-
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
Gebiet der Erfindung
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Bearbeitungsverfahren für
einen Halbleiterwafer mit mehreren Halbleiterschaltungen an der
Vorderseite des Wafers, wobei jede Halbleiterschaltung mehrere in dem
Wafer in einer vorgegebenen Tiefe ausgebildete, eingebettete Elektroden
aufweist und das Bearbeitungsverfahren den Schritt des Teilens des
Halbleiterwafers in einzelne Halbleiterbauelemente beinhaltet, wobei
bei jedem die mehreren eingebetteten Elektroden von der Rückseite
des Wafers hervorstehen.
-
Beschreibung des Stands der
Technik
-
Bei
einer Halbleiterbauelementtechnologie der letzten Zeit wird eine
Mehrschichthalbleitereinheit, wie z. B. ein MCP (Multi-Chip Package)
oder ein SIP (System-In Package) effektiv zum Erreichen einer höheren
Packungsdichte und einer Verringerung der Größe
und Dicke verwendet. Wie in der Technik bekannt ist, wird diese
Art von Halbleitereinheit durch ein Verfahren hergestellt, das die
folgenden Schritte beinhaltet: ein Schichten mehrerer Halbleiterchips auf
einem Einheitssubstrat, das als ein Zwischenstück (Interposer)
bezeichnet wird, dann ein elektrisches Verbinden der Elektroden
des Zwischenstücks und der Halbleiterchips oder der Elektroden
der Halbleiterchips durch Golddrähte und dann ein Umgießen der
Halbleiterchips und des Zwischenstücks mit Harz.
-
Bei
diesem Verfahren stehen die Golddrähte jedoch von den Elektroden
des oberen Halbleiterchips entlang dessen Ebene hervor und sind
mit den Elektroden des Zwischenstücks und des unteren Halbleiterchips
verbunden. Dementsprechend wird die Größe der
Einheit notwendigerweise größer als die jedes
Halbleiterchips. Ferner ist, da die Elektroden jedes Halbleiterchips
an den Enden des Chips vorgesehen sind, die Anzahl der Elektroden
durch die Länge der vier Seiten jedes Halbleiterchips begrenzt. Um
diese Probleme zu bewältigen, wurde ein technisches Verfahren
entwickelt, bei dem jeder Halbleiterchip mit mehreren Durchgangselektroden
versehen wird, die sich durch die Dicke des Chips erstrecken und
elektrisch mit den Elektroden des Chips selbst verbunden sind, und
diese Durchgangselektroden miteinander durch die Schichtung der
Halbleiterchips elektrisch verbunden werden (siehe z. B. offen gelegte
japanische Patente Nr. 2004-241479 und
2008-130704 ).
-
Jeder
Halbleiterchip wird erhalten, indem ein Halbleiterwafer als eine
Sammlung vieler Halbleiterchips geteilt wird. Bei einem Rückseiten-Schleifschritt
zum Verringern der Dicke des Halbleiterwafers werden mehrere eingebettete
Elektroden, die vorher so in dem Halbleiterwafer ausgebildet wurden,
dass sie jedem Halbleiterchip entsprechen, an der Rückseite
des Halbleiterwafers freigelegt. Danach wird die Rückseite
des Halbleiterwafers um eine geringe Dicke geätzt, so dass
die eingebetteten Elektroden geringfügig von der Rückseite
des Halbleiterwafers hervorstehen und als die Durchgangselektroden
wirken. Daher weist jeder Halbleiterchip die durch das Hervorstehen
der eingebetteten Elektroden erhaltenen Durchgangselektroden auf.
Dementsprechend können die Durchgangselektroden des oberen
Halbleiterchips zuverlässig durch Schichten dieser Halbleiterchips
mit den Durchgangselektroden des unteren Halbleiterchips verbunden
werden.
-
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
-
In
dem Fall, dass die Dicke des Halbleiterwafers, der die eingebetteten
Elektroden aufweist, bei dem Rückseiten-Schleifschritt
oder dem Ätzschritt uneinheitlich wird, tritt ein Problem
dahingehend auf, dass die Durchgangselektroden der geschichteten Halbleiterchips
miteinander nicht geeignet in Kontakt kommen, wodurch eine elektrische
Trennung der Halbleiterchips bewirkt wird. Ferner weist jeder Halbleiterchip
eine sehr geringe Dicke von 20 bis 50 μm unter der Voraussetzung
auf, dass mehrere Halbleiterchips geschichtet sind. Dementsprechend
ist jeder Halbleiterchip brüchig und wird deshalb z. B.
beim Schichten der Halbleiterchips leicht beschädigt.
-
Ferner
werden, falls der Halbleiterwafer, der die an der Rückseite
des Wafers freigelegten Durchgangselektroden aufweist, durch Verwendung
einer Zerteilvorrichtung, die üblicherweise beim Waferschneiden
verwendet wird, geteilt wird, die Durchgangselektroden durch das
beim Waferschneiden verwendete Wasser nass, wodurch eine Korrosion des
Metalls, das die Durchgangselektroden bildet, bewirkt wird.
-
Es
ist deshalb ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Bearbeitungsverfahren
für einen Halbleiterwafer bereitzustellen, das die Dicke
des Wafers verringern kann, während diese einheitlich gehalten wird,
und die Möglichkeit einer Korrosion der Durchgangselektroden
beim Teilen des Wafers in Chips beseitigen kann.
-
Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Bearbeitungsverfahren
für einen Halbleiterwafer bereitgestellt, der mehrere Halbleiterschaltungen
aufweist, die durch mehrere an der Vorderseite des Wafers ausgebildete, sich
kreuzende Trennlinien abgetrennt sind, wobei jede Halbleiterschaltung
mehrere eingebettete Elektroden aufweist, die in dem Wafer in der
Tiefe, die größer als oder gleich groß wie
eine Dicke eines fertigen Bauelements ist, so ausgebildet sind,
dass sie sich von jeder Halbleiterschaltung in Richtung auf die
Rückseite des Wafers erstrecken, die Dickenabweichung innerhalb des
Wafers innerhalb eines vorgegebenen zulässigen Bereichs
liegt und das Bearbeitungsverfahren beinhaltet: einen Trennkerben-Ausbildungsschritt zum
Ausbilden einer Trennkerbe mit einer Tiefe, die größer
als oder gleich groß wie die Dicke des fertigen Bauelements
ist, entlang jeder Trennlinie an der Vorderseite des Wafers; einen
Waferschichtverbund-Herstellschritt zum Verbinden der Vorderseite eines
scheibenförmigen Halteelements durch eine lösbare
Haftschicht mit der Vorderseite des Wafers, um dadurch einen Waferschichtverbund
herzustellen, nach dem Durchführen des Trennkerben-Ausbildungsschritts;
einen Modifikationsschichts-Ausbildungsschritt zum Aufbringen eines
Laserstrahls mit einer Transmissionswellenlänge (Durchlasswellenlänge)
auf das Halteelement von der Rückseite des Halteelements
aus entlang jeder Trennlinie, um dadurch eine modifizierte Schicht
(Modifikationsschicht) in dem Halteelement entlang jeder Trennlinie
auszubilden, nach dem Durchführen des Waferschichtverbund-Herstellschritts;
einen ersten Waferschichtverbund-Halteschritt zum Halten des Waferschichtverbunds
unter Ansaugen an einem Einspanntisch einer Schleifvorrichtung in
dem Zustand, in dem die Rückseite des Wafers des Waferschichtverbunds
mit der oberen Oberfläche des Einspanntischs in Kontakt kommt,
nach dem Durchführen des Modifikationsschichts-Ausbildungsschritts;
einen Halteelement-Schleifschritt zum Schleifen der Rückseite
des Halteelements des an dem Einspanntisch gehaltenen Waferschichtverbunds,
um dadurch die Dickenabweichung des Waferschichtverbunds aufzufangen (auszugleichen
zu absorbieren), nach dem Durchführen des ersten Waferschichtverbund-Halteschritts;
einen zweiten Waferschichtverbund-Halteschritt zum Halten des Waferschichtverbunds
unter Ansaugen an dem Einspanntisch in dem Zustand, in dem die Rückseite
des Halteelements des Waferschichtverbunds mit der oberen Oberfläche
des Einspanntischs in Kontakt kommt, nach dem Durchführen
des Halteelement-Schleifschritts; einen Waferschleifschritt zum
Schleifen der Rückseite des Wafers des an dem Einspanntisch
gehaltenen Waferschichtverbunds, um die Dicke des Wafers auf die
Dicke des fertigen Bauelements zu verringern, wodurch der Wafer
in einzelne Halbleiterbauelemente geteilt wird, nach dem Durchführen
des zweiten Waferschichtverbund-Halteschritts; einen Ätzschritt
zum Ätzen der Rückseite des Wafers des Waferschichtverbunds
in dem Zustand, in dem die Rückseite des Halteelements
des Waferschichtverbunds mit der oberen Oberfläche eines
Einspanntischs einer Ätzvorrichtung in Kontakt kommt, wodurch
die eingebetteten Elektroden von der Rückseite jedes Halbleiterbauelements
hervorstehen, nach dem Durchführen des Waferschleifschritts;
und einen Halteelement-Brechschritt zum Ausüben einer äußeren
Kraft auf den Waferschichtverbund, um dadurch das Haltelement des Waferschichtverbunds
entlang der in dem Halteelement ausgebildeten modifizierten Schicht
zu brechen, nach dem Durchführen des Ätzschritts.
-
Vorzugsweise
beinhaltet der Haltelement-Brechschritt einen Waferschichtverbund-Halteschritt
zum Anbringen der Rückseite des Halteelements des Waferschichtverbunds
an der Haftoberfläche eines an einem ringförmigen
Rahmen gehaltenen Zerteilungsbands; und einen Zerteilungsband-Aufweitungsschritt
zum radialen Aufweiten des Zerteilungsbands, um eine äußere
Kraft auf das Halteelement auszuüben, wodurch das Halteelement entlang
der modifizierten Schicht gebrochen wird.
-
Gemäß der
vorliegenden Erfindung wird die Rückseite des Wafers nach
dem Schleifen des Halteelements des Waferschichtverbunds geschliffen,
um die Dicke des Waferschichtverbunds einheitlich zu machen. Dementsprechend
kann die Dicke des Wafers verringert werden, während sie
einheitlich gehalten wird. Danach wird die Rückseite des
Wafers geätzt, um dadurch die eingebetteten Elektroden
einheitlich von der Rückseite jedes Halbleiterbauelements
hervorstehen zu lassen.
-
Ferner
wird nach dem Ausbilden der modifizierten Schicht in dem Haltelement
des Waferschichtverbunds durch Laserbearbeitung das Halteelement
entlang der modifizierten Schicht durch Ausüben einer äußeren
Kraft auf das Haltelement geteilt. Dementsprechend wird im Gegensatz
zu einem Bearbeitungsverfahren, bei dem eine Zerteilvorrichtung zum
Teilen eines Halbleiterwafers in einzelne Halbleiterbauelemente
verwendet wird, kein Wasser bei dem Teilen des Wafers gemäß der
vorliegenden Erfindung verwendet. Als Folge besteht, sogar wenn die
eingebetteten Elektroden beim Teilen des Wafers freigelegt werden,
keine Möglichkeit einer Korrosion der eingebetteten Elektroden
beim Teilen des Wafers.
-
Die
obigen und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden
Erfindung und die Art und Weise, diese zu verwirklichen, werden
offenkundiger werden und die Erfindung selbst wird am besten verstanden
werden, indem die folgende Beschreibung und die angefügten
Ansprüche mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen,
die einige bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung zeigen,
studiert werden.
-
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
1 ist
eine perspektivische Ansicht eines Halbleiterwafers von dessen Vorderseite
aus betrachtet;
-
2 ist
eine schematische Schnittdarstellung des in 1 gezeigten
Halbleiterwafers;
-
3 ist
eine perspektivische Ansicht des durch ein Zerteilungsband an einem
ringförmigen Rahmen gehaltenen Halbleiterwafers;
-
4 ist
eine perspektivische Ansicht zum Veranschaulichen eines Trennkerben-Ausbildungsschritts;
-
5 ist
eine schematische Schnittdarstellung des durch den Trennkerben-Ausbildungsschritt bearbeiteten
Halbleiterwafers;
-
6 ist
eine schematische Schnittdarstellung eines durch Anbringen eines
Halteelements an dem Halbleiterwafer hergestellten Waferschichtverbunds;
-
7 ist
eine perspektivische Ansicht zum Veranschaulichen eines Modifikationsschichts-Ausbildungsschritts;
-
8 ist
eine schematische Schnittdarstellung des durch den Modifikationsschichts-Ausbildungsschritt
bearbeiteten Waferschichtverbunds;
-
9 ist
eine perspektivische Ansicht zum Veranschaulichen eines Haltelement-Schleifschritts;
-
10 ist
eine schematische Schnittdarstellung des durch den Haltelement-Schleifschritt
bearbeiteten Waferschichtverbunds;
-
11 ist
eine schematische Schnittdarstellung des durch einen Waferschleifschritt
bearbeiteten Waferschichtverbunds;
-
12 ist
eine schematische Schnittdarstellung des durch einen Ätzschritt
bearbeiteten Waferschichtverbunds;
-
13 ist
eine perspektivische Ansicht einer Teilungsvorrichtung;
-
14A und 14B sind
Seitenschnittdarstellungen zum Veranschaulichen eines Waferteilungsschritts;
und
-
15A und 15B sind
vergrößerte Schnittdarstellungen, die den durch
den Waferteilungsschritt bearbeiteten Waferschichtverbund zeigen.
-
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER
BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
-
Eine
bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird
nun im Einzelnen mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. 1 ist
eine perspektivische Ansicht eines Halbleiterwafers 2 mit
einer Vorderseite 2a und einer Rückseite 2b.
In 1 ist die Vorderseite 2a des Halbleiterwafers 2 gezeigt. Wie
in 1 gezeigt ist, sind mehrere sich kreuzende Straßen 4 an
der Vorderseite 2a des Halbleiterwafers 2 ausgebildet,
um dadurch mehrere Bereiche abzutrennen, in denen jeweils mehrere
Halbleiterschaltungen 6 ausgebildet sind. Der Halbleiterwafer 2 weist
z. B. eine Dicke von annähernd 700 μm auf. Die Dicke
des Halbleiterwafers 2 ist einheitlich, so dass die Dickenabweichung
innerhalb des Wafers innerhalb eines vorgegebenen zulässigen
Bereichs liegt. Mit Bezug auf 2 ist eine
schematische Schnittdarstellung des Halbleiterwafers 2 gezeigt.
Wie in 2 gezeigt ist, sind mehrere eingebettete Elektroden 8 in
dem Halbleiterwafer 2 in der Tiefe, die größer als
oder gleich groß wie eine Dicke eines fertigen Bauelements
ist, auf eine solche Weise ausgebildet, dass sich diese von jeder
Halbleiterschaltung 6 in Richtung auf die Rückseite 2b des
Halbleiterwafers 2 erstrecken.
-
Das
Halbleiterwafer-Bearbeitungsverfahren gemäß der
vorliegenden Erfindung beinhaltet einen Trennkerben-Ausbildungsschritt
als einen ersten Schritt. Vor dem Durchführen des Trennkerben-Ausbildungsschritts
wird der Halbleiterwafer 2 durch ein Zerteilungsband (Dicing-Band)
T an einem ringförmigen Rahmen F angebracht, wie in 3 gezeigt
ist. Danach wird der Halbleiterwafer 2 unter Ansaugen an
einem Einspanntisch (nicht gezeigt) einer in 4 gezeigten
Schneidvorrichtung gehalten, um einen in der Technik wohl bekannten
Ausrichtungsvorgang durchzuführen, wodurch die zu schneidende
Straße 4 erfasst wird. Mit Bezug auf 4 beinhaltet
die Schneidvorrichtung eine Achseneinheit 10. Die Achseneinheit 10 weist
ein Achsengehäuse 12 und eine Achse 14 auf,
die in dem Achsengehäuse 12 drehbar so aufgenommen
ist, dass sie von dem vorderen Ende des Achsengehäuses 12 hervorsteht.
Eine Schneidklinge 16 ist an der Achse 14 an deren
vorderem Endabschnitt angebracht. Die Achse 14 ist mit einem
Motor (nicht gezeigt) verbunden. Durch Antreiben des Motors wird
die Achse 14 mit einer hohen Geschwindigkeit von z. B.
30.000 Umdrehungen/Minute (U/Min) gedreht.
-
Nach
dem Erfassen der zu schneidenden Straße 4 wird
der an dem Einspanntisch gehaltene Wafer 2 in der X-Richtung
zugeführt und gleichzeitig die sich mit einer hohen Geschwindigkeit
drehende Schneidklinge 16 abgesenkt, um bis zu einer vorgegebenen
Tiefe in den Wafer 2 zu schneiden, wodurch die oben erfasste
Straße 4 (die zu der Schneidklinge 16 ausgerichtet
ist) geschnitten wird. Dieser Schneidvorgang wird entlang jeder
Straße 4 an der Vorderseite 2a des Halbleiterwafers 2 durchgeführt.
Als Folge wird eine Trennkerbe 18 entlang jeder Straße 4 ausgebildet,
wie in 5 gezeigt ist. Daher wird der Wafer 2 durch
die Schneidklinge 16 so geschnitten, dass die Tiefe jeder
Trennkerbe 18 größer als oder gleich
groß wie die Dicke des fertigen Bauelements wird. Auf diese
Weise werden die mehreren Trennkerben 18 entlang der mehreren
Straßen 4 an der Vorderseite 2a des Halbleiterwafers 2 ausgebildet.
-
Nach
dem Durchführen des oben genannten Trennkerben-Ausbildungsschritts
wird ein Waferschichtverbund-Herstellschritt durchgeführt,
um einen wie in 6 gezeigten Waferschichtverbund 24 auf
eine solche Weise herzustellen, dass die Vorderseite 20a eines
Halteelements 20 durch eine lösbare Haftschicht 22 mit
der Vorderseite 2a des Halbleiterwafers 2 verbunden
wird. Vorzugsweise wird das Halteelement 20 als ein unbedeckter
Wafer mit einem Durchmesser, der im Wesentlichen gleich groß wie der
Durchmesser des Halbleiterwafers 2 ist, vorgesehen. Die
Haftschicht 22 kann als eine Schicht mit einer einheitlichen
Dicke ausgebildet werden, so dass die Dicke der Haftschicht 22 keinen
Einfluss auf die Dickenabweichung des Waferschichtverbunds 24 hat.
-
Nach
dem Durchführen des oben genannten Waferschichtverbund-Herstellschritts
wird ein Modifikationsschichts-Ausbildungsschritt auf eine solche Weise
durchgeführt, dass ein Laserstrahl mit einer Transmissionswellenlänge
für das Halteelement 20 auf das Halteelement 20 von
dessen Rückseite 20b aus entlang jeder Straße 4 aufgebracht
wird, um dadurch eine modifizierte Schicht in dem Halteelement 20 auszubilden.
Dieser Modifikationsschichts-Ausbildungsschritt wird durch Verwendung
einer in 7 gezeigten Laserbearbeitungsvorrichtung 26 durchgeführt. 7 zeigt
einen wesentlichen Teil der Laserbearbeitungsvorrichtung 26.
Die Laserbearbeitungsvorrichtung 26 beinhaltet einen Einspanntisch 28 zum
Halten des Waferschichtverbunds 24 unter Ansaugen in dem
Zustand, in dem das Halteelement 20 nach oben gerichtet
ist.
-
Die
Laserbearbeitungsvorrichtung 26 beinhaltet ferner eine
Laserstrahlaufbringeinheit 30 mit einem Gehäuse 32.
Das Gehäuse 32 enthält einen Laserstrahloszillator
und ein Wiederholungsfrequenz-Einstellmittel, die in der Technik
wohl bekannt sind. Der Laserstrahloszillator in der Laserstrahlaufbringeinheit 30 oszilliert
einen Laserstrahl 35. Der Laserstrahl 35 wird
durch ein Fokussiermittel (Laseraufbringkopf) 34 in das
Halteelement 20 fokussiert. Das Fokussiermittel 34 ist
an dem vorderen Ende des Gehäuses 32 angebracht.
Wie in 8 gezeigt ist, wird der Laserstrahl 35 an
vier verschiedenen Stellen nahe zu der Vorderseite 20a des
Halteelements 20 entlang jeder Straße 4 (d.
h. entlang jeder Trennkerbe 18) fokussiert, um dadurch
vier modifizierte Schichten 38 entlang jeder Straße 4 bei
dieser bevorzugten Ausführungsform auszubilden, wobei jede modifizierte
Schicht 38 eine verringerte Festigkeit aufweist. Mit Rückbezug
auf 7 beinhaltet die Laserstrahlaufbringeinheit 30 ferner
ein Abbildungsmittel 36 zum Durchführen eines
Ausrichtungsvorgangs vor dem Aufbringen des Laserstrahls 35 von
dem Fokussiermittel 34. Wie in der Technik wohl bekannt
ist, beinhaltet das Abbildungsmittel 36 eine gewöhnliche CCD-Kamera
und eine Infrarot-CCD-Kamera. Das Abbildungsmittel 36 ist
integral so an der Laserstrahlaufbringeinheit 30 angebracht,
dass es in der X-Richtung neben dem Fokussiermittel 34 angeordnet
ist. Der Einspanntisch 28 ist durch einen ersten Bewegungsmechanismus
(nicht gezeigt) in der X-Richtung bewegbar und die Laserstrahlaufbringeinheit 30 ist durch
einen zweiten Bewegungsmechanismus (nicht gezeigt) in der Y-Richtung
bewegbar.
-
Bei
dem Modifikationsschichts-Ausbildungsschritt gemäß dieser
bevorzugten Ausführungsform wird der Laserstrahl 35 auf
das Halteelement 20 von dessen Rückseite 20b aus
aufgebracht, um dadurch die modifizierten Schichten 38 in
dem Halteelement 20 entlang jeder Straße 4 auszubilden.
Dementsprechend wird bei dem Ausrichtungsvorgang unter Verwendung
des Abbildungsmittels 36 die Infrarot-CCD-Kamera des Abbildungsmittels 36 verwendet,
um während des Hindurchtretens durch das Halteelement 20 die
Straße 4 zu erfassen, die einem Subjektbereich
in dem Halteelement 20 entspricht, der laserbearbeitet
werden soll. Deshalb ist das Fokussieren der Infrarot-CCD-Kamera
schwierig, wenn die Rückseite 20b des Halteelements 20 uneben
ist. Dementsprechend wird vorzugsweise vor dem Durchführen
des Modifikationsschichts-Ausbildungsschritts die Rückseite 20b des
Halteelements 20 des Waferschichtverbunds 24 um
annähernd 20 μm durch Verwendung einer später
beschriebenen Schleifvorrichtung geschliffen, wodurch die Unebenheit
vorher von der Rückseite 20b des Halteelements 20 entfernt
wird.
-
Die
Bearbeitungsbedingungen für den oben genannten Modifikationsschichts-Ausbildungsschritt sind
z. B. wie folgt festgelegt:
Lichtquelle: LD-gepumpter,
Q-geschalteter Nd:YVO4-Pulslaser
Wellenlänge: 1064
nm
Wiederholungsfrequenz: 100 kHz
Pulsbreite: 40 ns
Durchschnittliche
Leistung: 1 W
Fokussierter Fleckdurchmesser: Φ 1 μm
Arbeitszuführgeschwindigkeit:
100 mm/Sek
-
Durch
Durchführen des Modifikationsschichts-Ausbildungsschritts
für das Halteelement 20 des Waferschichtverbunds 24 werden
die modifizierten Schichten 38 in dem Halteelement 20 entlang
jeder Trennkerbe 18 des Halbleiterwafers 2 ausgebildet,
wie in 8 gezeigt ist. Während die vier modifizierten
Schichten 38 bei dieser bevorzugten Ausführungsform
entlang jeder Straße 4 ausgebildet werden, wie
in 8 gezeigt ist, können eine oder zwei
modifizierte Schichten 38 entlang jeder Straße in
dem Fall ausgebildet werden, dass die Leistung des Laserstrahls
ausreichend hoch ist.
-
Nach
dem Durchführen des oben genannten Modifikationsschichts-Ausbildungsschritts
wird, wie in 9 gezeigt ist, ein erster Waferschichtverbund-Halteschritt
auf eine solche Weise durchgeführt, dass der Waferschichtverbund 24 unter
Ansaugen an einem Einspanntisch 40 einer Schleifvorrichtung
in dem Zustand gehalten wird, in dem die Rückseite 2b des
Halbleiterwafers 2 des Waferschichtverbunds 24 mit
der oberen Oberfläche des Einspanntischs 40 in
Kontakt kommt, d. h. die Rückseite 20b des Halteelements 20 des
Waferschichtverbunds 24 nach oben gerichtet ist. 9 zeigt
einen wesentlichen Teil der Schleifvorrichtung. Wie in 9 gezeigt ist,
beinhaltet die Schleifvorrichtung eine Achse 42, eine Scheibenanbringung 44,
die an dem unteren Ende der Achse 42 befestigt ist, und
eine Schleifscheibe 46, die an der Scheibenanbringung 44 mit mehreren
Schrauben 45 angebracht ist. Die Schleifscheibe 46 besteht
aus einer ringförmigen Basis 48 und mehreren Schleifelementen 50,
die an der unteren Oberfläche der ringförmigen
Basis 48 befestigt ist.
-
Nach
dem Durchführen des oben genannten ersten Waferschichtverbund-Halteschritts
wird ein Halteelement-Schleifschritt auf eine solche Weise durchgeführt,
dass die Rückseite 20b des Halteelements 20 des
an dem Einspanntisch 40 gehaltenen Waferschichtverbunds 24 geschliffen
wird, um die Dickenabweichung des Waferschichtverbunds 24 aufzufangen.
Wie in 9 gezeigt ist, wird der Einspanntisch 40,
der den Waferschichtverbund 24 unter Ansaugen hält,
z. B. mit 300 U/Min in der durch den Pfeil a gezeigten Richtung
gedreht und gleichzeitig die Schleifscheibe 46 z. B mit
6.000 U/Min in der durch den Pfeil b gezeigten Richtung gedreht,
welche dieselbe Richtung ist wie die Richtung des Pfeils a. Während
die Schleifscheibe 46 auf diese Weise gedreht wird, wird
ein Schleifeinheits-Zuführmechanismus (nicht gezeigt) betätigt,
um die Schleifscheibe 46 abzusenken, bis die Schleifelemente 50 mit
der Rückseite 20b des Halteelements 20 in
Kontakt kommen. Danach wird die Schleifscheibe 46 um einen vorgegebenen
Betrag mit einer vorgegebenen Zuführrate (z. B. 3 bis 5 μm/Sek)
weiter abgesenkt, wodurch die Rückseite 20b des
Halteelements 20 geschliffen wird. Dementsprechend wird,
wie in 10 gezeigt ist, die Dicke des
Halteelements 20 auf eine gewünschte fertige Dicke
von z. B. annähernd 300 μm verringert, was durch
eine Kontakt-Dickenmesseinrichtung (nicht gezeigt) gemessen wird.
Als Folge kann durch diesen Halteelement-Schleifschritt die Dickenabweichung
des in 6 gezeigten Waferschichtverbunds 24 aufgefangen
werden, wodurch die Dicke des Waferschichtverbunds 24 einheitlich gemacht
wird.
-
Nach
dem Durchführen des oben genannten Haltelement-Schleifschritts
wird ein zweiter Waferschichtverbund-Halteschritt auf eine solche
Weise durchgeführt, dass der Waferschichtverbund 24 unter Ansaugen
an dem Einspanntisch 40 in dem Zustand gehalten wird, in
dem die Rückseite 20b (geschliffene Oberfläche)
des Halteelements 20 des Waferschichtverbunds 24 mit
der oberen Oberfläche des Einspanntischs 40 in
Kontakt kommt, d. h. die Rückseite 2b des Halbleiterwafers 2 des
Waferschichtverbunds 24 nach oben gerichtet ist. In diesem
Zustand wird die Vorderseite 2a des Halbleiterwafers 2 durch
das Halteelement 20 geschützt. Dementsprechend
ist es nicht erforderlich, wie beim Durchführen eines konventionellen
Waferschleifvorgangs ein Schutzband mit einer großen Dickenabweichung
an der Vorderseite eines Halbleiterwafers anzubringen. Nach dem Durchführen
des zweiten Waferschichtverbund-Halteschritts wird ein Waferschleifschritt
auf eine solche Weise durchgeführt, dass die Rückseite 2b des
Halbleiterwafers 2 des an dem Einspanntisch 40 gehaltenen
Waferschichtverbunds 24 geschliffen wird, um die Dicke
des Halbleiterwafers 2 auf die Dicke des fertigen Bauelements
zu verringern, wodurch der Halbleiterwafer 2 in einzelne
Halbleiterbauelemente 7 geteilt wird, wie in 11 gezeigt
ist. Dieser Waferschleifschritt wird ähnlich zu dem oben
genannten Halteelement-Schleifschritt durchgeführt. Das
heißt, der Einspanntisch 40 wird z. B. mit 300
U/Min in der Richtung des Pfeils a gedreht und die Schleifscheibe 46 wird
z. B. mit 6.000 U/Min in der Richtung des Pfeils b gedreht. In diesem
Zustand wird die Schleifscheibe 46 abgesenkt, um die Rückseite 2b des Halbleiterwafers 2 zu
schleifen, so dass der Halbleiterwafer 2 entlang der Trennkerben 18 geteilt
wird, um die einzelnen Halbleiterbauelemente 7 zu erhalten,
wie in 11 gezeigt ist.
-
In
der Anfangsphase dieses Waferschleifschritts wird nur Silizium geschliffen,
das den Halbleiterwafer 2 bildet. Wenn das Schleifen auf
eine Tiefe nahe zu den eingebetteten Elektroden 8 fortschreitet, werden
sowohl das Silizium als auch die eingebetteten Elektroden 8 geschliffen.
Nach dem Schleifen der Rückseite 2b des Halbleiterwafers 2 wird
die geschliffene Oberfläche des Halbleiterwafers 2 vorzugsweise
poliert. Nach dem Durchführen des oben genannten Waferschleifschritts
wird ein Ätzschritt auf eine solche Weise durchgeführt,
dass die Rückseite 2b des Halbleiterwafers 2 geätzt
wird, um die eingebetteten Elektroden 8 von der Rückseite
jedes Halbleiterbauelements 7 hervorstehen zu lassen, wie
in 12 gezeigt ist. Spezieller wird der in 11 gezeigte
Waferschichtverbund 24 an einem Einspanntisch einer Ätzvorrichtung
(nicht gezeigt) in dem Zustand gehalten, in dem die Rückseite 20b (geschliffene
Oberfläche) des Halteelements 20 mit der oberen Oberfläche
des Einspanntischs der Ätzvorrichtung in Kontakt kommt.
In diesem Zustand wird ein in der Technik wohl bekanntes Plasmaätzen
durchgeführt, um nur das Silizium des Halbleiterwafers 2 um
einen vorgegebenen Betrag, z. B. 1 bis 20 μm, zu entfernen,
wodurch die eingebetteten Elektroden 8 von der Rückseite
jedes Halbleiterbauelements 7 um den vorgegebenen Betrag
hervorstehen. Als Folge wird jede eingebettete Elektrode 8 eine
Durchgangselektrode 8', wie in 12 gezeigt
ist.
-
Nach
dem Durchführen des oben genannten Ätzschritts
wird, wie in 15A gezeigt ist, ein Waferschichtverbund-Halteschritt
auf eine solche Weise durchgeführt, dass das Halteelement 20 des
Waferschichtverbunds 24 an einem Klebeband (Zerteilungsband) 54 angebracht
wird, das an einem ringförmigen Rahmen 52 gehalten
wird. Spezieller wird die Rückseite 20b (geschliffene
Oberfläche) des Halteelements 20 des Waferschichtverbunds 24 an
die Vorderseite (Haftoberfläche) des Klebebands 54 angebracht.
Der äußere Umfangsabschnitt des Klebebands 54 wird
vorher so an dem ringförmigen Rahmen 52 angebracht,
dass es die innere Öffnung des ringförmigen Rahmens 52 schließt.
Nach dem Durchführen des oben genannten Waferschichtverbund-Halteschritts
wird ein Zerteilungsband-Aufweitungsschritt auf eine solche Weise
durchgeführt, dass das Zerteilungsband 54 radial
aufgeweitet wird, um eine äußere Kraft auf das
Halteelement 20 auszuüben, wodurch das Halteelement 20 entlang
der modifizierten Schichten 38, die jeder Straße 4 des Halbleiterwafers 2 entsprechen,
gebrochen wird. Daher bilden der Waferschichtverbund-Halteschritt
und der Zerteilungsband-Aufweitungsschritt einen Halteelement-Brechschritt.
Dieser Halteelement-Brechschritt wird durch Verwenden einer in 13 gezeigten
Teilungsvorrichtung 60 durchgeführt.
-
Die
in 13 gezeigte Teilungsvorrichtung 60 beinhaltet
ein Rahmenhaltemittel 62 zum Halten des ringförmigen
Rahmens 52 und ein Bandaufweitungsmittel 64 zum
Aufweiten des Zerteilungsbands 54, das an dem durch das
Rahmenhaltemittel 62 gehaltenen ringförmigen Rahmen 52 gehalten
wird. Das Rahmenhaltemittel 62 beinhaltet ein Element 66 zum
Halten eines ringförmigen Rahmens und mehrere Klemmen 68 als
Befestigungsmittel, die an dem äußeren Umfang
des Rahmenhalteelements 66 vorgesehen sind. Die obere Oberfläche
des Rahmenhalteelements 66 wirkt als eine Anbringungsoberfläche 66a zum
Anbringen des ringförmigen Rahmens 52 daran.
-
Der
an der Anbringungsoberfläche 66a angebrachte ringförmige
Rahmen 52 wird durch die Klemmen 68 an dem Rahmenhalteelement 66 befestigt.
Das Rahmenhaltemittel 62 wird durch das Bandaufweitungsmittel 64 so
gehalten, dass es vertikal bewegbar ist. Das Bandaufweitungsmittel 64 beinhaltet eine
Aufweitungstrommel 70, die innerhalb des Elements 66 zum
Halten eines ringförmigen Rahmens vorgesehen ist. Die Aufweitungstrommel 70 weist
einen äußeren Durchmesser, der kleiner als der
innere Durchmesser des ringförmigen Rahmens 52 ist,
und einen inneren Durchmesser auf, der größer
als der äußere Durchmesser des Waferschichtverbunds 24 ist,
der an dem an dem ringförmigen Rahmen 52 gehaltenen
Zerteilungsband 54 angebracht ist.
-
Die
Aufweitungstrommel 70 weist einen Halteflansch 72 auf,
der integral an dem unteren Ende der Trommel 70 ausgebildet
ist. Das Bandaufweitungsmittel 64 beinhaltet ferner ein
Antriebsmittel 74 zum vertikalen Bewegen des Elements 66 zum
Halten eines ringförmigen Rahmens. Das Antriebsmittel 74 besteht
aus mehreren Luftzylindern 76, die an dem Halteflansch 72 vorgesehen
sind. Jeder Luftzylinder 76 ist mit einer Kolbenstange 78 versehen,
die mit der unteren Oberfläche des Rahmenhalteelements 66 verbunden
ist. Das aus den mehreren Luftzylindern 76 bestehende Antriebsmittel 74 wirkt
so, dass es das Element 66 zum Halten eines ringförmigen
Rahmens vertikal bewegt, um so wahlweise eine Referenzposition,
in der die Anbringungsoberfläche 66a im Wesentlichen
auf der gleichen Höhe wie das obere Ende der Aufweitungstrommel 70 liegt,
und eine Aufweitungsposition einzunehmen, in der die Anbringungsoberfläche 66a auf
einer um einen vorgegebenen Betrag geringeren Höhe als
das obere Ende der Aufweitungstrommel 70 liegt.
-
Der
Halteelement-Brechschritt unter Verwendung der Teilungsvorrichtung 60 wird
nun mit Bezug auf 14A bis 15B beschrieben.
Wie in 14A und 15A gezeigt
ist, ist der ringförmige Rahmen 52, der den Waferschichtverbund 24 durch das
Zerteilungsband 54 hält, an der Anbringungsoberfläche 66a des
Rahmenhalteelements 66 angebracht und an dem Rahmenhalteelement 66 durch die
Klemmen 68 befestigt. Zu diesem Zeitpunkt ist das Rahmenhalteelement 66 auf
die Referenzposition eingestellt, in der die Höhe der Anbringungsoberfläche 66a im
Wesentlichen die gleich wie die des oberen Endes der Aufweitungstrommel 70 ist.
Danach werden die Luftzylinder 76 angetrieben, um das Rahmenhalteelement 66 auf
die in 14B und 15B gezeigte
Aufweitungsposition abzusenken. Dementsprechend wird auch der an
der Anbringungsoberfläche 66a des Rahmenhalteelements 66 befestigte
ringförmige Rahmen 52 abgesenkt, so dass das an
dem ringförmigen Rahmen 52 gehaltene Zerteilungsband 54 gegen
das obere Ende der Aufweitungstrommel 70 zum Anliegen kommt
und hauptsächlich in der radialen Richtung der Aufweitungstrommel 70 aufgeweitet
wird, wie in 14B und 15B gezeigt
ist.
-
Als
Folge wird eine Zugkraft radial auf das an dem Zerteilungsband 54 angebrachte
Halteelement 20 ausgeübt. Wenn eine Zugkraft radial
auf das Halteelement 20 ausgeübt wird, wird das
Halteelement 20 entlang der modifizierten Schichten 38,
die jeder Straße 4 entsprechen, gebrochen, weil
die Festigkeit jeder modifizierten Schicht 38 gering ist,
wodurch das Halteelement 20 in einzelne Halteelement 20a geteilt wird,
wie in 15B gezeigt ist. Als Folge wird
der Waferschichtverbund 24 in die einzelnen Halbleiterchips(-bauelemente) 7,
die jeweils durch die einzelnen Halteelemente 20a gehalten
werden, geteilt. Nach dem Durchführen des oben genannten
Halteelement-Brechschritts wird jeder Halbleiterchip 7 von dem
entsprechenden Halteelement 20a entfernt.
-
Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die Einzelheiten der oben beschriebenen
bevorzugten Ausführungsformen beschränkt. Der
Umfang der Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche
definiert und alle Veränderungen und Abwandlungen, die innerhalb
der Äquivalenz des Umfangs der Ansprüche liegen,
werden deshalb durch die Erfindung umfasst.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - JP 2004-241479 [0003]
- - JP 2008-130704 [0003]