CN105609404A - 双层结构晶片的加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供双层结构晶片的加工方法，其消除了晶片的中心的错开。构成为具有：保持步骤，通过卡盘工作台(4)对双层结构晶片(11)的第二晶片(31)侧进行保持；轮廓推断步骤，从第一晶片(21)侧对露出第二晶片的正面(31a)的区域进行摄像，检测出第二晶片的外周缘(31c)的三个点以上的坐标，并推断出第二晶片的轮廓；倒角部去除步骤，将切削刀具(10)定位在第二晶片的外周缘上，一边使切削刀具切入第一晶片的外周缘(21c)一边使卡盘工作台旋转，由此沿着第二晶片的外周缘呈环状切削第一晶片的外周缘，以使第一晶片的中心和第二晶片的中心一致的方式去除第一晶片的倒角部；以及磨削步骤，对第一晶片进行磨削而使其变薄。

Description

双层结构晶片的加工方法
技术领域
本发明涉及将在外周缘具有倒角部的第一晶片贴合于第二晶片而成的双层结构晶片的加工方法。
背景技术
近年来，为了实现小型轻量的器件芯片，需要将由硅等半导体材料构成的晶片加工得较薄。例如，对在由正面的间隔道(分割预定线)划分出的区域内形成有IC等器件的晶片，通过对其背面侧进行磨削而使其变薄。变薄后的晶片沿着间隔道被分割为与各器件对应的多个器件芯片。
为了防止搬送中的缺损等，对于在这样的器件芯片的制造中所使用的晶片的外周缘实施了倒角加工。然而，当通过磨削使倒角后的晶片变薄时，晶片的外周缘如刀刃那样尖薄，反而容易产生缺损等。
因此，提出有在通过磨削进行薄化之前将晶片的实施了倒角加工的部分(倒角部)切削去除的晶片的加工方法(例如，参照专利文献1)。在该加工方法中，在磨削之前使切削刀具切入外周缘而将倒角部切削去除，由此防止了外周缘像刀刃那样尖薄。
然而，在制造通过玻璃基板等支承器件芯片的正面侧而成的CMOS图像传感器、或使器件芯片在厚度方向上层叠并通过硅贯通电极等进行连接而成的层叠器件芯片等时，会形成例如将两枚晶片贴合而成的双层结构晶片。
在该种情况下，如果如上述那样在去除倒角部之后将两枚晶片贴合，则需要对附着有切削屑的晶片进行清洗的工程，因此，一般是在使晶片贴合后再去除倒角部。
专利文献1：日本特开2000-173961号公报
在形成双层结构晶片时，当以使两枚晶片各自具有的器件进行接合的方式来贴合晶片时，存在两枚晶片的中心不一致的问题。
如果在该种状态下例如沿着位于上方的第一晶片的外周缘去除第一晶片的倒角部，则该第一晶片会以相对于位于下方的第二晶片错开的状态残留。这样的偏心状态会在后面的工程中成为问题。
发明内容
本发明是鉴于该问题而完成的，其目的在于提供一种消除了晶片的中心的错开的双层结构晶片的加工方法。
根据本发明，提供一种双层结构晶片的加工方法，所述双层结构晶片是将在外周缘具有倒角部的第一晶片的正面贴合于第二晶片的正面而形成的，并且第一晶片的中心和第二晶片的中心错开，其特征在于，所述双层结构晶片的加工方法具有：保持步骤，通过可旋转的卡盘工作台的保持面对双层结构晶片的第二晶片侧进行保持；轮廓推断步骤，在实施了该保持步骤后，通过摄像构件从第一晶片侧对露出第二晶片的正面的区域进行摄像，检测出第二晶片的外周缘的三个以上的点的坐标，并推断出第二晶片的轮廓；倒角部去除步骤，在实施了该轮廓推断步骤后，将切削刀具定位在第二晶片的外周缘上，一边使该切削刀具切入第一晶片的外周缘一边使该卡盘工作台旋转，由此沿着第二晶片的外周缘呈环状切削第一晶片的外周缘，以使第一晶片的中心和第二晶片的中心一致的方式去除第一晶片的倒角部；以及磨削步骤，在实施了该倒角部去除步骤之后，从背面对第一晶片进行磨削而使其变薄为规定的厚度。
在本发明中，可以是，第一晶片和第二晶片以形成在各自的正面上的器件彼此位置对准的状态贴合在一起。
由于本发明所涉及的双层结构晶片的加工方法具有：轮廓推断步骤，从第一晶片侧对露出第二晶片的正面的区域进行摄像，并推断出第二晶片的轮廓；和倒角部去除步骤，沿着第二晶片的外周缘对第一晶片的外周缘进行切削，以第一晶片的中心和第二晶片的中心一致的方式去除第一晶片的倒角部，因此，能够消除晶片的中心的错开。
附图说明
图1的(A)是示意性地示出双层结构晶片的结构例的分解立体图，图1的(B)是示意性地示出双层结构晶片的结构例的立体图。
图2的(A)是对保持步骤和轮廓推断步骤进行说明的侧视图，图2的(B)是对轮廓推断步骤进行说明的俯视图。
图3的(A)是用于说明倒角部去除步骤的侧视图，图3的(B)是示意性地示出去除了第一晶片的倒角部后的双层结构晶片的侧视图。
图4的(A)是用于说明磨削步骤的侧视图，图4的(B)是示意性地示出第一晶片变薄后的双层结构晶片的侧视图。
标号说明
11：双层结构晶片；21：第一晶片；21a：正面；21b：背面；21c：外周缘；23：间隔道(分割预定线)；25：器件；31：第二晶片；31a：正面；31b：背面；31c：外周缘；33：间隔道(分割预定线)；35：器件；2：切削装置；4：卡盘工作台；4a：保持面；6：照相机(摄像构件)；8：切削单元；10：切削刀具；22：磨削装置；24：卡盘工作台；24a：保持面；26：磨削单元；28：主轴；30：轮座；32：磨轮；34：轮基座；36：磨削磨具。
具体实施方式
参照附图，对本发明的实施方式进行说明。本实施方式所涉及的双层结构晶片的加工方法具有保持步骤、轮廓推断步骤、倒角部去除步骤以及磨削步骤。
在保持步骤中，利用卡盘工作台的保持面对双层结构晶片的第二晶片侧进行保持。在轮廓推断步骤中，从第一晶片侧对第二晶片的露出的区域进行摄像，并推断出第二晶片的轮廓。
在倒角部去除步骤中，沿着第二晶片的外周缘对第一晶片的外周缘进行切削，去除第一晶片的倒角部以使第一晶片的中心和第二晶片的中心一致的方式。在磨削步骤中，对第一晶片进行磨削使其变薄为规定的厚度。接下来，对本实施方式所涉及的双层结构晶片的加工方法进行详细叙述。
图1的(A)是示意性地示出本方式所涉及的双层结构晶片的结构例的分解立体图，图1的(B)是示意性地示出双层结构晶片的结构例的立体图。如图1的(A)和图1的(B)所示，本实施方式所涉及的双层结构晶片11具有形成为圆盘状的第一晶片21和第二晶片31。
第一晶片21的正面21a和第二晶片31的正面31a分别由呈格子状排列的多个间隔道(分割预定线)23、33划分为多个区域，在各区域中形成有IC等器件25、35。在第一晶片21的外周缘21c和第二晶片31的外周缘31c分别形成有实施了倒角加工的倒角部。
如图1的(A)所示，双层结构晶片11是通过将第一晶片21的正面21a贴合于第二晶片31的正面31a而形成的。在本实施方式中，将第一晶片21和第二晶片31以形成于各自的正面21a、31a上的器件25、35彼此位置对准的状态进行贴合。
由此，能够形成使第一晶片21的器件25和第二晶片31的器件35接合在一起的接合器件。在本实施方式中，在将这样形成的双层结构晶片11的第一晶片21所具有的倒角部去除之后，对第一晶片21进行磨削使其变薄。
然而，如上所述，在以使第一晶片21和第二晶片31各自具有的器件25、35接合的方式将第一晶片21和第二晶片31贴合在一起时，如图1的(B)所示，存在第一晶片21和第二晶片31的中心不一致的问题。
这样，第一晶片21和第二晶片31的中心偏移的状态(偏心状态)会在后面的磨削工程等中成为问题。因此，在本实施方式所涉及的双层结构晶片的加工方法中，以能够消除第一晶片21和第二晶片31的中心偏移的方式对双层结构晶片11进行加工。
具体而言，首先，实施通过切削装置的卡盘工作台对上述的双层结构晶片11进行保持的保持步骤。图2的(A)是用于说明保持步骤和接下来的轮廓推断步骤的侧视图。如图2的(A)所示，在本实施方式中所使用的切削装置2具有对双层结构晶片11进行吸引保持的卡盘工作台4。
该卡盘工作台4与马达等旋转驱动源(未图示)连结，并绕着与铅直方向平行的旋转轴旋转。并且，在卡盘工作台4的下方设置有移动单元(未图示)，卡盘工作台4通过该移动单元在水平方向上移动。
卡盘工作台4的上表面为对上述的双层结构晶片11进行吸引保持的保持面4a。吸引源(未图示)的负压通过形成在卡盘工作台4的内部的流路(未图示)作用于该保持面4a。
在保持步骤中，首先，以使第二晶片31的背面31b侧与卡盘工作台4的保持面4a接触的方式将双层结构晶片11载置在卡盘工作台4上。如果在该状态下使吸引源的负压作用于保持面4a，则双层结构晶片11被吸引保持在卡盘工作台4上。
在保持步骤之后，实施推断出第二晶片31的轮廓的轮廓推断步骤。图2的(B)是用于说明轮廓推断步骤的俯视图。在如上述那样第一晶片21和第二晶片31的中心发生偏移的状态下，如图2的(B)所示，第二晶片31的正面31a的一部分与第一晶片21的背面21b一起在上方露出。
在轮廓推断步骤中，通过对该露出的区域进行摄像，来推断出第二晶片31的轮廓。如图2的(A)所示，在卡盘工作台4的上方配置有照相机(摄像构件)6。通过将照相机6定位在第二晶片31的外周缘31c的上方并使卡盘工作台4旋转，如图2的(B)所示，能够对露出第二晶片31的正面31a的区域A进行摄像。
在对露出第二晶片31的正面31a的区域A进行摄像之后，基于形成的拍摄图像，提取(检测)出第二晶片31的外周缘31c上的至少三个点的坐标。例如，如图2的(B)所示，只要基于对区域A进行摄像所得到的拍摄图像提取外周缘31c上的点P1、P2、P3的坐标即可。
然后，基于提取出的三个点P1、P2、P3的坐标来推断出第二晶片31的轮廓(即，外周缘31c)。由于第二晶片31的轮廓为大致圆形，因此，能够基于提取出的至少三个点P1、P2、P3的坐标求出第二晶片31的轮廓。
在轮廓推断步骤之后，实施去除第一晶片21的倒角部的倒角部去除步骤。图3的(A)是用于说明倒角部去除步骤的侧视图。如图3的(A)所示，切削装置2具有切削去除第一晶片21的倒角部的切削单元8。切削单元8具有绕着大致水平的旋转轴旋转的切削刀具10。
在倒角部去除步骤中，首先，将切削刀具10定位在第二晶片31的外周缘31c的上方。接着，分别使卡盘工作台4和切削刀具10旋转，将切削刀具10切入第一晶片21。这里，对应于在轮廓推断步骤中计算出的第二晶片31的轮廓来调整切削刀具10的切入位置。
由此，沿着第二晶片31的外周缘31c以环状对第一晶片21的外周缘21c进行切削，从而能够去除第一晶片21的倒角部。图3的(B)是示意性地示出去除了第一晶片21的倒角部后的双层结构晶片11的侧视图。
在本实施方式的倒角部去除步骤中，由于沿着第二晶片31的外周缘31c去除第一晶片21的倒角部，因此，如图3的(B)所示，去除了倒角部的第一晶片21的中心与第二晶片31的中心一致。
在倒角部去除步骤之后，实施对第一晶片21进行磨削使其变薄为规定的厚度的磨削步骤。图4的(A)是用于说明磨削步骤的侧视图。如图4的(A)所示，在本实施方式中使用的磨削装置22具有对双层结构晶片11进行吸引保持的卡盘工作台24。
该卡盘工作台24与马达等旋转驱动源(未图示)连接，并绕着与铅直方向平行的旋转轴旋转。并且，在卡盘工作台24的下方设置有移动单元(未图示)，卡盘工作台24通过该移动单元在水平方向上移动。
卡盘工作台24的上表面为对上述的双层结构晶片11进行吸引保持的保持面24a。吸引源(未图示)的负压通过形成在卡盘工作台4的内部的流路(未图示)作用于该保持面24a。
在卡盘工作台24的上方配置有对双层结构晶片11进行磨削的磨削单元26。磨削单元26具有构成旋转轴的主轴28。在主轴28的下端部(末端部)设置有圆盘状的轮座30。
在轮座30的下表面上安装有直径与轮座30大致相同的磨轮32。磨轮32具有由不锈钢、铝等金属材料形成的轮基座34。在轮基座34的下表面上呈环状固定有多个磨削磨具36。
在主轴28的上端侧(基端侧)连结有马达等旋转驱动源(未图示)。磨轮32通过从该旋转驱动源传递来的旋转力绕着与铅直方向平行的旋转轴旋转。
在磨削步骤中，首先，以第一晶片21的背面21b侧在上方露出的方式将双层结构晶片11吸引保持在卡盘工作台24上。接着，一边使卡盘工作台24和主轴28旋转一边使磨轮32下降，并且一边供给纯水等磨削液一边使磨削磨具36的下表面与第一晶片21的背面21b接触。
由此，对背面21b侧进行磨削从而能够使第一晶片21变薄。图4的(B)是示意性地示出第一晶片21变薄后的双层结构晶片11的侧视图。如图4的(B)所示，当第一晶片21变薄到预先设定的规定的厚度时，磨削步骤结束。
如上所述，由于本实施方式所涉及的双层结构晶片的加工方法具有如下步骤：轮廓推断步骤，从第一晶片21侧对露出第二晶片31的正面31a的区域进行摄像，从而推断出第二晶片31的轮廓；和倒角部去除步骤，沿着第二晶片31的外周缘31c对第一晶片21的外周缘21c进行切削，以使第一晶片21的中心和第二晶片31的中心一致的方式去除第一晶片21的倒角部，因此，能够消除晶片的中心偏移。
此外，只要不脱离本发明的目的的范围，就能够适当变更上述实施方式所涉及的结构、方法等并实施。

Claims (2)

1.一种双层结构晶片的加工方法，所述双层结构晶片是将在外周缘具有倒角部的第一晶片的正面贴合于第二晶片的正面而形成的，并且第一晶片的中心和第二晶片的中心错开，其特征在于，
所述双层结构晶片的加工方法具有：
保持步骤，通过可旋转的卡盘工作台的保持面对双层结构晶片的第二晶片侧进行保持；
轮廓推断步骤，在实施了该保持步骤后，通过摄像构件从第一晶片侧对露出第二晶片的正面的区域进行摄像，检测出第二晶片的外周缘的三个以上的点的坐标，并推断出第二晶片的轮廓；
倒角部去除步骤，在实施了该轮廓推断步骤后，将切削刀具定位在第二晶片的外周缘上，一边使该切削刀具切入第一晶片的外周缘一边使该卡盘工作台旋转，由此沿着第二晶片的外周缘呈环状切削第一晶片的外周缘，以使第一晶片的中心和第二晶片的中心一致的方式去除第一晶片的倒角部；以及
磨削步骤，在实施了该倒角部去除步骤之后，从背面对第一晶片进行磨削而使其变薄为规定的厚度。
2.根据权利要求1所述的双层结构晶片的加工方法，其特征在于，
第一晶片和第二晶片以形成在各自的正面上的器件彼此位置对准的状态贴合在一起。
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