JP2013084770A - Grinding method for wafer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、表面にバンプが形成されたウェーハの裏面を研削する研削方法に関する。 The present invention relates to a grinding method for grinding a back surface of a wafer having bumps formed on the front surface.
近年、新たな3次元実装技術として、複数の半導体チップを積層し、積層した半導体チップを貫く貫通電極を形成して半導体チップ同士を接続する積層技術や、複数の半導体ウェーハを積層し、積層した半導体ウェーハを貫く貫通電極を形成して半導体ウェーハ同士を接続する積層技術(TSV : Through Silicon Via)が開発されつつある(例えば、特許文献1参照)。 In recent years, as a new three-dimensional mounting technology, a plurality of semiconductor chips are stacked, a stacking technique for forming through electrodes penetrating the stacked semiconductor chips and connecting the semiconductor chips, and a plurality of semiconductor wafers are stacked and stacked. A lamination technique (TSV: Through Silicon Via) for connecting semiconductor wafers by forming through electrodes penetrating the semiconductor wafer is being developed (see, for example, Patent Document 1).
一般に、3次元実装に用いる半導体ウェーハは、厚みが50μm以下と薄くなるまで研削するため、湾曲してしまい、その後のハンドリングが困難になるという問題がある。そのため、半導体ウェーハの湾曲を防止するために、半導体ウェーハの表面に樹脂、ワックス等を介してハードプレートからなるサポートプレートを接合して半導体ウェーハの裏面を研削する方法が提案されている(例えば、特許文献2参照)。 In general, since a semiconductor wafer used for three-dimensional mounting is ground until the thickness becomes as thin as 50 μm or less, there is a problem that the semiconductor wafer is curved and subsequent handling becomes difficult. Therefore, in order to prevent the curvature of the semiconductor wafer, a method of grinding a back surface of the semiconductor wafer by bonding a support plate made of a hard plate to the surface of the semiconductor wafer via resin, wax or the like has been proposed (for example, Patent Document 2).
しかし、3次元実装に用いる半導体ウェーハは、表面にバンプ等が形成され凹凸があるため、ウェーハの表面全体を覆うように樹脂を塗布し、サポートプレートを樹脂表面に圧着して樹脂を硬化させると、バンプの凹凸に対応した凹凸が樹脂表面に表出した状態でサポートプレートが貼着されてしまう。 However, since the semiconductor wafer used for three-dimensional mounting has bumps on the surface and has irregularities, when resin is applied so as to cover the entire surface of the wafer and the support plate is pressed against the resin surface and the resin is cured The support plate is stuck in a state in which the unevenness corresponding to the unevenness of the bump is exposed on the resin surface.
そして、樹脂表面に凹凸が表出した状態で貼着されたサポートプレートに支持された半導体ウェーハの裏面を研削すると、残留した凹凸の影響により研削後の半導体ウェーハ裏面の平坦度が悪化してしまうという問題がある。 And, when the back surface of the semiconductor wafer supported by the support plate attached with the unevenness on the resin surface is ground, the flatness of the back surface of the semiconductor wafer after grinding deteriorates due to the effect of the remaining unevenness. There is a problem.
本発明は、上記問題にかんがみなされたもので、その目的は、表面に凹凸を有する半導体ウェーハの裏面を研削する場合において、当該裏面の平坦度を向上させることにある。 The present invention has been considered in view of the above problems, and an object of the present invention is to improve the flatness of a back surface of a semiconductor wafer having an uneven surface.
本発明は、表面にバンプが形成されたウェーハの裏面側を研削する研削方法に関するもので、以下の各ステップにより構成される。
(1)ウェーハの表面側から、バンプが埋没するように、外的刺激を受けて硬化する樹脂をウェーハの表面に塗布する樹脂塗布ステップ、
(2)外的刺激を受けて硬化する樹脂を、接着性が残った半硬化状態にさせる樹脂半硬化ステップ、
(3)樹脂半硬化ステップの後に、外的刺激を受けて硬化する樹脂の表面側からバンプに到達しない深さを切削して外的刺激を受けて硬化する樹脂の表面を平坦化させる樹脂表面平坦化ステップ、
(4)平坦化した外的刺激を受けて硬化する樹脂の表面に支持基板を圧着するとともに外的刺激を受けて硬化する樹脂を完全硬化させて、外的刺激を受けて硬化する樹脂を介して支持基板をウェーハ表面に貼着する支持基板貼着ステップ、
(5)支持基板に貼着したウェーハの裏面側からウェーハの薄化研削を行う研削ステップ。
The present invention relates to a grinding method for grinding the back side of a wafer having bumps formed on the front surface, and includes the following steps.
(1) A resin application step for applying a resin that is cured by external stimulation to the surface of the wafer so that the bumps are buried from the surface side of the wafer;
(2) a resin semi-curing step for causing a resin that cures in response to an external stimulus to a semi-cured state in which adhesiveness remains;
(3) After the resin semi-curing step, the resin surface that flattens the surface of the resin that is cured by receiving the external stimulus by cutting the depth that does not reach the bump from the surface side of the resin that is cured by the external stimulus. Flattening step,
(4) The support substrate is pressure-bonded to the surface of the resin that is cured by the flattened external stimulus, and the resin that is cured by the external stimulus is completely cured, and the resin is cured by receiving the external stimulus. A support substrate attaching step for attaching the support substrate to the wafer surface,
(5) A grinding step in which the wafer is thinned from the back side of the wafer attached to the support substrate.
本発明は、バンプが埋没するようにウェーハ表面に樹脂を塗布し、その樹脂を半硬化させた後に、バンプに到達しない深さを切削して樹脂の表面を平坦化するため、バンプに対応する凹凸が樹脂の表面に現れることがない。そして、平坦化した樹脂の表面に支持基板を貼着し、平坦な支持基板側が支持された状態でウェーハ裏面の研削を行うため、ウェーハ表面の凹凸の影響を受けずに、研削後のウェーハ裏面を高精度に平坦化することができる。 The present invention applies a resin to the wafer surface so that the bump is buried, and after semi-curing the resin, the depth that does not reach the bump is cut to flatten the surface of the resin. Unevenness does not appear on the surface of the resin. Then, a support substrate is attached to the surface of the flattened resin, and the wafer back surface is ground while the flat support substrate side is supported, so that the wafer back surface after grinding is not affected by the unevenness of the wafer surface. Can be flattened with high accuracy.
図1に示す半導体ウェーハ1は、その内部の表面1a側に電極10が埋め込まれて構成されており、各電極10には、表面1aから突出形成されたバンプ11が接続されている。以下では、この半導体ウェーハ1の裏面1bを研削して薄化する方法について説明する。
A
(1)樹脂塗布ステップ
図2に示すように、最初に、バンプ11が形成された表面1aに樹脂2を塗布する。この樹脂2は、バンプ11が樹脂2の中に埋没するように、バンプ11の高さよりも厚く塗布する。
(1) Resin Application Step As shown in FIG. 2, first, the
樹脂2は、外的刺激を受けることにより硬化して接着性が低下するタイプのものであり、例えば、加熱により硬化する熱硬化性樹脂、紫外線の照射を受けて硬化する紫外線硬化性樹脂等を使用することができるが、これらに限定されるものではない。以下では、樹脂2として熱硬化性樹脂を使用する場合について説明する。
The
(2)樹脂半硬化ステップ
樹脂塗布ステップの後、樹脂2に対して外的刺激の一種である熱を加えて加熱することにより、樹脂2を半硬化状態(Bステージ状態)とする。例えば、図3に示すように、半導体ウェーハ1の裏面1bをヒータ3aの上に載置するとともに、樹脂2の上方にヒータ3bを近づけることにより、樹脂2の両面側から加熱を行う。樹脂2を半硬化状態とするために、全硬化状態とする場合よりもヒータ3a、3bの温度を低く設定する。このようにして樹脂2を加熱して半硬化状態とする。
(2) Resin semi-curing step After the resin application step, the
(3)樹脂表面平坦化ステップ
樹脂半硬化ステップの後、例えば図4に示すバイト切削装置4を用いて樹脂2の表面2a側を切削する。バイト切削装置4は、回転軸40の下端部のホイール41の下面にバイト42が固定され、全体として昇降可能に構成されている。バイト42は、超鋼合金等の下端にダイヤモンド等で形成された切削刃が形成されて構成されている。また、バイト切削装置4は、被加工物を保持する保持テーブル43を備えている。なお、バイト切削装置4としては、例えば特開2005−340592号公報に記載された構成のものを使用することができる。
(3) Resin surface flattening step After the resin semi-curing step, the
樹脂2の切削時は、半導体ウェーハ1の裏面1bを保持テーブル43において保持し、半導体ウェーハ1をバイト42の側方に位置させておく。そして、バイト42の下端がバンプ11の上端よりも上に位置するように設定し、その状態で、ホイール41を図4における矢印A方向に回転させるとともに、半導体ウェーハ1をバイト42に近づける方向(矢印B方向)に移動させていく。そうすると、図4に示すように、樹脂2は、バンプ11に達しない深さが切削され、樹脂2の表面2aが削り取られ平坦化されて平坦面2bが形成される。樹脂2は半硬化状態となっているため、切削による平坦化が可能であるとともに、後の支持基板貼着ステップにおいて支持基板を貼着可能な状態となっている。
When cutting the
(4)支持基板貼着ステップ
樹脂表面平坦化ステップの後、図5に示すように、樹脂2の平坦面2bに支持基板5を圧着する。支持基板5としては、例えばガラスのような剛性が高い材料で形成された平板を用いる。樹脂2は半硬化状態であり接着性が残されているため、圧着により支持基板5と半導体ウェーハ1とを一体化させることが可能である。なお、樹脂2として紫外線硬化性樹脂を使用した場合は、樹脂2に対して後に紫外線を照射するために、支持基板5として透明又は半透明のものを使用する。
(4) Support substrate sticking step After the resin surface flattening step, the
支持基板5を樹脂2に圧着した後、樹脂2を加熱することにより樹脂2を完全硬化させ、樹脂2を介して支持基板5を半導体ウェーハ1の表面1aに貼着して固定する。なお、樹脂2の加熱は、例えば、樹脂半硬化ステップと同様に、ヒータを用いて樹脂2の両面側から加熱を行う。
After the
樹脂表面平坦化ステップにおいて樹脂2を切削して平坦面2bを形成したため、バンプ11の凹凸が樹脂2の表面に現れることがない。したがって、支持基板5の全面を確実に樹脂2の平坦面2bに貼着することができる。
Since the
(5)研削ステップ
支持基板貼着ステップの後、図6に示すように、例えば研削装置6を使用して半導体ウェーハ1の裏面1bを研削する。研削装置6は、回転軸60の下端部のホイール61の下面に砥石62が円環状に固着されて構成されており、全体として昇降可能となっている。また、研削装置6には、被加工物を保持する保持テーブル63を備えている。
(5) Grinding step After the support substrate attaching step, as shown in FIG. 6, for example, the
半導体ウェーハ1の裏面1bを上に向けた状態で、支持基板5側を保持テーブル63において保持する。そして、保持テーブル63を図6における矢印D方向に回転させながら、ホイール61を矢印C方向に回転させて下降させ、回転する砥石62を半導体ウェーハ1の裏面1bに接触させて押圧することにより裏面1bを研削する。
With the
このとき、樹脂表面平坦化ステップにおいて樹脂2を切削して平坦面2bを形成したため、半導体ウェーハ1の表面1aから突出したバンプ11の凹凸の影響を受けることなく研削を行うことができる。したがって、研削面を高精度に平坦面とすることができる。また、樹脂2が完全硬化しているため、半導体ウェーハ1が安定的に支持された状態で研削を行うことができる。
At this time, since the
このようにして薄化研削を行い、電極10が露出して半導体ウェーハWが所望の厚さに形成されると、ホイール61を上昇させて研削を終了する。研削終了後は、半導体ウェーハ1の表面1aから樹脂2を剥離することにより、裏面側から電極10が露出し表面からバンプが突出形成された半導体ウェーハが形成される。
Thinning grinding is performed in this way, and when the
1:半導体ウェーハ
1a:表面 1b:裏面
10:電極 11:バンプ
2:樹脂 2a:表面 2b:樹脂面
3a、3b:ヒータ
4:バイト切削装置
40:回転軸 41:ホイール 42:バイト 43:保持テーブル
5:支持基板
6:研削装置
60:回転軸 61:ホイール 62:砥石 63:保持テーブル
1:
Claims (1)
該ウェーハの表面側から、該バンプが埋没するように、外的刺激を受けて硬化する樹脂を該ウェーハの表面に塗布する樹脂塗布ステップと、
該外的刺激を受けて硬化する樹脂を、接着性が残った半硬化状態にさせる樹脂半硬化ステップと、
該樹脂半硬化ステップの後に、該外的刺激を受けて硬化する樹脂の表面側から該バンプに到達しない深さを切削して該外的刺激を受けて硬化する樹脂の表面を平坦化させる樹脂表面平坦化ステップと、
平坦化した該外的刺激を受けて硬化する樹脂の表面に支持基板を圧着するとともに該外的刺激を受けて硬化する樹脂を完全硬化させて、該外的刺激を受けて硬化する樹脂を介して該支持基板を該ウェーハ表面に貼着する支持基板貼着ステップと、
該支持基板に貼着した該ウェーハの裏面側から該ウェーハの薄化研削を行う研削ステップと、
からなるウェーハの研削方法。 A grinding method for grinding the back side of a wafer with bumps formed on the surface,
A resin coating step for applying a resin that is cured by external stimulation to the surface of the wafer so that the bumps are buried from the surface side of the wafer;
A resin semi-curing step for setting the resin that is cured by the external stimulus to a semi-cured state in which adhesiveness remains;
After the resin semi-curing step, a resin that cuts a depth that does not reach the bump from the surface side of the resin that is cured by the external stimulus and flattens the surface of the resin that is cured by the external stimulus. A surface planarization step;
The support substrate is pressure-bonded to the flattened surface of the resin that is cured by the external stimulus, and the resin that is cured by the external stimulus is completely cured, and the resin that is cured by the external stimulus is cured. A support substrate attaching step for attaching the support substrate to the wafer surface;
A grinding step of performing thinning grinding of the wafer from the back side of the wafer attached to the support substrate;
A method for grinding a wafer comprising:
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