TW201308414A - 被加工物之研削方法 - Google Patents

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Abstract

在將被加工物貼合於支持基板上的狀態下進行研削時，相較習知以高精度使研削後之被加工物平坦化。於支持基板透過接著劑貼固晶圓(被加工物)，以形成具支持基板之晶圓，接著於支持基板貼固黏著片以形成被加工物單元，接著，以切削裝置之保持機構之保持面保持晶圓側，其次，利用具有在與保持面平行的面旋轉之切削刃的車刀加工機構，切削並平坦化黏著片。於該狀態下，被加工物單元厚度變成均勻且平坦化，接著藉由研削晶圓而獲得平坦的晶圓。之後，從支持基板剝離黏著片，並從晶圓剝離支持基板而可再利用支持基板。

Description

被加工物之研削方法 發明領域
本發明係有關於一種在將半導體元件或光元件等製造過程之元件晶圓等薄板狀被加工物貼合於支持基板的狀態下，進行薄化加工時之被加工物之研削方法。
發明背景
在例如半導體元件之製造步驟中，於由矽或砷化鎵等半導體材料構成之晶圓的表面，設定有格子狀之分割預定線，於該分割預定線所圍之多數矩形領域，形成有具IC或LSI等電子電路的元件。且，該晶圓在經過研削裏面薄化成預定厚度等預定步驟之後，藉由沿著分割預定線進行切斷，而分割成多數晶片狀的元件。如此所獲得的元件以樹脂或陶瓷封裝，而安裝於各種電子機器。
近年來，伴隨著電子機器的小型化、輕量化，該種晶圓有進行如所謂厚度例如在100μm以下，更甚者50μm以下之極薄加工的情況。因此，在提升研削後之薄晶圓的操控性、防止翹曲或破損的目的下，使用接著劑等將研削前的晶圓貼合於其他晶圓(以下稱支持基板)上，在該狀態下研削晶圓之裏面的技術已為人所知(專利文獻1)。
【先行技術文獻】 【專利文獻】
【專利文獻1】特開2004-111434號公報
發明概要
在將如上述晶圓之薄板狀被加工物貼合於支持基板上，以研削被加工物時，會產生所謂起因於支持基板之厚度或接著劑之接著層的厚度不均等，而使研削後之被加工物不平坦化(厚度未均勻)的問題。特別是，被加工物大時，由於難以將接著劑塗布成均一厚度，所以有研削後之平坦度更為降低的傾向。
本發明係鑑於上述情事而完成者，其主要之技術課題係在將被加工物貼合於支持基板上的狀態下進行研削時，提供一種相較習知可以高精度使研削後之被加工物平坦化的被加工物之研削方法。
本發明被加工物之研削方法係配設於支持基板之表面的被加工物之研削方法，其特徵在於包含下述步驟：被加工物貼固步驟，係透過接著構件將被加工物貼固於支持基板之表面，以形成具支持基板之被加工物者；黏著片貼固步驟，係在實施該被加工物貼固步驟後，將黏著片貼固於前述支持基板之裏面者；保持步驟，係在實施該黏著片貼固步驟後，以保持機構保持該具支持基板之被加工物，而成使前述黏著片露出的狀態，而前述保持機構具有保持前述具支持基板之被加工物之被加工物側的保持面；黏著片平坦化步驟，係在實施該保持步驟後，利用具有在與前 述保持面平行的面旋轉之切削刃的車刀加工機構，切削並平坦化前述黏著片；研削步驟，在實施該黏著片平坦化步驟後，以保持機構保持前述具支持基板之被加工物的前述黏著片側，成使被加工物露出的狀態，研削被加工物；黏著片剝離步驟，係在實施該研削步驟後，從前述支持基板剝離前述黏著片；及支持基板剝離步驟，係在實施前述研削步驟後，在實施前述黏著片剝離步驟前或後，從被加工物剝離前述支持基板。
依據本發明，藉由在黏著片平坦化步驟切削並平坦化黏著片，即使支持基板或接著劑之層的厚度不均勻，作為具支持基板之被加工物貼固有黏著片者全體也可使厚度變得均勻且平坦化。因此，在之後的研削步驟中，被加工物一面維持厚度均勻之平坦化狀態，一面被研削。又，本發明方法由於係不切削支持基板而切削黏著片者，且於被加工物之研削時藉由黏著片保護支持基板，所以防止了損傷支持基板。其結果，支持基板之再利用是可能的。
依據本發明，將被加工物貼合於支持基板上的狀態下進行研削時，相較習知達到所謂提供一種可以高精度使研削後之被加工物平坦化之被加工物之研削方法的效果。
圖式簡單說明
第1(a)圖係以本發明一實施形態之研削方法施行研削加工之晶圓的立體圖。
第1(b)圖係以本發明一實施形態之研削方法施行研削 加工之晶圓的斷面圖。
第2(a)圖係前述研削方法所使用之支持基板的立體圖。
第2(b)圖係前述研削方法所使用之支持基板的斷面圖。
第3(a)圖係顯示前述研削方法之被加工物貼固步驟的立體圖。
第3(b)圖係顯示前述研削方法之被加工物貼固步驟的側面圖。
第4圖係顯示於被加工物貼固步驟中，作為將接著劑塗布於支持基板之方法之一例所舉出之旋轉塗布法的立體圖。
第5圖係顯示前述研削方法之黏著片貼固步驟的側面圖。
第6圖係顯示黏著片之構成的斷面圖。
第7圖係顯示前述研削方法之保持步驟的側面圖。
第8圖係顯示前述研削方法之黏著片平坦化步驟的側面圖，其中第8(a)圖係黏著片切削前的狀態，第8(b)圖係黏著片切削後的狀態。
第9圖係第8(a)圖之俯視圖。
第10圖係顯示前述研削方法之研削步驟的側面圖。
第11圖係第10圖之俯視圖。
第12圖係顯示前述研削方法之黏著片剝離步驟的側面圖。
第13圖係顯示前述研削方法之支持基板剝離步驟的側面圖。
較佳實施例之詳細說明
以下，參照圖面說明本發明之一實施形態。
首先，說明以一實施形態之研削方法進行裏面研削之晶圓(被加工物)、與在該研削方法所使用之支持基板。
(1)晶圓
第1(a)圖係藉由一實施形態之研削方法進行裏面研削而薄化之圓板狀晶圓10的立體圖，第1(b)圖係晶圓10之斷面圖。晶圓10係藉由矽或砷化鎵等半導體材料使厚度形成均一之電子元件用之基板晶圓，厚度係例如500~700μm左右者。於晶圓10之表面10a設定有格子狀之分割預定線11，以該分割預定線11所圍之多數矩形領域，形成具有IC或LSI等電子電路之元件12。
(2)支持基板
第2(a)圖係支持基板20之立體圖，第2(b)圖係支持基板20之側面圖。支持基板20係與晶圓10直徑大概相同程度，厚度與晶圓10同等或較大之圓板狀者。此時，支持基板20之表面20a與裏面20b係平滑但不平行，因此支持基板20係厚度不均勻且全體係不平坦者。支持基板20係由操控容易之具有預定剛性之材料構成，例如使用與晶圓相同半導體材料，或是藉由玻璃等所形成者。
(3)研削方法
以下，說明研削晶圓10之裏面10b的一實施形態之研削方法。
首先，如第3(a)圖、第3(b)圖所示，於支持基板20之表面20a，透過接著劑(接著構件)30而將晶圓之表面10a側貼固成同心狀並使一體化，以形成具支持基板之晶圓(具支持基板之被加工物)1(被加工物貼固步驟)。作為接著劑30，適於使用之後可從晶圓10剝離之UV硬化型或熱硬化型等樹脂製接著劑等。且，在第3(a)圖中，下面係成晶圓10之表面10a，上面係成晶圓10之裏面10b。
接著劑30例如如第4圖所示，於使自轉之支持基板20(箭頭係顯示自轉的方向)之表面20a的中心，從接著劑供給噴嘴31滴下接著劑30，可利用藉由離心力將接著劑30普及到表面20a全面的旋轉塗布法來實施。又，也可採用於表面20a以滾輪等一面按壓一面塗布接著劑30的方法。如此，於支持基板20之表面20a塗布接著劑30後，於該塗布面貼固晶圓10之表面1a。此時，接著劑30之層厚均勻且形成平坦者。
其次，如第5圖所示，於支持基板20露出的裏面20b貼固黏著片40(黏著片貼固步驟)。黏著片40如第6圖所示，由於在具有預定厚度之片狀基材41的單面形成黏著層42，所以黏著層42貼固於支持基板20之裏面20b。基材41係使用由例如厚度100~200μm左右之聚烯烴等構成之樹脂製片，黏著層42係以之後可從支持基板20剝離之感壓式樹脂或UV硬化型等樹脂製粘著劑等形成。在以下之說明中，係將具支持基板之晶圓1之支持基板20的裏面20b貼固有黏著片40者稱為被加工物單元2。
經過黏著片貼固步驟而獲得被加工物單元2後，如7圖所示，使晶圓10之裏面10b側一致並保持於切削裝置之保持機構51，使以黏著片40之基板41構成之裏面40b側朝上方露出的狀態(保持步驟)。
切削裝置具備有保持機構51與車刀加工機構55(顯示於第8圖)。保持機構51係於藉由多孔質材料形成多孔之水平保持面52，藉由空氣吸引所產生之負壓作用吸固並保持被加工物之負壓夾頭式者。保持面52係具有與晶圓10相同程度之直徑的圓形，保持機構51係藉由未圖示之移動機構設置成可於X方向往復移動。
被加工物單元2係使晶圓10之裏面10b與保持面52一致，且在使黏著層40之裏面40b朝上方露出的狀態下同心狀地載置於保持面52，以負壓作用而吸固並保持於保持面52。於該保持狀態，由於支持基板20不平坦，所以朝上方露出之黏著片41之裏面40b不與水平之保持面32平行，而成傾斜狀態。
將被加工物單元2保持於保持機構51時，接著，以如第8圖所示之切削裝置之車刀加工機構55切削黏著片40之裏面40b而使平坦化(黏著片平坦化步驟)。車刀加工機構55朝鉛直方向延伸，於藉由未圖示之馬達旋轉驅動之主軸桿56前端的凸緣57下面，固定有具切削刃58b之圓板狀的切削工具58，且主軸桿56設置成可上下動。
如第9圖所示，藉由車刀加工機構55配設成主軸桿56之旋轉軸心56c位於通過保持機構51之保持面52之中心52c的 X軸線：X1上，且保持機構51沿著X方向朝車刀加工機構側移動，而可進入切削工具58之下方。
切削工具58如第8圖所示，係於可裝卸地固定於凸緣57下面之圓板狀切削輪58a下面的外周部，於刀刃朝下方狀態固著切削刃58b者，切削刃58b藉由主軸桿56旋轉，而在水平，亦即與保持機構51之保持面52平行的面旋轉。如第9圖所示，車刀加工機構55之切削外徑(切削刃58b之旋轉軌跡的直徑)係設定與晶圓10之直徑相同程度或是稍微較大。
在黏著片平坦化步驟中，使車刀加工機構55之主軸桿56上下動，以調整切削刃58b之刀刃至可切削黏著片40之全面的高度，且從旋轉驅動主軸桿56以使切削刃58b旋轉的狀態，使保持被加工物單元2之保持機構51朝車刀加工機構55的方向沿著X方向移動(第8(a)圖→第8(b)圖)。
藉此，被加工物單元2被送入車刀加工機構55下方，在通過車刀加工機構55下方之間，黏著片40之裏面40b全面會藉由旋轉之切削刃58b切削。於此場合，黏著片40之基材41被研削。黏著片40雖使車刀加工機構55之下方至少通過一次以使裏面40b平滑地被切削，然而因應必要可為往復通過之二次通過，或是使通過更多的次數。
如此，藉由車刀加工機構55研削之黏著片40，由於切削刃58b係在與保持機構51之保持面52平行的面旋轉，所以如第8(b)圖所示，為切削面之裏面40b與保持面52平行地被加工且被平坦化。亦即，黏著片40之裏面40b與密著於保持面52之晶圓10的裏面10b成為平行，作為被加工物單元2全 體係厚度變成均勻且平坦化者。
在黏著片平坦化步驟完成後，將被加工物單元2從切削裝置之保持機構51搬出，使用第10圖所示之研削裝置研削晶圓10之裏面10b，以將晶圓10薄化至預定厚度(研削步驟)。
研削裝置具備有保持被加工物單元2之可旋轉的保持機構61、與研削機構65。由於保持機構61係於藉由多孔質材料而形成多孔之圓形的保持面62，藉由空氣吸引之負壓作用以吸固並保持被加工物之負壓夾頭式者，所以以未圖示之旋轉軸為中心藉由未圖示之旋轉驅動機構而使其旋轉。
研削機構65係朝鉛直方向延伸，且於藉由未圖示之馬達而旋轉驅動之主軸桿66前端的凸緣67下面，固定有具有多數砥石68b之原板狀的研削工具68，且主軸桿66於保持機構61之上方係配設成可上下動。
研削工具68係於可裝卸地固定在凸緣67之圓盤狀研削輪68a下面的外周部，環狀地配列並固著有多數砥石68b者。砥石68b係使用因應晶圓10之材質者，例如使用以金屬結合或樹脂結合等之結合劑加固鑽石的砥石而成形之鑽石砥石。研削工具68係與主軸桿66一體旋轉驅動。
在研削步驟中，係成使被加工物單元2之黏著片40側一致於保持機構61之保持面62，並使晶圓10之裏面10b朝上方露出的狀態，將被加工物單元2同心圓狀地載置於保持面62，且在負壓作用下吸固並保持於保持面62。然後，從以預定速度朝一方向使保持機構61旋轉的狀態將主軸桿66下 降，且以預定荷重將旋轉之研削工具68的砥石68b壓到晶圓10之裏面10b，以研削裏面10b。
此時，如第11圖所示，係使研削機構65之研削外徑(砥石68b之旋轉軌跡之最外徑)與晶圓10之直徑相同程度，或是稍微大者，研削機構65之加工位置係設定成砥石68b下面之刀刃通過自轉之晶圓10的旋轉中心10c的位置。一面藉由保持機構61之旋轉使晶圓10自轉，一面將研削工具68之砥石68b壓在晶圓10之裏面10b，藉以研削裏面10b之全面。
研削裏面10b且使晶圓10薄化到目標厚度時，完成研削步驟，並將被加工物單元2從保持機構61搬出。然後，如第12圖所示，從支持基板20剝離黏著片40(黏著片剝離步驟)，接著，如第13圖所示，從晶圓10剝離支持基板20(支持基板剝離步驟)。藉此，獲得薄化到目標厚度之晶圓10。
且，在上述研削步驟中，係使只研削晶圓10之裏面10b，然而因應必要有於研削後研磨裏面10b的場合。於包含研磨的場合，於研削後進行黏著片剝離步驟。又，支持基板剝離步驟也可於研磨後實施黏著片剝離步驟前進行。於此場合，變成是研削步驟→支持基板剝離步驟→黏著片剝離步驟之順序。
(4)一實施形態之作用效果
依據上述本發明之一實施形態，藉由在黏著片平坦化步驟切削並平坦化黏著片40，即使支持基板20之厚度不均，也可於具支持基板之晶圓1貼固有黏著片40之被加工物單元2全體使厚度變均勻且平坦化。因此，在之後之研削步 驟研削晶圓10時，可獲得厚度均勻且平坦之晶圓10。
又，不切削支持基板20而切削黏著片40，且於晶圓10之研削時由於藉由黏著片40保護支持基板20，防止了損傷支持基板20。其結果，支持基板20之再利用為可能。
且，上述實施形態係即使接著劑30平坦而於支持基板20厚度不均的情況，也可將晶圓10研削成平坦的例子，然而本發明並不限於該形態，也可適用於在支持基板20平坦而接著劑30厚度不均勻的情況，或是因支持基板20與接著劑30雙方厚度不均而使具支持基板之晶圓1全體不平坦的情況。特別是，於晶圓10為比較大直徑的情況，由於難以平坦地塗布接著劑30，所以本發明方法是有效的。
1‧‧‧具支持基板之被加工物
2‧‧‧被加工物單元
10‧‧‧晶圓
10a‧‧‧表面
10b‧‧‧裏面
10c‧‧‧旋轉中心
11‧‧‧分割預定線
12‧‧‧元件
20‧‧‧支持基板
20a‧‧‧表面
20b‧‧‧裏面
30‧‧‧接著劑(接著構件)
31‧‧‧噴嘴
32‧‧‧保持面
40‧‧‧黏著片
40b‧‧‧裏面
41‧‧‧片狀基材
42‧‧‧黏著層
51‧‧‧保持機構
52‧‧‧保持面
52c‧‧‧中心
55‧‧‧車刀加工機構
56‧‧‧主軸桿
56c‧‧‧旋轉軸心
57‧‧‧凸緣
58‧‧‧切削工具
58a‧‧‧切削輪
58b‧‧‧切削刃
61‧‧‧保持機構
62‧‧‧保持面
65‧‧‧研削機構
66‧‧‧主軸桿
67‧‧‧凸緣
68‧‧‧研削工具
68a‧‧‧研削輪
68b‧‧‧砥石
X‧‧‧方向
第1(a)圖係以本發明一實施形態之研削方法施行研削加工之晶圓的立體圖。
第1(b)圖係以本發明一實施形態之研削方法施行研削加工之晶圓的斷面圖。
第2(a)圖係前述研削方法所使用之支持基板的立體圖。
第2(b)圖係前述研削方法所使用之支持基板的斷面圖。
第3(a)圖係顯示前述研削方法之被加工物貼固步驟的立體圖。
第3(b)圖係顯示前述研削方法之被加工物貼固步驟的側面圖。
第4圖係顯示於被加工物貼固步驟中，作為將接著劑塗布於支持基板之方法之一例所舉出之旋轉塗布法的立體 圖。
第5圖係顯示前述研削方法之黏著片貼固步驟的側面圖。
第6圖係顯示黏著片之構成的斷面圖。
第7圖係顯示前述研削方法之保持步驟的側面圖。
第8圖係顯示前述研削方法之黏著片平坦化步驟的側面圖，其中第8(a)圖係黏著片切削前的狀態，第8(b)圖係黏著片切削後的狀態。
第9圖係第8(a)圖之俯視圖。
第10圖係顯示前述研削方法之研削步驟的側面圖。
第11圖係第10圖之俯視圖。
第12圖係顯示前述研削方法之黏著片剝離步驟的側面圖。
第13圖係顯示前述研削方法之支持基板剝離步驟的側面圖。
2‧‧‧被加工物單元
10‧‧‧晶圓
10a‧‧‧表面
10b‧‧‧裏面
20‧‧‧支持基板
30‧‧‧接著劑(接著構件)
40‧‧‧黏著片
40b‧‧‧裏面
61‧‧‧保持機構
62‧‧‧保持面
65‧‧‧研削機構
66‧‧‧主軸桿
67‧‧‧凸緣
68‧‧‧研削工具
68a‧‧‧研削輪
68b‧‧‧砥石

Claims (1)

  1. 一種被加工物之研削方法，係配設於支持基板之表面的被加工物之研削方法，其特徵在於包含下述步驟：被加工物貼固步驟，係透過接著構件將被加工物貼固於支持基板之表面，以形成具支持基板之被加工物者；黏著片貼固步驟，係在實施該被加工物貼固步驟後，將黏著片貼固於前述支持基板之裏面者；保持步驟，係在實施該黏著片貼固步驟後，以保持機構保持該具支持基板之被加工物，而成使前述黏著片露出的狀態，而前述保持機構具有保持前述具支持基板之被加工物之被加工物側的保持面；黏著片平坦化步驟，係在實施該保持步驟後，利用具有在與前述保持面平行的面旋轉之切削刃的車刀加工機構，切削並平坦化前述黏著片；研削步驟，在實施該黏著片平坦化步驟後，以保持機構保持前述具支持基板之被加工物的前述黏著片側，成使被加工物露出的狀態，研削被加工物；黏著片剝離步驟，係在實施該研削步驟後，從前述支持基板剝離前述黏著片；及支持基板剝離步驟，係在實施前述研削步驟後，在實施前述黏著片剝離步驟前或後，從被加工物剝離前述支持基板。
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