JP5111938B2

JP5111938B2 - 半導体ウエハの保持方法

Info

Publication number: JP5111938B2
Application number: JP2007139089A
Authority: JP
Inventors: 雅之山本; 一男森本
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 2007-05-25
Filing date: 2007-05-25
Publication date: 2013-01-09
Anticipated expiration: 2027-05-25
Also published as: JP2008294287A; KR101359154B1; CN101312118A; KR20080103909A; US20080293221A1; TWI353009B; US7598120B2; CN101312118B; TW200903606A

Description

本発明は、半導体ウエハをダイシング処理する前工程として、粘着テープを介して半導体ウエハをリングフレームに貼付け保持する技術に関する。

半導体ウエハから半導体チップを切り出す工程においては、リングフレームに貼付けた粘着テープ（ダイシングテープ）に半導体ウエハを貼付け保持してマウントフレームを形成し、このマウントフレームをダイシング工程に持ち込み、貼付け支持された半導体ウエハにダイシング処理およびチップ分断処理が施される。

リングフレームに保持される半導体ウエハは、その保持前に裏面研削されて薄型化される。この薄型化に伴って研削時の加工応力が半導体ウエハに蓄積されて反りを発生させたり、ハンドリング時に破損させたりしないように、半導体ウエハの外周部分を残して環状凸部を形成し、その剛性を保持している（特許文献１参照）。

特開２００７−１０３５８２号公報

近年、電子機器の小型化、高密度実装などの必要からウエハの薄型化が進められているのであるが、数十μｍに極薄型化された半導体ウエハは反りによる割れや欠けが発生しやすくなり、各種の処理工程およびハンドリングにおいて破損のリスクが高くなっている。このような半導体ウエハを支持用の粘着テープを介してリングフレームに貼付け保持する際の破損リスクも一層高いものとなるといった問題がある。

特に、半導体ウエハの研削時に残した環状凸部は、ダイシング処理されるまでに除去しなければならない。したがって、環状凸部を除去するときの加工応力や、裏面研削加工
時にウエハに蓄積されていた応力が、環状凸部を除去した途端に薄型化された半導体ウエハに作用して損傷させるといった問題がある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、半導体ウエハの薄型化に伴う破損を抑えるように支持用の粘着テープを介して半導体ウエハをリングフレームに貼付け保持することのできる半導体ウエハの保持方法を提供することを主たる目的としている。

この発明は、上記目的を達成するために次のような手段をとる。

第１の発明は、粘着テープを介して半導体ウエハをリングフレームに貼付け保持する半導体ウエハの保持方法であって、
パターン形成処理が施された半導体ウエハの表面に保護テープを貼り付けてウエハ外形に沿って切断する保護テープ貼付け過程と、
前記保護テープが貼付けられた半導体ウエハの裏面に、外周部位を環状に残してバックグラインド処理を施すバックグラインド過程と、
バックグラインドによって裏面外周部位に環状凸部が形成された半導体ウエハの表面から前記保護テープを剥離する保護テープ剥離過程と、
前記保護テープが剥離された半導体ウエハの表面と、半導体ウエハを中央に置いて装填されたリングフレームの表面とに亘って保持テープを貼り付ける保持テープ貼付け過程と、
前記保持テープに貼付け保持された半導体ウエハの環状凸部を除去する環状凸部除去過程と、
前記環状凸部の除去によって扁平となった半導体ウエハを保持テープを介してリングフレームに貼付け保持した状態で半導体ウエハの裏面とリングフレームの裏面とに亘って粘着テープを貼り付ける粘着テープ貼付け過程と、
前記粘着テープ貼り付けた後にリングフレームの表面と半導体ウエハの表面に亘って貼り付けられている前記保持テープを剥離する保持テープ剥離過程と、
を含むことを特徴とする。

（作用・効果）この方法によると、パターン形成工程までは、所定の剛性を有する厚みの半導体ウエハを取り扱うことができるとともに、大きい応力が作用しやすいバックグラインド工程では、外周部の環状凸部で補強された剛性の高い状態で半導体ウエハを取り扱うことができる。

また、その後の各工程を経ることで、補強用の環状凸部が除去された半導体ウエハの薄い主部のみを半導体ウエハをリングフレームに粘着テープを介して保持させることができるので、半導体ウエハに加工応力が作用しないように剛性を持たせたままハンドリングすることができるとともに、薄い半導体ウエハ主部のダイシング処理およびチップ分断処理を的確かつ容易に行うことができる。

なお、環状凸部除去過程では、例えば、保持テープに貼付け保持された半導体ウエハのバックグラインド領域の外周部位を環状に切断し、当該部位を粘着テープから剥離除去してもよいし（請求項２）、保持テープに貼付け保持された半導体ウエハのバックグラインド領域の外周部位をバックグラインドレベルまで研削除去してもよい（請求項４）。

また、環状凸部を切断除去する場合、保持テープに紫外線硬化型の粘着テープを使用し、環状凸部を切断除去する前に、環状凸部の保持テープ貼付面に紫外線を照射することが好ましい（請求項３）。

この方法によれば、粘着テープの粘着層を硬化させて接着力を低下させるので、切断部位を容易に剥離除去できる。したがって、切断部位の剥離時に粘着テープを変形させることが抑制されるので、粘着テープの保持されている半導体ウエハへの不要な応力の作用が抑制されて破損を回避することができる。

以上のように本発明の半導体ウエハの保持方法は、半導体ウエハの薄型化に関わらず、破損のおそれを少なしながら粘着テープを介して半導体ウエハをリングフレームに貼付け保持することができる。

本発明に係る半導体ウエハの保持方法の手順を図面に基づいて説明する

ここで処理対象となる半導体ウエハＷ（以下、単に「ウエハＷ」という）は、図１に示すように、全面に亘って厚さが数百μｍの状態でその表面ａにパターン形成処理が施されている。

〔保護テープ貼付け工程〕
図１に示すように、パターン形成処理を経たウエハＷは、チャックテーブル１に表面ａを上向きにして載置されて吸着保持された後、貼付けローラ２の押圧転動移動によって保護テープＰＴがウエハＷの表面ａの全面に貼付けられる。

ウエハＷへのテープ貼付けが終了すると、上方に待機していた円板型のカッタ３が下降されて、保護テープＰＴに突き刺され、カッタ３がウエハ外周縁に摺接しながら旋回移動する。この動作によって保護テープＰＴがウエハ外形に沿って切断される。

〔バックグラインド工程〕
図２に示すように、表面ａに保護テープＰＴが貼り付けられたウエハＷはバックグラインド装置に搬入され、裏面ｂを上向きとした姿勢でチャックテーブル４に載置保持される。この状態で、上方から図示されていない回転砥石によってバックグラインド処理を受ける。

この場合、外周部を径方向に約２ｍｍほど残して研削され、ウエハＷの上向き裏面ｂに扁平凹部ｃが形成されるとともに、その外周に沿って環状凸部ｄが残存された形状に加工される（図１３参照）。扁平凹部ｃでのウエハ厚さが数十μｍになるよう研削加工されるとともに、この扁平凹部ｃの領域内の対向面である表面ａにパターン全体が含まれる。裏面外周に形成された環状凸部ｄは、ウエハＷの剛性を高める環状リブとして機能し、ハンドリングや以降の処理工程におけるウエハＷの撓み変形を抑止する。

〔保護テープ剥離工程〕
図３に示すように、バックグラインド工程を経たウエハＷは、スパッタリングによる金属の蒸着などの応力除去処理を受けた後、上下反転されてチャックテーブル５に載置保持される。その後、貼付けローラ６が押圧転動移動されて強粘着性の剥離テープＴ1が保護テープＰＴの上に貼付けられる。

図４に示すように、剥離テープＴ1の貼付けが終了すると、剥離ローラ７の転動移動によって剥離テープＴ1が巻取り回収され、剥離テープＴ1に貼り合わせられた保護テープＰＴは剥離テープＴ1と一体に巻き取られ、ウエハＷの表面ａから剥離される。

〔保持テープ貼付け工程〕
図５に示すように、保護テープＰＴが剥離されたウエハＷはマウント装置に搬入され、チャックテーブル８の中央部に表面ａを上向きにした姿勢で載置保持される。このチャックテーブル８にはウエハＷを囲むようにリングフレームｆが供給装填される。ウエハＷおよびリングフレームｆは、その上面が面一となるようセットされ、これらの上を貼付けローラ９が押圧転動移動することで、紫外線硬化型の保持テープＳＴがリングフレームの上面とウエハＷの表面ａに亘って貼り付けられる。

貼付けが終了すると、リングフレームの上方に待機していた円板型のカッタ１０が下降して保持テープＳＴに押し付けられ、その後、カッタ１０がリングフレームｆの中心周りに旋回移動して、リングフレームｆの内径より少し大きい径で保持テープＳＴを円形に切断する。これによって、ウエハＷは保持テープＳＴを介してリングフレームｆに貼付け保持され状態となる。

〔環状凸部除去工程〕
図６に示すように、ウエハＷを保持したリングフレームｆは搬出され、上下反転した姿勢でチャックテーブル１１に載置保持される。テーブル上方には円板型の回転砥石１２が待機しており、リングフレームｆおよびウエハＷの位置決め保持が確認されると、回転砥石１２は下降してウエハＷに接触する。この回転砥石１２は、扁平凹部ｃの外周端近く、すなわち、環状凸部ｄの内周際に沿って旋回移動し、保持テープＳＴを残してウエハＷの扁平凹部ｃだけが環状に切断される。

次に、図７に示すように、回転砥石１２が上昇退避するとともに、チャックテーブル内に装備された紫外線ランプ１３が点灯され、回転砥石１２による切断部位より外周側の保持テープＳＴに紫外線が下方から照射される。これによって保持テープＳＴの粘着力が減滅され、切断部位より外側部分、つまり、環状凸部ｄと保持テープとの接着力が低下する。その後、切り離された環状凸部ｄは吸着ノズルを備えたロボットハンドなど適宜ハンドリング手段を用いて搬出除去される。これによって、リングフレームｆの中央にウエハＷの薄い扁平主部が貼付け保持された状態がもたらされる。

〔ダイシングテープ貼付け工程〕
図８に示すように、ウエハＷの薄い扁平主部を保持したリングフレームｆは上下反転され、リングフレームｆおよびウエハＷの裏面ｂを上向きにした姿勢でチャックテーブル１１に載置保持される。リングフレームｆおよびウエハＷが保持されると、これらの上を貼付けローラ１４が押圧転動移動することで、ダイシングテープＤＴがリングフレームｆの裏面とウエハＷの裏面ｂに亘って貼り付けられる。なお、ダイシングテープＤＴは、本発明の粘着テープに相当する。

次に、リングフレームｆの上方に待機していた円板型のカッタ１５が下降してダイシングテープＤＴに押し付けられ、その後、カッタ１５がリングフレームｆの中心周りに旋回移動してリングフレームｆの内径より少し大きい径でダイシングテープＤＴを円形に切断する。これによって薄く扁平なウエハＷが保持テープＳＴとダイシングテープＤＴを介してリングフレームｆに保持された中間マウント体が形成される。

〔保持テープ剥離工程〕
図９に示すように、保持テープＳＴとダイシングテープＤＴを介してリングフレームｆにウエハＷを保持した中間マウント体は搬出されてリングフレームｆの外周部のみを受け止め支持するリング状のテーブル１６に載置される。その後、テーブル中心に組み込まれた紫外線ランプ１７が点灯され、保持テープＳＴに全面に紫外線が照射される。それによって、保持テープＳＴの接着力が低下される。

次に、図１０に示すように、紫外線照射を受けた中間マウント体は搬出された後、上下反転されてチャックテーブル１８に載置保持される。ウエハＷおよびリングフレームｆは、その上向きの表面ａが面一となるようセットされ、これらの上を貼付けローラ１９が押圧転動移動することで、剥離テープＴ2が保持テープＳＴの上に貼り付けられる。

その後、剥離ローラ２０の転動移動によって剥離テープＴ2が巻取り回収され、剥離テープＴ2に貼り合わせられた保持テープＳＴは剥離テープＴ2と一体に巻き取られ、リングフレームｆおよびウエハＷの表面ａから剥離される。つまり、図１１に示すように、ウエハＷは、ダイシングテープＤＴのみを介して裏面ｂからリングフレームｆに貼付け保持された状態となる。

以上の工程を経ることで、図１２に示すように、ダイシングテープＤＴを介してウエハＷをリングフレームｆに貼付け保持するとともに、パターンが形成された表面ａを露出させたマウントフレームＭＦを得ることができ、直ちにダイシング装置に搬入してダイシング処理やチップ分断処理を施すことができる。

すなわち、ウエハＷは、環状凸部ｄが除去されるときに保持テープによりリングフレームｆに保持されているので、環状凸部ｄを除去した後の扁平主部のみでハンドリングされることがない。したがって、バックグランド処理時および環状凸部除去処理時に半導体ウエハの扁平主部のみ不要な加工応力が作用して破損するのを回避することができる。

本発明は上述した実施例のものに限らず、次のように変形実施することもできる。

上記実施例における環状凸部除去工程としては、図１４に示すように、保持テープＳＴに貼付け保持されたウエハＷのバックグラインド領域の外周部位をバックグラインドレベルＬまで研削して環状凸部ｄを低くすることでウエハＷの扁平化処理を行うこともできる。

保護テープ貼付け工程を示す要部の縦断面図である。バックグラインド工程を終えた要部の縦断面図である。保護テープ剥離工程の前半を示す要部の縦断面図である。保護テープ剥離工程の後半を示す要部の縦断面図である。保持テープ貼付け工程を示す要部の縦断面図である。環状凸部除去工程の前半を示す要部の縦断面図である。環状凸部除去工程の後半を示す要部の縦断面図である。ダイシングテープ貼付け工程を示す要部の縦断面図である。保持テープ剥離工程の前半を示す要部の縦断面図である。保持テープ剥離工程の後半を示す要部の縦断面図である。保持テープ剥離工程を終えた要部の縦断面図である。完成したマウントフレームの斜視図である。バックグラインド工程を終えた半導体ウエハの斜視図である。環状凸部工程の別実施例を示す要部の縦断面図である。

符号の説明

ａ … 半導体ウエハの表面
ｂ … 半導体ウエハの裏面
ｄ … 環状凸部
ＤＴ … ダイシングテープ
ＰＴ … 保護テープ
ＳＴ … 保持テープ
ｆ … リングフレーム
Ｗ … 半導体ウエハ

Claims

粘着テープを介して半導体ウエハをリングフレームに貼付け保持する半導体ウエハの保持方法であって、
パターン形成処理が施された半導体ウエハの表面に保護テープを貼り付けてウエハ外形に沿って切断する保護テープ貼付け過程と、
前記保護テープが貼付けられた半導体ウエハの裏面に、外周部位を環状に残してバックグラインド処理を施すバックグラインド過程と、
バックグラインドによって裏面外周部位に環状凸部が形成された半導体ウエハの表面から前記保護テープを剥離する保護テープ剥離過程と、
前記保護テープが剥離された半導体ウエハの表面と、半導体ウエハを中央に置いて装填されたリングフレームの表面とに亘って保持テープを貼り付ける保持テープ貼付け過程と、
前記保持テープに貼付け保持された半導体ウエハの環状凸部を除去する環状凸部除去過程と、
前記環状凸部の除去によって扁平となった半導体ウエハを保持テープを介してリングフレームに貼付け保持した状態で半導体ウエハの裏面とリングフレームの裏面とに亘って粘着テープを貼り付ける粘着テープ貼付け過程と、
前記粘着テープ貼り付けた後にリングフレームの表面と半導体ウエハの表面に亘って貼り付けられている前記保持テープを剥離する保持テープ剥離過程と、
を含むことを特徴とする半導体ウエハの保持方法。
請求項１に記載の半導体ウエハの保持方法において、
前記環状凸部除去過程は、保持テープに貼付け保持された半導体ウエハのバックグラインド領域の外周部位を環状に切断し、当該部位を粘着テープから剥離除去する
ことを特徴とする半導体ウエハの保持方法。
請求項２に記載の半導体ウエハの保持方法において、
前記保持テープは、紫外線硬化型の粘着テープであり、
前記環状凸部を切断除去する前に、前記環状凸部の保持テープ貼付面に紫外線を照射する
ことを特徴とする半導体ウエハの保持方法。
請求項１に記載の半導体ウエハの保持方法において、
前記環状凸部除去過程は、保持テープに貼付け保持された半導体ウエハのバックグラインド領域の外周部位をバックグラインドレベルまで研削除去する
ことを特徴とする半導体ウエハの保持方法。