特許 6385133 ウェーハの加工方法及び中間部材

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6385133

(24)【登録日】2018年8月17日

(45)【発行日】2018年9月5日

(54)【発明の名称】ウェーハの加工方法及び中間部材

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20180827BHJP

   B24B 7/04 20060101ALI20180827BHJP

   H01L 21/683 20060101ALI20180827BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/304 622J

   H01L21/304 631

   B24B7/04 A

   H01L21/68 N

【請求項の数】4

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2014-101965(P2014-101965)

(22)【出願日】2014年5月16日

(65)【公開番号】特開2015-220303(P2015-220303A)

(43)【公開日】2015年12月7日

【審査請求日】2017年3月24日

(73)【特許権者】

【識別番号】000134051

【氏名又は名称】株式会社ディスコ

(74)【代理人】

【識別番号】100075384

【弁理士】

【氏名又は名称】松本 昂

(74)【代理人】

【識別番号】100172281

【弁理士】

【氏名又は名称】岡本 知広

(72)【発明者】

【氏名】カール プリワッサー

【審査官】 高橋 宣博

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−１８８０１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０５３３５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０８４７８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０６７９７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００５／０１４２６９６（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

Ｈ０１Ｌ ２１／６８３

Ｂ２４Ｂ ７／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

それぞれ複数のバンプが形成された複数のデバイスが配設された中央領域と該中央領域を囲繞する外周余剰領域とを表面に有するウェーハの加工方法であって、
ウェーハの該中央領域に対応した柔軟部材と、該柔軟部材の外周縁に配設された接着部材とを有する中間部材を準備する中間部材準備ステップと、
サポートプレート上に該中間部材を該接着部材を介して貼着するとともに、該サポートプレート上に貼着された該中間部材上に、ウェーハの該中央領域を該柔軟部材に当接させた状態で該接着部材を介してウェーハを貼着する貼着ステップと、
該貼着ステップを実施した後、ウェーハの裏面を研削する研削ステップと、
該研削ステップを実施した後、該サポートプレートからウェーハを剥離する剥離ステップと、を備え、
該柔軟部材は、該接着部材の内側に配設されていることを特徴とするウェーハの加工方法。

【請求項2】

前記研削ステップを実施した後前記剥離ステップを実施する前に、ウェーハを外周部が環状フレームに貼着されたダイシングテープに貼着する転写ステップを更に備えた請求項１記載のウェーハの加工方法。

【請求項3】

該剥離ステップでは、該接着部材の側方から切削ブレードを切り込ませて該接着部材を切削する請求項１又は２記載のウェーハの加工方法。

【請求項4】

それぞれ複数のバンプが形成された複数のデバイスが配設された中央領域と該中央領域を囲繞する外周余剰領域とを表面に有するウェーハの加工方法で用いられる中間部材であって、
ウェーハの該中央領域に対応した柔軟部材と、
該柔軟部材の外周縁に配設されたウェーハの該外周余剰領域に対応した接着部材と、を備え、
該柔軟部材は、該接着部材の内側に配設されていることを特徴とする中間部材。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は各デバイスが複数のバンプを有するウェーハの加工方法及び該加工方法で使用される中間部材に関する。

【背景技術】

【0002】

ＩＣ、ＬＳＩ等の数多くのデバイスが表面に形成され、且つ個々のデバイスが格子状に形成された複数の分割予定ライン（ストリート）によって区画された半導体ウェーハは、研削装置によって裏面が研削されて所定の厚みに加工された後、切削装置（ダイシング装置）によって分割予定ラインを切削して個々のデバイスに分割され、分割されたデバイスは携帯電話、パソコン等の各種電子機器に広く利用されている。

【0003】

ウェーハの裏面を研削する研削装置は、ウェーハを保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持されたウェーハを研削する研削砥石を有する研削ホイールが回転可能に装着された研削手段とを備えており、ウェーハを高精度に所望の厚みに研削できる。

【0004】

ウェーハの裏面を研削するには、多数のデバイスが形成されたウェーハの表面側をチャックテーブルで吸引保持しなければならないため、デバイスを傷つけないようにウェーハの表面には通常保護テープが貼着される（例えば、特開平５−１９８５４２号公報参照）。

【0005】

近年、電子機器は小型化、薄型化の傾向にあり、組み込まれる半導体デバイスも小型化、薄型化が要求されている。ところが、ウェーハの裏面を研削して例えば１００μｍ以下、更には５０μｍ以下にウェーハを薄化すると、剛性が著しく低下するためその後のハンドリングが非常に困難になる。更に、場合によってはウェーハに反りが生じ、反りによってウェーハ自体が破損してしまうという恐れもある。

【0006】

このような問題を解決するために、ウェーハサポートシステム（ＷＳＳ）が採用されている。ＷＳＳでは、予め剛性のある保護部材に接着剤を用いてウェーハの表面側を貼付した後、ウェーハの裏面を研削して所定厚みに薄化する（例えば、特開２００４−２０７６０６号公報参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開平５−１９８５４２号公報

【特許文献2】特開２００４−２０７６０６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかし、ウェーハを保護テープやＷＳＳの保護部材から破損させることなく剥離するのは難しく、特に近年では、ウェーハの大口径化や仕上げ厚みが薄化の傾向にあることから、ウェーハを破損させることなく保護部材から剥離することが難しくなっている。また、ウェーハを保護部材から剥離させた後、デバイスの表面に糊や接着剤が残存してしまうという問題もある。

【0009】

特に、各デバイス上に複数のバンプが形成されたウェーハでは、バンプの凹凸によって保護部材上にウェーハを平坦に貼着することが難しい上、バンプ間に糊や接着剤が残存してしまうという問題がある。

【0010】

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、保護部材剥離の際にバンプ間に糊や接着剤を残存させることなく、保護部材の剥離も容易なウェーハの加工方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0011】

請求項１記載の発明によると、それぞれ複数のバンプが形成された複数のデバイスが配設された中央領域と該中央領域を囲繞する外周余剰領域とを表面に有するウェーハの加工方法であって、ウェーハの該中央領域に対応した柔軟部材と、該柔軟部材の外周縁に配設された接着部材とを有する中間部材を準備する中間部材準備ステップと、サポートプレート上に該中間部材を該接着部材を介して貼着するとともに、該サポートプレート上に貼着された該中間部材上に、ウェーハの該中央領域を該柔軟部材に当接させた状態で該接着部材を介してウェーハを貼着する貼着ステップと、該貼着ステップを実施した後、ウェーハの裏面を研削する研削ステップと、該研削ステップを実施した後、該サポートプレートからウェーハを剥離する剥離ステップと、を備え、該柔軟部材は、該接着部材の内側に配設されていることを特徴とするウェーハの加工方法が提供される。

【0012】

請求項４記載の発明によると、それぞれ複数のバンプが形成された複数のデバイスが配設された中央領域と該中央領域を囲繞する外周余剰領域とを表面に有するウェーハの加工方法で用いられる中間部材であって、ウェーハの該中央領域に対応した柔軟部材と、該柔軟部材の外周縁に配設されたウェーハの該外周余剰領域に対応した接着部材と、を備え、該柔軟部材は、該接着部材の内側に配設されていることを特徴とする中間部材が提供される。

【発明の効果】

【0013】

本発明のウェーハの加工方法によると、貼着されるウェーハの中央領域に対応した柔軟部材と、柔軟部材の外周縁に配設された接着部材とを備えた中間部材を介してサポートプレート上にウェーハを貼着する。

【0014】

従って、ウェーハの中央領域には糊や接着剤を介在させることなく中間部材を介してウェーハをサポートプレート上に貼着するため、ウェーハをサポートプレートから剥離した際にバンプ間に糊や接着剤を残存させることがない。

【0015】

柔軟部材の外周縁に配設された接着部材でウェーハはサポートプレート上に接着されているため、ウェーハのサポートプレートからの剥離も容易である。また、ウェーハの中央領域には柔軟部材が当接した状態でウェーハがサポートプレートに貼着されるため、バンプの凹凸が柔軟部材で吸収されてウェーハの裏面が平坦化した状態でサポートプレートに貼着される。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の加工方法を実施するのに適したウェーハの斜視図である。

【図2】貼着ステップで貼着されるウェーハ、中間部材及びサポートプレートの断面図である。

【図3】図３（Ａ）は柔軟部材の全周に接着部材が配設された中間部材の平面図、図３（Ｂ）は柔軟部材の外周の複数個所に接着部材が配設された中間部材の平面図である。

【図4】貼着ステップ実施後のウェーハ、中間部材及びサポートプレートの断面図である。

【図5】図５（Ａ）はサポートプレートに保護テープを貼着した状態の断面図、図５（Ｂ）はバイト切削装置で保護テープを切削して平坦化する様子を示す一部断面側面図である。

【図6】研削ステップを示す斜視図である。

【図7】転写ステップを示す断面図である。

【図8】剥離ステップの第１実施形態を示す断面図である。

【図9】剥離ステップの第２実施形態を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１を参照すると、本発明の加工方法により加工するのに適した半導体ウェーハ（以下、単にウェーハと略称することがある）１１の斜視図が示されている。

【0018】

半導体ウェーハ１１は表面１１ａ及び裏面１１ｂを有しており、表面１１ａには複数のストリート（分割予定ライン）１３が直交して形成されており、ストリート１３によって区画された各領域にそれぞれデバイス１５が形成されている。半導体ウェーハ１１は、例えば厚み７００μｍのシリコンウェーハから構成される。

【0019】

図１の拡大図に示すように、各デバイス１５の四辺には複数の突起状のバンプ１７が形成されている。各デバイス１５の四辺にバンプ１７が形成されているので、半導体ウェーハ１１はバンプ１７が形成されている中央領域（バンプ形成領域）１９と、中央領域１９を囲繞する外周余剰領域（外周バンプ未形成領域）２１を有している。

【0020】

図２を参照すると、ウェーハ１１及びウェーハ１１の表面１１ａに貼着されるサポートプレート１２及び中間部材１４の断面図が示されている。サポートプレート１２は、例えばシリコンウェーハ又はガラスウェーハから構成される。

【0021】

尚、ウェーハ１１の外周部には表面から裏面に至る円弧状の面取り部１１ｅが形成されており、後に説明する研削ステップでウェーハ１１の裏面１１ｂを研削してウェーハ１１を所定の厚みに形成すると、面取り部１１ｅの一部によりウェーハ１１の外周部にシャープエッジが形成されることになる。その対策として、少なくとも研削ステップを実施するまでにウェーハ１１の面取り部１１ｅの一部を切削ブレードで円形に除去するエッジトリミングを実施しておくのが好ましい。

【0022】

中間部材１４は、ゴム又はスポンジゴム等から形成された柔軟部材１６と、柔軟部材１６の外周に配設された接着部材１８とから構成される。接着部材１８の厚みｔ１は１〜５ｍｍ、より好ましくは２〜３ｍｍ程度である。接着部材１８は例えば接着剤から形成され、後で説明する貼着ステップ実施後、ウェーハ１１に熱処理を行う場合には、接着部材１８として耐熱性を有するものを選択する。

【0023】

図３（Ａ）に示すように、中間部材１４は、円形の柔軟部材１６と、柔軟部材１６の全外周に渡って連続的に配設された接着部材１８とから構成される。或いは、図３（Ｂ）に示すように、中間部材１４Ａは、円形の柔軟部材１６と、柔軟部材１６の外周の複数箇所に配設された接着部材１８とから構成される。

【0024】

本発明のウェーハの加工方法では、中間部材１４を準備した後、図４に示すように、サポートプレート１２上に中間部材１４を接着部材１８を介して貼着するとともに、サポートプレート１２上に貼着された中間部材１４上にウェーハ１１の中央領域（バンプ形成領域）１９を柔軟部材１６に当接させた状態で、接着部材１８を介してウェーハ１１を中間部材１４に貼着する貼着ステップを実施する。この貼着ステップを実施したことにより、ウェーハ１１は中間部材１４の外周に配設された接着部材１８を介してのみサポートプレート１２に貼着されていることになる。

【0025】

ウェーハ１１の裏面１１ｂを研削する研削ステップを実施する前に、ウェーハ１１の裏面１１ｂの精度を出すために、図５（Ａ）に示すように、サポートプレート１２に基材と糊層からなるテープ２０を貼着するのが好ましい。

【0026】

テープ貼着後、図５（Ｂ）に示すように、バイト切削装置でテープ２０を切削して平坦化する。図５（Ｂ）において、２２はバイト切削装置のバイト切削ユニットであり、回転駆動されるスピンドル２４と、スピンドル２４の先端に固定されたマウント２６と、マウント２６に着脱可能に装着されたバイトホイール２８とを含んでいる。バイトホイール２８には、先端にダイアモンドからなる切り刃を有するバイト工具３０が着脱可能に取り付けられている。

【0027】

テープ２０の平坦化ステップでは、バイト切削装置のチャックテーブル３２でウェーハ１１を吸引保持しテープ２０を露出させる。そして、バイト工具３０をテープ２０に所定深さ切り込む高さ位置に位置付けた後、バイトホイール２８を例えば約２０００ｒｐｍで回転しつつ、チャックテーブル３２を矢印Ａ方向に所定の送り速度で移動させながら、バイト工具３０でテープ２０を旋回切削する。

【0028】

この旋回切削時には、チャックテーブル３２は回転させずに矢印Ａ方向に加工送りする。テープ２０の平坦化ステップを実施すると、ウェーハ１１の裏面１１ｂとテープ２０の表面との間の十分な平行度が得られたことになる。

【0029】

しかし、サポートプレート１２上に中間部材１４を介してウェーハ１１を貼着した時、サポートプレート１２の支持面（下面）とウェーハ１１の裏面１１ｂとの平行度が十分確保されている場合には、サポートプレート１２にテープ２０を必ずしも貼着する必要はない。

【0030】

図４に示す貼着ステップ実施後、或いは図５（Ｂ）に示すテープ平坦化ステップ実施後、ウェーハ１１の裏面１１ｂを研削する研削ステップを実施する。研削ステップでは、図６に示すように、研削装置のチャックテーブル４８でサポートプレート１２を吸引保持し、ウェーハ１１の裏面１１ｂを露出させる。

【0031】

図６において、研削ユニット３６は、回転駆動されるスピンドル３８と、スピンドル３８の先端に固定されたホイールマウント４０と、ホイールマウント４０に複数のねじ４１により着脱可能に装着された研削ホイール４２とを含んでいる。研削ホイール４２は、環状のホイール基台４４と、ホイール基台４４の下端外周部に環状に固着された複数の研削砥石４６とから構成される。

【0032】

研削ステップでは、チャックテーブル４８を矢印ａで示す方向に例えば３００ｒｐｍで回転しつつ、研削ホイール４２を矢印ｂで示す方向に例えば６０００ｒｐｍで回転させるとともに、図示しない研削ユニット送り機構を駆動して研削ホイール４２の研削砥石４６をウェーハ１１の裏面１１ｂに接触させる。

【0033】

そして、研削ホイール４２を所定の研削送り速度で下方に所定量研削送りする。接触式又は非接触式の厚み測定ゲージでウェーハ１１の厚さを測定しながら、ウェーハ１１を所定の厚さ（例えば１００μｍ）に研削する。

【0034】

尚、この研削ステップは図６に示した実施形態に限定されるものではなく、ウェーハ１１の略半径程度の研削ホイールを使用して、ウェーハ１１の中央領域１９に対応する裏面１１ｂを研削して円形凹部を形成し、外周余剰領域２１に対応する裏面は残存させて円形凹部を囲繞する環状の凸部を形成するようにしても良い。

【0035】

研削ステップ実施後、その後のハンドリング性を確保するために、図７に示すように、ウェーハ１１の裏面１１ｂを外周部が環状フレームＦに貼着されたダイシングテープＴに貼着する転写ステップを実施するのが好ましい。

【0036】

転写ステップ実施後、サポートプレート１２からウェーハ１１を剥離する剥離ステップを実施する。この剥離ステップの第１実施形態では、図８（Ａ）に示すように、ウェーハ１１をダイシングテープＴを介して図示しないチャックテーブルで吸引保持しながら、切削ユニット５０で中間部材１４の接着部材１８を切削して除去する。切削ユニット５０は、鉛直方向に配設されたスピンドル５２と、スピンドル５２の先端部に装着された切削ブレード５４とを含んでいる。

【0037】

剥離ステップの第１実施形態では、矢印Ａ方向に高速回転する切削ブレード５４を側方から中間部材１４の接着部材１８に切り込ませ、図示しないチャックテーブルを矢印Ｒ１方向に低速で回転することにより接着部材１８を切削して除去する。切削部材１８除去後、図８（Ｂ）に示すように、ダイシングテープＴに貼着されたウェーハ１１からサポートプレート１２を柔軟部材１６と共に剥離する。

【0038】

次に、図９を参照して、剥離ステップの第２実施形態について説明する。本実施形態の剥離ステップでは、水平方向に伸長するスピンドル５２を有する通常の切削ユニット５０Ａを使用する。

【0039】

矢印Ａ方向に高速回転する切削ブレード５４をサポートプレート１２の外周部に接着部材１８の下端部近傍まで切り込ませ、図示しないチャックテーブルを矢印Ｒ１方向に低速で回転させることにより、サポートプレート１２の外周部と共に接着部材１８を切削して除去する。

【0040】

これにより、図８（Ｂ）に示すのと同様に、ダイシングテープＴに貼着されたウェーハ１１からサポートプレート１２を柔軟部材１６とともに除去することができる。

【符号の説明】

【0041】

１１ 半導体ウェーハ
１２ サポートプレート
１４ 中間部材
１５ デバイス
１６ 柔軟部材
１７ バンプ
１８ 接着部材
１９ 中央領域（バンプ形成領域）
２０ テープ
２１ 外周余剰領域（バンプ未形成領域）
２２ 切削ユニット
３０ バイト工具
３６ 研削ユニット
４２ 研削ホイール
４６ 研削砥石
５０，５０Ａ 切削ユニット
５４ 切削ブレード

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】