JP2011243905A - ウエーハの加工方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 ウエーハの表面から補強プレートを容易に剥離可能なウエーハの加工方法を提供することである。
【解決手段】 表面に格子状に形成された複数の分割予定ラインによって区画された各領域にデバイスを有するウエーハの加工方法であって、ウエーハの表面に耐熱性ボンド剤を介して補強プレートを配設する補強プレート配設工程と、該補強プレートをチャックテーブルで保持してウエーハの裏面を研削砥石で研削する裏面研削工程と、該補強プレートに配設されたウエーハの裏面からウエーハの表面に形成されたデバイスの電極に接続する貫通電極を形成する貫通電極形成工程と、ウエーハの裏面をレーザ加工装置のチャックテーブルで保持し、該補強プレート側から該補強プレートに対して透過性を有する波長のレーザビームを該レーザビームの集光点を該耐熱性ボンド剤に位置づけて照射し、該耐熱性ボンド剤の貼着力を低下させて該補強プレートをウエーハの表面から除去する補強プレート除去工程と、を具備したことを特徴とする。
【選択図】図５
【解決手段】 表面に格子状に形成された複数の分割予定ラインによって区画された各領域にデバイスを有するウエーハの加工方法であって、ウエーハの表面に耐熱性ボンド剤を介して補強プレートを配設する補強プレート配設工程と、該補強プレートをチャックテーブルで保持してウエーハの裏面を研削砥石で研削する裏面研削工程と、該補強プレートに配設されたウエーハの裏面からウエーハの表面に形成されたデバイスの電極に接続する貫通電極を形成する貫通電極形成工程と、ウエーハの裏面をレーザ加工装置のチャックテーブルで保持し、該補強プレート側から該補強プレートに対して透過性を有する波長のレーザビームを該レーザビームの集光点を該耐熱性ボンド剤に位置づけて照射し、該耐熱性ボンド剤の貼着力を低下させて該補強プレートをウエーハの表面から除去する補強プレート除去工程と、を具備したことを特徴とする。
【選択図】図５
Description
本発明は、ウエーハの裏面を研削してから、ウエーハの裏面からウエーハの表面に形成されたデバイスの電極に接続する貫通電極を形成するウエーハの加工方法に関する。
ＩＣ，ＬＳＩ等の複数のデバイスが格子状の分割予定ラインによって区画されて表面に形成された半導体ウエーハは、ダイシング装置によって個々のデバイスに分割され、分割されたデバイスは携帯電話、パソコン等の各種電気機器に広く利用されている。
近年の半導体デバイス技術においては、複数の半導体チップを積層した積層型の半導体パッケージが、高密度化や小型化・薄型化を達成する上で有効に利用されている。この半導体デバイス技術は、ウエーハの裏面を研削砥石で研削してウエーハの厚みを５０μｍ前後に薄く加工し、その後ウエーハの裏面から表面に形成されたデバイスの電極に接続する貫通電極を形成することから、ウエーハの裏面を研削する前にウエーハの表面にボンド剤を介して補強プレートを貼着している。
しかし、デバイスの電極に接続する貫通電極を形成する際にウエーハは比較的高温な環境に晒されることから、ウエーハの表面に補強プレートを貼着するボンド剤として２５０℃の高温に耐えられる強度を有するエポキシ系ボンド剤を使用している。
このようにボンド剤が２５０℃の高温に耐えられる強度を有しているため、従来はウエーハの表面から補強プレートを離脱するには補強プレートを加熱してボンド剤を２５０℃以上の温度まで上昇させ、ウエーハに負担がかからないように補強プレートをウエーハの表面からスライドさせながら離脱している。
このように、従来のウエーハの加工方法では、補強プレートをウエーハに貼着するボンド剤として２５０℃の高温に耐えられる強度を有する耐熱性ボンド剤を使用しているため、ウエーハに貫通電極を形成した後、ウエーハの表面から補強プレートを剥離するのが困難であるという問題がある。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、補強プレートをウエーハの表面から容易に剥離可能なウエーハの加工方法を提供することである。
本発明によると、表面に格子状に形成された複数の分割予定ラインによって区画された各領域にデバイスを有するウエーハの加工方法であって、ウエーハの表面に耐熱性ボンド剤を介して補強プレートを配設する補強プレート配設工程と、該補強プレートをチャックテーブルで保持してウエーハの裏面を研削砥石で研削する裏面研削工程と、該補強プレートに配設されたウエーハの裏面からウエーハの表面に形成されたデバイスの電極に接続する貫通電極を形成する貫通電極形成工程と、ウエーハの裏面をレーザ加工装置のチャックテーブルで保持し、該補強プレート側から該補強プレートに対して透過性を有する波長のレーザビームを該レーザビームの集光点を該耐熱性ボンド剤に位置づけて照射し、該耐熱性ボンド剤の貼着力を低下させて該補強プレートをウエーハの表面から除去する補強プレート除去工程と、を具備したことを特徴とするウエーハの加工方法が提供される。
好ましくは、補強プレートはシリコンから形成されており、レーザビームの波長は１０６４ｎｍである。
好ましくは、ウエーハの加工方法は、補強プレート除去工程を実施した後、環状フレームに外周部が装着されたダイシングテープにウエーハの裏面を貼着して、ダイシングテープを介してウエーハを該環状フレームで支持するウエーハ支持工程と、該環状フレームに支持されたウエーハを個々のデバイスに分割するウエーハ分割工程と、を更に具備している。
本発明によると、ウエーハに貫通電極を形成する貫通電極形成工程を実施した後、補強プレート側から補強プレートに対して透過性を有する波長のレーザビームを該レーザビームの集光点を耐熱性ボンド剤に位置づけて照射し、耐熱性ボンド剤の貼着力を低下させてから、補強プレートをウエーハの表面から除去する補強プレート除去工程を実施するようにしたので、比較的短時間で容易に補強プレートをウエーハ表面から除去することができ、生産性が向上する。
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１を参照すると、耐熱性ボンド剤供給工程の斜視図が示されている。本実施形態では、ウエーハ２の表面２ａにスピンコート法により耐熱性ボンド剤１０を供給する。まず、回転可能なチャックテーブル４上に半導体ウエーハ（以下ウエーハと略称する）２を吸引保持する。
ウエーハ２の表面２ａには複数のストリート（分割予定ライン）３が格子状に形成されているとともに、該複数のストリート３によって区画された各領域にＩＣ，ＬＳＩ等のデバイス５が形成されている。ウエーハ２はその表面２ａに複数のデバイス５が形成されたデバイス領域６と、デバイス領域６を囲繞する外周余剰領域７を有している。
耐熱性ボンド剤をウエーハ２の表面２ａ上にスピンコートするには、チャックテーブル４を矢印Ａ方向に例えば３００ｒｐｍ程度で回転しながら、耐熱性ボンド剤滴下部８から耐熱性ボンド剤１０をウエーハ２の表面２ａ上に滴下する。
チャックテーブル４を少なくとも５秒以上回転させると、滴下された耐熱性ボンド剤１０がウエーハ２の表面２ａ上に均一にスピンコーティングされ、耐熱性ボンド剤層１１が形成される。耐熱性ボンド剤１０はエポキシ系樹脂から形成され、２５０℃の高温に耐えられる強度を有している。
ウエーハ２の表面２ａ上に耐熱性ボンド剤層１１を形成後、図２に示すように補強プレート１２とウエーハ２の表面２ａとを対面させ、耐熱性ボンド剤層１１を介して補強プレート１２をウエーハ２の表面２ａに貼着する。
貼着後、所定温度で所定時間ベーキングすることにより、ウエーハ２と補強プレート１２とが一体的に固定される。補強プレート１２は、例えば厚さ７００μｍのシリコンウエーハから構成されるが、これに限定されるものではない。
このように、ウエーハ２の表面２ａ上に補強プレート１２を配設する補強プレート配設工程を実施後、図３に示すように、補強プレート１２を研削装置のチャックテーブル１４で吸引保持して、ウエーハ２の裏面２ｂを研削する裏面研削工程を実施する。
図３において、研削装置の研削ユニット１６は、図示しないモータにより回転駆動されるスピンドル１８と、スピンドル１８の先端に固定されたホイールマウント２０と、ホイールマウント２０に着脱可能に複数のねじ２７で締結される研削ホイール２６とを含んでいる。
研削ホイール２６は、例えば図３に示すように、環状基台２２の自由端部に粒径０．３〜１．０μｍのダイアモンド砥粒をビトリファイドボンド等で固めた複数の研削砥石２４が固着されて構成されている。
ウエーハ２の裏面研削工程では、研削装置のチャックテーブル１４で補強プレート１２を吸引保持し、ウエーハ２の裏面２ｂを露出させる。チャックテーブル１４を矢印ａ方向に例えば３００ｒｐｍで回転しつつ、研削ホイール２６をチャックテーブル１４と同一方向に、即ち矢印ｂ方向に例えば６０００ｒｐｍで回転させるとともに、図示しない研削ユニット送り機構を作動して研削砥石２４をウエーハ２の裏面２ｂに接触させる。
そして、研削ホイール２６を所定の研削送り速度（例えば３〜５μｍ／秒）で下方に所定量研削送りして、ウエーハ２の研削を実施する。図示しない接触式の厚み測定ゲージによってウエーハ２の厚みを測定しながらウエーハ２を所望の厚み、例えば５０μｍに仕上げる。尚、ウエーハ２の研削は、研削水を供給しながら実施する。
研削工程実施後、図４に示すように、補強プレート１２に貼着されたウエーハ２の裏面２ｂからウエーハ２の表面２ａに形成されたデバイス５の電極に接続する貫通電極２８を形成する貫通電極形成工程を実施する。
この貫通電極形成工程では、まずウエーハ２に例えばレーザビームの照射により複数の貫通孔を形成する。レーザビームは、ウエーハ２に対して吸収性を有する波長（例えば３５５ｎｍ）のレーザビームが利用され、好ましくはＹＡＧレーザ又はＹＶＯ４レーザの第３高調波を使用する。
次いで、貫通孔の内部に、ポリマー材料等の絶縁物を充填する。充填する方法としては、好ましくは液相法が用いられる。液相法は、ウエーハ２を高温に加熱する必要が無いため、予めデバイス５が形成されたウエーハであっても使用することが可能である。
次いで、貫通孔の内部に充填された絶縁物に、レーザ加工法或いはリソグラフィプロセスによるエッチングにより更に貫通孔を形成する。更に、貫通孔内部に銅、ニッケル、パラジウム、金、銀等の導電物を埋め込む。
この導電物の埋め込み方法には、ドライメッキ、ウエットメッキ、ジェットペインティング法、導電ペーストや溶融金属の成膜法等を使用することができる。貫通電極２８は、ウエーハ２の表裏両面を貫通して形成され、ウエーハ２の表面２ａに形成されたデバイス５の電極に電気的に接続している。
貫通電極形成工程実施後、レーザビームの照射により耐熱性ボンド剤を変質させてその貼着力を低下させる貼着力低下工程を実施する。この貼着力低下工程では、図５に示すように、レーザ加工装置のチャックテーブル３０でウエーハ２を吸引保持して補強プレート１２を露出させる。
そして、レーザヘッド３２から、補強プレート１２に対して透過性を有する波長のレーザビームをその集光点を補強プレート１２をウエーハ２に貼着している耐熱性ボンド剤に位置づけて照射し、耐熱性ボンド剤に変質層３４を形成して、耐熱性ボンド剤の貼着力を低下させる。
この貼着力低下工程は、チャックテーブル３０を矢印Ａ方向に回転させ、更に半径方向に移動させて、補強プレート１２をウエーハ２に貼着している耐熱性ボンド剤の全面に渡り変質層３４を形成して実施する。尚、貼着力低下工程におけるレーザ加工条件は例えば以下の通りである。
光源 ：ＹＡＧパルスレーザ
波長 ：１０６４ｎｍ
出力 ：０．３Ｗ
繰り返し周波数 ：１００ｋＨｚ
パルス幅 ：１０ｐｓ
集光スポット径 ：φ１０μｍ
加工送り速度 ：１００ｍｍ／秒
波長 ：１０６４ｎｍ
出力 ：０．３Ｗ
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集光スポット径 ：φ１０μｍ
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このように耐熱性ボンド剤の貼着力を低下させてから、図６に示すように押さえ部材３６に所定の荷重を印加して補強プレート１２を押さえながらチャックテーブル３０を矢印Ａ方向に回転すると、補強プレート１２をウエーハ２から容易に剥離することができる。
補強プレート１２をウエーハ２から剥離した後には、ウエーハ２の表面２ａに耐熱性ボンド剤層１１が残存しているため、図７に示すように、チャックテーブル３０を矢印Ａ方向に回転しながら溶剤供給装置４０からメチルエチルケトン等の溶剤４２をウエーハ２の表面に供給することにより、ウエーハ２の表面２ａから耐熱性ボンド剤を除去することができる。
このように耐熱性ボンド剤をウエーハ２の表面から除去した後、図８に示すように外周部が環状フレーム５４に貼着されているダイシングテープ５２上にウエーハ２の裏面を貼着して、ウエーハ２をダイシングテープ５２を介して環状フレーム５４で支持するウエーハ支持工程を実施する。
次いで、図９に示すように切削装置のチャックテーブル５０でウエーハ２をダイシングテープ５２を介して吸引保持し、切削ユニット３２の切削ブレード３６でウエーハ２を分割予定ライン３に沿ってフルカットして切削溝５６を形成し、ウエーハ２を個々のデバイス５に分割するウエーハ分割工程を実施する。
ストリートピッチずつ切削ブレード３６をインデックス送りしながら、第１の方向に伸長する全てのストリート３の切削が終了すると、チャックテーブル５０を９０度回転してから、第１の方向に直交する第２の方向に伸長する全てのストリート３を切削して、ウエーハ２を個々のデバイスＤに分割する。
２ 半導体ウエーハ
５ デバイス
１０ 耐熱性ボンド剤
１１ 耐熱性ボンド剤層
１２ 補強プレート
２８ 貫通電極
３２ レーザヘッド
３４ 変質層
３６ 押さえ部材
４２ 溶剤
５２ ダイシングテープ
５４ 環状フレーム
５ デバイス
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１１ 耐熱性ボンド剤層
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２８ 貫通電極
３２ レーザヘッド
３４ 変質層
３６ 押さえ部材
４２ 溶剤
５２ ダイシングテープ
５４ 環状フレーム
Claims (3)
- 表面に格子状に形成された複数の分割予定ラインによって区画された各領域にデバイスを有するウエーハの加工方法であって、
ウエーハの表面に耐熱性ボンド剤を介して補強プレートを配設する補強プレート配設工程と、
該補強プレートをチャックテーブルで保持してウエーハの裏面を研削砥石で研削する裏面研削工程と、
該補強プレートに配設されたウエーハの裏面からウエーハの表面に形成されたデバイスの電極に接続する貫通電極を形成する貫通電極形成工程と、
ウエーハの裏面をレーザ加工装置のチャックテーブルで保持し、該補強プレート側から該補強プレートに対して透過性を有する波長のレーザビームを該レーザビームの集光点を該耐熱性ボンド剤に位置づけて照射し、該耐熱性ボンド剤の貼着力を低下させて該補強プレートをウエーハの表面から除去する補強プレート除去工程と、
を具備したことを特徴とするウエーハの加工方法。 - 該補強プレートはシリコンから形成されており、前記レーザビームの波長は１０６４ｎｍである請求項１記載のウエーハの加工方法。
- 該補強プレート除去工程を実施した後、環状フレームに外周部が装着されたダイシングテープにウエーハの裏面を貼着して、ダイシングテープを介してウエーハを該環状フレームで支持するウエーハ支持工程と、
該環状フレームに支持されたウエーハを個々のデバイスに分割するウエーハ分割工程と、
を更に具備した請求項１又は２記載のウエーハの加工方法。
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