上述工件，并朝向上述固化性树脂按压该工件。

作为本发明的树脂包覆方法中使用的上述固化性树脂，可举出通过紫外线照射而固化的紫外线固化树脂，这种情况下的上述外部刺激施加单元就是照射紫外线的紫外线照射单元。

作为其他的固化性树脂，可举出通过被加热而固化的热固化树脂、通过被加热而液化、被冷却而固化的热塑性树脂。热固化树脂的情况下的外部刺激施加单元是进行加热的加热单元，热塑性树脂的情况下的外部刺激施加单元是进行冷却的冷却单元。

此外，本发明的树脂包覆装置可良好地实施上述本发明的树脂包覆方法，其特征在于，至少具有：工件保持单元，其在露出上述另一面的状态下以可自由拆装的方式保持上述工件；工作台，其具有与该工件保持单元相对配置的工件载置面，在该工件载置面上被提供有固化性树脂；按压单元，其朝向被提供给上述工作台的上述工件载置面上的上述固化性树脂按压被保持于上述工件保持单元上的上述工件；工件移动单元，其使被上述按压单元朝向上述固化性树脂按压的上述工件在从上述另一面朝向上述一个面的方向上移动；以及外部刺激施加单元，其对被提供给上述工作台的上述工件载置面的上述固化性树脂施加外部刺激。

并且，本发明所述工件没有特别限定，例如可以举出由硅和砷化镓等构成的半导体晶片、由蓝宝石（氧化铝）等无机化合物构成的晶片等。

根据本发明，通过将按压在涂布于工作台上的树脂上的工件在离开工作台的方向上至少移动到与变形要素对应的位置上，从而可使工件再现原本的变形状态，因此可获得即便磨削后从工件上去除了树脂，也不会在工件上产生变形，能获得平坦的工件的效果。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式中单面包覆着树脂的晶片的剖面图。

图2是本发明的一个实施方式涉及的树脂包覆装置的立体图。

图3是表示一个实施方式的树脂包覆工序的剖视图。

图4是表示一个实施方式的树脂包覆工序（接续图3）的剖视图。

图5是表示一个实施方式的树脂包覆工序（接续图4）的剖视图。

图6是表示磨削晶片的一个实施方式的磨削装置（磨削主轴）的侧视图。

图7是表示磨削工序的剖视图。

图8是表示本发明其他实施方式涉及的树脂包覆工序的立体图。

符号说明

1晶片（工件）；1a晶片的表面（一个面）；1b晶片的背面（另一面）；10树脂包覆装置；12工作台；12a工件载置面；13UV灯（外部刺激施加单元）；20晶片保持单元（工件保持单元、按压单元、工件移动单元）；23按压衬垫；P1树脂（固化前的树脂）；P2树脂膜（固化后的树脂）

具体实施方式

下面，参照附图说明本发明涉及的一个实施方式。

【1】半导体晶片

图1表示一个实施方式中的作为工件的半导体晶片（以下称之为晶片）。该晶片1是通过钢丝锯对由硅等构成的圆柱状的材料结晶块切割为既定厚度而获得的原材料阶段的部件。晶片1由于切断时产生的阻力等而出现翘起或弯曲。在该晶片1的背面1b涂布紫外线固化型树脂并使其固化之后，对晶片1的表面1a（正面）1a进行磨削，接着对背面1b进行磨削而加工为平坦形状，此后在所磨削的表面上形成由具有电路的多个器件构成的图案。

【2】树脂包覆装置的构成

图2表示向晶片1的背面1b提供树脂使其固化的一个实施方式的树脂涂布装置10。图2中符号11是中空的基座，在该基座11的上部配设有矩形板状工作台12，工作台12的上表面形成为平坦且水平的工件载置面12a。工作台12由可透射紫外线的硼硅玻璃或水晶玻璃等构成，工作台12的下表面面对着基座11内的中空部。

基座11内的底部配设有朝向上方的工作台12照射紫外线（紫外光）的多个UV灯13。另外，基座11上设有矩形板状的闸门（shutter）15，该闸门15通过气缸14而在UV灯13的上方进退，在进入时遮挡通往UV灯13上方的紫外线照射光路。闸门15在图2中仅示出了1个，其实如图3所示具有左右一对，在各闸门15上连接着气缸14。

气缸14具有在基座11上沿水平方向伸缩的活塞杆14a，闸门15以水平状态固定在活塞杆14a的前端。如图3所示，当活塞杆14a伸长时，则左右闸门15会进入到UV灯13的上方，左右闸门15的前端彼此抵接而成为闭合状态，遮挡从UV灯13向上方照射紫外线。另外，当活塞杆14a缩短时，则如图5（b）所示，各闸门15成为从UV灯13上方退开的开放状态，从UV灯13向工作台12照射紫外线。

如图3所示，在基座11内的闸门15的上方配设有遮挡紫外线以外的光的矩形板状的滤光器16。通过该滤光器16将基座11内的空间上下分隔开。如图2所示，基座11的侧壁部11a上设有圆筒状的排气管17，该排气管17与基座11内的滤光器16的上方空间连通。该排气管17连接着抽吸基座11内的空气并排出的未图示的排气单元。

基座11内由于从UV灯照射的紫外线而温度上升，因此可能导致工作台12热膨胀，进而工作台12的工件载置面12a的平坦度降低。因此，通过从排气管17向外部排出工作台12的下表面侧的空气，从而可抑制工作台12的温度上升，可维持工件载置面12a的平坦度。另外，通过滤光器16遮挡不需要的光成分，由此也能维持工件载置面12a的平坦度。

如图2所示，在基座11上且在工作台12的里侧直立设置有背板部18，在该背板部18的上端部还形成有朝向工作台12的上方延伸的保护部19。而且保护部19设有晶片保持单元20，该晶片保持单元20水平吸附并保持晶片1，并且使所保持的晶片1向下方移动。

晶片保持单元20具有：从保护部19的大致中心向下方的工作台12与保护部19之间的空间延伸的主杆21，配设在该主杆21周围的多个（此时为4个）副杆22，以及水平地固定于这些杆21、22下端的圆板状的按压衬垫23。彼此平行配设的各杆21、33在上端部分别具有驱动部21A、22A，这些驱动部21A、22A固定在保护部19上。只要驱动部21A、22A分别运转，则各杆21、22以向下方伸出或向上方缩短的方式动作，按压衬垫23伴随各杆21、22的伸缩而升降。

如图3所示，在按压衬垫23的下表面的大部分上设有吸附部24。该吸附部24通过多孔质材料形成为圆板状，因此在所连接的未图示的空气吸引源运转时，就会在吸附部24的平坦的下表面即吸附面24a上产生负压，晶片1被吸附并保持于该吸附面24a上。

【3】树脂包覆装置的动作

接着说明上述树脂包覆装置10的工作。在该动作中包含着本发明的树脂包覆方法。

作为初始状态，如图3（a）所示，UV灯13始终在启动状态下照射紫外线，而闸门15关闭，UV灯13就不会向工作台12照射紫外线。另外，按压衬垫23被定位在上方的待机位置。

如图3（b）所示，从该状态起，以块状的状态向工作台12的工件载置面12a的中央提供预定量的液态树脂P1。所提供的树脂P1使用通过接受紫外线的照射而固化的紫外线固化型树脂，且粘度选择例如50～30000mPa左右的材料。接着，如图3（c）所示，将晶片1载置在提供给工件载置面12a的树脂P1上。

接下来，驱动部21A、22A运转，各杆21、22向下方延伸，使按压衬垫23下降，使吸附部24的吸附面24a抵接在按压衬垫23的表面1a上，再使按压衬垫23下降而向树脂P1按压晶片1。于是，如图4（a）所示，树脂P1被压展而成为从晶片1的背面挤出的状态，可以确保在晶片1的整个背面1b上均匀地附着有树脂P1的状态（工件按压工序）。

如上当树脂P1被涂布在晶片1的背面1b的整个面上时，在按压衬垫23的吸附部24上产生负压，将晶片1的表面1a吸附在吸附面24a上，形成为用吸附部24保持住变为平坦的晶片1的状态。一旦由吸附部24保持住晶片1，则停止驱动部21A、22A的运转，或通过运转来减小施加给树脂P1的压力。于是，利用按压衬垫23向树脂P1按压晶片1的负荷减弱，如图4（b）所示，受到树脂P1的反作用力而使得保持在按压衬垫23上的晶片1略微上升，由此树脂P1的厚度变大一些（工件移动工序）。此时，晶片1的上升量达到如下位置：在上升后的树脂P1的厚度范围内，能充分实现晶片1恢复原本形状的变形的位置（与变形要素对应的位置）。

接下来，停止按压衬垫23的负压运转，解除保持晶片1的状态，然后如图5（a）所示，使按压衬垫23上升而返回待机位置，使吸附面24a背离（离开）晶片1的表面1a（按压单元背离工序）。当按压衬垫23背离了晶片1时，则平坦的晶片1会由于内部应力而变形为恢复到原本状态。此时由于树脂P1尚未进行固化处理，因此可实现晶片1的变形，该变形是在使树脂P1流动的同时产生的。

接着如图5（b）所示，打开闸门15。于是，从UV灯13发出的紫外线经由滤光器16照射在树脂P1上（树脂固化工序）。被照射了紫外线的树脂P1固化，会在晶片1的背面1b上形成与背面1b紧密贴合的树脂膜P2，成为可从工件载置面12a取出晶片1的状态。树脂膜P2的与工件载置面12a紧密贴合的表面（下表面）由于转印了平坦的工件载置面12a而平坦地形成。

【4】晶片的磨削中的平坦加工

如上，背面1a包覆有树脂膜P2的晶片1被转移到对两面进行磨削的平坦加工工序。图6表示用于磨削晶片1的磨削主轴30和卡盘40。

磨削主轴30在圆筒状的外壳31内内置有通过电动机32而旋转的主轴轴体33，磨削主轴30构成为：在主轴轴体33上通过凸缘（flange）34固定有砂轮飞轮35。磨削主轴30设置成主轴轴体33的轴向沿着上下方向的状态，能利用未图示的升降机构进行升降。砂轮飞轮35是在环状的框架36的下表面呈环状排列地固设有多个砂轮芯片37而构成的。

卡盘40以与砂轮飞轮35对置的方式配置在磨削主轴30的下方。卡盘40的水平的上表面是通过吸附部41构成的，吸附部41利用负压的作用吸附地保持工件。该吸附部41为与上述树脂包覆装置10的按压衬垫23的吸附部24相同的结构，通过多孔质材料形成为圆板状，该吸附部41的上表面为吸附面41a。卡盘40通过未图示的旋转驱动单元进行旋转。

关于晶片1的磨削，首先如图6所示，将树脂膜P2吸附在吸附部41的吸附面41a上，将晶片1在露出其表面1a的状态下保持在卡盘40上。然后使卡盘40旋转，另一方面，在使磨削主轴30下降的同时将旋转的砂轮37按压在晶片1的表面上。由此，对晶片1的表面1a进行磨削。并且，在该情况下，旋转的砂轮飞轮35的外周部在旋转着的晶片1的中心通过，对晶片1的整个表面进行磨削，将表面加工平坦。

如图7（a）所示，当晶片1的表面1a被加工平坦后，接下来如图7（b）所示，从晶片1的背面1b剥离树脂膜P2将其去除。然后，将磨削过的表面1a吸附在吸附面41a上，将晶片1在露出背面1b的状态下保持在卡盘40上。然后，在使卡盘40旋转的同时通过磨削主轴30来磨削背面1b，如图7（c）所示将背面1b加工平坦。综上，如图7（d）所示，表面1a和背面1b被加工平坦且彼此平行，获得厚度均匀的晶片1。

【5】实施方式的作用效果

如上所述，在通过树脂包覆装置10在晶片1的背面1b包覆树脂膜P2的实施方式中，重点是这样的步骤：通过按压衬垫23向树脂P1按压载置在树脂P1上的包含翘起或弯曲的晶片1之后，在按压衬垫23上保持晶片1并使晶片1上升，此后将树脂P1固化。

通过在按压后使晶片1上升并增大树脂P1的厚度，从而使通过按压而变得平坦的晶片1凭借内部应力而在使树脂P1流动的同时发生恢复为原本形状的变形，能再现按压前的变形状态。因此，在使树脂P1固化的状态下可将晶片1的形状保持为原本的变形状态，即便在从晶片1去除了树脂膜P2之后也难以在晶片1上产生变形。因此，可将磨削为平坦的晶片1保持为原有的平坦状态。

另外，在使按压衬垫23背离晶片1之前使晶片1紧密贴合在树脂P1上而处于矫正为平坦的状态，因此能使树脂P1上的该晶片1具有考虑到存在重力的环境下产生的挠曲这样的严格平坦度。以往没有考虑到挠曲导致的晶片变形，将变形后的晶片直接载置在树脂上，晶片以包含挠曲导致的变形的形状固定在树脂上，此后再进行磨削。

因此，在以往的晶片中还包含挠曲带来的内部应力，在无重力环境下会由于挠曲带来的内部应力产生新的飞边。但是，被矫正为平坦后解除了矫正的晶片1缓和了重力影响，由此以主要由飞边导致变形的形状固定于树脂P1上。因此，所获得的晶片1不包含挠曲导致的内部应力，或者为与其接近的状态。其结果，晶片1即便在无重力的状态下也能成为更接近平坦的形状。

并且，作为这种情况下使用的树脂，考虑到晶片1的材料、结构和形状以及原本的内部应力等各种要素来选定适当的粘度和厚度，由此能更为显著地获得本发明的效果。即，适当的粘度和厚度是指：允许解除了矫正后的晶片中由飞边导致的变形，并且能抑制解除了矫正后的晶片中由挠曲导致的变形。换言之，可以说是以大致同等力量推回由于重力而产生于晶片上的力这样的树脂。

【6】其他实施方式的树脂包覆装置的动作

在上述实施方式中，如图3（c）所示，在提供给工作台12的树脂P1上载置了晶片1之后，朝树脂P1按压该晶片1，但也可以朝树脂P1按压矫正了变形而变为平坦的晶片1。

通过吸附晶片1进行矫正，从而晶片1发生变形，使得原本的翘起或弯曲这样的变形变为平坦。然后树脂P1被按压，提供给工作台12的工件载置面12a的树脂P1被压展，但是由于晶片1变得平坦，所以易于将树脂P1均匀地分布到晶片1的背面1b整体上。另外，还具有气泡不易进入晶片1与树脂P1之间的优点。

另外，在本实施方式中，向工作台12的工件载置面12a提供块状的树脂P1，通过晶片1按压该树脂P1，从而将树脂P1涂布在晶片1背面1b上。在该状态下，可以使所使用的树脂P1的量设为能涂布在晶片1背面1b上的最低限度的量，其结果可抑制树脂使用量而实现成本降低。另外，由于能在即将使用前提供树脂P1，因此可使用粘度较低的树脂，粘度的选择变多，可以使晶片1更接近平坦。在这种实施方式中，由于需要按压树脂P1使其展开，因此本实施方式尤其有效。

即，如图8（a）～（b）所示，如果向工作台12的工件载置面12a提供了树脂P1，则会在按压衬垫23的吸附部24上产生负压，如图8（c）所示，将晶片1的表面1a吸附在吸附部24的吸附面24a上。除了翘起或弯曲之外还包含上述挠曲而变形的晶片1紧密贴合在吸附面24a上，得以矫正变形，晶片1以平坦的状态保持于按压衬垫23上。接着，使按压衬垫23下降，将树脂P1紧密贴合在平坦的晶片1的背面1b上，进一步使按压衬垫23下降，从而如图4（a）所示，朝树脂P1按压晶片1。此后进行与上述实施方式相同的动作，在晶片1的背面1b形成树脂膜P2。

并且，在上述实施方式中，向工作台12的工件载置面12a进行的树脂P1的提供是直接向工件载置面12a提供所需的量的树脂P1，而本发明方法不限于该提供方式。例如可以采用如下方式：以预先涂布了树脂的膜的涂有树脂的一面为上侧，向工作台12的工件载置面12a上提供树脂，将吸附在按压衬垫23上的晶片紧密贴合在该膜的上表面的树脂上进行按压，从而在晶片的背面涂布树脂。

另外，当晶片1为包含飞边的形状的情况下，如果将飞边突出侧的面吸附在按压衬垫23的吸附部24上，则在解除矫正后容易产生在使树脂P1流动的同时飞边恢复的动作，因而属于优选方式。

Claims (6)

1.一种为了对包含翘起或弯曲变形要素的薄板状工件的一个面进行磨削而加工为平坦，并在该工件的另一面上包覆树脂的树脂包覆方法，其特征在于，该树脂包覆方法具有如下步骤：

工件按压工序，通过按压单元从上述一个面侧朝向固化性树脂按压该工件；

工件移动工序，在将上述工件保持在上述按压单元上的状态下，在从上述另一面朝向上述一个面的方向上，将该工件至少移动到与上述变形要素对应的位置上；

按压单元背离工序，使上述按压单元从上述工件的上述一个面背离；以及

树脂固化工序，通过外部刺激施加单元对上述固化性树脂施加刺激，使该固化性树脂固化，

在上述工件按压工序中，在上述一个面紧贴在上述按压单元上而矫正了上述变形要素的状态下保持上述工件，并朝向上述固化性树脂按压该工件。

2.根据权利要求1所述的树脂包覆方法，其特征在于，

在上述工件按压工序中，该树脂以块状的状态提供预定量，

利用该工件向该树脂进行按压，由此将树脂涂布在该工件的另一面上。

3.根据权利要求1或2所述的树脂包覆方法，其特征在于，上述固化性树脂是通过紫外线照射而固化的紫外线固化树脂，

上述外部刺激施加单元是照射紫外线的紫外线照射单元。

4.根据权利要求1或2所述的树脂包覆方法，其特征在于，上述固化性树脂是通过加热而固化的热固化树脂，

上述外部刺激施加单元是进行加热的加热单元。

5.根据权利要求1或2所述的树脂包覆方法，其特征在于，上述固化性树脂是通过被加热而液化、通过被冷却而固化的热塑性树脂，

上述外部刺激施加单元是进行冷却的冷却单元。

6.一种为了对包含翘起或弯曲变形要素的薄板状工件的一个面进行磨削而加工为平坦，并在该工件的另一面上包覆树脂的树脂包覆装置，其特征在于，该树脂包覆装置具有：

工件保持单元，其在露出上述另一面的状态下拆装自由地保持上述工件；

工作台，其具有与该工件保持单元相对配置的工件载置面，在该工件载置面上被提供有固化性树脂；

按压单元，其朝向被提供给上述工作台的上述工件载置面上的上述固化性树脂按压被保持在上述工件保持单元上的上述工件；

工件移动单元，其使被上述按压单元朝向上述固化性树脂按压的上述工件在从上述另一面朝向上述一个面的方向上移动；以及

外部刺激施加单元，其对被提供给上述工作台的上述工件载置面的上述固化性树脂施加外部刺激。

Images