CN107919274B - 加工方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种加工方法，能够利用单一的切削装置进行被加工物的切削和芯片磨削这两者。将粘贴有划片带(97)的被加工物(W)载置在卡盘工作台(3)上，利用第1切削单元(5a)的切削刀具(52a)沿着被加工物的间隔道(W1)将被加工物(W)分割成各个芯片(C)。将分割得到的多个芯片中的至少1个粘贴在保护带(T)上，将芯片隔着保护带载置在卡盘工作台上。之后，利用第2切削单元(5b)的切削刀具(52b)从背面(Cb)侧按照保留希望的厚度的方式切入并进行加工进给。由此，对芯片进行切削而形成切削槽(M)，按照在分度进给方向上与切削槽重叠的方式使切削刀具移动而重复进行切削，从而使芯片薄化至希望的厚度。

Description

加工方法
技术领域
本发明涉及加工方法，在将被加工物分割成各个芯片之后使芯片的厚度薄化。
背景技术
在半导体器件制造工序中，在晶片制造商处在已薄化至所希望的厚度的硅晶片正面上形成器件。在晶片制造商处，还通过切削装置的切削刀具对形成了器件的硅晶片进行切削而分割成各个芯片，使硅晶片单片化。这里，例如在开发阶段等还要求使单片化后的芯片更薄。为了应对该要求，如专利文献1所公开的那样，考虑了在将带粘贴于芯片和环状框架之后利用磨削装置进行磨削以使芯片薄化的方法。
专利文献1：日本特开2001-351890号公报
对于晶片制造商来说，一般购买已由作为其他公司的加工制造商进行了薄化的状态的硅晶片，实施形成器件的工序。因此，在为了满足对单片化后的芯片进行磨削的要求而采用了专利文献1的方法的情况下，不管是向加工制造商外包磨削加工，还是仅为了该芯片的磨削而购买磨削装置，都存在经济性差的问题。
发明内容
本发明是鉴于该点而完成的，其目的之一在于提供加工方法，该加工方法能够利用单一的切削装置进行被加工物的切削和芯片磨削这两者。
本发明的一个方式的加工方法使用切削装置，该切削装置具有：卡盘工作台，其对被加工物进行保持；切削单元，其具有在前端安装切削刀具的主轴和将该主轴保持为能够旋转的主轴外壳；加工进给单元，其使该卡盘工作台和该切削单元在加工进给方向上相对移动；以及分度进给单元，其使该卡盘工作台和该切削单元在与该加工进给方向垂直的分度进给方向上相对移动，该加工方法在该主轴外壳上安装切削刀具而对保持在该卡盘工作台上的被加工物进行加工，其中，该加工方法包含如下的步骤：分割步骤，将背面侧粘贴有保护带的被加工物载置在该卡盘工作台上，利用切削刀具沿着形成于被加工物的正面的间隔道将该被加工物分割成各个芯片；芯片载置步骤，将分割得到的多个芯片中的至少一个芯片的正面侧粘贴在保护带上而将该芯片隔着该保护带载置在该卡盘工作台上；以及芯片薄化步骤，利用切削刀具从该芯片的背面侧按照保留希望的厚度的方式切入并进行加工进给而形成切削槽，按照在分度进给方向上与该切削槽重叠的方式使该切削刀具移动而重复进行切削，使该芯片薄化至希望的厚度。
根据该方法，能够在相同的切削装置的卡盘工作台上对被加工物进行切削而使其单片化，进而能够利用切削刀具对单片化后的芯片的背面进行薄化。由此，不需要外包对单片化后的芯片进行磨削的加工，不需要仅为了薄化加工而准备磨削装置，能够抑制制造成本及设备成本而有利于经济性。
并且，在上述加工方法中，可以包含如下的平坦化修整步骤：对该芯片薄化步骤中使用的切削刀具进行平坦化修整，使该切削刀具的前端形状变得平坦，在实施该芯片薄化步骤之前进行该平坦化修整步骤。
根据本发明，由于利用切削刀具使芯片薄化至希望的厚度，所以能够利用单一的切削装置进行被加工物的切削和芯片磨削这两者。
附图说明
图1是示出在实施方式的加工方法中使用的切削装置的一例的立体图。
图2是分割步骤的说明图。
图3是芯片载置步骤的说明图。
图4是芯片薄化步骤的说明图。
图5的(A)、(B)和(C)是芯片薄化步骤的说明图。
图6是平坦化修整步骤的说明图。
标号说明
1：切削装置；3：卡盘工作台；5a：第1切削单元；51a：主轴；52a：切削刀具；53a：主轴外壳；5b：第2切削单元；51b：主轴；52b：切削刀具；53b：主轴外壳；6：分度进给单元；97：划片带(保护带)；C：芯片；Ca：正面；Cb：背面；M：切削槽；M1：第1切削槽(切削槽)；M2：第2切削槽(切削槽)；M3：第3切削槽(切削槽)；T：保护带；W：被加工物；W1：间隔道。
具体实施方式
以下，参照附图对本实施方式的加工方法进行说明。图1是示出在实施方式的加工方法中使用的切削装置的一例的立体图。另外，在本实施方式的加工方法中使用的切削装置并不限定于图1所示的结构，只要与本实施方式同样地能够对被加工物进行加工，则也可以是任何加工装置。
如图1所示，切削装置1构成为使具有切削刀具52a、52b(切削刀具52b参照图4)的第1切削单元5a和第2切削单元5b与保持着被加工物W的卡盘工作台3相对移动而对被加工物W进行切削加工。被加工物W在借助划片带(保护带)97被环状框架98支承的状态下被搬入到切削装置1中。另外，作为被加工物W，能够例示出在硅、砷化镓等半导体基板上形成有IC、LSI等器件的半导体晶片，或在陶瓷、玻璃、蓝宝石类无机材料基板上形成有LED等光器件的光器件晶片。被加工物W的正面被格子状的间隔道(分割预定线)W1划分成多个区域，在该划分出的区域内形成有器件。
切削装置1的基台2的上表面中央按照沿X轴方向延伸的方式呈矩形开口，以覆盖该开口的方式设置有移动板31和防水罩32。在移动板31上设置有能够绕Z轴旋转的卡盘工作台3。在防水罩32和移动板31的下方设置有使卡盘工作台3在X轴方向上移动的加工进给单元(未图示)。能够通过该加工进给单元来使卡盘工作台3和切削单元5a、5b在作为加工进给方向的X轴方向上相对移动。在卡盘工作台3的上表面上形成有对被加工物W进行保持的保持面33。保持面33的中央区域成为由多孔34构成的吸引区域。
在卡盘工作台3的周围设置有对被加工物W的周围的环状框架98进行夹持固定的4个夹具部36。并且，在卡盘工作台3的附近设置有子卡盘工作台40，在子卡盘工作台40上吸引保持有修整板41，在切削刀具52b(参照图4)的前端的平坦化修整中使用该修整板41。
在基台2的上表面上设置有沿X轴方向延伸的以横跨开口的方式竖立设置的门型的柱部21。在门型的柱部21上设置有使切削单元5a、5b相对于卡盘工作台3相对地移动的分度进给单元6和切入进给单元7。
分度进给单元6使第1切削单元5a和第2切削单元5b在与加工进给方向垂直的分度进给方向(Y轴方向)上移动，由此，使卡盘工作台3和切削单元5a、5b相对地在Y轴方向上移动。切入进给单元7使第1切削单元5a和第2切削单元5b在与保持面33垂直的切入进给方向(Z轴方向)上移动。分度进给单元6具有：一对导轨61，它们相对于柱部21的前表面沿Y轴方向平行；以及电动机驱动的一对Y轴工作台62，它们以能够在一对导轨61上滑动的方式设置。并且，切入进给单元7具有：一对导轨71，它们与Z轴方向平行，配置在各Y轴工作台62的前表面；以及电动机驱动的Z轴工作台72，其以能够在该导轨71上滑动的方式设置。
在各Z轴工作台72的下部设置有对被加工物W进行切削的切削单元5a、5b。并且，在各Y轴工作台62的背面侧形成有未图示的螺母部，这些螺母部与滚珠丝杠63螺合。并且，在各Z轴工作台72的背面侧形成有未图示的螺母部，这些螺母部与滚珠丝杠73螺合。Y轴工作台62用的滚珠丝杠63、Z轴工作台72用的滚珠丝杠73的一端部分别与驱动电动机64、74连结。通过这些驱动电动机64、74使滚珠丝杠63、73旋转驱动，由此，切削单元5a、5b沿着导轨61、71在Y轴方向和Z轴方向上移动。
第1切削单元5a和第2切削单元5b具有：主轴51a、51b(参照图2和图4)，它们在前端安装有切削刀具52a、52b；以及主轴外壳53a、53b，它们将主轴51a、51b保持为能够旋转。在主轴外壳53a、53b上设置有对被加工物W的上表面进行拍摄的拍摄单元55，根据拍摄单元55的拍摄图像来进行切削刀具52相对于被加工物W的对准。并且，各切削单元5a、5b具有向切削刀具52a、52b的加工部分喷射切削水的喷射喷嘴(未图示)。
第1切削单元5a的切削刀具52a与第2切削单元5b的切削刀具52b在刀具厚度上不同，与第1切削单元5a的切削刀具52a相比，第2切削单元5b的切削刀具52b的厚度更厚。第1切削单元5a的切削刀具52a在后述的分割步骤中对被加工物W进行切削，第2切削单元5b的切削刀具52b在后述的芯片薄化步骤中对芯片的背面进行磨削而使厚度薄化。各切削刀具52a、52b例如利用结合剂将金刚石等磨粒结合(烧结)而形成为圆板状。
接着，参照图2至图5对被加工物的加工方法进行说明。图2是分割步骤的说明图，图3是芯片载置步骤的说明图，图4和图5是芯片薄化步骤的说明图。另外，在上述的各图中示出的步骤只不过是一个例子，并不限定于该结构。在使用本实施方式的切削装置进行的加工方法中，将被加工物分割成各个芯片而形成芯片，并利用切削刀具使该芯片薄化至希望的厚度。
首先，如图2所示，实施分割步骤。在分割步骤中，首先在被加工物W的背面侧和环状框架98上粘贴划片带97，利用环状框架98对被加工物W进行支承。然后，在将粘贴有划片带97的状态的被加工物W载置在卡盘工作台3上而进行吸附保持之后，对形成于被加工物W的正面的间隔道W1进行检测。根据该检测结果，将第1切削单元5a的切削刀具52a沿着间隔道W1进行定位。然后，在将切削刀具52a的下端定位成到达划片带97的厚度方向中间之后，使高速旋转的切削刀具52a和被加工物W在间隔道W1的延伸方向上相对移动。由此，以全切割的方式对被加工物W进行切削加工，被加工物W沿着全部的间隔道W1被分割成各个芯片C。
在实施了分割步骤之后，如图3所示，实施芯片载置步骤。在芯片载置步骤中，利用拾取夹头(未图示)等对通过分割步骤分割形成的多个芯片C中的至少一个芯片C进行吸附而从划片带97剥离。另一方面，预先准备在外周侧粘贴有与上述环状框架98不同的环状框架F的保护带T。然后，将从划片带97剥离的芯片C的正面Ca侧加压而粘贴在保护带T上，使芯片C的背面Cb成为向上露出的状态。将粘贴有芯片C的保护带T载置在卡盘工作台3上(参照图4)。
在实施了芯片载置步骤之后，如图4所示，实施使芯片C薄化至希望的厚度的芯片薄化步骤。在芯片薄化步骤中，将第2切削单元5b的切削刀具52b定位在比芯片C的外周靠加工进给方向外侧的位置。然后，使切削刀具52b的下端低于芯片C的背面Cb，将下端定位在与希望的厚度对应的高度位置，之后，使高速旋转的切削刀具52b和芯片C在加工进给方向上进行相对移动(加工进给)。由此，利用切削刀具52b从背面Cb侧切入芯片C而形成切削槽M，从芯片C的背面Cb侧保留希望的厚度。对1个芯片C形成多个切削槽M，具体来说按照以下所述的方式形成。
图5的(A)～图5的(C)是示出使芯片薄化的过程的说明图，在各图的上部分中示出了俯视图，在下部分中示出了剖视图。首先，如图5的(A)所示，在形成作为第1条切削槽的第1切削槽M1的情况下，将切削刀具52b的分度进给方向上的位置定位成从在芯片C的背面Cb沿加工进给方向延伸的外缘探出。在进行了该定位之后，进行切削刀具52b的加工进给而切入芯片C，切削形成第1切削槽M1。
如图5的(B)所示，由于从形成了第1切削槽M1的状态起形成作为第2条切削槽的第2切削槽M2，所以使切削刀具52b在分度进给方向上移动而进行定位。作为该分度进给方向上的移动量的转位量L被设定为比切削刀具52b的厚度小。因此，切削刀具52b与第1切削槽M1在分度进给方向上重叠，在该状态下对切削刀具52b进行加工进给而切削形成第2切削槽M2。在图5的(B)中，第1切削槽M1与第2切削槽M2重叠的区域用图中的网格来表示，例如，在将切削刀具52b的厚度设为0.5mm的情况下，将分度进给方向的转位量设为0.3mm，第1切削槽M1与第2切削槽M2重叠的区域的宽度为0.2mm。
在形成了第2切削槽M2之后，如图5的(C)所示，在形成作为第3条切削槽的第3切削槽M3的情况下，也按照相同的转位量L对切削刀具52b进行分度进给而切削。当使用切削刀具52b以这种方式重复形成切削槽而对芯片C的整个背面Cb切削形成了切削槽时，芯片C的背面Cb变得平坦而能够使芯片C薄化至希望的厚度。
这里，也可以在实施芯片薄化步骤之前实施对第2切削单元5b的切削刀具52b进行平坦化修整的平坦化修整步骤。图6是平坦化修整步骤的说明图。如图6所示，在平坦化修整步骤中，通过使修整板41和切削刀具52b在与切削方向垂直的水平方向上相对移动，切削刀具52b的前端形状被整形为平坦。
如以上那样，根据上述实施方式的加工方法，能够在单一的切削装置1中利用第1切削单元5a的切削刀具52a将被加工物W分割成各个芯片C，并且能够利用第2切削单元5b的切削刀具52b以磨削的方式对芯片C进行薄化。也就是说，不用追加其他装置便能够在相同的切削装置1中进行被加工物W的切削和芯片C的薄化加工这两者，与不仅利用切削装置还利用磨削装置的情况相比，能够减轻设备上的经济负担。并且，与将芯片C的薄化外包的情况相比，不仅能够削减芯片C的输送、捆包等包含劳动力在内的加工成本，还能够在刚分割成芯片C之后实施薄化，因此能够实现加工时间的缩短。
并且，在实施平坦化修整步骤的情况下，由于能够随时将第2切削单元5b的切削刀具52b的前端形状修正为平坦而进行加工，所以能够良好地维持薄化加工的加工精度。这里，作为薄化加工，考虑了使用将磨粒电镀在轮基台的外周而成的圆盘状的平磨削磨具，但在该情况下，由于磨粒相对于轮基台为1～2层左右，所以无法进行修整，或当修整时平磨削磨具的更换频率极度增多。针对该情况，在上述实施方式中，利用切削刀具52b进行薄化加工，因此能够确保可平坦化修整的次数较多，能够减轻更换等所需的消耗品的成本及作业负担。
另外，本发明的实施方式并不限定于上述的实施方式，也可以在不脱离本发明的技术思想的主旨的范围内进行各种变更、置换、变形。进而，如果因技术的进步或衍生出的其他技术而利用其他方法实现本发明的技术思想，则也可以使用该方法进行实施。因此，权利要求书覆盖了能够包含在本发明的技术思想的范围内的所有实施方式。
在上述实施方式中，切削单元5a、5b为两台，但也可以进一步增设或设为1台。在设为1台的情况下，利用单一的切削刀具进行被加工物W的分割和芯片C的背面Cb的薄化，分割出的切削槽的宽度与芯片薄化步骤中的切削槽M的宽度形成为相同。
并且，在上述实施方式中，在1个芯片上形成多个切削槽而进行薄化，但在芯片的尺寸较小的情况下也可以通过1条切削槽进行薄化而不用重复切削。
如以上说明的那样，本发明具有能够通过单一的切削装置进行被加工物的切削和芯片磨削这两者的效果，在进行对从被加工物单片化而得的芯片低成本地进行薄化的加工的情况下有用。

Claims (2)

1.一种加工方法，该加工方法使用切削装置，该切削装置具有：卡盘工作台，其对被加工物进行保持；切削单元，其具有在前端安装切削刀具的主轴和将该主轴保持为能够旋转的主轴外壳；加工进给单元，其使该卡盘工作台和该切削单元在加工进给方向上相对移动；以及分度进给单元，其使该卡盘工作台和该切削单元在与该加工进给方向垂直的分度进给方向上相对移动，该加工方法在该主轴外壳上安装切削刀具而对保持在该卡盘工作台上的被加工物进行加工，其中，该加工方法包含如下的步骤：
分割步骤，将背面侧粘贴有保护带的被加工物载置在该卡盘工作台上，利用切削刀具沿着形成于被加工物的正面的间隔道将该被加工物分割成各个芯片；
芯片载置步骤，将分割得到的多个芯片中的至少一个芯片的正面侧粘贴在保护带上而将该芯片隔着该保护带载置在该卡盘工作台上；以及
芯片薄化步骤，利用切削刀具从该芯片的背面侧按照保留希望的厚度的方式切入并进行加工进给而形成切削槽，按照在分度进给方向上与该切削槽重叠的方式使该切削刀具移动而重复进行切削，使该芯片薄化至希望的厚度。
2.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，
该加工方法包含如下的平坦化修整步骤：对该芯片薄化步骤中使用的切削刀具进行平坦化修整，使该切削刀具的前端形状变得平坦，
在实施该芯片薄化步骤之前进行该平坦化修整步骤。
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