JP2015023078A - ウエーハの加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 高精度なアライメントが可能なＷＬ−ＣＳＰウエーハの加工方法を提供することである。
【解決手段】 交差して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形成されたそれぞれ電極を有する複数のデバイスと、該デバイスの該電極に接続する複数の金属ポストとが樹脂で封止され、該樹脂上に金属ポストに接続された複数の電極バンプが突出して形成されたウエーハを加工するウエーハの加工方法であって、該樹脂で封止された表面側を露出させて該ウエーハをチャックテーブルで保持する保持ステップと、該保持ステップを実施した後、赤外線カメラで該ウエーハを表面側から該樹脂を透過して撮像して、該分割予定ラインの位置を検出する分割予定ライン検出ステップと、該分割予定ライン検出ステップで検出した該分割予定ラインに沿って該ウエーハを切削して、該ウエーハを個々のパッケージに分割する切削ステップと、を備えたことを特徴とする。
【選択図】図６

Description

本発明は、ＷＬ−ＣＳＰウエーハの加工方法に関する。

ＷＬ−ＣＳＰ（Ｗａｆｅｒ−ｌｅｖｅｌ Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）とは、ウエーハの状態で再配線層や電極（金属ポスト）を形成後、表面側を樹脂封止し、切削ブレード等で各パッケージに分割する技術であり、ウエーハを個片化したパッケージの大きさが半導体デバイスチップの大きさになるため、小型化及び軽量化の観点からも広く採用されている。

ＷＬ−ＣＳＰの製造プロセスでは、複数のデバイスが形成された半導体ウエーハのデバイス面側に再配線層を形成し、更に再配線層を介してデバイス中の電極に接続する金属ポストを形成した後、金属ポスト及びデバイスを樹脂で封止する。

次いで、封止剤を薄化するとともに金属ポストを封止剤表面に露出させた後、金属ポストの端面に電極バンプと呼ばれる外部端子を形成する。その後、切削装置等で切削して個々のＣＳＰへと分割する。

半導体デバイスを衝撃や湿気等から保護するために、封止剤で封止することが重要である。通常、封止剤として、エポキシ樹脂中にＳｉＣからなるフィラーを混入した封止剤を使用することで、封止剤の熱膨張率を半導体デバイスチップの熱膨張率に近づけ、熱膨張率の差によって生じる加熱時のパッケージの破損を防止している。

ＷＬ−ＣＳＰウエーハは、一般的に切削装置を使用して個々のＣＳＰに分割される。この場合、ＷＬ−ＣＳＰウエーハは、分割予定ラインを検出するために利用するデバイスが樹脂で覆われているため、表面側からデバイスのターゲットパターンを検出することができない。

その為、ＷＬ−ＣＳＰウエーハの樹脂上に形成された電極バンプをターゲットにして分割予定ラインを割り出したり、樹脂の上面にアライメント用のターゲットを印刷する等して分割予定ラインと切削ブレードとのアライメントをおこなっていた。

特開２０１３−７４０２１号公報

しかし、電極バンプや樹脂上に印刷されたターゲットはデバイスのように高精度には形成されていないため、アライメント用のターゲットとしては精度が低いという問題がある。従って、電極バンプや印刷されたターゲットに基づいて分割予定ラインを割り出した場合、分割予定ラインから外れてデバイス部分を切削してしまうという恐れがあった。

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、高精度なアライメントが可能なＷＬ−ＣＳＰ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、交差して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形成されたそれぞれ電極を有する複数のデバイスと、該デバイスの該電極に接続する複数の金属ポストとは樹脂で封止され、該樹脂上に金属ポストに接続された複数の電極バンプは突出して形成されたウエーハを加工するウエーハの加工方法であって、該樹脂で封止された表面側を露出させて該ウエーハをチャックテーブルで保持する保持ステップと、該保持ステップを実施した後、赤外線カメラで該ウエーハを表面側から該樹脂を透過して撮像して、該分割予定ラインの位置を検出する分割予定ライン検出ステップと、該分割予定ライン検出ステップで検出した該分割予定ラインに沿って該ウエーハを切削して、該ウエーハを個々のパッケージに分割する切削ステップと、を備えたことを特徴とするウエーハの加工方法が提供される。

本発明によると、赤外線カメラを用いて樹脂を透過させてデバイスのターゲットパターンを撮像することにより、分割予定ラインと切削ブレードとの高精度のアライメントが可能となった。

（Ａ）はＷＬ−ＣＳＰウエーハの分解斜視図、図１（Ｂ）はＷＬ−ＣＳＰウエーハの斜視図である。 ＷＬ−ＣＳＰウエーハの断面図である。 ＷＬ−ＣＳＰウエーハを外周部が環状フレームに装着されたダイシングテープに貼着する様子を示す斜視図である。 図３の断面図である。 切削装置の斜視図である。 図６（Ａ）は撮像ステップを示す一部断面側面図、図６（Ｂ）はその拡大断面図である。 切削ステップを示す一部断面側面図である。

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（Ａ）を参照すると、ＷＬ−ＣＳＰウエーハ２７の分解斜視図が示されている。図１（Ｂ）はＷＬ−ＣＳＰウエーハ２７の斜視図である。

図１（Ａ）に示されているように、半導体ウエーハ１１の表面１１ａには格子状に形成された複数の分割予定ライン（ストリート）１３によって区画された各領域にＬＳＩ等のデバイス１５が形成されている。

半導体ウエーハ（以下、単にウエーハと略称することがある）１１は予め裏面１１ｂが研削されて所定の厚さ（１００μｍ程度）に薄化された後、図２に示すように、表面１１ａ上に再配線層１９が形成される。

さらに、再配線層１９上にデバイス１５中の電極１７に電気的に接続された複数の金属ポスト２１を形成した後、ウエーハ１１の表面１１ａ側を金属ポスト２１が埋設するように封止剤２３で封止する。

封止剤２３としては、封止剤２３の熱膨張率を半導体ウエーハ１１の熱膨張率に近づけるために、ＳｉＣからなるフィラーが混入されたエポキシ樹脂等の樹脂を使用するのが好ましい。

次いで、ダイアモンドをガラスや樹脂等で固めた切削工具を有する平面切削装置（サーフェースプレナー）又はグラインダーと呼ばれる研削装置を使用して、樹脂封止剤２３を薄化して金属ポスト２１の高さを揃えるとともに封止剤表面に金属ポスト２１を露出させる。

次いで、露出した金属ポスト２１の端面によく知られた方法によりハンダ等の金属バンプ２５を形成して、ＷＬ−ＣＳＰウエーハ２７が完成する。本実施形態のＷＬ−ＣＳＰウエーハ２７では、樹脂封止剤２３の厚さは１０〜３０μｍ程度である。

ＷＬ−ＣＳＰウエーハ２７を切削装置で切削するのに当たり、図３及び図４に示すように、好ましくは、ＷＬ−ＣＳＰウエーハ２７を外周部が環状フレームＦに貼着された粘着テープとしてのダイシングテープＴに貼着する。これにより、ＷＬ−ＣＳＰウエーハ２７はダイシングテープＴを介して環状フレームＦに支持された状態となる。

しかし、ＷＬ−ＣＳＰウエーハ２７を切削装置で切削するのに当たり、環状フレームＦを使用せずに、ＷＬ−ＣＳＰウエーハ２７の裏面に粘着テープを貼着する形態でもよい。

図５を参照すると、ＷＬ−ＣＳＰウエーハ２７を切削するのに適した切削装置２の斜視図が示されている。４は切削装置２のベースであり、ベース４上にはチャックテーブル６は回転可能且つ図示しない切削送り機構によりＸ軸方向に往復動可能に配設されている。チャックテーブル６には、環状フレームＦをクランプする複数のクランプ８が取り付けられている。１０は切削送り機構を保護するための蛇腹である。

ベース４上には門形状のコラム１２が立設されている。コラム１２にはＹ軸方向に伸長する一対のガイドレール１４が固定されている。コラム１２上には、Ｙ軸移動ブロック１６がボールねじ１８と図示しないパルスモーターとからなる割り出し送り機構２０により、ガイドレール１４に沿ってＹ軸方向に移動可能に搭載されている。

Ｙ軸移動ブロック１６にはＺ軸方向に伸長する一対のガイドレール２２が固定されている。Ｙ軸移動ブロック１６上には、Ｚ軸移動ブロック２４がボールねじ２６とパルスモーター２８とからなるＺ軸移動機構３０により、ガイドレール２２に案内されてＺ軸方向に移動可能に搭載されている。

Ｚ軸移動ブロック２４には、切削ユニット３２とアライメントユニット３６が取り付けられている。切削ユニット３２のスピンドルハウジング中には図示しないスピンドルが回転可能に収容されており、スピンドルの先端には切削ブレード３４が装着されている。

アライメントユニット３６には、マクロ顕微鏡及び可視光線で撮像する標準カメラを備えた第１撮像ユニット３８と、ミクロ顕微鏡及び赤外線カメラを備えた第２撮像ユニット４０が搭載されている。

次に、切削装置２を使用したＷＬ−ＣＳＰウエーハ２７の加工方法について説明する。まず、ダイシングテープＴを介して環状フレームＦに支持されたＷＬ−ＣＳＰウエーハ２７をチャックテーブル６の保持面上に載置してチャックテーブル６で吸引保持し、図６（Ａ）に示すように、クランプ８で環状フレームＦをクランプして固定する保持ステップを実施する。

このようにＷＬ−ＣＳＰウエーハ２７をチャックテーブル６の保持面で保持した状態で、図６（Ｂ）に最もよく示されるように、第２撮像ユニット４０の赤外線カメラでＷＬ−ＣＳＰウエーハ２７の封止樹脂２３を透過してウエーハ１１の表面１１ａを撮像し、分割予定ライン１３の位置を検出する分割予定ライン検出ステップを実施する。

本実施形態のＷＬ−ＣＳＰウエーハ２７では封止樹脂２３の厚さが１０〜３０μｍ程度であるので、赤外線カメラで封止樹脂２３を透過してウエーハ１１の表面１１ａを撮像し、デバイス１５に形成されているターゲットパターンを検出可能である。

このようなターゲットパターンの検出は、Ｘ軸方向に離れたＡ点及びＢ点で行い、２つのターゲットパターンを結んだ直線がＸ軸方向と平行となるようにチャックテーブル６を回転する。これにより、ターゲットパターンに隣接する分割予定ライン１３が検出されたことになる。

分割予定ライン１３の検出後、ターゲットパターンと分割予定ライン１３の中心線との距離分だけ切削ユニット３２をＹ軸方向に移動させることにより、切削しようとする分割予定ライン１３と切削ブレード３４との位置合わせを行うアライメントを実施する。このアライメントは、第１の方向に伸長する分割予定ライン１３に加えて、第１の方向に直交する分割予定ライン１３についても同様に実施する。

アライメント実施後、図７に示すように、矢印Ａ方向に高速回転する切削ブレード３４を切削しようとする分割予定ライン１３に沿ってダイシングテープＴまで切り込ませた状態で、チャックテーブル６をＸ軸方向に切削送りすることにより、位置合わせされた分割予定ライン１３が切削される。

切削装置２のメモリに記憶された分割予定ライン１３のピッヂづつ切削ユニット３２をＹ軸方向にインデックス送りしながら切削を行うことにより、第１の方向に伸長する分割予定ライン１３が全て切削される。

さらに、チャックテーブル６を９０度回転させてから、第１の方向に直交する第２の方向に伸長する分割予定ライン１３を切削することにより、ＷＬ−ＣＳＰウエーハ２７が個々のＣＰＳに分割される。

２ 切削装置
１０ チャックテーブル
１１ 半導体ウエーハ
１３ 分割予定ライン
１５ デバイス
２１ 金属ポスト
２３ 封止樹脂
２５ 電極バンプ
２７ ＷＬ−ＣＳＰウエーハ
３２ 切削ユニット
３４ 切削ブレード
３８ 第１撮像ユニット
４０ 第２撮像ユニット

Claims (1)

1. 交差して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形成されたそれぞれ電極を有する複数のデバイスと、該デバイスの該電極に接続する複数の金属ポストとが樹脂で封止され、該樹脂上に金属ポストに接続された複数の電極バンプが突出して形成されたウエーハを加工するウエーハの加工方法であって、
   該樹脂で封止された表面側を露出させて該ウエーハをチャックテーブルで保持する保持ステップと、
   該保持ステップを実施した後、赤外線カメラで該ウエーハを表面側から該樹脂を透過して撮像して、該分割予定ラインの位置を検出する分割予定ライン検出ステップと、
   該分割予定ライン検出ステップで検出した該分割予定ラインに沿って該ウエーハを切削して、該ウエーハを個々のパッケージに分割する切削ステップと、
   を備えたことを特徴とするウエーハの加工方法。

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