磨削磨輪和磨削裝置以及晶片的磨削方法
【專利摘要】提供磨削磨輪和磨削裝置以及晶片的磨削方法，對由難磨削材料形成的晶片或者包含金屬的晶片順暢地進行磨削。磨削磨輪(74)包含如下的部分：磨削磨具(74a)，其是使金剛石磨粒(P1)與作為光催化材料粒的氧化鈦粒(P2)混合并借助樹脂粘結劑(B1)固定而成的；以及輪基臺(74b)，其在自由端部呈環狀地配設磨削磨具(74a)。
【專利說明】
磨削磨輪和磨削裝置以及晶片的磨削方法
技術領域
[0001 ]本發明涉及對晶片進行磨削的磨削磨輪和具有磨削磨輪的磨削裝置以及晶片的磨削方法。
【背景技術】
[0002]對于在正面上通過分割預定線(間隔道)劃分而形成有IC、LS1、LED和SAW器件等器件的晶片而言，在借助具有能夠使磨削磨輪旋轉的磨削裝置對晶片背面進行磨削并形成為規定的厚度之后，借助劃片裝置、激光加工裝置等分割裝置分割成各個器件，并用于各種電子設備等。
[0003]并且，磨削裝置包含如下的部分:卡盤工作臺，其對晶片進行保持;磨削單元，其以能夠旋轉的方式安裝了呈環狀地配設有磨削磨具的磨削磨輪，該磨削磨具對保持于卡盤工作臺上的晶片進行磨削；磨削水供給單元，其對磨削區域供給磨削水；以及磨削進給單元，其使磨削單元接近及遠離卡盤工作臺，該磨削裝置能夠將晶片高精度地磨削至所期望的厚度(例如，參照專利文獻I)。
[0004]專利文獻I:日本特開2001-284303號公報
[0005]但是，在晶片由氮化鎵(GaN)、碳化硅(SiC)或者鎵砷(GaAs)等難磨削材料形成的情況下，存在磨削磨輪的磨削能力降低、生產性降低的問題。并且，在對由金屬形成的晶片或者在晶片的背面局部地露出了金屬電極的晶片進行磨削的情況下，存在由于金屬的延展性而導致磨削變困難的問題。
【發明內容】
[0006]因此，本發明的目的在于提供一種磨削磨輪和使用了該磨削磨輪的晶片的磨削方法，該磨削磨輪能夠對由難磨削材料形成的晶片或者包含金屬的晶片進行順暢地磨削。
[0007]根據本發明的第I方面，提供一種磨削磨輪，該磨削磨輪具有:環狀的輪基臺，其具有下端部；以及多個磨削磨具，它們固定安裝于該輪基臺的該下端部的外周，是使磨粒與光催化材料混合并借助粘結劑固定而成的。
[0008]優選所述磨粒是金剛石磨粒，所述光催化材料粒是氧化鈦(Ti02)粒。
[0009]根據本發明的第2方面，提供一種晶片的磨削方法，其特征在于，所述晶片的磨削方法具有如下的工序:晶片保持工序，在卡盤工作臺上保持晶片；磨削工序，將使磨粒與光催化材料混合并借助粘結劑固定而成的多個磨削磨具推抵于保持在該卡盤工作臺上的晶片上，一邊供給磨削水一邊使該磨削磨具和該卡盤工作臺旋轉而對晶片進行磨削；以及光照射工序，在晶片的磨削過程中，對該磨削磨具照射激發光催化材料的光而對所供給的磨削水賦予基于羥基自由基的氧化力。
[0010]根據本發明的第3方面，提供一種磨削裝置，該磨削裝置具有:卡盤工作臺，其對晶片進行吸引保持;磨削單元，其具有:主軸;輪安裝座，該輪安裝座固定于該主軸的下端部；以及磨削磨輪，該磨削磨輪具有環狀的基臺以及固定安裝于該基臺的下端部外周的多個磨削磨具，該磨削磨輪以能夠裝拆的方式裝配于該輪安裝座;磨削水供給單元，其對所述多個磨削磨具供給磨削水；以及光照射單元，其對該磨削磨輪的該磨削磨具照射激發光催化材料粒的光而對所供給的磨削水賦予基于羥基自由基的氧化力。
[0011 ]本發明的磨削磨輪由使磨粒與光催化材料粒混合并通過粘結劑固定而成的多個磨削磨具和在自由端部呈環狀地固定安裝有磨削磨具的環狀的輪基臺構成。因此，例如即使在使用本發明的磨削磨輪對由GaN、SiC或者GaAs等難磨削材料形成的晶片進行磨削加工的情況下，對磨削磨具照射紫外線等光以激發光催化材料粒，從而使供給到磨削磨具的磨削水與磨削磨具中的激發后的光催化材料粒接觸，由此對供給到磨削磨具的磨削水賦予基于羥基自由基的氧化力，并能夠通過其較強的氧化力一邊使晶片的磨削面氧化而脆弱化一邊進行磨削，從而能夠實現晶片的順暢的磨削。并且，即使在使用本發明的磨削磨輪對由金屬形成的晶片或者在晶片的背面局部地露出了金屬電極的晶片進行磨削的情況下，也能夠通過基于羥基自由基的較強的氧化力一邊使金屬氧化而脆弱化一邊進行磨削，從而能夠實現晶片的順暢的磨削。
[0012]優選磨粒為金剛石磨粒，光催化材料粒為氧化鈦(T12)粒，對磨削磨具照射紫外線以激發氧化鈦粒，并使供給到磨削磨具的磨削水與激發后的氧化鈦粒接觸，由此能夠對供給到磨削磨具的磨削水賦予羥基自由基的更強的氧化力。
[0013]進而，關于本發明的晶片的加工方法，在使用所述磨削磨輪的晶片的磨削工序中，通過對定位于晶片的待磨削區域的所述磨削磨具供給磨削水并且對所述磨削磨具照射激發光催化材料粒的光，使供給到磨削磨具的磨削水與激發后的光催化材料粒接觸而對磨削水賦予基于羥基自由基的較高的氧化力。并且，即使被加工物例如是由GaN或者GaAs等難磨削材料形成的晶片，也能夠通過基于羥基自由基的較強的氧化力一邊使晶片的磨削面氧化而脆弱化一邊進行磨削，從而能夠順暢地磨削晶片。并且，即使被加工物是由金屬形成的晶片或者在晶片的背面局部地露出了金屬電極的晶片，也能夠通過基于羥基自由基的較強的氧化力一邊使金屬氧化而脆弱化一邊進行磨削，從而能夠順暢地磨削晶片。
[0014]并且，在本發明的磨削裝置中至少包含如下的部分:磨削單元，其具有所述磨削磨輪;磨削水供給單元，其對定位于晶片的待磨削區域的所述磨削磨輪的磨削磨具供給磨削水;光照射單元，其對所述磨削磨輪的磨削磨具照射激發光催化材料粒的光而對所供給的磨削水賦予基于羥基自由基的氧化力，因此，能夠通過在磨削時對磨削磨具照射激發光催化材料粒的光，使供給到磨削磨具的磨削水與激發后的光催化材料粒接觸而對供給的磨削水賦予基于羥基自由基的氧化力。并且，通過所生成的羥基自由基，即使被加工物例如是由GaN或者GaAs等難磨削材料形成的晶片，也能夠通過羥基自由基的較強的氧化力一邊使晶片的磨削面氧化而脆弱化一邊進行磨削，從而能夠順暢地磨削晶片。并且，即使被加工物是由金屬形成的晶片或者在晶片的背面局部地露出了金屬電極的晶片，也能夠通過基于羥基自由基的較強的氧化力一邊使金屬氧化而脆弱化一邊進行磨削，從而能夠順暢地磨削晶片。
【附圖說明】
[0015]圖1是磨削磨輪的立體圖。
[0016]圖2是對磨削磨輪所具有的磨削磨具的一部分進行放大的主視圖。
[0017]圖3是磨削裝置的立體圖。
[0018]圖4是示出與光照射單元成為一體的磨削磨輪的一例的剖視圖。
[0019]圖5是示出在晶片正面粘合保護帶的狀態的立體圖。
[0020]圖6是示出在晶片保持工序中將晶片保持于卡盤工作臺上的狀態的立體圖。
[0021]圖7是示出在磨削工序中磨削磨輪相對于保持在卡盤工作臺上的晶片下降時的光照射單元的位置的立體圖。
[0022]圖8是示出在磨削工序中通過磨削磨輪對保持于卡盤工作臺上的晶片進行磨削的狀態的立體圖。
[0023]圖9是示出在磨削工序中通過磨削磨輪對保持于卡盤工作臺上的晶片進行磨削的狀態的剖視圖。
[0024]標號說明
[0025]I:磨削裝置；10:基座;11:柱；30:卡盤工作臺；300:吸附部；300a:保持面;301:框體;31:罩;5:磨削進給單元;50:滾珠絲杠;51:導軌;52:馬達;53:升降板;54:保持體;7:磨削單元;70:旋轉軸;70a:流路;72:馬達;73:安裝座;73a:螺釘;74:磨削磨輪;74a:磨削磨具；74b:輪基臺；74c:螺孔;8:磨削水供給單元;80:磨削水供給源；81:配管；82:流量調整閥；9:光照射單元;90:光照射口； 91:電源;P1:金剛石磨粒;P2:氧化鈦粒;B1:樹脂粘結劑；W:晶片;Wa:晶片正面;Wb:晶片背面;T:保護帶；S:間隔道;D:器件;A:裝拆區域;B:磨削區域。
【具體實施方式】
[0026]圖1所示的磨削磨輪74由環狀的輪基臺74b和呈環狀地配設于輪基臺74b的底面(自由端部)的多個大致長方體形狀的磨削磨具74a構成。并且，在輪基臺74b的上表面設置有螺孔74c。如圖2所示，磨削磨具74a是將金剛石磨粒Pl與作為光催化材料粒的氧化鈦粒P2混合并通過酚醛樹脂的樹脂粘結劑BI成型.固定而成。另外，磨削磨具74a的形狀也可以為形成一體的環狀。
[0027]磨削磨輪74的制造方法例如如下所述。首先，相對于作為樹脂粘結劑BI的酚醛樹脂重量比100，按照重量比30混入粒徑ΙΟμπι左右的金剛石磨粒Pl，再按照重量比40混入粒徑ΙΟμπι左右的氧化鈦粒Ρ2并攪拌而使其混合。接著，在約160°C的溫度下加熱該混合物，并按壓10?20分鐘左右而成型為規定的形狀。之后，在180°C到200°C的溫度下燒結幾小時從而制造出磨削磨具74a。并且，通過將所制造的多個磨削磨具74a呈環狀地配設并固定安裝于輪基臺74b的底面來制造磨削磨輪74。另外，樹脂粘結劑B1、金剛石磨粒PI和氧化鈦粒P2的重量比能夠根據氧化鈦P2的種類等適當變更。
[0028]圖3所不的晶片W例如為由SiC形成的半導體晶片，在晶片W的晶片正面Wa上，如圖5所示，在由間隔道S劃分的格子狀的區域形成有多個器件D。并且，例如晶片W的晶片背面Wb被磨削磨輪74磨削。另外，晶片W的形狀和種類無特別的限定，能夠根據與磨削磨輪74的關系而適當變更，還包含由GaAS或者GaN等難磨削材料形成的晶片、或由金屬形成的晶片或者在晶片的背面局部地露出了金屬電極的晶片。
[0029]圖3所示的磨削裝置I至少包含如下的部分:卡盤工作臺30，其對晶片進行保持;磨削單元7，其在與旋轉軸70的前端連結的安裝座73安裝有圖1所示的磨削磨輪74并對保持于卡盤工作臺30上的晶片進行磨削；磨削水供給單元8，其對定位于晶片的待磨削的區域的磨削磨具74a供給磨削水；以及光照射單元9，其對磨削磨輪74的磨削磨具74a照射激發光催化材料粒的光而對所供給的磨削水賦予基于羥基自由基的氧化力。并且，磨削裝置I的基座10上的前方為相對于卡盤工作臺30進行晶片W的裝拆的區域即裝拆區域A，基座10上的后方為借助磨削單元7進行晶片W的磨削的區域即磨削區域B。
[°03°]卡盤工作臺30的外形例如為圓形狀，具有吸附晶片W的吸附部300和支承吸附部300的框體301。吸附部300與未圖示的吸引源連通，在吸附部300的露出面即保持面300a上吸引保持晶片W。卡盤工作臺30被罩31從周圍罩住，并以能夠旋轉的方式被未圖示的旋轉單元支承。并且，通過配設于罩31的下方的未圖示的Y軸方向進給單元，卡盤工作臺30能夠在裝拆區±或六與磨削區域B之間沿Y軸方向往復移動。
[0031]柱11直立設置于磨削區域B，在柱11的側面配設有磨削進給單元5。磨削進給單元5包含如下的部分:滾珠絲杠50，其具有鉛直方向(Z軸方向)的軸心;一對導軌51，其與滾珠絲杠50平行配設；馬達52，其與滾珠絲杠50的上端連結并使滾珠絲杠50旋轉;升降板53，其內部的螺母與滾珠絲杠50螺合且側部與導軌滑動接觸;保持體54，其與升降板53連結并對磨削單元7進行保持，當馬達52使滾珠絲杠50旋轉時，與之相伴地升降板53被導軌51引導而沿Z軸方向往復移動，保持于保持體54的磨削單元7沿Z軸方向磨削進給。
[0032]圖3所示的磨削單元(磨削組件)7具有:旋轉軸70，其軸向為Z軸方向；馬達72，其旋轉驅動旋轉軸70;安裝座73，其與旋轉軸70的前端連結;磨削磨輪74，其以能夠裝拆的方式安裝于安裝座73的下表面。借助設置于安裝座73的孔將螺釘73a與設置于磨削磨輪74的上表面的圖1所示的螺孔74c螺合而將磨削磨輪74安裝于安裝座73。并且，如圖3所示，在旋轉軸70的軸心形成有使磨削水流通的流路70a，流路70a穿過安裝座73并在磨削磨輪74中朝向下方開口，并且流路70a與連接于磨削水供給源80的配管81連通。
[0033]圖3所示的磨削水供給單元8例如具有:磨削水供給源80，其作為水源;配管81，其與磨削水供給源80連接并與流路70a連通;流量調整閥82，其配設于配管81的任意位置并調整磨削水的流量。
[0034]例如如圖3所示，磨削裝置I所具有的光照射單元9為與磨削磨輪74分離的形狀。光照射單元9例如為能夠從光照射口 90照射出波長為280nm?380nm左右的紫外線的大致圓弧狀的紫外線照射燈，該光照射單元9與電源91連接。并且如圖9所示，在通過磨削磨輪74來磨削晶片W的磨削工序中，光照射單元9以位于呈環狀地配設于輪基臺74b的底面(自由端部)的磨削磨具74a的內周側的方式配設，光照射口 90與磨削磨具74a的內周側相對，并從光照射口 90照射激發磨削磨具74a中的氧化鈦粒P2的紫外線。另外，根據氧化鈦粒P2的種類，光照射單元9并不限定于照射紫外線的紫外線照射燈，例如如果氧化鈦粒P2為摻入了因可見光線的照射而顯現光催化材料活性的氮的摻氮型氧化鈦粒等，則光照射單元9也可以是照射波長為400nm?740nm左右的可見光線的氙燈或熒光燈。并且，光照射單元9的形狀并不限定于大致圓弧狀，也可以是例如環狀，在磨削磨輪74所進行的晶片W的磨削工序中，光照射單元9可以以定位于呈環狀地配設于輪基臺74b的底面(自由端部)的磨削磨具74a的外周側的方式配設，優選配設在從光照射口 90照射的紫外線不會分散而是相對于磨削磨具74a直接入射的位置。
[0035]并且，例如如圖4所示，磨削裝置I所具有的光照射單元9也可以為與磨削磨輪74呈一體的形狀。如圖4所示，例如磨削裝置I所具有的與磨削磨輪74呈一體的形狀的光照射單元9為能夠從光照射口 90照射波長為280nm?380nm左右的紫外線的環狀的紫外線照射燈，該光照射單元9配設于輪基臺74b的底面且配設于呈環狀地配設的磨削磨具74a的內周側，光照射口 90與磨削磨具74a的內周側相對并與配設于安裝座73上的電源91連接。安裝座73具有與形成于旋轉軸70的流路70a連通的安裝座流路73b，并且，在構成磨削磨輪74的輪基臺74b中形成有與安裝座流路73b連通并朝向輪基臺74b的下部的開口部74d開口的輪流路74c。輪流路74c的開口部74d配設于能夠對光照射單元9與磨削磨具74a之間噴出磨削水的位置。
[0036]以下，使用圖2?3和圖5?9對通過磨削裝置I來磨削圖3所示的晶片W的情況的磨削裝置I的動作、具有磨削磨輪74的磨削單元7的動作和晶片W的加工方法進行說明。
[0037](D晶片保持工序
[0038]如圖5所示，首先，在晶片正面Wa的整個面上粘合當磨削時保護晶片正面Wa的保護帶T。接著，如圖6所示，在使粘合有保護帶T的晶片W的保護帶T側與卡盤工作臺30的保持面300a對置而進行了定位之后，在保持面300a上載置晶片W。并且，通過將未圖示的吸引源所產生的吸引力傳遞到保持面300a，卡盤工作臺30在保持面300a上吸引保持晶片W。
[0039](2)磨削工序
[0040]在晶片保持工序結束之后開始如下的磨削工序:通過磨削單元7對在晶片保持工序中保持于卡盤工作臺30上的晶片W進行磨削。在磨削工序中，首先，通過未圖示的Y軸方向進給單元使卡盤工作臺30向+Y方向從圖3所示的裝拆區域A移動至磨削區域B內的磨削單元7的下方。
[0041 ]接著，如圖7所示，旋轉軸70旋轉并使磨削磨輪74以例如轉速6000rpm旋轉，同時磨削單元7向-Z方向進給，磨削單元7所具有的磨削磨輪74向-Z方向下降。并且，光照射單元9位于在磨削中呈環狀地配設于輪基臺74b的底面的磨削磨具74a的內周側，并以光照射口 90與磨削磨具74a的內周側相對的方式定位。并且，如圖8所示，通過使高速旋轉的磨削磨輪74的磨削磨具74a與晶片W的晶片背面Wb接觸，而進行對晶片W的磨削。進而，在磨削中，由于未圖示的旋轉單元使卡盤工作臺30以例如轉速300rpm旋轉，與之相伴地保持于保持面300a的晶片W也旋轉，因此磨削磨具74a進行晶片背面Wb的整個面的磨削加工。并且，在本磨削工序中，如圖9所示，在磨削磨具74a與晶片背面Wb接觸時，從磨削水供給單元8供給的磨削水通過主軸70中的流路70a、安裝座流路73b和輪流路74c從輪流路74c的開口部74d噴出并相對于磨削磨具74a以5L/分鐘?1L/分鐘的比例供給。
[0042]進而，如圖9所示，在本磨削工序中，相對于高速旋轉的磨削磨輪74的磨削磨具74a，光照射單元9至少在從磨削磨具74a對晶片背面Wb進行磨削之前直到磨削磨具74a從晶片W離開為止照射例如波長為365nm左右的紫外線，從而激發混合于圖2所示的磨削磨具74a的氧化鈦粒P2。即，對混合于磨削磨具74a的氧化鈦粒P2的表面照射紫外線，激發氧化鈦粒P2的價電子帶的電子使其產生電子和空穴兩個載流子。
[0043]產生在混合于磨削磨具74a的氧化鈦粒P2中的空穴使位于氧化鈦粒P2的表面的磨削水中生成氧化力高的羥基自由基。因此，從磨削水供給單元8供給并與磨削磨具74a接觸的磨削水至少在晶片背面Wb上被賦予羥基自由基的氧化力。并且，由于由SiC形成的晶片背面Wb被生成的羥基自由基氧化而脆弱化，所以能夠容易地利用磨削磨輪74對晶片W進行磨肖|J。并且，由于生成的羥基自由基的存在時間非常短，所以不會產生除磨削水所進行的晶片背面Wb以外的氧化。并且，所噴射的磨削水也對磨削磨具74a與晶片背面Wb的接觸部位進行冷卻且將晶片背面Wb上產生的磨削肩去除。
[0044]另外，本發明并不僅限定于上述的實施方式。即使例如在晶片W為由金屬形成的晶片、磨削裝置I所具有的光照射單元9為與磨削磨輪74呈一體的形狀的情況下，由于能夠通過羥基自由基的較強的氧化力一邊使金屬氧化而脆弱化一邊進行磨削，所以能夠順暢地磨削晶片D
【主權項】
1.一種磨削磨輪，其中，該磨削磨輪具有: 環狀的輪基臺，其具有下端部；以及 多個磨削磨具，它們固定安裝于該輪基臺的該下端部的外周，是使磨粒與光催化材料混合并借助粘結劑固定而成的。2.根據權利要求1所述的磨削磨輪，其中， 所述磨粒是金剛石磨粒，所述光催化材料粒是氧化鈦(Ti02)粒。3.—種晶片的磨削方法，其特征在于，該晶片的磨削方法具有如下的工序: 晶片保持工序，在卡盤工作臺上保持晶片； 磨削工序，將使磨粒與光催化材料混合并借助粘結劑固定而成的多個磨削磨具推抵于保持在該卡盤工作臺上的晶片上，一邊供給磨削水一邊使該磨削磨具和該卡盤工作臺旋轉而對晶片進行磨削；以及 光照射工序，在晶片的磨削過程中，對該磨削磨具照射激發光催化材料粒的光而對所供給的磨削水賦予基于羥基自由基的氧化力。4.一種磨削裝置，其中，該磨削裝置具有: 卡盤工作臺，其對晶片進行吸引保持； 磨削單元，其具有:主軸；輪安裝座，該輪安裝座固定于該主軸的下端部；以及磨削磨輪，該磨削磨輪具有環狀的基臺以及固定安裝于該基臺的下端部外周的多個磨削磨具，且該磨削磨輪以能夠裝拆的方式裝配于該輪安裝座； 磨削水供給單元，其對所述多個磨削磨具供給磨削水；以及 光照射單元，其對該磨削磨輪的該磨削磨具照射激發光催化材料粒的光而對所供給的磨削水賦予基于羥基自由基的氧化力。
【文檔編號】H01L21/304GK105935912SQ201610112959
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年2月29日
【發明人】竹之內研二
【申請人】株式會社迪思科