JP2024076576A - 保護シート及びこれを用いるウェーハの処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ウェーハの表面の凹凸に追従性良く倣って該ウェーハの表面を平坦な平面とすることができ、ウェーハの加工後は該ウェーハに残ることなく確実に剥離させることができる保護シート及びこれを用いるウェーハの処理方法を提供すること。【解決手段】表面に凹凸が形成されたウェーハＷの表面を保護する保護シート１は、袋状の樹脂シート２と、該樹脂シート２の内部に充填された液状樹脂３とを備える。また、保護シート１によってウェーハＷの表面を保護するウェーハＷの処理方法は、ウェーハＷの裏面をチャックテーブル１０で保持する保持ステップと、ウェーハＷの表面に保護シート１を固定する固定ステップと、を備え、固定ステップは、樹脂シート２の一面の反対面を押圧することによって、液状樹脂３を流動させて樹脂シート２の一面側をウェーハＷの表面の凹凸に沿わせることを特徴とする。【選択図】図７

Description

本発明は、表面に凹凸が形成されたウェーハの表面を保護するための保護シートと該保護シートを用いるウェーハの処理方法に関する。

近年、各種電子機器に用いられるＩＣやＬＳＩなどの半導体デバイスの小型化を実現するための技術として、デバイスの表面にバンプと称される複数の突起電極を実装し、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両者を直接接合するデバイスの基板実装技術が実用化されている。そして、バンプが表面に形成されたウェーハの中には、ハイバンプと称される厚みの大きなバンプが実装された結果、表面に大きな凹凸が形成されているものがある。

ところで、表面に大きな凹凸が形成されたウェーハの裏面を研削する研削方法として、紫外線（ＵＶ）の照射によって硬化する紫外線硬化樹脂でウェーハの表面を被覆することによって該表面を凹凸のない平坦な平面とし、この表面を下にしてウェーハをチャックテーブルの保持面上に吸引保持させ、該ウェーハの裏面を研削砥石によって研削する方法が特許文献１において提案されている。

特開２０１３－１７５６４７号公報

しかしながら、特許文献１において提案された方法によれば、研削加工後にウェーハの表面を被覆した樹脂を剥離させる際に該樹脂の一部がウェーハに残ってしまい、残った樹脂を剥ぎ取る作業が必要になるという問題がある。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、その目的は、ウェーハの表面の凹凸に追従性良く倣って固定されて該ウェーハの表面を平坦な平面とすることができ、該ウェーハの処理後はウェーハに残ることなく確実に剥離させることができる保護シート及びこれを用いるウェーハの処理方法を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明は、表面に凹凸が形成されたウェーハの表面を保護する保護シートであって、袋状の樹脂シートと、該樹脂シートの内部に充填された液状樹脂と、を備えることを特徴とする。

また、本発明は、前記保護シートによってウェーハの表面を保護するウェーハの処理方法であって、ウェーハの裏面をチャックテーブルで保持する保持ステップと、ウェーハの表面に保護シートを固定する固定ステップと、を備え、前記固定ステップは、樹脂シートの一面の反対面を押圧することによって、液状樹脂を流動させて樹脂シートの一面側をウェーハの表面の凹凸に沿わせることを特徴とする。

本発明によれば、固定ステップにおいて、保護シートを加熱して液状樹脂を液体状態（液相）とし、保護シートをウェーハの表面に押圧するようにしたため、液状樹脂の樹脂シート内での流動によって保護シートがウェーハの表面の凹凸に沿うように変形し、該保護シートがウェーハの表面に圧着（熱圧着）される。そして、ウェーハに固定された保護シートを冷却して固化した状態で、ウェーハに対して研削加工などの所定の処理を施した後、保護シートを再び加熱すれば、該保護シートが軟化するため、この保護シートの全体をそっくりそのままウェーハから確実且つ容易に剥ぎ取ることができる。したがって、保護シートをウェーハの表面の凹凸に追従性良く倣って固定して該ウェーハの表面を平坦な平面とすることができるとともに、該ウェーハに対する研削加工などの処理が終了した後に保護シートをウェーハに残すことなく確実に剥離させることができるという効果が得られる。

本発明に係る保護シートとウェーハの斜視図である。 本発明に係る保護シートの側断面図である。 図２のＡ部拡大詳細図である。 本発明に係るウェーハの処理方法をそのステップ順に示すフローチャートである。 本発明方法における保持ステップを示す側面図である。 本発明方法における押圧ステップを示す破断側面図である。 本発明方法における硬化ステップを示す破断側面図である。 本発明方法における加工ステップを示す破断側面図である。 本発明方法における軟化ステップを示す破断側面図である。 本発明方法における剥離ステップを示す破断側面図である。 本発明方法の一連のステップ終了後の保護シートの状態を示す破断側面図である。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

［保護シート］
まず、本発明に係る保護シート１の構成を図１～図３に基づいて説明する。

本発明に係る保護シート１は、図１に示すように、表面（図１の上面）に複数のバンプ（突起電極）Ｂが形成された薄い円板状のウェーハＷの表面を保護するものであって、図２に示すように、弾性変形可能な可撓性を有する平面視円形で袋状の樹脂シート２の内部に、ガラス転移点または融点以上の温度に加熱すると液体となる液状樹脂３を充填して構成されている。そして、樹脂シート２の一方の面（図２の下面）には、図３に示すように、粘着層４が形成されている。

本実施形態では、樹脂シート２の内部に充填される液状樹脂３として、ガラス転移点または融点以上に加熱すると液状を保ち、冷やすと固くなる熱可塑性樹脂を使用している。ここで、熱塑性樹脂としては、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン（ＡＢＳ）、アクリル（ＰＭＭＡ）、ポリアミド（ＰＡ）などが使用される。

ところで、ウェーハＷは、単結晶のシリコン母材で構成されており、図１に示すように、その表面（図１の上面）は、格子状に配列されたストリートと称される互いに直交する複数の分割予定ラインＬ１，Ｌ２によって多数の矩形領域に区画されており、各矩形領域にはバンプ（突起電極）Ｂがそれぞれ実装されている。

［ウェーハの処理方法］
次に、以上のように構成された保護シート１を用いたウェーハＷの処理方法を図４～図１１に基づいて説明する。

本発明に係るウェーハＷの処理方法は、図４に示すように、１）保持ステップ、２）固定ステップ、３）加工ステップ、４）軟化ステップ及び５）剥離ステップを順次経てウェーハＷの裏面（図１においては、下面）を研削加工する方法であるが、２）固定ステップには、２－１）押圧ステップと２－２）硬化ステップが含まれる。以下、各ステップについてそれぞれ説明する。

１）保持ステップ：
保持ステップは、図５に示すように、表面（図５においては、上面）に複数のバンプＢが実装されたウェーハＷをその裏面（図１においては、下面）を下にして円盤状のチャックテーブル１０の保持面（上面）上に保持させるステップである。なお、図５には図示を省略しているが、チャックテーブル１０は、図８に示すように、その上部中央部に、多孔質のセラミックなどで構成されたポーラス部材１１が組み込まれており、このポーラス部材１１が真空ポンプなどの不図示の吸引源によって吸引されることによって、チャックテーブル１０の保持面上にウェーハＷが吸引保持される。

２）固定ステップ：
固定ステップは、前記保持ステップにおいてチャックテーブル１０の保持面上に保持されたウェーハＷの表面に保護シート１を固定するステップであって、前述のように、これには以下の２－１）押圧ステップと２－２）硬化ステップが含まれる。

２－１）押圧ステップ：
押圧ステップは、保護シート１を液状樹脂３のガラス転移点または融点以上の温度に加熱して該液状樹脂３を液体状態とし、保護シート１を図６に示すようにウェーハＷの表面に押圧するステップである。この押圧ステップにおいては、液状樹脂３の樹脂シート２内での流動によって保護シート１の一面（図６の下面）がウェーハＷの表面の複数のバンプＢによる凹凸に沿うように変形し、該保護シート１がその一面（下面）に形成された粘着層４（図３参照）によってウェーハＷの表面に圧着（熱圧着）される。

２－２）硬化ステップ
硬化ステップにおいては、上記押圧ステップにおいてウェーハＷの表面に圧着された保護シート１が液状樹脂３のガラス転移点または融点以下の温度に冷却される。すると、図７に示すように、保護シート１の樹脂シート２内に充填されている液状樹脂３が硬化し、該保護シート１の全体が固化してその他面（図７においては、上面）が平坦な平面となる。

３）加工ステップ：
加工ステップは、ウェーハＷの裏面を研削加工するステップであって、この加工ステップにおいては、図８に示すように、ウェーハＷが保護シート１を下にしてチャックテーブル１０の保持面上に吸引保持される。すなわち、チャックテーブル１０に組み込まれたポーラス部材１１が不図示の吸引源によって真空引きされると、該ポーラス部材１１に負圧が発生し、この負圧に引かれてウェーハＷがチャックテーブル１０の保持面（上面）上に吸引保持される。このとき、保護シート１の他面（図８においては、下面）は、前述のように平坦な平面を構成しているため、該保護シート１がチャックテーブル１０の保持面に密着した状態で、ウェーハＷがチャックテーブル１０の保持面上に確実に吸引保持される。

上述のように、ウェーハＷが保護シート１を下にしてチャックテーブル１０の保持面上に吸引保持されると、チャックテーブル１０とこれに保持されたウェーハＷが不図示の水平移動機構によって水平移動し、これら該チャックテーブル１０とウェーハＷが研削ユニット２０の研削ホイール２１の下方に位置決めされる。

ここで、研削ホイール２１は、垂直なスピンドル２２の下端に取り付けられた円板状のマウント２４に着脱可能に取り付けられており、円板状のホイール基台２５ａと、該ホイール基台２５ａの下面に円環状に取り付けられた加工具である複数の研削砥石２５ｂによって構成されている。なお、研削砥石２５ｂは、ウェーハＷを研削するための矩形ブロック状の加工具であって、該研削砥石２６ｂの下面（加工面）がウェーハＷの中心を通るように両者の水平位置関係が調整される。

この加工ステップにおいては、チャックテーブル１０と研削ホイール２５が共に矢印方向に所定の速度で回転駆動された状態で、不図示の研削送り手段によって研削ホイール２５が下降し、該研削ホイール２５の研削砥石２５ｂがチャックテーブル１０に保持されて回転するウェーハＷに接近し、該研削砥石２５ｂがチャックテーブル１０と共に回転するウェーハＷの裏面（図８においては、上面）に接触すると、該研削砥石２５ｂによるウェーハＷの裏面（上面）の研削が開始され、該ウェーハＷの厚みが所定の仕上げ厚みになるまで研削が行われる。なお、このウェーハＷの研削加工中においては、研削砥石２１ｂとウェーハＷとの接触領域（加工領域）には、純水などの研削水が供給される。

４）軟化ステップ：
前記加工ステップにおいて、ウェーハＷが所定の仕上げ厚みになるまでその裏面が研削されると、次の軟化ステップにおいて、図９に示すように、ウェーハＷをその裏面（研削面）を下にしてチャックテーブル１０上に保持させ、該ウェーハＷの表面（図９においては、上面）に被着されている保護シート１を加熱する。すると、保護シート１の樹脂シート２内に充填されている液状樹脂３が軟化し、当該保護シート１が弾性変形し易くなる。

５）剥離ステップ：
剥離ステップにおいては、前記軟化ステップにおいて軟化した保護シート１をウェーハＷの表面から剥ぎ取るステップであって、軟化によって弾性変形し易い保護シート１は、図１０に示すように、その一端を矢印方向に引き上げることによってウェーハＷの表面から容易に剥離して剥ぎ取られる。この場合、保護シート１は、軟化によって弾性変形し易くなっているため、これをウェーハＷから剥ぎ取っても、その一部がウェーハＷに残ってしまうことがなく、該保護シート１の全体をそっくりそのままウェーハＷから確実且つ容易に剥ぎ取ることができる。

以上の一連のステップを経てウェーハＷの裏面に対する一連の研削加工が終了するが、この研削加工が終了した後の保護シート１は、図１１に示すように、樹脂シート２の内部に充填された液状樹脂３が液状を維持するために図２に示す状態に復元される。このため、保護シート１を複数枚のウェーハＷの研削加工に連続して使用することができる。つまり、保護シート１を再利用して何度でも使用することができるため、省資源とコストダウンを実現することができる。

以上のように、本実施形態においては、固定ステップでの押圧ステップにおいて、保護シート１を液状樹脂３のガラス転移点または融点以上の温度に加熱して該液状樹脂３を液体状態とし、保護シート１をウェーハＷの表面に押圧するようにしたため、液状樹脂３の樹脂シート２内での流動によって保護シート１がウェーハＷの表面の複数のバンプＢによる凹凸に沿うように変形し、該保護シート１がその一面（下面）に形成された粘着層４（図３参照）によってウェーハＷの表面に圧着（熱圧着）される。そして、その後の硬化ステップにおいて、ウェーハＷの表面に圧着された保護シート１を冷却して液状樹脂３を硬化させるようにしたため、該保護シート１の全体が固化し、固化した保護シート１がウェーハＷの表面の凹凸に追従性良く倣って該ウェーハＷに固定される。

次に、加工ステップにおいて、硬化した保護シート１を下にしてウェーハＷをチャックテーブル１０に保持した状態で、ウェーハＷの裏面（保護シート１が固定された側とは反対側の面）を研削加工した後、次の軟化ステップにおいて、保護シート１を加熱して軟化させ、この軟化した保護シート１をウェーハＷの表面から剥ぎ取るようにしたため、軟化によって弾性変形し易い保護シート１は、ウェーハＷの表面から容易に剥離して剥ぎ取られる。この場合、保護シート１は、軟化によって弾性変形し易くなっているため、これをウェーハＷから剥ぎ取っても、その一部がウェーハＷに残ってしまうことがなく、該保護シート１の全体をそっくりそのままウェーハＷから確実且つ容易に剥ぎ取ることができる。

したがって、本実施形態によれば、保護シート１をウェーハＷの表面の凹凸に追従性良く倣って固定することができ、該保護シート１によってウェーハの表面を平坦な平面とすることができ、ウェーハＷの加工後は保護シート１をウェーハＷに残すことなく簡単且つ確実に剥離させて取り除くことができるという効果が得られる。そして、保護シート１を複数のウェーハＷの研削加工に繰り返して使用することができ、省資源と経済的メリットを享受することができる。

なお、以上の実施形態では、保護シート１の樹脂シート２内に充填される液状樹脂３として熱可塑性樹脂を使用したが、液状樹脂３としては、加熱によって硬化するフェノール樹脂（ＰＦ）やエポキシ樹脂（ＥＰ）などの熱硬化性樹脂、紫外線（ＵＶ）の照射によって硬化する紫外線硬化樹脂、磁化によって硬化する磁性体樹脂などを使用することができる。但し、液状樹脂３として、液化と固化を繰り返す熱可塑性樹脂を使用すれば、これを繰り返して何度でも使用することができる。

また、以上はウェーハＷに対する処理方法として、ウェーハＷの研削加工を例として説明したが、処理方法には、ウェーハＷの切削加工や研磨可能などが含まれる。

その他、本発明は、以上説明した実施の形態に適用が限定されるものではなく、特許請求の範囲及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内で種々の変形が可能であることは勿論である。

１：保護シート、２：樹脂シート、３：液状樹脂、４：粘着層、
１０：チャックテーブル、１１：ポーラス部材、２０：切削ユニット、
２１：研削ホイール、２１ａ：ホイール基台、２１ｂ：研削砥石、２２：スピンドル、２３：マウント、Ｂ：バンプ、Ｌ１，Ｌ２：分割予定ライン、Ｗ：ウェーハ

Claims (12)

1. 表面に凹凸が形成されたウェーハの表面を保護する保護シートであって、
   袋状の樹脂シートと、
   該樹脂シートの内部に充填された液状樹脂と、
   を備えることを特徴とする保護シート。
2. 該液状樹脂は、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂であることを特徴とする請求項１記載の保護シート。
3. 該液状樹脂は、紫外線硬化樹脂であることを特徴とする請求項１記載の保護シート。
4. 該液状樹脂は、磁性体樹脂であることを特徴とする請求項１記載の保護シート。
5. 該樹脂シートの一面に粘着層が形成されていることを特徴とする請求項１記載の保護シート。
6. 請求項１～５の何れかに記載の保護シートによってウェーハの表面を保護するウェーハの処理方法であって、
   該ウェーハの裏面をチャックテーブルで保持する保持ステップと、
   該ウェーハの表面に保護シートを固定する固定ステップと、
   を備え、
   該固定ステップは、該樹脂シートの一面の反対面を押圧することによって、該液状樹脂を流動させ該樹脂シートの一面側を該ウェーハの表面の凹凸に沿わせることを特徴とするウェーハの処理方法。
7. 該固定ステップは、該樹脂シートを加熱し、熱圧着によって該保護シートを該ウェーハの表面に固定することを特徴とする請求項６記載のウェーハの処理方法。
8. 該固定ステップは、該樹脂シートの一面側に形成された粘着層によって該保護シートを該ウェーハに固定することを特徴とする請求項６記載のウェーハの処理方法。
9. 該固定ステップは、
   該樹脂シートの一面側を押圧する押圧ステップと、
   該液状樹脂を硬化させる硬化ステップと、
   を備えることを特徴とする請求項６記載のウェーハの処理方法。
10. 該固定ステップの後に、
    該ウェーハの裏面を加工する加工ステップをさらに備えることを特徴とする請求項６記載のウェーハの処理方法。
11. 該加工ステップの後に、
    該液状樹脂を軟化させる軟化ステップをさらに備えることを特徴とする請求項１０記載のウェーハの処理方法。
12. 該加工ステップの後、または該軟化ステップの後に、
    該ウェーハから該保護シートを剥離する剥離ステップをさらに備えることを特徴とする請求項１１記載のウェーハの処理方法。

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