TW202301452A - 半導體裝置的製造方法以及半導體裝置的製造裝置 - Google Patents

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山本榮一
阪東翼
三井貴彦
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日商岡本工作機械製作所股份有限公司
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Abstract

本發明提供一種半導體裝置的製造方法以及半導體裝置的製造裝置。半導體裝置的製造方法包括：將半導體元件晶片吸附於吸盤機構並使半導體元件晶片水平旋轉；透過施加有超聲波的立式主軸使旋轉刀具水平旋轉；透過水平旋轉的旋轉刀具對水平旋轉的半導體元件晶片的外周端部進行修整，由此在外周端部形成槽；在修整中，透過刀具成形用砂輪對水平旋轉的旋轉刀具的前端形狀進行修正；以及在修整後，透過水平旋轉的杯形砂輪對水平旋轉的半導體元件晶片的一個主面進行磨削。

Description

半導體裝置的製造方法以及半導體裝置的製造裝置
本發明涉及半導體裝置的製造方法以及半導體裝置的製造裝置。
在半導體裝置的製造中，要求對更薄層化的半導體元件晶片進行封裝。透過使用了固定磨粒砂輪的磨削加工進行半導體元件晶片的薄層化。在使半導體元件晶片薄層化的工序中，如果晶片邊緣產生崩裂，則產生半導體元件晶片的成品率降低的問題。因此已知的是，為了抑制半導體元件晶片的崩裂，在用於薄層化的磨削加工之前，進行晶片邊緣的修整（倒角）。
例如，在日本專利公開公報特開2009-39808號中公開了使用杯形砂輪型的金剛石磨削砂輪進行半導體基板的邊緣磨削加工（倒角加工）。在日本專利公開公報特開2009-39808號中，使用水平旋轉的金剛石磨削砂輪對水平旋轉的半導體基板進行邊緣磨削加工。具體而言，以使金剛石磨削砂輪的外周緣部的垂直面與半導體基板的外周緣部的垂直面重疊的方式使水平旋轉的金剛石磨削砂輪從上方下降，進行向半導體基板的邊緣面的磨削切入。
另外，在日本專利公開公報特開2011-142201號中公開了使用透過水平軸垂直旋轉的金剛石制的邊緣磨削砂輪的半導體基板的邊緣磨削工序。在日本專利公開公報特開2011-142201號的邊緣磨削工序中，使垂直旋轉的邊緣磨削砂輪下降，使水平旋轉的半導體基板的外周緣的厚度減小到所希望的厚度。
另外，在日本專利公開公報特開平9-216152號中公開了一種端部磨削裝置，透過沿著Y軸方向（水平方向）配置的主軸使金剛石砂輪垂直旋轉，使金剛石砂輪的外周面與水平旋轉的半導體晶片的外周部分對接進行磨削。
另外，在日本專利公開公報特開2020-31106號中公開了如下的一種技術：透過吸盤機構使半導體元件晶片水平旋轉，並且透過施加有超聲波的立式主軸使旋轉刀具水平旋轉，透過旋轉刀具對半導體元件晶片的周側面進行修整。
另外，已知有WSS（晶片支撐系統，Wafer Support System），所述WSS是如下的方式：將BG膠帶（背面研磨膠帶，Back Grind Tape）黏貼到半導體元件晶片的元件面作為磨削保護層、以及經由樹脂在半導體元件晶片的元件面形成支撐晶片。
本發明的實施方式的半導體裝置的製造方法包括：將半導體元件晶片吸附於吸盤機構並使半導體元件晶片水平旋轉；透過施加有超聲波的立式主軸使旋轉刀具水平旋轉；透過水平旋轉的旋轉刀具對水平旋轉的半導體元件晶片的外周端部進行修整，由此在外周端部形成槽；在修整中，透過刀具成形用砂輪對水平旋轉的旋轉刀具的前端形狀進行修正；以及在修整後，透過水平旋轉的杯形砂輪對水平旋轉的半導體元件晶片的一個主面進行磨削。
在下面的詳細說明中，出於說明的目的，為了提供對所公開的實施例的徹底的理解，提出了許多具體的細節。然而，顯然可以在沒有這些具體細節的前提下實施一個或更多的實施例。在其他的情況下，為了簡化製圖，示意性地示出了習知的結構和裝置。
如上所述，在半導體裝置領域中，要求半導體元件晶片進一步的薄層化，為了實現該進一步的薄層化，要求能夠防止半導體元件晶片的崩裂的高精度的修整技術。
但是，在上述的現有技術中，存在為了實現能夠抑制半導體元件晶片的崩裂的高精度且高效率的邊緣修整工序而應該改善的問題點。
具體而言，在如上述的現有技術那樣透過杯形砂輪型的金剛石磨削砂輪對邊緣進行修整的方法中，存在加工速度慢、生產率差的問題點。另外存在由於杯形砂輪型的金剛石磨削砂輪磨損而使修整底面的垂直性破壞、修整底面成為錐形形狀這樣的缺點。
另外，在將垂直旋轉的金剛石刀具推壓到水平旋轉的半導體元件晶片的邊緣部進行修整的方法中，金剛石刀具與半導體元件晶片為線接觸，因此存在對半導體元件晶片的剪切應力大這樣的缺點。
因此，在利用WSS經由樹脂在半導體元件晶片的元件面形成支撐晶片的方式中，在WSS的貼合不完善的情況下，由於金剛石刀具產生的剪切應力，有時在半導體元件晶片以及WSS產生新的缺陷。
另外，在透過金剛石刀具對半導體元件晶片的元件面的邊緣部進行加工的方法中，由於在元件面的外周形成有臺階的狀態下進行BG膠帶的黏貼或利用WSS的支撐晶片的形成，所以在薄層化工序時半導體元件晶片的厚度容易產生偏差。
另外，在對上述半導體元件晶片的元件面進行修整的方法中，必須經由加工困難的金屬以及絕緣膜對位於其下方的矽（Si）等半導體晶片進行加工，所以金剛石刀具的磨損變大。
另外，在對前述半導體元件晶片的元件面進行修整的方法中，飛散的廢物以及污染容易附著到元件面，因此需要除去廢物以及污染的精密清洗等，作為結果，存在加工成本增大這樣的問題點。
另外，如在日本專利公開公報特開2020-31106號中公開的現有技術那樣，使用透過施加有超聲波的立式主軸水平旋轉的旋轉刀具對水平旋轉的半導體元件晶片的周側面進行修整的方法能夠進行高速度且高精度的修整。但是，為了作為量產技術實現實用化，要求能夠穩定地得到高精度且高質量的修整形狀以及修整面性狀的高成品率的加工技術。
本發明是鑒於上述情況而完成的，其目的在於提供一種能夠得到穩定的修整形狀以及修整面性狀、能夠以高成品率對高功能的半導體元件晶片進行加工的生產率優異的半導體裝置的製造方法以及製造裝置。
本發明的半導體裝置的製造方法包括：將半導體元件晶片吸附於吸盤機構並使半導體元件晶片水平旋轉；透過施加有超聲波的立式主軸使旋轉刀具水平旋轉；透過水平旋轉的旋轉刀具對水平旋轉的半導體元件晶片的外周端部進行修整，由此在外周端部形成槽；在修整中，透過刀具成形用砂輪對水平旋轉的旋轉刀具的前端形狀進行修正；以及在修整後，透過水平旋轉的杯形砂輪對水平旋轉的半導體元件晶片的一個主面進行磨削。
另外，本發明的半導體裝置的製造裝置包括吸盤機構、立式主軸、旋轉刀具、超聲波振動裝置以及刀具成形用砂輪，吸盤機構構成為吸附半導體元件晶片並使半導體元件晶片水平旋轉，立式主軸構成為使旋轉刀具水平旋轉，超聲波振動裝置構成為對立式主軸施加超聲波，旋轉刀具構成為一邊透過施加有超聲波的立式主軸水平旋轉一邊對吸附於吸盤機構並水平旋轉的半導體元件晶片的外周端部進行修整，由此在外周端部形成槽，刀具成形用砂輪構成為透過與水平旋轉的所述旋轉刀具的前端對接對所述旋轉刀具的前端形狀進行修正。
本發明的半導體裝置的製造方法包括：將半導體元件晶片吸附於吸盤機構並使所述半導體元件晶片水平旋轉；透過施加有超聲波的立式主軸使旋轉刀具水平旋轉；透過水平旋轉的所述旋轉刀具對水平旋轉的半導體元件晶片的外周端部進行修整，由此在外周端部形成槽；在修整中，透過刀具成形用砂輪對水平旋轉的旋轉刀具的前端形狀進行修正；在修整後，透過水平旋轉的杯形砂輪對水平旋轉的半導體元件晶片的一個主面進行磨削。透過這樣的工序，能夠不受形成在半導體元件晶片的元件面的表面的金屬膜或絕緣膜等各種覆蓋膜影響地對半導體元件晶片的外周端部進行修整。在邊緣修整工序中，旋轉刀具透過施加有超聲波的立式主軸水平旋轉，因此能夠進行高速度且高精度的修整。然後，在邊緣修整工序中，透過刀具成形用砂輪將水平旋轉的旋轉刀具的前端形狀修正成適當的形狀。由此，能夠在半導體元件晶片得到穩定的修整形狀以及修整面性狀，能夠以高成品率對高功能的半導體元件晶片進行加工。即，能夠得到在現有技術中無法得到的優異的生產率。具體而言，能夠以高成品率量產厚度20μm以下的極薄化的半導體元件晶片。
另外，本發明的半導體裝置的製造方法也可以包括：在修整中，拍攝槽的形狀；基於拍攝得到的影像資料對槽的形狀進行分析；以及基於分析的槽的形狀，透過刀具成形用砂輪對旋轉刀具的前端形狀進行修正。由此，透過連續的高效的修整加工，能夠以高精度得到準確的修整形狀。
另外，本發明的半導體裝置的製造方法也可以包括：在修整中，對槽投射平行光；以及基於平行光的影子的形狀，對槽的形狀進行分析。由此，能夠高效且高精度地檢測半導體元件晶片的修整後的槽的形狀，能夠高效地加工高精度且穩定的形狀以及表面性狀的槽。
另外，本發明的半導體裝置的製造方法也可以包括：一邊調整刀具成形用砂輪的支承角度一邊進行旋轉刀具的前端形狀的修正。由此，能夠始終將旋轉刀具的前端形狀維持在適當的狀態，因此能夠連續高效地進行高精度的修整加工。具體而言，能夠在半導體元件晶片的外周端部形成以適當的角度傾斜的修整面。
另外，本發明的半導體裝置的製造裝置包括吸盤機構、立式主軸、超聲波振動裝置、旋轉刀具以及刀具成形用砂輪，吸盤機構構成為吸附半導體元件晶片並使半導體元件晶片水平旋轉，立式主軸構成為使旋轉刀具水平旋轉，超聲波振動裝置構成為對立式主軸施加超聲波，旋轉刀具構成為一邊透過施加有超聲波的立式主軸水平旋轉一邊對吸附於吸盤機構並水平旋轉的半導體元件晶片的外周端部進行修整，由此在外周端部形成槽，刀具成形用砂輪構成為透過與水平旋轉的旋轉刀具的前端對接，對旋轉刀具的前端形狀進行修正。透過這樣的構成，能夠始終將對半導體元件晶片的外周端部進行修整的旋轉刀具的前端形狀維持在適當的狀態，能夠連續地執行高精度且高效率的修整加工。因此，能夠實現針對高功能的最前端的半導體元件晶片的高成品率製造，能夠提高生產率。
另外，本發明的半導體裝置的製造裝置也可以還包括觀察單元，觀察單元拍攝槽的形狀，並基於拍攝得到的影像資料對槽的形狀進行分析，刀具成形用砂輪基於分析的槽的形狀進行旋轉刀具的前端形狀的修正。透過這樣的構成，能夠始終準確地掌握半導體元件晶片的外周端部的修整狀況。因此，能夠透過刀具成形用砂輪準確地對前端形狀進行修正，以使旋轉刀具的前端形狀始終成為適當的狀態。其結果是，能夠連續地執行高精度且高效率的修整加工，能夠提高半導體元件晶片製造的成品率。
以下，參照附圖對本發明的實施方式的半導體裝置的製造方法以及製造裝置詳細地進行說明。
圖1是表示本發明的實施方式的半導體裝置的製造裝置1的俯視圖，表示組裝了邊緣修整裝置10的全自動磨削裝置的概略構成。
圖1所示的製造裝置1是自動地進行半導體元件晶片30（參照圖2）的從吸附工序到邊緣修整工序、薄層化工序以及清洗工序為止的一系列的工序的裝置。
製造裝置1具有：輸送機器人21，輸送半導體元件晶片30；以及執行各工序的待機台22、超聲波修整台23、粗磨削台25、精磨削台27以及清洗單元29。
然後，製造裝置1在待機台22、超聲波修整台23、粗磨削台25以及精磨削台27具有對半導體元件晶片30進行90度轉位的90度分度台20。
待機台22是執行半導體元件晶片30的吸附工序的台。首先，透過輸送機器人21將作為加工對象的半導體元件晶片30輸送到待機台22。然後，在待機台22執行半導體元件晶片30的吸附工序。
超聲波修整台23是執行半導體元件晶片30的邊緣修整工序的台。在待機台22的吸附工序之後，透過90度分度台20將半導體元件晶片30向順時針方向90度轉位。然後，在超聲波修整台23執行半導體元件晶片30的邊緣修整工序。具體而言，透過在施加有超聲波的狀態下水平旋轉的邊緣修整裝置10的旋轉刀具17，對半導體元件晶片30的外周端部34（參照圖2）的一部分進行磨削。
另外，製造裝置1具備拍攝裝置45作為準確地拍攝以及分析半導體元件晶片30的修整形狀的觀察單元。拍攝裝置45拍攝半導體元件晶片30的外周端部34附近，基於影像資料49（參照圖4）對透過邊緣修整工序形成在外周端部34的槽35（參照圖2）的形狀信息進行分析。由此，實現高精度的修整。
粗磨削台25以及精磨削台27是執行半導體元件晶片30的薄層化工序的台。在粗磨削台25的上方設置有對半導體元件晶片30的上表面進行粗磨削的粗磨削頭26。在精磨削台27的上方設置有對半導體元件晶片30的上表面進行精磨削的精磨削頭28。
在超聲波修整台23結束了邊緣修整工序的半導體元件晶片30被90度分度台20進一步向順時針方向轉位90度。然後，在粗磨削台25進行利用粗磨削頭26的薄層化的粗磨削。
然後，在粗磨削台25進行了粗磨削的半導體元件晶片30透過90度分度台20轉位到精磨削台27，透過精磨削頭28精磨削到最終厚度。
在精磨削台27結束了薄層化工序的半導體元件晶片30透過90度分度台20返回到待機台22之後，透過輸送機器人21輸送到清洗單元29。然後，在清洗單元29中進行清洗半導體元件晶片30的清洗工序。
另外，圖1所示的製造裝置1只不過是本發明的實施方式的一個例子。例如，也可以僅將邊緣修整裝置10從圖1所示的製造裝置1分離，作為單獨的全自動修整裝置。
另外，例如也可以在圖1中在配置有清洗單元29的部分設置邊緣修整裝置10，與由粗磨削台25以及精磨削台27構成的磨削載台分離。在該情況下，也可以將製造裝置1構成為附屬有邊緣修整裝置10的自動磨削裝置。
圖2是表示邊緣修整裝置10的概略構成的主視圖。如圖2所示，邊緣修整裝置10是對半導體元件晶片30的外周端部34進行修整的裝置。
邊緣修整裝置10具有：真空吸盤11，支承半導體元件晶片30並使半導體元件晶片30水平旋轉；旋轉刀具17，對半導體元件晶片30的外周端部34進行磨削；立式主軸15，支承旋轉刀具17；以及超聲波振動裝置16，對立式主軸15施加超聲波。
真空吸盤11構成吸附半導體元件晶片30的吸盤機構。真空吸盤11以其旋轉軸成為大致垂直的方式水平旋轉自如地設置。半導體元件晶片30透過由支撐基板13等形成的保持層安裝在真空吸盤11的上表面，半導體元件晶片30與真空吸盤11等吸盤機構一起水平旋轉。
旋轉刀具17例如是用陶瓷結合劑將金剛石砂輪固定的金剛石砂輪刀具。旋轉刀具17的中心部由立式主軸15支承並水平旋轉，前端即外周砂輪面18設置在能夠與半導體元件晶片30的外周端部34對接的位置。
立式主軸15是支承旋轉刀具17的旋轉軸。立式主軸15設置成旋轉軸沿著垂直方向延伸並且能夠水平旋轉。立式主軸15被未圖示的驅動裝置旋轉驅動，由此旋轉刀具17水平旋轉。
立式主軸15以及旋轉刀具17設置成朝向半導體元件晶片30沿著水平方向移動自如。由此，使水平旋轉的旋轉刀具17接近保持於真空吸盤11且水平旋轉的半導體元件晶片30，將旋轉刀具17的外周砂輪面18推壓到半導體元件晶片30的外周端部34。然後，透過旋轉刀具17的外周砂輪面18高精度地對半導體元件晶片30的外周端部34進行磨削，由此能夠形成具有所希望的平均深度D（參照圖4）的修整面36。
另外，如上所述，為了將水平旋轉的旋轉刀具17的外周砂輪面18向水平旋轉的半導體元件晶片30的外周端部34推壓進行修整，保持半導體元件晶片30的真空吸盤11也可以沿著水平方向移動。
另外，旋轉刀具17或真空吸盤11也可以沿著上下方向移動自如。由此，能夠改變旋轉刀具17相對於半導體元件晶片30的上下方向的位置來反復執行修整。並且，能夠相對於半導體元件晶片30的外周端部34，在上下方向的所希望的範圍內形成修整面36。
另外，立式主軸15在旋轉刀具17的上方以及下方被軸承19軸支承。這樣，透過立式主軸15在上下兩處被軸支承，能夠抑制旋轉刀具17的旋轉振動，提高旋轉精度，能夠進行精度良好的精密的修整加工。
作為軸承19，例如可以採用滾珠軸承、圓柱滾子軸承、圓錐滾子軸承等通常的機械軸承。另外，設置在旋轉刀具17的上方以及下方的軸承19中的至少一方可以是在軸承19與立式主軸15之間形成空氣膜並以非接觸方式軸支承立式主軸15的空氣軸承。透過使用空氣軸承作為軸承19，旋轉刀具17能夠被以低摩擦高精度地保持並高速旋轉。因此，能夠高精度地對半導體元件晶片30的外周端部34進行修整加工。
尤其是，透過採用空氣軸承作為設置在旋轉刀具17下方的軸承19，能夠抑制加工水的飛散導致的劣化，能夠實現軸承19以及立式主軸15的高壽命化。
超聲波振動裝置16是對立式主軸15施加超聲波的裝置。透過由超聲波振動裝置16對立式主軸15施加超聲波，由此對旋轉刀具17施加超聲波，旋轉刀具17沿旋轉半直徑方向進行超聲波振動。由此，能夠高速度且高精度地修整半導體元件晶片30的外周端部34。另外，透過對旋轉刀具17施加超聲波，旋轉刀具17的磨損變少。由此，能夠抑制半導體元件晶片30的修整後的外周端部34附近崩塌。
在邊緣修整裝置10設置有對旋轉刀具17的前端形狀進行修正的刀具成形用砂輪40。刀具成形用砂輪40例如是用陶瓷結合劑固定金剛石砂輪而成的刀具成形用金剛石砂輪。
刀具成形用砂輪40由傾斜調整機構41支承為傾斜調整自如。具體而言，與旋轉刀具17的前端接觸的刀具成形用砂輪40的砂輪面能夠從大致垂直的狀態調整成傾斜的狀態。即，刀具成形用砂輪40支承於傾斜調整機構41，以沿大致水平方向延伸的傾斜調整機構41的支撐軸42為中心轉動自如。
刀具成形用砂輪40的砂輪面與從半導體元件晶片30的外周端部34離開的位置的旋轉刀具17的前端、即旋轉刀具17的外周砂輪面18接觸。由此，在對半導體元件晶片30的外周端部34進行修整的邊緣修整工序中，水平旋轉的旋轉刀具17的前端與刀具成形用砂輪40的砂輪面對接，被修正成適合修整的形狀。即，在邊緣修整工序中，水平旋轉的旋轉刀具17的前端與刀具成形用砂輪40的砂輪面接觸而被磨削。
透過這樣的構成，修整半導體元件晶片30的外周端部34的旋轉刀具17的前端形狀始終維持在適當的狀態，能夠連續地執行高精度且高效率的修整加工。因此，對於高功能的最前端的半導體元件晶片30，能夠實現高成品率的製造並提高生產率。
圖3是表示邊緣修整裝置10的概略構成的俯視圖。如圖3所示，邊緣修整裝置10具備拍攝裝置45作為拍攝以及分析修整後的槽35的形狀的觀察單元。拍攝裝置45具有：光源46，照射光；受光元件47，接收來自光源46的光；以及影像分析裝置48，基於受光元件47的光學數據，分析槽35的形狀。
光源46照射用於檢測半導體元件晶片30的外周端部34的修整狀態的光。詳細地說，光源46是平行光源，以平行光的一部分相切的方式向半導體元件晶片30的外周端部34附近照射光。即，光源46從半導體元件晶片30的側方朝向半導體元件晶片30的外周端部34的端部附近沿著大致水平方向發出平行光。
受光元件47以接收從光源46發出的光的方式設置成與光源46相對。因此，從光源46發出的平行光透過半導體元件晶片30的外周端部34附近並被受光元件47接收。
受光元件47與影像分析裝置48連接。影像分析裝置48分析由受光元件47接收到的光學數據。詳細地說，基於影像資料49（參照圖4）分析半導體元件晶片30的外周端部34的狀態。
圖4是表示圖3所示的拍攝裝置45的影像資料49的圖。如圖4所示，透過拍攝裝置45準確地拍攝半導體元件晶片30的外周端部34的形狀。然後，拍攝裝置45的影像分析裝置48基於拍攝得到的影像資料49分析半導體元件晶片30的槽35的形狀。製造裝置1基於拍攝得到的半導體元件晶片30的槽35的形狀的分析結果，進行刀具成形用砂輪40（參照圖2）對旋轉刀具17（參照圖2）的前端形狀的修正。
透過這樣的構成，能夠始終準確地掌握半導體元件晶片30的外周端部34的修整狀況。因此，能夠透過刀具成形用砂輪40準確地修正旋轉刀具17的前端形狀，以使旋轉刀具17的前端形狀始終成為適當的狀態。
例如，透過拍攝裝置45能夠連續準確地檢測修整工序中的半導體元件晶片30的槽35的平均深度D、即修整面36的平均深度D。由此，製造裝置1能夠形成準確的平均深度D的槽35。
另外，透過拍攝裝置45能夠準確地檢測槽35的修整面36的傾斜、即傾斜角度A。接著，透過拍攝裝置45進行針對檢測到的傾斜角度A是否在適當的範圍內的分析（評價）。由此，在修整面36的傾斜角度A比下限傾斜角度A1小的情況或比上限傾斜角度A2大的情況下，製造裝置1能夠修正旋轉刀具17的前端形狀、即外周砂輪面18（參照圖2）的傾斜。上述的說明是使用修整面36的傾斜角度A作為基於拍攝得到的影像資料分析的對象（槽35的形狀的評價指標）修正外周砂輪面18的傾斜的例子。
具體而言，如圖2所示，製造裝置1透過傾斜調整機構41調整刀具成形用砂輪40的支承角度，透過刀具成形用砂輪40修整旋轉刀具17的前端形狀，由此能夠將外周砂輪面18的傾斜修正成適當的傾斜。
由此，能夠將修整面36的傾斜角度A設為比下限傾斜角度A1大且比上限傾斜角度A2小的適當的角度，推進半導體元件晶片30的修整工序（參照圖4）。
這樣，邊緣修整裝置10透過基於由拍攝裝置45拍攝以及分析得到的修整面36的形狀信息始終將旋轉刀具17的前端形狀維持在適當的傾斜角度A，由此能夠連續高效地進行高精度的修整加工。其結果是，能夠在半導體元件晶片30的外周端部34形成以適當的角度傾斜的修整面36。
接著，參照圖5A～圖5D、圖6A以及圖6B以及圖7A～圖7D，對本發明的實施方式的半導體裝置的製造方法詳細地進行說明。圖5A～圖5D是表示半導體裝置的製造方法的圖，圖5A是表示在吸附工序中準備半導體元件晶片30的狀態的圖，圖5B是表示在邊緣修整工序中進行修整的狀態的圖，圖5C是表示邊緣修整工序結束的狀態的圖，圖5D是表示在薄層化工序中進行了薄層化的狀態的圖。
如圖5A所示，半導體元件晶片30是形成有半導體元件層31的矽晶片，其大小例如為直徑300mm、厚度775μm。
在吸附工序中，利用WSS方式經由貼合樹脂層12將支撐基板13黏貼在半導體元件晶片30的元件面32。貼合樹脂層12例如由矽系樹脂形成，其厚度例如為40μm。支撐基板13例如為矽系或玻璃系的支撐晶片，其厚度例如為750μm。
接著，如圖5B所示，以使元件面32為下方的方式經由貼合樹脂層12以及支撐基板13將半導體元件晶片30保持於真空吸盤11。
然後，在超聲波修整台23（參照圖1），執行邊緣修整工序。在邊緣修整工序中，半導體元件晶片30透過真空吸盤11水平旋轉，同樣地水平旋轉且被施加有超聲波的旋轉刀具17的外周砂輪面18被推壓到半導體元件晶片30的外周端部34。由此，對半導體元件晶片30的外周端部34進行修整，形成槽35。
另外，也可以透過旋轉刀具17對貼合樹脂層12的上部與外周端部34一起進行磨削。由此，能夠提高抑制半導體元件晶片30的崩裂的效果。
此處，旋轉刀具17的直徑例如為100mm，外周砂輪面18的厚度例如為0.15mm。旋轉刀具17的金剛石砂輪的粒度優選為♯240～♯8000，更優選為♯1000～♯3000，進一步優選為♯2000。
另外，邊緣修整工序中的旋轉刀具17的轉速優選為8000～12000min -1。半導體元件晶片30的轉速優選為250～350min -1。立式主軸15的水平移動速度優選為0.3～0.7mm/min。
例如，透過將旋轉刀具17的轉速設為10000min -1、半導體元件晶片30的轉速設為300min -1、立式主軸15的水平移動速度設為0.5mm/min，進行3分鐘修整，由此加工修整面36直到距外周端部34的平均深度D（參照圖4）成為1.5mm為止。透過在這些條件下進行修整，能夠得到表面粗糙度15～20nm（Ra）的半導體元件晶片30。
如上所述，在邊緣修整工序中，透過施加有超聲波的立式主軸15使旋轉刀具17水平旋轉。因此，與現有技術的利用杯形砂輪型的金剛石磨削砂輪等進行的修整相比，能夠進行高速度且高精度的修整。另外，透過對水平旋轉的旋轉刀具17施加超聲波，旋轉刀具17的磨損變少，能夠抑制修整後的外周端部34附近崩塌。
此處，從超聲波振動裝置16對立式主軸15施加的超聲波的頻率例如為16～1000kHz。由此，能夠適當地修整半導體元件晶片30。
另外，在元件面32朝下保持於真空吸盤11的狀態下，透過水平旋轉的施加有超聲波的旋轉刀具17對半導體元件晶片30進行修整。因此，在邊緣修整工序中，元件面32不會被污染。由此，不需要精密清洗，能夠實現半導體裝置的低成本化。另外，能夠不受形成在元件面32的表面的金屬膜或絕緣膜等各種覆蓋膜影響地修整半導體元件晶片30的外周端部34。
透過邊緣修整工序，在半導體元件晶片30的外周端部34形成槽35，在槽35的內部形成修整面36。具體而言，外周砂輪面18附近的旋轉刀具17的厚度比半導體元件晶片30的厚度薄。因此，如圖5C所示，修整面36從外周端部34凹陷。其結果是，在外周端部34形成槽35，該槽35是沿著半導體元件晶片30的旋轉方向延伸的圓周狀的凹部。
透過邊緣修整工序在半導體元件晶片30的外周端部34形成槽35，由此也能夠減少對半導體元件晶片30的背面33的污染。因此，在接下來的薄層化工序中，能夠進行精密的薄層化加工。
在邊緣修整工序中，透過拍攝裝置45（參照圖3）對半導體元件晶片30的修整後的槽35的形狀投射平行光。基於該平行光的影子的形狀，能夠準確地分析槽35的形狀。由此，能夠高效且高精度地分析半導體元件晶片30的修整後的槽35的形狀。
然後，當透過拍攝裝置45分析修整後的槽35的形狀時，製造裝置1透過刀具成形用砂輪40對旋轉刀具17的前端形狀進行修正，使得在影像資料49（參照圖4）中槽35的形狀在規定值內、例如槽35的修整面36的傾斜即傾斜角度A在適當的範圍內。由此，能夠進行連續的高效的修整加工，從而能夠以高精度得到準確的修整形狀。因此，能夠高效率地加工高精度且穩定的形狀以及表面性狀的槽35。
在執行了邊緣修整工序之後，在粗磨削台25以及精磨削台27（參照圖1）上依次執行薄層化工序。如圖5D所示，在薄層化工序中，透過未圖示的杯形砂輪，半導體元件晶片30的一個主面即背面33被磨削，實現了薄層化。
在薄層化工序中使用的杯形砂輪例如是使用了粒度♯240～♯8000的金剛石磨粒的杯形砂輪型砂輪。也可以在粗磨削中增大杯形砂輪的磨粒大並降低轉速低，在精磨削中減小杯形砂輪的磨粒並提高轉速，由此進行磨削。
透過在邊緣修整工序之後執行薄層化工序，能夠實現沒有厚度偏差的薄層化，能夠得到高平坦地薄層化了的半導體元件晶片30。另外，作為吸盤機構，能夠利用如下的構成：透過經由貼合樹脂層12的支撐基板13的黏貼來保持元件面32，因此不會產生薄層化工序中的半導體元件晶片30的厚度偏差。另外，由於透過支撐基板13保護了元件面32，所以不會產生元件面32的污染以及廢物附著的問題。
圖6A以及圖6B是表示半導體元件晶片30的修整面36的附近的圖。圖6A是表示邊緣修整工序結束的狀態的圖，圖6B是表示在薄層化工序中進行了薄層化的狀態的圖。
如圖6A以及圖6B所示，形成在外周端部34的槽35的修整面36的上部的直徑比下部的直徑小。即，修整面36可以形成為大致圓錐台的側面的形狀。具體而言，元件面32與傾斜的修整面36所成的角度例如為70～90度，優選為約80度。這樣，透過形成以上部的直徑變小的方式傾斜的修整面36，能夠進一步減少半導體元件晶片30的崩裂。
如上所述，在邊緣修整工序中，基於透過拍攝裝置45（參照圖3）得到的槽35形狀的準確的數據，能夠調整刀具成形用砂輪40（參照圖2）的支承角度，能夠修正旋轉刀具17（參照圖2）的前端形狀。由此，能夠始終將旋轉刀具17的前端形狀維持在適當的傾斜狀態，能夠連續高效地進行高精度的修整加工。即，能夠在半導體元件晶片30的外周端部34形成以適當的角度傾斜的修整面36。
圖7A～圖7D是表示半導體裝置的製造方法的其他例子的圖。圖7A是表示在吸附工序中準備了半導體元件晶片30的狀態的圖，圖7B是表示在邊緣修整工序中進行了修整的狀態的圖，圖7C是表示邊緣修整工序結束的狀態的圖，圖7D是表示在薄層化工序中進行了薄層化的狀態的圖。另外，對與已經說明過的實施方式相同或實現相同的作用或效果的構成要素，標注相同的附圖標記。
如圖7A所示，在吸附工序中，在半導體元件晶片30的元件面32黏貼有作為BG膠帶的保護膠帶14。作為保護膠帶14，例如使用厚度180μm的琳得科株式會社（LINTEC Corporation）制的UV膠帶E8180。
然後，如圖7B所示，半導體元件晶片30以元件面32朝下的方式透過保護膠帶14保持於真空吸盤11。接著，在邊緣修整工序中，透過施加有超聲波的水平旋轉的旋轉刀具17對半導體元件晶片30進行修整。如圖7C所示，透過修整，在外周端部34形成具有修整面36的槽35。
在執行了邊緣修整工序之後，執行對背面33進行磨削的薄層化工序。其結果是，如圖7D所示，能夠得到被高平坦地薄層化了的、厚度偏差小的半導體元件晶片30。
如以上說明的那樣，根據本實施方式的製造方法，在執行了吸附工序之後，進行在半導體元件晶片30的外周端部34形成槽35的邊緣修整工序。然後，在邊緣修整工序之後執行使半導體元件晶片30薄層化的薄層化工序。
透過這樣的工序，能夠不受形成在半導體元件晶片30的元件面32的表面的金屬膜或絕緣膜等各種覆蓋膜影響地對半導體元件晶片30的外周端部34進行修整。在邊緣修整工序中，由於旋轉刀具17透過施加有超聲波的立式主軸15水平旋轉，所以能夠進行高速度且高精度的修整。
然後，在邊緣修整工序中，透過刀具成形用砂輪40將水平旋轉的旋轉刀具17的前端形狀修正成適當的形狀。由此，半導體元件晶片30能夠得到穩定的修整形狀以及修整面性狀，能夠以高成品率加工高功能的半導體元件晶片30。即，能夠得到在現有技術中無法得到的優異的生產率。例如，能夠高成品率地量產極薄化到厚度20μm以下的半導體元件晶片30。
另外，本發明並不限定於上述實施方式，此外在不脫離本發明的主旨的範圍內可以進行各種各樣的變形實施例。出於示例和說明的目的已經給出了所述詳細的說明。根據前述的教導，許多變形和改變都是可能的。所述的詳細說明並非沒有遺漏或者旨在限制在這裡說明的主題。儘管已經透過文字以特有的結構特徵和/或方法過程對所述主題進行了說明，但應當理解的是，申請專利範圍中所限定的主題不是必須限於所述的具體特徵或者具體過程。更確切地說，將所述的具體特徵和具體過程作為實施申請專利範圍的實施例進行了說明。
1:製造裝置 10:邊緣修整裝置 11:真空吸盤 12:樹脂層 13:支撐基板 14:保護膠帶 15:立式主軸 16:超聲波振動裝置 17:旋轉刀具 18:外周砂輪面 19:軸承 20:90度分度台 21:輸送機器人 22:待機台 23:超聲波修整台 25:粗磨削台 26:粗磨削頭 27:精磨削台 28:精磨削頭 29:清洗單元 30:半導體元件晶片 31:半導體元件層 32:元件面 33:背面 34:外周端部 35:槽 36:修整面 40:刀具成形用砂輪 41:傾斜調整機構 42:支撐軸 45:拍攝裝置 46:光源 47:受光元件 48:影像分析裝置 49:影像資料 A:傾斜角度 A1:下限傾斜角度 A2:上限傾斜角度 D:平均深度
圖1是表示本發明一實施例的半導體裝置的製造裝置的俯視圖。 圖2是表示本發明一實施例的半導體裝置的製造裝置的邊緣修整裝置的主視圖。 圖3是表示本發明一實施例的半導體裝置的製造裝置的邊緣修整裝置的俯視圖。 圖4是表示本發明一實施例的半導體裝置的製造裝置的拍攝裝置的影像資料的圖。 圖5A～圖5D是表示本發明一實施例的半導體裝置的製造方法的圖。圖5A是表示在吸附（chucking）工序中準備了半導體元件晶片的狀態的圖，圖5B是表示在邊緣修整工序中進行了修整的狀態的圖，圖5C是表示邊緣修整工序結束的狀態的圖，圖5D是表示在薄層化工序中進行了薄層化的狀態的圖。 圖6A以及圖6B是表示本發明一實施例的修整面附近的圖。圖6A是表示邊緣修整工序結束了的狀態的圖，圖6B是表示在薄層化工序中進行了薄層化的狀態的圖。 圖7A～圖7D是表示本發明的其他實施例的半導體裝置的製造方法的圖。圖7A是表示在吸附工序中準備半導體元件晶片的狀態的圖，圖7B是表示在邊緣修整工序中進行了修整的狀態的圖，圖7C是表示邊緣修整工序結束的狀態的圖，圖7D是表示在薄層化工序中進行了薄層化的狀態的圖。
10:邊緣修整裝置
11:真空吸盤
12:樹脂層
13:支撐基板
15:立式主軸
16:超聲波振動裝置
17:旋轉刀具
18:外周砂輪面
19:軸承
30:半導體元件晶片
33:背面
34:外周端部
35:槽
36:修整面
40:刀具成形用砂輪
41:傾斜調整機構
42:支撐軸

Claims (6)

  1. 一種半導體裝置的製造方法，該半導體裝置的製造方法包括：將一半導體元件晶片吸附於一吸盤機構並使該半導體元件晶片水平旋轉；透過施加有超聲波的一立式主軸使一旋轉刀具水平旋轉；透過水平旋轉的該旋轉刀具對水平旋轉的該半導體元件晶片的外周端部進行一修整，由此在該外周端部形成一槽；在該修整中，透過一刀具成形用砂輪對水平旋轉的該旋轉刀具的一前端形狀進行修正；以及在該修整後，透過水平旋轉的一杯形砂輪對水平旋轉的該半導體元件晶片的一個主面進行磨削。
  2. 如請求項1所述的半導體裝置的製造方法，其中該半導體裝置的製造方法包括：在該修整中，拍攝該槽的形狀；基於拍攝得到的一影像資料對該槽的形狀進行一分析；以及基於該分析的該槽的形狀，透過該刀具成形用砂輪對該旋轉刀具的該前端形狀進行修正。
  3. 如請求項2所述的半導體裝置的製造方法，其中該半導體裝置的製造方法包括：在該修整中，對該槽投射一平行光；以及基於該平行光的影子的形狀，對該槽的形狀進行分析。
  4. 如請求項1至3中任一項所述的半導體裝置的製造方法，其中該半導體裝置的製造方法包括：一邊調整該刀具成形用砂輪的一支承角度一邊進行該旋轉刀具的該前端形狀的修正。
  5. 一種半導體裝置的製造裝置，該半導體裝置的製造裝置包括一吸盤機構、一立式主軸、一超聲波振動裝置、一旋轉刀具以及一刀具成形用砂輪，該吸盤機構構成為吸附一半導體元件晶片並使該半導體元件晶片水平旋轉，該立式主軸構成為使該旋轉刀具水平旋轉，該超聲波振動裝置構成為對該立式主軸施加超聲波，該旋轉刀具構成為一邊透過施加有該超聲波的該立式主軸水平旋轉一邊修整吸附於該吸盤機構並水平旋轉的該半導體元件晶片的一外周端部，由此在該外周端部形成一槽，該刀具成形用砂輪構成為透過與水平旋轉的該旋轉刀具的前端對接，修正該旋轉刀具的前端形狀。
  6. 如請求項5所述的半導體裝置的製造裝置，該半導體裝置的製造裝置還包括一觀察單元，該觀察單元拍攝該槽的形狀，並基於拍攝得到的影像資料對該槽的形狀進行一分析，該刀具成形用砂輪基於該分析的該槽的形狀進行該旋轉刀具的前端形狀的修正。
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