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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Waferverarbeitungsverfahren zum Verarbeiten eines Wafers, auf dessen Vorderseite mehrere Bondhügel ausgebildet sind.
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2. Beschreibung des Standes der Technik
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Auf dem Gebiet der Halbleiterfertigung werden die Wafer Jahr für Jahr zunehmend größer, und die Wafer werden dünner, um die Packungsdichte zu erhöhen. Um einen Halbleiterwafer dünner zu machen, wird ein Rückseitenschleifprozess zum Schleifen einer Rückseite des Wafers ausgeführt. Bei dem Rückseitenschleifprozess wird ein Oberflächenschutzfilm auf eine Vorderseite des Wafers aufgebracht, um Chips zu schützen, die auf der Vorderseite des Wafers ausgebildet sind.
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Nach Vollendung des Rückseitenschleifprozesses trägt eine Vereinzelungsfilmauftragsvorrichtung einen Vereinzelungsfilm auf die Rückseite des Wafers auf, so dass der Wafer in einen Montagerahmen integriert wird. Dann wird der Oberflächenschutzfilm, der auf die Vorderseite des Wafers aufgebracht wurde, entfernt, woraufhin der Wafer zu Chips vereinzelt wird. Jeder Chip, der durch den Vereinzelungsprozess gebildet wird, wird aufgenommen und auf einem Leadframe montiert.
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8 ist eine Querschnittsansicht eines Wafer vor dem Rückseitenschleifprozess gemäß dem Stand der Technik. Wie in 8 veranschaulicht, sind Bondhügel B als elektrische Kontakte auf jedem Chip C auf der Vorderseite des Wafers ausgebildet. Wegen der Chips C und der darauf ausgebildeten Bondhügel B ist die Vorderseite 21 des Wafers 20 nicht flach. Wie in 8 zu erkennen ist, hebt sich, wenn der Oberflächenschutzfilm 110 auf die Vorderseite 21 des Wafers 20 aufgebracht ist, eine mittige Region des Wafers 20 von seiner Randregion ab. Oder anders ausgedrückt: Es wird eine Stufe auf dem vorderseitigen Schutzfilm 110 ausgebildet.
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Wie in 9 veranschaulicht, wird der Wafer 20 auf den Rücken gedreht und auf einem Tisch 51 montiert, um die Rückseite 22 des Wafers 20 zu schleifen. Der Tisch 51 ist mit einem Saugabschnitt 52 versehen, der geringfügig kleiner als die äußere Form des Wafers 20 ist. Weil der Oberflächenschutzfilm 110 in der mittigen Region erhöht ist, steht er in der Randregion nicht mit dem Saugabschnitt 52 in Kontakt. Darum wird, wie in der Figur veranschaulicht, in der Randregion ein ringförmiger Freiraum zwischen dem Oberflächenschutzfilm 110 und dem Saugabschnitt 52 gebildet.
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In diesem Zustand kann sich, wenn die Rückseite 22 des Wafers 20 geschliffen wird, die mechanische Belastung auf die mittige Region des Wafers 20 konzentrieren, und infolge dessen können der Bondhügel B, der sich in der mittigen Region befindet, und/oder Wafer 20 selbst beschädigt werden. Des Weiteren kann, weil die Randregion des Wafers 20 nicht durch den Saugabschnitt 52 angesaugt wird, der Rand des Wafers 20 während des Rückseitenschleifprozesses brechen. Des Weiteren können durch den Saugabschnitt 52 während des Rückseitenschleifprozesses Späne durch den ringförmigen Freiraum hindurch angesaugt werden, weshalb der Saugabschnitt 52 verstopfen kann.
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Um diese Probleme zu lösen, offenbart die
japanische ungeprüfte Patentschrift Nr. 2005-109433 eine Technik zum Abdecken der Vorderseite des Wafers durch ein napfförmiges Schutzelement, das mit einem entlang des Randes verlaufenden Klebeteil versehen ist, das an der Randregion des Wafers anhaftet. Wenn ein solches Schutzelement verwendet wird, so wird die mechanische Belastung während des Rückseitenschleifprozesses über den gesamten Wafer verteilt, weshalb die oben angesprochenen Probleme vermieden werden können.
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Jedoch handelt es sich bei dem in der
japanischen ungeprüften Patentschrift Nr. 2005-109433 offenbarten Schutzelement um ein Spezialprodukt, das nur für die Bondhügel einer bestimmten Größe passt, weshalb es teuer ist und sich die Kosten des hergestellten Halbleiterchips erhöhen. Wenn man bedenkt, dass dieses Schutzelement nur während des Rückseitenschleifprozesses verwendet wird und zum Schluss weggeworfen wird, ist es wünschenswert, die Kosten des Schutzelements so weit wie möglich zu senken.
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Des Weiteren kann das Schutzelement, weil es ein Spezialprodukt ist, auch bei nur geringfügiger Veränderung der Höhe des Bondhügels den Bondhügel nicht mehr richtig schützen. Wenn das Schutzelement so, wie es ist, d. h. im unveränderten Zustand, verwendet wird, so können in einem solchen Fall Probleme wie zum Beispiel eine Beschädigung des Wafers und/oder Bondhügels, ein Abbrechen des Randes des Wafers und ein Verstopfen des Saugabschnitts erneut auftreten.
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Die Zusammenfassung der japanischen Patentanmeldung
JP 2005311402 A offenbart ein Herstellungsverfahren für ein Halbleiterelement, welches die Rentabilität und Ausbeute der Verfahrens verbessert, wobei eine Harzschicht auf einer Oberfläche des Halbleitersubstrats aufgetragen wird und das Halbleitersubstrats auf der Oberfläche, die der Oberfläche mit der Harzschicht gegenüberliegt, abgetragen wird.
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Das
US Patent Nr. 7,105,424 B2 offenbart ein Verfahren zum Herstellen einer unausgefüllten Schicht auf einem mit Kontakthöckern versehenen Wafer. Hierbei wird eine Schicht bereitgestellt, welche eine Basisschicht, eine entfernbare Schicht und die unausgefüllte Schicht umfasst. Diese Schicht wird auf einen Bumped-Wafer aufbracht und anschließend wird die Schicht unter Hitze gepresst, so dass die Bumps auf dem Wafer in der unausgefüllten Schicht eingebettet werden. Nachfolgend wird die entfernbare Schicht entfernt.
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Die US Patentanmeldung
US 2004/0157359 A1 offenbart ein Verfahren zum Planarisieren eines Bumped-Rohchips, wobei der Rohchip eine Vielzahl von Bumps umfasst, und das Verfahren das Einbetten der Bumps in einem Epoxydharz-basierten Material und das Aufbringen einer Trennschicht außerhalb des Epoxydharz-basierten Material umfasst. Eine Oberfläche der Trennschicht, welche das Epoxydharz-basierte Material umgibt, ist im wesentlichen planar. Das Verfahren umfasst ferner Erhitzen des Epoxydharz-basierten Materials, wobei eine im wesentlichen flache Oberfläche des Epoxydharz-basierten Material erzeugt wird.
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Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf solche Umstände entwickelt, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein kostengünstiges Waferverarbeitungsverfahren bereitzustellen, das sich problemlos an eine Veränderung der Bondhügelgröße anpassen kann, ohne dass ein Freiraum zwischen einem Wafer und einem Tisch entsteht.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Um die oben beschriebene Aufgabe zu erfüllen, wird gemäß einem ersten Aspekt ein Waferverarbeitungsverfahren zum Verarbeiten eines Wafers, auf dessen Vorderseite Bondhügel ausgebildet sind, bereitgestellt, das folgende Schritte umfasst: Halten – auf einem Tisch – eines zur Bondhügelregion komplementären Elements, dessen äußere Form lediglich einer Bondhügelregion des Wafers entspricht, wo die Bondhügel ausgebildet sind; Ausbilden einer Harzschicht durch Aufbringen von Harz um das zur Bondhügelregion komplementäre Element herum bis zu einer Dicke, die mindestens so groß ist wie die des zur Bondhügelregion komplementären Elements; Schleifen des der Bondhügelregion komplementären Elements zusammen mit der Harzschicht auf eine zuvor festgelegte Dicke; Entfernen des zur Bondhügelregion komplementären Elements von dem Tisch, um einen konkaven Teil in der Harzschicht zu bilden; Aufbringen eines Films auf die Vorderseite des Wafers; und Anordnen des Wafers in dem konkaven Teil der Harzschicht und Halten des Wafers auf dem Tisch in einer Weise, dass eine Rückseite des Wafers nach oben weist.
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Somit ist in dem ersten Aspekt, wenn der Wafer auf dem Tisch gehalten wird, eine Randregion des Wafers auf der Harzschicht montiert. Darum wird kein Freiraum zwischen dem Wafer und dem Tisch gebildet. Des Weiteren kann eine Anpassung an eine veränderte Größe der Bondhügel problemlos durch Ändern des Schleifbetrages sowohl des zur Bondhügelregion komplementären Elements als auch der Harzschicht in Abhängigkeit von der Höhe der Bondhügel vorgenommen werden, so dass auf die Herstellung eines speziellen Schutzelements verzichtet werden kann.
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Gemäß einem zweiten Aspekt ist – in dem ersten Aspekt – die zuvor festgelegte Dicke gleich der Distanz zwischen der Vorderseite des Wafers und der Oberseite der Bondhügel.
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Somit kann in dem zweiten Aspekt der Freiraum, der entstehen kann, wenn der Wafer auf dem Tisch montiert ist, im Wesentlichen vollständig vermieden werden.
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Gemäß einem dritten Aspekt wird – in dem ersten oder zweiten Aspekt – des Weiteren die Rückseite des Wafers geschliffen.
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Somit können in dem dritten Aspekt, während des Rückseitenschleifprozesses, Schäden am Wafer und/oder den Bondhügeln, ein Abbrechen eines Randes des Wafers und ein Verstopfen eines Saugabschnitts ausgeschlossen werden.
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Gemäß einem vierten Aspekt besteht – in einem des ersten bis dritten Aspekts – das zur Bondhügelregion komplementäre Element aus einem anderen Wafer, dessen Größe mit der des Wafers identisch ist.
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Somit können in dem vierten Aspekt die Kosten der Verarbeitung des Wafers so weit gesenkt werden, dass er nicht mehr teuer ist.
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Diese und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der detaillierten Beschreibung der typischen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die in den begleitenden Zeichnungen veranschaulicht sind, deutlich.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist ein Schaubild einer Waferverarbeitungsvorrichtung zum Durchführen eines Waferverarbeitungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung;
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2a ist eine Draufsicht auf einen Wafer;
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2b ist eine Querschnittsansicht eines Wafers;
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3a ist eine erste Draufsicht auf einen Tisch;
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3b ist eine erste Querschnittsansicht eines Tisches;
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4a ist eine zweite Draufsicht auf einen Tisch;
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4b ist eine zweite Querschnittsansicht eines Tisches;
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5a ist eine dritte Draufsicht auf einen Tisch;
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5b ist eine dritte Querschnittsansicht eines Tisches;
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6a ist eine vierte Draufsicht auf einen Tisch;
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6b ist eine vierte Querschnittsansicht eines Tisches;
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7 ist eine Querschnittsansicht eines Wafers, der auf einem Tisch angeordnet ist;
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8 ist eine Querschnittsansicht eines Wafers in der herkömmlichen Technik; und
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9 ist eine Querschnittsansicht eines Wafers, der in der herkömmlichen Technik auf einem Tisch angeordnet ist.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Im Weiteren werden die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ausführlich anhand der begleitenden Zeichnungen beschrieben. In den verschiedenen Ansichten sind gleiche Elemente mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet. Zum Erleichtern des Verständnisses ist der Maßstab dieser Zeichnungen entsprechend verändert.
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1 ist ein Schaubild einer Waferverarbeitungsvorrichtung zum Durchführen eines Waferverarbeitungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung. Es wird angenommen, dass ein Siliziumwafer 20 in die in 1 veranschaulichte Waferverarbeitungsvorrichtung 30 eingebracht wird, in der mehrere Chips C, die jeweils Bondhügel B umfassen, auf einer Vorderseite 21 des Siliziumwafers 20 ausgebildet werden. (Siehe 2b, die später beschrieben wird.) Wie aus 1 zu erkennen ist, enthält die Waferverarbeitungsvorrichtung 30 im Wesentlichen eine Filmauftragssektion 31 zum Aufbringen eines Oberflächenschutzfilms 11 auf den Wafer 20; und eine Rückseitenschleifsektion 32 zum Schleifen einer Rückseite 22 des Wafers 20.
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Die Rückseitenschleifsektion 32 enthält: eine Platzhalterelement-Anordnungseinheit 33 zum Anordnen eines Platzhalterelements 40 auf einem Tisch 51; eine Harzaufbringungseinheit 34 zum Aufbringen von Harz um das Platzhalterelement 40 herum, um eine Harzschicht 29 auszubilden; eine Platzhalterelement-Schleifeinheit 35 zum Schleifen des Platzhalterelements 40 und der Harzschicht 29 auf eine zuvor festgelegte Dicke; eine Platzhalterelement-Entfernungseinheit 36 zum Entfernen des geschliffenen Platzhalterelements 40; und eine Rückseitenschleifeinheit 37 zum Schleifen der Rückseite 22 des Wafers 20. Die Rückseitenschleifeinheit 37 kann hier auch als Platzhalterelement-Schleifeinheit 35 dienen.
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Die 2a und 2b sind eine Draufsicht bzw. eine Querschnittsansicht des Wafers. Zur Vereinfachung sind die Bondhügel B in 2a nicht veranschaulicht. Wie aus diesen Figuren zu erkennen ist, sind die mehreren Chips C nur in einer mittigen Region 25 der Vorderseite 21 des Wafers 20 ausgebildet, und Bondhügel B sind in jedem der Chips C ausgebildet. Das heißt, diese Chips C und Bondhügel B sind nicht in einer Randregion 26 des Wafers 20 ausgebildet. Darum wird die mittige Region 25 im Wesentlichen als eine Bondhügelregion 25 bezeichnet.
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Zuerst wird, wie in 2a veranschaulicht, in der Filmauftragssektion 31 der Oberflächenschutzfilm 11 auf die gesamte Vorderseite 21 des Wafers 20 aufgebracht. Dieser Oberflächenschutzfilm 11 schützt die Chips C und Bondhügel B auf der Vorderseite 21, während des unten beschriebenen Rückseitenschleifprozesses. Wie aus 2b zu erkennen ist, wird nach dem Aufbringen des Oberflächenschutzfilms 11 eine Stufe zwischen der Bondhügelregion 25 und der Randregion 26 ausgebildet. Hier ist anzumerken, dass – obgleich es in den Figuren nicht veranschaulicht ist – der Oberflächenschutzfilm 11 zwischen den Bondhügel B in Wirklichkeit ein wenig konkav ist.
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Die 3a–6a und die 3b–6b sind Drauf- bzw. Querschnittsansichten des Tisches 51 in der Rückseitenschleifsektion 32. Wie in diesen Figuren veranschaulicht, weist der Tisch 51 hauptsächlich eine Tischumfangssektion 53 und einen in der Tischumfangssektion 53 enthaltenen Saugabschnitt 52 auf. Die Tischumfangssektion 53 hat einen Außendurchmesser, der ein wenig größer als der Durchmesser des Wafers 20 ist. Des Weiteren ist der Saugabschnitt 52 mit einer Unterdruckquelle (in den Figuren nicht veranschaulicht) verbunden und hat einen Außendurchmesser, der ein wenig kleiner als der Durchmesser des Wafers 20 ist.
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Dann wird die Platzhalterelement-Anordnungseinheit 33 verwendet, um das Platzhalterelement 40 konzentrisch auf dem Saugabschnitt 52 anzuordnen (siehe 3a und 3b). Wie aus dem Vergleich zwischen den 2a und 3a zu erkennen ist, hat das Platzhalterelement 40 eine äußere Gestalt, die ein wenig größer ist als die Bondhügelregion 25 des Wafers 20. Das Platzhalterelement 40 besteht aus einem Material, dass durch einen Schleifstein 32a geschliffen werden kann, der später noch beschrieben wird, wie zum Beispiel Silizium oder Kunststoff.
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In einer Ausführungsform wird das Platzhalterelement 40 durch Ausschneiden, zum Beispiel mittels Laser, eines Wafers gebildet, dessen Gestalt mit der des Wafers 20 identisch ist. In einem solchen Fall ist es von Vorteil, dass die Kosten der Verarbeitung des Wafers 20, wie später noch beschrieben wird, so verringert werden können, dass er nicht mehr teuer ist.
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Dann wird die Harzaufbringungseinheit 34 dafür verwendet, ein Harz, zum Beispiel ein wärmehärtendes Harz, um das Platzhalterelement 40 herum aufzubringen. Wie aus den 4a und 4b zu erkennen ist, wird das Harz so aufgebracht, dass es sowohl mit einer Umfangsrandfläche 53a der Tischumfangssektion 53 als auch mit einer Oberseite des Platzhalterelements 40 bündig abschließt.
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Zu dieser Zeit kann ein Rahmen und dergleichen (in den Figuren nicht veranschaulicht), der die Tischumfangssektion 53 umgibt, verwendet werden, oder ein Flachmaterial kann auf dem Saugabschnitt 52 um das Platzhalterelement 40 herum angeordnet werden. Des Weiteren kann das Harz über die Umfangsrandfläche 53a der Tischumfangssektion 53 hinaus aufgebracht werden, oder das Harz kann über die Oberseite des Platzhalterelements 40 hinaus aufgebracht werden. Alternativ kann ein Teil des Harzes auf die Oberseite des Platzhalterelements 40 aufgebracht werden. Nachdem das Harz aufgebracht wurde, wird es durch natürliche Trocknung oder Wärmebehandlung gehärtet. Infolge dessen entsteht eine Harzschicht 29, oder anders ausgedrückt: ein ringförmiges, aus Harz bestehendes Element um das Platzhalterelement 40 herum.
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Dann wird der Saugabschnitt 52 aktiviert, um das Platzhalterelement 40 und die Harzschicht 29 auf den Tisch 51 zu saugen. Dann schleift der Schleifstein 35a der Platzhalterelement-Schleifeinheit 35 die Oberseite des Platzhalterelements 40. (Siehe 5a und 5b.) Zu dieser Zeit wird auch die Harzschicht 29 zusammen geschliffen, und infolge dessen werden das Platzhalterelement 40 und die Harzschicht 29 auf eine zuvor festgelegte Dicke geschliffen. Diese zuvor festgelegte Dicke ist ungefähr gleich der Distanz zwischen der Vorderseite 21 des Wafers 20 und der Oberseite der Bondhügel B. Oder anders ausgedrückt: Diese zuvor festgelegte Dicke ist ungefähr gleich der Stufe in dem vorderseitigen Schutzfilm 11 zwischen der Bondhügelregion 25 und der Randregion 26 des Wafers 20.
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Dann wird die Saugwirkung des Saugabschnitts 52 abgeschaltet. Dann wird die Platzhalterelement-Entfernungseinheit 36 verwendet, um das geschliffene Platzhalterelement 40 von der Harzschicht 29 zu entfernen. (Siehe 6a und 6b.) Infolge dessen wird ein konkaver Teil 45, der aus der inneren Seitenfläche der Harzschicht 29 und der Oberseite des Saugabschnitts 52 besteht, im Inneren der ringförmigen Harzschicht 29 gebildet. Es versteht sich, dass die äußere Gestalt des konkaven Teils 45 der Bondhügelregion 25 des Wafers 20 entspricht.
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Danach wird der Wafer 20 mit dem darauf aufgebrachten Oberflächenschutzfilm 11 durch eine Roboterhand 39 aus der Filmauftragssektion 31 zur Rückseitenschleifsektion 32 verbracht und auf dem Tisch 51 gehalten (siehe 1). 7 ist eine Querschnittsansicht des Wafers, der auf dem Tisch 51 in der Rückseitenschleifsektion 32 angeordnet ist. Wie in 7 veranschaulicht, ist der Wafer 20 in der Rückseitenschleifsektion 32 so auf dem Tisch 51 angeordnet, dass seine Rückseite 22 nach oben zeigt und durch den Saugabschnitt 52 angesaugt wird.
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Wie oben beschrieben, wurde die Harzschicht 29 auf dem Tisch 51 ausgebildet. Darum ist, wenn der Wafer 20 auf dem Tisch 51 angeordnet ist, wie in 7 veranschaulicht, diese Harzschicht 29 zwischen der Randregion 26 des Wafers 20 und dem Saugabschnitt 52 positioniert. Zu dieser Zeit wird die Bondhügelregion 25 des Wafers 20 durch den Saugabschnitt 52 angesaugt, und die Randregion 26 des Wafers 20 wird auf der Harzschicht 29 montiert. Darum wird in der vorliegenden Erfindung kein ringförmiger Freiraum zwischen der Randregion 26 des Wafers 20 und dem Saugabschnitt 52 gebildet.
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Dann wird der Schleifstein 32a der Rückseitenschleifsektion 32 verwendet, um die Rückseite 22 des Wafers 20 zu schleifen. In der vorliegende Erfindung wird die Randregion 26 des Wafers 20 durch die Harzschicht 29 gestützt, und darum wird die mechanische Belastung nicht auf die Bondhügelregion 25 des Wafers 20 konzentriert, so dass die Bondhügel B und dergleichen und/oder der Wafer 20 vor Beschädigung geschützt werden können. Des Weiteren wird in der vorliegenden Erfindung kein ringförmiger Freiraum gebildet, und darum wird der Rand des Wafers 20 während des Rückseitenschleifprozesses nicht abgebrochen, und der Saugabschnitt 52 wird nicht durch Späne verstopft, die durch das Rückseitenschleifen entstehen.
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Dies kann durch Ausbilden der ringförmigen Harzschicht 29 erreicht werden. Des Weiteren kann die Harzschicht 29 aus jedem beliebigen Harz gebildet werden, das sich durch Wärme härten lässt. Des Weiteren kann das Platzhalterelement 40 aus einem typischen Wafer 20 hergestellt werden. Somit braucht in der vorliegenden Erfindung kein Spezialprodukt zum Herstellen des Platzhalterelements 40 angefertigt zu werden, und darum können die Fertigungskosten für den Halbleiterchip verringert zu werden.
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Des Weiteren genügt es im Fall einer Veränderung der Größe der Bondhügel B in dem zu verarbeitenden Wafer 20, den Schleifbetrag der Harzschicht 29 und des Platzhalterelements 40 in Abhängigkeit von der Größe der Bondhügel B zu verändern. Darum kann in der vorliegenden Erfindung selbst dann, wenn die Größe der Bondhügel B durch eine Änderung des Designs verändert wird, eine einfache Anpassung an eine solche Änderung vorgenommen werden.
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Obgleich die vorliegende Erfindung anhand der typischen Ausführungsformen beschrieben wurde, ist dem Fachmann klar, dass die oben beschriebenen Änderungen und weitere verschiedene Änderungen, Weglassungen und Hinzufügungen vorgenommen werden können, ohne vom Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
