JP5361200B2 - バンプが形成されたウェーハを処理するウェーハ処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数のバンプが表面に形成されたウェーハを処理するウェーハ処理方法に関する。

半導体製造分野においてはウェーハが年々大型化する傾向にあり、また、実装密度を高めるためにウェーハの薄膜化が進んでいる。ウェーハを薄膜化するためには、半導体ウェーハの裏面を研削するバックグラインド（裏面研削）が行われている。バックグラインド時には、ウェーハ表面に形成されたチップを保護するために表面保護フィルムがウェーハ表面に貼付けられる。

バックグラインドが終了すると、ダイシングフィルム貼付装置においてダイシングフィルムがウェーハの裏面に貼付けられ、それにより、ウェーハがマウントフレームと一体化される。次いで、ウェーハ表面に貼付けられた表面保護フィルムが剥離され、その後、ウェーハは賽の目状にダイシングされる。ダイシングにより形成されたチップはピックアップされてリードフレームにマウントされる。

ところで、図７は、従来技術における裏面研削前のウェーハの断面図である。図７に示されるように、ウェーハ表面のチップＣ上には、電気接点としてのバンプＢが形成されている。これらチップＣおよびバンプＢが形成されているので、ウェーハ２０の表面２１は平坦でない。図７から分かるように、ウェーハ２０の表面２１に表面保護フィルム１１を貼付けると、ウェーハ２０の中央領域は外周領域よりも隆起した状態になる。すなわち、表面保護フィルム１１に段差が形成されるようになる。

次いで図８に示されるように、ウェーハ２０の裏面２２を研削するためにウェーハ２０を反転させてテーブル５１に載置する。テーブル５１上には、ウェーハ２０の外形よりもわずかながら小さい吸引部５２が設けられている。表面保護フィルム１１は中央領域において隆起しているので、外周領域においては表面保護フィルム１１は吸引部５２に接触しない。従って、図示されるように外周領域においては表面保護フィルム１１と吸引部５２との間に環状の隙間が形成されるようになる。

このような状態でウェーハ２０の裏面２２を研削すると、ウェーハ２０の中央領域に応力が集中して中央領域に位置するバンプＢおよび／またはウェーハ２０自体が破損する恐れがある。また、ウェーハ２０の外周領域が吸引部５２により吸着されていないので、裏面研削時にウェーハのエッジが欠ける可能性もある。さらに、裏面研削時には、研削屑が環状の隙間を通じて吸引部５２に吸引され、それにより、吸引部５２が目詰まりすることも考えられる。

このような問題を解決するために、特許文献１においては、ウェーハの外周領域に貼着する外周貼着部を備えたカップ状の保護部材によってウェーハの表面を被覆することが開示されている。このような保護部材を用いた場合には、裏面研削時における応力はウェーハ全体にほぼ均等に分布するようになり、ウェーハの破損などの前述した問題を回避することが可能である。
特開２００５−１０９４３３号公報

しかしながら、特許文献１に記載される保護部材は特定の寸法のバンプにのみ対応した専用品であるため、保護部材自体が高価であり、従って、半導体チップの価格が上昇することになる。この保護部材は裏面研削時にのみ使用され、最終的には廃棄されるので、保護部材に掛かる費用を可能な限り抑えることが望まれる。

さらに、保護部材が専用品であるために、バンプの高さをわずかながら変更しただけであっても、保護部材がバンプを適切に保護できなくなる事態になる。そのような場合に保護部材をそのまま使用すると、ウェーハおよび／またはバンプの破損、ウェーハのエッジの欠け、および吸引部の目詰まりの問題が再び生じる可能性がある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、ウェーハとテーブルとの間に隙間を生じさせることなしに、バンプの寸法変更に容易に対応できる安価なウェーハ処理方法を提供することを目的とする。

前述した目的を達成するために１番目の発明によれば、表面に複数のバンプが形成されているウェーハを処理する処理方法において、前記ウェーハの表面と前記バンプの頂部との間の距離に等しい厚さの第一フィルムを前記ウェーハの前記表面に貼付け、前記ウェーハの表面において前記バンプが形成されているバンプ領域に沿って前記第一フィルムを切断し、前記バンプ領域に対応する前記第一フィルムの一部分を剥離し、前記ウェーハの前記表面に第二フィルムを貼付け、前記第二フィルムが貼付けられた後で前記ウェーハの前記表面をテーブルに保持し、前記ウェーハの裏面を研削する、ウェーハ処理方法が提供される。

すなわち１番目の発明においては、バンプ領域周りにリング状に残った第一フィルムが台部として機能するので、第二フィルムが貼付けられた後においてはウェーハの表面全体を平坦にできる。このため、ウェーハをテーブルに保持させるときには、ウェーハとテーブルとの間に隙間は形成されない。また、バンプの高さに基づいて、第一フィルムを既存のフィルムから選択することにより、バンプの寸法変更に容易に対応でき、また、専用品を準備する必要性を排除できる。さらに、第二フィルムが貼付けられた後におけるウェーハの表面全体をほぼ完全に平坦にできる。さらに、裏面研削時には、ウェーハ全体をテーブルに吸引させられる。従って、ウェーハおよび／またはバンプの破損、ウェーハのエッジの欠け、および吸引部の目詰まりを解消することができる。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の図面において同様の部材には同様の参照符号が付けられている。理解を容易にするために、これら図面は縮尺を適宜変更している。
図１は本発明に基づくウェーハ処理方法を実施するウェーハ処理装置の略図である。図１に示されるウェーハ処理装置３０には、バンプＢを備えた複数のチップＣが表面２１に形成されたシリコン製ウェーハ２０が供給されるものとする（後述する図２（ｂ）を参照されたい）。図１から分かるように、ウェーハ処理装置３０は、フィルム貼付部署３１と、ウェーハ２０の裏面２２を研削する裏面研削部署３２とを主に含んでいる。

フィルム貼付部署３１は、ウェーハ２０の表面２１に第一フィルム１１を貼付ける第一フィルム貼付ユニット３３と、第一フィルム１１をバンプＢの領域に沿って切断する切断ユニット３４と、バンプＢの領域に位置する第一フィルム１１をウェーハ２０から剥離する剥離ユニット３５と、ウェーハ２０に第二フィルム１２を貼付ける第二フィルム貼付ユニット３６とを含んでいる。なお、第一フィルム貼付ユニット３３が第二フィルム貼付ユニット３６を兼ねるようにしてもよい。

図２（ａ）から図５（ａ）ならびに図２（ｂ）から図５（ｂ）はそれぞれウェーハの頂面図および断面図である。簡潔にする目的で、図２（ａ）から図５（ａ）においては、バンプＢの図示を省略している。これら図面から分かるように、複数のチップＣはウェーハ２０の表面２１における中央領域２５にのみ形成されており、これらチップのそれぞれにはバンプＢが形成されている。そして、これらチップＣおよびバンプＢはウェーハ２０の外周領域２６には形成されていない。従って、以下、本願明細書においては、中央領域２５をバンプ領域２５と呼ぶこととする。

以下、図２（ａ）から図５（ｂ）を参照して、本発明のウェーハ処理装置３０におけるウェーハ２０の処理について説明する。はじめに、第一フィルム貼付ユニット３３を使用して、図２（ａ）に示されるようにウェーハ２０の表面２１全体に第一フィルム１１、例えば樹脂製フィルムを貼付ける。第一フィルム１１の厚さは、ウェーハ２０の表面２１からバンプＢの頂部までの距離に概ね等しい。図２（ｂ）に示される実施形態においては、第一フィルム１１の厚さは、チップＣおよびバンプＢの合計の厚さに概ね等しくなっている。

そのような第一フィルム１１は、チップＣおよびバンプＢの厚さに応じて既存のフィルムから単に選択すれば足りる。また、第一フィルム１１が比較的薄い場合には、複数枚の第一フィルム１１を貼付け、それにより、チップＣおよびバンプＢの厚さに対応させるようにしてもよい。あるいは、厚さの異なる複数種類のフィルムを第一フィルム１１として貼付けるようにしてもよい。このような場合には、バンプＢの頂部に一致するように、貼付後の第一フィルム１１の厚さを容易に調節することができる。なお、図面には示さないものの、実際には第一フィルム１１はバンプＢ間においてわずかながら凹んでいることに留意されたい。

図２（ｂ）から分かるように、第一フィルム１１を貼付けると、ウェーハ２０のバンプ領域２５は外周領域２６に対して第一フィルム１１の厚さ分だけ隆起するようになる。そして、外周領域２６における第一フィルム１１の高さはバンプＢの頂部に概ね一致する。

次いで、図３（ｂ）に示されるように切断ユニット３４のレーザ部３４ａを起動して、バンプ領域２５と外周領域２６との間において第一フィルム１１を切断する。これにより、図３（ａ）に示されるようにバンプ領域２５の外形に沿って溝部２９が形成されるようになる。その結果、第一フィルム１１は、バンプ領域２５における第一フィルム中央部分１１ｂと、外周領域２６における第一フィルム外周部分１１ａとに分割される。第一フィルム外周部分１１ａの厚さは第一フィルム１１の厚さに等しいので、第一フィルム外周部分１１ａの表面はバンプＢの頂部と概ね同一平面になる。

次いで、剥離ユニット３５から剥離テープ１５を繰出して、第一フィルム中央部分１１ｂに貼付ける。そして、図４（ｂ）に示されるように剥離テープ１５を巻上げることにより、第一フィルム中央部分１１ｂをウェーハ２０の表面２１から剥離する。これにより、ウェーハ２０の表面２１上には、外周領域２６に対応する第一フィルム外周部分１１ａのみが残存するようになる（図４（ａ）を参照されたい）。

その後、図５（ａ）および図５（ｂ）に示されるように、第二フィルム貼付ユニット３６を用いてウェーハ２０の表面２１全体に第二フィルム１２、例えば樹脂製フィルムを貼付ける。第一フィルム１１の場合とは異なり、第二フィルム１２の厚さはチップＣおよびバンプＢの厚さに依存しない。このため、チップＣを保護可能な既存のあらゆるフィルムを第二フィルム１２として使用できる。あるいは、第一フィルム１１を第二フィルム１２として使用してもよい。なお、第一フィルム貼付ユニット３３を用いて第二フィルム１２を貼付けるようにしてもよい。

ウェーハ２０の外周領域２６においては、第二フィルム１２は、第一フィルム外周部分１１ａ上に貼付けられる。従って、第一フィルム外周部分１１ａは、第二フィルム１２を貼付けるときの台部としての役目を果たしうる。それゆえ、本発明においては、第二フィルム１２をウェーハ２０の表面２１に対して平行に貼付けることが可能となる（図５（ｂ）を参照されたい。）。すなわち、本発明においては、第二フィルム１２の表面全体は平坦になり、第二フィルム１２には段差は形成されない。

その後、ウェーハ２０はフィルム貼付部署３１から裏面研削部署３２に搬送される（図１を参照されたい）。図６は裏面研削部署３２においてテーブル５１に配置されたウェーハの断面図である。図６に示されるように、テーブル５１の上面には吸引部５２が埋込まれている。吸引部５２は図示しない真空源に接続されており、その外径はウェーハ２０の直径よりもわずかながら小さい。

裏面研削部署３２においては、ウェーハ２０はその裏面２２が上方を向くようにテーブル５１上に配置されて吸引される。前述したように第二フィルム１２の表面が平坦であるので、図６に示されるように、第二フィルム１２全体が吸引部５２に吸引されるようになる。すなわち、本発明においては、ウェーハ２０の外周領域２６と吸引部５２との間に環状の隙間は形成されない。

次いで、裏面研削部署３２の研削砥石３２ａを用いてウェーハ２０の裏面２２を研削する。本発明においてはウェーハ２０の第二フィルム１２全体が吸引部５２に吸引されているので、ウェーハ２０のバンプ領域２５に応力が集中することはなく、バンプＢ等および／またはウェーハ２０が破損するのを防止できる。さらに、本発明においては、ウェーハ２０の第二フィルム１２と吸引部５２とが隙間なく密着しているので、裏面研削時にウェーハ２０のエッジが欠けることはなく、また裏面研削により生じた研削屑により吸引部５２が目詰まりすることもない。

このようなことは、第一フィルム外周部分１１ａと、この第一フィルム外周部分１１ａに貼付けられた第二フィルム１２とにより達成される。そして、これら第一フィルム外周部分１１ａおよび第二フィルム１２は、バンプＢの高さなどに基づいて既存のフィルムから単に選択すればよい。つまり、本発明においては、専用品を準備する必要が無いので、半導体チップの製造費用を抑えることが可能である。

さらに、バンプＢの寸法が異なるウェーハ２０を処理する場合には、バンプＢの寸法に応じた新たな第一フィルム１１を選択すれば足りる。従って、本発明においては、設計変更によりバンプＢの寸法が変化する場合であっても、その変更に容易に対応することが可能である。

本発明に基づくウェーハ処理方法を実施するウェーハ処理装置の略図である。 （ａ）ウェーハの第一の頂面図である。（ｂ）ウェーハの第一の断面図である。 （ａ）ウェーハの第二の頂面図である。（ｂ）ウェーハの第二の断面図である。 （ａ）ウェーハの第三の頂面図である。（ｂ）ウェーハの第三の断面図である。 （ａ）ウェーハの第四の頂面図である。（ｂ）ウェーハの第四の断面図である。 テーブルに配置されたウェーハの断面図である。 従来技術におけるウェーハの断面図である。 従来技術においてテーブルに配置されたウェーハの断面図である。

符号の説明

１１ 第一フィルム
１１ａ 第一フィルム外周部分
１１ｂ 第一フィルム中央部分
１２ 第二フィルム
１５ 剥離テープ
２０ ウェーハ
２１ 表面
２２ 裏面
２５ 中央領域（バンプ領域）
２６ 外周領域
２９ 溝部
３０ ウェーハ処理装置
３１ フィルム貼付部署
３２ 裏面研削部署
３２ａ 研削砥石
３３ 第一フィルム貼付ユニット
３４ 切断ユニット
３４ａ レーザ部
３５ 剥離ユニット
３６ 第二フィルム貼付ユニット
５１ テーブル
５２ 吸引部
Ｂ バンプ
Ｃ チップ

Claims (1)

1. 表面に複数のバンプが形成されているウェーハを処理する処理方法において、
   前記ウェーハの表面と前記バンプの頂部との間の距離に等しい厚さの第一フィルムを前記ウェーハの前記表面に貼付け、
   前記ウェーハの表面において前記バンプが形成されているバンプ領域に沿って前記第一フィルムを切断し、
   前記バンプ領域に対応する前記第一フィルムの一部分を剥離し、
   前記ウェーハの前記表面に第二フィルムを貼付け、
   前記第二フィルムが貼付けられた後で前記ウェーハの前記表面をテーブルに保持し、
   前記ウェーハの裏面を研削する、ウェーハ処理方法。

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