TWI834798B - 被加工物的加工方法 - Google Patents

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TWI834798B TW109101299A TW109101299A TWI834798B TW I834798 B TWI834798 B TW I834798B TW 109101299 A TW109101299 A TW 109101299A TW 109101299 A TW109101299 A TW 109101299A TW I834798 B TWI834798 B TW I834798B
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Abstract

[課題]提供效率佳之新的被加工物的加工方法。 [解決手段]本發明之被加工物的加工方法係在將板狀被加工物加工時所使用的被加工物的加工方法，其係包含：保護構件貼著步驟，其係在被加工物的表面側貼著保護構件；保持步驟，其係以被加工物的背面側露出的方式，透過保護構件，以吸盤平台的保持面保持被加工物的表面側；研削步驟，其係一邊由研削水供給用噴嘴將研削水供給至被保持在吸盤平台的被加工物的背面側，一邊使固定有包含砥粒的研削砥石的研削輪旋轉而使研削砥石接觸被加工物的背面側，藉此研削被加工物的背面側而使被加工物變薄；及處理步驟，其係在研削步驟之後，在停止來自研削水供給用噴嘴的研削水的供給的狀態下，使研削輪旋轉而使研削砥石接觸被加工物的背面側，藉此處理被加工物或研削砥石。

Description

被加工物的加工方法
本發明係關於將板狀被加工物加工時所使用的被加工物的加工方法。
近年來，為了實現小型輕量的元件晶片，藉由研削來將半導體晶圓所代表的板狀被加工物加工為較薄的機會增加。在該研削中，係一邊將被加工物以砥石破碎一邊加工，因此被加工物的被研削面側容易在保持破碎的狀態下殘留。
在被加工物的被研削面側保持破碎的狀態下，被加工物的抗折強度亦降低。因此，在將被加工物研削後，以CMP(Chemical Mechanical Polishing，化學機械研磨)等方法研磨被加工物的被研削面側，解決經破碎的狀態(參照例如專利文獻1)。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2011-101913號公報
(發明所欲解決之課題)
但是，若在研削被加工物後進行如CMP般的研磨時，雖然可提高被加工物的抗折強度，加工所需費用卻大幅增加。因此，期望一種不會大幅增加費用而可將被加工物加工之效率佳之新的被加工物的加工方法。
本發明係鑑於該情形而完成者，其目的在提供效率佳之新的被加工物的加工方法。 (解決課題之手段)
藉由本發明之一態樣，提供一種被加工物的加工方法，其係在將板狀被加工物加工時所使用的被加工物的加工方法，其係包含：保護構件貼著步驟，其係在該被加工物的表面側貼著保護構件；保持步驟，其係以該被加工物之與該表面側為相反側的背面側露出的方式，透過該保護構件，以吸盤平台的保持面保持該被加工物的該表面側；研削步驟，其係一邊由研削水供給用噴嘴將研削水供給至被保持在該吸盤平台的該被加工物的該背面側，一邊使固定有包含砥粒的研削砥石的研削輪旋轉而使該研削砥石接觸該被加工物的該背面側，藉此研削該被加工物的該背面側而使該被加工物變薄；及處理步驟，其係在該研削步驟之後，在停止來自該研削水供給用噴嘴的該研削水的供給的狀態下，使該研削輪旋轉而使該研削砥石接觸該被加工物的該背面側，藉此處理該被加工物或該研削砥石。
在本發明之一態樣中，在該處理步驟中，可提高該被加工物的該背面側的平坦性。此外，在本發明之一態樣中，在該處理步驟中，可使該研削砥石的性能回復。
此外，在本發明之一態樣中，較佳為在該研削步驟之前，另外包含粗研削步驟，其係使用包含比該研削砥石所包含的該砥粒為更大的砥粒的粗研削用的研削砥石，來研削該被加工物的該背面側。 (發明之效果)
在本發明之一態樣之被加工物的加工方法中，係在一邊供給研削水一邊研削被加工物的背面側的研削步驟之後，進行在停止研削水的供給的狀態下使研削砥石接觸被加工物的背面側的處理步驟。在處理步驟中，係在停止研削水的供給的狀態下使研削砥石接觸被加工物的背面側，因此以與研削步驟為不同的條件來處理被加工物或研削砥石。
例如，在該處理步驟中，與研削步驟相比，可提高被加工物的背面側的平坦性。此外，例如，在該處理步驟中，可使在研削步驟中降低的研削砥石的性能回復。如上所示，在本發明之一態樣之被加工物的加工方法中，係僅停止研削水的供給而使研削砥石接觸被加工物的背面側，來實現與被加工物的研削為不同的處理，因此可將被加工物效率佳地加工。
參照所附圖示，說明本發明之實施形態。圖1係模式顯示在本實施形態之被加工物的加工方法所使用的研削裝置(加工裝置)2的構成例的斜視圖。如圖1所示，研削裝置2係具備支持各構造的基台4。在基台4的上面前端側係形成有開口4a，在該開口4a內係設有用以搬送板狀被加工物11(參照圖2(A)等)的搬送機構6。
在開口4a的前方係設有用以載置收容複數被加工物11的匣盒8a、8b的匣盒平台10a、10b。在開口4a的斜後方係設有用以調整被加工物11的位置的位置調整機構12。位置調整機構12係例如將由匣盒8a藉由搬送機構6被搬出的被加工物11的中心對合在預定的位置。
在鄰接位置調整機構12的位置係設有保持被加工物11而進行回旋的搬入機構14。搬入機構14係具備吸附被加工物11的上面側全體的吸附墊，且將經位置調整機構12調整位置的被加工物11搬送至後方。在搬入機構14的後方係設有旋轉平台16。
旋轉平台16係連結於馬達等旋轉驅動源(未圖示)，繞著與Z軸方向(鉛直方向)大概平行的旋轉軸旋轉。在旋轉平台16的上面係以大概相等角度的間隔設有用以保持被加工物11的3個吸盤平台18。其中，在設在旋轉平台16上的吸盤平台18的數量等並無限制。
搬入機構14係將以吸附墊所吸附的被加工物11搬入至配置在鄰接搬入機構14的搬入搬出位置的吸盤平台18。旋轉平台16係以例如圖1以箭號所示方向旋轉，使各吸盤平台18依搬入搬出位置、粗研削位置(第1加工位置)、精加工研削位置(第2加工位置)的順序移動。
各吸盤平台18係連結於馬達等旋轉驅動源(未圖示)，繞著與Z軸方向大概平行的旋轉軸旋轉。各吸盤平台18的上面的一部分係成為用以吸引被加工物11而保持的保持面18a。該保持面18a係通過形成在吸盤平台18的內部的流路(未圖示)等而連接於吸引源(未圖示)。被搬入至吸盤平台18的被加工物11係以作用於保持面18a的吸引源的負壓吸引下面側。
在粗研削位置及精加工研削位置的後方(旋轉平台16的後方)係分別設有柱狀的支持構造20。在各支持構造20的前面側係設有Z軸移動機構22。各Z軸移動機構22係具備與Z軸方向大概平行的一對Z軸導軌24，在Z軸導軌24係可滑動地安裝有Z軸移動板26。
在各Z軸移動板26的後面側(背面側)係設有螺帽部(未圖示)，在該螺帽部係螺合有與Z軸導軌24呈平行的Z軸滾珠螺桿28。在各Z軸滾珠螺桿28的一端部係連結有Z軸脈衝馬達30。因以Z軸脈衝馬達30使Z軸滾珠螺桿28旋轉，Z軸移動板26係沿著Z軸導軌24以Z軸方向移動。
在各Z軸移動板26的前面(表面)係設有固定具32。在各固定具32係支持有用以將被加工物11研削(加工)的研削單元(加工單元)34。各研削單元34係具備被固定在固定具32的心軸殼體36。
在各心軸殼體36係以可旋轉的態樣收容有與Z軸方向大概平行之成為旋轉軸的心軸38。各心軸38的下端部係由心軸殼體36的下端面露出。在該心軸38的下端部係固定有圓盤狀的架座40。
在粗研削位置側的架座40的下面係裝設有粗研削用的研削輪42a，在精加工研削位置側的架座40的下面係裝設有精加工研削用的研削輪42b。粗研削用的研削輪42a係具備：以不銹鋼或鋁等金屬材料形成為與架座40大概同徑的輪基台44a(參照圖3(B))。在輪基台44a的下面係固定有包含適於粗研削的砥粒的複數研削砥石46a(參照圖3(B))。
同樣地，精加工研削用的研削輪42b係具備：以不銹鋼或鋁等金屬材料形成為與架座40大概同徑的輪基台44b(參照圖4(A)等)。在輪基台44b的下面係固定有包含適於精加工研削的砥粒的複數研削砥石46b(參照圖4(A)等)。
在本實施形態中，係使粗研削用的研削砥石46a所包含的砥粒的粒徑，大於精加工研削用的研削砥石46b所包含的砥粒的粒徑。亦即，使用包含大於精加工研削用的研削砥石46b所包含的砥粒的砥粒的粗研削用的研削砥石46a。
在各研削輪42a、42b的下方係配置有用以對被加工物11與研削砥石46a、46b相接觸的部分(加工點)供給純水等研削水31的研削水供給用噴嘴48(參照圖3(B)、圖4(A)等)。此外，在各研削輪42a、42b之旁係配置有用以測定研削中的被加工物11的厚度的接觸式或非接觸式的厚度測定器(未圖示)。
其中，在本實施形態中，係例示研削水供給用噴嘴48被配置於各研削輪42a、42b的下方(內側)的研削裝置2，惟在研削水供給用噴嘴48的配置或構造等並無特別限制。例如，亦可由被配置在各研削輪42a、42b的外側的研削水供給用噴嘴，對被加工物11與研削砥石46a、46b相接觸的部分供給研削水。
此外，例如，亦可在各研削輪42a、42b設置用以供給研削水的供給口，且使用此作為研削水供給用噴嘴。其中，此時，例如，透過心軸38而對各研削輪42a、42b的供給口供給研削水。
被保持在各吸盤平台18的被加工物11係以該2組研削單元34予以研削。具體而言，被保持在粗研削位置的吸盤平台18的被加工物11係以粗研削位置側的研削單元34予以研削，且被保持在精加工研削位置的吸盤平台18的被加工物11係以精加工研削位置側的研削單元34予以研削。
在搬入搬出位置的前方鄰接搬入機構14的位置係設有保持研削後的被加工物11而進行回旋的搬出機構50。搬出機構50係具備吸附被加工物11的上面側全體的吸附墊，由被配置在搬入搬出位置的吸盤平台18搬出研削後的被加工物11而搬送至前方。
在鄰接搬出機構50的位置係設有用以將以搬出機構50被搬送的研削後的被加工物11洗淨的洗淨機構52。以洗淨機構52洗淨後的被加工物11係以搬送機構6予以搬送，例如被搬入至匣盒8b。此外，在上述各構成要素係連接有控制單元(未圖示)。控制單元係以可適當研削被加工物11的方式控制各構成要素的動作等。
接著，說明使用該研削裝置2所進行的被加工物的加工方法。圖2(A)係以模式顯示以本實施形態之被加工物的加工方法所加工的被加工物11的構成例的斜視圖。被加工物11係例如以矽(Si)等半導體材料而成的圓盤狀晶圓。該被加工物11的表面11a側係以彼此交叉的複數分割預定線(切割道(street))13區劃成複數區域，且在各區域形成有IC(Integrated Circuit，積體電路)等元件15。
其中，在本實施形態中，係將以矽等半導體材料而成的圓盤狀晶圓作為被加工物11，惟被加工物11的材質、形狀、構造、大小等並無限制。例如，亦可使用以其他半導體、陶瓷、樹脂、金屬等材料而成的基板等作為被加工物11。同樣地，元件15的種類、數量、形狀、構造、大小、配置等亦無限制。在被加工物11亦可未形成有元件15。
在本實施形態之被加工物的加工方法中，首先，進行在上述被加工物11的表面11a側貼著(黏貼)保護構件的保護構件貼著步驟。圖2(B)係用以說明保護構件貼著步驟的斜視圖。保護構件21係例如具有與被加工物11大概同等直徑的圓形膠帶(薄膜)、與樹脂基板、被加工物11為同種或不同種的晶圓、基板等，在其表面21a側係設有具有黏著力的糊層。
因此，如圖2(B)所示，藉由使該表面21a側密接被加工物11的表面11a側，保護構件21係被貼著在被加工物11。藉由在被加工物11的表面11a側貼著保護構件21，在之後的各步驟中緩和施加於被加工物11的撞擊，可保護表面11a側的元件15等。貼著有保護構件21的被加工物11係例如被收容在上述匣盒8a。
在保護構件貼著步驟之後，係進行以吸盤平台18的保持面18a保持被加工物11的保持步驟。圖3(A)係用以說明保持步驟的側面圖。在保持步驟中，首先，使貼著有保護構件21的被加工物11，保持在被配置在搬入搬出位置的吸盤平台18。
亦即，以搬送機構6由匣盒8a搬出被加工物11，以位置調整機構12將被加工物11的中心對合在預定位置，以搬入機構14將被加工物11載置於搬入搬出位置的吸盤平台18。其中，將被加工物11載置於吸盤平台18時，如圖3(A)所示，使被貼著在被加工物11的保護構件21的背面21b接觸吸盤平台18的保持面18a。
接著，使吸引源的負壓作用於保持面18a。藉此，被加工物11係在與表面11a側為相反側的背面11b側露出於上方的狀態下，透過保護構件21而被保持在吸盤平台18。亦即，在本實施形態中，被加工物11的背面11b成為上面(被研削面)，被加工物11的表面11a成為下面。
在保持步驟之後，進行研削背面11b側而使被加工物11變薄的研削步驟。本實施形態的研削步驟係例如包含：將被加工物11研削較粗的粗研削步驟、及粗研削步驟之後的精加工研削步驟。圖3(B)係用以說明粗研削步驟的部分剖面側面圖。
在粗研削步驟中，首先，使旋轉平台16旋轉而使位於搬入搬出位置的吸盤平台18移動至粗研削位置。亦即，將被加工物11配置在粗研削用的研削輪42a的下方。此外，如圖3(B)所示，使吸盤平台18與粗研削用的研削輪42a分別旋轉，一邊由粗研削位置側的研削水供給用噴嘴48供給研削水31，一邊使粗研削位置側的心軸殼體36下降。
藉此，可一邊由研削水供給用噴嘴48將研削水31供給至被加工物11與研削砥石46a的接觸部分(加工點)，一邊將背面11b研削較粗(粗研削)而使被加工物11變薄。
使心軸殼體36下降的速度、或由研削水供給用噴嘴48被供給的研削水31的量等條件係例如以不會發生所發生的碎屑堆積在研削砥石46a的砥粒周圍之被稱為阻塞的現象而可研削被加工物11的範圍內適當調整。此外，該粗研削步驟係持續至例如被加工物11成為預定厚度(第1厚度)為止。
在粗研削步驟之後係進行精加工研削步驟。圖4(A)係用以說明精加工研削步驟的部分剖面側面圖。在精加工研削步驟中，首先，使旋轉平台16旋轉，而使位於粗研削位置的吸盤平台18移動至精加工研削位置。亦即，將被研削較粗之後的被加工物11配置在精加工研削用的研削輪42b的下方。
此外，如圖4(A)所示，使吸盤平台18與精加工研削用的研削輪42b分別旋轉，一邊由精加工研削位置側的研削水供給用噴嘴48供給研削水31，一邊使精加工研削位置側的心軸殼體36下降。藉此，一邊由研削水供給用噴嘴48對被加工物11與研削砥石46b的接觸部分(加工點)供給研削水31，一邊將背面11b側研削(精加工研削)，而可使被加工物11更薄。
使心軸殼體36下降的速度、或由研削水供給用噴嘴48被供給的研削水31的量等條件係例如以不會發生所發生的碎屑堆積在研削砥石46b的砥粒周圍之被稱為阻塞的現象而可研削被加工物11的範圍內適當調整。此外，該精加工研削步驟係持續至例如被加工物11成為預定厚度(第2厚度)為止。
在本實施形態中，由於以粗研削步驟及精加工研削步驟的2個步驟研削被加工物11，因此例如與以1個步驟研削被加工物11的情形相比，容易以高水準兼顧背面11b的平坦性與加工的效率。但是，該研削步驟亦可以1個或3個以上的步驟構成。
在研削步驟(精加工研削步驟)之後，係進行另外處理被加工物11的處理步驟。圖4(B)係用以說明處理步驟的部分剖面側面圖。該處理步驟係以與精加工研削步驟類似的順序進行。但是，在處理步驟中，由研削水供給用噴嘴48未供給研削水31。
亦即，在停止來自精加工研削位置側的研削水供給用噴嘴48的研削水31的供給的狀態下，使精加工研削位置的吸盤平台18與精加工研削用的研削輪42b分別旋轉，而使精加工研削位置側的心軸殼體36下降。使心軸殼體36下降的速度係形成為研削砥石46b的下面以適當荷重被推碰至被加工物11的背面11b的程度。
如上所示，若在停止來自研削水供給用噴嘴48的研削水31的供給的狀態下，將研削砥石46b的下面推碰至被加工物11的背面11b時，發生因研削所發生的碎屑堆積在研削砥石46b的砥粒周圍之被稱為阻塞的現象。若在研削砥石46b發生阻塞，研削不易進展，另一方面，被加工物11係被阻塞的研削砥石46b所研磨。
因此，在該處理步驟中，可提高被加工物11的背面11b側的平坦性。具體而言，在精加工研削步驟中在被加工物11的背面11b側所發生的研削痕(鋸痕(saw mark))變薄，此外，在精加工研削步驟中藉由研削砥石46b予以破碎的區域(破碎層)被縮小。若被加工物11被充分研磨，處理步驟即結束。
其中，當對接下來的被加工物11進行精加工研削步驟時，由研削水供給用噴嘴48再次供給研削水31，因此在該處理步驟所發生的研削砥石46b的阻塞係藉由被稱為研削砥石46b的自行刃磨的作用而自然解決。亦即，並不會有該處理步驟對接下來的精加工研削步驟造成不良影響的情形。
如以上所示，在本實施形態之被加工物的加工方法中，在一邊供給研削水31一邊研削被加工物11的背面11b側的研削步驟之後，進行在停止研削水31的供給的狀態下使研削砥石46b接觸被加工物11的背面11b側的處理步驟。在處理步驟中，在停止研削水31的供給的狀態下使研削砥石46b接觸被加工物11的背面11b側，因此被加工物11的背面11b係被阻塞的研削砥石46b所研磨。
如上所示，在本實施形態之被加工物的加工方法中，係僅停止研削水31的供給而使研削砥石46b接觸被加工物11的背面11b側，來實現被加工物11的研磨，因此例如與使用別的裝置來研磨被加工物11的情形等相比，可將被加工物11效率佳地加工。
其中，本發明係可進行各種變更來實施，而未限制於上述實施形態的記載。例如，研削步驟(精加工研削步驟)與處理步驟亦可無須中止吸盤平台18及研削輪42b的旋轉而連續進行。亦即，僅停止來自研削水供給用噴嘴48的研削水31的供給，即可由研削步驟(精加工研削步驟)移行至處理步驟。
此外，在上述實施形態中，以在研削砥石46b不易發生阻塞的條件進行精加工研削步驟，在之後的處理步驟，停止來自研削水供給用噴嘴48的研削水31的供給而使研削砥石46b發生阻塞，但是本發明之被加工物的加工方法亦可適用於以容易發生研削砥石46b的砥粒摩耗而研削性能降低之被稱為鈍化的現象的條件進行精加工研削步驟的情形。其中，該鈍化係在使心軸殼體36下降的速度大時(負荷高時)容易發生。
若以容易發生研削砥石46b的鈍化的條件進行精加工研削步驟，藉由在之後的處理步驟停止來自研削水供給用噴嘴48的研削水31的供給，可修整研削砥石46b。亦即，在該變形例中，係可在處理步驟中使研削砥石46b的性能回復。在停止研削水31的供給的狀態下所發生的碎屑被推測為有助於研削砥石46b的修整者。
如上所示，在變形例之被加工物的加工方法中，係僅停止研削水31的供給而使研削砥石46b接觸被加工物11的背面11b側，來實現研削砥石46b的修整，因此例如與將被加工物11置換成修整板來修整研削砥石46b的情形等相比，可將被加工物11效率佳地加工。
其他有關上述實施形態或變形例等的構造、方法等只要不脫離本發明之目的的範圍，可適當變更來實施。
2:研削裝置(加工裝置) 4:基台 4a:開口 6:搬送機構 8a:匣盒 8b:匣盒 10a:匣盒平台 10b:匣盒平台 12:位置調整機構 14:搬入機構 16:旋轉平台 18:吸盤平台 18a:保持面 20:支持構造 22:Z軸移動機構 24:Z軸導軌 26:Z軸移動板 28:Z軸滾珠螺桿 30:Z軸脈衝馬達 32:固定具 34:研削單元(加工單元) 36:心軸殼體 38:心軸 40:架座 42a:研削輪 42b:研削輪 44a:輪基台 44b:輪基台 46a:研削砥石 46b:研削砥石 48:研削水供給用噴嘴 50:搬出機構 52:洗淨機構 11:被加工物 11a:表面 11b:背面 13:分割預定線(切割道) 15:元件 21:保護構件 21a:表面 21b:背面 31:研削水
[圖1]係模式顯示研削裝置(加工裝置)的構成例的斜視圖。 [圖2(A)]係模式顯示被加工物的構成例的斜視圖，[圖2(B)]係用以說明保護構件貼著步驟的斜視圖。 [圖3(A)]係用以說明保持步驟的側面圖，[圖3(B)]係用以說明粗研削步驟的部分剖面側面圖。 [圖4(A)]係用以說明精加工研削步驟的部分剖面側面圖，[圖4(B)]係用以說明處理步驟的部分剖面側面圖。
2:研削裝置(加工裝置)
4:基台
4a:開口
6:搬送機構
8a:匣盒
8b:匣盒
10a:匣盒平台
10b:匣盒平台
12:位置調整機構
14:搬入機構
16:旋轉平台
18:吸盤平台
18a:保持面
20:支持構造
22:Z軸移動機構
24:Z軸導軌
26:Z軸移動板
28:Z軸滾珠螺桿
30:Z軸脈衝馬達
32:固定具
34:研削單元(加工單元)
36:心軸殼體
38:心軸
40:架座
42a:研削輪
42b:研削輪
50:搬出機構
52:洗淨機構

Claims (4)

  1. 一種被加工物的加工方法，其係在將板狀被加工物加工時所使用的被加工物的加工方法，其係包含：保護構件貼著步驟，其係在該被加工物的表面側貼著保護構件；保持步驟，其係以該被加工物之與該表面側為相反側的背面側露出的方式，透過該保護構件，以吸盤平台的保持面保持該被加工物的該表面側；研削步驟，其係一邊由研削水供給用噴嘴將研削水供給至被保持在該吸盤平台的該被加工物的該背面側，一邊使固定有包含砥粒的研削砥石的研削輪旋轉而使該研削砥石接觸該被加工物的該背面側，藉此研削該被加工物的該背面側而使該被加工物變薄；及處理步驟，其係在該研削步驟之後，在停止來自該研削水供給用噴嘴的該研削水的供給的狀態下，使該研削輪旋轉而使該研削砥石接觸該被加工物的該背面側，藉此處理該被加工物或該研削砥石，在處理該被加工物或該研削砥石的處理步驟中，在該研削砥石積載有該被加工物在研削該被加工物的該背面側的研削步驟中堆積在該砥粒的周圍的碎屑。
  2. 如請求項1之被加工物的加工方法，其中，在該處理步驟中，提高該被加工物的該背面側的平坦性。
  3. 如請求項1之被加工物的加工方法，其中，在該處理步驟中，使該研削砥石的性能回復。
  4. 如請求項1至3中任一項之被加工物的加工方法，其中，在該研削步驟之前，另外包含粗研削步驟，其係使用包含比該研削砥石所包含的該砥粒為更大的砥粒的粗研削用的研削砥石，來研削該被加工物的該背面側。
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