JP2015226004A

JP2015226004A - 保護膜被覆方法

Info

Publication number: JP2015226004A
Application number: JP2014111179A
Authority: JP
Inventors: 幸伸大浦; Sachinobu Oura; 信康北原; Nobuyasu Kitahara; 拓岩本; Taku Iwamoto; 祐輝石田; Yuki Ishida; 山口　浩司; Koji Yamaguchi; 浩司山口
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2014-05-29
Filing date: 2014-05-29
Publication date: 2015-12-14

Abstract

【課題】表面にバンプが形成されたウェーハであっても、バンプ上に被覆された保護膜の厚みを確認できるようにする。
【解決手段】ウェーハＷの表面Ｗａから突出したバンプＢの上端をバイト１１で切削し、バンプＢの上端に平坦部２０を形成するバイト切削ステップと、ウェーハＷの裏面Ｗｂ側をスピンナーテーブル１４に保持させ、ウェーハＷの表面Ｗａの全面に液状樹脂３１を滴下し、スピンナーテーブル１４を回転させることにより液状樹脂３１をウェーハＷの表面Ｗａの全面に拡散させ保護膜３２を被覆する保護膜被覆ステップと、保護膜厚み計測手段４０によって平坦部２０の上に被覆されている保護膜３２の厚みを計測する保護膜厚み計測ステップとを実施することにより、ウェーハＷを分割する前にあらかじめ保護膜３２の厚みの良否を確認することが可能となる。
【選択図】図５

Description

本発明は、表面にバンプが形成されたウェーハに保護膜を形成する方法に関する。

半導体ウェーハや光デバイスウェーハなどの被加工物においては、その表面の格子状のストリートによってそれぞれ区画された領域にデバイスが形成されている。このような各種ウェーハをデバイスごとの個々のチップに分割する方法として、レーザー光線をストリートに沿って照射してレーザー加工溝を形成した後、メカニカルブレーキング装置を用いてレーザー加工溝に沿って割断する方法が提案されている（例えば、下記の特許文献１を参照）。この方法では、レーザー光線が照射された領域に熱エネルギーが集中してデブリが発生し、被加工物に形成されたデバイスの表面にデブリが付着してデバイスの品質を低下させるという問題がある。

このような問題を解消するため、ウェーハのレーザー光線が入射する側の面（加工面）にポリビニルアルコール等からなる保護膜を被覆し、保護膜を通してレーザー光線をウェーハに照射するようにしたレーザー加工装置が提案されている（例えば、下記の特許文献２を参照）。

また、このようなレーザー加工装置には、ウェーハに被覆された保護膜の厚みを計測する厚み計側手段を備えているタイプのものがあり、厚み計側手段を用いて、保護膜が所望の厚みに形成されているかどうかを確認したり、保護膜の厚みにバラツキがあるかどうかを確認したりしている（例えば、下記の特許文献３を参照）。

特開平１０−３０５４２０号公報特開２００７−２０１１７８号公報特開２００８−２２９７０６号公報

しかし、表面にバンプと称される突起状の電極が複数形成されたウェーハについては、その表面に保護膜を被覆し厚み計側手段で保護膜の厚みを計測しても、バンプが球状に形成され微細な凹凸を有しているため、信頼性の高い計測結果を得ることができず、バンプに被覆された保護膜の厚みを確認できないという問題がある。そのため、保護膜の厚みが所定範囲にない状態のままウェーハを分割してしまうと、保護膜が薄くなっている部分のバンプにデブリが付着してしまい、ウェーハを個々のチップに分割した後、各チップを実装する際に不具合を生じることがある。

本発明は、上記の事情にかんがみてなされたもので、表面にバンプが形成されたウェーハであっても、バンプに被覆された保護膜の厚みを確認できるようにすることを目的としている。

本発明は、格子状に形成された複数の分割予定ラインによって区画され、表面から複数の球状の電極が突出したデバイスが形成されたウェーハの該表面に樹脂による保護膜を被覆する保護膜被覆方法であって、該電極が形成された表面側を露出させてチャックテーブルの保持面にウェーハを保持し、該保持面と直交する回転軸を中心として回転するバイトでウェーハの表面から突出した該電極の上端を切削し、該電極の上端に平坦部を形成するバイト切削ステップと、該電極に該平坦部が形成されたウェーハの裏面側をスピンナーテーブルに保持し、ウェーハの表面の中央領域に所定量の液状樹脂を滴下するとともに該スピンナーテーブルを回転させることにより、該液状樹脂をウェーハの表面の全面に拡散させ、ウェーハの表面に保護膜を被覆する保護膜被覆ステップと、該保護膜被覆ステップを実施した後に、該電極の該平坦部に保護膜厚み計測手段を位置づけて該電極の該平坦部に形成された保護膜の厚みを計測する保護膜厚み計測ステップと、を含んで構成される。

本発明の保護膜被覆方法は、バイト切削ステップを実施した後に保護膜被覆ステップを実施するため、ウェーハの表面から突出した電極の上端に形成された平坦部に厚みバラツキのない保護膜を被覆することができる。その後、保護膜厚み計側ステップを実施することで、電極の平坦部に被覆された保護膜の厚みを精度よく計測することができ、該保護膜の厚みが所定の範囲内であるかどうかを確認することができる。
このように、ウェーハを個々のチップに分割する前に電極に被覆された保護膜の厚みの良否を確認することが可能となるため、ウェーハの分割時に、電極にデブリが付着することを防止できる。

ウェーハの一例を示す斜視図である。バイト切削ステップを示す側面図である。（ａ）はバイト切削ステップ実施前のウェーハを示す側面図であり、（ｂ）はバイト切削ステップによってバンプに平坦部が形成されたウェーハを示す側面図である。保護膜被覆ステップを示す断面図である。保護膜厚み計側ステップを示す断面図である。保護膜厚み計側手段を示す構成図である。

図１に示すウェーハＷは、被加工物の一例であって、その表面Ｗａには、格子状の複数の分割予定ラインＳによって区画されたそれぞれの領域に表面Ｗａから突出した球状の電極であるバンプＢが形成されたデバイスＤが形成されている。ウェーハＷの表面Ｗａには、例えばLow-K膜が積層されている。ウェーハＷの表面Ｗａと反対側の面となる裏面Ｗｂには、デバイスＤが形成されていない。以下では、添付の図面を参照しながら、ウェーハＷの表面Ｗａに樹脂による保護膜を被覆する保護膜被覆方法について説明する。

バイト切削ステップ
まず、図２に示すバイト切削装置１を用いてウェーハＷの表面Ｗａから突出したバンプＢの上端のバイトによる切削（以下では「バイト切削」と記載する）を実施する。バイト切削装置１は、Ｚ軸方向にのびるコラム２を有しており、ウェーハＷを保持する保持面３ａを有するチャックテーブル３と、コラム２の前方側においてチャックテーブル３に保持されるウェーハＷに対してバイト切削を施すバイト切削手段４と、モータ１３を有しバイト切削手段４をＺ軸方向に昇降させる昇降手段１２とを備えている。なお、チャックテーブル３は、回転可能な構成となっていてもよいが、バイト切削時には回転させないようにする。

バイト切削手段４は、チャックテーブル３の保持面３ａと直交する方向（Ｚ軸方向）の軸心を有するスピンドル５と、スピンドル５を回転可能に囲繞するスピンドルハウジング６と、スピンドル５の一端に接続されたモータ７と、スピンドル５の下端にマウント８を介して着脱可能に装着された円盤状のバイトホイール９と、バイトホイール９に着脱可能に装着されたバイト工具１０とを備えている。バイト工具１０は、角柱形状のシャンクの一端にバイト１１が固定された構成となっており、モータ７がスピンドル５を所定の回転速度で回転させることにより、バイトホイール９を所定の回転速度で回転させることができる。

バイト切削装置１においてバンプＢの上端をバイト切削するときは、ウェーハＷの裏面Ｗｂ側をチャックテーブル３の保持面３ａに載置し、ウェーハＷの表面Ｗａ側を上向きに露出させた状態で、図示しない吸引源によってウェーハＷをチャックテーブル３で吸引保持する。

昇降手段１２は、バイト切削手段４をチャックテーブル３に保持されたウェーハＷに接近するＺ軸方向に下降させてバイト１１を所定の高さ位置に位置づけるとともに、モータ７によってスピンドル５が回転し、バイトホイール９を例えば矢印Ａ方向に回転させる。

チャックテーブル３を水平方向に移動させながら、回転するバイト１１によって、ウェーハＷの表面Ｗａから突出したバンプＢの上端を削っていき、その高さを揃えて平坦面に形成する。すなわち、図３（ａ）に示す複数のバンプＢの球形に湾曲した上端部分を図２で示したバイト１１で削り取ることによって、図３（ｂ）に示すように、各バンプＢの上端に平坦部２０を形成する。全てのバンプＢの上端に平坦部２０を形成し、その高さを揃えることにより、平坦部２０からなる面一の平坦面２１を形成することができる。

保護膜被覆ステップ
次に、図４に示すように、スピンナーテーブル１４によってウェーハＷを保持するとともに、保護膜を形成する液状樹脂を滴下する樹脂供給手段３０を用いてウェーハＷの表面Ｗａに保護膜を被覆する。スピンナーテーブル１４は、ウェーハＷを保持する保持面１５ａを有する保持部１５と、保持部１５を回転可能に下方から支持する支持部１６と、支持部１６に接続されたモータ１７と、保持部１５の外周側に連設されて環状のフレームＦが載置されるフレーム載置部１８と、フレーム載置部１８に載置されたフレームＦをクランプするクランプ部１９とを少なくとも備えている。

ウェーハＷの表面Ｗａに保護膜を被膜するときは、まず、中央部が開口した環状のフレームＦの下部にテープＴを貼着し、中央部から露出したテープＴにウェーハＷの裏面Ｗｂ側を貼着することによりテープＴを介してフレームＦとウェーハＷとを一体に形成する。その後、ウェーハＷの裏面Ｗｂ側に貼着されたテープＴを保持部１５の保持面１５ａに載置するとともにフレームＦをフレーム載置部１８に載置する。そして、クランプ部１９がフレームＦの上部を押さえて保持部１５の保持面１５ａでウェーハＷが動かないように保持する。

次いで、モータ１７が支持部１６を回転させ、スピンナーテーブル１４を例えば矢印Ａ方向に回転させながら、ウェーハＷの上方側に位置づけられた樹脂供給手段３０からウェーハＷの表面Ｗａの中央領域に所定量の液状樹脂３１を滴下する。液状樹脂３１としては、例えばPVA(ポリビニルアルコール)などの水溶性の液状樹脂を使用する。ウェーハＷの表面Ｗａに滴下された液状樹脂３１は、スピンナーテーブル１４に回転により発生する遠心力によってウェーハＷの表面Ｗａの中央領域から外周側に流れていき、ウェーハＷの表面Ｗａの全面に淀みなく拡散する。このようにして、図５に示すように、ウェーハＷの表面Ｗａ及びバンプＢを覆う保護膜３２を被覆する。

（３）保護膜厚み計側ステップ
保護膜被覆ステップを実施した後、図５に示すように、保護膜厚み計側手段４０を用いてバンプＢの平坦部２０の上に被覆された保護膜３２の厚みを計測する。保護膜厚み計側手段４０は、ウェーハＷの上方から保護膜３２の厚みを非接触状態で測定する計測器である。図６に示すように、保護膜厚み計側手段４０は、ウェーハＷに対して測定光４１を照射する発光部４２と、測定光４１の反射光を受光する受光部４３と、反射光に基づいて保護膜３２の厚みを算出する算出部４４とを少なくとも備えている。発光部４２は、レーザー光線を発光する発光素子４２１と、レーザー光線を集光する投光レンズ４２２とを備えている。一方、受光部４３は、保護膜３２及び平坦部２０において反射した反射光を集光する受光レンズ４３２と、集光した反射光を受光した位置を検出する受光位置検出素子４３１とを備えている。

図６に示すように、保護膜厚み計側手段４０をウェーハＷの表面Ｗａから突出したバンプＢの上方側に位置づけ、発光部からバンプＢに向けて入射角αの測定光４１を照射する。バンプＢに向けて照射された測定光４１は、その一部が保護膜３２の上面において反射して反射光４１１となる。一方、保護膜３２の上面において反射しなかった残りの光は、保護膜３２を透過しバンプＢの平坦部２０の上面で反射して反射光４１２となる。算出部４４は、受光位置検出素子４３１における反射光４１１を受光した位置４５と反射光４１２を受光した位置４６との距離Ｈに基づき、以下の式により保護膜３２の厚みｔを算出する。ｔ＝Ｈ／２ｓｉｎα

バンプＢの平坦部２０の上に被膜されている保護膜３２の膜厚にバラツキが発生していないため、保護膜３２の厚みを計測することができる。

保護膜厚み計側手段４０が計測した保護膜３２の厚みが、所定の厚みの範囲外となっている場合には、図４に示した樹脂供給手段３０によって、少量の液状樹脂３１をウェーハＷの表面Ｗａに滴下して保護膜を再度被覆する。また、洗浄水でウェーハＷの表面Ｗａを一旦洗浄してから、上記した保護膜被覆ステップと同様の動作を行ってウェーハＷの表面Ｗａに新たに保護膜を被覆してもよい。このようにして、ウェーハＷの表面Ｗａに保護膜を被膜した後、上記した保護膜厚み計側ステップと同様の動作を再度行い、保護膜厚み計側手段４０によって各バンプＢの平坦部２０上に被覆された保護膜の厚みを計測し、再度保護膜の厚みの確認を行う。

一方、保護膜厚み計側手段４０が計測した保護膜３２の厚みが、所定の厚みの範囲内となっている場合には、ウェーハＷを個々のデバイスＤ毎のチップに分割する。例えば、図１に示したウェーハＷの分割予定ラインＳに沿ってレーザー光線を照射することにより、ウェーハＷをフルカットする。または、レーザー光線をウェーハＷの分割予定ラインＳに沿って照射し、ウェーハＷに分割溝を形成するハーフカットを実施して該分割溝に沿って例えばブレードで切削することによりウェーハＷを分割してもよいし、例えばブレーキング装置を用いて該分割溝に沿ってウェーハＷを割断するようにしてもよい。

以上のとおり、本発明にかかる保護膜被覆方法では、バイト切削ステップを実施してウェーハＷの表面Ｗａから突出したバンプＢの上端をバイト１１で切削し、バンプＢの上端に平坦部２０を形成した後に保護膜被覆ステップを実施して、ウェーハＷの表面Ｗａに液状樹脂３１を滴下し、ウェーハＷの表面Ｗａに保護膜３２を被覆するようにしたため、バンプＢの上端に形成された平坦部２０に厚みバラツキのない保護膜３２を被覆すること可能となる。その後、保護膜厚み計側ステップを実施することで、保護膜厚み計側手段４０が、バンプＢの平坦部２０に被覆されている保護膜３２の厚みを精度よく計測することができるため、バンプＢの上端のみならず側面側にも被覆されている保護膜３２の厚みの良否を確認することが可能となる。
したがって、ウェーハＷにレーザー光線を照射する際に、バンプＢにデブリが付着するという問題はなく、ウェーハＷを分割した後、個々のチップを実装する際に不具合が生じるのを防ぐことができる。

１：バイト切削装置２：コラム３：チャックテーブル３ａ：保持面
４：バイト切削手段５：スピンドル６：スピンドルハウジング７：モータ
８：マウンタ９：バイトホイール１０：バイト工具１１：バイト１２：昇降手段
１３：モータ１４：スピンナーテーブル１５：保持部１５ａ：保持面
１６：支持部１７：モータ１８：フレーム載置部１９：クランプ部
２０：平坦部２１：平坦面
３０：樹脂供給手段３１：液状樹脂３２：保護膜
４０：保護膜厚み計側手段４１：測定光
４２：発光部４２１：発光素子４２２：投光レンズ
４３：受光部４３１：受光位置検出素子４３２：受光レンズ
４４：算出部
Ｗ：ウェーハＷａ：表面Ｗｂ：裏面Ｓ：分割予定ライン
Ｄ：デバイスＢ：バンプ

Claims

格子状に形成された複数の分割予定ラインによって区画され、表面から複数の球状の電極が突出したデバイスが形成されたウェーハの該表面に樹脂による保護膜を被覆する保護膜被覆方法であって、
該電極が形成された表面側を露出させてチャックテーブルの保持面にウェーハを保持し、該保持面と直交する回転軸を中心として回転するバイトでウェーハの表面から突出した該電極の上端を切削し、該電極の上端に平坦部を形成するバイト切削ステップと、
該電極に該平坦部が形成されたウェーハの裏面側をスピンナーテーブルに保持し、ウェーハの表面の中央領域に所定量の液状樹脂を滴下するとともに該スピンナーテーブルを回転させることにより、該液状樹脂をウェーハの表面の全面に拡散させ、ウェーハの表面に保護膜を被覆する保護膜被覆ステップと、
該保護膜被覆ステップを実施した後に、該電極の該平坦部に保護膜厚み計測手段を位置づけて該電極の該平坦部に形成された保護膜の厚みを計測する保護膜厚み計測ステップと、を含む保護膜被覆方法。