器件晶片的加工方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種器件晶片的加工方法，其用于防止因粘接劑的附著而發(fā)生器件不合格。所述器件晶片的加工方法的特征在于具備下述步驟：載體晶片準備步驟，準備在與器件晶片的外周剩余區(qū)域?qū)奈恢镁哂休d體剩余區(qū)域的載體晶片；凹部形成步驟，在載體剩余區(qū)域形成凹部；粘接劑配設步驟，在凹部形成步驟實施后，將粘接劑以從載體晶片的表面突出的方式配設在凹部；晶片貼合步驟，在粘接劑配設步驟實施后，將載體晶片的表面?zhèn)扰c器件晶片的表面?zhèn)荣N合，通過粘接劑將器件晶片固定在載體晶片；以及薄化步驟，在晶片貼合步驟實施后，對器件晶片的背面?zhèn)冗M行磨削或研磨以將器件晶片薄化至預定厚度。
【專利說明】器件晶片的加工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種半導體器件晶片的加工方法，具體來講，涉及使薄化后的半導體器件晶片的操作更加容易的技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]在對半導體器件晶片、光器件晶片等在表面具有多個器件的晶片的加工中，例如以使晶片的厚度達到50 μ m以下的方式進行磨削晶片的背面的薄化。
[0003]對于晶片的厚度達到50 μ m以下的晶片來說，與相對較厚的晶片相比，操作(處理)變得非常困難。例如，產(chǎn)生晶片的外周發(fā)生缺損、剛性顯著降低的問題。
[0004]由此，已知下述技術(shù):在將晶片的表面(器件面)用粘接劑貼附在由玻璃或硅構(gòu)成的載體晶片(也稱為輔助晶片、輔助板)上的狀態(tài)下，實施晶片的背面磨削(參照專利文獻I)。
[0005]專利文獻1:日本特開2004-207606號公報
[0006]然而，一般來說，在半導體晶片的表面存在構(gòu)成器件的微小的凹凸，在將晶片從載體晶片剝離后，存在著將進入這些微小的凹凸中的粘接劑完全除去非常耗費工時的問題。
[0007]特別是對于配置著包含可動部、細微的脆弱結(jié)構(gòu)的MEMS (MicroElectroMechanical Systems,微電子機械系統(tǒng))器件的晶片，或配置著若在器件表面附著異物就會導致圖像品質(zhì)下降而使得器件不合格的CMOS (CompIementary MetalOxideSemiconductor,互補金屬氧化物半導體)、CCD (Charge Coupled Device,電荷稱合器件)等器件的光器件晶片，還會產(chǎn)生不能在器件面配置粘接劑的問題。
[0008]而且,對于通過磨削實現(xiàn)薄化后形成貫通電極的TSV晶片(Through-Silicon Via晶片，硅穿孔晶片)，要實施與形成貫通電極相配的絕緣膜形成工序、回焊工序等高溫處理。由此，若在高溫處理后粘接劑的糊殘留在器件面，則會造成器件不合格的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的在于解決上述問題，提供一種防止因粘接劑的附著而導致發(fā)生器件不合格的晶片的加工方法。
[0010]根據(jù)技術(shù)方案I記載的發(fā)明，提供一種器件晶片的加工方法，所述器件晶片具有器件區(qū)域和外周剩余區(qū)域，在所述器件區(qū)域，在由形成于所述器件晶片的表面的多條交叉的分割預定線劃分出的各區(qū)域內(nèi)分別形成有器件，所述外周剩余區(qū)域圍繞所述器件區(qū)域，所述器件晶片的加工方法具備下述步驟:載體晶片準備步驟，在所述載體晶片準備步驟中，準備載體晶片，所述載體晶片為供所述器件晶片貼附的載體晶片，所述載體晶片在與所述器件晶片的所述外周剩余區(qū)域?qū)奈恢镁哂休d體剩余區(qū)域；凹部形成步驟，在所述凹部形成步驟中，在所述載體晶片的表面的所述載體剩余區(qū)域形成凹部；粘接劑配設步驟，在所述粘接劑配設步驟中，在所述凹部形成步驟實施后，將粘接劑以從所述載體晶片的表面突出的方式配設在所述凹部；晶片貼合步驟，在所述晶片貼合步驟中，在所述粘接劑配設步驟實施后，將所述載體晶片的表面?zhèn)扰c所述器件晶片的表面?zhèn)荣N合，通過所述粘接劑將所述器件晶片固定在所述載體晶片；以及薄化步驟，在所述薄化步驟中，在所述晶片貼合步驟實施后，對所述器件晶片的背面?zhèn)冗M行磨削或研磨以薄化至預定厚度。
[0011]根據(jù)技術(shù)方案2記載的發(fā)明，在所述粘接劑配設步驟中，將配設在所述凹部的所述粘接劑的量設定為在所述晶片貼合步驟實施后所述粘接劑不會到達所述器件區(qū)域的量。
[0012]根據(jù)技術(shù)方案3記載的發(fā)明，還具備剝離步驟，在所述剝離步驟中，在所述薄化步驟實施后，將所述載體晶片從所述器件晶片剝離。
[0013]根據(jù)技術(shù)方案4記載的發(fā)明，還具備追加處理步驟，在所述追加處理步驟中，在所述薄化步驟實施后、所述剝離步驟實施前，對貼附在所述載體晶片的所述器件晶片進行追加處理。
[0014]根據(jù)本發(fā)明，由于配設在載體晶片的凹部的粘接劑與晶片的外周剩余區(qū)域粘接，因此能夠防止粘接劑附著到器件區(qū)域。由此，能夠防止因粘接劑附著到器件表面而導致器件不合格。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是晶片的立體圖。
[0016]圖2是說明晶片貼合步驟的立體圖。
[0017]圖3是切削裝置的外觀的立體圖。
[0018]圖4是示出切削裝置的環(huán)狀槽形成步驟的立體圖。
[0019]圖5是示出切削裝置的環(huán)狀槽形成步驟的局部剖面?zhèn)纫晥D。
[0020]圖6是粘接劑配設步驟實施后的載體晶片的剖視圖。
[0021]圖7是說明晶片貼合步驟的剖視圖。
[0022]圖8是貼合后的晶片和載體晶片的首I]視圖。
[0023]圖9是示出薄化步驟的立體圖。
[0024]圖10是薄化步驟后的貼合于載體晶片的晶片的剖視圖。
[0025]圖11是說明剝離步驟的剖視圖。
[0026]圖12的(A)是說明追加處理步驟的剖視圖，(B)是說明實施了追加處理后的晶片的剝離步驟的剖視圖。
[0027]標號說明
[0028]11:晶片；
[0029]Ila:表面；
[0030]lib:背面；
[0031]15:器件；
[0032]17:器件區(qū)域；
[0033]19:外周剩余區(qū)域；
[0034]61:載體晶片；
[0035]61a:表面；
[0036]63:環(huán)狀槽；
[0037]64:粘接劑；[0038]67:器件收納區(qū)域；
[0039]69:載體剩余區(qū)域。
【具體實施方式】
[0040]下面，參照附圖對于本發(fā)明的實施方式進行詳細說明。圖1所示的器件晶片11(下面，簡記作“晶片11”)由厚度例如為700 μ m的硅晶片構(gòu)成，所述晶片11在表面Ila呈格子狀地形成有多條分割預定線(間隔道)13，并且，在由所述多條分割預定線13劃分的多個區(qū)域分別形成器件15。器件15并不特別限定，假定為例如包含可動部、細微的脆弱結(jié)構(gòu)的MEMS、COMS、CXD之類的各種器件。
[0041]如此構(gòu)成的晶片11具備形成有器件15的器件區(qū)域17和圍繞器件區(qū)域17的外周剩余區(qū)域19。在晶片11的外周形成有凹口 12,所述凹口 12作為指不娃晶片的結(jié)晶方位的標識。
[0042]在本發(fā)明的器件晶片的加工方法中，為了防止在后續(xù)要說明的薄化步驟中薄化至例如50 μ m以下的晶片11的缺損、由剛性降低導致的不合格發(fā)生，實施載體晶片準備步驟，在所述載體晶片準備步驟中，準備如圖2所示的載體晶片61。
[0043]載體晶片61由圓盤狀的部件構(gòu)成，翻轉(zhuǎn)后的晶片11的表面Ila相對于載體晶片61的表面61a粘貼在一起。在載體晶片61的表面61a具備:器件收納區(qū)域67，其與晶片11的器件區(qū)域17相對應，成為能夠放置器件區(qū)域17的區(qū)域；和載體剩余區(qū)域69，其圍繞器件收納區(qū)域67。載體剩余區(qū)域69形成為當使晶片11與載體晶片61相對時所述載體剩余區(qū)域69與晶片11的外周剩余區(qū)域19對應。
[0044]載體晶片61由例如硅、玻璃、陶瓷、金屬(如不銹鋼)、合成樹脂等材料形成，并且構(gòu)成為即使是對于在后繼要說明的薄化步驟中薄化至例如50 μ m以下的晶片11也能夠穩(wěn)定地進行支承。
[0045]如上所述，實施載體晶片準備步驟，在所述載體晶片準備步驟中，準備載體晶片61，所述載體晶片61是貼附有晶片11的載體晶片61，所述載體晶片61在與晶片11的外周剩余區(qū)域?qū)奈恢镁哂休d體剩余區(qū)域69。
[0046]然后，實施凹部形成步驟，在所述凹部形成步驟中，對于如上所述地準備的載體晶片61的載體剩余區(qū)域69，例如使用如圖3所示的切削裝置30在載體晶片61的表面61a的載體剩余區(qū)域69形成作為凹部的環(huán)狀槽63。
[0047]所述切削裝置30具備:卡盤工作臺31，其構(gòu)成為能夠旋轉(zhuǎn)且能夠在X軸方向往復運動；和切削單元32，其構(gòu)成為能夠在Y軸方向及Z軸方向往復運動。
[0048]切削單元32具備如圖4所示地安裝在主軸34的末端的切削刃36，切削刃36借助未圖示的馬達沿箭頭A方向高速旋轉(zhuǎn)。另一方面，卡盤工作臺31抽吸保持載體晶片61，并且借助未圖示的馬達而沿箭頭B方向旋轉(zhuǎn)。
[0049]然后，如圖5所示，使切削刃36在載體剩余區(qū)域69的位置向下移動，使切削刃36到達載體晶片61的表面61a,并且使卡盤工作臺31至少旋轉(zhuǎn)一周。由此，在載體剩余區(qū)域69形成呈環(huán)狀地連續(xù)的環(huán)狀槽63。
[0050]而且，圖3所示的切削裝置30設有:校準機構(gòu)37，其具備攝像單元35 ;顯示器38，其用于顯示由攝像單元35取得的圖像；及操作面板39，其供操作員輸入必要的信息，所述切削裝置30構(gòu)成為能夠沿圖1所示的分割預定線13進行晶片11的切削加工。
[0051]另外，在本實施方式中，作為在載體剩余區(qū)域69設置的凹部的形態(tài)，采用了利用圖3所示的切削裝置30形成環(huán)狀槽63的方式，但除此之外也可以考慮通過例如蝕刻或其他類型的裝置等在載體剩余區(qū)域69的多個部位形成帶有底部的縱向孔部的形態(tài)。這樣，凹部的具體的形態(tài)不限于本實施方式中的形態(tài)。
[0052]如上所述，實施用于形成環(huán)狀槽63的凹部形成步驟，然后，實施粘接劑配設步驟，在所述粘接劑配設步驟中，如圖6所示，以從載體晶片61的表面61a突出的方式將粘接劑64配置在環(huán)狀槽63。
[0053]粘接劑64是對應載體晶片61的材質(zhì)而適當選擇的，并不特別限定，例如可以考慮使用環(huán)氧粘接劑等熱硬化性樹脂。而且，粘接劑64除了通過涂覆而配設在環(huán)狀槽63的形態(tài)外，也可以考慮將預先構(gòu)成為圓環(huán)狀的結(jié)構(gòu)插入環(huán)狀槽63等來進行配設，具體的方法并不特別限定。
[0054]并且，以粘接劑64的上端部從載體晶片61的表面61a突出的方式在環(huán)狀槽63內(nèi)配設粘接劑64。由此，如圖7所示，在將晶片11翻轉(zhuǎn)并使表面Ila與載體晶片61的表面61a接近時，首先，晶片11的外周剩余區(qū)域19與從載體晶片61的表面61a突出的粘接劑64接觸。接著，如圖8所示，通過粘接劑64將晶片11的外周剩余區(qū)域19與載體晶片61的載體剩余區(qū)域69結(jié)合在一起。
[0055]如上所述，實施晶片貼合步驟，在所述晶片貼合步驟中，使載體晶片61的表面61a側(cè)與晶片11的表面Ila側(cè)貼合，通過粘接劑64將晶片11固定在載體晶片61,從而成為圖8所示的狀態(tài)。
[0056]此處，在粘接劑配設步驟中，優(yōu)選將配設在環(huán)狀槽63的粘接劑64的量設定為下述的量:在實施晶片貼合步驟后，也就是在圖8所示的狀態(tài)下，使得粘接劑64不會到達晶片11的器件區(qū)域17(或者器件收納區(qū)域67)。換言之，優(yōu)選將粘接劑64的量設定為使得粘接劑64容納在晶片11的外周剩余區(qū)域19 (或者載體剩余區(qū)域69)。更為優(yōu)選的是，將粘接劑64的量設定為使得粘接劑64不從環(huán)狀槽63溢出。
[0057]根據(jù)這樣的粘接劑64的量的設定，防止了粘接劑64到達器件區(qū)域17，能夠防止粘接劑64附著到器件15。換言之，能夠?qū)⒄辰觿?4留在外周剩余區(qū)域19 (或載體剩余區(qū)域69)。另外，通過將粘接劑64的量設定為不從環(huán)狀槽63溢出的量，能夠可靠地防止粘接劑64附著到器件15。
[0058]并且，由于在載體晶片61的環(huán)狀槽63配設的粘接劑64與晶片11的外周剩余區(qū)域19接觸，因而能夠防止粘接劑64附著到器件區(qū)域17。由此，能夠防止因器件面附著粘接劑而導致的器件不合格的發(fā)生。
[0059]在如上所述實施完晶片貼合步驟后，實施薄化步驟，在所述薄化步驟中，對與載體晶片61成為一體的晶片11的背面Ilb進行磨削或研磨來薄化至預定厚度。
[0060]所述薄化步驟可以通過使用圖9所示的磨削裝置2來進行。在主軸22的末端部固定有輪架24，在所述輪架24通過螺釘27安裝磨削輪26。磨削輪26是通過在環(huán)狀基臺28的自由端部固定連接多個磨具29而構(gòu)成的，所述磨具29是利用陶瓷結(jié)合劑等將粒徑為
0.3μηι?Ι.Ομηι的金剛石磨粒固定而成的。
[0061]并且，在所述薄化步驟中，由于晶片11是在由呈現(xiàn)剛性的載體晶片61所支承的狀態(tài)下進行磨削的，因此能夠防止例如翹曲的發(fā)生或晶片11的外周部發(fā)生缺損等不良情況的發(fā)生。另外，為了去除由薄化步驟的磨削所產(chǎn)生的磨削偏斜，可以在薄化步驟后對晶片11的背面實施研磨。
[0062]接下來，如圖11所示，實施剝離步驟，在所述剝離步驟中，將通過薄化步驟薄化后的晶片11從載體晶片61剝離。由此，晶片11成為與載體晶片61分離的狀態(tài)。由于分離后的晶片11處于器件15沒有附著有粘接劑64的狀態(tài)，因此能夠防止粘接劑64成為異物附著在器件上，能夠防止因粘接劑64附著而導致的器件不合格。另外，在剝離步驟中，根據(jù)粘接劑64的種類或根據(jù)需要使用適當剝離劑。
[0063]并且，在薄化步驟實施后、剝離步驟實施前，還可實施追加處理步驟，在所述追加處理步驟中，如圖12的(A)的實施方式所示，對貼附于載體晶片61的晶片11實施貫通電極的形成等追加處理。
[0064]在所述形成貫通電極的追加處理步驟中，首先在晶片11的背面Ilb利用光刻而形成貫通電極形成用掩模，通過干式蝕刻或激光光束的照射形成貫通孔50。在所述貫通孔50的內(nèi)表面形成絕緣膜和勢魚金屬(Barrier Metal),在除去光致抗蝕劑后,在貫通孔50填充構(gòu)成貫通電極51的銅。
[0065]然后，通過CMP (Chemical Mechanical Polishing,化學機械拋光)工藝，使晶片11的背面?zhèn)绕教够詽袷交蚋墒轿g刻使貫通電極51的接頭端面從晶片11的背面Ilb突出。接著，在貫通電極51的端面通過回焊形成球狀的凸點52。
[0066]然后，如圖12的(B)所示，實施將載體晶片61從晶片11剝離的剝離步驟，使晶片11從載體晶片61分離。
[0067]這樣，在晶片(例如，TSV晶片)形成貫通電極的過程中，即使實施絕緣膜形成工序、回焊工序等高溫處理，也不存在在器件15附著有粘接劑64的情況，因此能夠防止粘接劑64成為異物附著在器件上，能夠避免因粘接劑64的附著而導致的器件不合格。
【權(quán)利要求】
1.一種器件晶片的加工方法，所述器件晶片具有器件區(qū)域和外周剩余區(qū)域，在所述器件區(qū)域，在由形成于所述器件晶片的表面的多條交叉的分割預定線劃分出的各區(qū)域內(nèi)分別形成有器件，所述外周剩余區(qū)域圍繞所述器件區(qū)域，所述器件晶片的加工方法的特征在于， 所述器件晶片的加工方法具備下述步驟: 載體晶片準備步驟，在所述載體晶片準備步驟中，準備載體晶片，所述載體晶片為供所述器件晶片貼附的載體晶片，所述載體晶片在與所述器件晶片的所述外周剩余區(qū)域?qū)奈恢镁哂休d體剩余區(qū)域； 凹部形成步驟，在所述凹部形成步驟中，在所述載體晶片的表面的所述載體剩余區(qū)域形成凹部； 粘接劑配設步驟，在所述粘接劑配設步驟中，在所述凹部形成步驟實施后，將粘接劑以從所述載體晶片的表面突出的方式配設在所述凹部； 晶片貼合步驟，在所述晶片貼合步驟中，在所述粘接劑配設步驟實施后，將所述載體晶片的表面?zhèn)扰c所述器件晶片的表面?zhèn)荣N合，通過所述粘接劑將所述器件晶片固定在所述載體晶片；以及 薄化步驟，在所述薄化步驟中，在所述晶片貼合步驟實施后，對所述器件晶片的背面?zhèn)冗M行磨削或研磨以將所述器件晶片薄化至預定厚度。
2.如權(quán)利要求1所述的器件晶片的加工方法，其特征在于， 在所述粘接劑配設步驟中，將配設在所述凹部的所述粘接劑的量設定為在所述晶片貼合步驟實施后所述粘接劑不會到達所述器件區(qū)域的量。
3.如權(quán)利要求1或2所述的器件晶片的加工方法，其特征在于， 所述器件晶片的加工方法還具備剝離步驟，在所述剝離步驟中，在所述薄化步驟實施后，將所述載體晶片從所述器件晶片剝離。
4.如權(quán)利要求3所述的器件晶片的加工方法，其特征在于， 所述器件晶片的加工方法還具備追加處理步驟，在所述追加處理步驟中，在所述薄化步驟實施后、所述剝離步驟實施前，對貼附在所述載體晶片的所述器件晶片進行追加處理。
【文檔編號】H01L21/58GK103871911SQ201210530080
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2012年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月10日
【發(fā)明者】D·馬丁, M·布朗 申請人:株式會社迪思科