CN106098620A - 器件芯片的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种器件芯片的制造方法，缩短粘结层的形成所需时间。在器件芯片的制造方法中，利用在由多条分割预定线划分出的正面(11a)侧的各区域分别具有器件(13)的晶片(11)，制造与各器件对应的多个器件芯片(17)，该方法包括：槽，形成步骤，沿着分割预定线在晶片的正面侧形成深度相当于器件芯片的成品厚度的槽(15)；磨削步骤，在晶片的正面贴附保护部件(21)，对晶片的背面进行磨削，使得在背面侧露出槽，将晶片分割为各个器件芯片；粘结剂涂布步骤，在实施了磨削步骤后，向分割后的晶片的背面喷射而涂布液状管芯焊接用粘结剂(23)；以及硬化步骤，在实施了粘结剂涂布步骤后，使液状管芯焊接用粘结剂硬化。

Description

器件芯片的制造方法
技术领域
本发明涉及分割具有多个器件的晶片来制造与各器件对应的器件芯片的器件芯片的制造方法。
背景技术
在正面侧形成有多个器件的晶片例如沿着分割预定线(切割线)而被切削刀具切削，被分割为与各器件对应的多个器件芯片。为了将这种器件芯片固定于其他的基板等上，有时在器件芯片的背面侧设置固定用的粘结层。
将设置于背面侧的粘结层紧密贴合于固定对象的基板等上，并施加热和光等的外部刺激，能够使粘结层硬化以固定器件芯片。作为粘结层，例如可使用被称作粘片膜(DAF：Die Attach Film)等的管芯焊接(Die Bonding)用的膜状粘结剂。
这种膜状粘结剂形成为覆盖晶片的背面整体的大小，例如贴附于分割前的晶片的背面。在晶片的背面粘贴了膜状粘结剂后，将该膜状粘结剂与晶片一起分割，从而能够制造出在背面侧具有粘结层的器件芯片(例如，参照专利文献1)。
另外，上述膜状粘结剂很柔软，因此在通过卡盘台等保持晶片的背面侧(膜状粘结剂侧)以切削晶片的正面侧时，尤其在作为切削刀具的切断侧的晶片的背面侧容易造成器件芯片的缺损。
于是，提出了一种在进行了对晶片的正面侧进行半程切割后磨削背面侧以分割为多个器件芯片的DBG(Dicing Before Grinding：晶圆背磨)后，在背面侧贴附膜状粘结剂的器件芯片的制造方法(例如，参照专利文献2)。该制造方法中，通过激光光线切断贴附于晶片的背面侧的膜状粘结剂。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2000-182995号公报
专利文献2：日本特开2005-19525号公报
然而，该方法中，在贴附膜状粘结剂的阶段晶片已被分割为器件芯片，因此在贴附膜状粘结剂的工序和搬送晶片的工序等中器件芯片彼此间的间隔容易发生变化。因此，按照器件芯片的间隔规定的分割预定线有时会弯曲而不呈直线。
因此，在利用该方法切断膜状粘结剂的情况下，需要按照晶片的每条分割预定线重新调整激光光线的照射位置。特别在器件芯片较小的情况下(例如，5mm角以下)，分割预定线的数量变多而加工需要较长时间。
发明内容
本发明就是鉴于上述问题点而完成的，其目的在于提供缩短粘结层的形成所需的时间的器件芯片的制造方法。
本发明提供一种器件芯片的制造方法，利用晶片制造出与各器件对应的多个器件芯片，其中，该晶片在由多条分割预定线划分出的正面侧的各区域分别具有器件，该方法的特征在于，包括：槽形成步骤，沿着该分割预定线在晶片的该正面侧形成槽，该槽的深度相当于该器件芯片的成品厚度；磨削步骤，在晶片的该正面贴附保护部件，对晶片的背面进行磨削，使得在该背面侧露出该槽，将晶片分割为各个该器件芯片；粘结剂涂布步骤，在实施了该磨削步骤后，向分割后的晶片的该背面喷射而涂布液状管芯焊接用粘结剂；以及硬化步骤，在实施了该粘结剂涂布步骤后，使该液状管芯焊接用粘结剂硬化。
本发明可以构成为，该粘结剂涂布步骤中，通过喷雾器的喷射来涂布该液状管芯焊接用粘结剂。
发明的效果
本发明的器件芯片的制造方法中，在晶片的正面侧形成槽，磨削背面以将晶片分割为器件芯片后，向晶片的背面喷射而涂布液状管芯焊接用粘结剂，因此通过使该液状管芯焊接用粘结剂硬化，能够在各器件芯片形成粘结层。即，本发明的器件芯片的制造方法中，无需利用激光光线等切断粘结层，因此能够缩短粘结层的形成所需的时间。
附图说明
图1是示意性表示槽形成步骤的立体图。
图2是示意性表示磨削步骤中在晶片上贴附保护部件的状况的立体图。
图3的(A)和图3的(B)是示意性表示磨削步骤中磨削晶片的状况的侧视图。
图4的(A)是示意性表示粘结剂涂布步骤的局部剖面侧视图，图4的(B)是放大示出图4的(A)的一部分的图。
图5是示意性表示硬化步骤的局部剖面侧视图。
图6是示意性表示变形例的粘结剂涂布步骤的局部剖面侧视图。
标号说明
11：晶片，11a：正面，11b：背面，13：器件，15：槽，17：器件芯片，21：保护部件，21a：第1面，21b：第2面，23：液状管芯焊接用粘结剂，A：间隔，B：厚度，2：切削装置，4：卡盘台，6：切削组件，8：主轴外壳，10：切削刀具，12：磨削装置，14：卡盘台，14a：保持面，16：磨削组件，18：主轴外壳，20：主轴，22：轮安装器，24：磨削轮，26：轮基台，28：磨削砂轮，32：喷射装置，34：卡盘台，34a：保持面，36：喷雾器组件(喷雾器)，38：支承臂，40：喷雾器喷嘴，42：硬化装置，44：工作台，44a：保持面，46：光源，52：喷射装置，54：工作台，54a：保持面，56：喷射喷嘴。
具体实施方式
以下，参照附图，说明本发明的实施方式。本实施方式的器件芯片的制造方法包括槽形成步骤(参照图1)、磨削步骤(参照图2、图3的(A)和图3的(B))、粘结剂涂布步骤(参照图4的(A)和图4的(B))和硬化步骤(参照图5)。
在槽形成步骤中，将沿着分割预定线的槽形成于晶片的正面侧。在磨削步骤中，在晶片的正面贴附保护部件并对背面进行磨削，从而使得在背面侧露出槽而将晶片分割为器件芯片。在粘结剂涂布步骤中，向晶片的背面喷射而涂布液状管芯焊接用粘结剂。在硬化步骤中，使所涂布的液状管芯焊接用粘结剂硬化。以下，详细描述本实施方式的器件芯片的制造方法。
首先，实施将沿着分割预定线的槽形成于晶片的正面侧的槽形成步骤。图1是示意性表示槽形成步骤的立体图。如图1所示，本实施方式的晶片11是例如由硅等的半导体材料构成的圆板，其正面11a侧被划分为中央的器件区域和包围器件区域的外周剩余区域。
器件区域由呈格子状排列的多条分割预定线(切割线)而进一步划分为多个区域，在各区域形成有IC、LSI等的器件13。另外，在本实施方式中，将由硅等的半导体材料构成的圆板用作晶片11，然而对于晶片11的材质、形状等不做限制。例如，还可以将由陶瓷、树脂、金属等的材料构成的板用作晶片11。
本实施方式的槽形成步骤例如通过图1所示的切削装置2实施。切削装置2具有吸引并保持晶片11的背面11b侧的卡盘台4。卡盘台4与包括马达等的旋转机构(未图示)连结，并且绕大致平行于铅直方向的旋转轴进行旋转。此外，在卡盘台4的下方设置有移动机构(未图示)，卡盘台4通过该移动机构在水平方向上移动。
卡盘台4的上表面成为吸引并保持晶片11的背面11b侧的保持面。在该保持面上通过形成于卡盘台4的内部的流路(未图示)等而作用有吸引源(未图示)的负压，并且会产生用于吸引晶片11的吸引力。
在卡盘台4的上方配置有切削组件6。切削组件6具有被升降机构(未图示)支承的主轴外壳8。在主轴外壳8的内部收纳有与包括马达等的旋转机构(未图示)连结的主轴(未图示)。
主轴利用从旋转机构传递来的旋转力而绕大致平行于水平方向的旋转轴进行旋转，且通过升降机构而与主轴外壳8一起升降。此外，主轴的一端部向主轴外壳8的外部露出。在该主轴的一端部安装有圆环状的切削刀具10。
在槽形成步骤中，首先，使晶片11的背面11b接触卡盘台4的保持面，使吸引源的负压产生作用。由此，晶片11以正面11a在上方露出的状态被吸引并保持于卡盘台4上。
接着，使卡盘台4与切削刀具10相对移动并旋转，将切削刀具10对准与加工对象的分割预定线对应的位置处。此后，将旋转的切削刀具10下降至相当于器件芯片的成品厚度的高度，并使卡盘台4向与加工对象的分割预定线平行的方向移动。
由此，沿着加工对象的分割预定线切削晶片11的正面11a侧，能够形成深度相当于器件芯片的成品厚度的槽15。重复执行该步骤，在沿着所有的分割预定线都形成了槽15时，槽形成步骤结束。
另外，在本实施方式中，在相邻的器件芯片之间形成宽度为无法填充后述的液状管芯焊接用粘结剂的程度的较窄的槽15(即，使用较薄的切削刀具10)。其中，对槽15的宽度(切削刀具10的厚度)不做限制，可以任意设定、变更。
在槽形成步骤之后，实施在晶片11的正面11a贴附保护部件，然后磨削背面11b的磨削步骤。图2是示意性表示磨削步骤中在晶片11上贴附保护部件的状况的立体图，图3的(A)和图3的(B)是示意性表示磨削步骤中磨削晶片11的状况的侧视图。
在磨削步骤中，首先，如图2所示，在晶片11的正面11a贴附保护部件21。保护部件21例如是与晶片11大致相同形状的粘结带、树脂基板、与晶片11同种或不同种类的晶片等。在本实施方式中，使该保护部件21的第1面21a接触晶片11的正面11a，从而在晶片11上贴附保护部件21。由此，能够防止磨削时施加的载重等造成的器件13的破损。
在晶片11的正面11a贴附了保护部件21后，对晶片11的背面11b进行磨削。晶片11的磨削例如通过图3的(A)和图3的(B)所示的磨削装置12来实施。磨削装置12具有吸引并保持晶片11的卡盘台14。
卡盘台14与包括马达等的旋转机构(未图示)连结，且绕大致平行于铅直方向的旋转轴进行旋转。此外，在卡盘台14的下方设置有移动机构(未图示)，卡盘台14通过该移动机构在水平方向上移动。
卡盘台14的上表面成为吸引并保持在晶片11上贴附的保护部件21的第2面21b侧的保持面14a。在该保持面14a上，通过在卡盘台14的内部形成的流路(未图示)等而作用有吸引源(未图示)的负压，并且产生用于吸引晶片11和保护部件21的吸引力。
在卡盘台14的上方配置有磨削组件16。磨削组件16具有被升降机构(未图示)支承的主轴外壳18。在主轴外壳18收纳有构成大致平行于铅直方向的旋转轴的主轴20。
在主轴20的下端部固定有圆盘状的轮安装器22。在轮安装器22的下表面安装有直径与轮安装器22大致相同的磨削轮24。磨削轮24具有由不锈钢、铝等的金属材料形成的轮基台26。在轮基台26的下表面呈环状排列有多个磨削砂轮28。
在主轴20的上端侧(基端侧)连结有包括马达等的旋转机构(未图示)。磨削轮24通过从该旋转机构传递来的旋转力，绕大致平行于铅直方向的旋转轴进行旋转。
在磨削晶片11的背面11b时，首先使贴附于晶片11上的保护部件21的第2面21b接触卡盘台14的保持面14a，并使吸引源的负压产生作用。由此，晶片11以使得背面11b侧在上方露出的状态下被吸引并保持于卡盘台14上。
接着，使卡盘台14向磨削轮24的下方移动，如图3的(A)所示，使卡盘台14与磨削轮24分别旋转并使主轴外壳18下降。主轴外壳18的下降速度(下降量)为在晶片11的背面11b压紧磨削砂轮28的下表面的程度。由此，能够对晶片11的背面11b进行磨削。
晶片11的磨削例如是在测定晶片11的厚度的同时进行的。如图3的(B)所示，在晶片11变薄至成品厚度，且在背面11b侧露出槽15的情况下，磨削步骤结束。通过该磨削步骤，晶片11被分割为与各器件13对应的多个器件芯片17。
在磨削步骤之后，实施向晶片11的背面11b涂布液状管芯焊接用粘结剂的粘结剂涂布步骤。图4的(A)是示意性表示粘结剂涂布步骤的局部剖面侧视图，图4的(B)是放大表示图4的(A)的一部分的图。粘结剂涂布步骤例如通过图4的(A)所示的喷射装置32实施。
喷射装置32具有吸引并保持晶片11的卡盘台34。卡盘台34与包括马达等的旋转机构(未图示)连结，并且绕大致平行于铅直方向的旋转轴旋转。
卡盘台34的上表面成为吸引并保持在晶片11上贴附的保护部件21的第2面21b侧的保持面34a。在该保持面34a上，通过在卡盘台34的内部形成的流路(未图示)等而作用有吸引源(未图示)的负压，并且产生用于吸引晶片11和保护部件21的吸引力。
在卡盘台34的上方配置有向晶片11的背面11b喷射液状管芯焊接用粘结剂23的喷雾器组件(喷雾器)36。喷雾器组件36包括L字状的支承臂38和固定于支承臂38的一端侧的喷雾器喷嘴40。
在支承臂38的另一端侧连结有旋转机构(未图示)。该旋转机构以使得喷雾器喷嘴40在规定的角度范围内摆动的方式使支承臂38进行旋转。此外，喷雾器喷嘴40通过配管(未图示)等与液状管芯焊接用粘结剂23的供给源(未图示)连接，能够向下喷射液状管芯焊接用粘结剂23。
在本实施方式中，作为液状管芯焊接用粘结剂23，使用通过紫外线硬化的紫外线硬化型树脂。作为紫外线硬化型树脂的具体例，可以举出Henkel公司制的“WaferBackside Coating”(注册商标)等。其中，对于液状管芯焊接用粘结剂23的种类等不做限制，可以使用通过任意的外部刺激(例如，热等)而硬化的硬化型的树脂(热硬化型树脂等)。
在粘结剂涂布步骤中，首先，使贴附于晶片11上的保护部件21的第2面21b接触卡盘台34的保持面34a，并使吸引源的负压产生作用。由此，晶片11在使得背面11b侧在上方露出的状态下被吸引并保持于卡盘台34上。
接着，使卡盘台34进行旋转，并且从摆动的喷雾器喷嘴40向下喷射液状管芯焊接用粘结剂23。由此，如图4的(A)和图4的(B)所示，能够向晶片11(器件芯片17)的背面11b喷射而涂布液状管芯焊接用粘结剂23。
在本实施方式中，如上所述，将相邻的器件芯片17的间隔A(槽15的宽度)形成得较窄，因此不会在相邻的器件芯片17之间填充入液状管芯焊接用粘结剂23。
此外，作为液状管芯焊接用粘结剂23的供给量等，优选在能够抑制涂布于相邻的器件芯片17上的液状管芯焊接用粘结剂23彼此间的接触的范围内进行调整。
例如，以使得被涂布的液状管芯焊接用粘结剂23的厚度B小于相邻的器件芯片17的间隔A(A＞B)的方式调整液状管芯焊接用粘结剂23的供给量，从而能够在相邻的器件芯片17之间抑制液状管芯焊接用粘结剂23彼此间的接触。
进而，通过以使得厚度B小于间隔A的一半(0.5A＞B)的方式调整液状管芯焊接用粘结剂23的供给量，能够更为可靠地防止在相邻的器件芯片17间液状管芯焊接用粘结剂23彼此间的接触。其中，对于液状管芯焊接用粘结剂23的供给量等不做限制，可以任意变更液状管芯焊接用粘结剂23的粘度等。
在晶片11(器件芯片17)的背面11b涂布了液状管芯焊接用粘结剂23后，粘结剂涂布步骤结束。在本实施方式中，如图4的(B)所示，在背面11b侧以覆盖器件芯片17的角的方式涂布液状管芯焊接用粘结剂23，因此能够提高器件芯片17的抗折强度。
在粘结剂涂布步骤后，实施使在晶片11的背面11b上涂布的液状管芯焊接用粘结剂23硬化的硬化步骤。图5是示意性表示硬化步骤的局部剖面侧视图。硬化步骤例如通过图5所示的硬化装置42实施。
硬化装置42具有保持晶片11的工作台44。工作台44的上表面成为保持在晶片11上贴附的保护部件21的第2面21b侧的保持面44a。在工作台44的上方配置有放射紫外线(紫外光)的光源46。
在硬化步骤中，首先，以使得贴附于晶片11上的保护部件21的第2面21b接触工作台44的保持面44a的方式，将晶片11和保护部件21放置于工作台44上。由此，晶片11以使得在背面11b上涂布的液状管芯焊接用粘结剂23在上方露出的状态被保持于工作台44上。
接着，从光源46向背面11b侧的液状管芯焊接用粘结剂23照射紫外线。由此，能够使液状管芯焊接用粘结剂23硬化。另外，例如可以在液状管芯焊接用粘结剂23未完全硬化的范围内设定紫外线的照射条件。在使液状管芯焊接用粘结剂23硬化(半硬化)而完成了粘结层时，硬化步骤结束。
如上所述，在本实施方式的器件芯片的制造方法中，在晶片11的正面11a侧形成槽15，对背面11b进行磨削，以将晶片11分割为器件芯片17后，向晶片11的背面11b喷射而涂布液状管芯焊接用粘结剂23，因而通过使该液状管芯焊接用粘结剂23硬化，就能够在各器件芯片17上形成粘结层。即，在本实施方式的器件芯片的制造方法中，无需通过激光光线等切断粘结层，因此能够缩短粘结层的形成所需的时间。
此外，在本实施方式的器件芯片的制造方法中，在背面11b侧以覆盖器件芯片17的角的方式涂布液状管芯焊接用粘结剂23，因此还能够提高器件芯片17的抗折强度。
接着，说明用于确认相邻的器件芯片17的间隔A与液状管芯焊接用粘结剂23的厚度B之间的优选关系而进行的实验。在本实验中，准备了器件芯片17的间隔A(即，槽15的宽度)或液状管芯焊接用粘结剂23的厚度B不同的多个样本，确认了通过液状管芯焊接用粘结剂23而连结有相邻的器件芯片17的“双模(Double Die)”的发生率。
表1示出本实验的结果。另外，表1的“评价”栏中，○表示良好，△表示及格，×表示不及格。
表1
根据表1可知，在满足A＞B的情况下，能够抑制双模的发生。特别是，在满足0.5A＞B的情况下，能够更可靠地防止双模的发生。
另外，本发明不限于上述实施方式的描述，可以进行各种变更并实施。例如，在上述实施方式中，利用喷雾器组件(喷雾器)36的喷射来涂布液状管芯焊接用粘结剂23，也可以通过其他的方法涂布液状管芯焊接用粘结剂23。
图6是示意性表示变形例的粘结剂涂布步骤的局部剖面侧视图。变形例的粘结剂涂布步骤例如通过图6所示的喷射装置52来实施。喷射装置52具有保持晶片11的工作台54。工作台54的上表面成为保持在晶片11上贴附的保护部件21的第2面21b侧的保持面54a。
在工作台54的上方配置有喷射喷嘴56。该喷射喷嘴56例如构成为能够相对于保持晶片11的工作台54进行移动，并且向晶片11的背面11b的任意区域喷射液状管芯焊接用粘结剂23。
在变形例的粘结剂涂布步骤中，首先，以使贴附于晶片11上的保护部件21的第2面21b接触工作台54的保持面54a的方式，将晶片11和保护部件21放置于工作台54上。由此，晶片11以使得背面11b侧向上方露出的状态被保持于工作台54上。
接着，使喷射喷嘴56向任意的器件芯片17的上方移动，并喷射液状管芯焊接用粘结剂23。另外，液状管芯焊接用粘结剂23的喷射区域可以限定为除晶片11(器件芯片17)的槽15以外的区域。重复执行喷射喷嘴56的移动与液状管芯焊接用粘结剂23的喷射，在所有的器件芯片17上涂布了液状管芯焊接用粘结剂23后，变形例的粘结剂涂布步骤结束。
此外，上述实施方式的结构、方法等可以在不脱离本发明目的的范围内适当变更并实施。

Claims (2)

1.一种器件芯片的制造方法，利用晶片制造出与各器件对应的多个器件芯片，其中，该晶片在正面侧的由多条分割预定线划分出的各区域分别具有器件，
该制造方法的特征在于，包括：
槽形成步骤，沿着该分割预定线在晶片的该正面侧形成槽，该槽的深度相当于该器件芯片的成品厚度；
磨削步骤，在晶片的正面贴附保护部件，对晶片的背面进行磨削，使得在背面侧露出该槽，将晶片分割为各个该器件芯片；
粘结剂涂布步骤，在实施了该磨削步骤后，向分割后的晶片的该背面喷射而涂布液状管芯焊接用粘结剂；以及
硬化步骤，在实施了该粘结剂涂布步骤后，使该液状管芯焊接用粘结剂硬化。
2.根据权利要求1所述的器件芯片的制造方法，其特征在于，
该粘结剂涂布步骤中，通过喷雾器的喷射来涂布该液状管芯焊接用粘结剂。
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