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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Waferbearbeitungsverfahren, das die Schritte beinhaltet, die Rückseite eines Wafers zu schleifen und als nächstes von der Rückseite des Wafers aus eine Durchgangselektrode auszubilden, die mit einer Elektrode jedes an der Vorderseite des Wafers ausgebildeten Bauelements verbunden ist.
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Beschreibung des Stands der Technik
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Mehrere Bauelemente, wie z. B. ICs und LSIs, sind an der Vorderseite eines Halbleiterwafers so ausgebildet, dass sie durch mehrere sich kreuzende Trennlinien abgeteilt sind. Der Halbleiterwafer wird durch eine Zerteilungsvorrichtung in die einzelnen Bauelemente geteilt und diese voneinander geteilten Bauelemente sind zur Verwendung in verschiedenen elektrischen Geräten, wie z. B. einem Mobiltelefon und einem PC, weit verbreitet.
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In der neuesten Halbleiterbauelementtechnik wird eine geschichtete Halbleiterpackung, bei der mehrere Halbleiterchips geschichtet sind, in effektiver Weise verwendet, um eine höhere Dichte und eine Verringerung der Größe und der Dicke zu erreichen. Bei dieser Halbleiterbauelementtechnik wird die Rückseite eines Wafers durch Schleifelemente geschliffen, um die Dicke des Wafers auf annähernd 50 μm zu verringern, und danach eine Durchgangselektrode von der Rückseite des Wafers aus so ausgebildet, dass sie mit einer Elektrode jedes an der Vorderseite des Wafers ausgebildeten Bauelements verbunden ist. Dementsprechend wird vor dem Schleifen der Rückseite des Wafers eine Verstärkungsplatte durch eine Verbindung an der Vorderseite des Wafers angebracht.
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Jedoch ist der Wafer beim Ausbilden der mit der Elektrode jedes Bauelements verbundenen Durchgangselektrode einer Umgebung mit relativ hoher Temperatur ausgesetzt. Dementsprechend wird eine Epoxidverbindung, die eine ausreichende Festigkeit aufweist, um einer hohen Temperatur von 250°C standzuhalten, als die Verbindung zum Anbringen der Verstärkungsplatte an der Vorderseite des Wafers verwendet. Daher weist die Verbindung eine ausreichende Festigkeit auf, um einer hohen Temperatur von 250°C standzuhalten. Dementsprechend wird beim Entfernen der Verstärkungsplatte von der Vorderseite des Wafers die Verstärkungsplatte so erwärmt, dass die Temperatur der Verbindung auf mehr als 250°C erhöht wird, und die Verstärkungsplatte an der Vorderseite des Wafers verschoben und von dieser entfernt, ohne eine Last auf den Wafer aufzubringen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Bei einem solchen konventionellen Waferbearbeitungsverfahren wird eine wärmebeständige Verbindung, die eine ausreichende Festigkeit aufweist, um einer hohen Temperatur von 250°C standzuhalten, als die Verbindung zum Anbringen der Verstärkungsplatte an dem Wafer verwendet. Dementsprechend ist es schwierig, die Verstärkungsplatte von der Vorderseite des Wafers zu entfernen, nachdem die Durchgangselektrode in dem Wafer ausgebildet wurde.
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Es ist deshalb ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Waferbearbeitungsverfahren bereitzustellen, bei dem die Verstärkungsplatte auf einfache Weise von der Vorderseite des Wafers entfernt werden kann.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Bearbeitungsverfahren für einen Wafer mit einem Bauelementbereich, an dem mehrere Bauelemente an der Vorderseite des Wafers ausgebildet sind, und einem Umfangsrandbereich, der den Bauelementbereich umgibt, bereitgestellt, wobei das Bearbeitungsverfahren beinhaltet: einen Verstärkungsplattenausbildungsschritt zum Aufbringen einer wärmebeständigen Verbindung auf die Vorderseite des Wafers und Verfestigen der wärmebeständigen Verbindung, um dadurch eine Verstärkungsplatte nur aus der wärmebeständigen Verbindung auszubilden; einen Rückseitenschleifschritt zum Halten der Verstärkungsplatte an einem Einspanntisch und Schleifen der Rückseite des Wafers in dem Bauelementbereich, um dadurch eine kreisförmige Aussparung in dem Bauelementbereich auszubilden und einen ringförmigen Verstärkungsabschnitt in dem Umfangsrandbereich zu belassen; einen Durchgangselektrodenausbildungsschritt zum Ausbilden einer Durchgangselektrode, die mit einer Elektrode jedes an der Vorderseite des Wafers ausgebildeten Bauelements verbunden ist, von der Rückseite des an der Verstärkungsplatte befestigten Wafers aus; und einen Verstärkungsplattenentfernschritt zum Zuführen eines Lösemittels zum Auflösen der wärmebeständigen Verbindung zu der Verstärkungsplatte, wodurch die Verstärkungsplatte entfernt wird.
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Vorzugsweise beinhaltet das Bearbeitungsverfahren für den Wafer ferner einen Waferhalteschritt zum Anbringen der Rückseite des Wafers an einem Zerteilungsband, das an dessen äußerem Umfangsabschnitt an einem ringförmigen Rahmen gehalten ist, nachdem der Verstärkungsplattenentfernschritt durchgeführt wurde, wodurch der Wafer durch das Zerteilungsband von dem ringförmigen Rahmen gehalten wird; und einen Waferteilungsschritt zum Teilen des von dem ringförmigen Rahmen gehaltenen Wafers in die einzelnen Bauelemente.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird, obwohl die Verstärkungsplatte nur aus der wärmebeständigen Verbindung ausgebildet ist, die Rückseite des Wafers in dem Rückseitenschleifschritt so geschliffen, dass der ringförmige Verstärkungsabschnitt in dem äußeren Umfangsabschnitt des Wafers belassen wird, so dass die Festigkeit des Wafers durch den ringförmigen Verstärkungsabschnitt aufrechterhalten wird und der Durchgangselektrodenausbildungsschritt durchgeführt werden kann, ohne die Handhabung zu beeinträchtigen. Ferner kann in dem Verstärkungsplattenentfernschritt die Verstärkungsplatte in einfacher Weise entfernt werden, indem nur das Lösemittel zum Auflösen der wärmebeständigen Verbindung der Verstärkungsplatte zugeführt wird, wodurch die Produktivität verbessert wird.
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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.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Schritt des Zuführens einer wärmebeständigen Verbindung zeigt;
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2A ist eine perspektivische Ansicht, die von der Vorderseite des Wafers aus betrachtet einen Zustand zeigt, in dem eine aus einer wärmebeständigen Verbindung ausgebildete Verstärkungsplatte an einem Wafer befestigt ist;
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2B ist eine perspektivische Ansicht, welche die Rückseite des in 2A gezeigten Wafers zeigt;
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3 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Rückseitenschleifschritt zum Schleifen der Rückseite des Wafers zeigt;
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4 ist eine perspektivische Ansicht zur Veranschaulichung eines Durchgangselektrodenausbildungsschritts;
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5 ist eine vertikale Schnittdarstellung eines Einspanntischs, der in geeigneter Weise in einem Verstärkungsplattenentfernschritt verwendet wird;
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6 ist eine perspektivische Ansicht, die den Verstärkungsplattenentfernschritt zeigt;
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7 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Waferhalteschritt zeigt; und
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8 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Waferteilungsschritt zeigt.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun im Einzelnen mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Mit Bezug auf 1 wird eine perspektivische Ansicht zur Veranschaulichung eines Schritts zum Zuführen einer wärmebeständigen Verbindung gezeigt. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform wird eine wärmebeständige Verbindung 10 der Vorderseite 2a eines Halbleiterwafers (der nachfolgend hierin einfach als Wafer bezeichnet wird) 2 durch Rotationsbeschichtung zugeführt. Zunächst wird der Wafer 2 unter Ansaugen an einem drehbaren Einspanntisch 4 gehalten. Mehrere sich kreuzende Straßen (Trennlinien) 3 sind an der Vorderseite 2a des Wafers 2 ausgebildet, um mehrere Bereiche abzuteilen, in denen mehrere Bauelemente 5, wie z. B. ICs und LSIs, jeweils ausgebildet sind. Der Wafer 2 weist einen Bauelementbereich 6, an dem die mehrere Bauelemente 5 an der Vorderseite 2a ausgebildet sind, und einen Umfangsrandbereich 7, der den Bauelementbereich 6 umgibt, auf.
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Die wärmebeständige Verbindung 10 wird der Vorderseite 2a des Wafers 2 durch Rotationsbeschichtung auf eine solche Weise zugeführt, dass der Einspanntisch 4 in der in 1 durch einen Pfeil A gezeigten Richtung z. B. mit annähernd 300 U/Min (Umdrehungen pro Minute) gedreht wird und die wärmebeständige Verbindung 10 von einem Element 8 zum Aufbringen einer wärmebeständigen Verbindung auf die Vorderseite 2a des Wafers 2 aufgebracht wird. Wenn der Einspanntisch 4 wenigstens fünf Sekunden lang gedreht wurde, ist die aufgebrachte wärmebeständige Verbindung 10 durch Rotationsbeschichtung gleichmäßig auf der Vorderseite 2a des Wafers 2 verteilt, um dadurch eine wärmebeständige Verbindungsschicht auszubilden. Die wärmebeständige Verbindung 10 ist aus Epoxidharz ausgebildet und weist eine ausreichende Festigkeit auf, um einer hohen Temperatur von 250°C standzuhalten.
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Nachdem die wärmebeständige Verbindungsschicht mit einer gleichmäßigen Dicke an der Vorderseite 2a des Wafers 2 ausgebildet wurde, wird ein Ausheizvorgang bei einer vorgegebenen Temperatur mit einer vorgegebenen Zeitdauer durchgeführt, um dadurch eine aus der wärmebeständigen Verbindungsschicht ausgebildete Verstärkungsplatte 12 integral an der Vorderseite des Wafers 2 zu befestigen, wie in 2A gezeigt ist. 2B ist eine durch Umdrehen der Einheit des Wafers 2 und der Verstärkungsplatte 12 erhaltene perspektivische Ansicht.
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Nachdem die aus der wärmebeständigen Verbindungsschicht ausgebildete Verstärkungsplatte 12 integral an der Vorderseite des Wafers 2 befestigt wurde, wird ein Rückseitenschleifschritt zum Schleifen der Rückseite des Wafers 2 durchgeführt. Dieser Rückseitenschleifschritt wird unter Verwendung einer im Wesentlichen in 3 gezeigten Schleifvorrichtung 14 durchgeführt. Die Schleifvorrichtung 14 beinhaltet einen drehbaren Einspanntisch 16 zum Halten der Verstärkungsplatte 12 und eine Schleifeinheit 18 zum Schleifen des Wafers 2. Die Schleifeinheit 18 besteht aus einer drehbaren und vertikal bewegbaren Achse 20 und einer Schleifscheibe 22 mit mehreren Schleifelementen 24, die an der unteren Oberfläche befestigt sind.
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Die an dem Wafer 2 befestigte Verstärkungsplatte 12 wird unter Ansaugen an dem Einspanntisch 16 gehalten und die Rückseite 2b des Wafers 2 wird so angeordnet, dass sie den Schleifelementen 24 gegenüberliegt. Der Einspanntisch 16 wird in der in 3 durch einen Pfeil a gezeigten Richtung mit z. B. 300 U/Min gedreht und die Schleifelemente 24 werden in der in 3 durch einen Pfeil b gezeigten Richtung mit z. B. 6000 U/Min gedreht. Ferner wird ein Zuführmechanismus (nicht gezeigt) betätigt, um die Schleifelemente 24 der Schleifscheibe 22 mit der Rückseite 2b des Wafers 2 in Kontakt zu bringen. Dann wird die Schleifscheibe 22 um einen vorgegebenen Betrag mit einer vorgegebenen Zuführgeschwindigkeit nach unten zugeführt. Als Folge wird die Rückseite 2b des Wafers 2 in einem mittleren Bereich geschliffen, der dem Bauelementbereich 6 entspricht, um dadurch eine kreisförmige Aussparung 26 mit einer vorgegebenen Tiefe (z. B. 50 μm für die Dicke des Bauelementbereichs 6) auszubilden. Gleichzeitig wird ein Umfangsbereich der Rückseite 2b, der dem Umfangsrandbereich 7 entspricht, belassen, um einen ringförmigen Verstärkungsabschnitt 28 auszubilden, der den Umfangsrandbereich 7 beinhaltet.
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Nachdem der Schleifschritt durchgeführt wurde, wird ein Durchgangselektrodenausbildungsschritt auf eine solche Weise durchgeführt, dass eine Durchgangselektrode 30, die mit einer Elektrode jedes an der Vorderseite 2a des Wafers 2 ausgebildeten Bauelements 5 verbunden ist, von der Rückseite 2b des integral an der Verstärkungsplatte 12 befestigten Wafers 2 aus ausgebildet wird. Bei diesem Durchgangselektrodenausbildungsschritt werden zunächst z. B. durch Aufbringen eines Laserstrahls mehrere Durchgangsöffnungen durch den Wafer 2 ausgebildet. Als dieser Laserstrahl wird ein Laserstrahl mit einer Absorptionswellenlänge (z. B. 355 nm) für den Wafer 2 verwendet. Vorzugsweise wird eine Frequenzverdreifachung (third-harmonic generation) bei einem YAG-Laser oder einem YVO4-Laser verwendet.
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Danach wird jede Durchgangsöffnung mit einer Isolierung aus einem Polymermaterial oder dergleichen gefüllt. Als ein Verfahren zum Füllen jeder Durchgangsöffnung mit der Isolierung wird vorzugsweise ein Flüssigphasenverfahren verwendet. Bei dem Flüssigphasenverfahren muss der Wafer 2 nicht auf eine hohe Temperatur erwärmt werden, so dass der Wafer 2, bei dem zuvor die Bauelemente 5 ausgebildet wurden, verwendet werden kann. Danach wird die Isolierung, die in jede durch den Wafer 2 ausgebildete Durchgangsöffnung gefüllt ist, durch einen Laserstrahl bearbeitet oder durch einen Lithografievorgang geätzt, um dadurch eine neue Durchgangsöffnung durch die Isolierung auszubilden. Danach wird diese Durchgangsöffnung mit einem Leiter, wie z. B. Kupfer, Nickel, Palladium, Gold und Silber, gefüllt.
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Ein Verfahren zum Füllen dieser Durchgangsöffnung mit dem Leiter kann aus Trockenplattierung, Nassplattierung, Strahlauftragung, Schichtaufbringung einer leitfähigen Paste oder eines geschmolzenen Metalls usw. ausgewählt werden. Jede Durchgangselektrode 30 ist so ausgebildet, dass sie sich zwischen der Vorderseite 2a und der Rückseite 2b des Wafers 2 erstreckt und mit der Elektrode jedes an der Vorderseite 2a des Wafers 2 ausgebildeten Bauelements 5 elektrisch verbunden ist.
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Obwohl die Verstärkungsplatte 12 bei dieser bevorzugten Ausführungsform nur aus der wärmebeständigen Verbindung ausgebildet ist, kann die Festigkeit des Wafers 2 durch den entlang des äußeren Umfangs des Wafers 2 ausgebildeten ringförmigen Verstärkungsabschnitt 28 in ausreichender Weise aufrechterhalten werden. Dementsprechend kann der oben beschriebene Durchgangselektrodenausbildungsschritt durchgeführt werden, ohne die Handhabung zu beeinträchtigen.
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Nachdem der Durchgangselektrodenausbildungsschritt durchgeführt wurde, wird der Wafer 2 mit der kreisförmigen Aussparung 26 unter Verwendung eines in 5 gezeigten Einspanntischs 32 unter Ansaugen gehalten. Der Einspanntisch 32 weist einen Abschnitt 32a mit kleinem Durchmesser auf, der einen Durchmesser aufweist, der geringfügig kleiner ist als der der kreisförmigen Aussparung 26 des Wafers 2. Ein Ansaughalteabschnitt 34 aus poröser Keramik oder dergleichen ist in dem Abschnitt 32a mit kleinem Durchmesser vorgesehen. Der Ansaughalteabschnitt 34 ist durch einen Ansaugdurchlass 36 mit einer Vakuumquelle (nicht gezeigt) verbunden.
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Wie in 6 gezeigt ist, wird der Wafer 2 unter Ansaugen an dem Einspanntisch 32 gehalten und der Einspanntisch 32 in der durch einen Pfeil A gezeigten Richtung gedreht. In diesem Zustand wird ein Lösemittel 40, wie z. B. Methylethylketon, von einer Lösemittelzuführvorrichtung 38 der aus der wärmebeständigen Verbindung ausgebildeten Verstärkungsplatte 12 zugeführt. Als Folge wird die Verstärkungsplatte 12 durch das Lösemittel 40 aufgelöst, so dass die aus der wärmebeständigen Verbindung ausgebildete Verstärkungsplatte 12 von der Vorderseite des Wafers 2 entfernt werden kann. Nachdem die Verstärkungsplatte 12 von der Vorderseite des Wafers 2 entfernt wurde, wird ein Waferhalteschritt auf eine solche Weise durchgeführt, dass die Rückseite des Wafers 2 an einem Zerteilungsband 52 angebracht wird, das an dessen äußerem Umfangsabschnitt an einem ringförmigen Rahmen 54 gehalten ist, wie in 7 gezeigt ist, wodurch der Wafer 2 durch das Zerteilungsband 52 von dem ringförmigen Rahmen 54 gehalten wird.
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Danach wird, wie in 8 gezeigt ist, ein Waferteilungsschritt auf eine solche Weise durchgeführt, dass der Wafer 2 durch das Zerteilungsband 52 unter Ansaugen an einem Einspanntisch 50 einer Schneidvorrichtung gehalten wird und der Wafer 2 unter Verwendung einer Schneidklinge 62 einer Schneideinheit 58 vollständig entlang der Trennlinien 3 geschnitten wird, um geschnittene Nuten 56 auszubilden, wodurch der Wafer 2 in die einzelnen Bauelemente 5 geteilt wird. Wenn alle Straßen 3, die sich in einer ersten Richtung erstrecken, geschnitten sind, indem die Schneidklinge 62 um den Abstand der Straßen 3 verschoben wird, wird der Einspanntisch 50 um 90° gedreht und werden alle Straßen 3, die sich in einer zweiten Richtung senkrecht zu der ersten Richtung erstrecken, als nächstes geschnitten, um den Wafer 2 in die einzelnen Bauelemente 5 zu teilen.
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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 Änderungen und Abwandlungen, die innerhalb der Äquivalenz des Umfangs der Ansprüche liegen, werden deshalb durch die Erfindung umfasst.