JP5578936B2

JP5578936B2 - ウエーハの加工方法

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Publication number: JP5578936B2
Application number: JP2010117038A
Authority: JP
Inventors: 義和小林
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2010-05-21
Filing date: 2010-05-21
Publication date: 2014-08-27
Anticipated expiration: 2030-05-21
Also published as: JP2011243907A

Description

本発明は、ウエーハの裏面を研削してから、ウエーハの裏面からウエーハの表面に形成されたデバイスの電極に接続する貫通電極を形成するウエーハの加工方法に関する。

ＩＣ，ＬＳＩ等の複数のデバイスが格子状の分割予定ラインによって区画されて表面に形成された半導体ウエーハは、ダイシング装置によって個々のデバイスに分割され、分割されたデバイスは携帯電話、パソコン等の各種電気機器に広く利用されている。

近年の半導体デバイス技術においては、複数の半導体チップを積層した積層型の半導体パッケージが、高密度化や小型化・薄型化を達成する上で有効に利用されている。この半導体デバイス技術は、ウエーハの裏面を研削砥石で研削してウエーハの厚みを５０μｍ前後に薄く加工し、その後ウエーハの裏面から表面に形成されたデバイスの電極に接続する貫通電極を形成することから、ウエーハの裏面を研削する前にウエーハの表面にボンド剤を介して補強プレートを貼着している。

しかし、デバイスの電極に接続する貫通電極を形成する際にウエーハは比較的高温な環境に晒されることから、ウエーハの表面に補強プレートを貼着するボンド剤として２５０℃の高温に耐えられる強度を有するエポキシ系ボンド剤を使用している。

このようにボンド剤が２５０℃の高温に耐えられる強度を有しているため、従来はウエーハの表面から補強プレートを離脱するには補強プレートを加熱してボンド剤を２５０℃以上の温度まで上昇させ、ウエーハに負担がかからないように補強プレートをウエーハの表面からスライドさせながら離脱している。

特開２００３−２４９６２０号公報特開２００４−９５８４９号公報特開２００４−１１９５９３号公報

このように、従来のウエーハの加工方法では、補強プレートをウエーハに貼着するボンド剤として２５０℃の高温に耐えられる強度を有する耐熱性ボンド剤を使用しているため、ウエーハに貫通電極を形成した後、ウエーハの表面から補強プレートを剥離するのが困難であるという問題がある。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、補強プレートをウエーハの表面から容易に剥離可能なウエーハの加工方法を提供することである。

本発明によると、表面に複数のデバイスが形成されたデバイス領域と該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域とを有するウエーハの加工方法であって、ウエーハの表面全面に耐熱性ボンド剤を塗布するとともに外周余剰領域に対応する補強リングを該外周余剰領域に貼着して該耐熱性ボンド剤を固化させて、該耐熱性ボンド剤と該補強リングとで補強プレートを形成する補強プレート形成工程と、該補強プレートを該補強リングの内径よりも小径のチャックテーブルで保持してウエーハの裏面を研削砥石で研削する裏面研削工程と、該裏面研削工程を実施した後、該補強プレートに配設されたウエーハの裏面からウエーハの表面に形成されたデバイスの電極に接続する貫通電極を形成する貫通電極形成工程と、該貫通電極形成工程を実施した後、該補強プレートに該耐熱性ボンド剤を溶融する溶剤を供給して該耐熱性ボンド剤を溶融するとともに該補強リングを除去する補強プレート除去工程と、を具備したことを特徴とするウエーハの加工方法が提供される。

好ましくは、ウエーハの加工方法は、補強プレート除去工程を実施した後、環状フレームに外周部が装着されたダイシングテープにウエーハの裏面を貼着して、ダイシングテープを介してウエーハを該環状フレームで支持するウエーハ支持工程と、該環状フレームに支持されたウエーハを個々のデバイスに分割するウエーハ分割工程と、を更に具備している。

本発明によると、ウエーハの表面に貼着する補強プレートを耐熱性ボンド剤と補強リングとで形成したので、補強リングにより強度を十分に保つことができ、ハンドリング性を阻害することなく貫通電極形成工程を実施できる。

補強プレートを除去する際は、耐熱性ボンド剤を溶融する溶剤を補強プレートに供給するだけで、補強リングとともに耐熱性ボンド剤を容易に除去することができ、生産性が向上する。

耐熱性ボンド剤供給工程を示す図である。図２（Ａ）は補強リングをウエーハの表面に貼着する様子を示す斜視図、図２（Ｂ）は表面に補強リングと耐熱性ボンド剤からなる補強プレートが貼着された状態のウエーハの裏面側斜視図である。裏面研削工程を実施するのに適したチャックテーブルの縦断面図である。ウエーハの裏面研削工程の斜視図である。貫通電極形成工程の説明図である。補強プレート除去工程の斜視図である。ウエーハ支持工程を示す斜視図である。ウエーハ分割工程を示す斜視図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１を参照すると、耐熱性ボンド剤供給工程の斜視図が示されている。本実施形態では、ウエーハ２の表面２ａにスピンコート法により耐熱性ボンド剤１０を供給する。まず、回転可能なチャックテーブル４上に半導体ウエーハ（以下ウエーハと略称する）２を吸引保持する。

ウエーハ２の表面２ａには複数のストリート（分割予定ライン）３が格子状に形成されているとともに、該複数のストリート３によって区画された各領域にＩＣ，ＬＳＩ等のデバイス５が形成されている。ウエーハ２はその表面２ａに複数のデバイス５が形成されたデバイス領域６と、デバイス領域６を囲繞する外周余剰領域７を有している。

耐熱性ボンド剤をウエーハ２の表面２ａ上にスピンコートするには、チャックテーブル４を矢印Ａ方向に例えば３００ｒｐｍ程度で回転しながら、耐熱性ボンド剤滴下部８から耐熱性ボンド剤１０をウエーハ２の表面２ａ上に滴下する。

チャックテーブル４を少なくとも５秒以上回転させると、滴下された耐熱性ボンド剤１０がウエーハ２の表面２ａ上に均一にスピンコーティングされ、耐熱性ボンド剤層１１が形成される。耐熱性ボンド剤１０はエポキシ系樹脂から形成され、２５０℃の高温に耐えられる強度を有している。

ウエーハ２の表面２ａ上に耐熱性ボンド剤層１１を形成後、図２（Ａ）に示すように、外周余剰領域７に対応する補強リング１２を耐熱性ボンド剤層１１を介してウエーハ２の表面に貼着し、所定温度で所定時間ベーキングすることにより、耐熱性ボンド剤層１１と補強リング１２とからなる補強プレート１３をウエーハ２の表面２ａ上に形成する。

このように、ウエーハ２の表面２ａ上に耐熱性ボンド剤層１１と補強リング１２とからなる補強プレート１３を形成後、補強プレート１３を保持してウエーハ２の裏面２ｂを研削する裏面研削工程を実施する。

この裏面供給工程では、図３に示すようなチャックテーブル１４を使用するのが好ましい。チャックテーブル１４は、補強リング１２の内径より僅かばかり小さい直径を有する小径部１４ａを有しており、この小径部１４ａに多孔性セラミック等から形成された吸引保持部１５が配設されている。吸引保持部１５は、吸引路１７を介して図示しない負圧吸引源に接続されている。

このように構成されたチャックテーブル１４及び図４に示されたような研削ユニット１６を使用して、ウエーハ２の裏面研削工程を実施する。図４において、研削装置の研削ユニット１６は、図示しないモータにより回転駆動されるスピンドル１８と、スピンドル１８の先端に固定されたホイールマウント２０と、ホイールマウント２０に着脱可能に複数のねじ２７で締結される研削ホイール２６とを含んでいる。

研削ホイール２６は、例えば図４に示すように、環状基台２２の自由端部に粒径０．３〜１．０μｍのダイアモンド砥粒をビトリファイドボンド等で固めた複数の研削砥石２４が固着されて構成されている。

ウエーハ２の裏面研削工程では、研削装置のチャックテーブル１４で補強プレート１３を吸引保持し、図４に示すようにウエーハ２の裏面２ｂを露出させる。チャックテーブル１４を矢印ａ方向に例えば３００ｒｐｍで回転しつつ、研削ホイール２６をチャックテーブル１４と同一方向に、即ち矢印ｂ方向に例えば６０００ｒｐｍで回転させるとともに、図示しない研削ユニット送り機構を作動して研削砥石２４をウエーハ２の裏面２ｂに接触させる。

そして、研削ホイール２６を所定の研削送り速度（例えば３〜５μｍ／秒）で下方に所定量研削送りして、ウエーハ２の研削を実施する。図示しない接触式の厚み測定ゲージによってウエーハ２の厚みを測定しながらウエーハ２を所望の厚み、例えば５０μｍに仕上げる。尚、ウエーハ２の研削は、研削水を供給しながら実施する。

研削工程実施後、図５に示すように、補強プレート１３に貼着されたウエーハ２の裏面２ｂからウエーハ２の表面２ａに形成されたデバイス５の電極に接続する貫通電極２８を形成する貫通電極形成工程を実施する。

この貫通電極形成工程では、まずウエーハ２に例えばレーザビームの照射により複数の貫通孔を形成する。レーザビームは、ウエーハ２に対して吸収性を有する波長（例えば３５５ｎｍ）のレーザビームが利用され、好ましくはＹＡＧレーザ又はＹＶＯ４レーザの第３高調波を使用する。

次いで、貫通孔の内部に、ポリマー材料等の絶縁物を充填する。充填する方法としては、好ましくは液相法が用いられる。液相法は、ウエーハ２を高温に加熱する必要が無いため、予めデバイス５が形成されたウエーハであっても使用することが可能である。

次いで、貫通孔の内部に充填された絶縁物に、レーザ加工法或いはリソグラフィプロセスによるエッチングにより更に貫通孔を形成する。更に、貫通孔内部に銅、ニッケル、パラジウム、金、銀等の導電物を埋め込む。

この導電物の埋め込み方法には、ドライメッキ、ウエットメッキ、ジェットペインティング法、導電ペーストや溶融金属の成膜法等を使用することができる。貫通電極２８は、ウエーハ２の表裏両面を貫通して形成され、ウエーハ２の表面２ａに形成されたデバイス５の電極に電気的に接続している。

貫通電極形成工程実施後、図６に示すように、ウエーハ２をチャックテーブル３０で吸引保持し、チャックテーブル３０を矢印Ａ方向に回転させながら溶剤供給装置３２からメチルエチルケトン等の溶剤３４を耐熱性ボンド剤層１１及び補強リング１２とからなる補強プレート１３上に供給する。これにより、耐熱性ボンド剤層１１が溶融されるとともに、耐熱性ボンド剤によりウエーハ２に貼着されていた補強リング１２も除去される。

このように補強プレート１３をウエーハ２の表面から除去した後、図７に示すように外周部が環状フレーム５４に貼着されているダイシングテープ５２上にウエーハ２の裏面を貼着して、ウエーハ２をダイシングテープ５２を介して環状フレーム５４で支持するウエーハ支持工程を実施する。

次いで、図８に示すように切削装置のチャックテーブル５０でウエーハ２をダイシングテープ５２を介して吸引保持し、切削ユニット３２の切削ブレード３６でウエーハ２を分割予定ライン３に沿ってフルカットして切削溝５６を形成し、ウエーハ２を個々のデバイス５に分割するウエーハ分割工程を実施する。

ストリートピッチずつ切削ブレード３６をインデックス送りしながら、第１の方向に伸長する全てのストリート３の切削が終了すると、チャックテーブル５０を９０度回転してから、第１の方向に直交する第２の方向に伸長する全てのストリート３を切削して、ウエーハ２を個々のデバイスＤに分割する。

２半導体ウエーハ
５デバイス
１０耐熱性ボンド剤
１１耐熱性ボンド剤層
１２補強リング
１３補強プレート
２８貫通電極
３４溶剤
５２ダイシングテープ
５４環状フレーム

Claims

表面に複数のデバイスが形成されたデバイス領域と該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域とを有するウエーハの加工方法であって、
ウエーハの表面全面に耐熱性ボンド剤を塗布するとともに外周余剰領域に対応する補強リングを該外周余剰領域に貼着して該耐熱性ボンド剤を固化させて、該耐熱性ボンド剤と該補強リングとで補強プレートを形成する補強プレート形成工程と、
該補強プレートを該補強リングの内径よりも小径のチャックテーブルで保持してウエーハの裏面を研削砥石で研削する裏面研削工程と、
該裏面研削工程を実施した後、該補強プレートに配設されたウエーハの裏面からウエーハの表面に形成されたデバイスの電極に接続する貫通電極を形成する貫通電極形成工程と、
該貫通電極形成工程を実施した後、該補強プレートに該耐熱性ボンド剤を溶融する溶剤を供給して該耐熱性ボンド剤を溶融するとともに該補強リングを除去する補強プレート除去工程と、
を具備したことを特徴とするウエーハの加工方法。
該補強プレート除去工程を実施した後、環状フレームに外周部が装着されたダイシングテープにウエーハの裏面を貼着して、ダイシングテープを介してウエーハを該環状フレームで支持するウエーハ支持工程と、
該環状フレームに支持されたウエーハを個々のデバイスに分割するウエーハ分割工程と、
を更に具備した請求項１記載のウエーハの加工方法。