JP2013243310A - 表面保護テープ及びウエーハの加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ウエーハのデバイス領域を囲繞する外周余剰領域にのみ環状粘着層を貼着可能な表面保護テープを提供する。
【解決手段】デバイス領域とデバイス領域を囲繞する外周余剰領域とを表面に有するウエーハ１１の表面保護テープ１０であって、略透明な材質から形成された基材シート１２と、ウエーハ１１の外周余剰領域と対応する環状粘着層１４と、を備え、環状粘着層１４は、環状のシート材１６と、シート材１６の一方の面上に配設される第１の粘着層１８と、シート材１６の他方の面上に配設さる第２の粘着層２０と、を含み、第１の粘着層１８は紫外線の照射によって粘着力が低下し、第２の粘着層２０は粘着力の変化はなく、表面保護テープ１０に、基材シート１２側から紫外線を照射して表面保護テープ１０の基材シート１２を環状粘着層１４から剥離し、ウエーハ１１に外周余剰領域に貼着された環状粘着層１４のみを残存可能とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、ウエーハのデバイス領域を囲繞する外周余剰領域にのみ環状粘着層を貼着する表面保護テープと該表面保護テープを用いたウエーハの加工方法に関する。

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。

ウエーハの裏面研削には、例えば特開２００２−２００５４５号公報で開示されるような研削装置が用いられる。研削装置のチャックテーブルでウエーハの表面側を表面保護テープを介して保持し、ウエーハの裏面に研削砥石を当接しつつ摺動させ、研削砥石を研削送りすることで研削が遂行される。

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）。

このようなバンプが回路面に形成されたウエーハの裏面を研削すると、バンプの段差による圧力差が裏面に直接影響し、ウエーハの表面を保護する表面保護テープのクッション性では抑えきれずに研削中にウエーハが破損したり、ディンプルとなって完成したデバイスの信頼性を損なう原因となっていた。

このような場合、従来ではウエーハの破損を起こさないように仕上げ厚みを比較的厚めにしたり、薄く研削することが必要な場合は、バンプを収容するような粘着層の厚い表面保護テープを用いてバンプを粘着層に埋め込んで研削するような対策を施していた。

しかしながら、バンプを埋め込むような粘着層を有する表面保護テープを用いた場合、表面保護テープをウエーハから剥離すると粘着層がバンプやデバイス面に残渣として残留してしまうという問題があった。

そこで、デバイス領域を囲繞する外周余剰領域のみに粘着層を貼着し、比較的密に配列されたバンプを逆に粘着層の代わりに支持部材として利用し、ウエーハをチャックテーブルに固定して研削を実施するという表面保護テープ及び研削方法が提案されている（特許第４４６２９９７号公報及び特許第４４４７２８０号公報）。

特開２００２−２００５４５号公報 特開２００１−２３７２７８号公報 特許第４４６２９９７号公報 特許第４４４７２８０号公報

しかし、バンプを有するデバイスが表面に形成されたウエーハは、研削して薄化した後でデバイスチップに分割する前に様々な加工工程を経る場合がある。例えば、バンプを何らかの樹脂によってモールド封止したりすることが考えられる。この際、モールド樹脂のはみ出しを規制する土手手段が必要になる。

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、ウエーハのデバイス領域を囲繞する外周余剰領域にのみ環状粘着層を貼着可能な表面保護テープ及び該表面保護テープを用いた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、複数のデバイスが形成されたデバイス領域と該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域とを表面に有するウエーハの表面に貼着される表面保護テープであって、ウエーハと同等の直径を有する略透明な材質から形成された基材シートと、該基材シートの片面の周辺部に配設され該ウエーハの該外周余剰領域と対応する環状粘着層と、を備え、該環状粘着層は、該外周余剰領域と対応する環状のシート材と、該シート材の一方の面上に配設され該シート材と該基材シートとを接着する第１の粘着層と、該シート材の他方の面上に配設され該シート材と該ウエーハとを接着する第２の粘着層と、を含み、該第１の粘着層は紫外線の照射によって粘着力が低下し、該第２の粘着層は紫外線の照射による粘着力の変化はなく、該ウエーハに貼着された該表面保護テープに、該基材シート側から紫外線を照射して該表面保護テープの該基材シートを該環状粘着層から剥離し、該ウエーハに該外周余剰領域に貼着された該環状粘着層のみを残存可能なことを特徴とする表面保護テープが提供される。

請求項２記載の発明によると、複数のデバイスが形成されたデバイス領域と該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域とを表面に有するウエーハの加工方法であって、請求項１記載の表面保護テープをウエーハの表面に貼着する貼着ステップと、該貼着ステップを実施した後、該表面保護テープを介して該ウエーハをチャックテーブルで保持し、露出した該ウエーハの裏面を研削する研削ステップと、該基材シート側から該表面保護テープに紫外線を照射する紫外線照射ステップと、該紫外線照射ステップを実施した後、該表面保護テープの該基材シートを該環状粘着層から剥離して該ウエーハの該外周余剰領域に該環状粘着層を残存させる剥離ステップと、該外周余剰領域に残存した該環状粘着層と該ウエーハの該デバイス領域の表面とから画成される円形凹部に樹脂を充填して固化させ、樹脂モールドウエーハを形成する樹脂封入ステップと、該樹脂封入ステップ実施後、モールド樹脂の表面をバイトで切削して該モールド樹脂を一様な厚みに形成する切削ステップと、該切削ステップ実施後、該樹脂モールドウエーハを個々のデバイスチップに分割する分割ステップと、を備えたことを特徴とするウエーハの加工方法が提供される。

好ましくは、該デバイス領域に形成された各デバイスは複数のバンプを有しており、該樹脂封入ステップでは該バンプが埋没するまで該円形凹部中に樹脂を充填し、該切削ステップでは該モールド樹脂を該バンプとともに切削することにより該バンプの高さを一様に揃える。

本発明の表面保護テープによると、ウエーハの外周余剰領域にのみ環状粘着層を容易に貼着することができる。また、本発明の表面保護テープを用いたウエーハの加工方法によれば、表面保護テープをウエーハの表面に貼着した後、紫外線の照射によって基材シートを剥離することで、ウエーハの外周余剰領域に残存して貼着されている環状粘着層を樹脂封入ステップで土手手段として利用できるという効果を奏する。

バンプ付きデバイスを有する半導体ウエーハの表面側斜視図である。 半導体ウエーハの表面に本発明実施形態に係る表面保護テープが貼着された状態の斜視図である。 図３（Ａ）は半導体ウエーハの表面に表面保護テープが貼着された状態の縦断面図、図３（Ｂ）はＡ部分の拡大断面図である。 研削ステップを示す一部断面側面図である。 紫外線照射ステップを示す一部断面側面図である。 剥離ステップを示す一部断面側面図である。 樹脂封入ステップを示す一部断面側面図である。 切削ステップを示す一部断面側面図である。 分割ステップを示す一部断面側面図である。

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、本発明の表面保護テープが貼着され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（以下ウエーハと略称することがある）１１は、表面１１ａ及び裏面１１ｂを有しており、表面１１ａには複数の分割予定ライン１３が直交して形成されており、交差する分割予定ライン１３によって区画された各領域にバンプ２１を有するバンプ付きデバイス１５が形成されている。

半導体ウエーハ１１は、バンプ付きデバイス１５が形成されているデバイス領域１７と、デバイス１７を囲繞する外周余剰領域１９をその表面に有している。１９ａは外周余剰領域１９の内径である。

ここで注意すべきは、本発明の表面保護テープの貼着方法が適用されるウエーハはバンプ付きデバイスが形成されたウエーハのみでなく、表面にバンプを有しないデバイスが形成されたウエーハにも同様に適用可能であることである。

図２を参照すると、ウエーハ１１の表面１１ａに本発明実施形態に係る表面保護テープ１０が貼着された状態の斜視図が示されている。図３（Ａ）はその縦断面図である。表面保護テープ１０は、ポリエチレン塩化ビニル、ポリオレフィン等の樹脂から形成された基材シート１２と、基材シート１２の片面の外周部に貼着された環状粘着層１４とから構成される。

図３（Ａ）のＡ部分の拡大図である図３（Ｂ）に示すように、環状粘着層１４は、ウエーハ１１の外周余剰領域１９に対応する環状のシート材１６と、環状のシート材１６の一方の面上に配設されシート材１６と基材シート１２とを接着する第１の粘着層１８と、シート材１６の他方の面上に配設され表面保護テープ１０がウエーハ１１の表面１１ａに貼着されると、表面保護テープ１２をウエーハ１１の外周余剰領域１９に貼着する第２の粘着層２０とから構成される。

ここで、第１の粘着層１８は紫外線の照射によって粘着力が低下するような粘着剤から形成され、第２の粘着層２０は紫外線の照射による粘着力の変化がない粘着剤から形成されている。基材シート１２は略透明な材質、少なくとも紫外線に対して透明な材質から形成されており、ウエーハ１１の直径と同等の直径を有する円板状に形成されている。

図２及び図３（Ａ）に示すように、表面保護テープ１０をウエーハ１１の表面１１ａに貼着すると、表面保護テープ１０は外周部に配設された環状粘着層１４がウエーハ１１の外周余剰領域１９に貼着され、ウエーハ１１の表面に形成されたバンプ２１は基材シート１２に当接して支持部材として作用する。

表面保護テープ１０をウエーハ１１の表面１１ａに貼着した後、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。この研削ステップでは、図４に示すように、研削装置のチャックテーブル２２でウエーハ１１に貼着された表面保護テープ１０側を吸引保持し、ウエーハ１１の裏面１１ｂを露出させる。

研削装置の研削ユニット２４は、モータにより回転駆動されるスピンドル２６と、スピンドル２６の先端に着脱可能に固定された下端部外周に複数の研削砥石３０を有する研削ホイール２８を含んでいる。

研削ステップでは、チャックテーブル２２を矢印ａ方向に例えば３００ｒｐｍで回転しつつ、研削ホイール２８をチャックテーブル２２と同一方向に、即ち矢印ｂ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砥石３０をウエーハ１１の裏面１１ｂに接触させる。

そして、研削ホイール２８を所定の研削送り速度（例えば３〜５μｍ／秒）で下方に所定量研削送りして、ウエーハ１１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１１の厚みを測定しながらウエーハ１１を仕上げ厚み、例えば５０μｍに仕上げる。

研削が終了すると、図５に示すように、紫外線照射装置のチャックテーブル３４でウエーハ１１の裏面１１ｂ側を保持し、紫外線ランプ３２から表面保護テープ１０に向かって紫外線を照射する。

表面保護テープ１０の基材シート１２は少なくとも紫外線に対して透明な材質から形成されているため、基材シート１２を透過した紫外線により第１粘着層１８の粘着力が低下する。ここで、第２粘着層２０の粘着力は低下されずに維持される。

このように第１粘着層１８の粘着力が紫外線の照射により低下されるため、図６に示すように、ウエーハ１１の表面１１ａから基材シート１２を容易に剥離することができる。環状粘着層１４はウエーハ１１の外周余剰領域１９に対応する部分に貼着されたまま残存する。

剥離ステップ終了後、図７に示すように、ウエーハ１１の外周余剰領域１９に残存した環状粘着層１４とウエーハ１１のデバイス領域１７とから画成される円形凹部に樹脂供給装置３６から樹脂３８を供給して充填し、充填された樹脂を固化させて樹脂モールドウエーハを形成する樹脂封入ステップを実施する。

本実施形態の樹脂封入ステップでは、環状粘着層１４とウエーハ１１のデバイス領域１７とによって画成される円形凹部内に樹脂を充填する際の土手手段として環状粘着層１４を利用している。

封入する樹脂の量はバンプ２１を完全に埋設し、環状粘着層１４の高さ以内であればよい。環状粘着層１４のモールドの土手手段以外の利用方法としては、ウエーハ１１の表面（バンプ面）側に他のウエーハを載置する際の環状支持手段としても利用できる。

樹脂封入ステップ実施後、ウエーハ１１のデバイス領域１７にモールドされた樹脂３８の表面をバイト切削装置で切削してモールド樹脂３８を薄化する切削ステップを実施する。

この切削ステップでは、図８に示すように、バイト切削装置のチャックテーブル４０でウエーハ１１の裏面１１ｂ側を吸引保持する。そして、バイト切削ユニット４２のスピンドル４４の先端に装着されたバイトホイール４６のバイト工具４８を環状粘着層１４に所定深さ切り込み、バイトホイール４６を矢印Ａ方向に回転しながらチャックテーブル４０を矢印Ｂ方向に直線移動して、チャックテーブル４０に保持されたモールド樹脂３８の旋回切削を実施する。

この旋回切削が終了すると、モールド樹脂３８とともにバンプ２１が切削されて、バンプ２１がモールド樹脂３８から露出するとともに一様な高さに揃えられる。

バイト切削装置による切削ステップ終了後、バンプ２１の高さが揃えられたウエーハ１１を個々のデバイスチップ２３に分割する分割ステップを実施する。この分割ステップは、ダイシング装置又はレーザー加工装置等により実施する。

図９はダイシング装置による分割ステップの概要を示している。この分割ステップでは、ダイシング装置のチャックテーブル５０に保持されたウエーハ１１の分割予定ライン１３を切削ブレード５４に整列させるアライメントステップを実施した後、切削ユニット５２の切削ブレード５４を高速（例えば３００００ｒｐｍ）で回転させながらウエーハ１１の表面１１ａからダイシングテープＴまで切り込み、チャックテーブル５０を紙面に垂直方向に加工送りすることにおり、分割溝を形成する。

切削ブレード５４を割り出し送りしながら、第１の方向に伸長する全ての分割予定ライン１３に沿って同様な分割溝を形成する。次いで、チャックテーブル５０を９０度回転してから、第１の方向に直交する第２の方向に伸長する分割予定ライン１３に沿って同様な分割溝を形成することにより、ウエーハ１１がデバイスチップ２３に分割される。

１０ 表面保護テープ
１１ 半導体ウエーハ
１２ 基材シート
１４ 環状粘着層
１５ バンプ付きデバイス
１７ デバイス領域
１８ 第１粘着層
１９ 外周余剰領域
２０ 第２粘着層
２１ バンプ
３２ 紫外線ランプ
３８ 樹脂
４８ バイト工具
５２ 切削ブレード

Claims (3)

1. 複数のデバイスが形成されたデバイス領域と該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域とを表面に有するウエーハの表面に貼着される表面保護テープであって、
   ウエーハと同等の直径を有する略透明な材質から形成された基材シートと、該基材シートの片面の周辺部に配設され該ウエーハの該外周余剰領域と対応する環状粘着層と、を備え、
   該環状粘着層は、該外周余剰領域と対応する環状のシート材と、該シート材の一方の面上に配設され該シート材と該基材シートとを接着する第１の粘着層と、該シート材の他方の面上に配設され該シート材と該ウエーハとを接着する第２の粘着層と、を含み、
   該第１の粘着層は紫外線の照射によって粘着力が低下し、
   該第２の粘着層は紫外線の照射による粘着力の変化はなく、
   該ウエーハに貼着された該表面保護テープに、該基材シート側から紫外線を照射して該表面保護テープの該基材シートを該環状粘着層から剥離し、該ウエーハに該外周余剰領域に貼着された該環状粘着層のみを残存可能なことを特徴とする表面保護テープ。
2. 複数のデバイスが形成されたデバイス領域と該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域とを表面に有するウエーハの加工方法であって、
   請求項１記載の表面保護テープをウエーハの表面に貼着する貼着ステップと、
   該貼着ステップを実施した後、該表面保護テープを介して該ウエーハをチャックテーブルで保持し、露出した該ウエーハの裏面を研削する研削ステップと、
   該基材シート側から該表面保護テープに紫外線を照射する紫外線照射ステップと、
   該紫外線照射ステップを実施した後、該表面保護テープの該基材シートを該環状粘着層から剥離して該ウエーハの該外周余剰領域に該環状粘着層を残存させる剥離ステップと、
   該外周余剰領域に残存した該環状粘着層と該ウエーハの該デバイス領域の表面とから画成される円形凹部に樹脂を充填して固化させ、樹脂モールドウエーハを形成する樹脂封入ステップと、
   該樹脂封入ステップ実施後、モールド樹脂の表面をバイトで切削して該モールド樹脂を一様な厚みに形成する切削ステップと、
   該切削ステップ実施後、該樹脂モールドウエーハを個々のデバイスチップに分割する分割ステップと、
   を備えたことを特徴とするウエーハの加工方法。
3. 該デバイス領域に形成された各デバイスは複数のバンプを有しており、
   該樹脂封入ステップでは、該バンプが埋没するまで該円形凹部中に樹脂を充填し、
   該切削ステップでは、該モールド樹脂を該バンプとともに切削することにより該バンプの高さを一様に揃えることを特徴とする請求項２記載のウエーハの加工方法。

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