JP2019009372A - Grinding method of wafer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ウエーハの表面を樹脂で被覆し研削を行うウエーハの研削方法に関する。 The present invention relates to a wafer grinding method in which the surface of a wafer is coated with a resin for grinding.
近年、半導体デバイスの小型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デバイスの基板実装技術が実用化されている。そして、バンプが表面に形成されたウエーハの中には、ハイバンプと呼ばれる厚みのあるバンプが実装された結果、表面に大きな凹凸が形成されているものがある。 In recent years, as a technology for realizing miniaturization of semiconductor devices, a device substrate in which a plurality of metal protrusions called bumps are formed on a device surface and these bumps are directly bonded to an electrode formed on a wiring board. Mounting technology has been put to practical use. Some wafers with bumps formed on the surface have large bumps formed on the surface as a result of mounting a thick bump called a high bump.
このような表面に大きな凹凸のあるウエーハの研削方法として、ウエーハの表面を紫外線により硬化する樹脂で被覆することにより、ウエーハの表面を凹凸のない状態にして研削を行う方法が知られている(例えば、特許文献1、2参照)。 As a method for grinding a wafer having such a large unevenness on the surface, a method is known in which the surface of the wafer is ground without any unevenness by coating the surface of the wafer with a resin that is cured by ultraviolet rays ( For example, see Patent Documents 1 and 2).
しかし、表面が樹脂で覆われているウエーハを研削する際、ウエーハの周縁から樹脂がはみ出ていると、例えば厚さが100μm以下になるまで薄く研削する場合には、研削中に砥石が樹脂を巻き込んでしまい、砥石が破損しやすくなる。そして、砥石が破損すると、研削面の粗さが大きくなるなど、研削品質が低下するという問題が生じる。 However, when grinding a wafer whose surface is covered with resin, if the resin protrudes from the peripheral edge of the wafer, for example, when grinding thinly to a thickness of 100 μm or less, the grindstone removes the resin during grinding. It will get caught and the grindstone will be easily damaged. And when a grindstone breaks, the problem that grinding quality falls, such as the roughness of a grinding surface becoming large, arises.
そのため、研削を実施する前に、ウエーハの周縁からはみ出た樹脂を切断し除去する必要があるが、樹脂が完全に硬化していると、樹脂を切断することが容易でないとう問題があった。 For this reason, it is necessary to cut and remove the resin protruding from the periphery of the wafer before grinding, but there is a problem that it is not easy to cut the resin when the resin is completely cured.
本発明は、このような問題にかんがみなされたもので、ウエーハの縁からはみ出た樹脂を容易に切断してウエーハを研削できるようにすることを課題とする。 The present invention has been considered in view of such a problem, and an object of the present invention is to easily cut the resin protruding from the edge of the wafer so as to grind the wafer.
上記課題を解決するために、本発明は、表面に凹凸を有するウエーハの研削方法であって、ウエーハの表面を樹脂で被覆して該凹凸を該樹脂で吸収する被覆工程と、該被覆工程の実施後、ウエーハに被覆された該樹脂が完全に硬化しない露光量の紫外線を照射して、該樹脂を半硬化状態にする半硬化工程と、該半硬化工程の実施後、ウエーハの周縁からはみ出て被覆された樹脂を切断手段でウエーハの周縁に沿って切断する切断工程と、該切断工程の実施後、再び該樹脂に紫外線を照射して該樹脂を完全に硬化させる完全硬化工程と、該完全硬化工程の実施後、該樹脂側を保持テーブルに保持し研削手段によってウエーハを研削する研削工程と、を有する。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a method for grinding a wafer having irregularities on the surface, the coating step of coating the surface of the wafer with a resin and absorbing the irregularities with the resin, After the execution, the resin coated on the wafer is irradiated with an exposure amount of ultraviolet light that does not completely cure, so that the resin is in a semi-cured state, and after the semi-curing process, the resin protrudes from the periphery of the wafer. A cutting step of cutting the coated resin along the periphery of the wafer with a cutting means, a complete curing step of completely curing the resin by irradiating the resin again with ultraviolet rays after the cutting step, A grinding step of holding the resin side on a holding table and grinding the wafer by grinding means after the complete curing step.
本発明によれば、ウエーハの表面を樹脂で被覆した後、ウエーハに被覆された樹脂が完全には硬化しない露光量の紫外線を照射して樹脂を半硬化状態とし、その半硬化状態の樹脂を切断手段でウエーハの周縁に沿って切断するようにしたので、ウエーハの縁からはみ出た部分の樹脂を容易に切断することができる。その後、再び樹脂に紫外線を照射して樹脂を完全に硬化させてからウエーハの研削を実施することにより、樹脂の巻き込みによる砥石の破損などを生じることなく、ウエーハを高品質に研削することができる。 According to the present invention, after the surface of the wafer is coated with the resin, the resin coated on the wafer is irradiated with an exposure amount of ultraviolet rays that is not completely cured to make the resin semi-cured, and the resin in the semi-cured state is Since the cutting means cuts along the periphery of the wafer, the resin protruding from the edge of the wafer can be easily cut. After that, the wafer is ground by again irradiating the resin with ultraviolet rays to completely cure the resin, so that the wafer can be ground with high quality without causing damage to the grindstone due to the entrainment of the resin. .
図1に示すウエーハWは、所定の厚み(例えば300μm)を有するシリコンウエーハであり、その表面Waには、複数の分割予定ラインによって区画された複数の格子状の領域にIC、LSI等のデバイスが形成されている。このデバイスの表面にはそれぞれ複数のバンプ(突起電極)Wfが設けられている。このバンプWfは、例えば、高さが100〜200μm程度に形成されている。ウエーハWの裏面Wbは、研削加工が施される場合の被研削面となる。
以下に、ウエーハWの表面Waを樹脂で被覆して裏面Wbを研削する本発明に係るウエーハの切削方法の各工程について説明していく。
A wafer W shown in FIG. 1 is a silicon wafer having a predetermined thickness (for example, 300 μm), and a device such as an IC or LSI is provided on a surface Wa of a plurality of lattice-like regions partitioned by a plurality of division lines. Is formed. A plurality of bumps (projection electrodes) Wf are provided on the surface of the device. The bumps Wf are formed with a height of about 100 to 200 μm, for example. The back surface Wb of the wafer W is a surface to be ground when grinding is performed.
Hereinafter, each step of the wafer cutting method according to the present invention in which the front surface Wa of the wafer W is coated with resin and the back surface Wb is ground will be described.
(1)樹脂被覆工程
図2(a)に示すように、樹脂Jを準備する。その際、樹脂用テーブル10の上面10aに吸引保持された保護シートSの中央領域の上方に供給ノズル21が位置付けられ、樹脂供給源22から送出された樹脂Jが供給ノズル21から滴下される。樹脂Jは、その表面張力により保護シートS上で略半球体状の形態を保つ。適量の樹脂Jが保護シートSの上面に供給された後、供給ノズル21及び樹脂供給源22を含む樹脂供給手段は、樹脂用テーブル10の上方から退避する。
(1) Resin coating process As shown to Fig.2 (a), resin J is prepared. At that time, the
なお、樹脂用テーブル10は、紫外線を透過するガラス等の透明部材で形成されている。樹脂用テーブル10は中空構造になっており、その内部に複数のUVランプ11が配置されている。未硬化の樹脂Jは、例えば、500〜5000mPa程度の粘度を有する無溶剤形の樹脂であり、紫外線が照射されることで硬化する特性を有している。
The resin table 10 is formed of a transparent member such as glass that transmits ultraviolet rays. The resin table 10 has a hollow structure, and a plurality of
樹脂Jの準備が完了した後、図2(b)に示す移動手段31が、ウエーハWを保持したウエーハ用テーブル30を樹脂用テーブル10の上方に移動させ、ウエーハWの表面Waが保護シートS上の樹脂Jに向かい合うように、ウエーハWを位置付ける。ウエーハ用テーブル30には吸引源32が接続されており、吸引源32の真空吸引力によってウエーハWがウエーハ用テーブル30の下面に吸着保持されている。そして、ウエーハ用テーブル30を下降させることで、ウエーハWのバンプWfの頂点と樹脂Jとが接触する。
After the preparation of the resin J is completed, the moving means 31 shown in FIG. 2B moves the wafer table 30 holding the wafer W above the resin table 10 so that the surface Wa of the wafer W is the protective sheet S. The wafer W is positioned so as to face the upper resin J. A
図2(b)に示す状態から、ウエーハ用テーブル30がさらに下降することで、保護シートS上の樹脂JがウエーハWで押圧され、樹脂JはウエーハWの表面Wa上で径方向外側に向かって広がっていく。そして、ウエーハWのバンプWfの根元まで樹脂Jが十分に押し込まれる高さ位置までウエーハ用テーブル30が下降することで、保護シートS上の樹脂JがウエーハWの表面Waに押し広げられる。 When the wafer table 30 is further lowered from the state shown in FIG. 2B, the resin J on the protective sheet S is pressed by the wafer W, and the resin J is directed radially outward on the surface Wa of the wafer W. And spread. Then, the wafer table 30 is lowered to a height position at which the resin J is sufficiently pushed to the base of the bump Wf of the wafer W, so that the resin J on the protective sheet S is spread on the surface Wa of the wafer W.
ウエーハWのバンプWfの根元まで樹脂Jが十分に押し込まれる高さ位置までウエーハ用テーブル30を下降させた後、ウエーハWの表面Waと保護シートSの上面との間の樹脂Jが分断されない状態を保ちつつ、ウエーハ用テーブル30の上昇と下降とを複数回(例えば、4〜7回)繰り返す。これにより、ウエーハWの表面Wa全面に樹脂Jが被覆され、バンプWfの凹凸を解消する樹脂膜が形成される。 The state in which the resin J between the surface Wa of the wafer W and the upper surface of the protective sheet S is not divided after the wafer table 30 is lowered to a height at which the resin J is sufficiently pushed to the base of the bump Wf of the wafer W. The wafer table 30 is repeatedly raised and lowered a plurality of times (for example, 4 to 7 times). As a result, the entire surface Wa of the wafer W is coated with the resin J, and a resin film that eliminates the unevenness of the bumps Wf is formed.
ウエーハWの表面Wa全面への樹脂Jの被覆が完了したら、ウエーハ用テーブル30は、ウエーハWの吸引保持を解除し、樹脂用テーブル10の上方から退避する。この時点で、樹脂用テーブル10上に保護シートS及び樹脂Jを介してウエーハWが載置された状態になる。 When the coating of the resin J on the entire surface Wa of the wafer W is completed, the wafer table 30 releases the suction holding of the wafer W and retracts from above the resin table 10. At this time, the wafer W is placed on the resin table 10 via the protective sheet S and the resin J.
(2)半硬化工程
樹脂被覆工程を実施した後、樹脂を半硬化状態にする半硬化工程を実施する。この半硬化工程では、図3に示すように、UVランプ11を点灯させ、ウエーハWに被覆された樹脂Jが完全には硬化しない露光量の紫外線UVを保護シートSの下方から樹脂Jに照射する。これにより樹脂Jが半硬化状態になる。樹脂Jが半硬化状態になったら、UVランプ11を消灯させる。
(2) Semi-curing step After performing the resin coating step, a semi-curing step for making the resin a semi-cured state is performed. In this semi-curing process, as shown in FIG. 3, the
(3)切断工程
半硬化工程を実施した後、ウエーハWの周縁Wcからはみ出た樹脂Jを切断する切断工程を実施する。この切断工程では、図4に示すように、切断手段40を樹脂用テーブル10の上方に移動させ、ウエーハWを回転させながら、ウエーハWの周縁Wcからはみ出て被覆された樹脂Jを切断手段40でウエーハWの周縁に沿って切断し除去する。樹脂Jの切断が完了したら、切断手段40は樹脂用テーブル10上方から退避する。切断手段40は、レーザー、ブレード、カッターその他の樹脂を切断できるものであれば特に限定されない。
(3) Cutting process After performing a semi-hardening process, the cutting process which cut | disconnects resin J which protruded from the periphery Wc of the wafer W is implemented. In this cutting step, as shown in FIG. 4, the
(4)完全硬化工程
切断工程を実施した後、半硬化状態の樹脂Jを完全に硬化させる完全硬化工程を実施する。この完全硬化工程では、図5に示すように、再びUVランプ11を点灯させ、樹脂Jが完全に硬化するまで、紫外線UVを保護シートSの下方から樹脂Jに照射する。樹脂Jが完全に硬化したら、UVランプ11を消灯させる。
(4) Complete curing step After performing the cutting step, a complete curing step for completely curing the semi-cured resin J is performed. In this complete curing step, as shown in FIG. 5, the
(5)研削工程
完全硬化工程を実施した後、ウエーハWの裏面Wbを研削する研削工程を実施する。研削工程は、図6に示すように、ウエーハWを保持テーブル51に移載して行う。ウエーハWは、裏面Wbを上向きにして樹脂J側が保持テーブル51に吸着保持される。保持テーブル51は、ウエーハWを保持した後、研削手段60の下方に位置付けられる。研削手段60は、下面61aに複数の研削砥石62が貼着された研削ホイール61を備える。
(5) Grinding process After performing the complete curing process, a grinding process for grinding the back surface Wb of the wafer W is performed. As shown in FIG. 6, the grinding process is performed by transferring the wafer W onto the holding table 51. The wafer W is sucked and held on the holding table 51 on the resin J side with the back surface Wb facing upward. The holding table 51 is positioned below the grinding means 60 after holding the wafer W. The grinding means 60 includes a grinding
研削工程では、保持テーブル51を所定の速度(例えば、300rpm)で回転させつつ、研削ホイール61を所定の速度(例えば1000rpm)で回転させながら徐々に下降させて、ウエーハWの裏面Wbの研削を行う。研削によりウエーハWが薄化されると、分割予定ラインに沿ってウエーハWの表面Waに形成された加工溝がウエーハWの裏面Wbに露出することで、ウエーハWが分割予定ラインに沿って分割される。
In the grinding process, the holding table 51 is rotated at a predetermined speed (for example, 300 rpm) and the
上記のように、本実施形態では、ウエーハWの表面Waを樹脂Jで被覆した後、ウエーハWに被覆された樹脂Jが完全には硬化しない露光量の紫外線UVを照射して、樹脂Jを半硬化状態とし、その半硬化状態の樹脂Jを切断手段40でウエーハWの周縁に沿って切断するようにしたので、ウエーハWの周縁Wcからはみ出た部分の樹脂Jを容易に切断することができる。その後、再び樹脂Jに紫外線UVを照射し、樹脂Jを完全に硬化させてから、ウエーハWの研削を実施することにより、樹脂Jの巻き込みによる砥石の破損を生ずることなく、ウエーハWを高品質に研削してチップに分割することができる。研削中に樹脂Jの巻き込みが生じないため、ウエーハWを例えば厚さが100μm以下になるまで薄く研削する場合でも、高品質に研削を行うことができる。 As described above, in the present embodiment, after the surface Wa of the wafer W is coated with the resin J, the resin J coated on the wafer W is irradiated with an ultraviolet ray UV having an exposure amount that does not completely cure, so that the resin J is coated. Since the semi-cured resin J is cut along the peripheral edge of the wafer W by the cutting means 40, the portion of the resin J protruding from the peripheral edge Wc of the wafer W can be easily cut. it can. After that, the resin J is again irradiated with ultraviolet rays UV to completely cure the resin J, and then the wafer W is ground so that the grinding wheel is not damaged by the entrainment of the resin J. And can be divided into chips. Since the resin J does not entrain during grinding, even when the wafer W is thinly ground to a thickness of 100 μm or less, for example, high quality grinding can be performed.
また、本実施形態では、樹脂被覆工程において、ウエーハWの表面Waと保護シートSの上面との間の液状の樹脂Jが分断されない状態を保ちつつ、ウエーハ用テーブル30の上昇と下降を複数回繰り返して、樹脂JをウエーハW上に押し広げていくようにしたので、樹脂J中に気泡を発生させることなく、ウエーハWの表面Waの全面を均一に樹脂Jで被覆することができる。 In the present embodiment, in the resin coating step, the wafer table 30 is raised and lowered a plurality of times while maintaining the state in which the liquid resin J between the surface Wa of the wafer W and the upper surface of the protective sheet S is not divided. Since the resin J is repeatedly spread on the wafer W, the entire surface Wa of the wafer W can be uniformly coated with the resin J without generating bubbles in the resin J.
なお、本発明の実施形態は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の趣旨を逸脱しない範囲において様々に変更、置換、変形されてもよい。 The embodiment of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes, substitutions, and modifications may be made without departing from the spirit of the technical idea of the present invention.
例えば、上記の実施形態では、ウエーハWの表面Waを被覆する樹脂Jに、樹脂用テーブル10の内部に配置されたUVランプ11から紫外線UVを照射しているが、樹脂用テーブル10の外部に配置されたUVランプ11から紫外線UVを照射するようにしてもよい。
For example, in the above embodiment, the resin J that covers the surface Wa of the wafer W is irradiated with ultraviolet rays UV from the
ウエーハW及び樹脂Jの条件を以下のとおりとした。
ウエーハの直径 : 200mm
ウエーハの厚み : 700μm
ウエーハの素材 : シリコン
バンプの厚み : 150μm
樹脂 : ポリエチレン
樹脂厚 : 230μm
The conditions of the wafer W and the resin J were as follows.
Wafer diameter: 200mm
Wafer thickness: 700 μm
Wafer material: Silicon Bump thickness: 150μm
Resin: Polyethylene Resin thickness: 230 μm
そして、半硬化工程及び完全硬化工程における紫外線照射条件を下表のようにした。
And the ultraviolet irradiation conditions in the semi-curing process and the complete curing process were as shown in the table below.
紫外線路光量は、以下の式によって求めた。
紫外線露光量(mJ/平方cm)=紫外線照度(mW/平方cm)×照射時間(秒)
The amount of light on the ultraviolet path was determined by the following formula.
UV light exposure (mJ / square cm) = UV illuminance (mW / square cm) × irradiation time (seconds)
樹脂被覆工程の後、上記の紫外線照射条件にて半硬化工程を実施したところ、切断手段40によって容易に切断可能な硬さに硬化した半硬化状態の樹脂Jからなる樹脂層がウエーハWの表面Waに形成された。 After the resin coating step, when the semi-curing step was performed under the above-described ultraviolet irradiation conditions, the resin layer made of the semi-cured resin J cured to a hardness that can be easily cut by the cutting means 40 is the surface of the wafer W. Formed in Wa.
半硬化工程の後、切断工程を実施することにより、ウエーハWの周縁Wcからはみ出した部分の樹脂Jを容易に切断し除去することができた。 By carrying out the cutting step after the semi-curing step, the portion of the resin J protruding from the peripheral edge Wc of the wafer W could be easily cut and removed.
切断工程の後、上記の紫外線照射条件にて完全硬化工程を実施したところ、ウエーハWの周縁Wcからはみ出した部分のない完全に硬化した樹脂層がウエーハWの表面Waに形成された。 After the cutting step, the complete curing step was performed under the above-described ultraviolet irradiation conditions. As a result, a completely cured resin layer without a portion protruding from the peripheral edge Wc of the wafer W was formed on the surface Wa of the wafer W.
10:樹脂用テーブル 11:UVランプ
21:供給ノズル 22:樹脂供給源
30:ウエーハ用テーブル 31:移動手段 32:吸引源
40:切断手段
51:保持テーブル
60:研削手段 61:研削ホイール 62:研削砥石
J:樹脂 S:保護シート UV:紫外線
W:ウエーハ Wa:表面 Wb:裏面 Wc:周縁 Wf:バンプ
10: resin table 11: UV lamp 21: supply nozzle 22: resin supply source 30: wafer table 31: moving means 32: suction source 40: cutting means 51: holding table 60: grinding means 61: grinding wheel 62: grinding Whetstone J: Resin S: Protective sheet UV: Ultraviolet W: Wafer Wa: Front surface Wb: Back surface Wc: Perimeter Wf: Bump
Claims (1)
ウエーハの表面を樹脂で被覆して該凹凸を該樹脂で吸収する被覆工程と、
該被覆工程の実施後、ウエーハに被覆された該樹脂が完全に硬化しない露光量の紫外線を照射して、該樹脂を半硬化状態にする半硬化工程と、
該半硬化工程の実施後、ウエーハの周縁からはみ出て被覆された樹脂を切断手段でウエーハの周縁に沿って切断する切断工程と、
該切断工程の実施後、再び該樹脂に紫外線を照射して該樹脂を完全に硬化させる完全硬化工程と、
該完全硬化工程の実施後、該樹脂側を保持テーブルに保持し研削手段によってウエーハを研削する研削工程と、を有することを特徴とするウエーハの研削方法。 A method for grinding a wafer having irregularities on its surface,
A coating step of coating the surface of the wafer with a resin and absorbing the irregularities with the resin;
A semi-curing step for making the resin semi-cured by irradiating an ultraviolet ray having an exposure amount that does not completely cure the resin coated on the wafer after the coating step;
After performing the semi-curing step, a cutting step of cutting the coated resin that protrudes from the periphery of the wafer along the periphery of the wafer with a cutting means;
After the cutting step, a complete curing step of completely curing the resin by irradiating the resin with ultraviolet rays again;
A grinding step of holding the resin side on a holding table and grinding the wafer by a grinding means after the complete curing step.
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