JP5361634B2

JP5361634B2 - 半導体ウェーハ用チャックテーブル及び半導体ウェーハの加工方法

Info

Publication number: JP5361634B2
Application number: JP2009219951A
Authority: JP
Inventors: 智小田嶋
Original assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd
Priority date: 2009-09-25
Filing date: 2009-09-25
Publication date: 2013-12-04
Anticipated expiration: 2029-09-25
Also published as: JP2011067888A

Description

本発明は、半導体の製造工程で使用される半導体ウェーハ用チャックテーブル及び半導体ウェーハの加工方法に関するものである。

従来、半導体ウェーハ１に複数のバンプ３を形成してダイシング工程に供する場合には、先ず、チャックテーブルに半導体ウェーハ１を吸着固定してその露出面に保持フレーム４１の粘着層４３を粘着し、チャックテーブルの吸着を解除して半導体ウェーハ１の表面２に複数のバンプ３を形成し、半導体ウェーハ１の表面２、すなわち、バンプ面にバンプ対応の粘着テープ５０を粘着する（図１０参照）。バンプ対応の粘着テープ５０は、複数のバンプ３を確実に保護する観点から、柔軟な基材に厚い粘着層が粘着されることにより積層形成されている。

半導体ウェーハ１に粘着テープ５０を粘着したら、この粘着テープ５０をチャックテーブルに吸着固定し、保持フレーム４１のフレーム部４２や半導体ウェーハ１から粘着層４３を切断剥離するとともに、半導体ウェーハ１の露出面にダイシングフレームのダイシングテープを粘着し、ダイシングフレームを表裏逆に吸着固定して半導体ウェーハ１から粘着テープ５０を剥離し、その後、半導体ウェーハ１をダイシング工程に供する（特許文献１参照）。

特開平１１−０１６８６３号公報

しかしながら、従来の方法では、半導体ウェーハ１のバンプ面にバンプ対応の粘着テープ５０を粘着しなければならないので、粘着テープ５０の粘着作業や剥離作業が必要になる他、剥離して不要になった粘着テープ５０が廃棄物になり、この廃棄物の処理に手間や時間等がかかるという問題がある。さらに、半導体ウェーハ１のバンプ面に粘着テープ５０の粘着剤が残留することがあるので、残留した粘着剤の除去作業が不可欠となり、製品の歩留まりが低下するという問題がある。

本発明は上記に鑑みなされたもので、粘着テープの粘着作業、剥離作業、廃棄処理を省略することができ、半導体ウェーハのバンプ面に残留した粘着剤を除去する作業を不要とし、製品の歩留まりを向上させることのできる半導体ウェーハ用チャックテーブル及び半導体ウェーハの加工方法を提供することを目的としている。

本発明においては上記課題を解決するため、複数のバンプを備えた半導体ウェーハのバンプ面を負圧作用により吸着保持するものであって、
半導体ウェーハと少なくとも同幅でそのバンプ面に対向する多孔質の吸着搭載板を備え、この吸着搭載板の対向面に、半導体ウェーハの複数のバンプを収容する収容凹部を形成し、半導体ウェーハの複数のバンプと収容凹部との隙間に、多孔質のスペーサを介在したことを特徴としている。

また、本発明においては上記課題を解決するため、複数のバンプを備えた半導体ウェーハのバンプ面を負圧作用により吸着保持するものであって、
半導体ウェーハと少なくとも同幅でそのバンプ面に対向する多孔質の吸着搭載板を備え、この吸着搭載板の対向面周縁部に、半導体ウェーハのバンプ面の周縁部を支持する多孔質枠を着脱自在に取り付け、半導体ウェーハの複数のバンプと吸着搭載板の対向面との隙間に、多孔質のスペーサを介在したことを特徴としている。

また、本発明においては上記課題を解決するため、保持フレームの粘着層に粘着された半導体ウェーハに複数のバンプを形成し、この半導体ウェーハの複数のバンプを備えたバンプ面を請求項１記載の半導体ウェーハ用チャックテーブルの吸着搭載板に支持させ、保持フレームの粘着層を半導体ウェーハから剥離し、その後、半導体ウェーハの露出面にダイシングフレームのダイシングテープを粘着することを特徴としている。

さらに、本発明においては上記課題を解決するため、保持フレームの粘着層に粘着された半導体ウェーハに複数のバンプを形成し、この半導体ウェーハの複数のバンプを備えたバンプ面を請求項２記載の半導体ウェーハ用チャックテーブルの吸着搭載板に多孔質枠を介して支持させ、保持フレームの粘着層を半導体ウェーハから剥離し、その後、半導体ウェーハの露出面にダイシングフレームのダイシングテープを粘着することを特徴としている。

ここで、特許請求の範囲における半導体ウェーハには、少なくともφ２００、３００、４５０、６００ｍｍのタイプが含まれる。この半導体ウェーハのバンプは、球形、半球形、柱形、断面略茸形に形成される。

本発明によれば、吸着搭載板に半導体ウェーハが負圧作用により吸着される際、吸着搭載板の収容凹部内、あるいは吸着搭載板上の多孔質枠内に半導体ウェーハの複数のバンプがスペーサを介し収容して保護される。したがって、吸着搭載板に半導体ウェーハのバンプが接触して損傷することが少ないので、粘着テープを省略することができる。

本発明によれば、粘着テープの粘着作業、剥離作業、廃棄処理を省略することができ、半導体ウェーハのバンプ面に残留した粘着剤を除去する作業を不要とし、製品の歩留まりを向上させることができるという効果がある。

本発明に係る半導体ウェーハ用チャックテーブルの実施形態を模式的に示す分解断面説明図である。本発明に係る半導体ウェーハ用チャックテーブルの実施形態を模式的に示す断面説明図である。本発明に係る半導体ウェーハの加工方法の実施形態におけるチャックテーブルに半導体ウェーハを吸着固定してそのバックグラインド面に保持フレームの粘着層を粘着する状態を模式的に示す説明図である。半導体ウェーハの表面に複数のバンプを形成する状態を模式的に示す説明図である。本発明に係る半導体ウェーハの加工方法の実施形態における半導体ウェーハ用チャックテーブルに半導体ウェーハを真空吸着した状態を模式的に示す説明図である。図５の保持フレームのフレームから粘着層を切り離して半導体ウェーハから剥離する状態を模式的に示す説明図である。半導体ウェーハのバックグラインド面にダイシングフレームのダイシングテープを粘着する状態を模式的に示す説明図である。半導体ウェーハ用チャックテーブルの真空吸着を解除して半導体ウェーハを取り外した状態を模式的に示す説明図である。本発明に係る半導体ウェーハ用チャックテーブルの第２の実施形態を模式的に示す断面説明図である。半導体ウェーハのバンプ面にバンプ対応の粘着テープを粘着した状態を示す説明図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明すると、本実施形態における半導体ウェーハ用チャックテーブルは、図１ないし図８に示すように、複数のバンプ３を備えた半導体ウェーハ１のバンプ面を負圧作用により着脱自在に吸着保持するテーブルで、半導体ウェーハ１よりも拡径のテーブル本体１０と、半導体ウェーハ１と略同径でそのバンプ面に対向する多孔質の吸着搭載板２０とを備え、この吸着搭載板２０に、半導体ウェーハ１の複数のバンプ３を収容する収容凹部２１を形成し、半導体ウェーハ１の複数のバンプ３と収容凹部２１との隙間に、多孔質のスペーサ３０を介在するようにしている。

半導体ウェーハ１は、例えばφ２００ｍｍやφ３００ｍｍタイプのシリコンウェーハからなり、半導体パッケージの薄型化等の観点から、裏面のバックグラインドにより薄片化されて可撓性が付与される。この半導体ウェーハ１の周縁部を除く表面２には、ハンダが印刷されたり、略球形のバンプ３が複数形成される。

テーブル本体１０は、図１や図２に示すように、例えばステンレス、アルミ、チタン等の材料を使用して背の低い断面凹字の平面円形に形成される。このテーブル本体１０の底部の中心には、平面円形を呈する凹み穴１２に連通する排気孔１１が厚さ方向に穿孔され、この排気孔１１の下端部が図示しない真空ポンプ１３に排気ラインを介し着脱自在に接続される。

吸着搭載板２０は、図１や図２に示すように、例えば通気性の多孔質セラミック等の材料を使用して平面円形の板に形成され、テーブル本体１０の凹み穴１２内に嵌着されてテーブル本体１０の表面周縁部に面一に揃えられるとともに、凹み穴１２や排気孔１１に連通されており、真空ポンプ１３の駆動により対向する半導体ウェーハ１の表面２を真空吸着するよう機能する。

吸着搭載板２０の周縁部を除く表面、すなわち、半導体ウェーハ１の表面２に対向する対向面には、半導体ウェーハ１の複数のバンプ３を隙間を介して収容する収容凹部２１が断面略Ｕ字形に形成される。この収容凹部２１は、平面円形に区画形成され、半導体ウェーハ１のバンプ３との接触を確実に回避する観点から、バンプ３の高さよりも長く深く均一に凹み形成される。

スペーサ３０は、図２に示すように、例えば可撓性、柔軟性、通気性を有する多孔質のシートや不織布等により薄い平面円形に区画形成され、収容凹部２１の平坦な底面に略隙間なく配置される。このようなスペーサ３０は、半導体ウェーハ１の複数のバンプ３と収容凹部２１の底面との隙間に着脱自在に介在されることにより、半導体ウェーハ１の傾きを抑制してその姿勢を安定化させる。

上記構成において、半導体ウェーハ１に複数のバンプ３を形成してダイシング工程に供する場合には、先ず、既存のチャックテーブル４０上に半導体ウェーハ１の表面２を真空吸着により固定してその露出したバックグラインド面に保持フレーム４１の粘着層４３を上方から粘着する（図３参照）。保持フレーム４１は、例えば中空板形の金属製のフレーム部４２の裏面に、中空を覆うシリコーンゴム等からなる耐熱性の粘着層４３が粘着されることにより形成される。粘着層４３の粘着に際しては、粘着層４３上にローラ等を押し当ててスライドさせることにより、半導体ウェーハ１と粘着層４３との間にエアを巻き込まないよう徐々に粘着することが好ましい。

こうして半導体ウェーハ１に保持フレーム４１の粘着層４３を粘着したら、チャックテーブル４０の真空吸着を解除して半導体ウェーハ１を取り外し、保持フレーム４１を表裏逆にして半導体ウェーハ１の表面２に複数のバンプ３を形成する（図４参照）。具体的な形成方法としては、半導体ウェーハ１の周縁部を除く表面２にハンダをスクリーン印刷し、複数のバンプ３を配列してマウント等した後、リフロー処理することにより複数のバンプ３を形成する。

次いで、半導体ウェーハ１の複数のバンプ３を備えた表面２、すなわちバンプ面の周縁部を半導体ウェーハ用チャックテーブルの吸着搭載板２０の周縁部に隙間なく支持させるとともに、複数のバンプ３を吸着搭載板２０の収容凹部２１に収容し、真空ポンプ１３を駆動して収容凹部２１のエアを排気することで半導体ウェーハ１の表面２を真空吸着する（図１、２、５参照）。

この際、半導体ウェーハ１の複数のバンプ３と収容凹部２１の底面との隙間に、バンプ３の高さに応じてスペーサ３０を予め挿入することが好ましい。スペーサ３０は、通気性を有し、排気の障害になることがないので、半導体ウェーハ用チャックテーブルに半導体ウェーハ１を確実に固定することができる。

半導体ウェーハ用チャックテーブルの吸着搭載板２０に半導体ウェーハ１を搭載支持させたら、保持フレーム４１のフレーム部４２から粘着層４３を切り離して半導体ウェーハ１の端部から徐々に剥離（図６参照）し、半導体ウェーハ１の露出したバックグラインド面にダイシングフレーム４４のダイシングテープ４５をマウンターを介して粘着する（図７参照）。そして、半導体ウェーハ用チャックテーブルの真空吸着を解除して半導体ウェーハ１を取り外し、ダイシングフレーム４４を表裏逆にすれば、半導体ウェーハ１をダイシング工程に供することができる（図８参照）。

上記構成によれば、吸着搭載板２０の収容凹部２１内に半導体ウェーハ１のバンプ３を収容保護して真空吸着するので、半導体ウェーハ１のバンプ面にバンプ対応の粘着テープ５０を粘着する必要が全くない。したがって、粘着テープ５０の粘着作業や剥離作業が不要になる他、粘着テープ５０が廃棄物になり、廃棄物の処理に手間や時間等がかかる問題を確実に解消することができる。さらに、半導体ウェーハ１のバンプ面に粘着テープ５０の粘着剤が残留することもないので、粘着剤の除去作業を省略し、製品の歩留まりを向上させることができる。

次に、図９は本発明の第２の実施形態を示すもので、この場合には、多孔質の吸着搭載板２０に収容凹部２１を形成するのではなく、平坦な吸着搭載板２０の対向面周縁部に、半導体ウェーハ１のバンプ面の周縁部を支持する多孔質リング４６を着脱自在に配置し、半導体ウェーハ１の複数のバンプ３と吸着搭載板２０の対向面との隙間に、多孔質のスペーサ３０を介在するようにしている。

多孔質リング４６は、例えば多孔質セラミック等の材料を使用してリング形に形成され、バンプ３の高さよりも高く形成されており、全バンプ３を包囲した状態で、真空ポンプ１３の駆動に基づき半導体ウェーハ１を真空吸着するよう機能する。

上記構成において、半導体ウェーハ１の表面２に複数のバンプ３を形成したら、半導体ウェーハ１の複数のバンプ３を備えたバンプ面の周縁部を半導体ウェーハ用チャックテーブルの吸着搭載板２０に多孔質リング４６を介し隙間なく支持させ、バンプ３と吸着搭載板２０の対向面間に隙間を確保した後、真空ポンプ１３を駆動して排気することで半導体ウェーハ１の表面２を真空吸着することができる。この際、半導体ウェーハ１の複数のバンプ３と吸着搭載板２０との隙間には、バンプ３の高さに応じてスペーサ３０を事前に挿入すると良い。その他の部分については、上記実施形態と略同様であるので説明を省略する。

本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、しかも、吸着搭載板２０に収容凹部２１を切削加工等する必要性がないので、既存設備の流用が大いに期待できるのは明らかである。

なお、上記実施形態ではテーブル本体１０を平面円形に形成したが、平面楕円形、矩形、多角形等に形成しても良い。また、テーブル本体１０の底部ではなく、周面に排気孔１１を穿孔しても良い。また、吸着搭載板２０は、半導体ウェーハ１と少なくとも同幅であれば良く、半導体ウェーハ１の大きさ以上の大きさの拡径でも良い。さらに、多孔質リング４６は、完全なリング形でなくても良い。

１半導体ウェーハ
２表面（バンプ面）
３バンプ
１０テーブル本体
１３真空ポンプ
２０吸着搭載板
２１収容凹部
３０スペーサ
４１保持フレーム
４２フレーム部
４３粘着層
４４ダイシングフレーム
４５ダイシングテープ
４６多孔質リング（多孔質枠）
５０粘着テープ

Claims

複数のバンプを備えた半導体ウェーハのバンプ面を負圧作用により吸着保持する半導体ウェーハ用チャックテーブルであって、
半導体ウェーハと少なくとも同幅でそのバンプ面に対向する多孔質の吸着搭載板を備え、この吸着搭載板の対向面に、半導体ウェーハの複数のバンプを収容する収容凹部を形成し、半導体ウェーハの複数のバンプと収容凹部との隙間に、多孔質のスペーサを介在したことを特徴とする半導体ウェーハ用チャックテーブル。
複数のバンプを備えた半導体ウェーハのバンプ面を負圧作用により吸着保持する半導体ウェーハ用チャックテーブルであって、
半導体ウェーハと少なくとも同幅でそのバンプ面に対向する多孔質の吸着搭載板を備え、この吸着搭載板の対向面周縁部に、半導体ウェーハのバンプ面の周縁部を支持する多孔質枠を着脱自在に取り付け、半導体ウェーハの複数のバンプと吸着搭載板の対向面との隙間に、多孔質のスペーサを介在したことを特徴とする半導体ウェーハ用チャックテーブル。
保持フレームの粘着層に粘着された半導体ウェーハに複数のバンプを形成し、この半導体ウェーハの複数のバンプを備えたバンプ面を請求項１記載の半導体ウェーハ用チャックテーブルの吸着搭載板に支持させ、保持フレームの粘着層を半導体ウェーハから剥離し、その後、半導体ウェーハの露出面にダイシングフレームのダイシングテープを粘着することを特徴とする半導体ウェーハの加工方法。
保持フレームの粘着層に粘着された半導体ウェーハに複数のバンプを形成し、この半導体ウェーハの複数のバンプを備えたバンプ面を請求項２記載の半導体ウェーハ用チャックテーブルの吸着搭載板に多孔質枠を介して支持させ、保持フレームの粘着層を半導体ウェーハから剥離し、その後、半導体ウェーハの露出面にダイシングフレームのダイシングテープを粘着することを特徴とする半導体ウェーハの加工方法。