JP2012079910A - 板状物の加工方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 保護テープの糊の残存を防止可能な板状物の加工方法を提供することである。
【解決手段】 表面に凹凸を有する板状物の裏面を研削又は研磨する板状物の加工方法であって、板状物の表面を水溶性保護膜で被覆する被覆ステップと、該水溶性保護膜で被覆された板状物の表面に基材と糊層とからなる保護テープを貼着して該凹凸を該糊層で埋める保護テープ貼着ステップと、該保護テープが貼着された板状物の該保護テープ側をチャックテーブルで保持して板状物の裏面を研削又は研磨する加工ステップと、該加工ステップを実施した後、板状物の表面から該保護テープを剥離し、該水溶性保護膜を除去する除去ステップと、を具備したことを特徴とする。
【選択図】図８
【解決手段】 表面に凹凸を有する板状物の裏面を研削又は研磨する板状物の加工方法であって、板状物の表面を水溶性保護膜で被覆する被覆ステップと、該水溶性保護膜で被覆された板状物の表面に基材と糊層とからなる保護テープを貼着して該凹凸を該糊層で埋める保護テープ貼着ステップと、該保護テープが貼着された板状物の該保護テープ側をチャックテーブルで保持して板状物の裏面を研削又は研磨する加工ステップと、該加工ステップを実施した後、板状物の表面から該保護テープを剥離し、該水溶性保護膜を除去する除去ステップと、を具備したことを特徴とする。
【選択図】図８
Description
本発明は、表面に凹凸がある板状物の裏面を研削又は研磨する板状物の加工方法に関する。
半導体デバイスの製造プロセスにおいては、シリコンや化合物半導体からなるウエーハの表面にストリートと呼ばれる分割予定ラインが格子状に形成され、分割予定ラインによって区画された各領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスが形成される。ウエーハは裏面が研削、研磨されて所定の厚みへと薄化された後、分割予定ラインに沿って分割されることで個々の半導体デバイスが製造される。
研削や研磨に際してウエーハの表面に形成されたデバイスを保護するために、ウエーハの表面に例えば特開平１１−３０７６２０号公報に開示されるような保護テープが貼着される。ウエーハは保護テープを介して研削装置又は研磨装置のチャックテーブルで保持され、露出したウエーハの裏面が研削又は研磨される。
近年、半導体デバイスの軽薄短小化を実現するための技術として、デバイス表面にバンプと呼ばれる金属突起物を複数形成し、これらのバンプを配線基板に形成された電極に相対させて直接接合するフリップチップボンディングと呼ばれる実装技術が実用化されている。
ところが、例えば高さ２００μｍと高いバンプを有するウエーハに保護テープを貼着すると、保護テープとウエーハとの間には隙間が生じ、ウエーハはバンプのみによって保護テープに固定される形態となる。
従って、この状態でウエーハの裏面を研削すると、応力がバンプ部分に掛かり、ウエーハが破損してしまうという問題がある。この問題を解決するために、例えば、バンプ高さより厚い糊層を有する保護テープをウエーハ表面に貼着して研削する研削方法が特開平１０−５０６４２号公報に開示されている。
ところが、糊層が非常に厚い保護テープを用いてバンプ間を糊で埋め込むようにすると、研削後に保護テープをウエーハから剥離しても、バンプ間に埋め込まれた糊層がウエーハ表面に残存してしまうという問題がある。
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、保護テープの糊の残存を防止可能な表面に凹凸を有するウエーハ等の板状物の加工方法を提供することである。
請求項１記載の発明によると、表面に凹凸を有する板状物の裏面を研削又は研磨する板状物の加工方法であって、板状物の表面を水溶性保護膜で被覆する被覆ステップと、該水溶性保護膜で被覆された板状物の表面に基材と糊層とからなる保護テープを貼着して該凹凸を該糊層で埋める保護テープ貼着ステップと、該保護テープが貼着された板状物の該保護テープ側をチャックテーブルで保持して板状物の裏面を研削又は研磨する加工ステップと、該加工ステップを実施した後、板状物の表面から該保護テープを剥離し、該水溶性保護膜を除去する除去ステップと、を具備したことを特徴とする板状物の加工方法が提供される。
好ましくは、板状物の加工方法は、保護テープ貼着ステップを実施した後、加工ステップを実施する前に、保護テープ上に保護テープよりも硬質の第２保護テープを貼着する第２保護テープ貼着ステップを更に具備している。
本発明の加工方法では、予めウエーハ等の板状物の表面に水溶性保護膜が被覆される。その後、水溶性保護膜上に保護テープが貼着されて板状物の裏面が加工された後、保護テープを剥離し、更に水溶性保護膜を水に溶かして除去するため、保護テープの糊層がウエーハの表面に残存することを防止できる。
請求項２記載の発明によると、糊層の厚い保護テープ上に該保護テープより硬い材質の第２保護テープを貼着することで、第２保護テープ表面を平坦化することができるため、研削又は研磨に際して第２保護テープ表面をチャックテーブルで吸引保持して、板状物の裏面を高精度に平坦化することができる。
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、本発明の加工方法により加工（研削）するのに適した半導体ウエーハ１１の斜視図が示されている。半導体ウエーハ１１は表面１１ａ及び裏面１１ｂを有しており、表面１１ａには複数のストリート１３が直交して形成されており、ストリート１３によって区画された各領域にそれぞれデバイス１５が形成されている。
図１の拡大図に示すように、各デバイス１５の４辺には複数の突起状のバンプ１７が形成されている。各デバイス１５の４辺にバンプ１７が形成されているので、半導体ウエーハ１１はバンプ１７が形成されているバンプ形成領域１９と、バンプ形成領域１９を囲繞する外周バンプ未形成領域２１を有している。
図２の拡大断面図に示すように、各バンプ１７はデバイス１５の電極２３に接続されている。各バンプ１７の高さは例えば２５０μｍである。本発明の加工方法では、図３に示すように、まずウエーハ１１の表面１１ａを水溶性保護膜２５で被覆する被覆ステップを実施する。
水溶性保護膜２５を形成する液状樹脂としては、ＰＶＡ（ポリ・ビニール・アルコール）、ＰＥＧ（ポリ・エチレン・グリコール）、ＰＥＯ（酸化ポリエチレン）等の水溶性のレジストが望ましい。
保護膜被覆ステップを実施するのに適した保護膜被覆装置１０について図４乃至図６を参照して説明する。まず図４を参照すると、保護膜被覆装置１０の一部破断斜視図が示されている。
保護膜被覆装置１０は、スピンナテーブル機構１２と、スピンナテーブル機構１２を包囲して配設された洗浄水受け機構１４を具備している。スピンナテーブル機構１２は、スピンナテーブル（保持テーブル）１６と、スピンナテーブル１６を回転駆動させる電動モータ２０と、電動モータ２０を上下方向に移動可能に支持する支持機構２２とから構成される。
スピンナテーブル１６は多孔性材料から形成された吸着チャック（保持部）１６ａを具備しており、吸着チャック１６ａが図示しない吸引手段に連通されている。従って、スピンナテーブル１６は、吸着チャック１６ａにウエーハを載置し図示しない吸引手段により負圧を作用させることにより、吸着チャック１６ａ上にウエーハ１１を吸引保持する。
スピンナテーブル１６には振り子タイプの一対のクランプ１８が配設されており、スピンナテーブル１６が回転されるとこのクランプ１８が遠心力で揺動するが、本発明の加工方法ではこのクランプ１８を使用する必要がないので、クランプ１８を省略することができる。
スピンナテーブル１６は、電動モータ２０の出力軸２０ａに連結されている。支持機構２２は、複数の（本実施形態においては３本）の支持脚２４と、支持脚２４にそれぞれ連結され電動モータ２０に取り付けられた複数（本実施形態においては３本）のエアシリンダ２６とから構成される。
このように構成された支持機構２２は、エアシリンダ２６を作動することにより、電動モータ２０及びスピンナテーブル１６を、図５に示す上昇位置であるウエーハ搬入・搬出位置と、図６及び図１０に示す下降位置である作業位置に位置付け可能である。
洗浄水受け機構１４は、洗浄水受け容器２８と、洗浄水受け容器２８を支持する３本（図４には２本のみ図示）の支持脚３０と、電動モータ２０の出力軸２０ａに装着されたカバー部材３２とから構成される。
洗浄水受け容器２８は、図５に示すように、円筒状の外側壁２８ａと、底壁２８ｂと、内側壁２８ｃとから構成される。底壁２８ｂの中央部には、電動モータ２０の出力軸２０ａが挿入される穴２１が設けられており、内側壁２８ｃはこの穴２１の周辺から上方に突出するように形成されている。
また、図４に示すように、底壁２８ｂには廃液口２９が設けられており、この廃液口２９にドレンホース３４が接続されている。カバー部材３２は円板状に形成されており、この外周縁から下方に突出するカバー部３２ａを備えている。
このように構成されたカバー部３２は、電動モータ２０及びスピンナテーブル１６が図６及び図１０に示す作業位置に位置づけられると、カバー部３２ａが洗浄水受け容器２８を構成する内側壁２８ｃの外側に隙間をもって重合するように位置づけられる。
保護膜被覆装置１０は、スピンナテーブル１６に保持された加工前のウエーハ１１の表面１１ａに水溶性樹脂を塗布する塗布手段３６を具備している。塗布手段３６は、スピンナテーブル１６に保持されたウエーハ１１の表面１１ａに向けて水溶性樹脂を供給する水溶性樹脂供給ノズル３８と、水溶性樹脂供給ノズル３８を支持する概略Ｌ形状のアーム４０と、アーム４０に支持された水溶性樹脂供給ノズル３８を揺動する正転・逆転可能な電動モータ４２とから構成される。水溶性樹脂供給ノズル３８はアーム４０を介して図示しない水溶性樹脂供給源に接続されている。
保護膜被覆装置１０は、加工後のウエーハ１１の洗浄装置を兼用する。よって、保護膜被覆装置１０は、スピンナテーブル１６に保持された加工後のウエーハを洗浄するための洗浄水供給手段４４及びエア供給手段４６を具備している。
洗浄水供給手段４４は、スピンナテーブル１６に保持された加工後（研削後）のウエーハ１１に向けて洗浄水を噴出する洗浄水ノズル４８と、洗浄水ノズル４８を支持するアーム５０と、アーム５０に支持された洗浄水ノズル４８を揺動する正転・逆転可能な電動モータ５２とから構成される。洗浄水ノズル４８はアーム５０を介して図示しない洗浄水供給源に接続されている。
エア供給手段４６は、スピンナテーブル１６に保持された洗浄後のウエーハ１１に向けてエアを噴出するエアノズル５４と、エアノズル５４を支持するアーム５６と、アーム５６に支持されたエアノズル５４を揺動する正転・逆転可能な電動モータ（図示せず）を備えている。エアノズル５４はアーム５６を介して図示しないエア供給源に接続されている。
次に、このように構成された保護膜被覆装置１０の作用について説明する。図５に示すように、ウエーハ搬入・搬出位置に位置づけられた保護膜被覆装置１０のスピンナテーブル１６上にウエーハ１１の裏面１１ｂ側を載置し、吸着チャック１６ａによりウエーハ１１を吸引保持する。
このとき、水溶性樹脂供給ノズル３８、洗浄水ノズル４８及びエアノズル５４は、図５に示すように、スピンナテーブル１６の上方から隔離した待機位置に位置づけられている。スピンナテーブル１６でウエーハ１１を吸引保持したならば、エアシリンダ２６を作動してスピンナテーブル１６を図６に示す作業位置に位置づける。
このようにウエーハ１１を作業位置に位置づけてから、ウエーハ１１の表面１１ａに水溶性樹脂を塗布して保護膜を被覆する保護膜被覆ステップを実施する。保護膜被覆ステップを実施するには、スピンナテーブル１６を図６に示すように１０〜１００ｒｐｍ（好ましくは３０〜５０ｒｐｍ）で回転させながら、ウエーハ１１の表面１１ａの中央領域に水溶性樹脂供給ノズル３８から水溶性樹脂２７を滴下する。６０は蓋である。
スピンナテーブル１６が回転されているため、滴下された水溶性樹脂２７はウエーハ１１の表面１１ａにスピンコーティングされ、図３に示すように、ウエーハ１１の表面１１ａにバンプ１７を包み込むように水溶性保護膜２５が形成される。水溶性保護膜２５の厚さは５〜１０μｍ程度が好ましい。
保護膜被覆ステップによりウエーハ１１の表面１１ａに水溶性保護膜２５を被覆したなら、図７に示すように、ウエーハ１１の表面１１ａに第１保護テープ２９を貼着する保護テープ貼着ステップを実施する。第１保護テープ２９は、ポリオレフィン等の基材３１上にアクリル系又はゴム系の糊層３３を配設して構成されている。
保護テープ３１は、２５０μｍの高さのバンプ１７より厚い例えば３００μｍの厚さの糊層３３を有しており、保護テープ貼着ステップでは、糊層３３でバンプ１７を埋め込むように第１保護テープ２９をウエーハ１１の表面１１ａに貼着する。
厚さの厚い糊層３３を有した第１保護テープ２９を、図７に示すように、バンプ１７を埋め込むようにウエーハ１１の表面１１ａに貼着すると、基材３１が平坦とはならずに多少のうねりが発生する。
よって、第１保護テープ２９側を研削装置のチャックテーブルで吸引保持して、ウエーハ１１の裏面１１ｂを研削すると、研削加工を実施してもウエーハ１１の高精度の平坦化が得られない恐れがある。
そこで、本発明の加工方法では、図８に示すように、第１保護テープ２９上に第２保護テープ３５を貼着する第２保護テープ貼着ステップを実施するのが好ましい。第２保護テープ３５は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等の硬質の基材３７上にアクリル系又はゴム系の糊層３９を配設して構成されている。
基材３７が第１保護テープ２９の基材３１と比較して硬いため、第１保護テープ２９上に第２保護テープ３５を貼着すると、第１保護テープ２９のうねりを第２保護テープ３５の糊層３９が吸収して基材３７を平坦化することができる。
よって、本発明の好ましい実施形態では、ウエーハ１１の表面１１ａに第１保護テープ２９及び第２保護テープ３５を貼着した状態で、ウエーハ１１の裏面１１ｂの研削を実施する。この研削方法について図９を参照して説明する。
図９（Ａ）は研削ステップの斜視図、図９（Ｂ）はその側面図を示している。研削ユニット６２は、ハウジング６４と、ハウジング６４中に回転可能に収容されたスピンドル６５と、スピンドル６５を回転駆動するモータ６６と、スピンドル６５の先端に固定されたホイールマウント７０と、ホイールマウント７０に着脱可能に装着された下端面に複数の研削砥石７２が固着された研削ホイール６８とを含んでいる。
この研削ステップでは、研削装置のチャックテーブル７４で第１保護テープ２９及び第２保護テープ３５を介してウエーハ１１を吸引保持する。そして、研削ユニット送り機構を駆動することにより研削ホイール６８の研削砥石７２をウエーハ１１の裏面１１ｂに接触させる。
所定の研削送り速度で研削ホイール６８を研削送りしながら、チャックテーブル７４を矢印ａ方向に例えば３００ｒｐｍで回転しつつ、研削ホイール６８を矢印ｂ方向に例えば６０００ｒｐｍで回転して、ウエーハ１１の研削を実施する。接触式又は非接触式の厚み測定ゲージでウエーハ１１の厚みを測定しながら、ウエーハ１１を所定の厚みに仕上げる。
本実施形態では、ウエーハ１１の表面１１ａに第１保護テープ２９及び第２保護テープ３５を貼着して、第２保護テープ３５の表面を平坦化してから研削装置のチャックテーブル７４で第２保護テープ３５を吸引保持しているため、バンプ付きウエーハ１１の裏面１１ｂの研削を実施すると、ウエーハ１１を高精度に平坦化することができる。
研削ステップ実施後、ウエーハ１１の表面１１ａから第１及び第２保護テープ２９，３５を剥離する。第１保護テープ２９の糊層３３は非常に厚くてバンプ１７を埋め込むように第１保護テープ２９をウエーハ１１の表面１１ａに貼着しているため、研削実施後に第１保護テープ２９をウエーハ１１から剥離すると、バンプ１７間に埋め込まれた糊層３３を形成する糊がウエーハ１１の表面１１ａ上に被覆された水溶性保護膜２５上に残存する。
そこで本発明の加工方法では、水溶性保護膜２５を水に溶かして除去する保護膜除去ステップを実施する。この保護膜除去ステップは洗浄装置を兼ねた保護膜被覆装置１０で実施することができる。
即ち、図１０に示すように、スピンナテーブル１６でウエーハ１１の裏面１１ｂ側を吸引保持し、純水源とエア源に接続された洗浄水ノズル４８から純水とエアとからなる洗浄水を噴射しながらウエーハ１１を低速回転（例えば３００ｒｐｍ）させることによりウエーハ１１を洗浄する。
その結果、ウエーハ１１の表面１１ａに被覆されていた保護膜２５は水溶性の樹脂によって形成されているので、保護膜２５を容易に洗い流すことができ、保護膜２５上に付着している残存糊層３３を容易に除去することができる。
上述した実施形態では、本発明の加工方法を研削方法に適用した例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ウエーハ１１の裏面を研磨する研磨方法にも同様に適用することができる。
更に、被加工物はバンプ１７を有するウエーハ１１に限定されるものではなく、例えば、サファイア基板の表面に外周部分を除いてエピタキシャル層が形成された光デバイスウエーハ等の表面に凹凸を有する他の板状物にも同様に適用可能である。
１０ 保護膜被覆装置
１１ 半導体ウエーハ
１５ デバイス
１６ スピンナテーブル
１７ バンプ
２５ 水溶性保護膜
２９ 第１保護テープ
３１ 基材
３３ 糊層
３５ 第２保護テープ
３７ 基材
３９ 糊層
６２ 研削ユニット
６８ 研削ホイール
１１ 半導体ウエーハ
１５ デバイス
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３１ 基材
３３ 糊層
３５ 第２保護テープ
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６２ 研削ユニット
６８ 研削ホイール
Claims (3)
- 表面に凹凸を有する板状物の裏面を研削又は研磨する板状物の加工方法であって、
板状物の表面を水溶性保護膜で被覆する被覆ステップと、
該水溶性保護膜で被覆された板状物の表面に基材と糊層とからなる保護テープを貼着して該凹凸を該糊層で埋める保護テープ貼着ステップと、
該保護テープが貼着された板状物の該保護テープ側をチャックテーブルで保持して板状物の裏面を研削又は研磨する加工ステップと、
該加工ステップを実施した後、板状物の表面から該保護テープを剥離し、該水溶性保護膜を除去する除去ステップと、
を具備したことを特徴とする板状物の加工方法。 - 前記保護テープ貼着ステップを実施した後、前記加工ステップを実施する前に、該保護テープ上に該保護テープよりも硬質の第２保護テープを貼着する第２保護テープ貼着ステップを更に具備した請求項１記載の板状物の加工方法。
- 前記凹凸は突起電極から構成される請求項１又は２記載の板状物の加工方法。
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