JP7001441B2

JP7001441B2 - 加工方法

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Publication number: JP7001441B2
Application number: JP2017226702A
Authority: JP
Inventors: 匡俊若原
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2017-11-27
Filing date: 2017-11-27
Publication date: 2022-01-19
Anticipated expiration: 2037-11-27
Also published as: JP2019096811A

Description

本発明は、ウェーハなどの板状物の表面に表面保護部材を配設して板状物を加工する加工方法に関する。

ウェーハのデバイス領域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対向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方法が実用化されている。

このようなバンプが表面に形成されているウェーハの裏面を研削すると、バンプの段差により生じる応力の影響で、研削中にウェーハが破損することがある。このため、ウェーハの表面に表面保護部材を貼着し、その表面保護部材の糊層にバンプを埋め込んだ状態でウェーハの裏面を研削する対策がとられている。

しかし、バンプを埋め込むような厚い糊層を有する表面保護部材を用いた場合、表面保護部材を剥した後のデバイスに糊が残留するおそれがある。デバイスに残留した糊を取り除く作業は煩雑であり、デバイスの生産性を高める上で障害となる。

そこで、バンプが形成されていないウェーハの外周余剰領域のみに対応させて糊層を有する表面保護部材（表面保護テープ）が提案されている(特許文献１参照)。この表面保護部材を使用することで、ウェーハのデバイス領域に糊が残留するのを防ぐことができる。

特開２０１３－２４３３１１号公報

しかし、特許文献１に記載の表面保護部材を使用した場合でも、ウェーハの外周余剰領域には糊層が接着されるため、表面保護部材を剥がした後のウェーハの外周余剰領域に糊の残渣が生じるおそれがあり、更なる改善が切望されていた。

本発明は、このような問題にかんがみなされたもので、その目的は、板状物の表面に糊の残渣を生じさせないようにすることにある。

本発明は、板状物の表面に表面保護部材を配設する加工方法であって、板状物よりも大径の保持面を有した保持テーブル上に板状物の裏面側を載置して該表面を露出させる板状物載置ステップと、該板状物載置ステップを実施した後、板状物に対応した領域には糊層が形成されていないシートを板状物の該表面上に載置して板状物の該表面と該保持テーブルの該保持面とを覆い、該保持面に作用する負圧によって該シートを吸引し板状物の該表面に密着させるとともに、該シートを加熱して該シートを板状物の該表面に貼着する貼着ステップと、を備え、該板状物載置ステップを実施する前に、前記シートの外周を内径が該保持面の外径より大きい環状フレームに接着部材で貼着するフレーム貼着ステップを更に備え、該保持テーブルは該環状フレームを固定する環状フレーム固定部を備え、該板状物載置ステップでは該環状フレーム固定部で該環状フレームが固定される。
上記加工方法においては、前記貼着ステップを実施した後、前記シートを介して板状物を保持手段で保持して板状物の裏面を露出させる保持ステップと、該保持ステップを実施した後、板状物の該裏面に加工手段で加工を施す加工ステップと、を備えることが望ましい。
さらに、前記貼着ステップでは、前記保持テーブルを加熱することで板状物を介して前記シートを加熱することが望ましい。

本発明に係る加工方法によれば、板状物よりも大きい保持面を有した保持テーブル上に板状物の裏面側を載置して表面を露出させる板状物載置ステップと、板状物載置ステップを実施した後、板状物に対応した領域には糊層が形成されていないシートを板状物の表面上に載置して板状物の表面と保持テーブルの保持面とを覆い、該保持面に作用する負圧によってシートを吸引し板状物の表面に密着させるとともに、シートを加熱してシートを板状物の表面に貼着する貼着ステップとを実施して、糊層を有さないシートを板状物の表面に貼着するため、シートを板状物から剥がした後に板状物の表面に糊の残渣が生じることがない。
また、板状物載置ステップを実施する前に、シートの外周を接着部材で環状フレームに貼着するフレーム貼着ステップを更に備え、保持テーブルは環状フレームを固定する環状フレーム固定部を備え、板状物載置ステップでは環状フレーム固定部で環状フレームが固定されると、貼着ステップにおけるシートの吸引時にシートの外周縁がよれて負圧がリークするおそれを低減することができる。

板状物の一例であるウェーハを示す斜視図である。シートの外周を接着部材で環状フレームに貼着するフレーム貼着ステップを示す斜視図である。保持テーブルの一例を示す平面図である。保持テーブルを含む貼着装置を示す断面図である。貼着装置の保持テーブルに載置されたウェーハの表面及び保持テーブルの保持面をシートで覆う状態を示す断面図である。シートを吸引しつつ加熱して板状物の表面に貼着する貼着ステップを示す断面図である。保持装置の一例を示す断面図である。貼着ステップの一例を示す断面図である。加工ステップの一例を示す斜視図である。貼着ステップの別の例を示す断面図である。

図１に示すウェーハＷは、板状物の一例であり、その表面Ｗａには、複数の分割予定ラインLが格子状に形成されているとともに、分割予定ラインLによって区画された複数の領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスＤが形成されている。デバイスＤの表面にはそれぞれ複数のバンプ（凸状電極）Ｂが形成されている。ウェーハＷは、例えば、裏面Ｗｂを研削して所定の厚さに形成された後、分割予定ラインＬに沿って分断されて個々のデバイスＤごとのチップとなる。

（１）フレーム貼着ステップ
ウェーハＷを加工するにあたり、その準備として、図２に示すように、ウェーハＷの表面を保護する表面保護部材である円形のシートＳを環状フレームＦの下面側に貼着する。このシートＳは、例えばポリオレフィンからなり、一方の面（上面）の外周部に環状に接着部材Ｒが設けられている。この接着部材Ｒは、環状の糊層であり、接着部材ＲによってシートＳの外周部が環状フレームＦの下面に貼着される。接着部材Ｒは、環状フレームＦに貼着される部分にのみ敷設されている。なお、接着部材Ｒとして、環状の糊に代えて、両面テープや接着剤などを使用することもできる。

（２）板状物載置ステップ
フレーム貼着ステップの後、図１に示したウェーハＷは、例えば図３及び図４に示す貼着装置１０の保持テーブル１１において保持される。

図３に示すように、テーブル本体１２の上面の２箇所には、図２に示した環状フレームＦを位置決めするための位置決め部材２２が２つ配設されている。位置決め部材２２は、例えばピン状の突起により構成される。これに対応して、図２に示すように、環状フレームFの外周部には、テーブル本体１２の位置決め部材２２と係合する位置決め用の２つの切欠部Ｋが形成されている。

テーブル本体１２の上面の外周近傍４カ所には、環状フレームＦを固定するための環状フレーム固定部２３が配設されている。環状フレーム固定部２３には、例えば金属製の環状フレームＦを磁力により吸着保持し得る磁石が用いられ、この磁石はテーブル本体１２の内部に埋め込まれている。

図４に示すように、テーブル本体１２には、円形の凹部１３が形成され、その凹部１３に円板状のポーラス板１４が嵌合している。ポーラス板１４の上面は、ウェーハＷよりも大きい径を有する保持面１１ａをなしている。テーブル本体１２の中央部には、凹部１３の底１３ａからテーブル本体１２の下面１２ｂに連通する吸引路１５が形成されている。吸引路１５は、制御弁１７を介して吸引源１６に接続されている。

テーブル本体１２の内部には、凹部１３の底１３ａに隣接させて加熱手段１８が設けられている。加熱手段１８は、保持面１１ａよりも大径の面状発熱体１９と、面状発熱体１９の上面を覆うアルミニウムなど伝熱性の良好な金属プレート２０と、面状発熱体１９の下面を覆う断熱材２１とを有している。

本ステップでは、図５に示すように、制御弁１７を閉弁し、表面Ｗａを上方に向けて露出させた状態のウェーハＷの裏面Ｗｂ側を貼着装置１０の保持テーブル１１に載置する。

（３）貼着ステップ
板状物載置ステップの後、シートＳが貼着された環状フレームＦをテーブル本体１２に載置する。その際、図２に示した環状フレームＦの２つの切欠部Ｋを図３に示した位置決め部材２２に係合させることにより、環状フレームＦがテーブル本体３２に正確に位置決めされる。また、環状フレームＦの４箇所が図２に示した環状フレーム固定部２３の磁力で磁着されることにより、環状フレームＦがテーブル本体３２に固定される。環状フレームＦがテーブル本体３２に固定されることにより、環状フレームＦに貼着されたシートＳによってウェーハＷの表面Ｗａと保持面１１ａとが覆われる。本ステップでは、図６に示すように、制御弁１７を開弁することにより、吸引源１６による負圧を保持面１１ａに作用させ、ウェーハＷの裏面Ｗｂ側を吸引する。また、その負圧によりシートＳも吸引されてウェーハＷの表面Ｗａに密着する。制御弁１７の開弁は、シートＳが貼着された環状フレームＦをテーブル本体１２に載置する前、載置した後のどちらでもよい。シートＳと環状フレームＦとが接着部材Ｒによって全周に亘って接着されており、環状フレームＦが環状フレーム固定部２３により固定されているため、シートＳの吸引時にシートＳの外周縁がよれて負圧がリークするおそれを低減することができる。

次に、面状発熱体１９に通電して発熱させることにより、保持テーブル１１全体を加熱する。そうすると、その熱がウェーハＷを介してシートＳに伝わり、シートＳが加熱されて軟化する。そして、シートＳが軟化すると、バンプＢがシートＳに埋没した状態となる。ここで、面状発熱体１９の発熱温度を例えば約１００℃に設定し、常温から約１分間加熱を行う。このようにしてシートＳが軟化すると、シートＳがウェーハＷの表面Ｗａに貼着される。このシートＳは、後にウェーハＷを加工する際に表面Ｗａを保護する表面保護部材となる。なお、面状発熱体１９の発熱温度が約１００℃に達してから保持テーブル１１にウェーハＷ及びシートＳを載置し、約２０秒間加熱するようにしてもよい。

加熱時は、面状発熱体１９の下面が断熱材２１で覆われていることにより、テーブル本体１２の下面１２ｂ側への伝熱を抑えることができる。一方、面状発熱体１９の上面は伝熱性の良好な金属プレート２０によって覆われているため、ウェーハＷを保持しているテーブル本体１２の上部を良好に加熱することができる。

（４）保持ステップ
貼着ステップの後、図６に示した制御弁１７を閉弁して保持テーブル１１によるウェーハＷの吸引保持を解除する。そして、シートＳを介して環状フレームＦと一体化したウェーハＷは、図７に示す加工装置３０の保持手段３１に移送されて保持される。この保持手段３１は、金属製のテーブル本体３２を有している。テーブル本体３２には円形の凹部３３が形成され、その凹部３３に円板状のポーラス板３４が嵌合している。そして、ポーラス板３４の上面がウェーハＷと略同径の保持面３１ａをなしている。テーブル本体３２の中央部には、凹部３３の底３３ａからテーブル本体３２の下面に連通する吸引路３５が形成されている。吸引路３５は制御弁３７を介して吸引源３６に接続されている。テーブル本体３２の周囲には環状フレームＦを固定するための複数のクランプ部３８が配設されている。保持手段３１の下部は、図示しない回転駆動部に連結されている。

本ステップでは、ウェーハＷは、図８に示すように、裏面Ｗｂが上方に露出した状態で、シートＳを介して保持手段３１に載置され、環状フレームＦが４つのクランプ部３８で固定される。その後、制御弁３７が開弁され、吸引源３６による負圧によりウェーハＷがシートＳを介して保持面３１ａに吸引保持される。

（５）加工ステップ
図９に示すように、加工装置３０は、ウェーハＷの裏面Ｗｂを加工する加工手段である研削手段４０を備えている。この研削手段４０は、図示しないモータにより回転駆動されるスピンドル４１と、スピンドル４１の先端に固定されたホイールマウント４２と、ホイールマウント４２に複数のねじ４３で着脱可能に固定された研削ホイール４４とを含んでいる。研削ホイール４４は、環状のホイール基台４５と、ホイール基台４５の下端外周部に環状に固着された複数の研削砥石４６とから構成される。

保持ステップの後、本ステップでは、図９に示すように、ウェーハＷを保持した保持手段３１を矢印ａ方向に所定の回転速度で回転させつつ、研削ホイール４４を保持手段３１と同方向（矢印ｂ方向）に回転させ、研削手段４０を下降させて研削砥石４６をウェーハＷの裏面Ｗｂに接触させる。そして、研削手段４０を所定の研削送り速度で下方に移動させていくことにより、ウェーハＷが所定の厚さまで薄化される。

加工ステップが終了すると、保持手段３１におけるウェーハＷの保持を解除し、シートＳを表面Ｗａから剥離する。シートＳの接着部材Ｒは、環状フレームＦに貼着される部分にのみ形成され、ウェーハＷに対応する部分には形成されていないため、シートＳをウェーハＷから剥がした後にウェーハＷの表面Ｗａに糊の残渣が生じることがない。

なお、本発明の実施形態は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の趣旨を逸脱しない範囲において様々に変更、置換、変形されてもよい。

例えば、上記実施形態では、保持テーブル１１に内蔵した加熱手段１８によって、テーブル本体１２、ポーラス板１４及びウェーハＷを介してシートＳを加熱するようにしたが、例えば、図１０に示すように、保持面１１ａの上方に遠赤外線ヒータや温風ヒータ、ランプなどの加熱手段５０を配設し、シートＳをその上方から直接加熱するようにしてもよい。

また、上記実施形態における載置ステップでは、シートＳを環状フレームＦに貼着することとしたが、シートＳに環状フレームＦを貼着せずに、シートＳを保持テーブル１１において直接保持するようにしてもよい。その場合は、環状フレームＦを固定する図３に示した環状フレーム固定部２３は不要となる。

また、上記実施形態では、加工ステップにおいてウェーハＷの裏面Ｗｂを研削加工する場合を例示したが、加工ステップでは、ウェーハＷの裏面Ｗｂから分割予定ラインＬに沿って切削ブレードを切り込ませて切削加工したり、裏面Ｗｂ側からプラズマにより分割予定ラインＬをプラズマエッチングしたり、裏面Ｗｂからレーザビームを照射して分割予定ラインＬに沿ってウェーハＷの内部に改質層を形成したりすることも可能である。

１０：貼着装置１１：保持テーブル１１ａ：保持面
１２：テーブル本体１２ｂ：下面１３：凹部１３ａ：底
１４：ポーラス板１５：吸引路１６：吸引源１７：制御弁
１８：加熱手段１９：面状発熱体２０：金属プレート２１：断熱材
２２：位置決め部材２３：環状フレーム固定部
３０：加工装置３１：保持手段３１ａ：保持面
３２：テーブル本体３３：凹部３３ａ：底
３４：ポーラス板３５：吸引路３６：吸引源３７：制御弁
３８：クランプ部
４０：研削手段４１：スピンドル４２：ホイールマウント４３：ねじ
４４：研削ホイール４５：ホイール基台４６：研削砥石
５０：加熱手段
Ｓ：シート（表面保護部材）Ｒ：接着部材
Ｆ：環状フレームＫ：切欠部
Ｗ：ウェーハＷａ：表面Ｂ：バンプＤ：デバイスＬ：分割予定ライン
Ｗｂ：裏面

Claims

板状物の表面に表面保護部材を配設する加工方法であって、
板状物よりも大径の保持面を有した保持テーブル上に板状物の裏面側を載置して該表面を露出させる板状物載置ステップと、
該板状物載置ステップを実施した後、板状物に対応した領域には糊層が形成されていないシートを板状物の該表面上に載置して板状物の該表面と該保持テーブルの該保持面とを覆い、該保持面に作用する負圧によって該シートを吸引し板状物の該表面に密着させるとともに、該シートを加熱して該シートを板状物の該表面に貼着する貼着ステップと、を備え、
該板状物載置ステップを実施する前に、前記シートの外周を内径が該保持面の外径より大きい環状フレームに接着部材で貼着するフレーム貼着ステップを更に備え、
該保持テーブルは該環状フレームを固定する環状フレーム固定部を備え、
該板状物載置ステップでは該環状フレーム固定部で該環状フレームが固定される、
加工方法。
前記貼着ステップを実施した後、
前記シートを介して板状物を保持手段で保持して板状物の裏面を露出させる保持ステップと、
該保持ステップを実施した後、板状物の該裏面に加工手段で加工を施す加工ステップと、を備えた請求項１に記載の加工方法。
前記貼着ステップでは、前記保持テーブルを加熱することで板状物を介して前記シートを加熱する、
請求項１に記載の加工方法。