JP2023127491A - 保護シートの貼着方法、及び、ウェーハの加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】保護シートの上面の切削中において、保護シートがウェーハから剥離してしまうおそれを低減するための、新規な保護シートの貼着方法、及び、ウェーハの加工方法を提供する。【解決手段】ウェーハ１０の表面１０ａに糊層を有さない保護シート２０を貼着する貼着方法であって、該ウェーハ１０の外周部に対応した凸部３２を有する押圧板３０を準備する押圧板準備ステップと、該ウェーハ１０の表面に該保護シート２０を配設し該保護シート２０を加熱するとともに該ウェーハ１０に該保護シート２０を圧着する熱圧着ステップと、該熱圧着ステップを実施した後、該ウェーハ１０の該外周部に対応した領域の該保護シート２０を該押圧板３０の該凸部３２で押圧し、該保護シート２０に段差部２０ｄを形成する段差部形成ステップと、を有する、保護シート２０の貼着方法とする。【選択図】図５

Description

本発明は、ウェーハの表面に糊層を有さない保護シートを貼着する貼着方法、及び表面に糊層を有さない保護シートが貼着されたウェーハの加工方法に関する。

半導体デバイスの製造工程におけるウェーハの裏面研削では、予めウェーハの表面に感圧テープやＵＶテープ等の保護シートを貼着し、ウェーハの表面を保護シートを介して研削装置の保持テーブルにて保持することで、ウェーハの裏面が研削される。

バンプと呼ばれる突起状の電極が形成されたウェーハの表面に保護シートを貼着した場合には、保護シートの表面にバンプにならって凸凹が形成されることがある。この状態で保護シートを介してウェーハの表面を保持テーブルで保持すると、ウェーハ裏面の高さがばらつき、均一な厚みに薄化できないという問題がある

そこで、例えば、特許文献１に開示されるように、保護シート（保護テープ）をウェーハの表面に貼着した後、保護シートの上面をバイトで切削して平坦化する方法が提案されている。

特開２０１３－０２１０１７号公報

しかし、保護シートの上面を平坦にするためにバイトで切削すると、切削中に保護シートが剥がれてしまうことがある。特に、ウェーハに対する固定力が低い保護シートでは剥離が生じ易いものであった。そして、本願出願人は、切削が開始される際に、保護シートの外周部の外側から保護シートの外周縁に当たったバイトが更に内側に移動することで、外周部を起点として保護シートの剥離が誘発されることを見出した。

一方で、ウェーハに対する固定力が低い保護シートは、ウェーハから剥離させ易いという利点があるため、利用が望まれているものである。

以上に鑑み、本発明は、保護シートの上面の切削中において、保護シートがウェーハから剥離してしまうおそれを低減するための、新規な保護シートの貼着方法、及び、ウェーハの加工方法を提供するものである

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

本発明の一態様によれば、ウェーハの表面に糊層を有さない保護シートを貼着する貼着方法であって、該ウェーハの外周部に対応した凸部を有する押圧板を準備する押圧板準備ステップと、該ウェーハの表面に該保護シートを配設し該保護シートを加熱するとともに該ウェーハに該保護シートを圧着する熱圧着ステップと、該熱圧着ステップを実施した後、該ウェーハの該外周部に対応した領域の該保護シートを該押圧板の該凸部で押圧し、該保護シートに段差部を形成する段差部形成ステップと、を有する、保護シートの貼着方法とする。

また、本発明の一態様によれば、該保護シートを加熱しつつ該段差部形成ステップが実施される、こととする。

また、本発明の一態様によれば、該段差部を下回らない位置に該バイトの刃先を位置づけて該保護シートの上面をバイトで切削する平坦化ステップ、を備える、ウェーハの加工方法とする。

本発明の構成によれば、保護シートの外周部に段差部が形成されることで、切削が開始される際に、保護シートの外周部の外側から保護シートの外周縁にバイトが当たることがなく、外周部を起点として保護シートの剥離が誘発されること防止できる。
また、押圧板にて押圧するだけで保護シートに段差部を形成することができ、例えば、保護シートを切削して一部を除去して段差部を形成する場合と比較して工程が簡易であり、短時間で加工を実施できる。

被加工物の一例であるウェーハについて示す図。 保護シートの貼着方法の実施例のフローチャート。 （Ａ）は押圧板の構成について示す図。（Ｂ）は保護シートを貼着したウェーハと押圧板について示す図。 （Ａ）熱圧着ステップにおいてウェーハを加熱テーブルに載置した状態について示す図。（Ｂ）熱圧着ステップにおいてローラーにより保護シートをウェーハに圧着する様子について示す図。 段差部形成ステップにおいて押圧板を押圧ユニットで保持した状態について示す図。段差部形成ステップにおいて押圧板にて保護シートを押圧する様子について示す図。 保護シートの外周部に段差部が形成された状態について示す図。 （Ａ）平坦化ステップにおいて保護シートを切削する様子について示す図。（Ｂ）平坦化された後の保護シートについて示す図。 裏面研削ステップについて示す図。

以下図面を用いて本発明に係る保護シートの貼着方法について説明する。
図１は、被加工物の一例であるウェーハ１０について示すものである。ウェーハ１０は、シリコンを母材とする半導体ウェーハであり、円板形状のウェーハ１０の表面１０ａには、複数のストリート１２によって格子状に区画された複数の領域に、ＩＣやＬＳＩ等のデバイス１４が形成されている。

図１の拡大部分に示すように、各デバイス１４の周縁部分には、ウェーハ１０の表面１０ａから突出する複数のバンプ１６（電極）が形成されており、このバンプ１６によってウェーハ１０の表面１０ａに凹凸が形成される。なお、ストリート１２にＴＥＧ（Ｔｅｓｔ Ｅｌｅｍｅｎｔ Ｇｒｏｕｐ）が形成される場合には、このＴＥＧによってもウェーハ１０の表面１０ａに凹凸が形成される。

本発明の加工対象とする被加工物は、図１に示す形態以外にも種々のものがあり、半導体ウェーハのみならず光デバイスウェーハや樹脂基板、ガラス、セラミクス等も加工対象となる。また、これらに限定されるものではない。

以上のような表面１０ａにバンプ１６による凹凸が形成されるウェーハ１０について、ウェーハ１０の裏面１０ｂを研削するために、表面１０ａに保護シート２０が貼付される。以下の実施例では、図２に示すフローチャートの各ステップが順に実施される。

＜押圧板準備ステップ＞
図３（Ａ）（Ｂ）に示すように、ウェーハ１０の外周部に対応した凸部３２を有する押圧板３０を準備するステップである。

押圧板３０は、例えば、円板状の板材の一側面の外周部に、凸部３２を円周方向に残すように研削（所謂、ＴＡＩＫＯ研削加工）したもので構成できる。

押圧板３０は、例えば、ウェーハ１０と同一の直径を有する半導体ウェーハ、又は、より直径の大きい半導体ウェーハの外周部に、凸部３２を形成することで構成できる。

押圧板３０は、半導体ウェーハに限らず、ガラス、セラミクス、金属等で構成されてもよい。凸部３２の幅と高さは、詳しくは後述するように、形成すべき段差部の幅と深さに基づいて設定される。凸部３２の内側の領域は、保護シート２０を押圧することない空隙部３４として構成される。

後述するように、押圧板３０は、図３（Ｂ）に示すように、ウェーハ１０に貼着された保護シート２０の外周部２０ｃを、凸部３２にて押圧することで、外周部２０ｃに段差部を形成するものである。なお、外周部２０ｃは、例えば、ウェーハ１０の表面１０ａにおいてデバイス１４が形成されない外周余剰領域に対応する領域とすることができる。

＜熱圧着ステップ＞
図１及び図４（Ａ）（Ｂ）に示すように、ウェーハ１０の表面１０ａに保護シート２０を配設し保護シート２０を加熱するとともにウェーハ１０に保護シート２０を圧着するステップである。

図１に示すように、保護シート２０は、例えば、ポリオレフィン系シート（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等）やポリエステル系シート（ポリエチレンテレフタレートシート、ポリエチレンナフタレートシート）にて構成することができる。保護シート２０は、ウェーハ１０の表面１０ａにデバイス１４が形成される領域（デバイス形成領域）を覆うことができるように、例えば、ウェーハ１０の直径と同一、あるいは、ウェーハ１０よりも大きな直径を有するように、予め円形にカットされる。なお、ウェーハ１０に貼着した後に、保護シート２０をウェーハ１０の外周縁に沿って円形にカットすることとしてもよい。

図１及び図４（Ａ）に示すように、保護シート２０は、その一側の面がウェーハ１０の表面１０ａに貼着される被貼着面２０ｂとされ、その反対側の面が押圧される被押圧面２０ａとされる。被貼着面２０ｂには、糊層が形成されておらず、後に保護シート２０が剥がされる際に、ウェーハ１０の表面１０ａに糊が残存してしまうことがない。

図４（Ａ）に示すように、例えば、加熱テーブル５０の吸引保持部５２にウェーハ１０を載置して裏面１０ｂを吸引保持し、その後、ウェーハ１０の表面１０ａに保護シート２０の被貼着面２０ｂを載置する。吸引保持部５２は、吸引源５６に接続される。

次いで、図４（Ｂ）に示すように、加熱テーブル５０に内蔵されたヒーター５４にてウェーハ１０を介して保護シート２０を所定の温度に加熱した後、保護シート２０上にローラー５８を転動させることで、ウェーハ１０に保護シート２０を熱圧着する。

加熱の際の所定の温度は、保護シート２０が過度に溶融せず、且つ軟化して粘着性を発揮する温度である。
各素材のシートにおける具体的に好ましい温度は、以下の通りである。
ポリエチレンシート：１２０～１４０℃
ポリプロピレンシート：１６０～１８０℃
ポリスチレンシート：２２０～２４０℃
ポリエチレンテレフタレートシート：２５０～２７０℃
ポリエチレンナフタレートシート：１６０～１８０℃

なお、図４（Ｂ）に示す構成において、加熱テーブル５０やローラー５８が配置される空間を閉空間として減圧し、真空状態で保護シート２０を熱圧着することとしてもよい。このように、真空状態で保護シート２０を熱圧着することで、ウェーハ１０の表面１０ａと保護シート２０の間に、空気が残存して気泡が形成されてしまうことを防止できる。また、ウェーハ１０の外径よりも大きい外径の吸引保持面を有する加熱テーブル５０でウェーハ１０を保持しつつ、ウェーハ１０の外径よりも大きい外径の保護シートでウェーハ１０と吸引保持面を覆い、吸引保持面に負圧を作用させることで熱圧着することとしてもよい。

さらに、加熱テーブル５０に代えて、ヒーターのない保持テーブルでウェーハ１０を保持するとともに、ローラー５８にヒーターを内蔵することで加熱ローラーを構成し、加熱ローラーにて保護シート２０を所定温度に加熱しつつ押圧し、ウェーハ１０に対し保護シート２０を熱圧着することとしてもよい。この他、加熱テーブル５０と加熱ローラーの両方にて保護シート２０の加熱を行うこととしてもよい。

＜段差部形成ステップ＞
図５（Ａ）（Ｂ）及び図６に示すように、熱圧着ステップを実施した後、ウェーハ１０の外周部１０ｃ（図６）に対応した領域の保護シート２０を押圧板３０の凸部３２で押圧し、保護シート２０に段差部２０ｄを形成するステップである。

図５（Ａ）に示すように、押圧板３０の凸部３２が下側となるように、押圧板３０の裏面３０ｂを押圧ユニット６０にて保持する。押圧ユニット６０は、押圧板３０を吸引保持する吸引保持部６２と、吸引保持部６２を介して押圧板３０を加熱するヒーター６４と、を有して構成され、図示せぬ昇降機構によって昇降する。吸引保持部６２は、吸引源６６に接続される。

図５（Ｂ）に示すように、押圧板３０を保持した押圧ユニット６０を下降させ、押圧板３０をウェーハ１０に貼着された保護シート２０の被押圧面２０ａに押し付ける。この際、押圧板３０の凸部３２が先に保護シート２０の外周部２０ｃに当接することで、図６に示すように、保護シート２０の外周部２０ｃに段差部２０ｄが形成される。なお、図２（Ｂ）に示すように、押圧板３０が半導体ウェーハから構成されてノッチ３０ｃを有する場合には、ノッチ３０ｃに対応する部分が押圧されないことを防ぐため、押圧ユニット６０を回転自在に構成し、一度押圧した後に押圧板３０を適宜回転させてノッチ３０ｃの位置を変更し、再度押圧することが好ましい。これにより、ノッチ３０ｃにより押圧されない箇所の発生を防ぐことができる。

押圧板３０で保護シート２０を押圧する際には、保護シート２０を加熱することが好ましい。加熱の温度は、例えば、上述の熱圧着ステップの温度と同様とすることができる。保護シート２０の加熱は、例えば、加熱テーブル５０のヒーター５４や、押圧ユニット６０のヒーター６４にて加熱することができる。保護シート２０が所定の温度に加熱されている場合には、これらヒーターによる加熱を省略することとしてもよい。

図６に示すように、保護シート２０に形成すべき段差部２０ｄの幅２０ｎは、例えば０．５～２ｍｍとし、深さ２０ｍは、例えば０．０５～０．１ｍｍとすることができる。この段差部２０ｄの寸法を実現するために、押圧ユニット６０による下降量や、凸部３２の寸法が適宜設定される。凸部３２の寸法については、具体的には、高さは形成すべき段差部２０ｄの深さ以上の値に設定され、幅は形成すべき段差部２０ｄの幅以上の値に設定される。

＜平坦化ステップ＞
図７（Ａ）に示すように、段差部２０ｄを下回らない位置にバイト７８の刃先を位置づけて保護シート２０の上面をバイト７８で切削するステップである。

ウェーハ１０は、バイト切削装置７０の保持テーブル７２に吸引保持され、保護シート２０を露出させた状態とする。バイト切削装置７０のバイトホイール７４には、バイトホルダー７６が設けられ、バイトホルダー７６にバイト７８が取り付けられている。バイト７８の刃先の高さ位置Ｈは、バイトホルダー７６を所定の高さに位置づける昇降機構によって設定される。

バイト７８の刃先の高さ位置Ｈは、段差部２０ｄを下回らない位置、即ち、段差部２０ｄの底面２０ｆよりも高い位置に設定される。

そして、バイトホイール７４を所定の回転数で回転させるとともに、保持テーブル７２を水平方向に加工送りすることで、保護シート２０の上面が研削されて平坦化される。

この際、バイト７８の刃先は、段差部２０ｄの底面２０ｆに到達せずに、底面２０ｆを切削することがないため、段差部２０ｄの底面２０ｆの部分がウェーハ１０から剥離することを防ぐことができる。保護シート２０は外周部２０ｃを起点として剥離しやすいが、予め段差部２０ｄを形成しておくことで、外周部２０ｃでのバイト７８による切削をなくすことができ、保護シート２０の剥離の問題を防ぐことができる。なお、保護シート２０が切削される際にバンプ１６（図１）も切削してもよい。このようにして、保護シート２０が貼着された状態のウェーハ１０の上面は、全体として平坦化される。

また、平坦化ステップでは、バイト切削装置によるほか、研削砥石を備える研削ホイールにて研削し、保護シート２０の上面を平坦化することとしてもよい。この場合でも、保護シート２０の外周部２０ｃは研削されないため、剥離しやすい外周部２０ｃを起点として保護シート２０が剥離してしまうことを防止できる。

以上のように、図７（Ｂ）に示すように、保護シート２０の外周部２０ｃに段差部２０ｄが形成されることで、切削が開始される際に、保護シート２０の外周部２０ｃの外側から保護シート２０の外周縁にバイト７８が当たることがなく、外周部２０ｃを起点として保護シート２０の剥離が誘発されること防止できる。

また、図５（Ａ）（Ｂ）に示すように、押圧板３０にて押圧するだけで保護シート２０に段差部２０ｄを形成することができ、例えば、保護シート２０を切削して一部を除去して段差部２０ｄを形成する場合と比較して工程が簡易であり、短時間で加工を実施できる。

＜裏面研削ステップ＞
図８に示すように、保護シート２０を研削装置８０の保持テーブル８２にて吸引保持し、ウェーハ１０の裏面１０ｂを露出させた状態とし、研削装置８０の研削ホイール８４に設けた研削砥石８６によって、ウェーハ１０の裏面１０ｂを研削するステップである。

研削ホイール８４は、図示せぬモータにより回転駆動されるとともに、図示せぬ昇降ユニットにより下降される。保持テーブル８２を所定の回転数で回転させるとともに、研削ホイール８４を所定の回転数で回転させつつ下降させ、研削砥石８６をウェーハ１０の裏面１０ｂに接触させて研削を行う。これにより、ウェーハ１０が所定の厚みとなるまで薄化される。

この裏面研削ステップにおいては、保護シート２０を介してウェーハ１０を保持テーブル８２にて保持することができ、ウェーハ１０の表面に形成されるデバイス１４（図１）の損傷を保護することができる。

裏面研削ステップを終えた後は、ウェーハ１０は別装置に搬送されるなどした後、保護シート２０がウェーハ１０から剥離される。図１に示すように、保護シート２０の被貼着面２０ｂには、糊層が形成されておらず、保護シート２０が剥がされる際に、ウェーハ１０の表面１０ａに糊が残存してしまうことがない。

１０ ウェーハ
１０ａ 表面
１０ｂ 裏面
１０ｃ 外周部
１２ ストリート
１４ デバイス
１６ バンプ
２０ 保護シート
２０ａ 被押圧面
２０ｂ 被貼着面
２０ｃ 外周部
２０ｄ 段差部
２０ｆ 底面
２０ｎ 幅
３０ 押圧板
３０ｂ 裏面
３２ 凸部
３４ 空隙部
５０ 加熱テーブル
５２ 吸引保持部
５４ ヒーター
５６ 吸引源
５８ ローラー
６０ 押圧ユニット
６２ 吸引保持部
６４ ヒーター
６６ 吸引源
７０ バイト切削装置
７２ 保持テーブル
７４ バイトホイール
７６ バイトホルダー
７８ バイト
８０ 研削装置
８２ 保持テーブル
８４ 研削ホイール
８６ 研削砥石

Claims (3)

1. ウェーハの表面に糊層を有さない保護シートを貼着する貼着方法であって、
   該ウェーハの外周部に対応した凸部を有する押圧板を準備する押圧板準備ステップと、
   該ウェーハの表面に該保護シートを配設し該保護シートを加熱するとともに該ウェーハに該保護シートを圧着する熱圧着ステップと、
   該熱圧着ステップを実施した後、該ウェーハの該外周部に対応した領域の該保護シートを該押圧板の該凸部で押圧し、該保護シートに段差部を形成する段差部形成ステップと、を有する、保護シートの貼着方法。
2. 該保護シートを加熱しつつ該段差部形成ステップが実施される、
   ことを特徴とする請求項１に記載の保護シートの貼着方法。
3. 請求項１または請求項２に記載の貼着方法で該保護シートが貼着されたウェーハの加工方法であって、
   該段差部を下回らない位置に該バイトの刃先を位置づけて該保護シートの上面をバイトで切削する平坦化ステップ、を備える、ウェーハの加工方法。