半導體晶片背面研磨方法
2023-05-12 07:46:21
專利名稱：半導體晶片背面研磨方法
技術領域：
本發明涉及半導體晶片背面研磨方法，該方法通過研磨裝置，研磨半導體晶片的背面，使半導體晶片達到預定的厚度，該半導體晶片在其正面上形成有多個電路並具有接近半圓形截面形狀的外周邊。
背景技術：
本領域的技術人員人都熟知，對於半導體晶片的製造來說，接近於圓盤形狀的半導體晶片的正面被布置在柵格圖案中的多個道分成多個矩形區域，並在每個所得到的部分中形成電路。然後，研磨半導體晶片背面以將半導體晶片減小到預定厚度。然後，沿道切割半導體晶片以各個地分開多個矩形區域，以此生產半導體晶片。最近，採用了所謂預先劃片法，就是在研磨半導體晶片背面之前沿著半導體晶片正面的多個道形成凹槽，然後研磨半導體晶片的背面使半導體晶片的厚度小於凹槽深度，由此各個地分開多個矩形區域。通過將半導體晶片吸引到具有平表面的吸盤上，使半導體晶片的背面向上暴露，旋轉地驅動吸盤，同時向半導體晶片背面壓下旋轉驅動的研磨裝置，由此進行半導體晶片的研磨。具有設置在環狀支撐件的下表面上的多個全部都是環狀的研磨輪或者單個連續環狀研磨輪的研磨裝置被廣泛使用。
但是，常規的半導體晶片背面研磨方法具有以下的問題要解決半導體晶片的外周邊具有接近於半圓狀的橫截面，意在防止半導體晶片周邊部分碎裂的發生，這種碎裂是在實施用於在半導體晶片正面上劃線形成的多個矩形區域中的每一個中施加電路的各個步驟時發生的。因此，當半導體晶片被吸引到吸盤的平表面上時，半導體晶片的正面向上暴露，為了研磨半導體晶片背面，在吸盤表面和半導體晶片正面之間在半導體晶片外周邊中形成一些間隙。根據我們的(本發明人的)經驗，當利用對半導體晶片背面施壓的研磨裝置執行研磨操作時，由於上面的間隙，使得在半導體晶片的外周邊部分中引起細微的振動，因此容易在半導體晶片的外周邊部分中發生碎裂。最近，經常要求半導體晶片薄到30到100μm以使半導體晶片的重量輕和緊密。將半導體晶片研磨到這種薄度增加了半導體晶片外周邊部分中發生碎裂的可能性，並給半導體晶片外周邊帶來不希望的鋒利的刀刃。
日本未審查的專利公開No.1996-37169提供了一種方法，為了避免在通過研磨半導體晶片背面使半導體晶片變薄期間使半導體晶片的外周邊處形成鋒利的刀刃，在研磨半導體晶片背面前，將半導體晶片背面外周邊部分研磨成截斷的圓錐形，其中，該外周邊部分向外朝半導體晶片的正面成放射狀地傾斜。根據這種提議，研磨半導體晶片背面後，半導體晶片的外周邊得到接近半圓的剖面形狀，因而避免了形成鋒利的刀刃。但是，在吸盤表面和半導體晶片正面之間在半導體晶片外周邊部分處還存在一些間隙。而且，由於以上述方式對半導體晶片背面的外周邊部分研磨，半導體晶片的外周邊部分相對於半導體晶片的其他部分局部很薄。因此，在研磨半導體晶片背面期間半導體晶片外周邊部分中發生碎裂的傾向沒有避免，而且是增加了。
發明內容
因此，本發明的一個主要目的是提供一種新穎的且改善的用於研磨半導體晶片背面的方法，該方法可以可靠地避免由於研磨半導體晶片背面而導致的半導體晶片外周邊處形成鋒利的刀刃，該方法還可以防止或抑制在研磨半導體晶片背面期間在半導體晶片的外周邊部分中出現碎裂。
根據本發明，為了達到上述主要目的，在研磨半導體晶片背面之前採用了預處理，用於使半導體晶片的外周邊形成相對於半導體晶片背面成θ角的平面，使得80度≤θ≤100度。
即，根據本發明，提供了一種半導體晶片背面研磨方法作為用於達到上述主要目的的半導體晶片背面研磨方法，通過研磨裝置，研磨具有在其正面上形成的多個電路且具有接近半圓截面形狀的外周邊的半導體晶片的背面，從而使半導體晶片達到預定厚度，其特徵在於在研磨半導體晶片背面之前採用了預處理，用於使半導體晶片的外周邊形成相對於半導體晶片背面成θ角的平面，使得80度≤θ≤100度。
優選為85度≤θ≤95度。可以通過用旋轉切割工具切割半導體晶片的外周邊或通過用旋轉研磨工具研磨半導體晶片的外周邊來實施預處理。在優選實施例中，在實施預處理之前或之後，保護帶被粘在半導體晶片的正面，並且保護帶的外周邊與半導體晶片的外周邊基本上對齊。如果對除了半導體晶片正面的外周邊部分之外的半導體晶片正面施加用於保護多個電路的保護塗層，在預處理中保護塗層的外周邊與半導體晶片的外周邊基本上對齊。
圖1是示出其背面用本發明的背面研磨方法研磨的半導體晶片的典型例子的透視圖。
圖2是示出圖1的半導體晶片的周邊部分的截面圖。
圖3是示出圖1的半導體晶片放在吸盤上時的狀態的截面圖，在保護帶粘貼到半導體晶片正面後半導體晶片背面朝向上方。
圖4是示出應用於圖1的半導體晶片的外周邊的一種方式的預處理的截面圖。
圖5是示出應用於圖1的半導體晶片的外周邊的另一種方式的預處理的截面圖。
圖6是示出在對其外周邊進行預處理後研磨圖1的半導體晶片背面的方式的截面圖。
圖7是示出在其正面施加了保護塗層的半導體晶片的截面圖。
具體實施例方式
參考附圖詳細介紹本發明的半導體晶片背面研磨方法的優選圖1和2示出採用了本發明的方法的半導體晶片的典型例子。可以用矽製成的半導體晶片2接近圓盤狀，並具有弓形的外周邊6，除了稱為取向平面的直邊4以外。可以設置稱為取向刻痕的V形刻痕(未示)代替稱為取向平面的直邊4。多個矩形區域12由布置在半導體晶片2的正面8上的柵格圖案中的多個道10劃分界線。在每個矩形區域12中形成適當的電路。正如圖2中清楚地顯示，為了避免半導體晶片2的運輸等期間在外周邊6處發生的碎裂，半導體晶片2的弓形的外周邊6通常成接近半圓形。因此，半導體晶片2的外周邊部分14的截面形狀接近半球形。直邊4形成為基本垂直於正面8和背面16延伸的平表面或形成為像外周邊6的接近半圓形。
參考圖3以及圖1和2繼續解釋。在本發明的優選實施例中，當要研磨半導體晶片2的背面16使半導體晶片2具有預定厚度時，保護帶18粘貼在半導體晶片2的正面8上。通常，保護帶18在半導體晶片2的正面8的除了外周邊部分14之外處粘貼，以便在外周邊部分14上不存在保護帶18。通過合適的粘合劑粘結到半導體晶片2的正面8的保護帶18可以由合適的塑料薄膜或薄片、薄金屬板或者薄陶瓷板製成。
保護帶18粘貼於半導體晶片2的正面8後，將半導體晶片2吸引到吸盤20的上表面22，半導體晶片2的背面16向上暴露。可以是本身公知的形式的吸盤20具有平的上表面22，在該上表面中形成有抽氣孔或抽氣凹槽(未示出)，真空吸引放在該上表面22上的半導體晶片2。正如通過參考圖2可以理解，半導體晶片2的外周邊6具有半圓的截面形狀。因此，在半導體晶片2正面8的外周邊部分14和吸盤20的上表面22之間存在一些間隙24。
在本發明中，在研磨半導體晶片2的背面16之前對半導體晶片2的外周表面6進行預處理是很重要的，由此使半導體晶片2的外周邊6形成為相對於背面16成θ角的平表面，80度≤θ≤100度，優選是85度≤θ≤95度。
可以通過用旋轉切割工具26切割半導體晶片2的外周邊部分14來實行這種預處理，如圖4所示。有利地，旋轉切割工具26由本身眾所周知的且包含金剛石研磨劑顆粒的薄壁環狀刀片組成。旋轉切割工具26安裝在軸27上且以高速旋轉驅動，其周邊部分作用在半導體晶片2的外周邊部分14上。吸盤20以預定速度旋轉，因而使半導體晶片2的外周邊部分14切割成弓形。如果吸盤20的旋轉軸和旋轉切割工具26的旋轉軸互相垂直，半導體晶片2的被切割的外周邊6形成為相對於背面16成90度的θ角的平面。為了使外周邊6A形成為相對於背面16稍微傾斜的平面，使旋轉切割工具26的旋轉軸相對於吸盤20的旋轉軸稍微傾斜就可以滿足。優選為，以與保護帶18的外周邊相對準來實施對半導體晶片2的外周邊部分14的切割，且這樣切割的外周邊6A與保護帶18的外周邊對準。如果需要，保護帶18的外周邊部分可以和半導體晶片2的外周邊部分同時切割，因而，可以使半導體晶片2的外周邊6A和保護帶18的外周邊對準。
如果不僅半導體晶片2的弓形外周邊6而且其直邊4都具有接近半圓的截面形狀，類似地切割直邊4，形成為相對於背面16成θ角的平表面。此時，吸盤20相對旋轉切割工具26成直線移動，沿著直邊4切割半導體晶片2。在所示的實施例中，在對半導體晶片2的外周邊6實施預處理之前將保護帶18粘貼於半導體晶片2的正面8。但是，如果需要，可以在對半導體晶片2的外周邊6實施預處理之後將保護帶18粘貼於半導體晶片2的正面8。
如圖5所示，也可以通過用旋轉研磨工具28研磨半導體晶片2的外周邊6來實施半導體晶片2的外周邊6的預處理。所示旋轉研磨工具28由包含金剛石研磨劑顆粒的環形研磨工具組成並且安裝在軸30上。旋轉研磨工具28以高速旋轉，且其圓周表面對半導體晶片2的外周邊6施壓。吸引半導體晶片2的吸盤20也旋轉，這樣，沿著半導體晶片2的外周邊6進行研磨。如果吸盤20的旋轉軸和旋轉研磨工具28的旋轉軸平行，半導體晶片2的研磨過的外周邊6A形成為相對於背面16成90度的θ角的平表面。為了使外周邊6A形成為相對於背面16稍微傾斜的平面，使旋轉切割工具28的旋轉軸相對於吸盤20的旋轉軸稍微傾斜就可以滿足。
在本發明中，對半導體晶片2的外周邊6實施上述預處理後，研磨半導體晶片2的背面16使半導體晶片2成預定厚度。圖6示出用研磨裝置32研磨半導體晶片2背面的一種方式。所示研磨裝置32由環狀支撐元件34和多個弓形研磨片36組成，該多個弓形研磨片36被固定於支撐元件34的下表面且在圓周方向上有間隔。該弓形研磨片36可以是包含金剛石研磨劑顆粒的研磨片。該研磨裝置32安裝在軸38的下端。研磨裝置32高速旋轉，對吸引在吸盤20上表面22上的半導體晶片2的背面16施壓。吸盤20也以預定速度旋轉。因此，半導體晶片2的背面16被研磨裝置32研磨。由於半導體晶片2的外周邊6A形成為與背面16成θ角的平表面，在半導體晶片2的正面和吸盤20的上表面22之間基本不存在間隙。因此，可以研磨半導體晶片2的背面16，避免或抑制了半導體晶片2的外周邊6A中發生碎裂。而且，半導體晶片2的外周邊6A形成為與背面16成θ角的平表面。因而，即便半導體晶片2被研磨到預定厚度時，外周邊6A也是平面，那裡不會產生鋒利的刀刃。
圖7示出該半導體晶片2的另一個實施例。在圖7所示的半導體晶片2中，為了保護形成在正面上的電路，在半導體晶片2的正面10施加可以由適當的合成樹脂如聚醯亞胺製成的保護塗層40。除了半導體晶片2的正面10的外周邊部分14之外都施加了保護塗層40。因此，在半導體晶片2的外周邊部分14中沒有施加保護塗層40。如圖7所示，在半導體晶片2上具有施加於其上的保護塗層40的情況下，必要時，在進一步將保護帶18粘貼到保護塗層40上之後，對半導體晶片2的外周邊6實施預處理以使半導體晶片2的外周邊6形成為與背面16成θ角的平表面並使半導體晶片2的外周邊6與保護塗層40(和按照需求施加的保護帶18)的外周邊對準。
以上參考附圖詳細介紹了本發明的半導體晶片背面研磨方法的優選實施例。但是，應該理解，本發明不限於這些實施例，可以作多種修改和改正而不脫離本發明的範圍。
權利要求
1.一種半導體晶片背面研磨方法，該方法通過研磨裝置研磨半導體晶片背面，由此使半導體晶片達到預定厚度，該半導體晶片具有形成在其正面上的多個電路並具有接近半圓截面形狀的外周邊，其特徵在於在研磨半導體晶片背面之前採用預處理，用於使該半導體晶片的外周邊形成相對於該半導體晶片背面成θ角的平表面，使得80度≤θ≤100度。
2.根據權利要求1的半導體晶片背面研磨方法，其中，85度≤θ≤95度。
3.根據權利要求1的半導體晶片背面研磨方法，其中，所述預處理通過用旋轉切割工具切割該半導體晶片的外周邊來實施。
4.根據權利要求1的半導體晶片背面研磨方法，其中，所述預處理通過用旋轉研磨工具研磨該半導體晶片的外周邊來實施。
5.根據權利要求1的半導體晶片背面研磨方法，其中，在實施預處理之前或之後，將保護帶粘貼於該半導體晶片的正面，且所述保護帶的外周邊基本與半導體晶片的外周邊基本對準。
6.根據權利要求1的半導體晶片背面研磨方法，其中，用於保護該多個電路的保護塗層施加於該半導體晶片正面除了該半導體晶片正面的外周邊部分之外處，在所述預處理中，所述保護塗層的外周邊與該半導體晶片的外周邊基本對準。
全文摘要
一種半導體晶片背面研磨方法，該方法通過研磨裝置研磨半導體晶片背面，由此使半導體晶片達到預定厚度，該半導體晶片具有形成在其正面上的多個電路並具有接近半圓截面形狀的外周邊。在研磨半導體晶片背面之前採用了預處理，用於使該半導體晶片的外周邊形成相對於該半導體晶片背面成θ角的平面，80度≤θ≤100度，優選為85度≤θ≤95度。
文檔編號H01L21/02GK1509495SQ03800258
公開日2004年6月30日 申請日期2003年3月10日 優先權日2002年3月14日
發明者福田和哉, 森俊 申請人:株式會社迪斯科