TWI534879B - processing method - Google Patents

Description

加工方法 發明領域

本發明係有關於一種加工方法，其係將黏貼於被加工物之保護膠帶以車刀輪來切削而使其平坦化者。

發明背景

在進行晶圓等被加工物之背面磨削時，為了防止晶圓表面的損傷，會在將原表面黏貼保護膠帶。作為保護膠帶，例如可使用在下述專利文獻1中所記載者。

然而，在將保護膠帶黏貼在被稱作凸塊之複數突起狀的連接電極所形成之晶圓表面時，保護膠帶的表面會有依凸塊而形成凹凸的情形。因此，若直接在該狀態下固持晶圓的表面來磨削背面，磨削後的晶圓會有平坦度明顯變低的問題。在此，本申請人為了解決該問題，找出了以平坦度良好的方式薄化晶圓的方法，其係藉由利用下述專利文獻2中所提出之車刀切削裝置來切削保護膠帶而使其平坦化後，再磨削晶圓的背面之方法。

習知技術文獻 專利文獻

專利文獻1 日本專利特開H5-1985423號公報

專利文獻2 日本專利特開2005-333067號公報

發明概要

然而，若利用車刀切削裝置來切削保護膠帶，將產生線狀的保護膠帶廢屑，也會有所產生的保護膠帶廢屑會殘存於黏貼在晶圓表面的保護膠帶上，繞到背後去黏著在晶圓背面側的情況，即便將該晶圓洗淨也難以除去保護膠帶廢屑。如此，在保護膠帶廢屑黏著於晶圓上的這種情況下，恐有下述疑慮，例如：在晶圓搬運(handling)時黏著於裝置的搬運部而引起晶圓搬運不良發生等的問題，進一步而言，晶圓本身也可能有會破損的疑慮。

本發明係有鑑於上述事情而完成者，其目的在於：在利用車刀切削裝置切削保護膠帶時，防止保護膠帶廢屑殘存在晶圓上。

本發明為一種加工方法，係使用車刀切削裝置將黏貼於被加工物之保護膠帶平坦化者；該切削裝置係具備：固持台，係具有固持被加工物之固持面者；車刀輪，係在與該固持面平行的面上旋轉來切削由該固持台所固持之被加工物者；移動機構，係使該固持台與旋轉之該車刀輪相對移動者；該加工方法係具備：保護膠帶黏貼步驟，係於被加工物黏貼保護膠帶者；固持步驟，係在實施該保護膠帶黏貼步驟後，以露出該保護膠帶的方式將該被加工物以該固持台固持的步驟；平坦化步驟，係在實施該固持步驟後，將在旋轉之該車刀輪定位在指定高度，且利用該移動機構使固持台與該車刀輪相對移動，藉以使黏貼於被加工物之 保護膠帶經該車刀輪切削而平坦化，且在該平坦化步驟中，車刀輪的旋轉速度設定為周速1914m/min.以上。

又，本發明係可於前述加工方法中進一步具備薄化步驟，其係在實施前述平坦化步驟後，在以固持台固持前述保護膠帶側而露出被加工物之狀態下，以磨削輪磨削露出之被加工物而薄化成預定厚度者。

在本發明之加工方法中，藉由將車刀輪的旋轉速度設定為周速1914m/min.以上來切削保護膠帶上面，可防止線狀的保護膠帶屑殘存於晶圓上。因此，保護膠帶屑就不會繞到後面去黏著在晶圓背面側，而可防止晶圓之搬運不良、或使晶圓破損的發生。

又，將車刀輪的旋轉速度設定為周速1914m/min.進行保護膠帶之平坦化後，若將保護膠帶側以固持台固持來磨削被加工物之露出面，則因保護膠帶經平坦化之故，可使被加工物的露出面也被平坦化。

圖式簡單說明

第1圖係表示車刀切削裝置之一例的斜視圖。

第2圖係表示移動機構的斜視圖。

第3圖係表示被加工物之一例的晶圓平面圖。

第4圖係表示切削加工前之晶圓的擴大正面圖。

第5圖係表示保護膠帶黏貼步驟的斜視圖。

第6圖係表示在晶圓上黏貼有保護膠帶之狀態的斜視圖。

第7圖係表示在晶圓上黏貼有保護膠帶之狀態的擴大截面圖。

第8(a)、(b)圖係表示固持步驟的正面圖。

第9圖係表示平坦化步驟的正面圖。

第10圖係表示切削加工後之晶元的擴大截面圖。

第11圖係表示薄化步驟的斜視圖。

用以實施發明之形態

第1圖所示之車刀切削裝置10係被加工物由固持機構20所固持，利用切削機構30對該被加工物施行切削加工之裝置，其具備基台11，係在Y軸方向延伸之長方體形狀者；與立設基台12，係直立設置於該基台11之上面的一端者。在基台11之上面前部，具備供給匣13，係用於收容切削加工前之被加工物者；與回收匣19，係用於收容切削加工後之被加工物者。

在供給匣13及回收匣19的附近，配設有搬運機器人14，其係進行從供給匣13之被加工物的搬出及往回收匣19之被加工物的搬入者。搬運機器人14係具備可屈曲之臂14a與設於臂14a末端部的手14b，搬運機器人14係以手14b可及於供給匣13及回收匣19設置。又，在手14b的可動範圍內，配設有洗淨切削加工後之被加工物的洗淨裝置18。

在手14b的可動範圍內，配設有定位機構15，其係將藉由搬運機器人14從供給匣13搬出的被加工物安置於預定位置者。定位機構15係具備複數個配設於圓弧上且可在徑方 向上移動之定位銷15a。

固持機構20係於裝卸領域P1與切削領域P2之間在Y軸方向上移動；該裝卸領域P1係相對於固持機構20進行被加工物之裝卸的領域，而該切削領域P2係被加工物之實際加工所進行的領域。固持機構20之裝卸領域P1與切削領域P2之間的移動係可藉由第2圖所示之移動機構50來控制。

如第2圖所示，固持機構20係具有固持台21，係具有固持被加工物之固持面22者；軸部23，係安裝於固持台21下部者；支持基台24，係透過軸部23來支持固持台者。再者，如第2圖所示，固持機構20亦可具備可使固持台21上下昇降的昇降驅動部25。

如第2圖所示，移動機構50係具備：滾珠導桿54，係沿Y軸方向延伸者；一對的導引軌55，係與滾珠導桿54平行地配設者；馬達56，係連接於滾珠導桿54之一端者；滾珠導桿接受構件57，係連接於滾珠導桿54之另一端者；移動基台51，其內部的螺帽構造螺合於滾珠導桿54，且下部係與導引軌55滑動接觸。在如此所構成的移動機構50，係藉由由馬達56所驅動的滾珠導桿54旋動，形成移動基台51由導引軌56所導引而在Y軸方向上移動之構成。如第1圖所示，構成移動機構50之移動基台51的移動路徑上，係鋪設有摺緣形狀的蓋52。

如第1圖所示，定位機構15與裝卸領域P1之間配設有第1搬運機構16，其係將被加工物從定位機構15搬運至位於裝卸領域P1之固持機構20者。又，在洗淨裝置18與裝卸領域 P1之間配設有第2搬運機構17，其係將被加工物從位於裝卸領域P1之固持機構20搬運至洗淨裝置18者。第1搬運機構16及第2搬運機構17係各自具備吸附被加工物之吸附墊16a、17a。

第1圖所示之切削機構30係具備：主軸套31，係在Z軸方向上延伸；固持具32，其係固持主軸套31者；主軸34，係由主軸套31以可旋轉的方式所支持者；伺服馬達33，係連結於主軸34之上端者，車刀輪35，係安裝於主軸34之下部者；與車刀36，係以可裝卸的方式著裝於車刀輪35上者。圖雖未示，但在車刀輪35的下部係形成有使切削水流出之流出部。

切削機構30係在立設基台12的側部透過輸送機構40所支持。輸送機構40係具備：在Z軸方向上延伸之滾珠導桿41，與滾珠導桿41平行地設置之一對的導引軌42，連接於滾珠導桿41之一端的馬達43，連接於滾珠導桿41之另一端的滾珠導桿接受構件46，用於控制車刀36之高度位置的昇降基台44，與透過固持具32來支持切削機構30的支持構件45。在昇降機台44之其中一面上，滑動連接有一對的導引軌42，在中央部分形成有圖未示之螺帽構造，在該螺帽構造上螺合有滾珠導桿41。並且，利用由馬達43來旋轉驅動之滾珠導桿41旋動，昇降基台44係由導引軌42所導引而在Z軸方向上移動，另外還可使切削構件30在Z軸方向上昇降。

以下將針對使用第1圖所示之車刀切削裝置10的加工方法之一例進行說明。

第3圖所示之晶圓1，係在其表面2a由形成為格子狀之切割道4區劃成複數個裝置3。又，在晶圓1外周的一端部，係形成有用於識別結晶方位之記號的切口6。在裝置3的表面，如部分擴大圖所示，係形成有複數個突起狀的電極之凸塊5。如第4圖所示，凸塊5係以從表面2a突出的方式形成，有時凸塊5的高度係各不相同。凸塊從表面2a突出的量，係例如50~100μm左右。

(1)保護膠帶黏貼步驟

在晶圓1的表面上，如第5圖所示，黏貼有保護膠帶7。該保護膠帶7係由基材層8與糊層9所構成，在基材層8的下面側形成有糊層9。基材層8係由聚烯烴基材、氯乙烯基材、PET(聚對苯二甲酸乙二酯)基材所構成，具有約100~300μm左右的厚度。另一方面，糊層9係由橡膠素材、丙烯素材等所構成，具有約5~100μm左右的厚度。

對晶圓1黏貼保護膠帶7的時候，係如第5圖所示，將保護膠帶7之糊層9側朝向晶圓1之表面2a側並令其往箭頭B方向下降，在晶圓1貼上糊層9。如此，如第6圖所示，在晶圓1的表面2a黏貼保護膠帶7，使晶圓1與保護膠帶7成為一體的狀態。若在晶圓1上黏貼保護膠帶，除非如第4圖所示之凸塊5完全被埋在糊層9內，否則就會如第7圖所示，僅有凸塊5的突出量會在保護膠帶7之基材層8的表面隆起凸部8a，保護膠帶7便形成凹凸形狀。如此，在表面2a黏貼有保護膠帶7的晶圓1，係如第1圖所示複數個被收容於供給匣13。

(2)固持步驟

保護膠帶黏貼步驟實施後，黏貼有保護膠帶7的晶圓1係藉由搬運機器人14從供給匣13被搬出並被搬運至定位機構15，藉由定位銷15a彼此往互相接近的方向移動而使晶圓1定位於固定的位置後，再藉由第1搬運機構16移動至在裝卸領域P1待機之固持台21的上方。接著，如第8(a)圖所示，將晶圓1的背面2b側朝向固持台21的固持面22，令其往箭頭C的方向下降，將晶圓1載置於固持台21上，藉由圖未示之吸引源所產生的吸引力，使晶圓1的背面2b側吸附於固持面22。其結果，係如第8(b)圖所示，晶圓1係以下述狀態受到固持：黏貼於晶圓1之保護膠帶7的基材層8側在上方露出。

(3)平坦化步驟

實施固持步驟後，使第1圖所示之固持機構20藉由移動機構50朝Y軸方向之箭頭A1方向移動，並使固持台21位於切削領域P2。具體而言，第2圖所示之移動機構50的馬達56開始驅動，藉由由馬達56所旋轉驅動的滾珠導桿54旋動，移動基台51受導引軌55所導引而在Y軸方向上移動，一併使固持台21在Y軸方向上移動而到達切削領域P2。

另一方面，令切削機構30的車刀輪35在Z軸方向上移動，使車刀36定位於預定的高度位置。

接下來，如第9圖所示，一邊使車刀輪35旋轉，藉由第2圖所示之移動機構50使固持台21在箭頭A1方向上移動而使固持台21與旋轉的車刀輪35在Y軸方向上相對移動，使在與固持台21之固持面22平行的方向上進行圓運動的車刀36 切入保護膠帶7之基材層8而進行切削。此時，以例如將基材層8之厚度的一半左右除去的方式來進行切削。切削中係在車刀36與基材層8之接觸部供給切削水。若依此來進行切削，則第7圖所示之凸部8a將被削掉，基材層8的表面將平坦化。在基材層8之起始厚度為300μm的情況下，係削掉其一半的300μm左右。其結果，如第7圖所示之凸部8a將被削掉，而如第10圖所示被平坦化。再者，車刀輪35的直徑係宜為8吋，而車刀輪35的旋轉速度係宜設定為例如3000[RPM](周速1914[m/min.])以上。

在切削時，雖會有線狀的保護膠帶屑產生，但若將車刀輪35的周速設定在1914m/min.以上，則保護膠帶屑就不會殘存在保護膠帶7上，且可如第10圖所示將保護膠帶7的高度調成一致。

如此完成保護膠帶7的切削時，固持機構20係朝第1圖所示之箭頭A2方向移動，返回裝卸領域P1。然後，黏貼有保護膠帶7的晶圓1係由第2搬運機構17的吸附墊17a所吸附而搬運至洗淨裝置18，在進行洗淨及乾燥後，由搬運機器人14的手14b所固持而收容於回收匣19。

由於保護膠帶屑不會殘存於保護膠帶7上，也不會有保護膠帶屑繞到晶圓1的背面2b側的情形，故不會有保護膠帶屑黏著在第2搬運機構17的吸附墊17a或搬送機器人14的手14b上而產生晶元搬運不良的情形，而可防止起因於搬運不良之晶圓破損。

(4)薄化步驟

藉由平坦化步驟實施保護膠帶7之平坦化後，將被加工物薄化至預定的厚度。就被加工物的薄化而言，可使用例如第11圖所示之薄化裝置60。

該薄化裝置60係具備固持台60a，係固持被加工物者；與磨削機構60b，係磨削固持台60a所固持之被加工物者。固持台60a係具備於其表面固持被加工物的固持部66，且形成為可旋轉。磨削機構60b係由主軸61與磨削輪64所構成；該主軸61係具有垂直方向的軸心，該磨削輪64係透過架座63著裝於主軸61的下端。磨削輪64系藉由螺栓62固定於架座63上。在磨削輪64的下部有複數個磨削磨石65以環狀的方式固著。又，磨削輪64係伴隨主軸61的旋轉而形成為旋轉的構造。

在薄化裝置60中，係呈現在固持台60a固持黏著於晶圓1的保護膠帶7側，且晶圓1的背面2b在上方露出的狀態。而且，使固持台60a往箭頭D方向旋轉，並使旋轉的磨削磨石65接觸到旋轉的晶圓1背面2b，磨削背面2b，將晶圓1薄化。當晶圓1被薄化至所期望的厚度時，使磨削機構60b上昇而完成磨削。

在平坦化步驟中，因保護膠帶7的基材層8被平坦化，保護膠帶屑不會殘存在保護膠帶7上之故，在薄化步驟中，將經平坦化之基材層8側在固持台60a上固持，並磨削晶圓1的背面，藉此，可平坦地磨削背面2b，而可防止晶圓的破裂。

實施例1

使用第1圖所示之車刀切削裝置10，在各種條件下進行保護膠帶7的切削，以目視來確認保護膠帶屑的殘存狀況。條件係如以下(1)~(4)所示。

(1)車刀輪的輪徑：8吋

(2)車刀輪的旋轉速度(旋轉周速)：

A 2000rpm(1276m/min.)

B 2500rpm(1595m/min.)

C 3000rpm(1914m/min.)

D 3500rpm(2233m/min.)

(3)保護膠帶基材：

A 聚烯烴基材、

B 氯乙烯基材

C PET基材

(4)輸送螺距：

以下述各輸送螺距分別進行切削：20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160[μm]。輸送螺距係相當於車刀輪35轉一圈時固持台21與車刀輪35之間在Y方向上的相對移動距離。

在將車刀輪35的旋轉速度設定為上述A(2000rpm(1276m/min.))及B(2500rpm(1595m/min.))時，無論保護膠帶的基材及輸送螺距為何，經確認在晶圓上都殘存有線狀的保護膠帶屑。

將車刀輪35的旋轉速度設定為C(3000rpm(1914m/min.))及D(3500rpm(2233m/min.))，且輸送螺距設 定為70μm以下時，視保護膠帶基材的種類，經確認雖有微小的保護膠帶屑殘存，但經確認還不至於會有使晶圓本身破損，或產生晶圓搬運不良等問題。

將車刀輪35的旋轉速度設定為C(3000rpm(1914m/min.))及D(3500rpm(2233m/min.))，且輸送螺距設定為80μm以上時，無論是何種保護膠帶的基材，經確認在晶圓上都不會有線狀的保護膠帶屑的殘存。

如以上的實驗結果所示，確認了由於車刀輪35以高周速旋轉，藉由車刀輪35所攜帶的流體(例如空氣或切削水)的壓力及離心力將保護膠帶屑從被加工物上除去變得容易。因此，若將車刀輪35的旋轉速度設為3500rpm(周速2233m/min.)以上，可更加有效地防止保護膠帶屑的殘存。

又，由於輸送螺距若變大，則因車刀切削所產生的保護膠帶屑也會變大之故，就容易從被加工物上除去。因此，輸送螺距係宜設定在80μm以上。另一方面，輸送螺距為160μm時，無論是何種保護膠帶基材、何種旋轉數，晶圓切削面的平坦度都會惡化。因此，輸送螺距係宜設定在80μm以上且150μm以下。

1‧‧‧晶圓

2a‧‧‧表面

2b‧‧‧背面

3‧‧‧裝置

4‧‧‧切割道

5‧‧‧凸塊

6‧‧‧切口

7‧‧‧保護膠帶

8‧‧‧基材層

9‧‧‧糊層

10‧‧‧車刀切削裝置

11‧‧‧基台

12‧‧‧立設基台

13‧‧‧供給匣

14‧‧‧被加工物搬運機器人

14a‧‧‧臂

14b‧‧‧手

15‧‧‧定位機構

15a‧‧‧定位銷

16‧‧‧第一搬運裝置

16a‧‧‧吸附墊

17‧‧‧第二搬運裝置

17a‧‧‧吸附墊

18‧‧‧洗淨裝置

19‧‧‧回收匣

20‧‧‧固持機構

21‧‧‧固持台

22‧‧‧固持面

23‧‧‧軸部

24‧‧‧支持基台

25‧‧‧昇降驅動部

30‧‧‧切削機構

31‧‧‧主軸套

32‧‧‧固持具

33‧‧‧伺服馬達

34‧‧‧主軸

35‧‧‧車刀輪

36‧‧‧車刀

40‧‧‧輸送機構

41‧‧‧滾珠導桿

42‧‧‧導引軌

43‧‧‧馬達

44‧‧‧昇降基台

45‧‧‧支持構件

46‧‧‧滾珠導桿接受構件

50‧‧‧移動機構

51‧‧‧移動基台

52‧‧‧蓋

54‧‧‧滾珠導桿

55‧‧‧導引軌

56‧‧‧馬達

57‧‧‧滾珠導桿接受構件

60‧‧‧薄化裝置

60a‧‧‧固持台

60b‧‧‧磨削機構

61‧‧‧主軸

62‧‧‧螺栓

63‧‧‧架座

64‧‧‧磨削輪

65‧‧‧磨削磨石

66‧‧‧固持部

P1‧‧‧裝卸領域

P2‧‧‧切削領域

A1‧‧‧箭頭方向

第1圖係表示車刀切削裝置之一例的斜視圖。

第2圖係表示移動機構的斜視圖。

第3圖係表示被加工物之一例的晶圓平面圖。

第4圖係表示切削加工前之晶圓的擴大正面圖。

第5圖係表示保護膠帶黏貼步驟的斜視圖。

第6圖係表示在晶圓上黏貼有保護膠帶之狀態的斜視圖。

第7圖係表示在晶圓上黏貼有保護膠帶之狀態的擴大截面圖。

第8(a)、(b)圖係表示固持步驟的正面圖。

第9圖係表示平坦化步驟的正面圖。

第10圖係表示切削加工後之晶元的擴大截面圖。

第11圖係表示薄化步驟的斜視圖。

1‧‧‧晶圓

7‧‧‧保護膠帶

8‧‧‧基材層

21‧‧‧固持台

22‧‧‧固持面

31‧‧‧主軸套

34‧‧‧主軸

35‧‧‧車刀輪

36‧‧‧車刀

A1‧‧‧箭頭方向

Claims (2)

1. 一種加工方法，係使用車刀切削裝置，將黏貼於被加工物之保護膠帶平坦化的加工方法，該車刀切削裝置係具備：固持台，係具有固持被加工物之固持面；車刀輪，係在與該固持面平行之面上旋轉來切削由該固持台所固持之被加工物；與移動機構，係使該固持台與旋轉的該車刀輪相對移動；該加工方法之特徵在於具備下述步驟：保護膠帶黏貼步驟，係於被加工物上黏貼保護膠帶；固持步驟，係在該保護膠帶黏貼步驟實施後，以該保護膠帶露出的方式藉由固持台來固持被加工物；及平坦化步驟，係在前述固持步驟實施後，將旋轉的前述車刀輪定位在預定高度，並由前述移動機構使前述固持台與前述車刀輪相對移動，藉此將黏貼於被加工物之前述保護膠帶以前述車刀輪來切削而使其平坦化；且，在前述平坦化步驟中，將前述車刀輪的旋轉速度設定為周速1914m/min.以上，並將前述車刀輪轉一圈時前述固持台與前述車刀輪之相對移動距離設定為80μm以上150μm以下。
2. 如申請專利範圍第1項之加工方法，其進一步具備薄化步驟，係在前述平坦化步驟實施後，在以固持台固持前 述保護膠帶側而使被加工物呈露出之狀態下，以磨削輪磨削露出之被加工物而薄化成預定厚度。