-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verarbeiten eines Wafers zum Ermöglichen der Handhabung eines dünnen Wafers.
-
Ein Wafer, auf dessen Vorderseite mehrere Bausteine, z. B. IC- oder LSI-Bausteine, ausgebildet sind, wird unter Verwendung einer Dicing- bzw. Schneide- oder Trennvorrichtung oder einer ähnlichen Vorrichtung in die einzelnen Bausteine getrennt. Die Bausteine werden in verschiedenartigen elektronischen Geräten montiert und weit verbreitet verwendet. Um z. B. eine kleinere Größe und ein geringeres Gewicht des elektronischen Geräts zu erreichen, wird der Wafer vor dem Trennen in die einzelnen Bausteine durch Schleifen seiner Rückseite auf eine Dicke von beispielsweise 100 μm–50 μm gebracht.
-
Wenn der Wafer durch das Schleifen gedünnt wird, geht jedoch seine Steifigkeit verloren, so dass eine Handhabung des Wafers in nachfolgenden Verarbeitungsschritten schwierig ist. Beispielsweise wird es schwierig, die Rückseite des Wafers für einen Test mit einer Metallschicht aus Gold, Silber, Titan oder einem ähnlichen Material zu beschichten, so dass elektrische Tests der Bausteine schwierig werden. Daher ist eine Technik vorgeschlagen worden, gemäß der die Rückseite des Wafers in einem Zustand geschliffen wird, in dem ein Halterungs- oder Stützmaterial mit der Vorderseite verbunden ist, um die Handhabung des Wafers zu erleichtern (vergl. z. B.
JP 2004-22 634 A und
JP 2003-209 083 A ).
-
Wenn das Halterungs- oder Stützmaterial mit der Vorderseite des Wafers verbunden ist, muß es jedoch später abgezogen werden. Dadurch entsteht ein Problem dahingehend, dassdass, auch nachdem das Stützmaterial abgezogen worden ist, manchmal ein Klebemittel auf den auf der Vorderseite ausgebildeten Bausteinen verbleibt. Es ist eine mühsame Verarbeitung erforderlich, um das Klebemittel vollständig zu entfernen, so dass die Handhabung des Wafers diesbezüglich schwierig wird.
-
JP 2001-196 404 A beschreibt eine Halbleitervorrichtung und ein Herstellungsverfahren hierfür, wobei die Halbleitervorrichtung eine Elektrode auf einer Isolierschicht auf eifern Halbleitersubstrat, eine isolierende Deckschicht, die mit einer Öffnung versehen ist, durch die die Elektrode freiliegend ist, die auf der Isolierschicht gebildet ist, und einen Schutzfilm aufweist, der mit einer Grundschicht und einer Widerstandsschicht ausgestattet ist, um die Deckschicht und das Innere der Öffnung zu bedecken.
-
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Verarbeiten eines Wafers bereitzustellen, wobei der durch Schleifen gedünnte Wafer stabil gehalten wird und kein mühsamer Arbeitsschritt erforderlich ist, wodurch die Handhabung des Wafers in späteren Verarbeitungsschritten erleichtert wird.
-
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche gelöst.
-
Erfindungsgemäß wird die Rückseite des Wafers in einem Zustand geschliffen, in dem ein Schutzelement durch ein ringförmiges Klebemittel mit einer Öffnung an einem überschüssigen Außenumfangsbereich der Vorderseite des Wafers angeklebt wird, und in dem die Schutzelementseite auf einem Spanntisch einer Schleifvorrichtung gehalten wird. Dadurch wird, auch wenn der Wafer durch den Schleifvorgang auf eine Dicke von nur 100 μm–50 μm gedünnt wird, der Wafer durch das Schutzelement verstärkt, so dass er leicht handhabbar ist. Außerdem klebt das Klebemittel nur am überschüssigen Außenumfangsbereich und nicht am Bausteinbereich an, so dass kein mühsamer Arbeitsschritt zum späteren Entfernen des Klebemittels erforderlich ist.
-
Außerdem befindet sich in einem Beschichtungsschritt zum Ausbilden einer Schicht auf der Rückseite des Wafers, der das auf seiner Vorderseite angeklebte Schutzelement trägt, die Ebene des Wafers aufgrund der Verstärkung durch das Schutzelement in einem flachen Zustand, so dass der Wafer einfach handhabbar ist und die Metallschicht gleichmäßig und flach ausgebildet werden kann.
-
Außerdem wird aufgrund des Schutzelementschneideschritts, in dem das Schutzelement derart geschnitten wird, dass der am überschüssigen Außenumfangsbereich anhaftende Teil ringförmig verbleiben kann, und des Testschritts, in dem der vom ringförmigen Teil verschiedene Teil des Schutzelements entfernt wird, wodurch der Bausteinbereich freigelegt wird, und die Bausteine elektrisch getestet werden, der Testschritt in einem Zustand ausgeführt, in dem der überschüssige Außenumfangsbereich durch das Schutzelement gestützt wird, so dass der Halte- oder Stützzustand des Wafers stabilisiert wird.
-
Im Dicing- bzw. Schneide- oder Trennschritt zum Trennen des Wafers in die einzelnen Bausteine kann das in der Ringform verbleibende Schutzelement zusammen mit dem Wafer geschnitten werden. Alternativ kann der Wafer in die einzelnen Bausteine getrennt werden, nachdem der überschüssige Außenumfangsbereich durch Schneiden des Wafers entlang des Innenumfangs des in der Ringform verbleibenden Schutzelements vom Bausteinbereich getrennt worden ist.
-
Die Erfindung wird nachstehend unter Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert; es zeigen:
-
1 eine perspektivische Ansicht eines Beispiels eines Wafers;
-
2 eine perspektivische Ansicht von Beispielen des Wafers, eines Klebemittels und eines Schutzelements;
-
3 eine perspektivische Ansicht des Wafers, an dem das Schutzelement angeklebt ist;
-
4 eine Querschnittansicht des Wafers, an dem das Schutzelement angeklebt ist;
-
5 eine perspektivische Ansicht eines Beispiels einer Schleifvorrichtung;
-
6 eine perspektivische Ansicht des Wafers und des Schutzelements nach dem Schleifen der Rückseite des Wafers;
-
7 eine Querschnittansicht eines Beispiels einer Beschichtungsvorrichtung;
-
8 eine vergrößerte Teil-Querschnittansicht des Wafers, dessen Rückseite mit einer Metallschicht und dem Schutzelement bedeckt ist;
-
9 eine perspektivische Ansicht zum Darstellen eines Beispiels eines Schutzelementschneideschritts;
-
10 eine Querschnittansicht zum Darstellen des Beispiels des Schutzelementschneideschritts;
-
11 eine perspektivische Ansicht des Wafers und des Schutzelements nach Abschluß des Schutzelementschneideschritts;
-
12 eine perspektivische Ansicht zum Darstellen eines Beispiels eines Testschritts;
-
13 eine perspektivische Ansicht zum Darstellen eines Zustands, in dem der Wafer, auf dem das Schutzelement in einer ringförmigen Form verbleibt und auf dessen Rückseite eine Metallschicht ausgebildet ist, durch ein Band mit einem Rahmen integral ist;
-
14 eine perspektivische Ansicht zum Darstellen eines Beispiels eines Schritts zum Abtrennen des überschüssigen Außenumfangsbereichs;
-
15 eine perspektivische Ansicht zum Darstellen eines Zustands, in dem der Wafer, von dem ein überschüssiger Außenumfangsbereich und das ringförmige Schutzelement entfernt worden sind, durch das Band mit dem Rahmen integral ist;
-
16 eine perspektivische Ansicht zum Darstellen eines Beispiels eines Trennschritts;
-
17 eine perspektivische Ansicht zum Darstellen eines anderen Beispiels des Trennschritts; und
-
18 eine perspektivische Ansicht eines Wafers, eines Klebemittels und eines Schutzelements mit jeweils rechteckigen Formen.
-
Auf der Vorderseite 14a eines in 1 dargestellten Wafers 14 sind eine große Anzahl von Bausteinen 16 ausgebildet, die durch sich vertikal und horizontal erstreckende Bahnen (Streets) 15 abgegrenzt sind. Die Chips der einzelnen Bausteine 16 werden durch vertikales und horizontales Schneiden des Wafers 14 entlang den diese Bausteine abgrenzenden Bahnen 15 erhalten. Die Vorderseite 14a des Wafers 14 weist einen Bausteinbereich 18 auf, in dem die Bausteine 16 ausgebildet sind, und einen überschüssigen Außenumfangsbereich 17, der den Bausteinbereich 18 umgibt und in dem keine Bausteine ausgebildet sind. Jeder einzelne Baustein 16 kann einen Bump aufweisen.
-
Um den Wafer 14 in einer gewünschten Dicke auszubilden, muß seine Rückseite 14a geschliffen werden. Vor dem Schleifen wird, wie in 2 dargestellt, durch ein ringförmiges Klebemittel 11 mit einer Öffnung 12 ein Schutzelement 10 am überschüssigen Außenumfangsbereich 17 der Vorderseite 14a des Wafers 14 angeklebt. Dadurch wird, wie in den 3 und 4 dargestellt ist, ein Zustand hergestellt, in dem der Wafer 14 und das Schutzelement 10 durch das Klebemittel 11 integral sind (Schritt zum Ankleben eines Schutzelements). Das Klebemittel 11 besteht beispielsweise aus einem Polyimidharz, und seine Dicke sollte vorzugsweise außerordentlich gering sein, z. B. etwa 5 μm betragen. Wenn die Bumps im Bausteinbereich 18 ausgebildet sind, wird das Klebemittel 11 jedoch in einer Dicke bereitgestellt, die der Höhe jedes Bump entspricht, wodurch verhindert werden kann, dass der Wafer 14 aufgrund von Belastungskonzentrationen an den Bumps in späteren Arbeitsschritten beschädigt wird, und das Klebemittel 11 klebt nicht am Bausteinbereich 18 fest. Außerdem kann das Schutzelement 10 aus Silizium, Glas, Keramik oder einem ähnlichen Material bestehen. Im dargestellten Beispiel ist das Schutzelement 10 kreisförmig ausgebildet und hat den gleichen Durchmesser wie der Wafer 14. Es sollte vorzugsweise eine Dicke von beispielsweise etwa 500 μm haben.
-
Wenn der Wafer 14 und die Schutzschicht auf diese Weise durch das Klebemittel 11 aneinander geklebt worden sind, wird die Rückseite des Wafers 14 anschließend geschliffen (Rückseitenschleifschritt). Für den Rückseitenschleifschritt kann beispielsweise eine in 5 dargestellte Schleifvorrichtung 1 verwendet werden.
-
Die Schleifvorrichtung 1 weist mindestens auf: einen Spanntisch 2, der drehbar ist, während er die Waferanordnung hält (d. h. den Wafer 14 mit dem daran angeklebten Schutzelement 10), einen Schleifstein 3, der sich mit der Drehbewegung einer Spindel dreht, eine Antriebseinheit 4, die den Schleifstein 3 drehbar antreibt, eine Führungseinheit 5, die die Antriebseinheit 4 hält, um ihre Bewegung in einer vertikalen Richtung zu führen, und eine bewegliche Antriebseinheit 6, die den Schleifstein 3 sowie die Antriebseinheit 4 durch die Führungseinheit 5 präzise in der vertikalen Richtung bewegt.
-
Nachdem das Schutzelement 10 am Wafer 14 festgeklebt worden ist, wird die Waferanordnung auf dem Spanntisch 2 der Schleifvorrichtung 1 mit der Rückseite 14b nach oben und dem Schutzelement 10 nach oben gewandt angeordnet und gehalten. Anschließend wird der Spanntisch 2 derart bewegt, dass die Waferanordnung direkt unter dem Schleifstein 3 angeordnet ist. Daraufhin wird der Schleifstein 3, während er gedreht wird, abgesenkt und mit der Rückseite 14b des Wafers 14 in Kontakt gebracht, wodurch der Rückseitenschleifschritt ausgeführt wird. Während des Schleifvorgangs wird der Bausteinbereich 18 des Wafers 14 durch das Schutzelement 10 geschützt.
-
Wie in 6 dargestellt ist, ist der Wafer 14, dessen Rückseite 14b geschliffen worden ist, dünn und trägt das über der Vorderseite 14a angeklebte Schutzelement 10. In diesem Zustand wird anschließend eine Metallschicht aus Gold, Silber, Titan oder einem ähnlichen Material auf der Rückseite 14b ausgebildet.
-
Im Beschichtungsschritt wird eine z. B. in 7 dargestellte Unterdruck-Beschichtungsvorrichtung 30 verwendet. In der Unterdruck-Beschichtungsvorrichtung 30 ist eine Halteeinheit 32 zum Halten der Waferanordnung auf eine elektrostatische Weise im Inneren einer Sputterkammer 31 angeordnet. Eine aus Metall hergestellte Sputterquelle 34 ist an einer Position über und gegenüberliegend der Halteeinheit 32 in einem Zustand angeordnet, in dem sie durch ein Erregerelement 33 gehalten wird. Eine Hochfrequenzleistungsquelle 35 ist mit der Sputterquelle 34 verbunden. Außerdem ist in einem Seitenabschnitt der Sputterkammer 31 ein Einlaßport 36 zum Einleiten eines Sputtergases ausgebildet, und im anderen Seitenabschnitt ist ein mit einer Druckreduktionsquelle kommunizierender Druckreduktionsport 37 ausgebildet.
-
Weil die Seite des Schutzelements 10 auf der Halteeinheit 32 elektrostatisch gehalten wird, wird die Rückseite 14b des Wafers 14 gegenüberliegend der Sputterquelle 34 gehalten. Der durch das Erregerelement 33 magnetisierten Sputterquelle 34 wird von der Hochfrequenzleistungsquelle 35 eine Hochfrequenzleistung mit einer Frequenz von etwa 40 kHz zugeführt, die Sputterkammer 31 wird auf einen druckreduzierten Zustand gebracht, indem ihr Innendruck über den Druckreduktionsport 37 auf etwa 10–2 Pa–10–4 Pa reduziert wird, und durch Einleiten von Argongas über den Einlaßport 36 wird ein Plasma erzeugt. Dann kollidieren Argonionen im Plasma mit der Sputterquelle 34, wodurch Metallpartikel herausgeschlagen werden und sich auf der Rückseite 14b des Wafers 14 ablagern. Auf diese Weise wird die Metallschicht 40 auf der Rückseite 14b des Wafers 14 ausgebildet, wie in 8 dargestellt ist (Beschichtungsschritt). Der Beschichtungsschritt wird in einem Zustand ausgeführt, in dem der durch das Schleifen gedünnte Wafer 14 mit dem Schutzelement 10 integral gehalten wird, so dass auch ein Wafer 14 leicht gehandhabt werden kann, dessen Steifigkeit verloren gegangen ist. Außerdem befindet sich die Ebene des Wafers 14 in einem flachen Zustand, so dass die Metallschicht 40 gleichmäßig und flach ausgebildet werden kann. Für den Beschichtungsschritt kann auch ein Vakuum-Aufdampfverfahren, ein CVD-Verfahren oder ein ähnliches Verfahren verwendet werden.
-
Anschließend wird, wie in 9 dargestellt ist, die erhaltene Waferanordnung in einen Zustand gebracht, in dem die Metallschicht 40 auf einem Haltetisch 50 in einer Schneidvorrichtung gehalten wird und das Schutzelement 10 freiliegt. In diesem Zustand wird ein Schneidmesser 51, das dazu geeignet ist, mit einer hohen Drehzahl zu rotieren, auf das Schutzelement 10 aufgebracht, und der Haltetisch 50 wird gedreht. Dadurch wird veranlaßt, dass das Schneidmesser 51 das Schutzelement 10 entsprechend der Dicke des Schutzelements entlang einer Schneidlinie 13 schneidet, während das Schutzelement 10 und das Schneidmesser 51 relativ zueinander gedreht werden. Auf diese Weise wird eine kreisförmige Öffnung entlang der Schnittlinie 13 nur im Schutzelement 10 ausgebildet, ohne dass der Wafer 14 geschnitten wird, und das Schutzelement 10 verbleibt in einer Ringform. Die Position, an der das Schneidmesser 51 aufgebracht wird, entspricht der Grenze zwischen dem Bausteinbereich 18 und dem überschüssigen Außenumfangsbereich 17, wie in 10 dargestellt ist. Nachdem das Schutzelement 10 auf diese Weise teilweise geschnitten worden ist, wird der den Bausteinbereich 18 abdeckende Teil des Schutzelements entfernt. Dadurch wird, wie in 11 dargestellt ist, der Bausteinbereich 18 des Wafers 14 in einem Zustand freigelegt, in dem das ringförmig verbleibende Schutzelement 10 den Außenumfangsbereich 17 des Wafers 14 verstärkt und den dünnen Wafer 14 derart stützt, dass er wie ein Trommelfell gespannt wird (Schutzelementschneideschritt). Weil das Klebemittel 11 nicht am Bausteinbereich 18 anhaftet, ist kein mühsamer Arbeitsschritt zum Entfernen dieses Klebemittels erforderlich.
-
Anschließend wird, wie in 12 dargestellt ist, die Rückseite des Wafers 14, auf der die Metallschicht 40 ausgebildet worden ist, auf dem Haltetisch 60 gehalten, und Prüf- oder Tastköpfe 61 werden mit den Bausteinen 16 auf der Vorderseite des Wafers 14 in Kontakt gebracht, um die elektrischen Eigenschaften jedes einzelnen Bausteins zu testen (Testschritt). Der Haltetisch 60 wird geerdet, wodurch der Wafer 14 über die Metallschicht 40 geerdet wird. Der Testschritt wird außerdem in einem Zustand ausgeführt, in dem das Schutzelement 10 und der Wafer 14 integral sind, und in dem der überschüssige Außenumfangsbereich 17 des Wafers 14 durch das Schutzelement 10 gehalten wird. Dadurch werden ein stabiler Halte- oder Stützzustand und eine einfache Handhabung gewährleistet, und der Testvorgang kann glatt ausgeführt werden.
-
Nach Abschluß des Testschritts wird die erhaltene Waferanordnung in einen in 13 dargestellten Zustand gebracht, in dem die Rückseite des Wafers 14, auf der die Metallschicht 40 ausgebildet ist, auf der Klebefläche eines Bandes 71 aufgeklebt wird, an dessen Umfangsabschnitt ein Rahmen 70 angeklebt ist, und in dem die Vorderseite 14a des Wafers 14 freiliegt. Hierbei wird, wie in 14 dargestellt ist, der Wafer 14, der durch das Band 71 mit dem Rahmen 70 integral ist, gedreht, und es wird veranlaßt, dass das mit einer hohen Drehzahl rotierende Schneidmesser 51 den Wafer 14 an der Innenseite des ringförmigen Schutzelements 10 derart schneidet, dass das Band 71 nicht eingeschnitten wird, wodurch der Wafer 14 entlang des Innenumfangs des Schutzelements 10 geschnitten wird. Nach diesem Schneidvorgang werden der überschüssige Außenumfangsbereich 17 und das Schutzelement 10 entfernt, wie in 15 dargestellt ist, wodurch der Wafer 14 mit dem Rahmen 70 in einem Zustand integral wird, in dem der überschüssige Außenumfangsbereich 17 abgetrennt ist und nur der Bausteinbereich 18 des Wafers am Band 71 anhaftet (Schritt zum Abtrennen des überschüssigen Außenumfangsbereichs).
-
Anschließend wird, wie in 16 dargestellt ist, der erhaltene Wafer 14 in Richtung einer X-Achse bewegt, und es wird veranlaßt, dass das Schneidmesser 51, das dazu geeignet ist, mit einer hohen Drehzahl zu rotieren, die Bahnen des Wafers 14 horizontal und vertikal schneidet, wodurch der Wafer 14 in die einzelnen Bausteine 16 getrennt wird (Trennschritt).
-
Auf diese Weise ist, wenn der Wafer 14 mit dem überschüssigen Außenumfangsbereich 17 und dem Schutzelement 10, die nicht entfernt sind, wie in 17 dargestellt ist, vertikal und horizontal geschnitten wird, der Schritt zum Abtrennen des überschüssigen Außenumfangsbereichs nicht erforderlich.
-
Obwohl vorstehend als Beispiel eine Verarbeitung eines im wesentlichen kreisförmigen Wafers beschrieben worden ist, ist die vorliegende Erfindung auch auf die Verarbeitung eines rechteckigen Wafers anwendbar. Bei der Verarbeitung eines beispielsweise in 18 dargestellten rechteckigen Wafers 80 wird ein Schritt zum Ankleben eines Schutzelements derart ausgeführt, dass ein rechteckiges Schutzelement 84 durch ein Klebemittel 83, das der Form eines überschüssigen Außenumfangsbereichs 82 entspricht, am überschüssigen Außenumfangsbereich 82 angeklebt wird, der einen rechteckigen Bausteinbereich 81 umgibt. Ein Rückseitenschleifschritt, ein Beschichtungsschritt und ein Testschritt werden auf die gleiche Weise ausgeführt wie im Fall des kreisförmigen Wafers.
-
In einem Schutzelementschneideschritt wird das Schutzelement 84 geradlinig geschnitten, so dass es in der Form eines Rahmens (rechteckigen Rings) verbleibt, wobei der Wafer 80 in Richtung einer X-Achse bewegt wird und das Schutzelement 84 und das Schneidmesser 51 aufeinanderfolgend um 90 Grad relativ zueinander gedreht werden. Daraufhin wird der den Bausteinbereich 81 abdeckende Bereich des Schutzelements 84 entfernt. Anschließend wird der Testschritt durch das gleiche Verfahren wie im Fall des kreisförmigen Wafers ausgeführt. Ein Trennschritt ist ebenfalls demjenigen für den kreisförmigen Wafer gleich. Wenn vor dem Trennschritt ein Schritt zum Abtrennen des überschüssigen Außenumfangsbereichs ausgeführt wird, können der überschüssige Außenumfangsbereich 82 und das Schutzelement 84 derart entfernt werden, dass der Wafer 80 entlang des Innenumfangs des Schutzelements 84 geradlinig bewegt wird, während er in Richtung der X-Achse bewegt wird, und der Wafer 80 wird durch aufeinanderfolgendes Drehen des Wafers um 90 Grad auf ähnliche Weise geradlinig geschnitten. Andererseits werden, wenn der Schritt zum Abtrennen eines überschüssigen Außenumfangsbereichs nicht ausgeführt wird, der überschüssige Außenumfangsbereich 82 und das Schutzelement 84 zusammen mit dem Bausteinbereich 81 auf die gleiche Weise geschnitten wie im Fall des kreisförmigen Wafers.
-
Gemäß der vorstehend beschriebenen Erfindung wird ein Wafer durch ein Schutzelement verstärkt. Dadurch wird die Handhabung des Wafers während der Verarbeitung erleichtert, und die Erfindung ist insbesondere zum Verarbeiten eines dünnen Wafers geeignet.
