JP2021177575A - ウェハを処理する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ウェハに対する損傷の危険性を最小限に抑えることを可能にするウェハ処理方法を提供する。【解決手段】ウェハＷは、デバイス領域２を有する第１面１の反対側の第２面６は、ウェハＷの厚さ方向に沿って突出する複数の突出部４を有する。ウェハ処理方法は、保護フィルム４を準備するステップと、クッション層１３が表の面に加えられたベースシート７を準備するステップと、保護フィルムの表の面をウェハの第２面に付けるステップを含む。保護フィルムは、第２面の少なくとも周辺部分に接着材９で接着される。方法はさらに、保護フィルムのその反対側にある裏の面をクッション層に付けるステップを含む。ウェハの厚さ方向に沿って突出する突出部は、クッション層に埋め込まれ、ベースシートのその表の面の反対側にある裏の面１８は、ウェハの第１面に対して実質的に平行である。【選択図】図４

Description

本発明は、複数のデバイスを備えるデバイス領域を第１面、第１面の反対側に第２面を備えた半導体ウェハのようなウェハを処理する方法であって、第２面はウェハの厚さ方向に沿って突出する複数の突出部を有する、方法に関する。

技術背景

半導体装置製造処理において、複数のデバイスを備え、複数の分割ラインによって区切られるデバイス領域を有するウェハは、個々のダイまたはチップに分割される。この製造処理は、個々のダイまたはチップを得る為に、分割ラインに沿ってウェハを切断する切断ステップを一般的に含む。切断ステップは、デバイス領域が形成されたウェハの表面から行うことができる。

高品質のダイまたはチップを良好に規定された形状および大きさで得るため、この切断ステップは、高精度かつ信頼性の良い方法で行われなければならない。

しかしながら、既知の半導体デバイス製造処理において、ウェハの厚さ方向に沿って突出する、表面ムラ、粗さ、バンプ、光学素子などのような突出部が、ウェハの表面の反対側にあるウェハ裏面に存在する場合、切断ステップに問題が生じ得る。特に、これらの突出部が存在するため、切断中にウェハの破壊リスクが著しく高まる。

さらに、そのような、ウェハ裏面上の突出部は、切断中に、ウェハの少なくとも部分的ミスアラインメントを引き起こし、切断処理の精度および結果として生じるダイまたはチップの品質に悪影響を与える。特に、ダイまたはチップの側壁は、切断処理において割れを生じ、切断後に得られるダイまたはチップに深刻な損傷を与える。

このため、デバイス領域を備えた第１面と、第２面に複数の突出部を備えた第２面とを有するウェハを処理する信頼性かつ精度の良い方法が必要であり、これが、ウェハに対する損傷リスクを最小限に抑えることを可能にする。

したがって、本発明は、デバイス領域を備えた第１面と、複数の突出部を備えた第２面とを有するウェハを処理する信頼性良く、高精度な方法を提供することを目的とし、これは、ウェハに対する損傷の危険性を最小限に抑えることを可能にする。この目標は、請求項１の技術的特徴を備えたウェハ処理方法によって達成される。本発明の好ましい実施形態は、従属形式請求項から続く。

本発明は、複数のデバイスを備えるデバイス領域を備えた第１面と、第１面の反対側にある第２面とを有するウェハを処理する方法であって、第２面が、ウェハの厚さ方向に沿って突出する複数の突出部または突起を有する、上記方法を提供する。この方法は、保護フィルムを準備するステップと、クッション層が表の面に加えられるベースシートを準備するステップと、保護フィルムの表の面をウェハの第２面に付けるステップであって、保護フィルムは接着材で第２面の少なくとも周辺部分に接着される、上記ステップと、保護フィルムの、その前の面の反対側にある裏の面をクッション層に付けるステップとを含む。ウェハの厚さ方向に沿って突出する突出部または突起は、クッション層に埋め込まれ、ベースシートの、その表の面の反対側になる裏の面は、ウェハの第１面に対して実質的に平行である。この方法は、ウェハの第１面を処理するステップを更に含む。

表面むら、粗さ、バンプ、光学素子（例えば、光学レンズ）、他の構造体などのような突出部または突起は、ウェハの第２面から、ウェハの厚さ方向に沿って、突出、拡張、出っ張っている。突出部または突起は、ウェハの第２面の表面構造体またはトポグラフィを規定し、この面を不均一にする。

突出部は、例えば、表面むら又は粗さの場合、不規則に配置され、或いは、規則正しいパターンで配置される。一部の突出部だけが規則正しいパターンで配置されてもよい。

突出部は、どのような種類の形状を有してもよい。例えば、一部または全部の突出部が球、半球、支柱（pillars）、円柱（columns）、例えば、円形を備えた支柱または円柱、楕円、多角形（例えば、三角、四角など）、横断面または底面積、円錐、円錐台、段状の形状でもよい。突出部は、不規則な形状でもよい。

少なくとも一部の突出部は、ウェハの平坦面に形成された要素から起き上がってもよい。スルーシリコンビア（ＴＳＶ）の場合、少なくとも一部の突出部は、ウェハの厚さ方向にウェハを部分的または全体的に貫通する要素から持ち上がってもよい。これらの後者の要素は、ウェハの厚さの一部に沿って、或いは、全体のウェハの厚さに沿って延びてもよい。

突出部は、５−３００μｍ、好ましくは１０−２５０μｍ、より好ましくは２０−２００μｍ、更により好ましくは４０−１５０μｍの範囲で、ウェハの厚さ方向の高さを有してもよい。

突出部の全ては、実質的に同一形状および／または大きさを有してもよい。あるいは、突出部の少なくとも一部は、互いに形状および／または大きさが異なってもよい。

ウェハの第１面は、デバイスを持たず、デバイス領域の周りに形成された周辺限界領域を更に有してもよい。

保護フィルムの裏の面は、ベースシートと接触するクッション層の面の反対側にあるクッション層の面に付けられる。

本発明のウェハ処理方法によると、保護フィルムの表の面は、ウェハの第２面、即ち、ウェハの裏面に付けられ、保護フィルムの裏の面は、ベースシートの表の面に付けられたクッション層に付けられ、ウェハの第２面上の突出部はクッション層に埋め込まれ、ベースシートの裏の面は、ウェハの第１面と実質的に平行になる。このように、ウェハ、保護フィルム、クッション層が加えられたベースシートを備えるウェハユニットが形成され、これが、後のウェハ処理ステップにおいて、突出部の存在から起こる表面むらの否定的影響を排除することを可能にする。

特に、ベースシートの表の面に加えられたクッション層に突出部を埋め込むことによって、たとえば光学素子または他の構造体のような突出部は、ウェハ処理中、たとえば、後の切断ステップにおいて、どのような損傷からも信頼性良く保護される。

さらに、前に言及されたウェハユニットの第１面を形成するベースシートの裏の面と、ウェハユニットの第２面を形成するウェハの第１面（即ち、表面）は、互いに実質的に平行になっている。このため、ウェハの第１面を切断するとき、例えば、この裏の面をチャックテーブル上に置くことによって、適したカウンタ圧力をベースシートの裏の面に加えることができる。

ベースシートの平坦な裏の面はウェハの表面に対して実質的に平行になっていることから、切断処理中、（例えば、切断装置の切断またはダイシングブレードによって）ウェハに加えられる圧力は、ウェハにわたって、均一かつ均質に分布されるため、ウェハの破壊の危険性を最小にする。さらに、平坦かつ均一な、ベースシートの裏の面とウェハの表面との実質的に平行な整列は、高精度で切断ステップが実行されることを可能にするので、良好に規定された形状及び大きさの高品質ダイまたはチップを達成する。

保護フィルムは、ウェハの裏面に形成された突出部を覆うので、損傷および汚染から突出部を保護する。さらに、保護フィルムは、処理後に、クッション層を備えたベースシートをウェハから除去することを容易にする。また、保護フィルムは、ウェハ裏面とクッション層との間の更なるクッションまたはバッファとして作用するので、切断中、より一様かつ均質な圧力分布に更に寄与する。このため、切断処理中、ウェハの破壊を、特に信頼性良く防止できる。

この点で、特に好ましいことは、保護フィルムが圧縮でき、弾性を有し、柔軟性および／またはしなやかである点である。このように、保護フィルムのクッション性または緩衝効果を更に強化できる。

そのため、本発明のウェハ処理方法は、ウェハ破壊のようなウェハに対する損傷の危険性を、信頼性良く効率的な方法で最小にできる。

ウェハは、例えば、半導体ウェハ、ガラスウェハ、サファイヤウェハ、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）のようなセラミックウェハ、石英ウェハ、ジルコニアウェハ、ＰＺＴ（ジルコン酸チタン酸鉛）ウェハ、ポリカーボネートウェハ、金属（例えば、銅、鉄、鋼、アルミニウムなど）または金属で被覆された材料のウェハ、フェライトウェハ、光学的結晶ウェハ、樹脂（例えば、エポキシ樹脂）、被覆または成形されたウェハなどでもよい。

特に、ウェハは、例えば、Ｓｉウェハ、ＧａＡｓウェハ、ＧａＮウェハ、ＧａＰウェハ、ＩｎＡｓウェハ、ＩｎＰウェハ、ＳｉＣウェハ、ＳｉＮウェハ、ＬＴ（タンタル酸リチウム）ウェハ、ＬＮ（ニオブ酸リチウム）ウェハなどでもよい。

ウェハは、単一材料で形成されてもよく、或いは、異なる材料の組合せ（例えば、２種以上の上記識別された材料）で形成されてもよい。例えば、ウェハは、Ｓｉで形成されたウェハ要素がガラスで形成されたウェハ要素に結合されるＳｉ・ガラス結合ウェハでもよい。

本発明の方法において、保護フィルムと、表の面にクッション層が加えられたベースシートは、最初に積層され、ベースシート、クッション層、クッション層に付けられた保護フィルムを備えた保護シートを形成する。この方法で形成された保護シートは、ウェハの厚さ方向に沿って突出する突出部が保護フィルムによって覆われてクッション層に埋め込まれ、後でウェハの第２面に付けられてもよく、ベースシートの裏の面は、ウェハの第１面に対して実質的に平行になる。この場合、保護フィルムの表の面は、保護シートがウェハの第２面に付けられるとき、ウェハの第２面に付けられる。

このように、ウェハ処理法を、特に単純かつ効率の良い方法で実行できる。たとえば、保護シートは、事前に準備され、後の使用の為に貯蔵され、必要なときにウェハ処理の為に使用できる。そのため、保護シートは、時間および費用の点で、大量に製造され、その生産が特に効率良くしてもよい。

あるいは、ウェハの厚さ方向に沿って突出する突出部が、クッション層に埋め込まれ、ベースシートの裏の面が、ウェハの第１面に対して実質的に平行になるように、保護フィルムは、ウェハの第２面に最初に付けられ、ウェハの、保護フィルムが付けられる第２面が、後で、ベースシートの表の面に付けられてもよい。この場合、特に、ウェハの厚さ方向に沿って突出する突出部に関して、保護フィルムを特に高精度でウェハの第２面に付けることができる。

デバイス領域は、複数のラインによって区切られてもよい。ウェハの第１面を処理するステップは、分割ラインに沿ってウェハを切断する工程を含んでもよい。ウェハは、第１面、即ち、その表面から切断されてもよい。

この切断は、機械的切断（例えば、ブレードダイシング、鋸引き）により、および／または、レーザ切断により、および／または、プラズマ切断により行われてもよい。たとえば、レーザ切断は、レーザアブレーションによって、または、レーザ照射により分割ラインに沿ったウェハの内側に改質層を形成することによって実行されてもよい。ウェハは、単一の機械的切断ステップ、単一のレーザ切断ステップ、或いは、単一のプラズマ切断ステップで切断されてもよい。

あるいは、ウェハは、連続した機械的切断ステップおよび／またはレーザ切断ステップおよび／またはプラズマ切断ステップによって切断されてもよい。

一部の複数の実施形態において、ウェハの第１面が、例えば、機械的切断により、第１切断幅で部分的に切断され、ウェハの残部が、部分的切断または複数の部分的切断が形成された区域または複数の区域で、その厚さ方向において、ウェハの第１面から第２切断幅で、機械的に切断および／またはレーザによって切断および／またはプラズマによって切断されてもよい。第２切断幅は、第１切断幅より小さくても、等しくてもよい。ウェハの第１面を部分的に切断するステップにおいて、ウェハの第１面は、ウェハの厚さ方向に、即ち、ウェハの厚さの一部に沿って、部分的に切断される。本発明の方法は、切断処理が特に高精度で行われることを可能にするので、部分的切断部または複数の部分的切断部の深さは、正確に制御可能である。特に、ベースシートの裏の面は、ウェハの第１面と実質的に平行になるので、一様な深さを持つ複数の部分的切断部を、分割ラインに沿って一貫して形成することができる。

ウェハの切断は、保護フィルムおよびクッション層を備えたベースシートがウェハに付けられた状態で行われる。このように、切断中、ウェハの至る所で、切断ステップ中に加えられる圧力が一様になり、均質に分布されるので、切断ステップにおいて、ウェハに対する損傷リスク（例えば、結果として生じるダイ側壁のクラッキング）が最小になることが確実である。さらに、切断処理を高精度で行うことができるので、良好に画定された形状および大きさの高品質のダイまたはチップを得ることができる。

当該方法は、ウェハから保護フィルム、クッション層、ベースシートを除去するステップを更に含んでもよい。たとえば、保護フィルム、クッション層、ベースシートは、処理（例えば、切断）後にウェハの第１面から除去されてもよい。このように、個々のダイまたはチップを、単純かつ信頼性良い方法で、分離し、ピックアップすることができる。たとえば、保護フィルム、クッション層、ベースシートは、前述した保護シート形式で設けられ、処理（例えば、切断）の後、保護シートがウェハから除去されてもよい。

一部の複数の実施形態において、ベースシート、クッション層、保護フィルムは、個々に（即ち、次々と）除去されてもよい。

さらに、ベースシートおよびクッション層は、最初に除去され、その次に、保護フィルムが除去されてもよい。この場合、別個のダイまたはチップを、保護フィルムから、特に単純かつ効率良い方法でピックアップすることができる。

あるいは、ベースシートが最初に除去され、その次に、クッション層および保護フィルムが一緒に除去されてもよい。

ウェハの処理（例えば、切断）は、保護フィルム、クッション層、ベースシートをウェハから除去する前に行われる。そのため、ウェハは、切断処理において、保護フィルム、クッション層、ベースシートによって安全に保護される。このため、切断中、ウェハに対する損傷を信頼性良く避けることができる。

ウェハの第２面に保護フィルムを接着する為の接着材は、ウェハの第２面の周辺部分のみに（例えば、ウェハの第１面に形成された周辺限界領域に対応するウェハの第２面の一部分に）設けられてもよい。接着材をウェハ第２面の周辺部分のみに設けることによって、保護フィルムおよびウェハが互いに付けられる領域が著しく減少される。したがって、保護フィルムは、ウェハから、より簡単に取り外すことができ、ウェハ、特に、ウェハの第２面に形成された突出部に対する損傷リスクは更に減少される。

さらに、接着材が、保護フィルムの剥離を容易にする為に処置される（例えば、硬化される）場合、ウェハの第２面に形成された突出部および／またはデバイス領域に形成されたデバイスは、接着材が存在する領域から離れて配置されることから、その処置プロセスにおける損傷から特に信頼性良く保護される。

たとえば、接着材は、環状配置でウェハの第２面の周辺部分に設けられてもよい。

あるいは、接着材は、ウェハの第２面および保護フィルムの接触領域全体にわたって設けられてもよい。このように、保護フィルムはウェハの第２面上で所定位置に特に信頼性良く保持されることが保証される。さらに、ウェハの切断後、保護フィルムによって、結果として分離されるダイをしっかりと保持できるので、ダイの望ましくない移動や運動が避けられる。

特に、接着材は、ウェハの一面と接触する保護フィルムの全面にわたって設けられてもよい。

接着材は、熱、ＵＶ線、電界および／または化学剤のような外部刺激によって硬化可能であってもよい。このように、処理後、ウェハから特に簡単に保護フィルムを取り外すことができる。外部刺激は、接着材の接着力を低下させるように接着材に加えられるので、保護フィルムの簡単な取り外しが可能になる。

ウェハの第２面に保護フィルムを付けるステップは、真空チャンバ内で実行されてもよい特に、保護フィルムは、真空ラミネート装置を使用することによって、ウェハの第２面（即ち、裏面）に付けられてもよい。そのような真空ラミネート装置において、ウェハは、ウェハ表面がチャックテーブルの上面と接触してウェハ裏面が上方に向けられる状態で、真空チャンバ内のチャックテーブル上に置かれる。ウェハ裏面に付けられる保護フィルムは、環状フレームによって、その周辺部分に保持され、真空チャンバ内のウェハ裏面の上方に置かれる。チャックテーブルの上方に位置される真空チャンバの上部と環状フレームには、拡張可能なゴム製膜によって閉じられる空気入口ポートが設けられる。

ウェハおよび保護フィルムが真空チャンバにロードされた後、チャンバは排気され、空気がゴム製膜に空気入口ポートを通って供給され、ゴム製膜を排気済みチャンバに拡張させる。このように、ゴム製膜は、保護フィルムをウェハ裏面に抗して押すように真空チャンバ内を下方に移動され、周辺ウェハ部分を保護フィルムで密封し、フィルムをウェハ裏面上のデバイスに抗して圧縮する。このため、デバイス領域内の突出部の外形に追従するように、保護フィルムをウェハ裏面に密接に付けることができる。

続いて、真空チャンバ内の真空が解除され、保護フィルムは、真空チャンバ内の正圧および接着材によって、ウェハ裏面上の所定位置に保持される。

あるいは、柔らかいスタンプまたは軟らかいローラによってゴム製膜を置き換えることができる。

保護フィルムは、フィルムだけが部分的に突出部の外形に追従するように、ウェハの第２面に付けられてもよい。例えば、保護フィルムは、ウェハの厚さ方向において、突出部の上の部分だけに従ってもよい。そのような保護フィルムの配置が、ベースシートに加えられたクッション層を備えたベースシートをウェハから特に簡単に除去することを可能にしてもよい。

あるいは、保護フィルムは、突出部の外形に密接に追従するようにウェハの第２面に付けられてもよい。このように、突出部は、そこに付けられた保護フィルムと共に、硬化性樹脂に特に信頼性良く埋め込まれる。

保護フィルムは、拡張可能であってもよい。保護フィルムは、ウェハの第２面に付けられるとき、ウェハの厚さ方向に沿って突出する突出部の外形に追従するように拡張されてもよい。

特に、保護フィルムは、その当初の大きさから２倍以上、好ましくは３倍以上、より好ましくは４倍以上に拡張されてもよい。このように、特に、当初の大きさから３倍以上または４倍以上に拡張される場合、保護フィルムが突出部の外形に密接に追従することを信頼性良く確実にすることができる。

クッション層は、ウェハの厚さ方向に沿って突出する突出部が中に埋め込まれることを可能にする、どんな形式の材料で形成されてもよい。たとえば、クッション層は、樹脂、接着材、ゲル等で形成されてもよい。

クッション層は、ＵＶ線、熱、電界および／または化学剤のような外部刺激によって硬化可能でもよい。この場合、クッション層は、それに対して外部刺激が加えられることによって、少なくとも、ある程度まで硬くなる。たとえば、クッション層は、硬化性樹脂、硬化性接着材、硬化性ゲルなどで形成されてもよい。

クッション層は、その硬化後、ある程度の圧縮性、弾性および／または柔軟性を呈する、すなわち、硬化後に圧縮性、弾性および／または柔軟性を持つように構成されてもよい。たとえば、クッション層は、硬化によってゴムのような状態にもたらされるものでもよい。あるいは、クッション層は、硬化後、剛性があり、硬い状態に達するように構成されてもよい。

本発明の処理方法においてクッション層として使用されるＵＶ硬化性樹脂の好ましい実施例は、DISCO株式会社によるResiFlatとDENKAによるTEMPLOCである。

当該方法は、ウェハの第１面を処理（例えば、切断）する前に、クッション層を硬化させるようにクッション層に外部刺激を加えるステップを更に含んでもよい。このように、切断中のウェハの保護と切断精度とを更に改善できる。

保護フィルムは、ベースシートに加えられた硬化可能又は硬化済みクッション層を持つベースシートをウェハから除去することを容易にする。特に、保護フィルム又はシートが存在するため、クッション層を、信頼性良く単純な方法でウェハから除去することができ、ウェハ上の、樹脂、接着材、ゲル残渣のようないかなる残渣も防ぐので、チップまたはダイの汚染を防止し、除去処理における突出部の損傷リスクを最小にする。

硬化されたクッション層が、ある程度の圧縮性、弾性および／または柔軟性を呈する場合（すなわち、圧縮性があり、弾性があり、さらに／または柔軟性がある、例えば、硬化後にゴム状になる場合）、特に信頼性良く効率的な方法で、硬化済みクッション層を、硬化後に除去することができる。

クッション層が、硬化の際、剛性があり、硬い状態に達するように構成される場合、硬化済みクッション層に外部刺激を加え、少なくとも、ある程度、クッション層を少なくとも一定の程度まで軟化あるいは取り外すことによって、ベースシート及びクッション層の、ウェハからの除去を容易にしてもよい。たとえば、DENKAによるＵＶ硬化性樹脂TEMPLOCで形成された一部のクッション層は、硬化済みクッション層を軟化し、ウェハからベースシート及びクッション層を特に容易に除去することを可能にするため、硬化後、当該クッション層に熱湯を加えることによって処置されてもよい。

本発明の方法は、ウェハの第１面を処理（例えば切断）する前に、保護フィルムおよび／またはクッション層の一部分（例えば、ウェハの周囲を越えて側方に拡張するベースシートおよび／または、硬化可能又は硬化済みクッション層）を切り離すステップを更に含んでもよい。このように、ウェハ、保護フィルム、クッション層が加えられたベースシートを備えたウェハユニットの取扱いが更に容易になる。

ベースシートの材料は、特に限定されない。ベースシートは、柔らかく、しなやかな材料、たとえば、高分子材料（例えば、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ），エチレン酢酸ビニルコポリマ（ＥＶＡ）、ポリオレフィン）で形成されてもよい。

あるいは、ベースシートは、ＰＥＴ及び／又はシリコン及び／又はガラス及び／又はステンレス鋼（ＳＵＳ）のような剛性又は硬い材料で形成されてもよい。

たとえば、ベースシートがＰＥＴ又はガラスで形成され、クッション層が外部刺激によって硬化可能である場合、クッション層は、ＰＥＴ又はガラスを透過可能な放射線（例えばＵＶ線）で硬化されてもよい。ベースシートがシリコン又はＳＵＳで形成される場合、費用効果に優れたベースシートが設けられる。

また、ベースシートは、前述した材料の組合せで形成することも可能である。

ベースシートは、２００−１５００μｍ、好ましくは４００−１２００μｍ、より好ましくは５００−１０００μｍの範囲の厚さを有してもよい。

保護フィルムは、５−２００μｍ、好ましくは８−１００μｍ、より好ましくは１０−８０μｍ、もっと更に好ましくは１２−５０μｍの範囲の厚さを有してもよい。このように、保護フィルムは、突出部の外形に有効に適合するのに十分な、柔軟でしなやかであること、同時に、前述されたクッション性又は緩衝効果を信頼性良く効率的に与える為に有効な厚さを呈することを確実にすることができる。

保護フィルムは、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）、ポリオレフィンのような高分子材料で形成されてもよい。たとえば、保護フィルムは「サラン」ラップ状の材料でもよい。

保護フィルムの直径は、その付けられた状態で、ウェハの直径とほぼ同一でもよい。

クッション層は、１０−３００μｍ、好ましくは２０−２５０μｍ、より好ましくは５０−２００μｍの範囲の厚さを有してもよい。

以下、図面を参照して、本発明の非限定的な実施例を説明する。
図１は、本発明の方法によって処理されるべきウェハを示す横断面図である。 図２は、図１に示されたウェハの斜視図である。 図３は、本発明に従うウェハを処理する方法に使用されるべき保護シートの第１実施形態を示す横断面図である。 図４は、本発明の実施形態に従うウェハを処理する方法において、ウェハに、図３に示された保護シートを付けるステップを例示する横断面図である。 図５は、本発明の他の実施形態に従うウェハを処理する方法において、ウェハに、図３に示された保護シートを付けるステップを例示する横断面図である。 図６は、図４に例示された付けるステップの結果を示す横断面図である。 図７は、図６に示された保護シートおよびウェハの配置を示す斜視図である。 図８は、図６および図７に示されたウェハ上で行われる切断ステップを例示する横断面図である。 図９は、図６に示された保護シートの、側方に延びる部分を切り離すステップを例示する横断面図である。 図１０は、図９に例示された切断ステップの結果を示す横断面図である。 図１１は、図１０に示されたウェハ上に行われる切断ステップを例示する横断面図である。 図１２は、本発明に従うウェハを処理する方法に使用されるべき保護シートの第２実施形態を示す横断面図である。 図１３は、本発明の他の実施形態に従うウェハを処理する方法において、ウェハに、図１２に示された保護シートを付けるステップの結果を示す横断面図である。 図１４は、図１３に示された保護シートの、側方に拡張する部分を切り離すステップを例示する横断面図である。 図１５は、図１４に示されたウェハ上で行われる切断ステップを例示する横断面図である。

好ましい実施形態の詳細な説明

以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を説明する。好ましい実施形態は、ウェハＷを処理する方法およびこれらの方法で使用する保護シートに関する。

ウェハＷは、例えば、ＭＥＭＳウェハでもよく、ＭＥＭＳウェハは、その表面にＭＥＭＳデバイスが形成され、以下の説明ではパターン面１と呼ぶ。しかしながら、ウェハＷは、ＭＥＭＳウェハに限定されるものではなく、好ましくは固体撮像装置のようなＣＭＯＳデバイスがパターン面１に形成されたＣＭＯＳウェハ、またはパターン面１上の他の型式のデバイスを備えたウェハでもよい。

ウェハＷは、半導体（例えば、シリコン）で形成されてもよい。そのようなシリコンウェハＷは、シリコン基板上の、ＩＣ（集積回路）やＬＳＩ（大規模集積回路）のようなデバイスを含んでもよい。あるいは、ウェハは、セラミック、ガラス、サファイヤの有機材料基板上にＬＥＤ（発光ダイオード）のような光学デバイスを形成することによって構成される光学デバイスウェハでもよい。ウェハＷは、これに限定されるものではなく、他の方法で形成可能である。さらに、前述された例示的ウェハ設計の組合せも可能である。

ウェハＷは、研削の前に、μｍの範囲、好ましくは、６２５〜９２５μｍの範囲の厚さを有してもよい。

ウェハＷは、好ましくは、円形状を呈する。ウェハＷには、そのパターン面１に形成されたストリートと呼ばれる複数の交差分割ライン１１（図２を参照）が設けられ、それによって、前述されたようなデバイスがそれぞれ形成される複数の矩形区域にウェハＷが区切られる。これらのデバイスは、ウェハＷのデバイス領域２に形成される。円形ウェハＷの場合、このデバイス領域２は、好ましくは、実質的に円形であり、ウェハＷの外周と同心で配置される。

デバイス領域２は、例えば、図１−図２に概略的に示されるように、環状周辺限界領域３によって囲まれる。この周辺限界領域３には、デバイスが形成されない。周辺限界領域３は、好ましくは、ウェハＷの外周および／またはデバイス領域２に対して同心で配置される。周辺限界領域３の径方向拡張部は、ｍｍ範囲、好ましくは、１−３ｍｍである。

ウェハＷは、第１面の反対側にある第２面６，すなわち、裏面を更に備える（図１を参照）。第２面６は、複数の突出部１４を有し、これらの突出部１４は、たとえば、図１に概略的に示されるように、ウェハＷの厚さ方向に沿って突出している。突出部１４は、たとえば、表面むら又は粗さ、バンプ、光学素子（例えば、光学レンズ）、他の構造体などでもよい。ウェハＷの厚さ方向における突出部１４の高さは、たとえば、５〜３００μｍでもよい。例えば図１に例示された突出部１４は、縮尺通りに描かれていないが、より見やすくするために拡大した形で示されている。

以下、図１〜図１１を参照して、本発明の第１実施形態に従うウェハＷを処理する方法を説明する。

図１は、本発明の方法によって処理されるべきウェハＷの横断面図を示す。図２は、図１の横断面で示されたウェハＷの斜視図を示す。図３は、第１実施形態に従う保護シート５の横断面図を示す。

図３に示されるように、保護シート５は、ベースシート７，ベースシート７の表の面１７に加えられたクッション層１３、保護フィルム４、接着層９を備え、保護フィルム４の裏の面は、クッション層１３が加えられ、接着層９は、保護フィルムの、その裏の面の反対側にある表の面の一部に加えられる。特に、接着層９は、環状形状を有し、保護フィルム４の表の面の周囲または周辺部分に設けられる。

あるいは、接着層９は、ウェハＷの第２面６および保護フィルム４の接触領域の全体にわたって設けられてもよい。特に、接着層９は、ウェハＷの第２面６と接触する保護フィルム４の前面にわたって設けられてもよい。

ベースシート７およびクッション１３は、実質的に円形形状を有する。ベースシート７およびクッション層１３の外径は、互いに実質的に同一であり、接着層９の外径と実質的に同一である。

ベースシート７は、たとえば、５００〜１０００μｍの厚さを有してもよい。保護フィルム４は、５〜２００μｍの厚さを有してもよい。クッション層１３は、１０〜３００μｍ、好ましくは５０〜２００μｍの厚さを有してもよい。

クッション層１３は、ＵＶ線、熱、電界および／または化学剤のような外部刺激によって硬化可能である。特に、クッション層１３は、DISCO株式会社によるResiFlat、DENKAによるTEMPLOCのような硬化性樹脂で形成されてもよい。

保護シート５は、保護フィルム４と、表の面１７にクッション層１３が加えられたベースシート７とを積層することによって形成される。

図４は、ウェハＷの第２面６に保護フィルム４の表の面を付けるステップを例示する。

図４に示されるように、環状接着層９は、環状フレーム２５の内径より大きな外径を有する。さらに、環状接着層９は、ウェハＷの外径より小さな内径を有するが、この内径は、デバイス領域２の外径より大きい。このため、接着層９の接着材は、ウェハＷの第２面６の周辺部分だけと接触するようになり、この周辺部分は、ウェハＷのパターン面１上の周辺限界領域３と一致する。

保護シート５をウェハＷに付ける前に、保護シート５の周辺部分は環状フレーム２５に装着される。さらに、ベースシート７の、その表の面１７の反対側にある裏の面１８は、チャックテーブル２０に配置される。その後、図４の矢印で表示されるように、ウェハＷは、チャックテーブル２０上に配置された保護シート５に付けられ、これによって、保護フィルム４の表の面をウェハＷの第２面６に付け、保護フィルム４を接着層９によって第２面６の周辺部分に接着する。さらに、ウェハＷの第２面６上で突出する突出部１４は、図６に概略的に示されるように、クッション層１３に埋め込まれる。

保護フィルム４は、突出部１４を覆うため、それらを損傷または汚染から保護する。さらに、保護フィルム４は、後述するように、後の切断ステップにおいて、追加のクッションまたはバッファとして作用する。

接着層９を形成する接着材は、熱、ＵＶ線、電界および／または化学剤のような外部刺激によって硬化可能でもよい。このように、保護シート５は、処理後、ウェハＷから特に容易に除去される。

特に、接着材は、アクリル樹脂またはエポキシ樹脂でもよい。接着材の為のＵＶ硬化型樹脂の好ましい実施例は、例えば、ウレタンアクリレートオリゴマーである。

さらに、接着材は、たとえば、水溶性樹脂でもよい。

たとえば、保護フィルム４は、ＰＶＣ，ＥＶＡ、ポリオレフィンのような高分子材料で形成されてもよい。

保護フィルム４は、しなやかであり、その当初の直径の、ほぼ３倍に拡張可能である。

ウェハＷを保護シート５に付けるとき、保護フィルム４は、拡張され、例えば、その当初の直径の、ほぼ３倍に拡張されるので、図６に概略的に示されるように、突出部１４の外形に密接に追従する。

ベースシート７の裏の面１８は、図６において破線矢印によって表示されるように、ウェハＷのパターン面１、即ち、その第１面に対して実質的に平行である。

特に、ウェハＷおよび保護シート５は、たとえば、装着チャンバ（図示せず）内で、ベースシート７の裏の面１８およびパターン面１に平行な圧縮力を加えることによって、一緒に圧縮され、クッション層１３に突出部１４を信頼性良く埋め込み、ウェハの第１面１およびベースシートの裏の面１８の実質的に平行な整列を達成する。樹脂クッション層として、DISCO株式会社によるResiFlatを使用する場合、この目的に適した圧縮機器および圧縮操作は、JP 5320058 B2およびJP 5324212 B2に説明されている。

前述した方法でウェハＷを保護シート５に付けることによって、ウェハＷ、保護フィルム４，クッション層１３、ベースシート７から成るウェハユニットは、図６，図７に示されるように形成される。

ウェハＷを保護シート５に付ける代替のアプローチは、図５に例示されている。

特に、この図に示されるように、ウェハＷのパターン面１は、チャックテーブル２０上に置かれ、第２面６が上方に向けられる。その後、保護シート５は、図５の矢印によって表示されるように、チャックテーブル２０上に保持されたウェハＷの第２面６に付けられ、突出部１４は、クッション層１３に埋め込まれ、ベースシート７の裏の面１８は、ウェハＷのパターン面１に対して実質的に平行になる。ウェハＷおよび保護シート５を互いに付ける、この代替ステップは、たとえば、真空チャンバ（例えば前述した真空チャンバ）のような真空マウンタ内で実行できる。

ウェハＷ及び保護シート５を互いに付けるステップの後、クッション層１３を硬化させるためにクッション層１３に外部刺激を加える。たとえば、熱硬化可能な（例えば、熱硬化性）クッション層の場合、クッション層１３は、オーブン内の加熱によって硬化可能である。ＵＶ硬化性クッション層１３の場合、ＰＥＴ又はガラスのような、この種の放射線に対して透過性のベースシート材料が使用されるなら、クッション層１３は、例えばベースシート７を通して、ＵＶ線を加えることによって硬化される。

このため、突出部１４は、硬化されたクッション層１３内にしっかりと保持され、ベースシートの裏の面１８及びパターン面１の実質的に平行な相対整列は、更なる処理の間ずっと、特に信頼性良く維持される。

しかしながら、前述したクッション層１３を硬化するステップは、任意的である点に留意されたい。あるいは、クッション層１３は、非硬化性接着材、非硬化性樹脂、非硬化性ゲルのような非硬化性の材料で形成されてもよく、あるいは、クッション層１３は、硬化性材料で形成されるが、ウェハＷを処理する方法では硬化されなくてもよい。

その後、クッション層１３を硬化するステップの後、ウェハＷのパターン面１は、ベースシート７の裏の面１８（平坦かつ平らな面）がチャックテーブル２０の最上面に置かれる状態で（図６を参照）処理される。特に、処理ステップは、ウェハＷのパターン面１を切断する（例えば、分割ライン１１に沿ってウェハＷを切断する）ステップを含み、或いは、この切断するステップから成る。このように、ウェハＷを、個々のチップまたはダイ２６に分割することができる（図２を参照）。

分割ライン１１に沿ってウェハＷを切断するステップは、図８に破線で表示されている。この図面に例示されるように、本実施形態において、ウェハＷは、そのパターン面１から切断される。ウェハＷの切断は、機械的切断（例えば、ブレードダイシング、鋸引き）により、および／または、レーザ切断により、および／または、プラズマ切断により行われてもよい。たとえば、レーザ切断は、レーザアブレーションによって、あるいは、レーザ照射によって分割ライン１１に沿ってウェハＷの内側に改質層を形成することによって実行されてもよい。ウェハＷは、単一の機械的切断ステップ、単一のレーザ切断ステップ、単一のプラズマ切断ステップで切断されてもよい。あるいは、ウェハＷは、一連の機械的切断および／またはレーザ切断および／またはプラズマ切断ステップによって切断されてもよい。さらに、切断処理は、前述されたような第１切断幅及び第２切断幅を用いた一連の切断ステップを使用して実行されてもよい。

切断装置（図示せず）の一部を形成し得るチャックテーブル２０の最上面に置かれるバックシート７の平坦な裏の面１８は、ウェハＷのパターン面１に対して実質的に平行であることから、切断処理中に（例えば、切断ブレードまたは鋸によって）ウェハＷに加えられる圧力は、均等かつ均質にウェハＷにわたって分布される。このため、ウェハＷの破壊の危険性を最小限に抑えることができる。さらに、平坦かつ均一な、ベースシート７の裏の面１８およびウェハＷのパターン面１の実質的に平行な整列は、高精度で切断ステップを実行することを可能にするので、特に良好に規定された一様な形状および大きさのチップまたはダイ２６が結果的に達成する。

保護フィルム４は、ウェハＷの第２面６上に形成された突出部１４を覆うので、突出部１４を、例えばクッション層１３を形成する材料の残渣による損傷および汚染から保護する。さらに、保護フィルム４は、ウェハＷの第２面６およびクッション層１３の間の追加のクッションまたはバッファとして機能するので、切断のような処理中、圧力の一様かつ均質な分布に更に寄与する。そのため、切断処理中のウェハＷの破壊を、特に信頼性良く防止できる。

任意で、ウェハＷの第１面１を処理する（例えば切断する）前に、ウェハＷの周囲を越えて側方に延びる保護シート５を、図９〜図１１に概略的に示されるように、切り離すことができる。

特に、側方に延びる部分２３を切り離すステップは、図９に破線で表示されている。その部分２３は、たとえば、（例えばブレードまたは鋸を使用する）機械的切断によって、レーザ切断によって、あるいは、プラズマ切断によって切り離されてもよい。その部分２３を切り離すステップは、後の処理ステップにおいて、ウェハユニットの取扱いを容易にする。この切断ステップの結果が、概略的に図１０に示されている。

その部分２３を切り離した後、ウェハＷのパターン面１は、図８を参照して前述された同一の方法で切断されてもよい。特に、ウェハＷのパターン面１は、分割ライン１１に沿って切断でされてもよく、これによって、ウェハＷは個々のチップまたはダイ６へと分割される。分割ライン１１に沿ってウェハＷを切断するステップは、図１１において破線によって表示されている。

チップまたはダイ２６が切断ステップにおいて互いに完全に分離された後、それらは、ピックアップ装置（図示せず）によってピックアップされてもよい。

このピックアップステップを実行する前に、ベースシート７およびクッション層１３は、分割されたウェハＷから一緒に除去され、チップまたはダイ２６が保護フィルム４上に残ってもよい。このように、分離されたダイまたはチップ２６を、特に単純かつ効率の良い方法で、保護フィルム４からピックアップすることができる。たとえば、保護フィルム４は、拡張ドラムなどを使用して径方向に拡張され、これによって、隣接したチップまたはダイ２６の間の隙間を増加し、ピックアップ処理を容易にすることができる。この場合、接着層９は、ウェハＷのダイ２面６および保護フィルム４の接触領域全体にわたって設けられるのが好ましい。

クッション層１３は、硬化後、ある程度の圧縮性、弾性および／または柔軟性（例えば、ゴム状性質）を呈し、ウェハＷから特に簡単に除去されること可能にしてもよい。代替または追加で、熱湯のような他の外部刺激が、硬化済みクッション層１３に、それを除去する前に加えられ、除去処理を更に容易にする為に、硬化済みクッション層１３を軟化させてもよい。

接着層９が、ＵＶ線、熱、電界および／または化学剤のような外部刺激によって硬化可能である場合、接着層９に外部刺激が加えられ、その接着力を低下させる。このように、分離されたチップまたはダイ２６を、特に単純かつ信頼性の良い方法で保護フィルム４からピックアップできる。

以下、図１２〜図１５を参照して、本発明の第２実施形態に従うウェハＷの処理方法を説明する。

第２の実施形態の方法は、図４〜図６に示された環状フレーム２５のような環状フレームが使用されない点で、第１実施形態の方法とは異なる。この第２実施形態の処理方法は、第２実施形態に従う保護シート５’（図１２を参照）を用いるが、これは、外径が小さい点で、第１実施形態に従う保護シート５とは異なる。

特に、図１３に概略的に示されるように、保護シート５’の外径は、ウェハＷの外径より、例えば０．５〜２．０ｍｍだけ僅かに大きいにすぎない。

あるいは、保護シート５’の外径は、ウェハＷの外径と実質的に同一でもよい。

それ以外は、図１３〜図１５に示された処理ステップは、図６，図９，図１１に示された処理ステップと実質的に同一である。

特に、ウェハＷは最初に保護シート５’に付けられ、保護フィルム４はウェハ第２面６の周辺部分に接着され、突出部１４はクッション層１３に埋め込まれ、ベースシート７の裏の面１８は、図１３の破線矢印によって表示されるように、ウェハＷのパターン面に対して実質的に平行になる。この付けるステップは、前述されたように、パターン面１およびベースシート７の裏の面１８に平行圧縮力を加えることによって、ウェハＷおよび保護シート５’を一緒に圧縮することによって達成できる。裏の面１８は、チャンクテーブル２０の最上面に置かれる（図１３を参照）。

任意のステップとして、ウェハＷの周囲を越えて側方に延びる保護シート５’の一部分２３は、ウェハＷのパターン面１を処理する（例えば、切断する）前に切り離されてもよい。たとえば、この部分２３は、前述のように、（例えばブレード、鋸を使用する）機械的切断によって、レーザ切断によって、あるいは、プラズマ切断によって、切り離されてもよい。この部分２３を切り離す任意のステップは、図１４において破線によって表示されている。

その後、ウェハＷのパターン面１は、図８〜図１１を参照して前述された同一の方法で切断されてもよい。特に、ウェハＷのパターン面１は、分割ライン１１に沿って切断され、ウェハＷを個々のチップまたはダイ２６へと分割してもよい。分割ラインに沿ってウェハＷを切断するステップは、図１５において破線によって表示されている。

チップまたはダイ２６が、切断ステップで互いに完全に分離された後、これらのチップまたはダイ２６は、前述した同一の方法でピックアップ装置（図示せず）によってピックアップされてもよい。

Claims (14)

1. 複数のデバイスを備えるデバイス領域（２）を備えた第１面（１）と、前記第１面（１）の反対側にある第２面（６）とを有するウェハ（Ｗ）を処理する方法において、前記第２面（６）は、前記ウェハ（Ｗ）の厚さ方向に沿って突出する複数の突出部（１４）を有する、前記方法であって、前記方法は、
   保護フィルム（４）を準備するステップと、
   ベースシート（７）を準備するステップであって、その表の面にクッション層（１３）が加えられた、前記ステップと、
   前記保護フィルム（４）の表の面を前記ウェハ（Ｗ）の前記第２面（６）に付けるステップであって、前記保護フィルム（４）は、接着材（９）で前記第２面（６）の少なくとも周辺部分に接着される、前記ステップと、
   前記保護フィルム（４）の、その前記表の面の反対側にある裏の面を前記クッション層（１３）に付けるステップであって、前記ウェハ（Ｗ）の前記厚さ方向に沿って突出する前記突出部（１４）は、前記クッション層（１３）に埋め込まれ、前記ベースシート（７）の、その前記表の面（１７）の反対側にある前記裏の面（１８）は、前記ウェハ（Ｗ）の前記第１面（１）に対して実質的に平行である、前記ステップと、
   前記ウェハ（Ｗ）の前記第１面（１）を処理するステップと、
   を含む、方法。
2. 前記保護フィルム（４）および、前記表の面（１７）に前記クッション層（１３）が付けられた前記ベースシート（７）は、最初に積層され、前記ベースシート（７）、前記クッション層（１３）、前記クッション層（１３）に付けられた前記保護フィルム（４）を備える保護シート（５，５’）を形成し、
   前記保護シート（５，５’）は前記ウェハ（Ｗ）の前記第２面（６）に後に付けられ、前記ウェハ（Ｗ）の前記厚さ方向に沿って突出する前記突出部（１４）が前記保護フィルム（４）によって覆われ、前記クッション層（１３）に埋め込まれ、前記ベースシート（７）の前記裏の面（１８）が前記ウェハ（Ｗ）の前記第１面に対して実質的に平行になる、請求項１に記載の方法。
3. 前記保護フィルム（４）は、前記ウェハ（Ｗ）の前記第２面（６）に付けられ、
   前記保護フィルム（４）が付けられた前記ウェハ（Ｗ）の前記第２面（６）は、前記ベースシート（７）の前記表の面（１７）に後に付けられ、前記ウェハ（Ｗ）の前記厚さ方向に沿って突出する前記突出部（１４）が、前記クッション層（１３）に埋め込まれ、前記ベースシート（７）の前記裏の面（１８）は、前記ウェハ（Ｗ）の前記第１面（１）に対して実質的に平行になる、請求項１に記載の方法。
4. 前記デバイス領域（２）は、複数の分割ライン（１１）によって仕切られ、前記ウェハ（Ｗ）の前記第１面（１）を処理するステップは、前記分割ライン（１１）に沿って前記ウェハ（Ｗ）を切断する工程を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記保護フィルム（４）、前記クッション層（１３）、前記ベースシート（７）を前記ウェハ（Ｗ）から除去するステップを更に含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記クッション層（１３）および前記ベースシート（７）は、前記保護フィルム（４）が前記ウェハ（Ｗ）から除去される前に、最初に前記ウェハ（Ｗ）から除去される、請求項５に記載の方法。
7. 前記ウェハ（Ｗ）の前記第２面（６）に前記保護フィルム（４）を接着する為の接着材（９）は、前記ウェハ（Ｗ）の前記第２面（６）の前記周辺部分のみに設けられ、あるいは、前記接着材（９）は、前記ウェハ（Ｗ）の前記第２面（６）および前記保護フィルム（４）の接触領域全体にわたって設けられる、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記保護フィルム（４）は膨張可能であり、前記保護フィルム（４）は、前記ウェハ（Ｗ）の前記第２面（６）に付けられるときに膨張し、前記ウェハ（Ｗ）の前記厚さ方向に沿って突出する前記突出部（１４）の前記外形に追従する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
9. 前記クッション層（１３）は、ＵＶ線、熱、電界および／または化学剤のような外部刺激によって硬化可能である、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
10. 前記ウェハ（Ｗ）の前記第１面（１）を処理するステップの前に、前記クッション層（１３）を硬化するように、前記クッション層（１３）に前記外部刺激を加えるステップを更に含む、請求項９に記載の方法。
11. 前記ウェハ（Ｗ）の前記第１面（１）を処理するステップの前に、前記ウェハ（Ｗ）の周囲を越えて側方に拡張する前記ベースシートおよび／または保護層（４）および／または前記ベースシート（７）の一部分を切り離すステップを更に含む、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
12. 前記ベースシート（７）は、ＰＥＴおよび／またはシリコンおよび／またはガラスおよび／またはＳＵＳのような剛性材料で形成される、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
13. 前記保護フィルム（４）は、５〜２００μｍの厚さを有する、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
14. 前記クッション層（１３）は、１０〜３００μｍの厚さを有する、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の方法。
    
    

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