JP2013243311A - 表面保護テープ - Google Patents

Abstract

【課題】薄く研削されたウエーハの撓みを抑制してウエーハを支持可能な表面保護テープを提供する。
【解決手段】複数のバンプ２１を有するデバイスが形成されたデバイス領域と外周余剰領域１９とを有するウエーハ１１の表面に貼着される表面保護テープ１０であって、基材シート１２と、外周余剰領域１９に対応してバンプ２１と同等の高さに形成された環状粘着層１４と、を備え、基材シート１２は、第１基材シート１２ａと、第２基材シート１２ｂと、を含み、第１基材シート１２ａは第２基材シート１２ｂより柔軟な材質から形成され、第２基材シートは剛性の高い材質で形成され、表面保護テープ１０を貼着後、ウエーハ１１をチャックテーブルで保持し、ウエーハ１１の裏面を研削する際に、バンプ２１の上端は柔軟な第１基材シート１２ａによって研削応力による損傷から保護され、研削後にウエーハ１１が湾曲するのを第２基材シート１２ｂの剛性によって抑制する。
【選択図】図３

Description

本発明は、複数のバンプを有する複数のデバイスが形成されたデバイス領域と該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域とを表面に有するウエーハに貼着され、薄く研削されたウエーハを表面保護テープで撓みを抑制して支持可能な表面保護テープに関する。

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表面にストリートと呼ばれる格子状の分割予定ラインが形成され、分割予定ラインによって区画される各領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスが形成される。これらのウエーハは裏面が研削されて所定の厚みへと薄化された後、ストリートに沿って切削装置等によ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。

ウエーハの裏面研削には、例えば特開２００２−２００５４５号公報で開示されるような研削装置が用いられる。研削装置のチャックテーブルでウエーハの表面側を表面保護テープを介して保持し、ウエーハの裏面に研削砥石を当接しつつ摺動させ、研削砥石を研削送りすることで研削が遂行される。

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（例えば、特開２００１−２３７２７８号公報参照）。

このようなバンプが回路面に形成されたウエーハの裏面を研削すると、バンプの段差による圧力差が裏面に直接影響し、ウエーハの表面を保護する表面保護テープのクッション性では抑えきれずに研削中にウエーハが破損したり、ディンプルとなって完成したデバイスの信頼性を損なう原因となっていた。

このような場合、従来ではウエーハの破損を起こさないように仕上げ厚みを比較的厚めにしたり、薄く研削することが必要な場合は、バンプを収容するような粘着層の厚い表面保護テープを用いてバンプを粘着層に埋め込んで研削するような対策を施していた。

しかしながら、バンプを埋め込むような粘着層を有する表面保護テープを用いた場合、表面保護テープをウエーハから剥離すると粘着層がバンプやデバイス面に残渣として残留してしまうという問題があった。

そこで、デバイス領域を囲繞する外周余剰領域のみに粘着層を貼着し、比較的密に配列されたバンプを逆に粘着層の代わりに支持部材として利用し、ウエーハをチャックテーブルに固定して研削を実施するという表面保護テープ及び研削方法が提案されている（特許第４４６２９９７号公報及び特許第４４４７２８０号公報）。

特開２００２−２００５４５号公報 特開２００１−２３７２７８号公報 特許第４４６２９９７号公報 特許第４４４７２８０号公報

こうした表面保護テープをウエーハの表面に貼着してウエーハの裏面を研削すると、研削応力によってバンプの上端は表面保護テープの基材シートに埋め込まれる形になる。よって、基材シートが硬質であればバンプの上端が傷ついてしまう。

また、よく知られているように、シリコンウエーハは１００μｍ以下、更には５０μｍ以下と研削により極薄に薄化されると反り返ってしまう。そのため、柔軟な基材シートを有する表面保護テープでは研削後の各工程におけるハンドリングが非常に困難になる。

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、薄く研削されたウエーハの撓みを抑制してウエーハを支持可能な表面保護テープを提供することである。

本発明によると、複数のバンプを有する複数のデバイスが形成されたデバイス領域と該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域とを表面に有するウエーハの表面に貼着される表面保護テープであって、該ウエーハの直径と同等の直径を有する基材シートと、該基材シートの片面の外周部に配設され、該ウエーハの該外周余剰領域に対応して該バンプと略同等の高さに形成された環状粘着層と、を備え、該基材シートは、該環状粘着層が表面に配設された第１基材シートと、該第１基材シートの裏面に配設された第２基材シートと、を含み、該第１基材シートは該第２基材シートより柔軟な材質から形成され、該第２基材シートは第１基材シートより剛性の高い材質で形成され、該外周余剰領域に該環状粘着層を接着させて該ウエーハの表面に該表面保護テープを貼着後、該表面保護テープを介して該ウエーハを研削装置のチャックテーブルで保持し、露出したウエーハの裏面を研削する際に、バンプの上端は柔軟な該第１基材シートによって研削応力による損傷から保護され、該ウエーハの裏面研削後に該ウエーハが湾曲するのを該第２基材シートの剛性によって抑制することを特徴とする表面保護テープが提供される。

好ましくは、第１基材シートは、ポリオレフィン又はポリエチレン塩化ビニールから構成され、第２基材シートは、ポリエチレンテレフタレートによって構成される。

本発明の表面保護テープによれば、バンプに残渣を残すことなくウエーハの裏面を研削可能な上、基材シートが柔軟な材質からなる第１基材シートと硬質な材質からなる第２基材シートから構成されているため、バンプの保護と研削後のハンドリング性を両立することができる。

バンプ付きデバイスを有する半導体ウエーハの表面側斜視図である。 ウエーハの表面に本発明実施形態に係る表面保護テープを貼着した状態の斜視図である。 ウエーハの表面に本発明実施形態に係る表面保護テープを貼着する様子を示す断面図である。 研削ステップを示す一部断面側面図である。 図５（Ａ）は本発明の表面保護テープが表面に貼着され更に研削により薄化されたウエーハを支持手段としての一対の丸棒で支持している状態の断面図、図５（Ｂ）は従来の表面保護テープが表面に貼着されたウエーハを一対の丸棒で支持している状態の断面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。図１を参照すると、本発明の表面保護テープが貼着され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（以下ウエーハと略称することがある）１１は、表面１１ａ及び裏面１１ｂを有しており、表面１１ａには複数の分割予定ライン１３が直交して形成されており、交差する分割予定ライン１３によって区画された各領域にバンプ付きデバイス１５が形成されている。

半導体ウエーハ１１は、バンプ付きデバイス１５が形成されているデバイス領域１７と、デバイス１７を囲繞する外周余剰領域１９をその表面に有している。１９ａは外周余剰領域１９の内径である。

図２を参照すると、本発明実施形態に係る表面保護テープ１０が表面１１ａに貼着された状態のウエーハ１１の斜視図が示されている。粘着層１４は、ウエーハ１１の外周余剰領域１９にのみ貼着されている。

次に、図３を参照して、本発明実施形態に係る表面保護テープ１０の詳細構造について説明する。表面保護テープ１０は、ウエーハ１１の直径と同等の直径を有する基材シート１２と、基材シート１２の片面の外周部に配設されたウエーハ１１の外周余剰領域１９に対応してバンプ２１と略同等の高さに形成された環状粘着層１４とから構成される。

基材シート１２は、環状粘着層１４が表面の外周部に配設された第１基材シート１２ａと、第１基材シート１２ａの裏面に例えば接着剤１６により接着された第２基材シート１２ｂとから構成される。

好ましくは第１基材シート１２ａは、ポリオレフィン（ＰＯ）又はポリエチレン塩化ビニル（ＰＶＣ）によって形成されており、第２基材シート１２ｂは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）によって形成されている。ここで、ポリオレフィン又はポリエチレン塩化ビニールは柔軟な特性を有しており、ポリエチレンテレフタレートは剛性の高い特性を有している。

このように構成された表面保護テープ１０をウエーハ１１の表面１１ａに貼着すると、環状粘着層１４がウエーハ１１の外周余剰領域１９に貼着され、ウエーハ１１のデバイス領域１７に形成されたバンプ２１は第１基材シート１２ａに当接する。

ウエーハ１１の表面１１ａに表面保護テープ１０を貼着してから、図４に示すように、研削装置のチャックテーブル１８で表面保護テープ１０を介してウエーハ１１を吸引保持し、ウエーハ１１の裏面１１ｂを露出させる。

研削装置の研削ユニット２０は、モータにより回転駆動されるスピンドル２２と、スピンドル２２の先端に固定されたホイールマウント２４とホイールマウント２４に着脱可能に装着された下端部外周に複数の研削砥石２８が固着された研削ホイール２６とを含んでいる。

研削ステップでは、チャックテーブル１８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１８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駆動して研削砥石２８をウエーハ１１の裏面１１ｂ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１１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１１の厚みを測定しながらウエーハ１１を所望の厚み、例えば５０μｍに研削する。

本実施形態の表面保護テープ１０は、ウエーハ１１のデバイス領域１７に対応する中央部分には粘着層が配設されておらず、外周に配設された環状粘着層１４がウエーハ１１の外周余剰領域１９に貼着されているだけなので、研削終了後にウエーハ１１の表面１１ａから表面保護テープ１０を剥離すると、デバイス領域１７に粘着層が付着することがなく、粘着層の残滓によってデバイス領域１７が汚染されることが防止される。

また、本発明の表面保護テープ１０の基材シート１２は、比較的柔軟な材質から形成された第１基材シート１２ａと、比較的硬質な材質から形成された第２基材シート１２ｂとから構成されるため、ウエーハ１１が研削される際、研削応力によってバンプ２１の上端は第１基材シート１２ａに押し込まれ、研削応力を効果的に吸収できる。

更に、本発明の表面保護テープ１０は軟質材料から形成された第１基材シート１２ａが硬質材料から形成された第２基材シート１２ｂでバックアップされているため、図５（Ａ）に示すように、ウエーハ１１が例えば５０μｍ程度に薄く研削されても、支持手段としての一対の丸棒３０で表面保護テープ１０側を支持した場合、殆ど撓みを起こすことなく概略水平にウエーハ１１を支持することができる。

図５（Ｂ）は従来の表面保護テープ１０Ａをウエーハ１１の表面１１ａに貼着し、薄く研削した後のウエーハ１１を支持手段としての一対の丸棒３０で支持した状態を示している。

従来の表面保護テープ１０Ａでは、基材シート１２ａはポリオレフィン（ＰＯ）又はポリエチレン塩化ビニル（ＰＶＣ）等の比較的柔軟な材質から形成されている。よって、薄く研削されたウエーハ１１を一対の丸棒３０で支持すると、大きな反り又は撓みが発生し、研削後のウエーハの搬送及び後工程において、ウエーハ１１のハンドリングが非常に困難になる。

これに対して、本発明実施形態の表面保護テープ１０を貼着したウエーハ１１の場合には、図５（Ａ）に示されるように、第２基材シート１２ｂの剛性によって殆ど反り又は撓みが発生することなく、概略水平状態にウエーハ１１が維持される。よって、研削後の搬送及び後工程において、ウエーハ１１の良好なハンドリング性を維持できる。

１０ 表面保護テープ
１１ 半導体ウエーハ
１２ 基材シート
１２ａ 第１基材シート
１２ｂ 第２基材シート
１４ 環状粘着層
１５ バンプ付きデバイス
１７ デバイス領域
１９ 外周余剰領域
２１ バンプ

Claims (2)

1. 複数のバンプを有する複数のデバイスが形成されたデバイス領域と該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域とを表面に有するウエーハの表面に貼着される表面保護テープであって、
   該ウエーハの直径と同等の直径を有する基材シートと、
   該基材シートの片面の外周部に配設され、該ウエーハの該外周余剰領域に対応して該バンプと略同等の高さに形成された環状粘着層と、を備え、
   該基材シートは、該環状粘着層が表面に配設された第１基材シートと、該第１基材シートの裏面に配設された第２基材シートと、を含み、
   該第１基材シートは該第２基材シートより柔軟な材質から形成され、該第２基材シートは第１基材シートより剛性の高い材質で形成され、
   該外周余剰領域に該環状粘着層を接着させて該ウエーハの表面に該表面保護テープを貼着後、該表面保護テープを介して該ウエーハを研削装置のチャックテーブルで保持し、露出したウエーハの裏面を研削する際に、バンプの上端は柔軟な該第１基材シートによって研削応力による損傷から保護され、
   該ウエーハの裏面研削後に該ウエーハが湾曲するのを該第２基材シートの剛性によって抑制することを特徴とする表面保護テープ。
2. 前記第１基材シートは、ポリオレフィン又はポリエチレン塩化ビニールから構成され、
   前記第２基材シートは、ポリエチレンテレフタレートによって構成されている請求項１記載の表面保護テープ。

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