(57)【要約】【課題】効率的な方法で、所望の厚さでかつ割れや欠けのないチップを形成する。【解決手段】リングフレーム２２の開口部を塞ぐように貼着されたテープ２３の中心領域にウェーハ２４を貼着すると共にウェーハ２４の周囲にチップ２５を貼着し、自転可能なチャックテーブル１８にチップ２５と一体となったリングフレーム２２を固定し、チャックテーブル１８を自転させると共に回転する研削砥石２１をウェーハ２４及びチップ２５に接触させて研削を行い、ウェーハ２４の厚さを計測することにより間接的にチップ２５の厚さを管理する。ウェーハをチップ２５に分割した後に、チップ２５を安定的に保持した状態で研削を行うことにより割れや欠けのないチップを形成することができ、研削中のウェーハ２４の厚さを測定することにより間接的にチップ２５の厚さを管理することができる。【選択図】　図４
2004082319.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チップの面を研削して所定の厚さとするチップの研削方法であって、
リングフレームの開口部を塞ぐように貼着されたテープの中心領域にウェーハを貼着すると共に、該ウェーハの周囲にチップを貼着するチップ貼着工程と、
自転可能なチャックテーブルに、該チップと一体となったリングフレームを固定するリングフレーム固定工程と、
該チャックテーブルを自転させると共に、回転する研削砥石を該ウェーハ及び該チップに接触させて研削するチップ研削工程と、
該ウェーハの厚さを計測することにより間接的に該チップの厚さを管理するチップ厚さ管理工程と
から構成されるチップの研削方法。
【請求項２】
リングフレーム固定工程においては、ウェーハ及びチップの研削に支障が生じない退避位置にリングフレームを退避させてチャックテーブルに固定する請求項１に記載のチップの研削方法。
【請求項３】
リングフレームの外周には複数の被係止部が形成されており、
チャックテーブルは、該リングフレームの内径より小径の吸着部と、該被係止部を研削砥石に接触しない退避位置において固定する係止部とから構成され、
リングフレーム固定工程においては、ウェーハ及びチップはテープを介して該吸着部において吸着され、該被係止部は該退避位置において該係止部によって係止されて固定される請求項２に記載のチップの研削方法。
【請求項４】
チップは半導体チップであり、ウェーハは該半導体チップと同一の材質で形成される請求項１、２または３に記載のチップの研削方法。
【請求項５】
開口部を塞ぐように貼着されたテープに被加工物が貼着されて該被加工物と一体となったリングフレームをチャックテーブルに固定するリングフレーム固定機構であって、
該リングフレームの外周には複数の被係止部が形成されており、
該チャックテーブルは、該リングフレームの内径より小径の吸着部と、該被係止部を研削砥石に接触しない退避位置において固定する係止部とから構成され、該被加工物は、該テープを介して該吸着部において吸着され、該被係止部は、該退避位置において該係止部によって係止されて固定されるリングフレーム固定機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体チップ等のチップを研削して所定の厚さに形成するチップの研削方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
集積回路が形成された半導体チップは、通常は、半導体ウェーハを所定の厚さに研削した後にダイシングすることにより形成される。
【０００３】
近年は、携帯電話機、ノートブック型パソコン等の各種機器の薄型化、小型化、軽量化を図るために、半導体チップは１００μｍ以下、５０μｍ以下というように極めて薄く形成することが求められている。このような極めて薄い半導体チップについても、研削により半導体ウェーハを所定の厚さに形成した後にダイシングにより分割して個々の半導体チップとする手法を用いると、ダイシング時に半導体チップに欠けや割れが生じやすいという問題がある。
【０００４】
そこで、このような弊害を回避すべく、ダイシングによって個々の半導体チップに分割した後に、その半導体チップを研削して所定の厚さに形成する技術が提案されている（例えば特許文献１、特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平６−２２４２９９号公報（第３頁、第１図）
【特許文献２】
特開平２００１−３５１８９０号公報（第５頁、第５図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に開示された発明は、厚さを計測する手段を有していないため、チップの仕上がり厚さを把握できないという問題がある。また、研磨の対象となるチップは、粘着テープを介してフレームと一体となった状態でチャックテーブルの表面において保持されるため、研磨によりチップが薄くなっていくと、やがて研磨砥石がフレームに当接してしまい、チップをフレームより薄く研磨することは不可能である。
【０００７】
一方、特許文献２に開示された発明においては上記のような弊害は生じないが、リングフレームも研削されるため、研削されて薄くなった後はチップを保持するというリングフレームとしての機能を果たせなくなり、後の搬送等に不都合が生じる。また、リングフレームは円形に切削することにより形成されるものであるため、製造に時間がかかるという問題がある。
【０００８】
従って、半導体チップの研削においては、上記の不都合を回避し、効率的な方法で所望の厚さでかつ割れや欠けのないチップを形成することに課題を有している。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための具体的手段として本発明は、チップの面を研削して所定の厚さとするチップの研削方法であって、リングフレームの開口部を塞ぐように貼着されたテープの中心領域にウェーハを貼着すると共に、ウェーハの周囲にチップを貼着するチップ貼着工程と、自転可能なチャックテーブルに、チップと一体となったリングフレームを固定するリングフレーム固定工程と、チャックテーブルを自転させると共に、回転する研削砥石をウェーハ及びチップに接触させて研削するチップ研削工程と、ウェーハの厚さを計測することにより間接的にチップの厚さを管理するチップ厚さ管理工程とから構成されるチップの研削方法を提供する。
【００１０】
そしてこのチップの研削方法は、リングフレーム固定工程において、ウェーハ及びチップの研削に支障が生じない退避位置にリングフレームを退避させてチャックテーブルに固定すること、リングフレームの外周に複数の被係止部が形成されており、チャックテーブルは、リングフレームの内径より小径の吸着部と、被係止部を研削砥石に接触しない退避位置において固定する係止部とから構成され、リングフレーム固定工程においては、ウェーハ及びチップはテープを介して吸着部において吸着され、被係止部は退避位置において係止部によって係止されて固定されること、チップは半導体チップであり、ウェーハは半導体チップと同一の材質で形成されることを付加的要件とする。
【００１１】
上記のように構成されるチップの加工方法によれば、分割された後のチップがウェーハの周囲においてテープに貼着されテープを介してリングフレームと一体となった状態で研削され、ウェーハの厚さを計測することによりチップの厚さを間接的に求めることができるため、チップが薄くなっても割れや欠けが生じることがない。
【００１２】
また、リングフレームを退避位置に位置付けた状態で研削が行われるため、研削砥石がリングフレームに当接することがない。
【００１３】
更に本発明は、開口部を塞ぐように貼着されたテープに被加工物が貼着されて被加工物と一体となったリングフレームをチャックテーブルに固定するリングフレーム固定機構であって、リングフレームの外周には複数の被係止部が形成されており、チャックテーブルは、リングフレームの内径より小径の吸着部と、被係止部を研削砥石に接触しない退避位置において固定する係止部とから構成され、被加工物は、テープを介して吸着部において吸着され、被係止部は、退避位置において係止部によって係止されて固定されるリングフレーム固定機構を提供する。
【００１４】
このように構成されるリングフレーム固定機構によれば、リングフレームを構成する被係止部は研削砥石に接触しない退避位置において固定されるため、保持された被加工物の研削に支障を生じさせることなく円滑に所望の厚さまで研削を行うことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態の一例として、図１に示す研削装置１０を用いて半導体チップを研削して所望の厚さとする場合について説明する。
【００１６】
図１に示す研削装置１０においては、基台１１の端部から壁部１２が起立して設けられており、この壁部１２の内側の面には一対のレール１３が垂直方向に配設され、レール１３には支持板１４が摺動可能に係合している。
【００１７】
そして、パルスモータ１５に駆動されて支持板１４がレール１３に沿って上下動するのに伴い、支持板１４に取り付けられた研削手段１６が昇降するように構成されている。
【００１８】
また、基台１１上には、ターンテーブル１７に回転可能に配設され、更にターンテーブル１７にはチャックテーブル１８が自転及び公転可能に配設されている。また、ターンテーブル１７の周囲には、チャックテーブル１８に保持された被研削物の厚さを計測する厚さ計測手段１７ａが配設されている。厚さ計測手段としては、例えば触針式のハイトゲージを用いることができる。なお、チャックテーブル１８は１つでもよいし、３つ以上配設されていてもよい。
【００１９】
研削手段１６においては、垂直方向の軸心を有するスピンドル１９の先端部に形成されたマウンタ１９ａに研削ホイール２０が装着され、研削ホイール２０の下面には研削砥石２１が固着されている。そして、研削砥石２１は、スピンドル１９の回転に伴って回転する構成となっている。
【００２０】
チャックテーブル１８は、上面の中心部において被研削物を吸着する吸着部１８ａと、側面から外周側に突出してリングフレームを保持する複数の係止部１８ｂとを備えている。なお、種々の大きさのリングフレームに対応するために、及び、リングフレームを固定する際の操作性向上のために、係止部１８ｂはスライド可能に構成することが望ましい。
【００２１】
研削しようとする半導体チップは、図２に示すリングフレーム２２に保持される。このリングフレーム２２は、中心部において開口する開口部２２ａと、外周側に突出する被係止部２２ｂとが形成されたリング状の部材である。
【００２２】
図３に示すように、このリングフレーム２２の裏面側には粘着テープ２３が粘着面を上に向けて貼着されて開口部２２ａを塞ぎ、粘着テープ２３の中心領域に回路が形成されていない素材の半導体ウェーハ２４が貼着され、更にその周囲に回路面を粘着テープ２３に向け裏面がおもてになるように複数の半導体チップ２５が貼着される（チップ貼着工程）。ここで貼着する半導体ウェーハ２４は、例えば４インチ程度の比較的小さいものを用いる。
【００２３】
このチップ貼着工程は、実際にはリングフレーム２２の開口部２２ａに半導体ウェーハ２４及び複数の半導体チップ２５を配置し、テープ貼着装置を用いてリングフレーム２２、半導体ウェーハ２４、及び複数の半導体チップ２５に同時に粘着テープ２３を貼着することにより行われる。
【００２４】
このようにして、リングフレーム２２の被係止部２２ｂがチャックテーブル１８の係止部１８ｂによって係止されて固定されると、粘着テープ２３を介して半導体ウェーハ２４及び複数の半導体チップ２５が吸着部１８ａにおいて吸着される（リングフレーム固定工程）。ここで、吸着部１８ａは、リングフレーム２２の内径、即ち開口部２２ａの外径より小径となっている。
【００２５】
図４においては、リングフレーム２２の被係止部２２ｂがチャックテーブル１８の係止部１８ｂによって固定された状態を示しており、この状態では、リングフレーム２２は、チャックテーブル１８の吸着部１８ａの表面より下がった状態で固定されている。即ち、リングフレーム固定工程においては、リングフレーム２２を、半導体ウェーハ２４及び半導体チップ２５の研削に支障が生じない退避位置に退避させる。
【００２６】
ここで、半導体ウェーハ２４と半導体チップ２５とは、異なる材質であってもよいが、同一の材質であることが望ましい。例えば半導体チップ２５がシリコンチップである場合は、半導体ウェーハ２４もシリコンにより形成されていることが望ましい。
【００２７】
そして、スピンドル１９の回転に伴い研削砥石２１が回転しながら研削手段１６が下降すると共に、チャックテーブル１８が自転し、回転する研削砥石２１が半導体ウェーハ２４及び半導体チップ２５に接触して押圧力が加えられることにより、半導体ウェーハ２４及び半導体チップ２５の面が研削される（チップ研削工程）。
【００２８】
半導体ウェーハ２４は吸着部１８ａの中心部において保持されているため、図４に示したように、研削砥石２１が常に半導体ウェーハ２４の中心部と接触するように位置付けると、半導体ウェーハ２４とその周囲の半導体チップ２５とが均一に研削される。
【００２９】
研削中は、厚さ計測手段１７ａを構成する１本の触針１７ｂが半導体ウェーハ２４の上面に接触することにより、半導体ウェーハ２４の厚さを常時計測することができる（チップ厚さ管理工程）。従って、研削中にも半導体ウェーハ２４の厚さを計測することによって間接的に半導体チップ２５の厚さを正確に管理することができる。
【００３０】
ここで、半導体チップ２５の厚さを直接計測することも可能であるが、触針によって半導体チップ２５を傷付けることになると共に研削を中断しなければならず極めて生産性が悪い。しかし、半導体ウェーハ２４と半導体チップ２５とは同時に研削され、両者の厚さは等しいため、半導体ウェーハ２４の厚さから半導体チップ２５の厚さを間接的に効率良く求めることができる。
【００３１】
また、リングフレーム２２の被係止部２２ｂは、チャックテーブル１８の吸着部１８ａより下がった位置である退避位置において固定されており、研磨砥石２１がリングフレーム２２に接触することがないため、研削を円滑に遂行できると共に、半導体ウェーハ２４及び半導体チップ２５が極めて薄くなるまで研削することができる。
【００３２】
更に、研削後にダイシングによって分割する必要もないため、半導体チップに割れや欠けが生じることもない。従って、半導体チップの品質を向上させることができる。
【００３３】
なお、本実施の形態においては、半導体チップを研削する場合を例に挙げて説明したが、研削の対象はこれには限られず、他の小片（チップ）であってもよい。
【００３４】
次に、本発明に係る研削方法を実施するうえで好適に使用できるリングフレーム固定機構２６について、図５に基づいて説明する。
【００３５】
図２に示したリングフレーム２２と全く同様のリングフレーム２２は、開口部２２ａと、外周に突出して形成された４個の矢羽状の被係止部２２ｂとから構成されており、開口部２２ａには粘着テープ２３を介して被加工物が収容される。
【００３６】
図３に示したチャックテーブル１８と全く同様のチャックテーブル１８は、吸着部１８ａと、吸着部１８ａを支持する本体部１８ｆと、リングフレーム２２の被係止部２２ｂに係合しリングフレーム２２をその上面が研削砥石に接触しない退避位置に退避させる４個の係止部１８ｂとから構成されている。
【００３７】
係止部１８ｂは、被係止部２２ｂの上面に当接しリングフレーム２２を押し下げるチャンネル部１８ｃと、チャンネル部１８ｃを本体部１８ｆの外周に固定する固定部１８ｄとから構成されている。
【００３８】
係止部１８ｂを構成するチャンネル部１８ｃの上面は、吸着部１８ａの上面と同じ高さか、またはこれより僅かに低い位置に位置付けられており、隣接するチャンネル部１８ｃとの間隔はリングフレーム２２を構成する被係止部２２ｂの円周方向の幅より大きく形成されている。
【００３９】
このように形成された、リングフレーム２２とチャックテーブル１８とによって本発明に係るリングフレーム固定機構２６が構成される。
【００４０】
次に、開口部２２ａに粘着テープ２３を介して被加工物である半導体ウェーハＷを収容したリングフレーム２２をチャックテーブル１８に固定する手順について図５に基づいて説明する。
【００４１】
リングフレーム２２に形成された４個の被係止部２２ｂのそれぞれが、チャックテーブル１８に形成された隣り合うチャンネル部１８ｃの間に位置付けられると共に半導体ウェーハＷが吸着部１８ａに位置付けられた状態で、リングフレーム２２をチャックテーブル１８に押し付ける。
【００４２】
そして、リングフレーム２２の被係止部２２ｂの上面がチャックテーブル１８に形成されたチャンネル部１８ｃの下面より僅かに下がった位置に位置付けられた状態で４個の被係止部２２ｂのそれぞれが４個のチャンネル部１８ｃに収容されるまで、被係止部２２ｂに形成された傾斜部２２ｃの方向、即ち矢印Ａで示す方向にリングフレーム２２を回転させる。
【００４３】
この状態でリングフレーム２２の押し付けが解除されチャックテーブル１８の吸着部１８ａに吸引力が伝達されると、半導体ウェーハＷは粘着テープ２３を介して吸着部１８ａに吸引保持され、リングフレーム２２は係止部１８ｂに係止される。
【００４４】
なお、リングフレーム２２の被係止部２２ｂがチャンネル部１８ｃに収容された際、リングフレーム２２の回転が規制されるように、被係止部２２ｂは傾斜部２２ｃから漸次半径方向に広がるように形成されると共に、チャンネル部１８ｃも被係止部２２ｂの形状に対応して形成されることが好ましい。また、被係止部２２ｂ及びチャンネル部１８ｃは４個に限らず、３個以上であれば何個でもよい。
【００４５】
本発明に係るリングフレーム固定機構２６を用いた研削の対象は、小片に限られず、分割される前の半導体ウェーハ等の被加工物であってもよい。特に、厚さが例えば１００μｍ以下のように極めて薄く研削される半導体ウェーハについては研削後の取り扱いが困難になるため、例えば図５に示すリングフレーム２２によって半導体ウェーハＷを保持する。
【００４６】
図５に示したように、リングフレーム固定機構２６においては、リングフレーム２２の開口部２２ａを塞ぐように貼着されたテープ２３に半導体ウェーハＷを貼着し、前述と同様の手順で半導体ウェーハＷと一体となったリングフレーム２２をチャックテーブル１８に固定し、リングフレーム２２が研削砥石に接触しない位置に退避させる。
【００４７】
この状態では、図６に示すように、被加工物の一例である半導体ウェーハＷは、テープ２３を介して吸着部１８ａにおいて吸着され、リングフレーム２２の被係止部２２ｂは、研削砥石２１に接触しない退避位置においてチャックテーブル１８の係止部１８ｂによって係止されて固定される。
【００４８】
このようにして退避位置において被係止部２２ｂを固定した状態とすると、リングフレーム２２はチャックテーブル１８の吸着部１８ａの表面より下がった状態で固定されるため、、半導体ウェーハＷの研削中に研削砥石２１がリングフレーム２２に接触することなく研削を行うことができる。従って、半導体ウェーハＷを円滑に所望の厚さまで研削することができる。
【００４９】
なお、保持されるのは半導体ウェーハには限られず、このリングフレーム固定機構２６を用いれば、すべての板状物の研削時にその板状物を保持することができる。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るチップの加工方法によれば、ウェーハを研削してから分割するのではなく、分割後にチップをウェーハの周囲においてテープに貼着しテープを介してリングフレームと一体となった状態で研削し、研削中のウェーハの厚さを計測することによりチップの厚さを間接的に求めて管理することができるため、チップが薄くなっても割れや欠けが生じることがなく所望の厚さとすることができ、チップの品質を向上させることができる。
【００５１】
また、リングフレームを退避位置に位置付けた状態で研削が行われるため、研削砥石がリングフレームに当接することがなく、研削を円滑に遂行することができると共に、チップが極めて薄くなるまで研削することができる。
【００５２】
更に、本発明に係るリングフレーム固定機構によれば、リングフレームを構成する被係止部は研削砥石に接触しない退避位置において固定されるため、保持された被加工物の研削に支障を生じさせることなく円滑に所望の厚さまで研削を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施に用いる研削装置の例を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施に用いるリングフレームの一例を示す斜視図である。
【図３】同リングフレームにテープを介して保持されたウェーハ及びチップと、同リングフレームとウェーハ及びチップとを保持するチャックテーブルとを示す斜視図である。
【図４】同ウェーハ及びチップを研削する様子を示す説明図である。
【図５】リングフレームにテープを介して保持された半導体ウェーハと、同リングフレームと半導体ウェーハとを保持するチャックテーブルとを示す斜視図である。
【図６】リングフレーム固定機構によって半導体ウェーハを保持して半導体ウェーハを研削する様子を示す説明図である。
【符号の説明】
１０…研削装置　１１…基台　１２…壁部
１３…レール　１４…支持板　１５…パルスモータ
１６…研削手段　１７…ターンテーブル
１７ａ…厚さ計測手段　１７ｂ、１７ｃ…触針
１８…チャックテーブル　１８ａ…吸着部
１８ｂ…係止部　１８ｃ…チャンネル部
１８ｄ…固定部　１８ｆ…本体部　１９…スピンドル
１９ａ…マウンタ　２０…研削ホイール
２１…研削砥石　２２…リングフレーム
２２ａ…開口部　２２ｂ…被係止部
２２ｃ…傾斜部　２３…粘着テープ
２４…半導体ウェーハ　２５…半導体チップ
２６…リングフレーム固定機構　Ｗ…半導体ウェーハ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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