專利名稱：磨頭、磨削裝置、磨削方法以及半導體器件的制造方法
技術領域：
本發明涉及磨頭、磨削裝置、磨削方法以及半導體器件的制造方法， 特別涉及用于磨削形成有各種元件的半導體晶片的背面的磨頭、磨削裝 置、磨削方法以及半導體器件的制造方法。
背景技術：
近年來，伴隨著電子設備的小型化及薄型化，也要求其上搭載的半 導體芯片要更加小型化及薄型化。例如，在安裝基板上安裝的電容器等無源部件的尺寸如下這樣逐漸縮小，即1005—0603—0402。為此，也希 望與無源部件共同安裝于安裝基板的有源部件，與無源部件同樣程度地 小型化及薄型化。有源部件是指，具備例如晶體管等半導體元件的半導 體器件。
將半導體器件薄型化的方法之一是磨削形成有各種半導體元件的半導體晶片的背面(例如參照以下所示的專利文獻1)。用于這樣的技術的 一般磨削裝置包括具有多個微型孔的吸附臺和沿外周排列了多個磨具 的磨頭。作為磨削對象的半導體晶片(以下稱為磨削工件)以上下顛倒 的狀態放置于吸附臺上。磨削時，通過從微孔排氣而將磨削工件吸附于 吸附臺上，在該狀態下使之觸碰高速旋轉的磨頭的磨具來磨削作為磨削 工件的半導體晶片的背面。
專利文獻1:日本特開2002-301645號公報
但是，以往的磨削裝置，排列在磨頭外周的磨具之間，設置有用于 排出磨削液(例如純水)的空隙(狹縫)(參照專利文獻l中的圖7)。 因此，磨削時，存在磨削工件的邊緣部與高速旋轉的磨頭上的磨具接觸 的期間和不接觸的期間。換而言之，磨削時，交替產生磨削工件的邊緣 部被磨具按壓的期間和不被按壓的期間。
在此，在用例如WCSP ( Wafer-level Chip Size Package)技術制作 的磨削工件的邊緣，存在因未形成用于密封的樹脂層而導致的臺階。該 臺階一般高達100nm左右，研磨帶(grind tape )等不能將其吸收。因此，
在把利用WCSP技術制作的磨削工件放置于吸附臺上時，在磨削工件的邊緣部分，與吸附臺之間形成有空隙。因而，在磨削時，處于磨削工件的邊緣部未被固定的狀態。
當像這樣未被固定的邊緣部間斷地通過磨具時，在磨削工件邊緣部將產生振動。因此，在例如由邊緣部向中心(由外側向內側)對磨削工件進行磨削的情況下，將產生以下問題磨削時在磨削工件邊緣，產生無數的例如lOOμm左右的深度比較大的條紋狀傷痕，或產生缺損。還有， 在例如由中心向邊緣部(由內側向外側)對磨削工件進行磨削時，該部分將因磨削工件邊緣的振動而被磨削得較薄。其結果，因為磨削工件周 邊的剛性降低，因此將產生以下問題在后工序中，磨削工件邊緣部分 發生缺損或破裂。
還有，對于以往的磨削裝置， 一般來講，吸附臺的吸附區域比磨削工件小。即，即使不存在因WCSP等而產生的臺階，磨削時磨削工件的邊緣部也將處于未被固定的狀態。因此，在將磨削工件磨削得比較薄 的情況下，例如lOOμm以下等，半導體晶片本身的剛性降低，因此磨削工件邊緣的振動變大。其結果和上述一樣，在磨削工件邊緣將形成無數的條紋狀傷痕或缺損，或者磨削工件邊緣被磨削得比中央部分薄。
發明內容
本發明就是鑒于上述問題而做出的，目的在于提供一種能防止磨削時磨削工件邊緣部產生振動的磨頭、磨削裝置、磨削方法、以及半導體器件的制造方法。
為了達到這樣的目的，本發明的磨頭具有可以規定的旋轉軸為中心進行旋轉的轉盤、和在轉盤的旋轉面上環狀排列的多個磨具，多個磨具具有以下這樣排列的結構在磨削磨削工件時，前后排列的磨具都與磨削工件的邊緣部接觸。
另外，本發明的磨削裝置具有磨頭和吸附臺，該磨頭具有可以規定的旋轉軸為中心進行旋轉的轉盤、和在轉盤的旋轉面上環狀排列的多個磨具，該吸附臺可吸附放置于其上的磨削工件，多個磨具具有以下這樣排列的結構在磨削磨削工件時，前后排列的磨具都與磨削工件的邊緣部接觸。
此外，本發明的磨削方法，包括吸附放置于吸附臺上的磨削工件的工序；使吸附臺旋轉的工序；和使磨頭一邊與磨削工件接觸一邊旋轉， 由此磨削磨削工件的工序，該磨頭具有在轉盤的旋轉面上環狀排列的多 個磨具；多個磨具具有以下這樣排列的結構在磨削磨削工件時，前后排列的磨具都與磨削工件的邊緣部接觸。
另外，本發明的半導體器件的制造方法包括將包括形成有半導體元件的半導體襯底的磨削工件放置于吸附臺上的工序； 一邊使磨削工件 吸附于吸附臺， 一邊使吸附臺旋轉的工序；和使磨頭一邊與半導體晶片 接觸一邊旋轉，由此磨削半導體晶片的工序，該磨頭具有在轉盤的旋轉面上環狀排列的多個磨具；多個磨具具有以下這樣排列的結構在磨削 半導體晶片時，前后排列的磨具都與半導體晶片的邊緣部接觸。
根據本發明，可實現能防止在磨削時磨削工件邊緣部產生振動的磨頭、磨削裝置、磨削方法、以及半導體器件的制造方法。
圖l(a)為表示本發明的實施例1中使用的磨削工件及放置有該磨削工件的吸附臺的概略結構的剖視圖，(b)是U)中的區域A的放大圖。
圖2是用于說明利用以往的技術由邊緣部向中心部磨削磨削工件時，邊緣部產生的振動的圖。
圖3(a)為表示本發明實施例1的磨削裝置的概略結構的剖視圖，(b)濕_表示U)中的磨頭和磨削工件的結構的俯視圖。
圖4(a)為圖3(b)中的區域B的放大圖，(b)為用于說明在本 發明的實施例1的磨削工序中，磨具連續地通過磨削工件邊緣部的狀態的圖。
圖5為用于說明在本發明的實施例1中角度x或角度e應滿足的條件式的圖。
圖6(a)為表示在本發明的實施例1中，在磨削工件的變更例中使用的磨削工件及放置有該磨削工件的吸附臺的概略結構的剖視圖，(b)是(a)的俯視圖。
圖7為表示本發明實施例1的磨具的變形例的俯視圖。
符號說明l...磨削裝置;IO...磨頭；12...轉盤;14、 14-1、 14-2、 14a、 14b、 14c…磨具；14o...磨具外端軌跡；15…狹縫；16…支柱；100、 120… 磨削工件；102…半導體晶片；104…樹脂層；106…半球狀電極；108... 研磨帶；110…吸附臺；112…吸附區域；GP…間隙；XI、 X2…旋轉軸
具體實施例方式
以下，參照附圖對實施本發明的最佳實施方式進行詳細說明。在以 下的說明中，各圖只不過將形狀、大小、以及位置關系概略地表示到能 夠理解本發明內容的程度，因此，本發明不限于各圖中舉例表示的形狀、 大小、以及位置關系。還有，在各圖中，為了明確結構，省略了剖面中 的一部分剖面線。再有，在后述中所列舉的數值，只不過是本發明的優 選例，因此，本發明不限于所列舉的數值。
l1=a-p=d*tanθ-p=d*tanxl(式2)
根據式2，角度xl可用以下的式3表示。
<formula>complex formula see original document page 14</formula>
(式6)
從圖5 (a)至圖5 (c)以及式3和式6可知，角度x在以下的式7 的范圍內時，將產生前后的磨具14-1及14-2都與磨削工件100的被磨 削 一側的邊緣部不接觸的期間。
[算式7
<formula>complex formula see original document page 14</formula>
(式7)
因此，在本實施例中，需要將角度e、磨具14的寬度d以及狹縫
15的寬度p設定為角度x滿足以下的式8。
[算式8
<formula>complex formula see original document page 14</formula>(式8)
換而言之，在本實施例中，需要將角度x、磨具14的寬度d以及狹 縫15的寬度p設定為角度e滿足以下的式9。由式8能推導出。
[算式9<formula>complex formula see original document page 15</formula>(式9)
通過利用以上那樣的本實施例的磨削方法，可容易地將利用WCSP 技術制作的磨削工件100的半導體晶片磨削至30μm以下。
另外，在本實施例的半導體器件的制造方法中，在通過進行以上那 樣的本實施例的磨削工序，對磨削工件100的半導體晶片進行了磨削后， 剝下研磨帶108。接著，在將切割帶粘貼于磨削工件100后，將其用切 割刀等切割成一個個的半導體器件。由此，制造出單片化了的半導體器 件。
通過使用以上那樣的本實施例的半導體器件的制造方法，可制造形 成為封裝體后的以下半導體器件，該半導體器件的厚度與利用以往技術 制作的形成為封裝體后的半導體器件的厚度(例如封裝體厚1mm)相 比，非常薄。在本實施例中，可制造封裝體厚為例如0.3mm左右的形 成為封裝體后的半導體器件。
另夕卜，以上舉例說明了將利用WCSP技術制作的磨削工件100磨削 得較薄的情況，但是，本發明如上所述，并不限定于此。即，也可以適 用于用通常技術制作的磨削工件120，換而言之，也適用于邊緣部無臺 階的磨削工件120。
將這樣的磨削工件120磨削得較薄時，也與上述一樣，將在磨削工 件120的周邊產生振動。用圖6 (a)及圖6 (b)對其進行說明。
圖6(a)是表示本發明使用的磨削工件120及放置了該磨削工件120 的吸附臺110的概略結構的剖視圖，還有，圖6 (b)是圖6 (a)的俯視 圖。
一般來講，吸附臺110的吸附區域112比磨削工件120小。因此， 如圖6 (a)及圖6 (b)所示，磨削工件120的周邊為未被固定于吸附臺 IIO上的狀態。磨具在這樣的狀態下，間斷地在磨削工件120的邊緣部上 通過時，與上述一樣，該未被吸附的部分(磨削工件120的周邊)將產 生振動。因此，對于以往的技術而言，即使用通常的技術制作的磨削工 件120，也難以將半導體晶片的厚度磨削至100μm以下。
對此，通過使用上述的本實施例的磨削方法來對磨削工件120的半 導體晶片進行磨削，磨削時磨具14可總是接觸磨削工件120的邊緣部。 由此，可減少磨削工件120的邊緣部產生的振動。其結果，能夠容易地 將磨削工件120的半導體晶片磨削至100nm以下.
此外，在本實施例中，舉例說明了磨具14是平行四邊形的情況，但 本發明不限于此，如例如圖7 (a)至圖7 (c)表示的磨具14a、 14b、 14c 所示，可將其上表面的形狀進行種種變形。圖7 (a)至圖7(c)是表示 本實施例的磨具14的變形例的俯視圖。另外，為了說明上的方便，在圖 7 (a)至圖7 (c)中，將磨具14a 14c排列成直線，但實際上，如例如圖 3 (b)所示，沿轉盤12的外周環狀排列。
還有，上述實施例1只不過是用于實施本發明的例子，本發明并不 限定于此，對這些實施例進行的種種變形也在本發明的范圍內，此外， 根據上述的記載，在本發明的范圍內，可以有其他各種各樣的實施例， 這是不言而喻的。
權利要求
1.一種磨頭，其特征在于，具有可以規定的旋轉軸為中心進行旋轉的轉盤、和在上述轉盤的旋轉面上環狀排列的多個磨具，上述多個磨具排列成在磨削磨削工件時，前后排列的磨具都與上述磨削工件的邊緣部接觸。
2. 根據權利要求l所述的磨頭，其特征在于，上述前后排列的磨 具間的狹縫，具有1.0mm以上2.5mm以下的寬度。
3. 根據權利要求1或2所述的磨頭，其特征在于，上述前后排列 的磨具間的狹縫是直線狀的狹縫，該直線狀的狹縫相對于通過上述旋轉 軸的直線，在上述轉盤的旋轉方向傾斜30。以上60。以下。
4. 根據權利要求1或2所述的磨頭，其特征在于，上述前后排列 的磨具間的狹縫是直線狀的狹縫，該直線狀的狹縫相對于通過上述旋轉軸的直線，具有滿足以下式子的傾斜角度e，[算式1]"tan—itan、、d 乂其中，x是以下兩條切線所形成的角度， 一條切線是通過上述轉盤旋轉時上述磨具的外緣描畫的軌跡與上述磨削工件的外緣的交點的上述軌 跡的切線，另一條切線是通過上述交點的上述磨削工件的外緣的切線， d是上述磨具的寬度，p是上述狹縫的寬度。
5. —種磨削裝置，其特征在于，具有磨頭和吸附臺，該磨頭具有 可以規定的旋轉軸為中心進行旋轉的轉盤、和在該轉盤的旋轉面上環狀 排列的多個磨具，該吸附臺可吸附放置于其上的磨削工件，上述多個磨具排列成在磨削上述磨削工件時，前后排列的磨具都 與上述磨削工件的邊緣部接觸。
6. —種磨削方法，其特征在于，包括吸附放置于吸附臺上的磨削工件的工序， 使上述吸附臺旋轉的工序，以及使磨頭一邊與上述磨削工件接觸一邊旋轉，由此磨削上述磨削工件 的工序，該磨頭具有在轉盤的旋轉面上環狀排列的多個磨具，上述多個磨具排列成在磨削上述磨削工件時，前后排列的磨具都 與上述磨削工件的邊緣部接觸。
7. 根據權利要求6所述的磨削方法，其特征在于，上述前后排列 的磨具間的狹縫，具有1.0mm以上2.5mm以下的寬度。
8. 根據權利要求6或7所述的磨削方法，其特征在于，上述前后 排列的磨具間的狹縫是直線狀的狹縫，該直線狀的狹縫相對于通過上述 旋轉軸的直線，在上述轉盤的旋轉方向傾斜30。以上60。以下。
9. 根據權利要求6或7所述的磨削方法，其特征在于，上述前后 排列的磨具間的狹縫是直線狀的狹縫，該直線狀的狹縫相對于通過上述旋轉軸的直線，具有滿足以下式子的傾斜角度e，[算式2<formula>formula see original document page 3</formula>其中，x是以下兩條切線所形成的角度， 一條切線是通過上述轉盤旋轉時上述磨具的外緣描畫的軌跡與上述磨削工件的外緣的交點的上述軌 跡的切線，另一條切線是通過上述交點的上述磨削工件的外緣的切線，d是上述磨具的寬度，p是上述狹縫的寬度。
10.根據權利要求6至9中任意一項所述的磨削方法，其特征在于， 上述磨削工件具有包括在一個面上形成的元件形成層的半導體襯底、在 上述半導體襯底的上述元件形成層上形成的樹脂層、和從上述樹脂層突出 的球狀電極，磨削后的上述磨削工件的上述半導>^#底的厚度為300nm以下
11. 根據權利要求6至9中任意一項所述的磨削方法，其特征在于，上逸磬削工件具有半導體襯底，該半導體襯底包括在一個面上形成的元件 形成層,磨削后的上述磨削工件的上述半導體襯底的厚度為100nm以下。
12. —種半導體器件的制造方法，其特征在于，包括將包括形成有半導體元件的半導體襯底的磨削工件放置于吸附臺 上的工序，一邊使上述磨削工件吸附于上述吸附臺， 一邊使上述吸附臺旋轉的 工序，以及使磨頭一邊與上述半導體晶片接觸一邊旋轉，由此磨削上述半導體 晶片的工序，該磨頭具有在轉盤的旋轉面上環狀排列的多個磨具，上述多個磨具排列成在磨削上述半導體晶片時，前后排列的磨具 都與上述半導體晶片的邊緣部接觸。
13. 根據權利要求12所述的半導體器件的制造方法，其特征在于， 上述前后排列的磨具間的狹縫，具有l.Omm以上2.5mm以下的寬度。
14. 根據權利要求12或13所述的半導體器件的制造方法，其特征 在于，上述前后排列的磨具間的狹縫是直線狀的狹縫，該直線狀的狹縫 相對于通過上述旋轉軸的直線，在上述轉盤的旋轉方向傾斜30°以上60。 以下。
15. 根據權利要求12或13所述的半導體器件的制造方法，其特征 在于，上述前后排列的磨具間的狹縫是直線狀的狹縫，該直線狀的狹縫相對于通過上述旋轉軸的直線，具有滿足以下式子的傾斜角度e,[算式3<formula>formula see original document page 4</formula> 其中，X是以下兩條切線所形成的角度， 一條切線是通過上述轉盤旋轉 時上述磨具的外緣描畫的軌跡與上述磨削工件的外緣的交點的上述軌 跡的切線，另一條切線是通過上述交點的上述磨削工件的外緣的切線， d是上述磨具的寬度，p是上述狹縫的寬度。
16. 根據權利要求12至15中任意一項所述的半導體器件的制造方 法，其特征在于，上述磨削工件具有包括在一個面上形成的元件形成層 的半導體襯底、在上述半導體襯底的上述元件形成層上形成的樹脂層、和 從上述樹月旨層突出的球狀電極，磨削后的上述磨削工件的上述半導體襯底的厚度為30(Him以下。
17. 根據權利要求12至15中任意一項所述的半導體器件的制造方 法，其特征在于，上述磨削工件具有半導體襯底，該半導體襯底包括在一 個面上形成的元件形成層，磨削后的上述磨削工件的上述半導體襯底的厚度為lOOjim以下。
全文摘要
本發明提供一種可防止磨削時磨削工件邊緣部產生振動的磨頭、磨削裝置、磨削方法以及半導體器件的制造方法。磨頭(10)具有可以規定的旋轉軸(X1)為中心進行旋轉的轉盤(12)、和在轉盤(12)的旋轉面上環狀排列的多個磨具(14)，多個磨具(14)排列成在磨削磨削工件(100)時，前后排列的磨具(14-1及14-2)都與上述磨削工件(100)的邊緣部接觸。
文檔編號B24B7/04GK101200050SQ20071015300
公開日2008年6月18日 申請日期2007年9月18日 優先權日2006年12月12日
發明者田中康雄 申請人:沖電氣工業株式會社