專利名稱：半導(dǎo)體晶片的加工方法、加工裝置以及半導(dǎo)體晶片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
實(shí)施方式涉及半導(dǎo)體晶片的加工方法、加工裝置以及半導(dǎo)體晶片。
背景技術(shù)：
作為薄化半導(dǎo)體晶片的方法，已知在半導(dǎo)體晶片背面的外周部留出幾mm而僅對中央部進(jìn)行機(jī)械研磨的、稱為TAIKO工藝的方法。通過該方法，半導(dǎo)體晶片的外周部未被研磨、仍維持原來的厚度，所以保持了機(jī)械強(qiáng)度，能夠抑制在之后的加工時(shí)和/或運(yùn)送時(shí)半導(dǎo)體晶片開裂和/或翹曲。在TAIKO工藝中，對中央部進(jìn)行機(jī)械研磨時(shí)，通常為了提高指標(biāo)(index)而先用粗粒度的砂輪進(jìn)行粗磨，接著用細(xì)粒度的砂輪進(jìn)行細(xì)磨。該情況下，因?yàn)榫ヅc粗磨相比對靠內(nèi)側(cè)的區(qū)域進(jìn)行研磨，所以在精磨區(qū)域的外周會殘留有粗磨面。其結(jié)果，存在容易以該粗磨面為起點(diǎn)發(fā)生開裂的問題。半導(dǎo)體晶片的厚度越薄，越容易發(fā)生這樣的開裂。

發(fā)明內(nèi)容
一般來說，通過實(shí)施方式公開半導(dǎo)體晶片的加工方法。該方法包括如下工序用第一砂輪或刀片對在表面形成有半導(dǎo)體元件的半導(dǎo)體晶片背面的外緣部進(jìn)行研磨以形成環(huán)狀的槽的工序；用第二砂輪對所述槽內(nèi)側(cè)的凸部進(jìn)行研磨以在所述半導(dǎo)體晶片背面與所述槽一體地形成凹部的工序；和用第三砂輪進(jìn)一步對包括由所述第二砂輪研磨出的研磨面在內(nèi)的所述凹部的底面進(jìn)行研磨的工序。通過其他實(shí)施方式公開半導(dǎo)體晶片的加工裝置。該裝置具備第一砂輪或刀片，其對在表面形成有半導(dǎo)體元件的半導(dǎo)體晶片背面的外緣部進(jìn)行研磨以形成環(huán)狀的槽；第二砂輪，其對通過所述第一砂輪或刀片形成的所述槽內(nèi)側(cè)的凸部進(jìn)行研磨以在所述導(dǎo)體晶片背面與所述環(huán)狀的槽一體地形成凹部；和對所述凹部的底面進(jìn)行研磨的第三砂輪。通過其他實(shí)施方式公開半導(dǎo)體晶片。該半導(dǎo)體晶片為在表面形成有半導(dǎo)體元件、在背面形成有凹部的半導(dǎo)體晶片。通過對所述半導(dǎo)體晶片背面的外緣部進(jìn)行研磨而形成環(huán)狀槽，所述凹部為通過比所述環(huán)狀槽更深地研磨該槽內(nèi)側(cè)而形成的凹部，由所述槽形成的所述凹部內(nèi)側(cè)面的表面粗糙度(Ry)為Ο. μπι 2.5μπι，其以外的凹部內(nèi)側(cè)面的表面粗糙度(Ry)為O. 5 μ m以下。


圖IA 圖ID是表示實(shí)施方式的半導(dǎo)體晶片的加工方法的概略剖視圖。圖2是用于說明實(shí)施方式的半導(dǎo)體晶片的加工方法的概略剖視3A 3C是表示用于與實(shí)施方式進(jìn)行比較的半導(dǎo)體晶片的加工方法的概略剖視圖。圖4是用于與圖2進(jìn)行對比地說明圖3所示的半導(dǎo)體晶片的加工方法的概略剖視圖。
具體實(shí)施例方式下面，參照附圖對實(shí)施方式進(jìn)行說明。圖IA 圖ID是按工序順序表示一實(shí)施方式的半導(dǎo)體晶片的加工方法的概略剖視圖。在本實(shí)施方式中，作為第一研磨工序，對在表面形成有半導(dǎo)體元件的包含硅等的半導(dǎo)體晶片10背面的外緣部進(jìn)行研磨以形成環(huán)狀的槽12 (圖1A)。在該環(huán)狀槽12的形成中，使用具有如下砂輪的刀片22 :粒度至少比在后述的2次研磨工序中使用的第二砂輪以及第三砂輪中在最初的研磨工序(第二研磨工序)中使用的砂輪(第二砂輪)細(xì)，例如使研磨面G1的表面粗糙度(Ry:最大高度)成為0.1 μπ! 2.5 μ m、優(yōu)選成為O. I μ m 2. 0μ m的范圍。此外，在本實(shí)施方式中，使用具有第一砂輪的刀片22，但如果通過刀片自身能夠得到希望的表面粗糙度則也可以不使用砂輪。在本實(shí)施方式中，環(huán)狀的槽12被研磨至表面粗糙度(Ry)為1.0 μ m。使用刀片22在半導(dǎo)體晶片10背面所形成的槽12的位置，只要槽12的外周在半導(dǎo)體晶片10表面的半導(dǎo)體元件形成區(qū)域的外側(cè)、且在半導(dǎo)體的外周部設(shè)置有用于表示結(jié)晶方位的刻痕(notch)的情況下在該刻痕的內(nèi)側(cè)即可。通常從半導(dǎo)體晶片10外緣到槽12外周為止的距離D1為2. Omm 2. 5mm的范圍。在本實(shí)施方式中，對外徑300mm、厚度775 μ m的半導(dǎo)體晶片，在使距離D1成為2. Imm的位置設(shè)置有槽12。另外，槽12的深度以及寬度，還基于半導(dǎo)體晶片10的外徑、和/或作為目的的研磨后的半導(dǎo)體晶片10的厚度等，但通常深度為使從槽12的底面到半導(dǎo)體晶片表面為止的距離(下面也稱為“研磨余量”)T1成為25μηι 600μηι的程度的范圍，寬度W為100 μ m I. Omm的程度。如果深度過淺，則為了薄化半導(dǎo)體晶片10必須增加第三砂輪的研磨量，加工效率降低。另外，如果寬度過窄，則后面的加工工序(第二研磨工序以及第三研磨工序)中的技術(shù)限制(例如研磨區(qū)域要求高尺寸精度等)變多，如果寬度過寬，則難以形成具有希望的表面粗糙度的槽12。在本實(shí)施方式中，槽部處的研磨余量T1形成為100 μ m、槽寬W形成為 500 μ m。在第一研磨工序中，省略了圖示，半導(dǎo)體晶片10，在自身邊旋轉(zhuǎn)邊保持半導(dǎo)體晶片10的保持臺上背面朝上地被保持，邊通過保持臺使半導(dǎo)體晶片10旋轉(zhuǎn)，邊使刀片22抵接于其背面的外緣部、形成槽12。保持臺使用例如在上側(cè)的面具有真空吸盤的吸盤臺結(jié)構(gòu)的保持臺。保持臺也在后述的使用第二以及第三砂輪的第二以及第三研磨工序中使用。將半導(dǎo)體晶片10保持于保持臺時(shí)，在半導(dǎo)體晶片10的表面為了保護(hù)半導(dǎo)體元件而貼合帶等保護(hù)部件。接下來，作為第二研磨工序，使用具有第二砂輪24a的研磨裝置24對在第一研磨工序中形成的環(huán)狀槽12內(nèi)側(cè)的凸部14進(jìn)行研磨以形成包含槽12的圓形的凹部20 (圖1B)。該第二研磨工序?yàn)樗^粗磨工序。因此，在該工序中使用的第二砂輪24a為用于粗磨的砂輪，如上所述使用比上述第一砂輪粒度粗的砂輪，例如使研磨面G2的表面粗糙度(Ry)成為3. O μ m以上、優(yōu)選3. I μ m 4. O μ m的范圍的砂輪。在本實(shí)施例中，使用使研磨面G2的表面粗糙度(Ry)成為3. 2 μ m的砂輪。
研磨裝置24構(gòu)成為，具備在下側(cè)的面固定安裝有這樣的第二砂輪24a的研磨輪24b ;和主軸24d，在其一端設(shè)置有保持研磨輪24b的輪支架24c而在另一端安裝有馬達(dá)(沒有圖示)，通過馬達(dá)的驅(qū)動，主軸24d旋轉(zhuǎn),相伴于此安裝于輪支架24c的研磨輪24b也一體地旋轉(zhuǎn)。進(jìn)而，研磨裝置24中，研磨輪24b邊旋轉(zhuǎn)邊下降，通過該研磨輪24b的下降，固定安裝于下側(cè)的面的第二砂輪24a與半導(dǎo)體晶片10的背面接觸、進(jìn)行研磨。該第二研磨工序也與第一研磨工序同樣，半導(dǎo)體晶片10，在自身邊旋轉(zhuǎn)邊保持半導(dǎo)體晶片10的保持臺上背面朝上地被保持，邊通過保持臺使半導(dǎo)體晶片10旋轉(zhuǎn)邊進(jìn)行研磨。研磨的深度，雖然沒有特別限定，但如果深度過淺，則為了薄化半導(dǎo)體晶片，必須增加后面的第三砂輪的研磨量，加工效率降低。另外，如果比槽12研磨地更深，則由第二砂輪24a研磨出的粗研磨面在用第三砂輪進(jìn)行了研磨后仍殘留，可能不能得到本發(fā)明的效果。因此，在第二加工工序中，優(yōu)選，以不超過槽12的深度的范圍、即槽12的深度以下的范圍，盡可能深得進(jìn)行研磨。在本實(shí)施方式中，從由第二砂輪24a研磨后的部分的底面到半導(dǎo)體晶片表 面為止的距離、即第二砂輪24a的研磨部處的研磨余量T2形成為110 μ m。接下來，作為第三研磨工序，使用具備第三砂輪26a的研磨裝置26更深地研磨在第一以及第二研磨工序中形成的凹部20直至由第二砂輪24a研磨出的研磨面G2消失、且半導(dǎo)體晶片10的凹部20處的厚度成為希望的厚度(圖1C)。該第三研磨工序?yàn)樗^精磨工序。因此，在該工序中使用的第三砂輪26a為用于精磨的砂輪，使用比上述第二砂輪24a粒度細(xì)的砂輪，例如使研磨面G3的表面粗糙度(Ry)成為O. 5μπ 以下、優(yōu)選O. Ιμπ O. 4μπ 的范圍的砂輪。在本實(shí)施例中，使用使研磨面G3的表面粗糙度(Ry)成為O. 3 μ m的砂輪。研磨裝置26，除了使用第三砂輪26a并且砂輪26a的旋轉(zhuǎn)軌道最外周的直徑形成得比研磨裝置24的大以外，構(gòu)成與具有第二砂輪24a的研磨裝置24基本相同。S卩，構(gòu)成為，具有在下側(cè)的面固定安裝有第三砂輪26a的研磨輪26b ;和主軸26d，在其一端設(shè)置有保持研磨輪26b的輪支架26c而在另一端安裝有馬達(dá)(沒有圖示)，通過馬達(dá)的驅(qū)動，主軸26d旋轉(zhuǎn)，相伴于此安裝于輪支架26c的研磨輪26b也一體地旋轉(zhuǎn)。另外，研磨輪26b邊旋轉(zhuǎn)邊下降，通過該研磨輪26b的下降，固定安裝于下側(cè)的面的第三砂輪26a與凹部20的底面接觸、進(jìn)行研磨。第三研磨工序也與第一以及第二研磨工序同樣，半導(dǎo)體晶片10，在自身邊旋轉(zhuǎn)邊保持半導(dǎo)體晶片10的保持臺上背面朝上地被保持，邊通過保持臺使半導(dǎo)體晶片10旋轉(zhuǎn)邊進(jìn)行研磨。研磨的深度，如上所述為直至使由第二砂輪24a研磨出的研磨面G2消失、且半導(dǎo)體晶片10的凹部20處的厚度成為希望的厚度為止的深度，例如為使凹部20處的研磨余量T3成為20 100 μ m的程度的范圍。在本實(shí)施方式中，凹部20處的研磨余量T3成為30 μ m。另外，在本實(shí)施方式中，在該第三研磨工序中進(jìn)行研磨，以使從研磨的研磨部外周到半導(dǎo)體晶片10外緣為止的距離D3成為2. 6mm。圖ID示出了經(jīng)歷了上面的第一 第三研磨工序而薄化了的半導(dǎo)體晶片10，在表面形成有半導(dǎo)體元件(未圖示)而在背面形成有凹部20。凹部20是如下形成的凹部對使用具有第一砂輪的刀片22研磨半導(dǎo)體晶片10背面的外緣部而形成的環(huán)狀的槽12的內(nèi)偵牝首先用具有第二砂輪24a的研磨裝置24進(jìn)行研磨，進(jìn)一步用具有第三砂輪26a的研磨裝置26比槽12深地進(jìn)行研磨。因此，凹部20僅由第一砂輪24研磨出的研磨面G1例如表面粗糙度(Ry)為O. I μ m 2. 5 μ m的研磨面和由第三砂輪26a研磨出的研磨面G3例如表面粗糙度(Ry)為0.5μπι以下的研磨面構(gòu)成。即，凹部20具有具有第一側(cè)面和第一底面的大直徑部41 ;和具有第二側(cè)面和第二底面的小直徑部42。第一側(cè)面和第一底面由第一砂輪研磨出的研磨面G1構(gòu)成，因此其表面粗糙度(Ry)為例如O. I μ m 2. 5 μ m。第二側(cè)面和第二底面由第三砂輪26a研磨出的研磨面G3構(gòu)成，因此其表面粗糙度(Ry)為例如O. 5 μ m以下。該薄化后的半導(dǎo)體晶片，即便凹部20處的厚度變薄，開裂的可能性也極小，之后的處理容易進(jìn)行。圖2是放大地表示通過本 實(shí)施方式而薄化后的半導(dǎo)體晶片10的外緣部及其附近的圖，Zl Z3分別不出第一 第三研磨工序中的研磨部和研磨量。如上所說明地，在本實(shí)施方式中，使用具備第一砂輪的刀片對半導(dǎo)體晶片背面的外緣部進(jìn)行研磨以形成環(huán)狀的槽，接著用用于粗磨的第二砂輪對環(huán)狀槽內(nèi)側(cè)的凸部進(jìn)行研磨以與槽一體地形成凹部，之后用用于精磨的第三砂輪對凹部的底面進(jìn)行研磨，所以在半導(dǎo)體晶片的背面形成凹部，該凹部的內(nèi)側(cè)面僅包括由第一砂輪以及第三砂輪研磨出的研磨面。因此，即使半導(dǎo)體晶片凹部處的厚度變薄也能夠充分地抑制開裂，能夠使之后的加工時(shí)和/或運(yùn)送時(shí)的處理變得容易。在此，為了與本實(shí)施方式進(jìn)行比較，關(guān)于僅通過由用于粗磨的砂輪進(jìn)行的研磨和用用于細(xì)磨的砂輪進(jìn)行研磨而在半導(dǎo)體晶片背面形成凹部的情況下的加工方法、和通過該加工方法所得到的半導(dǎo)體晶片進(jìn)行記載。圖3A 圖3C是按工序順序表示該加工方法的圖。此外，在圖3A 圖3C中,對于與圖IA 圖ID所記載的相同的要素或具有相同功能的要素標(biāo)注相同的符號，省略重復(fù)說明。如圖3A 圖3C所示，該方法中，首先，用具備用于粗磨的第二砂輪24a的研磨裝置24對半導(dǎo)體晶片10背面進(jìn)行研磨以形成凹部20A(圖3A)。接著，使用具備用于細(xì)磨的第三砂輪26a的研磨裝置26對凹部20A的底面進(jìn)行研磨，直至半導(dǎo)體晶片10的凹部20A處的厚度成為希望的厚度為止(圖3B)。圖3C示出用該方法薄化了的半導(dǎo)體晶片10，另外圖4是放大地示出其外緣部及其附近的圖。如圖3C所示，在半導(dǎo)體晶片10的背面形成有與本實(shí)施方式的凹部20A類似形狀的凹部20A。因此，該凹部20A是用具備用于粗磨的第二砂輪24a的研磨裝置24對半導(dǎo)體晶片10的背面進(jìn)行研磨，接著用具備用于精磨的第三砂輪26a的研磨裝置26進(jìn)行研磨而形成的凹部。因此，凹部20A的內(nèi)側(cè)面，如圖4所示也由第二砂輪24a研磨出的研磨面G2例如表面粗糙度(Ry)為3.0μπι以上的研磨面和由第三砂輪26a研磨出的研磨面G3例如表面粗糙度(Ry)為O. 5μπι以下的研磨面構(gòu)成。該半導(dǎo)體晶片10容易以由第二砂輪24a研磨出的粗研磨面G2為起點(diǎn)發(fā)生開裂。相對于此，在本實(shí)施方式中，如圖ID以及圖2所示，在半導(dǎo)體晶片10背面的凹部
20的內(nèi)側(cè)不剩余粗研磨面，所以即使半導(dǎo)體晶片10的凹部20處的厚度變薄，也極難發(fā)生開
m
ο說明了本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施方式，但這些實(shí)施方式是作為例子而提示的，并非試圖限定發(fā)明的范圍。這些新的實(shí)施方式能夠以其他的各種各樣的方式來實(shí)施，能夠在不脫離發(fā)明要旨的范圍內(nèi)進(jìn)行各種省略、置換、變更。這些實(shí)施方式和/或其變形包含于發(fā)明的范圍和/或要旨，并且包含于技術(shù)方案中記載的發(fā)明及其等同的范圍。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體晶片的加工方法，包括如下工序 (a)用第一砂輪或刀片對在表面形成有半導(dǎo)體元件的半導(dǎo)體晶片背面的外緣部進(jìn)行研磨以形成環(huán)狀的槽的工序； (b)用第二砂輪對所述槽內(nèi)側(cè)的凸部進(jìn)行研磨以在所述半導(dǎo)體晶片的背面形成與所述槽一體的凹部的工序；和 (C)用第三砂輪進(jìn)一步對包含由所述第二砂輪研磨出的研磨面的所述凹部底面進(jìn)行研磨的工序。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體晶片的加工方法，其中， 所述第二砂輪的粒度比所述第一砂輪或刀片以及所述第三砂輪的各粒度粗。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體晶片的加工方法，其中， 由所述第一砂輪或刀片研磨出的研磨面的表面粗糙度Ry為0. I ii m 2. 5 ii m，由所述第二砂輪研磨出的研磨面的表面粗糙度Ry為3. Oym以上，由所述第三砂輪研磨出的研磨面的表面粗糙度Ry為0. 5 ii m以下。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體晶片的加工方法，其中， 由所述第一砂輪或刀片研磨出的研磨面的表面粗糙度Ry為0. I ii m 2. 0 ii m。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體晶片的加工方法，其中， 由所述第二砂輪研磨出的研磨面的表面粗糙度Ry為3. I ii m 4. 0 ii m。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體晶片的加工方法，其中， 由所述第三砂輪研磨出的研磨面的表面粗糙度Ry為0. I ii m 0. m。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體晶片的加工方法，其中， 用所述第二砂輪研磨所述槽內(nèi)側(cè)的凸部的深度為所述槽的深度以下。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體晶片的加工方法，其中， 所述槽形成為，其外周成為所述半導(dǎo)體晶片表面的半導(dǎo)體元件形成區(qū)域的外側(cè)。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體晶片的加工方法，其中， 從所述半導(dǎo)體晶片的外緣部到所述槽的外周為止的距離D1為2. Omm 2. 5mm。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體晶片的加工方法，其中， 所述槽的寬度W為100 Ii m I. 0mm。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體晶片的加工方法，其中， 所述第一砂輪或刀片的所述半導(dǎo)體晶片的研磨余量Tl為25 ii m 600 ii m。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體晶片的加工方法，其中， 由所述第三砂輪研磨出的研磨面至少包含由所述第二砂輪研磨出的研磨面。
13.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體晶片的加工方法，其中， 所述第三砂輪的旋轉(zhuǎn)軌道最外周的直徑比所述第二砂輪的大。
14.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體晶片的加工方法，其中， 所述第三砂輪的所述半導(dǎo)體晶片的研磨余量T3為20 ii m 100 ii m。
15.一種半導(dǎo)體晶片的加工裝置，具備 第一砂輪或刀片，其研磨在表面形成有半導(dǎo)體元件的半導(dǎo)體晶片背面的外緣部以形成環(huán)狀的槽； 第二砂輪，其對通過所述第一砂輪或刀片而形成的所述槽內(nèi)側(cè)的凸部進(jìn)行研磨以在所述半導(dǎo)體晶片的背面與所述環(huán)狀的槽一體地形成凹部；和 第三砂輪，其對所述凹部的底面進(jìn)行研磨。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體晶片的加工裝置，其中， 所述第二砂輪的粒度比所述第一砂輪或刀片以及所述第三砂輪的各粒度粗。
17.一種半導(dǎo)體晶片，其中，在所述半導(dǎo)體晶片的表面形成有半導(dǎo)體元件，在所述半導(dǎo)體元件的背面具有凹部，所述凹部具有所述半導(dǎo)體晶片背面?zhèn)鹊木哂械谝粋?cè)面與第一底面的大直徑部；和所述半導(dǎo)體晶片背面?zhèn)鹊木哂械诙?cè)面與第二底面的小直徑部，所述第一側(cè)面與所述第一底面的表面粗糙度Ry為0. I ii m 2. 5 ii m，所述第二側(cè)面與所述第二底面的表面粗糙度Ry為0.5 u m以下。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的半導(dǎo)體晶片，其中， 所述槽的底面與所述半導(dǎo)體晶片表面的距離T1為25 ii m 600 ii m。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的半導(dǎo)體晶片，其中， 所述槽以外的凹部底面與所述半導(dǎo)體晶片表面的距離1~3為20iim lOOiim。
全文摘要
本發(fā)明提供半導(dǎo)體晶片的加工方法、加工裝置以及半導(dǎo)體晶片。通過實(shí)施例公開半導(dǎo)體晶片加工方法。該方法包括以下工序用第一砂輪或刀片對在表面形成有半導(dǎo)體元件的半導(dǎo)體晶片背面的外緣部進(jìn)行研磨以形成環(huán)狀的槽的工序；用第二砂輪對所述槽內(nèi)側(cè)的凸部進(jìn)行研磨以在所述半導(dǎo)體晶片的背面與所述槽一體地形成凹部的工序；和用第三砂輪進(jìn)一步對包含由所述第二砂輪研磨出的研磨面的所述凹部的底面進(jìn)行研磨的工序。
文檔編號B24B37/04GK102848303SQ20121006940
公開日2013年1月2日 申請日期2012年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月30日
發(fā)明者田久真也, 清水紀(jì)子, 藤田努 申請人:株式會社東芝