JP2020027898A - Processing method of work piece - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被加工物の加工方法に関する。 The present invention relates to a method for processing a workpiece.
半導体デバイスの製造工程においては、被加工物の表面に、格子状のストリートが形成される。そして、ストリートによって区画された領域に、ICあるいはLSI等のデバイスが形成される。これらの被加工物は、裏面が研削されて所定の厚みへと薄化される。その後、切削装置等によって、被加工物がストリートに沿って分割されることで、個々の半導体デバイスチップが製造される。 In a semiconductor device manufacturing process, lattice-shaped streets are formed on the surface of a workpiece. Then, a device such as an IC or an LSI is formed in an area defined by the street. The back surface of these workpieces is ground and thinned to a predetermined thickness. Thereafter, the workpiece is divided along the streets by a cutting device or the like, whereby individual semiconductor device chips are manufactured.
被加工物を薄化するために、その裏面を研削する際、被加工物の表面に形成されたデバイスを保護することが必要である。このために、紫外線の照射を受けることにより硬化する液状の紫外線硬化樹脂によって、被加工物の表面を被覆する手法がある(特許文献1参照)。 When the back surface is ground in order to make the work thin, it is necessary to protect devices formed on the front surface of the work. For this purpose, there is a method of coating the surface of a workpiece with a liquid ultraviolet curable resin that is cured by being irradiated with ultraviolet rays (see Patent Document 1).
しかし、紫外線硬化樹脂は、紫外線の照射を受けることにより硬化する際に収縮してしまう。そのため、裏面研削後、収縮する紫外線硬化樹脂に被加工物が引っ張られることで、被加工物に反りが発生することがある。被加工物の反りは、その後の工程において、搬送不良および被加工物の割れなどのトラブルを招く可能性がある。 However, the ultraviolet curable resin contracts when cured by being irradiated with ultraviolet light. Therefore, the workpiece may be warped by being pulled by the shrinking ultraviolet curable resin after the back surface grinding. The warpage of the workpiece may cause troubles such as poor conveyance and cracking of the workpiece in a subsequent process.
本発明の被加工物の加工方法(本加工方法)は、格子状に形成された複数の分割予定ラインによって区画され表面にデバイスが形成された被加工物の裏面を、所望の厚さまで研削する被加工物の加工方法であって、該デバイスが形成された該表面側を露出させるように、第1保持テーブルの第1保持面によって該被加工物を吸着保持する保持ステップと、該被加工物の該表面に、紫外線の照射を受けることにより硬化する液状樹脂を供給し、該被加工物の該表面を該樹脂で被覆する樹脂被覆ステップと、該樹脂被覆ステップにて該被加工物の該表面を被覆した該樹脂を、裏面研削ステップの環境温度よりも低温の状態で硬化させて樹脂層を形成する紫外線照射ステップと、該紫外線照射ステップの実施後、該被加工物の該表面を第2保持テーブルの第2保持面によって吸着保持し、該被加工物の該裏面の研削を実施する裏面研削ステップと、を備え該裏面研削ステップの環境温度よりも低温の状態で該樹脂を硬化させることにより、該被加工物の反りを低減可能とすることを特徴とする。 In the method for processing a workpiece according to the present invention (this processing method), the back surface of the workpiece having a device formed on a surface thereof, which is defined by a plurality of planned dividing lines formed in a lattice shape, is ground to a desired thickness. A method of processing a workpiece, wherein a holding step of sucking and holding the workpiece by a first holding surface of a first holding table so as to expose the surface side on which the device is formed; A resin coating step of supplying a liquid resin that is cured by being irradiated with ultraviolet rays to the surface of the object, and coating the surface of the object with the resin; and Curing the resin coated on the surface at a temperature lower than the environmental temperature of the back surface grinding step to form a resin layer, and after performing the ultraviolet irradiation step, the surface of the workpiece is Second holding table A back-grinding step of performing suction-holding by the second holding surface of the tool and grinding the back surface of the workpiece, and curing the resin at a temperature lower than the environmental temperature of the back-surface grinding step. , Characterized in that the warp of the workpiece can be reduced.
本加工方法では、該樹脂被覆ステップは、スピンコートにより、該被加工物の該表面を該樹脂によって被覆することを含んでもよい。 In the present processing method, the resin coating step may include coating the surface of the workpiece with the resin by spin coating.
本加工方法では、紫外線照射ステップにおいて、被加工物における表面上の液状樹脂の温度を、裏面研削ステップの環境温度よりも低温にした状態で、液状樹脂を硬化させて樹脂層を形成している。その後の裏面研削ステップでは、樹脂層の温度を高めてから、被加工物の裏面を研削している。 In the present processing method, in the ultraviolet irradiation step, the temperature of the liquid resin on the surface of the workpiece is set lower than the environmental temperature of the back surface grinding step, and the liquid resin is cured to form a resin layer. . In the subsequent back surface grinding step, the back surface of the workpiece is ground after raising the temperature of the resin layer.
本加工方法でも、紫外線照射ステップの後、樹脂層に、径方向内向きの収縮力が生じる。これは、液状樹脂が、硬化する際に収縮する性質を有していることに起因する。さらに、本加工方法では、裏面研削ステップの開始時までに、樹脂層が、紫外線照射ステップでの比較的に低い温度から、裏面研削ステップの環境温度にまで昇温される。その結果、樹脂層に、径方向外向きの膨張力が生じる。この膨張力は、液状樹脂が、硬化後の温度上昇に伴って熱膨張する性質も有していることに起因する。 Also in this processing method, a radially inward contraction force is generated in the resin layer after the ultraviolet irradiation step. This is due to the fact that the liquid resin has a property of shrinking when cured. Further, in the present processing method, the temperature of the resin layer is raised from the relatively low temperature in the ultraviolet irradiation step to the ambient temperature in the back grinding step by the time the back grinding step is started. As a result, a radially outward expansion force is generated in the resin layer. This expansion force is due to the fact that the liquid resin also has a property of thermally expanding with an increase in temperature after curing.
このため、本加工方法では、樹脂層において、収縮力と膨張力とが相殺される。したがって、後の裏面研削ステップにおいて被加工物の裏面が削られて、被加工物が薄化されても、樹脂層によって被加工物が引っ張られることが抑制されるため、被加工物の反りの発生を抑えることが可能となる。 Therefore, in the present processing method, the contraction force and the expansion force are offset in the resin layer. Therefore, even if the back surface of the workpiece is shaved in the subsequent back surface grinding step and the workpiece is thinned, the workpiece is prevented from being pulled by the resin layer, so that the warpage of the workpiece is suppressed. Generation can be suppressed.
また、本加工方法の該樹脂被覆ステップは、スピンコートにより、該被加工物の該表面を該樹脂によって被覆することを含んでもよい。これにより、液状樹脂による被覆を容易に実施することができる。 Further, the resin coating step of the present processing method may include coating the surface of the workpiece with the resin by spin coating. Thereby, coating with the liquid resin can be easily performed.
図1に示すように、本実施形態にかかる被加工物の一例であるウェーハ1は、たとえば、円板状のシリコン基板である。ウェーハ1の表面2aには、デバイス領域5および外周余剰領域6が形成されている。デバイス領域5では、格子状の分割予定ライン3によって区画された領域のそれぞれに、デバイス4が形成されている。外周余剰領域6は、デバイス領域5を取り囲んでいる。
As shown in FIG. 1, a
図2に示すように、ウェーハ1の表面2aには、デバイス4による凹凸が形成されている。このため、ウェーハ1の表面2aは、凹凸面となっている。また、ウェーハ1の裏面2bは、デバイス4を有しておらず、研削砥石などによって研削される被研削面となっている。
As shown in FIG. 2, irregularities due to the
本実施形態にかかる被加工物の加工方法(本加工方法)では、このようなウェーハ1の表面2aを樹脂によって被覆し、裏面2bを研削する。以下に、本加工方法に含まれるステップについて説明する。
In the method of processing a workpiece according to the present embodiment (the main processing method), the
(1)保持ステップおよび樹脂被覆ステップ
本加工方法における保持ステップおよび樹脂被覆ステップでは、図3に示すような被覆装置11が用いられる。被覆装置11は、ウェーハ1を保持し、スピンコートにより、ウェーハ1の表面2aを樹脂によって被覆する。
(1) Holding Step and Resin Coating Step In the holding step and the resin coating step in the present processing method, a
図3に示すように、被覆装置11は、ウェーハ1を保持して回転させる保持部13、および、ウェーハ1に樹脂を供給する樹脂供給部15を備えている。
As illustrated in FIG. 3, the
保持部13は、ウェーハ1を吸着保持する第1保持テーブル20、第1保持テーブル20の回転軸となるスピンドル22、および、これらを支持する基台24を備えている。第1保持テーブル20は、その表面の中央部に、第1保持面21を有している。第1保持面21は、ポーラスセラミックス等の多孔質材料からなり、円板状に形成されている。第1保持面21は、図示しない吸引源に接続されている。
The
樹脂供給部15は、樹脂供給口31aを備えたL字型の樹脂供給ノズル31、および、樹脂供給ノズル31を回転可能に支持する支持台33を備えている。
The
保持ステップでは、図3に示すように、ウェーハ1が、第1保持テーブル20の第1保持面21上に載置される。その後、図示しない吸引源からの吸引力により、第1保持面21に負圧が生じる。第1保持面21は、この負圧によって、ウェーハ1の裏面2bを吸引保持する。これにより、ウェーハ1の表面2aが、上向きに露出する。
In the holding step, the
保持ステップの後、樹脂被覆ステップが実施される。樹脂被覆ステップでは、図4に示すように、第1保持テーブル20の上方に、樹脂供給ノズル31の樹脂供給口31aが位置づけられる。そして、第1保持テーブル20を、たとえば矢印A方向に回転させながら、樹脂供給ノズル31の樹脂供給口31aからウェーハ1の表面2aの中央に、所定量の液状樹脂Rを供給する。ウェーハ1の表面2aに滴下された液状樹脂Rは、第1保持テーブル20の回転によって発生する遠心力によって、表面2aの中央から外周側へ流れていき、表面2aの全面にいきわたる。
なお、液状樹脂Rは、紫外線の照射を受けることにより硬化する紫外線硬化樹脂であり、スピンコートに適した樹脂であることが好ましい。
After the holding step, a resin coating step is performed. In the resin coating step, the
The liquid resin R is an ultraviolet curable resin that is cured by being irradiated with ultraviolet light, and is preferably a resin suitable for spin coating.
(2)紫外線照射ステップ
樹脂被覆ステップの後、紫外線照射ステップが実施される。紫外線照射ステップでは、まず、ウェーハ1における表面2a上の液状樹脂Rを、低温状態とする。そのために、本加工方法では、ウェーハ1を低温の雰囲気にさらす。たとえば、ウェーハ1を、被覆装置11から取り外して、図示しない低温の雰囲気の紫外線照射室あるいは紫外線照射用チャンバーに設置する。
(2) UV irradiation step After the resin coating step, a UV irradiation step is performed. In the ultraviolet irradiation step, first, the liquid resin R on the
そして、ウェーハ1における表面2a上の液状樹脂Rの温度が所定値まで下がった後、図示しない紫外線照射装置により、表面2a上の液状樹脂Rに紫外光を照射する。これにより、液状樹脂Rが硬化して、図5に示すように、ウェーハ1の表面2aに、樹脂層10が形成される。
Then, after the temperature of the liquid resin R on the
なお、このステップでは、液状樹脂Rは、次に実施される裏面研削ステップの環境温度よりも低温状態で硬化されればよい。 In this step, the liquid resin R may be cured at a temperature lower than the environmental temperature of the next back surface grinding step.
(3)裏面研削ステップ
紫外線照射ステップを実施した後、裏面研削ステップが実施される。裏面研削ステップでは、図6に示すような研削装置150が用いられる。研削装置150は、ウェーハ1を保持する第2保持テーブル151、鉛直方向の軸心を有するスピンドル152、スピンドル152の下端に取り付けられたマウント154、および、マウント154の下面に取り付けられた研削ホイール156を備えている。
(3) Back grinding step After performing the ultraviolet irradiation step, the back grinding step is performed. In the back surface grinding step, a grinding
第2保持テーブル151は、その表面の中央部に、第2保持面151aを有している。第2保持面151aは、ポーラスセラミックス等の多孔質材料からなり、円板状に形成されている。第2保持面151aは、図示しない吸引源に接続されている。
The second holding table 151 has a
研削ホイール156は、マウント154に取り付けられる基台158、および、基台158に固着される複数の研削砥石160を備えている。複数の研削砥石160は、研削ホイール156の下部の外周縁に、環状に並ぶように固着されている。
The
裏面研削ステップでは、まず、樹脂層10を含むウェーハ1が、裏面研削ステップの実施される雰囲気にさらされる。これにより、ウェーハ1の温度が、この雰囲気の温度、すなわち、裏面研削ステップの環境温度とされる。そして、図6に示すように、ウェーハ1が、第2保持テーブル151の第2保持面151a上に載置される。その後、図示しない吸引源からの吸引力により、第2保持面151aに負圧が生じる。第2保持面151aは、この負圧によって、ウェーハ1の表面2aに形成された樹脂層10を吸引保持する。これにより、ウェーハ1の裏面2bが、上向きに露出する。
In the back grinding step, first, the
次に、第2保持テーブル151が、たとえば矢印B方向に回転する。さらに、研削ホイール156が、矢印B方向に回転しながら降下する。そして、研削砥石160が、ウェーハ1の裏面2bを、押圧しながら研削する。この研削では、ウェーハ1が所望の厚さとなるまで、ウェーハ1の裏面2bが削られる。
Next, the second holding table 151 rotates, for example, in the direction of arrow B. Further, the
ここで、本加工方法の作用および効果について説明する。
紫外線照射ステップの後では、図7に示すように、ウェーハ1の表面2aに形成される樹脂層10に、矢印Cで示すような径方向内向きの収縮力が生じる。この収縮力は、液状樹脂Rが、紫外線照射により硬化する際に収縮する性質を有していることに起因する。
Here, the operation and effect of the present processing method will be described.
After the ultraviolet irradiation step, a radially inward contraction force is generated in the
したがって、従来、後の裏面研削ステップにおいてウェーハ1の裏面2bが削られて、ウェーハ1が薄化されると、この収縮力が、樹脂層10およびウェーハ1の剛性を上回る場合がある。この場合、図8に示すように、ウェーハ1に反りが生じる。
Therefore, conventionally, when the
これに関し、本加工方法では、紫外線照射ステップにおいて、ウェーハ1における表面2a上の液状樹脂Rの温度を、裏面研削ステップの環境温度よりも低温にした状態で、液状樹脂Rを硬化させて樹脂層10を形成している。その後の裏面研削ステップでは、樹脂層10の温度を高めてから、ウェーハ1の裏面2bを研削している。
In this regard, in the present processing method, in the ultraviolet irradiation step, the liquid resin R is cured while the temperature of the liquid resin R on the
本加工方法でも、紫外線照射ステップの後、樹脂層10に、図9に矢印Cで示すような径方向内向きの収縮力が生じる。しかし、本加工方法では、裏面研削ステップの開始時までに、樹脂層10が、紫外線照射ステップでの比較的に低い温度から、裏面研削ステップの環境温度にまで昇温される。その結果、樹脂層10に、図9に矢印Dで示すような径方向外向きの膨張力が生じる。
この膨張力は、液状樹脂Rが、紫外線照射により硬化する際に収縮する性質に加えて、硬化後の温度上昇に伴って熱膨張する性質を有していることに起因する。
Also in the present processing method, a radially inward contraction force is generated in the
This expansion force results from the fact that the liquid resin R has a property of contracting when cured by irradiation with ultraviolet rays and a property of thermally expanding with an increase in temperature after curing.
このため、本加工方法では、樹脂層10における収縮力(矢印C)と膨張力(矢印D)とが相殺される。したがって、後の裏面研削ステップにおいてウェーハ1の裏面2bが削られて、ウェーハ1が薄化されても、図10に示すように、樹脂層10によってウェーハ1が引っ張られることが抑制されるため、ウェーハ1の反りの発生を抑えることが可能となる。
Therefore, in the present processing method, the contraction force (arrow C) and the expansion force (arrow D) in the
以下に、本加工方法の効果を確認するための実験結果を示す。
まず、ウェーハ1の表面2aを液状樹脂Rによって被覆し、この液状樹脂Rを常温で硬化させて、厚さが50μmの樹脂層10を形成した。その後、ウェーハ1の裏面2bを、ウェーハ1が所望の厚さとなるまで研削することによって、比較例を作成した。
Hereinafter, experimental results for confirming the effects of the present processing method will be described.
First, the
さらに、ウェーハ1の表面2aを、同様に液状樹脂Rによって被覆し、この液状樹脂Rを氷水温度にまで低下させた状態で硬化させて、厚さが50μmの樹脂層10を形成した。その後、樹脂層10を常温に戻した後、ウェーハ1の裏面2bを、ウェーハ1が所望の厚さとなるまで研削することによって、実施例を作成した。
Further, the
そして、図11に示すような、裏面2bの研削後におけるウェーハ1の左端部の反り量(左反り量)d1、および、右端部の反り量(右反り量)d2を測定した。
常温で液状樹脂Rを硬化させた比較例では、左反り量d1および右反り量d2は、それぞれ、38μmおよび40μmであった。一方、氷水温度で液状樹脂Rを硬化させた実施例では、左反り量d1および右反り量d2は、それぞれ、30μmおよび38μmに改善された。
Then, as shown in FIG. 11, the warpage amount (left warpage amount) d1 of the left end of the
In the comparative example in which the liquid resin R was cured at room temperature, the left warpage d1 and the right warpage d2 were 38 μm and 40 μm, respectively. On the other hand, in the example in which the liquid resin R was cured at the ice water temperature, the left warpage d1 and the right warpage d2 were improved to 30 μm and 38 μm, respectively.
なお、本加工方法では、該樹脂被覆ステップにおいて、スピンコートにより、ウェーハ1の表面2aを液状樹脂Rによって被覆している。これにより、液状樹脂Rによる表面2aの被覆を、容易に実施することができる。ただし、表面2aを液状樹脂Rによって被覆する方法は、他のいずれの方法であってもよい。
In this processing method, the
また、本実施形態では、紫外線照射ステップにおいて、ウェーハ1を低温の雰囲気にさらすことにより、その表面2a上の液状樹脂Rの温度を下げている。しかしながら、表面2a上の液状樹脂Rの温度を下げる方法は、これに限られず、どのような方法でもよい。たとえば、低温のチャックテーブルによってウェーハ1を保持することにより、表面2a上の液状樹脂Rの温度を下げてもよい。
In the present embodiment, in the ultraviolet irradiation step, the temperature of the liquid resin R on the
また、紫外線照射ステップ時の液状樹脂Rの温度を、予測されるウェーハ1の反り量に応じて決定してもよい。たとえば、反り量が比較的に大きいと予想される場合には、紫外線照射ステップ時の液状樹脂Rの温度を、比較的に低くして、樹脂層10の熱膨張力を大きくしてもよい。一方、反り量が比較的に小さいと予想される場合には、紫外線照射ステップ時の液状樹脂Rの温度を、比較的に高くして、樹脂層10の熱膨張力を小さくしてもよい。このように、本実施形態では、ウェーハ1の反りの量(反りの強さ)に応じて、紫外線照射ステップ時の液状樹脂Rの温度を調整してもよい。
Further, the temperature of the liquid resin R at the time of the ultraviolet irradiation step may be determined according to the predicted amount of warpage of the
また、本実施形態では、図3に示した被覆装置11により、保持ステップおよび樹脂被覆ステップを実施している。これに代えて、被覆装置11により、保持ステップ、樹脂被覆ステップおよび紫外線照射ステップを実施してもよい。これは、たとえば、被覆装置11に、ウェーハ1を冷却するための冷却装置、および、ウェーハ1に紫外線を照射するための紫外線照射装置を備えることによって実現されてもよい。冷却装置は、たとえば、ウェーハ1を保持する第1保持テーブル20を低温とする装置であってもよい。
Further, in this embodiment, the holding step and the resin coating step are performed by the
また、本実施形態では、図6に示した研削装置150により、裏面研削ステップが実施されている。これに代えて、研削装置150により、紫外線照射ステップおよび裏面研削ステップが実施されてもよい。これは、たとえば、研削装置150に、ウェーハ1を冷却するための冷却装置、および、ウェーハ1に紫外線を照射するための紫外線照射装置を備えることによって実現されてもよい。
Further, in the present embodiment, the back surface grinding step is performed by the grinding
また、本実施形態では、本加工方法を実施するために、被覆装置11および研削装置150が用いられている。これに代えて、たとえば、図3に示した被覆装置11が、研削装置150を兼ねていてもよい。これは、たとえば、被覆装置11に、ウェーハ1の裏面2bを研削するための構成、たとえば、図6に示したスピンドル152、マウント154および研削ホイール156を備えることによって実現されてもよい。この構成では、第1保持テーブル20は、第2保持テーブル151を兼ねる。
Further, in the present embodiment, the
また、被覆装置11が研削装置150を兼ねる場合、被覆装置11は、ウェーハ1を冷却するための冷却装置、および、ウェーハ1に紫外線を照射するための紫外線照射装置をさらに備えてもよい。これにより、被覆装置11は、紫外線照射ステップをも実施することが可能となる。したがって、本加工方法の全てのステップを、1つの被覆装置11によって実施することができる。
When the
1:ウェーハ、2a:表面、2b:裏面、3:分割予定ライン、
4:デバイス、5:デバイス領域、6:外周余剰領域、R:液状樹脂、10:樹脂層、
11:被覆装置、13:保持部、15:樹脂供給部、
20:第1保持テーブル、21:第1保持面、
22:スピンドル、24:基台、31:樹脂供給ノズル、
31a:樹脂供給口、33:支持台、
150:研削装置、151:第2保持テーブル、151a:第2保持面、
152:スピンドル、154:マウント、
156:研削ホイール、158:基台、160:研削砥石
1: wafer, 2a: front surface, 2b: back surface, 3: scheduled dividing line,
4: device, 5: device region, 6: outer peripheral surplus region, R: liquid resin, 10: resin layer,
11: coating device, 13: holding unit, 15: resin supply unit,
20: first holding table, 21: first holding surface,
22: spindle, 24: base, 31: resin supply nozzle,
31a: resin supply port, 33: support base,
150: grinding device, 151: second holding table, 151a: second holding surface,
152: spindle, 154: mount,
156: grinding wheel, 158: base, 160: grinding wheel
Claims (2)
該デバイスが形成された該表面側を露出させるように、第1保持テーブルの第1保持面によって該被加工物を吸着保持する保持ステップと、
該被加工物の該表面に、紫外線の照射を受けることにより硬化する液状樹脂を供給し、該被加工物の該表面を該樹脂で被覆する樹脂被覆ステップと、
該樹脂被覆ステップにて該被加工物の該表面を被覆した該樹脂を、裏面研削ステップの環境温度よりも低温の状態で硬化させて樹脂層を形成する紫外線照射ステップと、
該紫外線照射ステップの実施後、該被加工物の該表面を第2保持テーブルの第2保持面によって吸着保持し、該被加工物の該裏面の研削を実施する裏面研削ステップと、を備え
該裏面研削ステップの環境温度よりも低温の状態で該樹脂を硬化させることにより、該被加工物の反りを低減可能とすることを特徴とする被加工物の加工方法。 A method of processing a workpiece to be ground to a desired thickness, the back surface of the workpiece having a device formed on the surface thereof, which is partitioned by a plurality of planned dividing lines formed in a lattice shape,
A holding step of sucking and holding the workpiece by a first holding surface of a first holding table so as to expose the surface side on which the device is formed;
A resin coating step of supplying a liquid resin that is cured by being irradiated with ultraviolet rays to the surface of the workpiece, and coating the surface of the workpiece with the resin,
An ultraviolet irradiation step of forming the resin layer by curing the resin coated on the front surface of the workpiece in the resin coating step at a temperature lower than the environmental temperature of the back surface grinding step;
A back surface grinding step of holding the surface of the workpiece by suction by a second holding surface of a second holding table and performing grinding of the back surface of the workpiece after performing the ultraviolet irradiation step. A method of processing a workpiece, wherein the resin is cured at a temperature lower than the environmental temperature of the back surface grinding step so that warpage of the workpiece can be reduced.
請求項1記載の被加工物の加工方法。 The resin coating step includes coating the surface of the workpiece with the resin by spin coating.
The method for processing a workpiece according to claim 1.
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