CN111438580B - 被加工物的加工方法 - Google Patents

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Abstract

提供被加工物的加工方法，效率良好。被加工物的加工方法在对板状的被加工物进行加工时使用，包含如下步骤：保护部件粘贴步骤，在被加工物的正面侧粘贴保护部件；保持步骤，按照被加工物的背面侧露出的方式隔着保护部件利用卡盘工作台的保持面对被加工物的正面侧进行保持；磨削步骤，一边从磨削水提供用喷嘴向卡盘工作台所保持的被加工物的背面侧提供磨削水一边使固定有包含磨粒的磨削磨具的磨削磨轮旋转而使磨削磨具与被加工物的背面侧接触，将被加工物的背面侧磨削而使被加工物变薄；和处理步骤，在磨削步骤之后，在停止从磨削水提供用喷嘴提供磨削水的状态下使磨削磨轮旋转而使磨削磨具与被加工物的背面侧接触，对被加工物或磨削磨具进行处理。

Description

被加工物的加工方法
技术领域
本发明涉及在对板状的被加工物进行加工时所使用的被加工物的加工方法。
背景技术
近年来，为了实现小型轻量的器件芯片，通过磨削将以半导体晶片为代表的板状的被加工物加工得较薄的机会增加。在该磨削中，一边利用磨具对被加工物进行破碎一边进行加工，因此被加工物的被磨削面侧容易保持破碎的状态而残留。
在被加工物的被磨削面侧保持破碎的状态下，被加工物的抗弯强度也会降低。因此，在对被加工物进行磨削之后，利用CMP(Chemical Mechanical Polishing，化学机械研磨)等方法对被加工物的被磨削面侧进行研磨，消除破碎的状态(例如参照专利文献1)。
专利文献1：日本特开2011-101913号公报
但是，当在对被加工物进行了磨削之后进行CMP那样的研磨时，虽然能够提高被加工物的抗弯强度，但是加工所需的费用会大幅增加。因此，期望一种效率良好的新的被加工物的加工方法，能够不大幅增加费用而对被加工物进行加工。
发明内容
本发明是鉴于该点而完成的，其目的在于提供效率良好的新的被加工物的加工方法。
根据本发明的一个方式，提供被加工物的加工方法，在对板状的被加工物进行加工时使用，其中，该被加工物的加工方法包含如下的步骤：保护部件粘贴步骤，在该被加工物的正面侧粘贴保护部件；保持步骤，按照该被加工物的与该正面侧相反的一侧的背面侧露出的方式隔着该保护部件而利用卡盘工作台的保持面对该被加工物的该正面侧进行保持；磨削步骤，一边从磨削水提供用喷嘴向该卡盘工作台所保持的该被加工物的该背面侧提供磨削水一边使固定有包含磨粒的磨削磨具的磨削磨轮旋转而使该磨削磨具与该被加工物的该背面侧接触，从而对该被加工物的该背面侧进行磨削而使该被加工物变薄；以及处理步骤，在该磨削步骤之后，在停止从该磨削水提供用喷嘴提供该磨削水的状态下，使该磨削磨轮旋转而使该磨削磨具与该被加工物的该背面侧接触，从而对该被加工物或该磨削磨具进行处理。
在本发明的一个方式中，在该处理步骤中，能够提高该被加工物的该背面侧的平坦性。另外，在本发明的一个方式中，在该处理步骤中，能够使该磨削磨具的性能恢复。
另外，在本发明的一个方式中，优选该被加工物的加工方法还包含如下的粗磨削步骤：在该磨削步骤之前，使用包含比该磨削磨具所含的该磨粒大的磨粒的粗磨削用的磨削磨具对该被加工物的该背面侧进行磨削。
在本发明的一个方式的被加工物的加工方法中，在一边提供磨削水一边对被加工物的背面侧进行磨削的磨削步骤之后，进行在停止提供磨削水的状态下使磨削磨具与被加工物的背面侧接触的处理步骤。在处理步骤中，在停止提供磨削水的状态下使磨削磨具与被加工物的背面侧接触，因此以与磨削步骤不同的条件对被加工物或磨削磨具进行处理。
例如在该处理步骤中，与磨削步骤相比，能够提高被加工物的背面侧的平坦性。另外，例如在该处理步骤中，能够使因磨削步骤而降低的磨削磨具的性能恢复。这样，在本发明的一个方式的被加工物的加工方法中，仅通过停止提供磨削水而使磨削磨具与被加工物的背面侧接触便能够实现与被加工物的磨削不同的处理，因此能够高效地对被加工物进行加工。
附图说明
图1是示意性示出磨削装置(加工装置)的结构例的立体图。
图2的(A)是示意性示出被加工物的结构例的立体图，图2的(B)是用于说明保护部件粘贴步骤的立体图。
图3的(A)是用于说明保持步骤的侧视图，图3的(B)是用于说明粗磨削步骤的局部剖视侧视图。
图4的(A)是用于说明精磨削步骤的局部剖视侧视图，图4的(B)是用于说明处理步骤的局部剖视侧视图。
标号说明
2：磨削装置(加工装置)；4：基台；4a：开口；6：搬送机构；8a：盒；8b：盒；10a：盒台；10b：盒台；12：位置调整机构；14：搬入机构；16：旋转工作台；18：卡盘工作台；18a：保持面；20：支承构造；22：Z轴移动机构；24：Z轴导轨；26：Z轴移动板；28：Z轴滚珠丝杠；30：Z轴脉冲电动机；32：固定件；34：磨削单元(加工单元)；36：主轴壳体；38：主轴；40：安装座；42a：磨削磨轮；42b：磨削磨轮；44a：磨轮基台；44b：磨轮基台；46a：磨削磨具；46b：磨削磨具；48：磨削水提供用喷嘴；50：搬出机构；52：清洗机构；11：被加工物；11a：正面；11b：背面；13：分割预定线(间隔道)；15：器件；21：保护部件；21a：正面；21b：背面；31：磨削水。
具体实施方式
参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1是示意性示出在本实施方式的被加工物的加工方法中使用的磨削装置(加工装置)2的结构例的立体图。如图1所示，磨削装置2具有对各构造进行支承的基台4。在基台4的上表面前端侧形成有开口4a，在该开口4a内设置有用于对板状的被加工物11(参照图2的(A)等)进行搬送的搬送机构6。
在开口4a的前方设置有用于载置收纳有多个被加工物11的盒8a、8b的盒台10a、10b。在开口4a的斜后方设置有用于对被加工物11的位置进行调整的位置调整机构12。位置调整机构12例如将通过搬送机构6从盒8a中搬出的被加工物11的中心对齐在规定的位置。
在与位置调整机构12相邻的位置设置有对被加工物11进行保持而进行旋转的搬入机构14。搬入机构14具有对被加工物11的整个上表面侧进行吸附的吸附垫，将利用位置调整机构12调整了位置的被加工物11向后方搬送。在搬入机构14的后方设置有旋转工作台16。
旋转工作台16与电动机等旋转驱动源(未图示)连结，绕与Z轴方向(铅垂方向)大致平行的旋转轴旋转。在旋转工作台16的上表面上按照大致相等的角度的间隔设置有用于对被加工物11进行保持的三个卡盘工作台18。另外，对于设置于旋转工作台16上的卡盘工作台18的数量等没有限制。
搬入机构14将利用吸附垫吸附的被加工物11搬入至卡盘工作台18，该卡盘工作台18配置于与搬入机构14相邻的搬入搬出位置。旋转工作台16例如向图1的箭头所示的朝向旋转，使各卡盘工作台18按照搬入搬出位置、粗磨削位置(第1加工位置)、精磨削位置(第2加工位置)的顺序移动。
各卡盘工作台18与电动机等旋转驱动源(未图示)连结，绕与Z轴方向大致平行的旋转轴旋转。各卡盘工作台18的上表面的一部分成为用于对被加工物11进行吸引保持的保持面18a。该保持面18a通过形成于卡盘工作台18的内部的流路(未图示)等而与吸引源(未图示)连接。利用作用于保持面18a的吸引源的负压对搬入至卡盘工作台18的被加工物11的下表面侧进行吸引。
在粗磨削位置和精磨削位置的后方(旋转工作台16的后方)分别设置有柱状的支承构造20。在各支承构造20的前表面侧设置有Z轴移动机构22。各Z轴移动机构22具有与Z轴方向大致平行的一对Z轴导轨24，Z轴移动板26以能够滑动的方式安装于Z轴导轨24上。
在各Z轴移动板26的后表面侧(背面侧)设置有螺母部(未图示)，在该螺母部上螺合有与Z轴导轨24平行的Z轴滚珠丝杠28。在各Z轴滚珠丝杠28的一个端部连结有Z轴脉冲电动机30。利用Z轴脉冲电动机30使Z轴滚珠丝杠28旋转，从而Z轴移动板26沿着Z轴导轨24在Z轴方向上移动。
在各Z轴移动板26的前表面(正面)上设置有固定件32。在各固定件32支承有用于对被加工物11进行磨削(加工)的磨削单元(加工单元)34。各磨削单元34具有固定于固定件32的主轴壳体36。
在各主轴壳体36中以能够旋转的方式收纳有作为与Z轴方向大致平行的旋转轴的主轴38。各主轴38的下端部从主轴壳体36的下端面露出。在该主轴38的下端部固定有圆盘状的安装座40。
在粗磨削位置侧的安装座40的下表面上安装有粗磨削用的磨削磨轮42a，在精磨削位置侧的安装座40的下表面上安装有精磨削用的磨削磨轮42b。粗磨削用的磨削磨轮42a具有由不锈钢或铝等金属材料形成为与安装座40大致直径相同的磨轮基台44a(参照图3的(B))。在磨轮基台44a的下表面上固定有包含适合粗磨削的磨粒的多个磨削磨具46a(参照图3的(B))。
同样地，精磨削用的磨削磨轮42b具有由不锈钢或铝等金属材料形成为与安装座40大致直径相同的磨轮基台44b(参照图4的(A)等)。在磨轮基台44b的下表面上固定有包含适合精磨削的磨粒的多个磨削磨具46b(参照图4的(A)等)。
在本实施方式中，使粗磨削用的磨削磨具46a所含的磨粒的粒径大于精磨削用的磨削磨具46b所含的磨粒的粒径。即，使用包含比精磨削用的磨削磨具46b所含的磨粒大的磨粒的粗磨削用的磨削磨具46a。
在各磨削磨轮42a、42b的下方配置有用于对被加工物11和磨削磨具46a、46b接触的部分(加工点)提供纯水等磨削水31的磨削水提供用喷嘴48(参照图3的(B)、图4的(A)等)。另外，在各磨削磨轮42a、42b的旁边配置有用于对磨削中的被加工物11的厚度进行测量的接触式或非接触式的厚度测量器(未图示)。
另外，在本实施方式中，例示出磨削水提供用喷嘴48配置于各磨削磨轮42a、42b的下方(内侧)的磨削装置2，但对于磨削水提供用喷嘴48的配置及构造等没有特别限制。例如也可以从配置于各磨削磨轮42a、42b的外侧的磨削水提供用喷嘴向被加工物11与磨削磨具46a、46b接触的部分提供磨削水。
另外，例如也可以将用于提供磨削水的提供口设置于各磨削磨轮42a、42b而将该提供口用作磨削水提供用喷嘴。另外，在该情况下，例如通过主轴38而向各磨削磨轮42a、42b的提供口提供磨削水。
各卡盘工作台18所保持的被加工物11利用这两组磨削单元34进行磨削。具体而言，粗磨削位置的卡盘工作台18所保持的被加工物11利用粗磨削位置侧的磨削单元34进行磨削，精磨削位置的卡盘工作台18所保持的被加工物11利用精磨削位置侧的磨削单元34进行磨削。
在搬入搬出位置的前方在与搬入机构14相邻的位置设置有对磨削后的被加工物11进行保持而进行旋转的搬出机构50。搬出机构50具有对被加工物11的整个上表面侧进行吸附的吸附垫，将磨削后的被加工物11从配置于搬入搬出位置的卡盘工作台18搬出而向前方搬送。
在与搬出机构50相邻的位置设置有用于对搬出机构50所搬送的磨削后的被加工物11进行清洗的清洗机构52。利用清洗机构52进行了清洗的被加工物11通过搬送机构6进行搬送，例如搬入至盒8b中。另外，在上述的各构成要素上连接有控制单元(未图示)。控制单元按照能够适当地对被加工物11进行磨削的方式对各构成要素的动作等进行控制。
接着，对使用该磨削装置2而进行的被加工物的加工方法进行说明。图2的(A)是示意性示出利用本实施方式的被加工物的加工方法进行加工的被加工物11的结构例的立体图。被加工物11例如是由硅(Si)等半导体材料形成的圆盘状的晶片。该被加工物11的正面11a侧由相互交叉的多条分割预定线(间隔道)13划分成多个区域，在各区域内形成有IC(Integrated Circuit，集成电路)等器件15。
另外，在本实施方式中，将由硅等半导体材料形成的圆盘状的晶片作为被加工物11，但对于被加工物11的材质、形状、构造、大小等没有限制。例如也可以将由其他半导体、陶瓷、树脂、金属等材料形成的基板等用作被加工物11。同样地，对于器件15的种类、数量、形状、构造、大小、配置等也没有限制。也可以不在被加工物11上形成器件15。
在本实施方式的被加工物的加工方法中，首先进行保护部件粘贴步骤，在上述被加工物11的正面11a侧粘贴保护部件。图2的(B)是用于说明保护部件粘贴步骤的立体图。保护部件21例如是具有与被加工物11大致同等的直径的圆形的带(膜)、树脂基板、与被加工物11相同或不同的晶片、基板等，在其正面21a侧设置有具有粘接力的糊料层。
因此，如图2的(B)所示，通过使该正面21a侧与被加工物11的正面11a侧紧贴，将保护部件21粘贴于被加工物11。将保护部件21粘贴于被加工物11的正面11a侧，从而能够在之后的各步骤中缓和施加至被加工物11的冲击，从而能够保护正面11a侧的器件15等。粘贴有保护部件21的被加工物11例如被收纳于上述盒8a中。
在保护部件粘贴步骤之后，进行保持步骤，利用卡盘工作台18的保持面18a对被加工物11进行保持。图3的(A)是用于说明保持步骤的侧视图。在保持步骤中，首先将粘贴有保护部件21的被加工物11保持于配置在搬入搬出位置的卡盘工作台18上。
即，利用搬送机构6将被加工物11从盒8a中搬出，利用位置调整机构12将被加工物11的中心对齐在规定的位置，利用搬入机构14将被加工物11载置于搬入搬出位置的卡盘工作台18上。另外，在将被加工物11载置于卡盘工作台18时，如图3的(A)所示，使粘贴于被加工物11的保护部件21的背面21b与卡盘工作台18的保持面18a接触。
并且，对保持面18a作用吸引源的负压。由此，被加工物11在与正面11a侧相反的一侧的背面11b侧向上方露出的状态下隔着保护部件21而保持于卡盘工作台18。即，在本实施方式中，被加工物11的背面11b成为上表面(被磨削面)，被加工物11的正面11a成为下表面。
在保持步骤之后，进行磨削步骤，对背面11b侧进行磨削而使被加工物11变薄。本实施方式的磨削步骤例如包含对被加工物11进行粗略地磨削的粗磨削步骤以及粗磨削步骤后的精磨削步骤。图3的(B)是用于说明粗磨削步骤的局部剖视侧视图。
在粗磨削步骤中，首先使旋转工作台16旋转而使处于搬入搬出位置的卡盘工作台18移动至粗磨削位置。即，将被加工物11配置于粗磨削用的磨削磨轮42a的下方。另外，如图3的(B)所示，分别使卡盘工作台18和粗磨削用的磨削磨轮42a旋转，一边从粗磨削位置侧的磨削水提供用喷嘴48提供磨削水31一边使粗磨削位置侧的主轴壳体36下降。
由此，一边从磨削水提供用喷嘴48向被加工物11与磨削磨具46a的接触部分(加工点)提供磨削水31一边对背面11b进行粗略地磨削(粗磨削)而能够使被加工物11变薄。
使主轴壳体36下降的速度、从磨削水提供用喷嘴48提供的磨削水31的量等条件例如在能够不产生被称为堵塞的现象而对被加工物11进行磨削的范围内适当地调整，该堵塞是指所产生的屑堆积在磨削磨具46a的磨粒的周围。另外，该粗磨削步骤例如持续进行至被加工物11成为规定的厚度(第1厚度)为止。
在粗磨削步骤之后进行精磨削步骤。图4的(A)是用于说明精磨削步骤的局部剖视侧视图。在精磨削步骤中，首先使旋转工作台16旋转而使处于粗磨削位置的卡盘工作台18移动至精磨削位置。即，将粗略地磨削后的被加工物11配置于精磨削用的磨削磨轮42b的下方。
另外，如图4的(A)所示，分别使卡盘工作台18和精磨削用的磨削磨轮42b旋转，一边从精磨削位置侧的磨削水提供用喷嘴48提供磨削水31一边使精磨削位置侧的主轴壳体36下降。由此，一边从磨削水提供用喷嘴48向被加工物11与磨削磨具46b的接触部分(加工点)提供磨削水31一边对背面11b侧进行磨削(精磨削)，从而能够使被加工物11变得更薄。
使主轴壳体36下降的速度、从磨削水提供用喷嘴48提供的磨削水31的量等条件例如在能够不产生被称为堵塞的现象而对被加工物11进行磨削的范围内适当地调整，该堵塞是指所产生的屑堆积在磨削磨具46b的磨粒的周围。另外，该精磨削步骤例如持续进行至被加工物11成为规定的厚度(第2厚度)为止。
在本实施方式中，利用粗磨削步骤和精磨削步骤这两个步骤对被加工物11进行磨削，因此例如与利用一个步骤对被加工物11进行磨削的情况相比，容易以高水准兼顾背面11b的平坦性和加工的效率。不过，该磨削步骤也可以由一个或三个以上的步骤构成。
在磨削步骤(精磨削步骤)之后，进行处理步骤，对被加工物11进行进一步的处理。图4的(B)是用于说明处理步骤的局部剖视侧视图。该处理步骤按照与精磨削步骤类似的方式进行。不过，在处理步骤中，不从磨削水提供用喷嘴48提供磨削水31。
即，在停止从精磨削位置侧的磨削水提供用喷嘴48提供磨削水31的状态下，分别使精磨削位置的卡盘工作台18和精磨削用的磨削磨轮42b旋转，使精磨削位置侧的主轴壳体36下降。主轴壳体36下降的速度设为磨削磨具46b的下表面以适当的负载按压至被加工物11的背面11b的程度。
当像这样在停止从磨削水提供用喷嘴48提供磨削水31的状态下使磨削磨具46b的下表面按压至被加工物11的背面11b时，产生磨削所产生的屑堆积在磨削磨具46b的磨粒的周围这一被称为堵塞的现象。当在磨削磨具46b中产生堵塞时，磨削难以行进，另一方面会利用被堵塞的磨削磨具46b研磨被加工物11。
因此，在该处理步骤中，能够提高被加工物11的背面11b侧的平坦性。具体而言，利用精磨削步骤使在被加工物11的背面11b侧产生的磨削痕(锯痕)变薄，并且利用精磨削步骤使由于磨削磨具46b而破碎的区域(破碎层)缩小。当将被加工物11充分研磨时，处理步骤结束。
另外，在对下一个被加工物11进行精磨削步骤时，从磨削水提供用喷嘴48再次提供磨削水31，因此在该处理步骤中产生的磨削磨具46b的堵塞通过被称为磨削磨具46b的自发磨锐的作用而自然地消除。即，该处理步骤不会对下一次精磨削步骤带来不良影响。
如上所述，在本实施方式的被加工物的加工方法中，在一边提供磨削水31一边对被加工物11的背面11b侧进行磨削的磨削步骤之后，进行在停止提供磨削水31的状态下使磨削磨具46b与被加工物11的背面11b侧接触的处理步骤。在处理步骤中，在停止提供磨削水31的状态下使磨削磨具46b与被加工物11的背面11b侧接触，因此被加工物11的背面11b被堵塞的磨削磨具46b研磨。
这样，在本实施方式的被加工物的加工方法中，仅通过停止提供磨削水31而使磨削磨具46b与被加工物11的背面11b侧接触而实现被加工物11的研磨，因此例如与使用其他装置对被加工物11进行研磨的情况等相比，能够高效地对被加工物11进行加工。
另外，本发明不限于上述实施方式的记载，可以进行各种变更并实施。例如可以不使卡盘工作台18和磨削磨轮42b的旋转停止而连续地进行磨削步骤(精磨削步骤)和处理步骤。即，仅通过停止从磨削水提供用喷嘴48提供磨削水31而能够从磨削步骤(精磨削步骤)转移至处理步骤。
另外，在上述实施方式中，以不容易在磨削磨具46b中产生堵塞的条件进行精磨削步骤，在之后的处理步骤中停止从磨削水提供用喷嘴48提供磨削水31而在磨削磨具46b中产生堵塞，但本发明的被加工物的加工方法也能够应用于以容易产生被称为钝化的现象的条件进行精磨削步骤的情况，该钝化是指磨削磨具46b的磨粒发生磨损而磨削性能降低。另外，该钝化容易产生在使主轴壳体36下降的速度较大的情况(负荷较高的情况)下。
在以容易产生磨削磨具46b的钝化的条件进行精磨削步骤的情况下，在之后的处理步骤中停止从磨削水提供用喷嘴48提供磨削水31，从而能够对磨削磨具46b进行修整。即，在该变形例中，能够利用处理步骤使磨削磨具46b的性能恢复。据推测在停止提供磨削水31的状态下产生的屑有助于磨削磨具46b的修整。
这样，在变形例的被加工物的加工方法中，仅通过停止提供磨削水31而使磨削磨具46b与被加工物11的背面11b侧接触从而实现磨削磨具46b的修整，因此例如与将被加工物11置换为修整板而对磨削磨具46b进行修整的情况等相比，能够高效地对被加工物11进行加工。
除此以外，上述的实施方式或变形例等的构造、方法等只要不脱离本发明的目的的范围，则可以适当地变更并实施。

Claims (4)

1.一种被加工物的加工方法，在对板状的被加工物进行加工时使用，其中，
该被加工物的加工方法包含如下的步骤：
保护部件粘贴步骤，在该被加工物的正面侧粘贴保护部件；
保持步骤，按照该被加工物的与该正面侧相反的一侧的背面侧露出的方式隔着该保护部件而利用卡盘工作台的保持面对该被加工物的该正面侧进行保持；
磨削步骤，一边从磨削水提供用喷嘴向该卡盘工作台所保持的该被加工物的该背面侧提供磨削水一边使固定有包含磨粒的磨削磨具的磨削磨轮旋转而使该磨削磨具与该被加工物的该背面侧接触，从而对该被加工物的该背面侧进行磨削而使该被加工物变薄；以及
处理步骤，在该磨削步骤之后，在停止从该磨削水提供用喷嘴提供该磨削水的状态下，使该磨削磨轮旋转而使该磨削磨具与该被加工物的该背面侧接触，从而对该被加工物或该磨削磨具进行处理，
在对该被加工物或该磨削磨具进行处理的处理步骤中，该磨削磨具积载有来自该被加工物的在对该被加工物的背面进行磨削的磨削步骤中堆积在该磨粒的周围的屑。
2.根据权利要求1所述的被加工物的加工方法，其中，
在该处理步骤中，提高该被加工物的该背面侧的平坦性。
3.根据权利要求1所述的被加工物的加工方法，其中，
在该处理步骤中，使该磨削磨具的性能恢复。
4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的被加工物的加工方法，其中，
该被加工物的加工方法还包含如下的粗磨削步骤：在该磨削步骤之前，使用包含比该磨削磨具所含的该磨粒大的磨粒的粗磨削用的磨削磨具对该被加工物的该背面侧进行磨削。
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