JP2019186488A - ウエーハの加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ウエーハの表面に保護テープを貼着して裏面を研削しても、ウエーハの表面に粘着層を残存させないウエーハの加工方法を提供する【解決手段】表面に複数のデバイスが形成されたウエーハの裏面を研削するウエーハの加工方法であって、ウエーハの表面にポリオレフィン系シートを敷設するポリオレフィン系シート敷設工程と、少なくともポリオレフィン系シートを加熱し熱圧着してウエーハとポリオレフィン系シートとを一体化する一体化工程と、ポリオレフィン系シートをチャックテーブルに保持しウエーハの裏面を研削する裏面研削工程と、ウエーハの表面からポリオレフィン系シートを剥離する剥離工程と、から少なくとも構成されるウエーハの加工方法。【選択図】図２

Description

本発明は、ウエーハの裏面を研削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分割予定ラインによって区画され、表面に形成されたウエーハは、研削装置によって裏面が研削されて所定の厚みに形成された後、ダイシング装置によって個々のデバイスに分割され携帯電話、パソコン等の電気機器に利用される。

研削装置は、ウエーハを保持する保持面を有するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持されたウエーハの上面を研削する研削ホイールを回転可能に備えた研削手段と、研削砥石を研削送りする送り手段と、から少なくとも構成されていて、ウエーハを所望の厚みに加工することができる（たとえば、特許文献１を参照。）。

また、研削装置によってウエーハが研削される際には、チャックテーブルの保持面とウエーハの表面との接触によってウエーハの表面に形成された複数のデバイスに傷が付かないようにウエーハの表面に粘着層を有する保護テープが貼着される。

特開２００５−２４６４９１号公報

上記特許文献１に記載の技術によれば、ウエーハの表面に形成されたデバイスに傷を付けることなく研削加工を実施することができる。しかし、ウエーハを研削する際、ウエーハの裏面を研削砥石で強く押圧することから、研削後にウエーハの表面から保護テープを剥離する剥離工程を実施すると、貼着時に付与された糊剤を含む粘着層の一部がウエーハの表面に残存してしまい、個々に分割した後のデバイスの品質を低下させるという問題がある。

本発明は、上記事実に鑑みなされたものであり、その主たる技術課題は、ウエーハの表面に保護テープを貼着して裏面を研削しても、ウエーハの表面に粘着層が残存する問題を解消するウエーハの加工方法を提供することにある。

上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、表面に複数のデバイスが形成されたウエーハの裏面を研削するウエーハの加工方法であって、ウエーハの表面にポリオレフィン系シートを敷設するポリオレフィン系シート敷設工程と、少なくともポリオレフィン系シートを加熱し熱圧着してウエーハとポリオレフィン系シートとを一体化する一体化工程と、ポリオレフィン系シートをチャックテーブルに保持しウエーハの裏面を研削する裏面研削工程と、ウエーハの表面からポリオレフィン系シートを剥離する剥離工程と、から少なくとも構成されるウエーハの加工方法が提供される。

該一体化工程は、赤外線の照射によって熱圧着するものであってよい。該剥離工程において、ウエーハの裏面をチャックテーブルで保持し、ポリオレフィン系シートを加熱、又は冷却して剥離することができる。また、本発明のウエーハの加工方法には、該一体化工程の後、ウエーハの外周からはみ出したポリオレフィン系シートを切断する切断工程を含むことができる。さらに、該ポリオレフィン系シートは、ポリエチレン（ＰＥ）シート、ポリプロピレン（ＰＰ）シート、ポリスチレン（ＰＳ）シートのいずれかから選択することができる。

該一体化工程において、ポリオレフィン系シートとして該ポリエチレンシートが選択された場合の加熱温度は１２０〜１４０℃が好ましく、該ポリプロピレンシートが選択された場合の加熱温度は１６０〜１８０℃が好ましく、該ポリスチレンシートが選択された場合の加熱温度は２２０〜２４０℃が好ましい。また、該ウエーハは、シリコン（Ｓｉ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、ガラスのいずれかで構成することができる。

本発明のウエーハの加工方法は、ウエーハの表面にポリオレフィン系シートを敷設するポリオレフィン系シート敷設工程と、少なくともポリオレフィン系シートを加熱し熱圧着してウエーハとポリオレフィン系シートとを一体化する一体化工程と、ポリオレフィン系シートをチャックテーブルに保持しウエーハの裏面を研削する裏面研削工程と、ウエーハの表面からポリオレフィン系シートを剥離する剥離工程と、から少なくとも構成されることにより、ウエーハの表面から保護テープを剥離しても、粘着層がウエーハの表面に残存することがなく、粘着層の一部がウエーハの表面に残存してデバイスの品質を低下させるという問題が解消する。

本実施例のポリオレフィン系シート敷設工程の実施態様を示す斜視図である。 本実施例の一体化工程の実施態様を示す斜視図である。 本実施例の切断工程の実施態様を示す斜視図である。 裏面研削工程を実施する研削装置にウエーハを保持する態様を示す斜視図である。 図４に示す研削装置により実施される裏面研削工程を示す斜視図である。 剥離工程を実施する剥離装置にウエーハを保持する状態を示す斜視図である。 図６に示す剥離装置により実施される剥離工程を示す斜視図である。

以下、本発明に基づき構成されたウエーハの加工方法の各工程について、順を追って説明する。

（ポリオレフィン系シート敷設工程）
図１には、ポリオレフィン系シート敷設工程の実施態様を示す斜視図が示されている。ポリオレフィン系シート敷設工程は、後述する裏面研削工程に先立ち実施されるものである。ポリオレフィン系シート敷設工程を実施するに際し、まず、図１（ａ）に示すように、加工対象であるウエーハ１０と、ポリオレフィン系シート敷設工程を実施するための第一チャックテーブル２０を用意する。ウエーハ１０は、たとえば、シリコン（Ｓｉ）からなり、表面１０ａ側に複数のデバイス１２が形成されている。第一チャックテーブル２０は、通気性を有する多孔質のポーラスセラミックからなる円盤形状の吸着チャック２０ａと、吸着チャック２０ａの外周を囲繞する円形枠部２０ｂとからなり、第一チャックテーブル２０は、図示しない吸引手段に接続され、吸着チャック２０ａの上面（保持面）に載置されるウエーハ１０を吸引保持することができる。

ウエーハ１０と、第一チャックテーブル２０とを用意したならば、図に示すように、吸着チャック２０ａの保持面に対して、ウエーハ１０の裏面１０ｂ側を下にして、第一チャックテーブル２０の吸着チャック２０ａの中心に載置する。吸着チャック２０ａにウエーハ１０を載置したならば、図１（ｂ）に示すように、ウエーハ１０の表面１０ａに、２０〜１００μｍの厚みで形成された円形のポリオレフィン系シート、たとえば、ポリエチレンシート３０を載置する。図１（ｂ）から理解されるように、吸着チャック２０ａの直径は、裏面研削されるウエーハ１０の直径よりもやや大きく設定されており、ウエーハ１０が吸着チャック２０ａの中心に載置されることにより、ウエーハ１０の外周を囲むように吸着チャック２０ａが露出する。さらに、ポリエチレンシート３０は、吸着チャック２０ａの直径よりも大きい直径で形成され、好ましくは、第一チャックテーブル２０の円形枠部２０ｂよりも僅かに小さい直径で形成される。これにより、吸着チャック２０ａは、全面がウエーハ１０及びポリエチレンシート３０で覆われる。なお、ポリエチレンシート３０のウエーハ１０に載置される載置面側に糊剤等の粘着層は形成されていない。

第一チャックテーブル２０にウエーハ１０、及びポリエチレンシート３０を載置したならば、吸引ポンプ等を含む図示しない吸引手段を作動させて、吸引力Ｖｍを吸着チャック２０ａに作用させ、ウエーハ１０、及びポリエチレンシート３０を吸引する。上記したように、ウエーハ１０及びポリエチレンシート３０によって、吸着チャック２０ａの上面（保持面）全面が覆われているため、吸引力Ｖｍは、ウエーハ１０及びポリエチレンシート３０全体に作用し、ウエーハ１０とポリエチレンシート３０とを吸着チャック２０ａ上に吸引保持すると共に、ウエーハ１０とポリエチレンシート３０との間に残存していた空気を吸引して両者を密着させる。ウエーハ１０の表面１０ａには、複数のデバイス１２によって微小な凹凸が形成されており、第一チャックテーブル２０の図示しない吸引手段によって吸引保持されることにより、ウエーハ１０の表面１０ａの凹凸面にポリエチレンシート３０が密着した状態になる。以上により、ポリオレフィン系シート敷設工程が完了する。

（一体化工程）
上記したポリオレフィン系シート敷設工程を実施したならば、次いで、一体化工程を実施する。一体化工程について、図２、及び図３を参照しながら説明する。

一体化工程を実施するに際し、図２（ａ）に示すように、ウエーハ１０及びポリエチレンシート３０を吸引保持した状態の第一チャックテーブル２０の上方に、ポリエチレンシート３０を加熱するための赤外線照射手段４０（一部のみ示す。）を位置付ける。赤外線照射手段４０を第一チャックテーブル２０の上方に位置付けたならば、赤外線照射手段４０によってポリエチレンシート３０が覆うウエーハ１０全体に赤外線Ｌを照射し、ポリエチレンシート３０が１２０〜１４０℃になるように加熱する。ポリエチレンシート３０は、ポリオレフィン系シートであり、１２０〜１４０℃に加熱されることにより、徐々に軟化する。上記したように、ウエーハ１０の表面１０ａのデバイス１２によって形成された微小な凹凸面にポリエチレンシート３０が密着した状態であることから、赤外線照射手段４０によって加熱されることで軟化したポリエチレンシート３０が、第一チャックテーブル２０側の負圧と、外部の圧力（大気圧）との圧力差によってウエーハ１０に熱圧着されて密着度が増しさらに一体化する。なお、ポリエチレンシート３０を加熱してウエーハ１０と熱圧着する一体化工程を実施する手段は、図２（ａ）に示す赤外線照射手段４０に限定されず、他の手段を選択することも可能である。図２（ｂ）、図２（ｃ）を参照しながら、他の手段について説明する。

他の手段として、図２（ｂ）に示す熱風吹付け手段５０（一部のみ示す。）が選択されてもよい。より具体的には、ウエーハ１０及びポリエチレンシート３０を吸引保持した状態の第一チャックテーブル２０の上方に、ポリエチレンシート３０を加熱するための熱風吹付け手段５０を位置付ける。詳細は省略するが、熱風吹付け手段５０は、第一チャックテーブル２０側と対面する出口側（図中下側）にサーモスタット等の温度調整手段を備えたヒータ部を配設し、反対側（図中上側）にモータ等により駆動されるファン部を配設し、該ヒータ部、及びファン部を駆動することにより第一チャックテーブル２０に向けて熱風Ｗを吹き付けるように構成される。熱風吹付け手段５０を第一チャックテーブル２０の上方に位置付けたならば、熱風吹付け手段５０によってポリエチレンシート３０が覆うウエーハ１０の表面１０ａ側全体に熱風Ｌを吹き付け、ポリエチレンシート３０が１２０〜１４０℃になるように加熱する。この加熱により、上記赤外線照射手段４０によって一体化されるのと同様に、ウエーハ１０の表面１０ａのデバイス１２によって形成された微小な凹凸面にポリエチレンシート３０が密着した状態で熱圧着されて、ウエーハ１０とポリエチレンシート３０とが一体化する。

さらに、別の手段として、図２（ｃ）に示す加熱ローラ手段６０（一部のみ示す。）が選択されてもよい。より具体的には、ウエーハ１０及びポリエチレンシート３０を吸引保持した状態の第一チャックテーブル２０の上方に、ポリエチレンシート３０を加熱し押圧するための加熱ローラ手段６０を位置付ける。詳細は省略するが、加熱ローラ手段６０は、図示しないヒータを内蔵する加熱ローラ６２と、加熱ローラ６２を回転させるための回転軸６４とを備え、加熱ローラ６２の表面には、フッ素樹脂加工が施されている。加熱ローラ手段６０を第一チャックテーブル２０の上方に位置付けたならば、加熱ローラ６２に内蔵されたヒータを作動し、ポリエチレンシート３０が覆うウエーハ１０の表面１０ａ側全体を押圧して加熱ローラ６２を矢印Ｒ１で示す方向に回転させながら、矢印Ｘ方向に移動させる。加熱ローラ６２に内蔵された図示しないヒータは、ポリエチレンシート３０が１２０〜１４０℃になるように調整される。この加熱、及び押圧により、上記赤外線照射手段４０、又は熱風吹付け手段５０によって一体化されるのと同様に、ウエーハ１０の表面１０ａのデバイス１２によって形成された微小な凹凸面にポリエチレンシート３０を密着させた状態で熱圧着することで、ウエーハ１０とポリエチレンシート３０とが一体化する。なお、一体化工程を実施する別の手段として、上記した加熱ローラ６２に代えて、ヒータを備えた板状の押圧部材を採用し、ポリエチレンシート３０を押圧しウエーハ１０と熱圧着することもできる。

本実施例では、上記した一体化工程に続き、後工程で実施される研削工程に配慮して、ポリエチレンシート３０をウエーハ１０の形状に沿って切断する切断工程を実施する。なお、この切断工程は、必ずしも実施される必要はないが、実施した方がポリエチレンシート３０と一体化されたウエーハ１０が扱い易くなり、研削工程にとって好都合である。以下に、図３を参照しながら切断工程について説明する。

（切断工程）
図３に示すように、ウエーハ１０及びポリエチレンシート３０を吸引保持した第一チャックテーブル２０上に、切断手段７０（一部のみ示す。）を位置付ける。より具体的には、切断手段７０は、ポリエチレンシート３０を切断するための円盤形状のブレードカッター７２と、ブレードカッター７２を矢印Ｒ２で示す方向に回転駆動するためのモータ７４とを備え、ブレードカッター７２の刃先を、ウエーハ１０の外周位置になるように位置付ける。ブレードカッター７２がウエーハ１０の外周位置に位置付けられたならば、ブレードカッター７２をポリエチレンシート３０の厚みだけ切込み送りし、第一チャックテーブル２０を矢印Ｒ３で示す方向に回転させる。これにより、ポリエチレンシート３０が、ウエーハ１０の外周に沿って切断され、ウエーハ１０の外周からはみ出したポリエチレンシート３０の外周部を切断して切り離すことができる。以上により、切断工程が完了する。

（裏面研削工程）
ウエーハ１０とポリエチレンシート３０が一体化され、切断工程によりポチエチレンシート３０の外周部が切断されたならば、裏面研削工程を実施する。裏面研削工程を実施すべく、図４、及び図５に示す研削装置８０（一部のみ示す。）にウエーハ１０を搬送する。以下、図４、及び図５を参照しながら説明する。

図４に示すように、デバイス１２が形成された表面１０ａ側にポリエチレンシート３０が一体化されたウエーハ１０の裏面１０ｂ側を上方に向け、ポリエチレンシート３０側を下にして、研削装置８０の第二チャックテーブル８１の吸着チャック８１ａ上に載置する。第二チャックテーブル８１は、図示しない回転駆動機構により回転可能に構成されている。
また、吸着チャック８１ａは、通気性を有する多孔質のポーラスセラミックからなり、図示しない吸引手段に接続され、該吸引手段を作動することにより吸引力を作用させてウエーハ１０を第二チャックテーブル８１上に吸引保持する。

図５に示すように、研削装置８０は、第二チャックテーブル８１上に載置されたウエーハ１０を研削して薄化するための研削手段８２を備えている。研削手段８２は、図示しない回転駆動機構により回転させられる回転スピンドル８４と、回転スピンドル８４の下端に装着されたマウンター８６と、マウンター８６の下面に取り付けられた研削ホイール８８とを備え、研削ホイール８８の下面には研削砥石８８ａが環状に配設されている。

ウエーハ１０を第二チャックテーブル８１上に吸引保持したならば、研削手段８２の回転スピンドル８４を図５において矢印Ｒ４で示す方向に例えば３０００ｒｐｍで回転させつつ、第二チャックテーブル８１を図５において矢印Ｒ５で示す方向にたとえば３００ｒｐｍで回転させる。そして、研削砥石８８ａをウエーハ１０の裏面１０ｂに接触させ、研削ホイール８８を、例えば１μｍ／秒の研削送り速度で下方、すなわち、第二チャックテーブル８１に対し垂直な方向に研削送りする。この際、図示しない接触式の測定ゲージによりウエーハ１０の厚みを測定しながら研削を進めることができ、ウエーハ１０の裏面１０ｂが研削されてウエーハ１０を所定の厚さ、例えば６０μｍとして、裏面研削工程が完了する。

（剥離工程）
上記した裏面研削工程が完了したならば、ウエーハ１０の表面１０ａ側からポリオレフィン系シート敷設工程において貼着したポリエチレンシート３０を剥離する剥離工程を実施する。剥離工程について、図６、図７を参照しながら、以下に説明する。

剥離工程を実施するに際し、剥離装置９０を用意する。剥離装置９０は、中央に通気性を有する多孔質のポーラスセラミックからなる円盤形状の吸着チャック９２ａを備えた第三チャックテーブル９２を有している。吸着チャック９２ａは、図示しない吸引手段に接続されている。図６に示すように、裏面研削工程が施されたウエーハ１０は、ポリエチレンシート３０が貼着された表面１０ａ側を上方に向けられ、裏面１０ｂ側を吸着チャック９２ａに載置し吸引保持される。そして、図７に示すように、ウエーハ１０を吸着チャック９２ａに吸引保持した状態で、ポリエチレンシート３０を剥離し、剥離工程が完了する。

上記した剥離工程において、ポリエチレンシート３０をウエーハ１０から剥離する際には、ポリエチレンシート３０を、加熱、又は冷却して剥離することが好ましい。ポリオレフィン系シートは、加熱により軟化することから、加熱して剥離工程を実施する場合は、ウエーハ１０の表面１０ａから剥がし易くなるという利点を有する。また、冷却して剥離する場合は、ポリオレフィン系シートが硬化するため、シートの一部がウエーハの表面に残存して、デバイスの品質をより低下させるという問題をより効果的に解消することができる。剥離工程時に加熱するか、冷却するかについては、選択するポリオレフィン系シートの状態に応じて適宜選択すればよい。

上記した実施例では、ポリオレフィン系シートとして、ポリエチレンシート３０を選択したが、本発明はこれに限定されない。他のポリオレフィン系シートとしては、たとえば、ポリプロピレンシート、又はポリスチレンシートのいずれかであってもよい。

上記した実施例では、一体化工程における加熱温度を１２０〜１４０℃になるように設定したが、本発明はこれに限定されず、選択したポリオレフィン系シートの種類に応じて加熱温度を調整することが好ましい。例えば、ポリオレフィン系シートとしてポリプロピレンシートを選択した場合は、加熱温度を１６０〜１８０℃とすることが好ましい。また、ポリオレフィン系シートとしてポリスチレンシートを選択した場合は、加熱温度を２２０〜２４０℃とすることが好ましい。

上記した実施例では、加工対象とするウエーハを、シリコン（Ｓｉ）としたが、本発明はこれに限定されず、他の素材、たとえば、窒化ガリウム（ＧａＮ）、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、ガラスからなるように構成してもよい。

１０：ウエーハ
１２：デバイス
２０ａ：第一チャックテーブル
２０ｂ：吸着チャック
２４：円形枠部
３０：ポリエチレンシート
４０：赤外線照射手段
５０：熱風吹付け手段
６０：加熱ローラ手段
７０：切断手段
８０：研削装置
８１：第二チャックテーブル
８１ａ：吸着チャック
８２：研削手段
８４：回転スピンドル
８６：マウント
８８：研削ホイール
８８ａ：研削砥石
９０：剥離装置
９２：第三チャックテーブル
９２ａ：吸着チャック

Claims (7)

1. 表面に複数のデバイスが形成されたウエーハの裏面を研削するウエーハの加工方法であって、
   ウエーハの表面にポリオレフィン系シートを敷設するポリオレフィン系シート敷設工程と、
   少なくともポリオレフィン系シートを加熱し熱圧着してウエーハとポリオレフィン系シートとを一体化する一体化工程と、
   ポリオレフィン系シートをチャックテーブルに保持しウエーハの裏面を研削する裏面研削工程と、
   ウエーハの表面からポリオレフィン系シートを剥離する剥離工程と、
   から少なくとも構成されるウエーハの加工方法。
2. 該一体化工程は、赤外線の照射によって熱圧着するものである請求項１に記載のウエーハの加工方法。
3. 該剥離工程において、ウエーハの裏面をチャックテーブルで保持し、ポリオレフィン系シートを加熱、又は冷却して剥離する請求項１又は２に記載のウエーハの加工方法。
4. 該一体化工程の後、ウエーハの外周からはみ出したポリオレフィン系シートを切断する切断工程が含まれる、請求項１乃至３のいずれかに記載のウエーハの加工方法。
5. 該ポリオレフィン系シートは、ポリエチレンシート、ポリプロピレンシート、ポリスチレンシートのいずれかから選択される請求項１乃至４のいずれかに記載のウエーハの加工方法。
6. 該一体化工程において、該ポリエチレンシートを選択した場合の加熱温度は１２０〜１４０℃であり、該ポリプロピレンシートを選択した場合の加熱温度は１６０〜１８０℃であり、該ポリスチレンシートを選択した場合の加熱温度は２２０〜２４０℃である請求項５に記載のウエーハの加工方法。
7. 該ウエーハは、シリコン、窒化ガリウム、ガリウムヒ素、ガラスのいずれかで構成される請求項１乃至６のいずれかに記載のウエーハの加工方法。