JP2012043824A - ウエーハの加工方法及び保護部材 - Google Patents
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Abstract
【課題】 バンプが形成されたウエーハでも加工品質の悪化を防止し、平坦化を可能とするウエーハの加工方法を提供することである。
【解決手段】 複数のバンプが形成されたバンプ形成領域と該バンプ形成領域を囲繞する外周バンプ未形成領域とを表面に有するウエーハの裏面を研削又は研磨するウエーハの加工方法であって、該バンプの高さと実質上同じ深さを有する該複数のバンプを収容する円形凹部と、該外周バンプ未形成領域に対応して該円形凹部を囲繞するように形成された環状凸部とを有する保護部材を準備する準備ステップと、該複数のバンプを該保護部材の該円形凹部内に収容するとともに、該保護部材の該環状凸部をウエーハ表面の該外周バンプ未形成領域に貼着してウエーハの該バンプを保護するバンプ保護ステップと、該保護部材が貼着されたウエーハの該保護部材側をチャックテーブルで保持してウエーハの裏面を研削手段又は研磨手段で加工する加工ステップと、を具備したことを特徴とする。
【選択図】図7
【解決手段】 複数のバンプが形成されたバンプ形成領域と該バンプ形成領域を囲繞する外周バンプ未形成領域とを表面に有するウエーハの裏面を研削又は研磨するウエーハの加工方法であって、該バンプの高さと実質上同じ深さを有する該複数のバンプを収容する円形凹部と、該外周バンプ未形成領域に対応して該円形凹部を囲繞するように形成された環状凸部とを有する保護部材を準備する準備ステップと、該複数のバンプを該保護部材の該円形凹部内に収容するとともに、該保護部材の該環状凸部をウエーハ表面の該外周バンプ未形成領域に貼着してウエーハの該バンプを保護するバンプ保護ステップと、該保護部材が貼着されたウエーハの該保護部材側をチャックテーブルで保持してウエーハの裏面を研削手段又は研磨手段で加工する加工ステップと、を具備したことを特徴とする。
【選択図】図7
Description
本発明は、表面に複数のバンプが形成されたウエーハの裏面を研削又は研磨するウエーハの加工方法及び該加工方法に使用する保護部材に関する。
半導体デバイスの製造プロセスにおいては、シリコンや化合物半導体からなるウエーハの表面にストリートと呼ばれる格子状の分割予定ラインが形成され、分割予定ラインによって区画される各領域にIC、LSI等のデバイスが形成される。これらのウエーハは裏面が研削、研磨されて所定の厚みへと薄化された後、ストリートに沿って切削装置等によって分割されることで個々の半導体デバイスが製造される。
研削や研磨に際して、ウエーハの表面に形成されたデバイスを保護するために、ウエーハの表面には例えば特開平11−307620号公報で開示されたような保護テープが貼着される。ウエーハは保護テープを介して研削又は研磨装置のチャックテーブルで保持され、露出したウエーハの裏面が研削、研磨される。
近年、半導体デバイスの軽薄短小化を実現するための技術として、デバイス表面にバンプと呼ばれる金属突起物を複数形成し、これらのバンプを配線基板に形成された電極に相対させて直接接合するフリップチップボンディングと呼ばれる実装技術が実用化されている(例えば、特開2001−237278号公報参照)。
バンプが形成されたウエーハの表面に保護テープを貼着すると、ウエーハはバンプを介して保護テープに支持される形態となる。ところが、通常ウエーハの外周部にはデバイスが形成されていないため、バンプもウエーハの外周部には形成されていない。
その結果、バンプが形成されていないウエーハの外周部は保護テープで支持されないこととなる。この状態でウエーハの裏面を研削又は研磨すると、ウエーハの外周部分が欠けるなどの加工品質悪化が生じたり、平坦化が難しいという問題が生じる。
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、バンプが形成されたウエーハでも加工品質の悪化を防止し、平坦化を可能とするウエーハの加工方法を提供することである。
請求項1記載の発明によると、複数のバンプが形成されたバンプ形成領域と該バンプ形成領域を囲繞する外周バンプ未形成領域とを表面に有するウエーハの裏面を研削又は研磨するウエーハの加工方法であって、該バンプの高さと実質上同じ深さを有する該複数のバンプを収容する円形凹部と、該外周バンプ未形成領域に対応して該円形凹部を囲繞するように形成された環状凸部とを有する保護部材を準備する準備ステップと、該複数のバンプを該保護部材の該円形凹部内に収容するとともに、該保護部材の該環状凸部をウエーハ表面の該外周バンプ未形成領域に貼着してウエーハの該バンプを保護するバンプ保護ステップと、該保護部材が貼着されたウエーハの該保護部材側をチャックテーブルで保持してウエーハの裏面を研削手段又は研磨手段で加工する加工ステップと、を具備したことを特徴とするウエーハの加工方法が提供される。
請求項2記載の発明によると、複数のバンプが形成されたバンプ形成領域と該バンプ形成領域を囲繞する外周バンプ未形成領域とを表面に有するウエーハの裏面を研削又は研磨する際にウエーハに貼着されてウエーハを保持するとともに該バンプを保護する保護部材であって、該バンプの高さと実質上同じ深さを有する該複数のバンプを収容可能な円形凹部と、該円形凹部を囲繞し、該外周バンプ未形成領域に対応する環状凸部と、を具備したことを特徴とする保護部材が提供される。
好ましくは、保護部材の円形凹部の底面上には樹脂被覆が施されている。
本発明のウエーハの加工方法によると、複数のバンプが円形凹部内に収容された状態でバンプが形成されていない外周バンプ未形成領域が保護部材の環状凸部によって支持される。従って、ウエーハを研削又は研磨する際に、ウエーハの外周部分が欠ける等の加工品質の悪化が防止されるとともに、ウエーハの裏面全面を平坦化することができる。
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。図1を参照すると、本発明の加工方法で加工するのに適した半導体ウエーハ11の斜視図が示されている。半導体ウエーハ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。
図1の拡大図に示すように、各デバイス15の4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4辺にバンプ17が形成されているので、半導体ウエーハ11はバンプ17が形成されているバンプ形成領域19と、バンプ形成領域19を囲繞する外周バンプ未形成領域21を有している。
図2(A)を参照すると、本発明のウエーハの加工方法で使用する保護部材2の斜視図が示されている。図2(B)は保護部材2の縦断面図である。保護部材2は、図1に示した半導体ウエーハ11のバンプ形成領域19の直径に対応する直径を有し、バンプ17の高さに実質上等しい深さを有する円形凹部4と、円形凹部4を囲繞しウエーハ11の外周バンプ未形成領域21に対応する環状凸部6を有している。
凹部4の深さはバンプ17の高さに応じて50μm〜300μmに形成されている。好ましくは、凹部4の底面上にはバンプ17を保護するための樹脂コーティング8が施されている。保護部材2の素材としては、シリコンインゴットからスライスされたシリコンウエーハ、樹脂、又はガラス等が適している。
次に、図3及び図4を参照して、シリコンウエーハ3を使用した保護部材2の製造方法について説明する。この製造方法では、研削装置の研削ユニット10により保護部材2を製造する。
研削ユニット10は、スピンドルハウジング12中に回転可能に収容されたスピンドル14を有しており、スピンドル14は図示しないモータにより駆動される。スピンドル14の先端にはホイールマウント16が固定されており、このホイールマウント16に対して環状に配設された複数の研削砥石20を有する研削ホイール18が着脱可能に装着されている。
図3に示すように、チャックテーブル22を矢印25で示す方向に例えば300rpmで回転しつつ、研削砥石20を矢印23で示す方向に例えば6000rpmで回転させるとともに、研削ユニット送り機構を駆動して研削ホイール18の研削砥石20をウエーハ3の裏面に接触させる。そして、研削ホイール18を所定の研削送り速度で下方に所定量研削送りする。
その結果、ウエーハ3には円形凹部4が形成されるとともに、円形凹部4を囲繞する環状凸部6が形成されて、保護部材2を製造することができる。図示しない厚み測定ゲージによって円形凹部4の厚みを測定しながら研削することにより、所望の深さの円形凹部4を得ることができる。
保護部材2を研削により形成する際のウエーハ3と研削ホイール18との関係について図4を参照して説明する。シリコンウエーハ3は図1に示した半導体ウエーハ11と同一直径を有している。
チャックテーブル22の回転中心P1と環状に配設された研削砥石20の回転中心P2は偏心しており、研削砥石20がウエーハ3の回転中心P1を通過し、且つ研削ホイール18に配設された研削砥石20の外周縁がウエーハ11のバンプ形成領域19の外周24を通過する外径に設定され、環状に配設された研削砥石20がチャックテーブル22の回転中心P1を通過するように設定されている。
所望の深さの円形凹部4を有する保護部材2が完成したならば、保護部材2の円形凹部4の底面にウエーハ11のバンプ17が当接する際にバンプ17を保護する比較的軟らかい樹脂コーティング8を形成する。
保護部材2の準備ステップが完了すると、図5に示すように、保護部材2の円形凹部4内にウエーハ11のバンプ17を収容し、保護部材2の環状凸部6とウエーハ11の外周バンプ未形成領域21とを接着剤で接着する。
バンプ17は保護部材2の円形凹部4の底面上に形成された樹脂コーティング8に当接してウエーハ11はバンプ17を介して保護部材2により支持されるが、樹脂コーティング8が比較的柔らかい樹脂から形成されているため、バンプ17を傷つけることなく保護することが出来る。
このように保護部材2をウエーハ11の外周バンプ未形成領域21に貼着してウエーハ11のバンプ17を円形凹部4内に収容して保護した後、図6に示すような研削装置32を使用してウエーハ11の裏面11bを研削する研削ステップを実施する。
図6において、34は研削装置32のベース(ハウジング)であり、ベース34の後方にはコラム36が立設されている。コラム36には、上下方向にのびる一対のガイドレール38が固定されている。
この一対のガイドレール38に沿って研削ユニット(研削手段)40が上下方向に移動可能に装着されている。研削ユニット40は、スピンドルハウジング42と、スピンドルハウジング42を支持する支持部44を有しており、支持部44が一対のガイドレール38に沿って上下方向に移動する移動基台46に取り付けられている。
研削ユニット40は、スピンドルハウジング42中に回転可能に収容されたスピンドル48と、スピンドル48の先端に固定されたホイールマウント50と、ホイールマウント50にねじ締結され環状に配設された複数の研削砥石54を有する研削ホイール52と、スピンドル48を回転駆動する電動モータ56を含んでいる。
研削装置32は、研削ユニット40を一対の案内レール38に沿って上下方向に移動するボールねじ58とパルスモータ60とから構成される研削ユニット送り機構62を備えている。パルスモータ60を駆動すると、ボールねじ58が回転し、移動基台46が上下方向に移動される。
ベース34の上面には凹部34aが形成されており、この凹部34aにチャックテーブル機構64が配設されている。チャックテーブル機構64はチャックテーブル66を有し、図示しない移動機構によりウエーハ着脱位置Aと、研削ユニット40に対向する研削位置Bとの間でY軸方向に移動される。68,70は蛇腹である。ベース34の前方側には、研削装置32のオペレータが研削条件等を入力する操作パネル72が配設されている。
このような研削装置32を使用して実施する研削ステップについて以下に説明する。図6に示すウエーハ着脱位置Aに位置づけられたチャックテーブル66上に、図5に示すように表面に保護部材2が貼着されたウエーハ11を保護部材2を下にして吸引保持する。次いで、チャックテーブル66をY軸方向に移動して研削位置Bに位置づける。
このように位置づけられたウエーハ11に対して、図7に示すようにチャックテーブル66を例えば300rpmで回転しつつ、研削ホイール52をチャックテーブル66と同一方向に例えば6000rpmで回転駆動させるとともに、研削ユニット送り機構52を作動して研削砥石54をウエーハ2の裏面2bに接触させる。
そして、研削ホイール50を所定の研削送り速度で下方に所定量研削送りして、ウエーハ2の研削を実施する。図示しない接触式の厚み測定ゲージによってウエーハ2の厚みを測定しながらウエーハ2を所望の厚み、例えば50μmに仕上げる。
上述した実施形態の研削方法では、バンプ17が形成されていないウエーハ11の外周バンプ未形成領域21は保護部材2の環状凸部6によって支持され、複数のバンプ17が形成されたバンプ形成領域19は保護部材2の円形凹部4内に収容されてバンプ17が保護される。
外周バンプ未形成領域21は環状凸部6で支持され、バンプ17は樹脂コーティング8を介して円形凹部4で支持されるため、バンプ17を有するウエーハ11を一様に支持することができる。その結果、ウエーハ11の裏面11bを一様に研削することができ、ウエーハ11の外周部分が欠ける等の加工品質の悪化を防止することができる。
上述した実施形態では、本発明をウエーハの研削方法に適用した例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、研磨パッドを使用してウエーハ11の裏面11bを研磨する研磨方法にも同様に適用することができる。
2 保護部材
4 円形凹部
6 環状凸部
8 樹脂コーティング
10 研削ユニット
11 半導体ウエーハ
15 デバイス
17 バンプ
19 バンプ形成領域
21 外周バンプ未形成領域
32 研削装置
40 研削ユニット
52 研削ホイール
54 研削砥石
66 チャックテーブル
4 円形凹部
6 環状凸部
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10 研削ユニット
11 半導体ウエーハ
15 デバイス
17 バンプ
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21 外周バンプ未形成領域
32 研削装置
40 研削ユニット
52 研削ホイール
54 研削砥石
66 チャックテーブル
Claims (3)
- 複数のバンプが形成されたバンプ形成領域と該バンプ形成領域を囲繞する外周バンプ未形成領域とを表面に有するウエーハの裏面を研削又は研磨するウエーハの加工方法であって、
該バンプの高さと実質上同じ深さを有する該複数のバンプを収容する円形凹部と、該外周バンプ未形成領域に対応して該円形凹部を囲繞するように形成された環状凸部と、を有する保護部材を準備する準備ステップと、
該複数のバンプを該保護部材の該円形凹部内に収容するとともに、該保護部材の該環状凸部をウエーハ表面の該外周バンプ未形成領域に貼着してウエーハの該バンプを保護するバンプ保護ステップと、
該保護部材が貼着されたウエーハの該保護部材側をチャックテーブルで保持してウエーハの裏面を研削手段又は研磨手段で加工する加工ステップと、
を具備したことを特徴とするウエーハの加工方法。 - 複数のバンプが形成されたバンプ形成領域と該バンプ形成領域を囲繞する外周バンプ未形成領域とを表面に有するウエーハの裏面を研削又は研磨する際にウエーハに貼着されてウエーハを保持するとともに該バンプを保護する保護部材であって、
該バンプの高さと実質上同じ深さを有する該複数のバンプを収容可能な円形凹部と、
該円形凹部を囲繞し、該外周バンプ未形成領域に対応する環状凸部と、
を具備したことを特徴とする保護部材。 - 前記円形凹部の底面上には樹脂被覆が施されている請求項2記載の保護部材。
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