CN103042449A - 晶片磨削方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种晶片磨削方法，在对在表面具有凹凸的半导体晶片的背面进行磨削的时候使背面的平坦度提高。以没过凸块（11）的方式在晶片（1）的表面（1a）涂布树脂（2），在使该树脂（2）半硬化后，通过以未到达凸块（11）的深度进行切削而使树脂（2）的表面平坦化，从而使树脂的表面不会显现出与凸块（11）对应的凹凸。接着，将支承基板贴附在平坦化的树脂的表面，在支承着平坦的支承基板侧的状态下对晶片背面进行磨削，从而不受晶片表面的凹凸的影响地使磨削后的晶片背面高精度地平坦化。

Description

晶片磨削方法
技术领域
本发明涉及在表面形成有凸块的晶片的背面进行磨削的磨削方法。
背景技术
近些年，作为新的三维安装技术，持续开发出了下述技术：将多个半导体芯片层叠，形成将层叠起来的芯片贯穿的贯通电极以将半导体芯片彼此连接的层叠技术；以及将多个半导体晶片层叠，形成将层叠起来的晶片贯穿的贯通电极以将半导体晶片彼此连接的层叠技术（TSV：Through Silicon Via，硅通孔）（例如，参照专利文献1）。
一般来说，用于三维安装的半导体晶片由于要磨削薄至厚度达到50μm以下，因此存在着发生弯曲而使后续处理变得困难的问题。因此，为了防止半导体晶片的弯曲，提出在半导体晶片的表面通过树脂、蜡等与由硬质板构成的辅助板接合后对半导体晶片的背面进行磨削的方法（例如，参照专利文献2）。
专利文献1：日本特开2004-241479号公报
专利文献2：日本特开2004-207606号公报
然而，用于三维安装的半导体晶片由于在表面形成有凸块而存在凹凸，因此当以覆盖晶片的整个表面的方式涂布树脂，将辅助板压接到树脂表面并使树脂硬化时，会在树脂表面显现出与凸块的凹凸对应的凹凸的状态下贴附辅助板。
然后，当对在树脂表面显现出凹凸的状态下贴附的辅助板所支承的半导体晶片的背面进行磨削时，存在着由于残留的凹凸的影响而使得磨削后的半导体晶片背面的平坦度变差的问题。
发明内容
本发明正是鉴于上述问题而完成的，其目的在于，在对表面存在凹凸的半导体晶片的背面进行磨削的情况下，提高该背面的平坦度。
本发明涉及对在表面形成有凸块的晶片的背面侧进行磨削的磨削方法，该晶片磨削方法由下述各步骤构成。
（1）树脂涂布步骤，在该树脂涂布步骤中，从晶片的表面侧以没过凸块的方式在晶片的表面涂布受到外部刺激而能硬化的树脂；
（2）树脂半硬化步骤，在该树脂半硬化步骤中，使所述受到外部刺激而能硬化的树脂达到保留有粘接性的半硬化状态；
（3）树脂表面平坦化步骤，在该树脂表面平坦化步骤中，在树脂半硬化步骤后，从所述受到外部刺激而能硬化的树脂的表面侧切削至未到达凸块的深度以使所述受到外部刺激而能硬化的树脂的表面平坦化；
（4）支承基板贴附步骤，在该支承基板贴附步骤中，将支承基板压接在平坦化后的所述受到外部刺激而能硬化的树脂的表面，并且使所述受到外部刺激而能硬化的树脂完全硬化，从而通过所述受到外部刺激而能硬化的树脂使支承基板贴附在晶片的表面；以及
（5）磨削步骤，在该磨削步骤中，从贴附有支承基板的晶片的背面侧进行晶片的薄化磨削。
本发明通过以没过凸块的方式在晶片表面涂布树脂，在使该树脂半硬化后，将树脂切削至未到达凸块的深度以使树脂的表面平坦化，从而在树脂表面不会显现出与凸块对应的凹凸。并且，通过将支承基板贴附在平坦化后的树脂的表面，并在支承平坦的支承基板侧的状态下进行晶片背面的磨削，因而不会受到晶片表面的凹凸的影响，能够使磨削后的晶片背面高精度地平坦化。
附图说明
图1是示出形成有凸块的半导体晶片的一例的局部放大剖视图。
图2是示出以没过凸块的方式在表面涂布有树脂的半导体晶片的局部放大剖视图。
图3是示出使树脂半硬化的状态的局部放大剖视图。
图4是示出切削树脂达到平坦化的状态的局部放大剖视图。
图5是示出将支承基板贴附在平坦化后的树脂的状态的局部放大剖视图。
图6是示出磨削半导体晶片的背面的状态的局部放大剖视图。
标号说明
1：半导体晶片；
1a：表面；
1b：背面；
10：电极；
11：凸块；
2：树脂；
2a：表面；
2b：树脂面；
3a、3b：加热器；
4：车刀切削装置；
40：旋转轴；
41：转盘；
42：车刀；
43：保持工作台；
5：支承基板；
6：磨削装置；
60：旋转轴；
61：转盘；
62：磨具；
63：保持工作台。
具体实施方式
图1所示的半导体晶片构成为在其内部的表面1a侧埋入有电极10，各电极10与从表面1a突出形成的凸块11相连接。下面，对磨削半导体晶片1的背面1b以使其薄化的方法进行说明。
（1）树脂涂布步骤
如图2所示，首先，在形成有凸块11的表面1a涂布树脂2。该树脂2以将凸块11没于树脂2中的方式涂布得比凸块11的高度还要厚。
树脂2是通过受到外部刺激而硬化并且粘接性下降的类型的树脂，例如可以使用通过加热而硬化的热硬化性树脂、受到紫外线照射而硬化的紫外线硬化性树脂等，但并不仅限于这两种。下面，对使用热硬化性树脂作为树脂2的情况进行说明。
（2）树脂半硬化步骤
在树脂涂布步骤后，通过对树脂2施加外部刺激的一种即加热，从而使树脂2成为半硬化状态（B阶段状态）。例如，如图3所示，将半导体晶片1的背面1b载置于加热器3a上，并且使加热器3b靠近树脂2的上方，从而从树脂2的两面侧进行加热。为使树脂2成为半硬化状态，将加热器3a、3b的温度设定为比成为全硬化状态的情况下的温度低的温度。如此对树脂2进行加热使其成为半硬化状态。
（3）树脂表面平坦化步骤
在树脂半硬化步骤后，例如，使用图4所示的车刀切削装置4对树脂2的表面2a侧进行切削。车刀切削装置4在旋转轴40的下端部的转盘41的下表面固定有车刀42，且车刀切削装置4构成为能够整体地升降。车刀42是通过在超硬合金等的下端形成由金刚石等形成的切削刃而构成的。而且，车刀切削装置4具备用于保持被加工物的保持工作台43。另外，作为车刀切削装置4，例如可以使用日本特开2005-340592号公报中所记载的结构的车刀切削装置。
在树脂2的切削时，将半导体晶片1的背面1b保持在保持工作台43，使半导体晶片1处于车刀42的侧方的位置。然后，将车刀42的下端设定于比凸块11的上端偏上的位置，在该状态下，使转盘41向图4中箭头A方向旋转，并且让半导体晶片1向靠近车刀42的方向（箭头B方向）移动。这样，如图4所示，树脂2被以不会达到凸块11的深度进行切削，树脂2的表面2a被削除，从而形成平坦化了的平坦面2b。由于树脂2处于半硬化的状态，因此树脂2处于能够通过切削实现平坦化，并且能够在之后的支承基板贴附步骤中粘接支承基板的状态。
（4）支承基板贴附步骤
在树脂表面平坦化步骤后，如图5所示，支承基板5压接在树脂2的平坦面2b。支承基板5采用例如由玻璃那样的高刚性材料构成的平板。由于树脂2处于半硬化状态还保留有粘接性，因此能够通过压接使支承基板5与半导体晶片1一体化。另外，在使用紫外线硬化树脂作为树脂2的情况下，为了以后对树脂2进行紫外线照射，所以支承基板5要使用透明或半透明材料。
在将支承基板5压接于树脂2后，通过加热树脂2而使树脂2完全硬化，通过树脂2将支承基板5贴附在半导体晶片1的表面1a并固定。另外，树脂2的加热，例如与树脂半硬化步骤相同，使用加热器从树脂2的两面侧进行加热。
由于在树脂表面平坦化步骤中对树脂2进行切削而形成了平坦面2b，因此在树脂2的表面不会显现出凸块11的凹凸。从而能够可靠地将支承基板5的整个面贴附在树脂2的平坦面2b。
（5）磨削步骤
在支承基板贴附步骤后，如图6所示，例如使用磨削装置6对半导体晶片1的背面进行磨削。磨削装置6通过在旋转轴60的下端部的转盘61的下表面呈圆环状地固定连接磨具62而构成，并且磨削装置6能够整体地升降。而且，磨削装置6具备用于保持被加工物的保持工作台63。
以半导体晶片1的背面1b朝上的状态将支承基板5侧保持在保持工作台63。然后，一边使保持工作台63向图6中箭头D方向旋转，一边使转盘61向箭头C的方向旋转并下降，从而通过使旋转的磨具62与半导体晶片1的背面1b接触并下压而对背面1b进行磨削。
此时，由于在树脂表面平坦化步骤中对树脂2进行切削而形成了平坦面2b，因而能够不受从半导体晶片1的表面1a突出的凸块11的凹凸影响地进行磨削。从而能够高精度地将磨削面形成为平坦面。而且，由于树脂2完全硬化，因此半导体晶片1能够在稳定的支承状态下进行磨削。
如此进行薄化磨削使电极10露出并将半导体晶片1形成为预期的厚度后，使转盘61上升并结束磨削。在磨削完成后，通过将树脂2从半导体晶片1的表面1a剥离，从而使电极10从背面侧露出，形成从表面突出形成有凸块的半导体晶片。

Claims (1)

1.一种晶片磨削方法，所述晶片磨削方法是对在表面形成有凸块的晶片的背面侧进行磨削的磨削方法，
所述晶片磨削方法包括下述步骤：
树脂涂布步骤，在该树脂涂布步骤中，从所述晶片的表面侧以没过所述凸块的方式在所述晶片的表面涂布受到外部刺激而能硬化的树脂；
树脂半硬化步骤，在该树脂半硬化步骤中，使所述受到外部刺激而能硬化的树脂达到保留有粘接性的半硬化状态；
树脂表面平坦化步骤，在该树脂表面平坦化步骤中，在所述树脂半硬化步骤后，从所述受到外部刺激而能硬化的树脂的表面侧切削至未到达所述凸块的深度以使所述受到外部刺激而能硬化的树脂的表面平坦化；
支承基板贴附步骤，在该支承基板贴附步骤中，将支承基板压接在平坦化后的所述受到外部刺激而能硬化的树脂的表面，并且使所述受到外部刺激而能硬化的树脂完全硬化，从而通过所述受到外部刺激而能硬化的树脂使所述支承基板贴附在所述晶片的表面；以及
磨削步骤，在该磨削步骤中，从贴附有所述支承基板的所述晶片的背面侧进行所述晶片的薄化磨削。
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