JP2005109433A

JP2005109433A - 半導体ウエーハの切削方法および研削用のバンプ保護部材

Info

Publication number: JP2005109433A
Application number: JP2004103856A
Authority: JP
Inventors: Puriwassa Karl; カール・プリワッサ
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2004-03-31
Filing date: 2004-03-31
Publication date: 2005-04-21

Abstract

【課題】半導体ウエーハの裏面側を研削するに当たって、研削砥石を押し当てて研削する際に、バンプに応力が集中しないようにして半導体ウエーハの破損を防止すること、保護テープを剥離したときにバンプに粘着剤の一部が残存しないようにすること。
【解決手段】バンプ１９が形成されていない半導体ウエーハ１４の外周領域に貼着する外周貼着部１１と、該外周貼着部１１に囲繞され該バンプ１９を支持し保護するバンプ保護部１２と、該外周貼着部１１と該バンプ保護部１２とで形成され該バンプ１９を収容する凹部１３と、から構成された保護部材１０を用い、バンプ１９を保護する保護部材配設工程と、半導体ウエーハ１４の保護部材側をチャックテーブル２に保持し、半導体ウエーハ１４の裏面を研削手段で研削する研削工程とから構成されるものであって、半導体ウエーハの外周領域を全面的に保護部材１０の外周貼着部１１で支える。
【選択図】図６

Description

本発明は、例えば、ＩＣ、ＬＳＩ等の半導体チップが複数形成された半導体ウエーハの裏面を研削装置によって全体を薄く且つ均等に研削する半導体ウエーハの研削方法と、その研削のために使用される保護部材に関するものである。

この種のＩＣ、ＬＳＩ等の半導体チップが複数形成された半導体ウエーハは、研削装置により裏面が研削されて所要の厚さに形成された後に、ダイシング装置などの分割装置によって個々の半導体チップに分割され携帯電話、パソコンなどの電気機器の回路に組み込まれて広く利用されるものである。

ところで、ＩＣ、ＬＳＩ等の半導体チップの表面には、バンプと称する５０〜１７０μｍ程度の金属突起が形成され、該バンプを介して配線基盤の電極に直接実装できるようにしたものであり、それによって電気機器の小型化および軽量化を可能にしている。

しかしながら、半導体ウエーハの裏面を研削するには、半導体ウエーハの表面側に保護テープなどを貼着し、その保護テープ側を研削装置のチャックテーブルに当接させて載置し、半導体ウエーハの裏面側に研削砥石を押し当てて研削を行うため、バンプに応力が集中して半導体ウエーハが破損するという問題がある。

また、形成された回路パターンの段差が１０〜６０μｍ程度もある半導体ウエーハの表面に、基材フィルムとエネルギー線硬化型粘着剤層とからなるエネルギー線硬化型粘着テープを貼着し、エネルギー照射を行って粘着剤層を硬化させてから研削を行う技術が公知になっており、ウエーハ表面の凹凸を粘着剤層によって緩衝し、ウエーハを薄く研削しても破損を防止することができ、極薄のＩＣチップを歩留まりよく製造することができるというものである。
特許第３３３０８５１号公報

そこで、この公知の技術をバンプが形成された半導体ウエーハの裏面研削にも適用することが考えられるが、その場合には、いわゆる保護テープであるエネルギー線硬化型粘着テープの粘着剤層を厚く形成し、バンプの周囲を粘着剤層で包み込むようにして硬化させ、その後に研削を行うようにすると認められる。

しかしながら、粘着剤層を厚く形成したエネルギー線硬化型粘着テープを使用した場合に、粘着剤層を硬化させて半導体ウエーハの表面から容易に剥離できるようにしても、各バンプの周囲にある粘着剤層の一部が残存することがしばしばあり、配線基板に半導体チップを実装する際に、その一部残存した粘着剤層によってバンプが絶縁または断線状態になり、適正な実装が遂行されないという問題点を有する。

また、公知の粘着剤層を有するエネルギー線硬化型粘着テープは、粘着剤層をウエーハの大きさに対応して全面に渡って厚く形成しなければならず、その分、粘着剤を多く必要とするので材料無駄になるばかりでなく、エネルギー線の照射作業も広い範囲に渡って均等に行わなければならないこと、および全面が貼着しているためその剥離作業についても注意を払わなければならず、作業性が悪いという問題点を有する。

表面に複数のバンプが形成された半導体ウエーハの裏面研削方法において、解決しようとする課題は、研削砥石を押し当てて研削する際に、バンプに応力が集中しないようにして半導体ウエーハの破損を防止すること、保護テープを剥離したときにバンプに粘着剤の一部が残存しないようにして研削することである。
また、保護テープについては、上記の課題の他に、粘着剤の使用量を減らして材料無駄をなくすこと、およびエネルギー照射作業と保護テープ剥離作業の作業性を向上させることである。

本発明に係る第１の発明は、表面に複数のバンプが形成された半導体ウエーハの裏面を研削する方法であって、バンプが形成されていない半導体ウエーハの外周領域に貼着する外周貼着部と、該外周貼着部に囲繞され該バンプを支持し保護するバンプ保護部と、該外周貼着部と該バンプ保護部とで形成され該バンプを収容する凹部と、から構成された保護部材を用い、半導体ウエーハの表面の外周領域に該保護部材の外周貼着部を貼着してバンプ保護部でバンプを保護する保護部材配設工程と、半導体ウエーハの保護部材側をチャックテーブルに保持し、半導体ウエーハの裏面を研削手段で研削する研削工程と、から構成されることを最も主要な特徴とする半導体ウエーハの研削方法である。

本発明に係る第２の発明は、表面にバンプが形成された半導体ウエーハの裏面を保護する保護部材であって、バンプが形成されていない半導体ウエーハの外周領域に貼着する外周貼着部と、該外周貼着部に囲繞され該バンプを支持し保護するバンプ保護部と、該外周貼着部と該バンプ保護部とで形成され該バンプを収容する凹部と、から構成されることを特徴とする研削用のバンプ保護部材である。

本発明に係る半導体ウエーハの研削方法においては、半導体ウエーハの外周領域に保護部材の外周貼着部を貼着させ、その外周貼着部で囲繞された内側のバンプ保護部でバンプを保護した状態にして研削するので、特に、半導体ウエーハの外周領域が全面的に保護部材の外周貼着部で支えられているため、研削砥石が半導体ウエーハの裏面に均等に押し当てられる状態になって、均等な研削が遂行され、バンプに応力が集中しないので半導体ウエーハの破損を防止することができるのである。
また、半導体ウエーハに貼着される保護部材は、半導体ウエーハの外周領域において外周貼着部でのみ貼着しているので、バンプに対して粘着剤が接触することがないことからして、バンプに粘着剤の一部が残存するような事態は一切生じないのである。

また、本発明に係るバンプ保護部材は、少なくとも半導体ウエーハの外周領域にのみ貼着する外周貼着部と、該外周貼着部に囲繞されバンプの先端部が当接して保護されるバンプ保護部とで構成されており、外周貼着部はリング状を呈するものであるため、粘着剤の使用量を著しく減らすことができると共に、ＵＶ照射においてもリング状に沿って照射するだけであって簡単であり、また、外周貼着部はバンプが形成されていない外周領域であるので保護部材の剥離作業も簡単に行えるのである。

表面に複数のバンプが形成された半導体ウエーハの裏面を研削する方法において、半導体ウエーハの裏面側に研削砥石を押し当てて研削する際に、半導体ウエーハの外周領域が沈み込んでバンプに応力が集中してウエーハが破損するのを防止するため、少なくともバンプが形成されていない半導体ウエーハの外周領域に貼着する外周貼着部と、その外周貼着部で囲繞された内側でバンプを支持し保護するバンプ保護部とから構成された保護部材を用いて、半導体ウエーハの裏面全体が略水平になるように支持して研削を行うようにしたのであり、しかも、保護部材の外周貼着部はバンプを形成した領域には至らないので、バンプに対して粘着剤が接触せず、研削工程後において保護部材を剥離しても、バンプが形成された領域には一切の粘着剤の残存が生じないようにすることを、実現化したものである。

本発明に係る半導体ウエーハの研削方法について、図面を参照しながら説明すると、図１は、本発明の研削方法に使用される一例の研削装置１を示すものであり、該研削装置１は、少なくともチャックテーブル２と、研削砥石３と、該研削砥石３を駆動する駆動部４と、該駆動部４を支持し上下方向の移動をガイドするガイド部５と、該ガイド部５を介して駆動部４を上下方向に精密に移動させる移動用駆動部６とを備えている。

図２に、本発明に係る保護部材１０を示してある。この保護部材１０は研削される半導体ウエーハに貼着して使用されるものであって、リング状の外周貼着部１１と平板状のバンプ保護部１２とから構成されるものである。

保護部材１０を構成するリング状の外周貼着部１１は、例えば、リング状ポリオレフィン等の表面にＵＶ照射で硬化する成分を含むアクリル系樹脂が被覆されて形成され、その外径は貼着しようとする半導体ウエーハの外径にほぼ等しく、またその厚みは半導体ウエーハに形成されたバンプの高さとほぼ等しく形成される。また、平板状のバンプ保護部１２は、例えば、１００〜２００μｍ厚さのポリオレフィンで形成されたシート状またはテープ状のものであって、それを半導体ウエーハとほぼ同形状に形成されたものであり、前記外周貼着部１１を一体的に取り付ける（貼着する）ことによって、外周貼着部１１の内側がバンプを収容する凹部１３となるのである。

図３に、前記保護部材１０を貼着して研削される半導体ウエーハの一例を示してある。この半導体ウエーハ１４は、その表面側にストリート１５によって区画された複数の半導体チップ１６が形成され、外周部分には半導体チップ１６が形成されていない外周領域１７が存在しており、この外周領域１７に、保護部材１０の外周貼着部１１を貼着し、凹部１３で複数の半導体チップ１６を囲うようにする。なお、半導体ウエーハ１４の外周端縁には結晶方位を示すノッチ１８が形成されている。

各半導体チップ１６には、図４に示したように、所要高さの複数のバンプ１９が形成されており、該バンプ１９によって配線基板の電極に実装できるようになっている。この場合のバンプ１９の高さは、略５０〜１７０μｍの範囲であって、半導体チップ１６の種類または使用部所によってその高さが選択され、一枚の半導体ウエーハ１４における各半導体チップ１６に形成されるバンプ１９は、全て同一の高さに形成されているのである。

半導体ウエーハ１４に対して保護部材１０を貼着または配設工程後に、図５に示したように、半導体ウエーハ１４の裏面側を上にし、保護部材１０を下側にして研削装置１のチャックテーブル２に載置し、吸着固定させて研削工程を行うのである。

図６は、半導体ウエーハ１４に対する保護部材１０の貼着または配設状況を一部拡大して示したものである。図から明らかなように、半導体ウエーハ１４に保護部材１０を貼着して配設すると、外周領域１７に外周貼着部１１が貼着され、全てのバンプ１９は凹部１３内に位置してその先端部がバンプ保護部１２にほぼ均等に当接する状態になる。

この場合に、保護部材１０における外周貼着部１１の厚みは、半導体ウエーハ１４に形成されるバンプ１９の高さにほぼ対応するものであって、バンプ１９の高さが５０μｍであれば、外周貼着部１１の厚みも５０±５μｍの範囲で形成し、バンプ１９の高さが１７０μｍであれば、外周貼着部１１の厚みも１７０±５μｍの範囲で形成するのであり、あくまでも保護部材１０が配設される半導体ウエーハ１４に形成されたバンプ１９の高さに対応して外周貼着部１１の厚みが適宜に決定されるのである。

要するに、保護部材１０は、半導体ウエーハ１４とは全く別工程で別部材として形成されるものであり、半導体ウエーハ１４の裏面を研削して薄型化する研削工程の段階で、半導体ウエーハ１４の表面側に取り付けられるものであって、しかも、半導体ウエーハの種類・機能、用途別等によっては、ウエーハの大きさ、チップの大きさ、およびバンプの高さ等がそれぞれ異なるのであり、その大きさおよび高さに対応して、保護部材１０が選択されるのであり、特に、バンプの高さに対して保護部材１０の外周貼着部１１の厚みが適正に設定されるのである。

そして、半導体ウエーハ１４に対し、バンプが形成されていない外周領域１７に外周貼着部１１を貼着して保護部材１０を取り付けまたは配設した段階で、各バンプ１９はバンプ保護部１２により保護されると共に、バンプ１９の高さに対応する厚みの外周貼着部１１により半導体ウエーハ１４の外周面を含む外周領域１７が支持されるので、半導体ウエーハ１４の裏面側は全面的に水平状態に支持されることになる。

このように保護部材１０が適正に取り付けまたは配設された半導体ウエーハ１４は、図１に示したように、保護部材１０側をチャックテーブル２に当接させて載置し、研削砥石３を半導体ウエーハ１４の裏面側に押し当てて研削されるが、バンプ１９はバンプ保護部１２で保護され、外周領域１７は外周貼着部１１で支持されているので、応力は外周貼着部１１、バンプ保護部１２に吸収されてバンプ１９には集中しなくなり、それによって半導体ウエーハ１４は、切削工程において破損する虞はないのである。

また、この研削工程において、半導体ウエーハ１４の裏面側を研削砥石３で研削水を供給しながら研削しても、外周領域１７に貼着した外周貼着部１１との間に隙間がないのであるから、汚れた研削水が半導体ウエーハ１４の外周端縁から凹部１３内に浸透せず、従って、半導体チップ１６を汚染する虞も全くないのである。

この研削工程が終了した後に、研削装置１から半導体ウエーハ１４をピックアップし、例えば、結晶方位を示すノッチ１８に基づき適正な方向付けをして、ダイシングフレームのダイシングテープに載置貼着させて、保護部材１０を剥離する場合でも、半導体ウエーハ１４の外周領域１７に保護部材１０の外周貼着部１１が貼着しているだけであるため、その剥離作業が容易であると共に、バンプ１９の部分には、粘着剤が一切残らないのであり、これら研削に係る種々の作業がスムーズに遂行されるのである。なお、外周貼着部１１がＵＶ照射によって硬化する性質を有している場合は、剥離の前にＵＶを照射して粘着力を低下させることが好ましい。

本発明に係る半導体ウエーハの研削方法は、表面に複数のバンプが形成された半導体ウエーハの裏面を研削する方法において、少なくともバンプが形成されていない半導体ウエーハの外周領域に貼着する外周貼着部と、その外周貼着部で囲繞された内側でバンプを支持し保護するバンプ保護部とから構成された保護部材を用いて、半導体ウエーハの裏面全体が略水平になるように支持して研削を行うようにしたことによって、半導体ウエーハの裏面側に研削砥石を押し当てて研削する際に、半導体ウエーハの外周領域が沈み込んでバンプに応力が集中してウエーハが破損するのを防止することができるのであり、更に、保護部材の外周貼着部はリング状に形成してバンプを形成した領域には至らないので、バンプに対して粘着剤が接触しないように構成したので、研削工程後において保護部材を剥離しても、バンプが形成された領域には一切の粘着剤の残存が生じないようにすることができるのであり、この種の半導体ウエーハにおいて、裏面を効率よく研削して小型・薄型化した半導体チップの製造に広く利用することができるのである。

本発明の具体的な実施例に係る半導体ウエーハの研削方法に使用される研削装置を示した斜視図である。同実施例の研削に使用される保護部材を示した斜視図である。同保護部材を研削される半導体ウエーハの表面側に配設する状況を示した斜視図である。同研削される半導体ウエーハの表面側に形成された半導体チップとバンプとを略示的に一部を拡大して示した斜視図である。同実施例において、保護部材を配設した半導体ウエーハの裏面側を示した斜視図である。図５のＡ−Ａ線に沿う拡大断面図である。

符号の説明

１研削装置
２チャックテーブル
３研削砥石
４駆動部
５ガイド部
６移動用駆動部
１０保護部材
１１外周貼着部
１２バンプ保護部
１３凹部
１４半導体ウエーハ
１５ストリート
１６半導体チップ
１７外周領域
１８ノッチ
１９バンプ

Claims

表面に複数のバンプが形成された半導体ウエーハの裏面を研削する方法であって、
バンプが形成されていない半導体ウエーハの外周領域に貼着する外周貼着部と、該外周貼着部に囲繞され該バンプを支持し保護するバンプ保護部と、該外周貼着部と該バンプ保護部とで形成され該バンプを収容する凹部と、から構成された保護部材を用い、
半導体ウエーハの表面の外周領域に該保護部材の外周貼着部を貼着してバンプ保護部でバンプを保護する保護部材配設工程と、
半導体ウエーハの保護部材側をチャックテーブルに保持し、半導体ウエーハの裏面を研削手段で研削する研削工程と、
から構成される半導体ウエーハの研削方法。
表面にバンプが形成された半導体ウエーハの裏面を保護する保護部材であって、
バンプが形成されていない半導体ウエーハの外周領域に貼着する外周貼着部と、該外周貼着部に囲繞され該バンプを支持し保護するバンプ保護部と、該外周貼着部と該バンプ保護部とで形成され該バンプを収容する凹部と、
から構成された研削用のバンプ保護部材。