JP7455470B2 - ウェーハの加工方法 - Google Patents

Description

本発明は、突起電極が設けられたウェーハを研削する際に用いられるウェーハの加工方法に関する。

各種の電子機器等に組み込まれるデバイスチップを小型化、軽量化するために、デバイスチップへと分割される前のウェーハを薄く加工する機会が増えている。例えば、ウェーハのデバイスが設けられた表面側をチャックテーブルで保持し、回転させた砥石工具をウェーハの裏面側に押し当てることで、このウェーハを研削して薄くできる。

上述のような方法でウェーハを研削する際には、樹脂等の材料でなる保護テープをウェーハの表面側に貼付し、研削の際に加わる衝撃等からデバイスを保護する。一方で、バンプと呼ばれる突起電極がデバイスに設けられている場合には、突起電極が存在するデバイス領域と、デバイス領域を囲む外周余剰領域と、でウェーハの表面側に高低差が生じてしまう。

このような状況では、ウェーハの外周余剰領域をチャックテーブルによって適切に保持できないので、ウェーハの表面側に保護テープを貼付したとしても、砥石工具からの負荷が外周余剰領域に加わる際に高い確率でウェーハが破損してしまう。そこで、突起電極の高さよりも厚みの大きい（厚い）糊層（接着剤層）を持つ保護テープをウェーハの表面側に貼付する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１３－２１０１７号公報

上述の技術を用いれば、突起電極に起因する表面側の高低差を糊層によって吸収し、外周余剰領域を含むウェーハの表面側の全体をチャックテーブルで適切に保持できる。しかしながら、この技術では、厚みの大きい糊層に対して突起電極を埋没させるように保護テープをウェーハに貼付するので、突起電極によって形成される隙間に糊（接着剤）が入り込んでしまう。

その結果、保護テープを剥離する際にウェーハ側に糊が残留し、突起電極と配線等との接続に不良が生じる可能性があった。また、ウェーハ側に残った糊が変質し、デバイスの信頼性を低下させる恐れがあった。

本発明はかかる問題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、ウェーハが破損する可能性を低く抑えながら、突起電極に起因する隙間に保護テープの糊を残留させることなくウェーハを研削できるウェーハの加工方法を提供することである。

本発明の一態様によれば、交差する分割予定ラインで区画された複数の領域のそれぞれに複数の突起電極を有する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む外周余剰領域と、を備える表面、該表面とは反対側の裏面、及び、該表面の該外周余剰領域と該裏面とを接続する側面を含むウェーハを加工する際に用いられるウェーハの加工方法であって、ウェーハの該表面の該外周余剰領域と該側面とを部分的に又は全体的に覆うように樹脂を供給して硬化させることで、該外周余剰領域を覆う部分が該突起電極に対応する厚みを有する樹脂部材を形成する樹脂部材形成ステップと、該樹脂部材形成ステップを実施した後、該樹脂部材の該外周余剰領域を覆う部分及び複数の該突起電極に保護テープを貼付する保護テープ貼付ステップと、該保護テープ貼付ステップを実施した後、該保護テープ及び該樹脂部材を介してウェーハの該表面側を保持テーブルで保持し、ウェーハの該裏面を研削する研削ステップと、を含むウェーハの加工方法が提供される。該樹脂部材形成ステップでは、該ウェーハに装着された金型に該樹脂を供給してもよい。

本発明の一態様にかかるウェーハの加工方法では、外周余剰領域を覆う部分が突起電極に対応する厚みを有する樹脂部材を形成した上で、樹脂部材の外周余剰領域を覆う部分に保護テープを貼付するので、突起電極の高さよりも厚みの大きい（厚い）糊層を持つ保護テープを使用しなくても、ウェーハの表面側を保持テーブルで適切に保持できる。

つまり、樹脂部材を用いずに糊層の厚みが小さい（薄い）保護テープだけを用いる場合とは異なり、ウェーハの表面側の高低差が十分に小さくなるので、研削の際に外周余剰領域に加わる負荷に起因してウェーハが破損する可能性も低くなる。また、突起電極の高さよりも厚みの大きい（厚い）糊層を持つ保護テープを使用する場合のように、突起電極に起因する隙間に保護テープの糊が残留することもない。

よって、本発明の一態様にかかるウェーハの加工方法によれば、ウェーハが破損する可能性を低く抑えながら、突起電極に起因する隙間に保護テープの糊を残留させることなくウェーハを研削できる。

図１（Ａ）は、ウェーハを模式的に示す斜視図であり、図１（Ｂ）は、ウェーハを模式的に示す断面図である。 図２（Ａ）は、ウェーハに金型が装着される様子を模式的に示す斜視図であり、図２（Ｂ）は、ウェーハに金型が装着された状態を模式的に示す断面図である。 図３は、ウェーハの表面の外周余剰領域と側面とを覆う樹脂部材が形成される様子を模式的に示す断面図である。 図４は、ウェーハ及び樹脂部材から金型が取り外された状態を模式的に示す断面図である。 図５は、樹脂部材に保護テープが貼付された状態を模式的に示す断面図である。 図６は、ウェーハの裏面が研削される様子を模式的に示す側面図である。

添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。図１（Ａ）は、本実施形態にかかるウェーハの加工方法で加工されるウェーハ１１を模式的に示す斜視図であり、図１（Ｂ）は、ウェーハ１１を模式的に示す断面図である。図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示すように、ウェーハ１１は、例えば、シリコン等の半導体を用いて円盤状に形成されており、概ね平坦な表面１１ａと、表面１１ａとは反対側の裏面１１ｂと、表面１１ａと裏面１１ｂとを接続する側面１１ｃと、を含む。

ウェーハ１１の表面１１ａ側は、中央部を含むデバイス領域と、デバイス領域を囲む外周余剰領域と、に分けられており、側面１１ｃは、この外周余剰領域と裏面１１ｂとを接続している。デバイス領域は、互いに交差する複数の分割予定ライン（ストリート）１３によって更に複数の小領域に区画されており、各小領域には、ＩＣ（Integrated Circuit）等のデバイス１５が形成されている。各デバイス１５は、それぞれが半田ボール等で構成される複数の突起電極（バンプ）１５ａを有している。

なお、本実施形態では、シリコン等の半導体を用いて形成される円盤状のウェーハ１１を例示しているが、ウェーハ１１の材質、形状、構造、大きさ等に制限はない。例えば、他の半導体、セラミックス、樹脂、金属等の材料でなる基板をウェーハ１１として用いることもできる。同様に、デバイス１５の種類、数量、形状、構造、大きさ、配置等にも制限はない。

本実施形態にかかるウェーハの加工方法では、このウェーハ１１の一部を覆う樹脂部材を形成する（樹脂部材形成ステップ）。具体的には、まず、樹脂部材の形成に必要な金型をウェーハ１１に装着する。図２（Ａ）は、ウェーハ１１に金型２１が装着される様子を模式的に示す斜視図であり、図２（Ｂ）は、ウェーハ１１に金型２１が装着された状態を模式的に示す断面図である。

図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示すように、金型２１は、ウェーハ１１よりも径の大きい円盤状の底部２１ａと、底部２１ａの上面側の外周縁に接続されウェーハ１１の厚み以上の高さを持つ円筒状の側部２１ｂと、を含む。底部２１ａの上面は、概ね平坦に形成されている。また、この底部２１ａの上面には、ウェーハ１１のデバイス領域と外周余剰領域とを仕切ることのできる環状の仕切り部２１ｃが設けられている。

仕切り部２１ｃの高さ（底部２１ａの上面と仕切り部２１ｃの頂点との距離）は、例えば、ウェーハ１１の表面１１ａから突起電極１５ａの頂点までの距離と同じか、それより僅かに大きい、又は僅かに小さい。すなわち、仕切り部２１ｃは、突起電極１５ａに対応する高さに形成されている。このような金型２１は、例えば、ステンレス鋼に代表される金属板を、ＣＮＣ加工や放電加工等の方法で加工することにより得られる。

金型２１をウェーハ１１に装着する際には、図２（Ａ）に示すように、ウェーハ１１の表面１１ａのデバイス領域と外周余剰領域との境界に仕切り部２１ｃの頂点を接触させるように、金型２１の内側の空間にウェーハ１１を収容する。その結果、金型２１の内側の空間は、図２（Ｂ）に示すように、仕切り部２１ｃによって、ウェーハ１１のデバイス領域を収容する上面視で円状（円盤状）の空間Ａと、ウェーハ１１の外周余剰領域を収容する上面視で環状（円筒状）の空間Ｂと仕切られる。

金型２１をウェーハ１１に装着した後には、この金型２１の外周余剰領域を収容する空間Ｂに樹脂を供給し、ウェーハ１１の表面１１ａの外周余剰領域とウェーハ１１の側面１１ｃとを覆う樹脂部材を形成する。図３は、ウェーハ１１の表面１１ａの外周余剰領域と側面１１ｃとを覆う樹脂部材２３が形成される様子を模式的に示す断面図である。

金型２１の空間Ｂに樹脂を供給した上で、加熱、加圧等の処理を行うことで、樹脂を硬化させて、ウェーハ１１を囲む環状（円筒状）の樹脂部材２３を形成できる。なお、樹脂部材２３の原料として使用される樹脂の種類に大きな制限はないが、例えば、エポキシ樹脂等を使用すると良い。

上述のように、仕切り部２１ｃは、突起電極１５ａに対応する高さに形成されている。よって、樹脂部材２３の外周余剰領域を覆う部分も、突起電極１５ａの高さに対応する厚みに形成される。より具体的には、樹脂部材２３の外周余剰領域を覆う部分の厚みが、ウェーハ１１の表面１１ａから突起電極１５ａの頂点までの距離と同じか、それより僅かに大きく、又は僅かに小さくなる。なお、圧縮成形（compression molding）等の方法を採用する場合には、空間Ｂの上部を閉じる別の金型を用意することになる。

樹脂部材２３を形成した後には、ウェーハ１１及び樹脂部材２３から金型２１を取り外す。図４は、ウェーハ１１及び樹脂部材２３から金型２１が取り外された状態を模式的に示す断面図である。なお、本実施形態では、ウェーハ１１の表面１１ａの外周余剰領域とウェーハ１１の側面１１ｃとを全体的に覆う環状の樹脂部材２３を形成したが、本発明の樹脂部材は、ウェーハの表面の外周余剰領域とウェーハの側面との双方を部分的に覆うように形成されても良い。

樹脂部材２３を形成した後には、この樹脂部材２３の外周余剰領域を覆う部分に保護テープを貼付する（保護テープ貼付ステップ）。図５は、樹脂部材２３に保護テープ２５が貼付された状態を模式的に示す断面図である。保護テープ２５は、例えば、フィルム状の基材と、基材の一方の面に設けられた糊層（接着剤層）と、を含み、ウェーハ１１と同じか又はそれ以上の直径を持つ円盤状に形成されている。

保護テープ２５の基材には、例えば、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート等の材料が使用される。保護テープ２５の糊層には、例えば、アクリル系やゴム系の材料が使用される。この保護テープ２５の糊層を樹脂部材２３に密着させることで、保護テープ２５を樹脂部材２３に貼付できる。なお、本実施形態にかかる保護テープ２５の糊層の厚みは、突起電極１５ａの高さよりも小さくなっている。

本実施形態では、図５に示すように、樹脂部材２３の外周余剰領域を覆う部分の表面２３ａと、突起電極１５ａの頂点に相当する部分と、の双方に糊層を密着させて保護テープ２５を貼付する。上述のように、樹脂部材２３の外周余剰領域を覆う部分の厚みは、突起電極１５ａの高さに対応しており、樹脂部材２３の表面２３ａと、突起電極１５ａの頂点に相当する部分と、の高低差は十分に小さくなっている。

そのため、樹脂部材２３の表面２３ａと、突起電極１５ａの頂点に相当する部分と、の双方に貼付される保護テープ２５にも、殆ど段差が生じない。よって、この保護テープ２５と樹脂部材２３とを介して、ウェーハ１１の表面１１ａのデバイス領域と、ウェーハ１１の表面１１ａの外周余剰領域と、の双方を適切に保持できるようになる。

樹脂部材２３の外周余剰領域を覆う部分に保護テープ２５を貼付した後には、ウェーハ１１の裏面１１ｂを研削する（研削ステップ）。図６は、ウェーハ１１の裏面１１ｂが研削される様子を模式的に示す側面図である。ただし、図６では、説明の便宜上、ウェーハ１１及びこれに付随する構成要素を断面で表している。

ウェーハ１１を研削する際には、例えば、図６に示す研削装置２が用いられる。研削装置２は、ウェーハ１１を保持するチャックテーブル（保持テーブル）４を備えている。チャックテーブル４は、モーター等の回転駆動源（不図示）に連結されており、鉛直方向に対して概ね平行な回転軸の周りに回転する。また、チャックテーブル４の下方には、移動機構（不図示）が設けられており、チャックテーブル４は、この移動機構によって水平方向に移動する。

チャックテーブル４の上面の一部は、セラミックス等の材料を用いて多孔質状に形成されており、樹脂部材２３（及び突起電極１５ａ）に貼付された保護テープ２５を保持する保持面４ａとして機能する。保持面４ａは、チャックテーブル４の内部に形成された流路（不図示）等を介して吸引源（不図示）に接続されている。吸引源の負圧を保持面４ａに作用させることで、保護テープ２５が保持面４ａに吸引され、この保護テープ２５及び樹脂部材２３を介してウェーハ１１の表面１１ａ側がチャックテーブル４に保持される。

チャックテーブル４の上方には、研削ユニット６が配置されている。研削ユニット６は、昇降機構（不図示）に支持されたスピンドルハウジング（不図示）を備えている。スピンドルハウジングには、回転軸となるスピンドル８が回転できる態様で収容されており、スピンドルハウジングから露出するスピンドル８の下端部には、円盤状のマウント１０が固定されている。

マウント１０の下面には、マウント１０と概ね同じ直径の研削ホイール（砥石工具）１２が装着されている。研削ホイール１２は、アルミニウムやステンレス鋼等の金属で形成されたホイール基台１４を備えている。ホイール基台１４の下面には、ダイヤモンド等の砥粒を樹脂等の結合剤で固定することにより得られる複数の研削砥石１６が環状に配列されている。

スピンドル８の上端側（基端側）には、モーター等の回転駆動源（不図示）が連結されており、研削ホイール１２は、この回転駆動源が発生する力によって、鉛直方向に対して概ね平行な回転軸の周りに回転する。研削ユニット６の内部又は近傍には、純水等の研削液をウェーハ１１等に対して供給するためのノズル（不図示）が設けられている。

ウェーハ１１の裏面１１ｂを研削する際には、まず、チャックテーブル４の保持面４ａに保護テープ２５を接触させて、吸引源の負圧を作用させる。これにより、ウェーハ１１は、保護テープ２５及び樹脂部材２３を介してチャックテーブル４に保持される。本実施形態では、上述のように、保護テープ２５に殆ど段差が生じないので、この保護テープ２５の全体を保持面４ａに接触させて、ウェーハ１１のデバイス領域と外周余剰領域との双方をチャックテーブル４で適切に保持できる。

ウェーハ１１をチャックテーブル４で保持した後には、このチャックテーブル４を研削ユニット６の下方に移動させる。そして、図６に示すように、チャックテーブル４と研削ホイール１２とをそれぞれ回転させて、研削液をウェーハ１１の裏面１１ｂ側に供給しながらスピンドルハウジング（スピンドル８、研削ホイール１２）を下降させる。

スピンドルハウジングの下降の速度は、ウェーハ１１の裏面１１ｂに対して研削砥石１６の下面が適切な圧力で押し当てられる範囲に調整される。これにより、裏面１１ｂを研削してウェーハ１１を薄くできる。なお、本実施形態では、ウェーハ１１と同時に樹脂部材２３も研削される。この研削は、ウェーハ１１が所定の厚み（仕上げ厚み）になるまで続けられる。

以上のように、本実施形態にかかるウェーハの加工方法では、外周余剰領域を覆う部分が突起電極１５ａに対応する厚みを有する樹脂部材２３を形成した上で、樹脂部材２３の外周余剰領域を覆う部分に保護テープ２５を貼付するので、突起電極１５ａの高さよりも厚みの大きい（厚い）糊層を持つ保護テープを使用しなくても、ウェーハ１１の表面１１ａ側をチャックテーブル（保持テーブル）４で適切に保持できる。

つまり、樹脂部材２３を用いずに糊層の厚みが小さい（薄い）保護テープだけを用いる場合とは異なり、ウェーハ１１の表面１１ａ側の高低差が十分に小さくなるので、研削の際に外周余剰領域に加わる負荷に起因してウェーハ１１が破損する可能性も低くなる。また、突起電極１５ａの高さよりも厚みの大きい（厚い）糊層を持つ保護テープを使用する場合のように、突起電極１５ａに起因する隙間に保護テープの糊が残留することもない。

また、本実施形態では、ウェーハ１１の側面１１ｃの全体を覆う環状の樹脂部材２３を設けているので、ウェーハ１１を研削する際の研削砥石１６との接触によって、側面１１ｃを含むウェーハ１１の端部が欠けるエッジチッピングと呼ばれる不良の発生を抑制できる。

なお、本発明は、上述した実施形態の記載に制限されず種々変更して実施可能である。例えば、上述した実施形態では、金型２１を用いて樹脂部材２３を形成しているが、インクジェット等の他の方法を用いてウェーハ１１を部分的に覆う樹脂部材２３を形成することもできる。

その他、上述した実施形態や変形例にかかる構造、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。

１１ ：ウェーハ
１１ａ ：表面
１１ｂ ：裏面
１１ｃ ：側面
１３ ：分割予定ライン（ストリート）
１５ ：デバイス
１５ａ ：突起電極（バンプ）
２１ ：金型
２１ａ ：底部
２１ｂ ：側部
２１ｃ ：仕切り部
２３ ：樹脂部材
２３ａ ：表面
２５ ：保護テープ
Ａ ：空間
Ｂ ：空間
２ ：研削装置
４ ：チャックテーブル（保持テーブル）
４ａ ：保持面
６ ：研削ユニット
８ ：スピンドル
１０ ：マウント
１２ ：研削ホイール（砥石工具）
１４ ：ホイール基台
１６ ：研削砥石

Claims (2)

1. 交差する分割予定ラインで区画された複数の領域のそれぞれに複数の突起電極を有する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む外周余剰領域と、を備える表面、該表面とは反対側の裏面、及び、該表面の該外周余剰領域と該裏面とを接続する側面を含むウェーハを加工する際に用いられるウェーハの加工方法であって、
   ウェーハの該表面の該外周余剰領域と該側面とを部分的に又は全体的に覆うように樹脂を供給して硬化させることで、該外周余剰領域を覆う部分が該突起電極に対応する厚みを有する樹脂部材を形成する樹脂部材形成ステップと、
   該樹脂部材形成ステップを実施した後、該樹脂部材の該外周余剰領域を覆う部分及び複数の該突起電極に保護テープを貼付する保護テープ貼付ステップと、
   該保護テープ貼付ステップを実施した後、該保護テープ及び該樹脂部材を介してウェーハの該表面側を保持テーブルで保持し、ウェーハの該裏面を研削する研削ステップと、を含むウェーハの加工方法。
2. 該樹脂部材形成ステップでは、該ウェーハに装着された金型に該樹脂を供給する請求項１に記載のウェーハの加工方法。

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