JP5995596B2 - Wafer processing method - Google Patents

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    • H01L2224/13Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of an individual bump connector

Description

本発明は、貫通電極(Via電極)が形成されたウエーハの加工方法に関し、特に小チップ化に対応したウエーハの加工方法に関する。   The present invention relates to a method for processing a wafer on which a through electrode (Via electrode) is formed, and more particularly to a method for processing a wafer corresponding to downsizing.

近年、3次元実装技術として、複数の半導体チップを積層し、半導体チップ同士を接続する積層技術や、複数の半導体ウエーハを積層し、半導体ウエーハ同士を接続する積層技術の開発が進められている。この3次元実装技術として、半導体チップや半導体ウエーハを貫くVia電極を形成し、Via電極で半導体チップ同士や半導体ウエーハ同士を接続するTSV(Through Silicon Via)プロセスが知られている(例えば、特許文献1参照)。TSVプロセスでは、ワイヤボンディングと比較して、Via電極によって半導体チップ間や半導体ウエーハ間の接続長を短くでき、装置の小型化が可能になっている。   In recent years, as a three-dimensional mounting technique, development of a stacking technique for stacking a plurality of semiconductor chips and connecting the semiconductor chips, and a stacking technique for stacking a plurality of semiconductor wafers and connecting the semiconductor wafers is progressing. As this three-dimensional mounting technology, there is known a TSV (Through Silicon Via) process in which a Via electrode that penetrates a semiconductor chip or a semiconductor wafer is formed and the semiconductor chips or the semiconductor wafers are connected by the Via electrode (for example, Patent Documents). 1). In the TSV process, compared to wire bonding, the connection length between semiconductor chips and between semiconductor wafers can be shortened by the Via electrode, and the apparatus can be miniaturized.

特開2005−136187号公報JP 2005-136187 A

ところで、特許文献1に記載のTSVプロセスでは、半導体ウエーハ表面のVia電極の露出部分にバンプを形成し、バンプ付きの半導体ウエーハを分割して個々の半導体チップに分割している。この場合、バンプによる凹凸や半導体ウエーハの反り等の影響により、半導体ウエーハを良好に分割することが難しいという問題があった。今後、装置の小型化に伴って半導体ウエーハ上のバンプの間隔がより狭くなり、バンプ付きの半導体ウエーハを分割することが一層難しくなることが想定される。   By the way, in the TSV process described in Patent Document 1, bumps are formed on the exposed portions of the Via electrodes on the surface of the semiconductor wafer, and the semiconductor wafer with the bumps is divided into individual semiconductor chips. In this case, there is a problem that it is difficult to divide the semiconductor wafer satisfactorily due to the influence of bumps and bumps and warpage of the semiconductor wafer. In the future, with the miniaturization of the apparatus, it is expected that the interval between the bumps on the semiconductor wafer will become narrower and it will become more difficult to divide the semiconductor wafer with bumps.

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、TSVプロセスにおいて表面にバンプが配設されたウエーハを良好に分割することができるウエーハの加工方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a wafer processing method capable of dividing a wafer having bumps on the surface in a TSV process.

本発明のウエーハの加工方法は、半導体基板の表面に複数のデバイスが分割予定ラインによって区画され、デバイスの電極から半導体基板の裏面に向かって埋設されたVia電極を有するデバイス領域と、該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域に面取り部を備えたウエーハを個々のデバイスに分割するウエーハの加工方法であって、外周余剰領域に切削ブレードを位置づけて所定の深さ切削し面取り部を除去する面取り部除去工程と、該面取り部除去工程後に、ウエーハの表面に樹脂を介してキャリアプレートを配設するキャリアプレート配設工程と、該キャリアプレート配設工程後に、ウエーハの裏面からVia電極の深さを検出するVia電極検出工程と、該Via電極検出工程後に、Via電極が裏面に露出しない程度にウエーハの裏面を研削して薄化する裏面研削工程と、該裏面研削工程後に、ウエーハの裏面から半導体基板をエッチングしてVia電極を突出させるエッチング工程と、該エッチング工程後に、ウエーハの裏面を絶縁膜で被覆する絶縁膜被覆工程と、該絶縁膜被覆工程後に、裏面から突出したVia電極を切削して絶縁膜から露出させると共にVia電極の頭を絶縁膜と同一面に仕上げる仕上げ工程と、該仕上げ工程後に、ウエーハの裏面から分割予定ラインに対応する領域に切削ブレードを位置づけて切削しキャリアプレートに配設された状態で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、該ウエーハ分割工程後に、Via電極の頭にバンプを配設するバンプ配設工程と、該バンプ配設工程後に、ウエーハの裏面にダイシングテープを貼着すると共にウエーハの表面からキャリアプレートを取り外しウエーハをダイシングテープに移し替える移し替え工程と、から、構成される。   The wafer processing method of the present invention includes a device region having a via electrode embedded on a surface of a semiconductor substrate by lines to be divided and embedded from the device electrode toward the back surface of the semiconductor substrate, and the device region. A wafer processing method in which a wafer having a chamfered portion in an outer peripheral surplus area surrounding the wafer is divided into individual devices, and a chamfered portion is formed by positioning a cutting blade in the outer peripheral surplus region and cutting to a predetermined depth to remove the chamfered portion. After the removing step and the chamfered portion removing step, the carrier plate arranging step of arranging the carrier plate on the surface of the wafer via the resin, and after the carrier plate arranging step, the depth of the Via electrode is adjusted from the back surface of the wafer. Via electrode detection process to detect, and after the Via electrode detection process, to the extent that the Via electrode is not exposed on the back surface A back grinding process for grinding and thinning the surface, an etching process for etching the semiconductor substrate from the back surface of the wafer to protrude the Via electrode after the back grinding process, and an insulating film on the back surface of the wafer after the etching process Insulating film coating process for covering, and after the insulating film coating process, the via electrode protruding from the back surface is cut and exposed from the insulating film, and the head of the Via electrode is finished on the same surface as the insulating film, and the finishing process Later, a wafer dividing step of dividing the wafer into individual devices in a state where the cutting blade is positioned and cut from the back surface of the wafer in a region corresponding to the planned division line and disposed on the carrier plate, and after the wafer dividing step, Via A bump disposing step for disposing a bump on the head of the electrode, and a dicing tape on the back surface of the wafer after the bump disposing step The surface Remove the carrier plate from the wafer of the wafer and sorting process transferring the dicing tape from while wearing configured.

この構成によれば、ウエーハがキャリアプレートに支持されるため、TSVプロセスにおいてウエーハの反りによる不具合を防止できる。また、ウエーハは、バンプの配設前に分割予定ラインに沿って切削されるので、バンプの配設後にバンプによる凹凸の影響を受けることなくウエーハを個々のデバイスに良好に分割できる。   According to this configuration, since the wafer is supported by the carrier plate, it is possible to prevent problems caused by warpage of the wafer in the TSV process. Further, since the wafer is cut along the planned division line before the bumps are arranged, the wafer can be divided into individual devices without being affected by the unevenness due to the bumps after the bumps are arranged.

本発明によれば、ウエーハは、バンプの配設前に分割予定ラインに沿って切削されるので、バンプによる凹凸の影響を受けることなくウエーハを個々のデバイスに良好に分割できる。   According to the present invention, since the wafer is cut along the planned dividing line before the bumps are arranged, the wafer can be divided into individual devices without being affected by unevenness due to the bumps.

本実施の形態に係るウエーハの全体図である。1 is an overall view of a wafer according to the present embodiment. 本実施の形態に係る面取り部除去工程の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the chamfer part removal process which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係るキャリアプレート配設工程の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the carrier plate arrangement | positioning process which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係るVia電極検出工程の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the Via electrode detection process which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係る裏面研削工程の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the back surface grinding process which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係るエッチング工程の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the etching process which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係る絶縁膜被覆工程の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the insulating film coating process which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係る仕上げ工程の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the finishing process which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係るウエーハ分割工程の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the wafer division | segmentation process which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係るバンプ配設工程の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the bump arrangement | positioning process which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係る移し替え工程の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the transfer process which concerns on this Embodiment.

添付図面を参照して、本実施の形態に係るウエーハの加工方法について説明する。図1を参照して、加工対象となるVia電極が形成されたウエーハについて説明する。図1は、ウエーハの全体図である。なお、図1Aは、ウエーハの斜視図を示し、図1Bは、ウエーハの中心線に沿う断面図を示す。   The wafer processing method according to the present embodiment will be described with reference to the accompanying drawings. With reference to FIG. 1, a wafer on which a Via electrode to be processed is formed will be described. FIG. 1 is an overall view of a wafer. 1A shows a perspective view of the wafer, and FIG. 1B shows a cross-sectional view along the center line of the wafer.

図1に示すように、ウエーハWは、半導体基板11上に多数のデバイス12を配設して構成される。半導体基板11は、略円板状に形成されており、表面13に配列された格子状の分割予定ライン(不図示)によって複数の領域に区画されている。ウエーハWの中央には、分割予定ラインに区画された各領域にデバイス12が形成されている。ウエーハWの表面13は、複数のデバイス12が形成されたデバイス領域15と、デバイス領域15を囲む外周余剰領域16とに分けられている。ウエーハWの外周余剰領域16には面取り部17が形成されている。また、ウエーハWの外縁には、結晶方位を示すノッチ18が形成されている。   As shown in FIG. 1, the wafer W is configured by arranging a large number of devices 12 on a semiconductor substrate 11. The semiconductor substrate 11 is formed in a substantially disc shape, and is divided into a plurality of regions by grid-like division planned lines (not shown) arranged on the surface 13. In the center of the wafer W, a device 12 is formed in each region partitioned by the division planned lines. The surface 13 of the wafer W is divided into a device region 15 in which a plurality of devices 12 are formed and an outer peripheral surplus region 16 surrounding the device region 15. A chamfered portion 17 is formed in the outer peripheral surplus region 16 of the wafer W. A notch 18 indicating a crystal orientation is formed on the outer edge of the wafer W.

ウエーハWのデバイス領域15には、各デバイス12に対応してウエーハW内にVia電極19が埋設されている。各Via電極19は、各デバイス12の電極から半導体基板11の裏面14に向かって伸びている。Via電極19は、ウエーハWの最終的な仕上げ厚みよりも僅かに長く形成されている。Via電極19は、研削加工やCMP加工等で仕上げ厚みまでウエーハWが薄化されることで、ウエーハWの裏面14から露出される。Via電極の露出部分には、略球状のバンプ21(図10参照)が形成される。なお、ウエーハとしては、シリコンウエーハに限定されず、ガリウム砒素やシリコンカーバイド等の半導体ウエーハでもよい。   In the device region 15 of the wafer W, a Via electrode 19 is embedded in the wafer W corresponding to each device 12. Each Via electrode 19 extends from the electrode of each device 12 toward the back surface 14 of the semiconductor substrate 11. The Via electrode 19 is formed slightly longer than the final finished thickness of the wafer W. The via electrode 19 is exposed from the back surface 14 of the wafer W when the wafer W is thinned to a finished thickness by grinding or CMP. A substantially spherical bump 21 (see FIG. 10) is formed on the exposed portion of the Via electrode. The wafer is not limited to a silicon wafer, and may be a semiconductor wafer such as gallium arsenide or silicon carbide.

このウエーハWは、面取り部除去工程、キャリアプレート配設工程、Via電極検出工程、裏面研削工程、エッチング工程、絶縁膜被覆工程、仕上げ工程、ウエーハ分割工程、バンプ配設工程、移し替え工程を経て加工される。面取り部除去工程では、ウエーハW外周に形成された面取り部17が切削によって除去される(図2参照)。これにより、ウエーハWの薄化後にナイフエッジになりうる面取り部17が、研削加工に先だってウエーハW外周から除去される。キャリアプレート配設工程では、ウエーハWの表面13に樹脂を介してキャリアプレート22が配設される(図3参照)。   This wafer W undergoes a chamfered portion removing process, a carrier plate arranging process, a Via electrode detecting process, a back surface grinding process, an etching process, an insulating film coating process, a finishing process, a wafer dividing process, a bump arranging process, and a transfer process. Processed. In the chamfered portion removing step, the chamfered portion 17 formed on the outer periphery of the wafer W is removed by cutting (see FIG. 2). As a result, the chamfered portion 17 that can become a knife edge after the wafer W is thinned is removed from the outer periphery of the wafer W prior to grinding. In the carrier plate disposing step, the carrier plate 22 is disposed on the surface 13 of the wafer W via resin (see FIG. 3).

Via電極検出工程では、ウエーハWの裏面からVia電極19までの深さが検出される(図4参照)。裏面研削工程では、Via電極検出工程の検出結果に基づいて、ウエーハWの裏面14からVia電極19が露出しない程度にウエーハWの裏面14が研削される(図5参照)。エッチング工程では、半導体基板11が僅かにエッチングされて、ウエーハWの裏面14からVia電極19が突出される(図6参照)。絶縁膜被覆工程では、ウエーハWの裏面14からVia電極19が突出した状態で、ウエーハWの裏面が絶縁膜27で被覆される(図7参照)。   In the Via electrode detection step, the depth from the back surface of the wafer W to the Via electrode 19 is detected (see FIG. 4). In the back surface grinding step, the back surface 14 of the wafer W is ground to the extent that the Via electrode 19 is not exposed from the back surface 14 of the wafer W based on the detection result of the Via electrode detection step (see FIG. 5). In the etching process, the semiconductor substrate 11 is slightly etched, and the Via electrode 19 protrudes from the back surface 14 of the wafer W (see FIG. 6). In the insulating film coating step, the back surface of the wafer W is coated with the insulating film 27 in a state where the Via electrode 19 protrudes from the back surface 14 of the wafer W (see FIG. 7).

仕上げ工程では、絶縁膜27に被覆されたウエーハWの裏面14がCMPにより研磨され、ウエーハWの裏面14からVia電極19が露出される(図8参照)。ウエーハ分割工程では、ウエーハWが分割予定ラインに沿って切削され、個々のチップCに分割される(図9参照)。バンプ配設工程では、ウエーハWの裏面14から露出したVia電極19にバンプ21が配設される(図10参照)。移し替え工程では、キャリアプレート22からダイシングテープ64にウエーハWが移し替えられる(図11参照)。このような一連の加工により、バンプ21による凹凸やウエーハWの反りの影響を受けることなく、ウエーハWを個々のデバイスに良好に分割することが可能となっている。   In the finishing step, the back surface 14 of the wafer W covered with the insulating film 27 is polished by CMP, and the via electrode 19 is exposed from the back surface 14 of the wafer W (see FIG. 8). In the wafer dividing step, the wafer W is cut along the division planned line and divided into individual chips C (see FIG. 9). In the bump disposing step, the bump 21 is disposed on the Via electrode 19 exposed from the back surface 14 of the wafer W (see FIG. 10). In the transfer process, the wafer W is transferred from the carrier plate 22 to the dicing tape 64 (see FIG. 11). By such a series of processing, the wafer W can be divided into individual devices without being affected by the unevenness of the bumps 21 and the warpage of the wafer W.

以下、図2から図11を参照して、本実施の形態に係るウエーハの加工方法について詳細に説明する。図2は面取り部除去工程、図3はキャリアプレート配設工程、図4はVia電極検出工程、図5は裏面研削工程、図6はエッチング工程、図7は絶縁膜被覆工程、図8は仕上げ工程、図9はウエーハ分割工程、図10はバンプ配設工程、図11は移し替え工程のそれぞれ一例を示す図である。   Hereinafter, a wafer processing method according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 2 is a chamfer removal process, FIG. 3 is a carrier plate placement process, FIG. 4 is a Via electrode detection process, FIG. 5 is a back grinding process, FIG. 6 is an etching process, FIG. 7 is an insulating film coating process, and FIG. 9 is a diagram showing an example of the wafer dividing step, FIG. 10 is a bump arranging step, and FIG. 11 is an example of the transferring step.

図2に示すように、面取り部除去工程では、切削装置(不図示)のチャックテーブル31上にウエーハWが保持される。ウエーハWは、デバイス12側の表面13を上に向けて、ウエーハWの中心がチャックテーブル31の回転軸(Z軸)に一致するように保持されている。切削ブレード32は、ウエーハW外周の面取り部17を除去するように、ウエーハWの外周余剰領域16(図1A参照)に位置付けられている。このとき、切削ブレード32の回転軸(Y軸)がウエーハWの中心線と一致するように位置合わせされている。そして、噴射ノズル(不図示)から切削水が噴射されると共に切削ブレード32が高速回転され、切削ブレード32によってウエーハWの面取り部17が切り込まれる。   As shown in FIG. 2, in the chamfered portion removing step, the wafer W is held on a chuck table 31 of a cutting device (not shown). The wafer W is held so that the surface 13 on the device 12 side faces upward and the center of the wafer W coincides with the rotation axis (Z axis) of the chuck table 31. The cutting blade 32 is positioned in the outer peripheral surplus area 16 (see FIG. 1A) of the wafer W so as to remove the chamfered portion 17 on the outer periphery of the wafer W. At this time, the rotation axis (Y axis) of the cutting blade 32 is aligned with the center line of the wafer W. Then, cutting water is ejected from an ejection nozzle (not shown) and the cutting blade 32 is rotated at a high speed, and the chamfered portion 17 of the wafer W is cut by the cutting blade 32.

続いて、チャックテーブル31が回転することで、ウエーハW上側の面取り部17が切削されて、ウエーハW外周に沿った段状溝28が形成される。この場合、切削ブレード32によって、後工程である裏面研削工程での仕上げ厚さよりも深く切り込まれている。このため、ウエーハW外周には、裏面研削工程後のウエーハW外周がナイフエッジ状に残ることがない。また、切削ブレード32の回転方向は、ウエーハWに対してダウンカットになる向きに設定され、切削屑を含む切削水がウエーハW上に飛散することを抑制している。   Subsequently, as the chuck table 31 rotates, the chamfered portion 17 on the upper side of the wafer W is cut, and a stepped groove 28 along the outer periphery of the wafer W is formed. In this case, the cutting blade 32 cuts deeper than the finished thickness in the back grinding process, which is a subsequent process. For this reason, the outer periphery of the wafer W after the back grinding process does not remain in a knife edge shape on the outer periphery of the wafer W. In addition, the rotation direction of the cutting blade 32 is set in a direction that causes a down cut with respect to the wafer W, and the cutting water containing cutting waste is prevented from being scattered on the wafer W.

図3に示すように、面取り部除去工程の後にはキャリアプレート配設工程が実施される。キャリアプレート配設工程では、例えば、接着剤としての液状樹脂によってウエーハWの表面13にキャリアプレート22が配設される。キャリアプレート22は、ガラス、金属、セラミックス、剛性樹脂等の剛性の高い材料で円板状に形成されている。このキャリアプレート22により、100μm以下に薄化されたウエーハWでも安定的に支持される。また、キャリアプレート22によってウエーハWの反りが抑えられるため、後工程におけるウエーハWの反りによる不具合を防止できる。   As shown in FIG. 3, a carrier plate disposing step is performed after the chamfered portion removing step. In the carrier plate arranging step, for example, the carrier plate 22 is arranged on the surface 13 of the wafer W by a liquid resin as an adhesive. The carrier plate 22 is formed in a disk shape from a highly rigid material such as glass, metal, ceramics, or rigid resin. The carrier plate 22 can stably support the wafer W thinned to 100 μm or less. In addition, since the warpage of the wafer W is suppressed by the carrier plate 22, problems due to the warpage of the wafer W in the subsequent process can be prevented.

なお、キャリアプレート22は、例えば、ガラス及びセラミックスの場合には0.5mmから1.5mm、金属(例えば、ステンレス)の場合には0.3mmから1.0mmで形成される。接着剤は、特に限定されるものではなく、キャリアプレート22の材質に応じて、紫外線硬化樹脂、熱硬化樹脂、ワックス等を用いてもよい。また、キャリアプレート配設工程は、専用の装置によって実施されてもよいし、オペレータによる手作業によって実施されてもよい。また、キャリアプレート22は、ウエーハW全体を安定的に支持可能であればよく、円板状に限らず矩形状に形成されてもよい。   For example, the carrier plate 22 is formed with a thickness of 0.5 mm to 1.5 mm in the case of glass and ceramics, and 0.3 mm to 1.0 mm in the case of metal (for example, stainless steel). The adhesive is not particularly limited, and an ultraviolet curable resin, a thermosetting resin, a wax, or the like may be used depending on the material of the carrier plate 22. Further, the carrier plate disposing step may be performed by a dedicated device, or may be performed manually by an operator. Further, the carrier plate 22 only needs to be able to stably support the entire wafer W, and may be formed in a rectangular shape as well as a disk shape.

図4に示すように、キャリアプレート配設工程の後にはVia電極検出工程が実施される。Via電極検出工程では、研削装置(不図示)のチャックテーブル35上にキャリアプレート22を介してウエーハWが保持される。ウエーハWの上方には、被接触式の検出器36が位置付けられている。検出器36から半導体基板11(シリコン)に対して透過性を有する波長の光が照射されることで、ウエーハWの裏面14からVia電極19の先端29までの深さが検出される。そして、ウエーハWに対して検出器36が相対移動されることで、各デバイス12のVia電極19の深さが検出される。   As shown in FIG. 4, a Via electrode detection step is performed after the carrier plate placement step. In the Via electrode detection process, the wafer W is held on the chuck table 35 of the grinding device (not shown) via the carrier plate 22. A contact-type detector 36 is positioned above the wafer W. By irradiating light of a wavelength having transparency to the semiconductor substrate 11 (silicon) from the detector 36, the depth from the back surface 14 of the wafer W to the tip 29 of the Via electrode 19 is detected. The depth of the Via electrode 19 of each device 12 is detected by moving the detector 36 relative to the wafer W.

本実施の形態の検出器36としては、液侵式のノンコンタクトゲージが用いられるが、Via電極19の深さを検出可能であればどのような構成でもよい。検出器36として、液侵式のノンコンタクトゲージを用いることで、研削装置における研削水の影響を受けることがない。また、検出器36は、本実施の形態のように研削装置に設けられてもよいし、Via電極検出工程の専用装置に設けられてもよい。本実施の形態では、研削装置の検出器36を使用することで、Via電極検出工程と裏面研削工程を連続的に実施できる。   As the detector 36 of the present embodiment, a liquid immersion type non-contact gauge is used, but any configuration may be used as long as the depth of the Via electrode 19 can be detected. By using a liquid immersion type non-contact gauge as the detector 36, it is not affected by the grinding water in the grinding apparatus. The detector 36 may be provided in the grinding device as in the present embodiment, or may be provided in a dedicated device for the Via electrode detection process. In the present embodiment, by using the detector 36 of the grinding device, the Via electrode detection process and the back surface grinding process can be continuously performed.

図5に示すように、Via電極検出工程の後には裏面研削工程が実施される。裏面研削工程では、チャックテーブル35に保持されたウエーハWの上方に研削ユニット37が位置付けられる。そして、研削ユニット37の研削ホイール38がZ軸回りに回転しながらチャックテーブル35に近付けられ、研削ホイール38とウエーハWの裏面14とが平行状態で回転接触することでウエーハWが研削される。研削加工中は、ハイトゲージ(不図示)によってウエーハWの厚さがリアルタイムに測定される。ここでは、Via電極検出工程での検出結果に基づいてウエーハWの目標の仕上げ厚さが設定される。そして、ハイトゲージの測定結果が仕上げ厚さに近付くように研削ユニット37の送り量が制御され、Via電極19の先端29が裏面14から露出しない程度にウエーハWが研削される。   As shown in FIG. 5, a back surface grinding process is performed after the Via electrode detection process. In the back grinding process, the grinding unit 37 is positioned above the wafer W held on the chuck table 35. Then, the grinding wheel 38 of the grinding unit 37 approaches the chuck table 35 while rotating around the Z axis, and the wafer W is ground by rotating and contacting the grinding wheel 38 and the back surface 14 of the wafer W in parallel. During grinding, the thickness of the wafer W is measured in real time by a height gauge (not shown). Here, the target finishing thickness of the wafer W is set based on the detection result in the Via electrode detection step. The feed amount of the grinding unit 37 is controlled so that the measurement result of the height gauge approaches the finished thickness, and the wafer W is ground to such an extent that the tip 29 of the Via electrode 19 is not exposed from the back surface 14.

研削ホイール38によってウエーハWがVia電極19の先端29付近まで研削されると、研削ユニット37による研削加工が停止される。このとき、ウエーハW外周の面取り部17(図2参照)が面取り部除去工程において事前に除去されているため、ウエーハW外周に面取り部17が残ってナイフエッジ状に形成されることがない。よって、薄化されたウエーハW外周に欠けが生じ難くなっている。また、ウエーハWがキャリアプレート22に支持されているため、裏面研削工程においてウエーハWが薄化されて剛性が低下しても、ウエーハWの搬送時の取り扱いが容易となる。   When the wafer W is ground to the vicinity of the tip 29 of the Via electrode 19 by the grinding wheel 38, the grinding process by the grinding unit 37 is stopped. At this time, since the chamfered portion 17 (see FIG. 2) on the outer periphery of the wafer W is removed in advance in the chamfered portion removing step, the chamfered portion 17 remains on the outer periphery of the wafer W and is not formed in a knife edge shape. Therefore, chipping hardly occurs on the outer periphery of the thinned wafer W. Further, since the wafer W is supported by the carrier plate 22, even when the wafer W is thinned and the rigidity is lowered in the back surface grinding process, handling of the wafer W during transportation becomes easy.

図6に示すように、裏面研削工程の後にはエッチング工程が実施される。エッチング工程では、エッチング装置(不図示)のチャックテーブル41上にキャリアプレート22を介してウエーハWが保持される。そして、ウエーハWの裏面14に向けてエッチングガスが噴射され、エッチングガスをプラズマ化することでウエーハWの裏面14がエッチングされる。これにより、ウエーハWの半導体基板11(シリコン)のみが数μm除去され、ウエーハWの裏面14からVia電極19の先端29が僅かに突出する。エッチング工程により、裏面研削工程においてウエーハWの裏面14に生じる研削歪みが除去される。   As shown in FIG. 6, an etching process is implemented after a back surface grinding process. In the etching process, the wafer W is held on the chuck table 41 of the etching apparatus (not shown) via the carrier plate 22. Then, an etching gas is sprayed toward the back surface 14 of the wafer W, and the etching gas is turned into plasma, whereby the back surface 14 of the wafer W is etched. As a result, only the semiconductor substrate 11 (silicon) of the wafer W is removed by several μm, and the tip 29 of the Via electrode 19 slightly protrudes from the back surface 14 of the wafer W. The grinding distortion generated on the back surface 14 of the wafer W in the back surface grinding step is removed by the etching step.

なお、エッチング工程では、ウエーハWの裏面14からVia電極19の先端29を突出させるようにエッチングすればよく、プラズマエッチングに限られない。エッチング工程では、例えば、ウェットエッチングによってウエーハWの裏面14がエッチングされてもよい。本実施の形態においては、Via電極検出工程において、Via電極19の深さを測った後に、裏面研削工程での研削量が調整されているので、エッチング量を最小に留めることができる。   In the etching process, etching may be performed so that the tip 29 of the Via electrode 19 protrudes from the back surface 14 of the wafer W, and is not limited to plasma etching. In the etching step, for example, the back surface 14 of the wafer W may be etched by wet etching. In the present embodiment, after the depth of the Via electrode 19 is measured in the Via electrode detection step, the grinding amount in the back surface grinding step is adjusted, so that the etching amount can be kept to a minimum.

図7に示すように、エッチング工程の後には絶縁膜被覆工程が実施される。絶縁膜被覆工程では、膜形成装置(不図示)のテーブル51上にキャリアプレート22を介してウエーハWが保持される。テーブル51上のウエーハWは、酸素雰囲気中で加熱することで裏面14とVia電極19の先端29が酸化され、絶縁膜27が形成される。なお、このような熱酸化法で絶縁膜27としての酸化膜(SiO)を生成する方法に変えて、CVD法で絶縁膜27としての窒化膜(SiN)を生成してもよい。また、液状樹脂の塗布及び熱処理によりウエーハWの裏面14にポリイミド膜等の絶縁膜27を形成してもよい。 As shown in FIG. 7, an insulating film coating step is performed after the etching step. In the insulating film coating step, the wafer W is held on the table 51 of the film forming apparatus (not shown) via the carrier plate 22. When the wafer W on the table 51 is heated in an oxygen atmosphere, the back surface 14 and the tip 29 of the Via electrode 19 are oxidized, and an insulating film 27 is formed. Note that a nitride film (SiN) as the insulating film 27 may be generated by the CVD method instead of the method of generating the oxide film (SiO 2 ) as the insulating film 27 by the thermal oxidation method. Alternatively, an insulating film 27 such as a polyimide film may be formed on the back surface 14 of the wafer W by applying a liquid resin and heat treatment.

図8に示すように、絶縁膜被覆工程の後には仕上げ工程が実施される。仕上げ工程では、研磨装置(不図示)のチャックテーブル55上にキャリアプレート22を介してウエーハWが保持される。ここでは、CMP(Chemical Mechanical Polishing)によりウエーハWの裏面14が研磨される。CMPは、研磨パッドとウエーハWとの間に研磨液を供給しつつ、研磨パッドとウエーハWとを相対的に摺動させることで研磨する。CMPによってウエーハWの裏面14の絶縁膜27が研磨されて、Via電極19の先端(頭)29が絶縁膜27から露出される。また、Via電極19の先端29が絶縁膜27と同一面に仕上げられる。   As shown in FIG. 8, a finishing process is performed after the insulating film coating process. In the finishing process, the wafer W is held on the chuck table 55 of the polishing apparatus (not shown) via the carrier plate 22. Here, the back surface 14 of the wafer W is polished by CMP (Chemical Mechanical Polishing). In CMP, polishing is performed by relatively sliding the polishing pad and the wafer W while supplying a polishing liquid between the polishing pad and the wafer W. The insulating film 27 on the back surface 14 of the wafer W is polished by CMP, and the tip (head) 29 of the Via electrode 19 is exposed from the insulating film 27. Further, the tip 29 of the Via electrode 19 is finished on the same plane as the insulating film 27.

このようにして、ウエーハWの表面13から裏面14にわたって、ウエーハWがVia電極19によって貫通される。なお、仕上げ工程は、ウエーハWの裏面14を仕上げ研磨可能であればよく、CMPによる研磨に限定されない。仕上げ工程は、例えば、仕上げ用の研磨砥石を用いてウエーハWの裏面14が研磨されてもよい。   In this way, the wafer W is penetrated by the Via electrode 19 from the front surface 13 to the rear surface 14 of the wafer W. The finishing step is not limited to polishing by CMP as long as the back surface 14 of the wafer W can be finish-polished. In the finishing step, for example, the back surface 14 of the wafer W may be polished using a polishing grindstone for finishing.

図9に示すように、仕上げ工程の後にはウエーハ分割工程が実施される。ウエーハ分割工程では、切削装置(不図示)のチャックテーブル45上にキャリアプレート22を介してウエーハWが保持される。また、切削ブレード46がウエーハWの分割予定ラインに位置付けられ、ウエーハWの裏面14側からウエーハWに切り込まれる。切削ブレード46の切り込み深さは、切削ブレード46がキャリアプレート22に数十μmから数百μm切り込む程度に調整されている。そして、ウエーハWに対して切削ブレード46が相対移動されることで、ウエーハWは全ての分割予定ラインに沿って個々のチップCに分割される。   As shown in FIG. 9, a wafer dividing step is performed after the finishing step. In the wafer dividing step, the wafer W is held on the chuck table 45 of a cutting device (not shown) via the carrier plate 22. Further, the cutting blade 46 is positioned on the division line of the wafer W, and is cut into the wafer W from the back surface 14 side of the wafer W. The cutting depth of the cutting blade 46 is adjusted so that the cutting blade 46 cuts into the carrier plate 22 from several tens of μm to several hundreds of μm. Then, when the cutting blade 46 is moved relative to the wafer W, the wafer W is divided into individual chips C along all the division lines.

本実施の形態では、ウエーハWは、バンプ21(図10参照)の配設前に切削されるので、切削ブレード46がバンプ21と干渉することはない。また、バンプ21の間隔が狭くなるような場合でも良好にウエーハを分割できる。このように、本実施の形態では、バンプ21による凹凸の影響を受けることなくウエーハを個々のデバイスに良好に分割可能である。   In the present embodiment, since the wafer W is cut before the bumps 21 (see FIG. 10) are arranged, the cutting blade 46 does not interfere with the bumps 21. Even when the interval between the bumps 21 is narrow, the wafer can be divided satisfactorily. Thus, in the present embodiment, the wafer can be divided into individual devices without being affected by the unevenness caused by the bumps 21.

図10に示すように、ウエーハ分割工程の後にはバンプ配設工程が実施される。バンプ配設工程では、ウエーハWの裏面14から露出したVia電極19にバンプ21が配設される。バンプ21は、金等のワイヤーの先端を加熱溶融してボールを形成した後、Via電極19の露出部分に熱圧着することで形成される。バンプ21は、金、銅によって略球状に形成される。なお、バンプ配設工程では、Via電極19の先端29にバンプ21を配設可能であればよく、バンプ21の配設方法は特に限定されない。バンプ配設工程では、電界メッキ法、スクリーン印刷法等によってバンプ21が配設されてもよい。また、バンプ21の形状は、特に略球状に限定されない。   As shown in FIG. 10, a bump disposing step is performed after the wafer dividing step. In the bump disposing step, the bump 21 is disposed on the Via electrode 19 exposed from the back surface 14 of the wafer W. The bump 21 is formed by heat-melting the tip of a wire such as gold to form a ball and then thermocompression bonding to the exposed portion of the Via electrode 19. The bump 21 is formed in a substantially spherical shape with gold or copper. In the bump disposing step, it is only necessary that the bump 21 can be disposed on the tip 29 of the Via electrode 19, and the disposing method of the bump 21 is not particularly limited. In the bump disposing step, the bumps 21 may be disposed by an electroplating method, a screen printing method, or the like. Further, the shape of the bump 21 is not particularly limited to a substantially spherical shape.

図11に示すように、バンプ配設工程の後には移し替え工程が実施される。移し替え工程では、ウエーハWの裏面14側にリングフレーム63に張られたダイシングテープ64が貼着され、ウエーハWの表面13からキャリアプレート22が取り外される。移し替え工程後は、後工程においてユーザの用途に応じて適宜処理が実施される。例えば、バンプ配設工程によってウエーハWの表面13側にもバンプ21が配設されてもよい。   As shown in FIG. 11, a transfer process is performed after the bump arrangement process. In the transfer step, a dicing tape 64 stretched on the ring frame 63 is attached to the back surface 14 side of the wafer W, and the carrier plate 22 is removed from the front surface 13 of the wafer W. After the transfer process, processing is appropriately performed in the subsequent process according to the user's use. For example, the bumps 21 may be disposed on the surface 13 side of the wafer W by the bump disposing step.

以上のように、本実施の形態に係るウエーハの加工方法によれば、ウエーハWがキャリアプレート22に支持されるため、TSVプロセスにおいてウエーハWの反りによる不具合を防止できる。また、ウエーハWは、バンプ21の配設前に分割予定ラインに沿って切削されるので、バンプ21による凹凸の影響を受けることなくウエーハWを個々のデバイスに良好に分割できる。   As described above, according to the wafer processing method according to the present embodiment, since the wafer W is supported by the carrier plate 22, problems due to the warpage of the wafer W can be prevented in the TSV process. Further, since the wafer W is cut along the planned dividing line before the bumps 21 are arranged, the wafer W can be divided into individual devices without being affected by the unevenness caused by the bumps 21.

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, It can change and implement variously. In the above-described embodiment, the size, shape, and the like illustrated in the accompanying drawings are not limited to this, and can be appropriately changed within a range in which the effect of the present invention is exhibited. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the object of the present invention.

例えば、上記した実施の形態で行われる面取り部除去工程及びウエーハ分割工程は、別々の切削装置で実施されてもよいし、同一の切削装置で実施されてもよい。また、他の各工程も、別々又は同一の装置で実施できる。   For example, the chamfered portion removing step and the wafer dividing step performed in the above-described embodiment may be performed with separate cutting devices or may be performed with the same cutting device. Moreover, each other process can be implemented separately or with the same apparatus.

以上説明したように、本発明は、TSVプロセスにおいて表面にバンプが配設されたウエーハを良好に分割できるという効果を有し、特に、小チップ化に対応したウエーハの加工方法に有用である。   As described above, the present invention has an effect that it is possible to satisfactorily divide a wafer having bumps disposed on the surface in the TSV process, and is particularly useful for a wafer processing method corresponding to a reduction in chip size.

11 半導体基板
12 デバイス
13 表面
14 裏面
15 デバイス領域
16 外周余剰領域
17 面取り部
18 ノッチ
19 Via電極
21 バンプ
22 キャリアプレート
27 絶縁膜
28 段状溝
29 先端(頭)
32 切削ブレード
36 検出器
37 研削ユニット
46 切削ブレード
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Semiconductor substrate 12 Device 13 Front surface 14 Back surface 15 Device region 16 Peripheral surplus region 17 Chamfered portion 18 Notch 19 Via electrode 21 Bump 22 Carrier plate 27 Insulating film 28 Stepped groove 29 Tip (head)
32 Cutting blade 36 Detector 37 Grinding unit 46 Cutting blade

Claims (1)

半導体基板の表面に複数のデバイスが分割予定ラインによって区画され、デバイスの電極から半導体基板の裏面に向かって埋設されたVia電極を有するデバイス領域と、該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域に面取り部を備えたウエーハを個々のデバイスに分割するウエーハの加工方法であって、
外周余剰領域に切削ブレードを位置づけて所定の深さ切削し面取り部を除去する面取り部除去工程と、
該面取り部除去工程後に、ウエーハの表面に樹脂を介してキャリアプレートを配設するキャリアプレート配設工程と、
該キャリアプレート配設工程後に、ウエーハの裏面からVia電極の深さを検出するVia電極検出工程と、
該Via電極検出工程後に、Via電極が裏面に露出しない程度にウエーハの裏面を研削して薄化する裏面研削工程と、
該裏面研削工程後に、ウエーハの裏面から半導体基板をエッチングしてVia電極を突出させるエッチング工程と、
該エッチング工程後に、ウエーハの裏面を絶縁膜で被覆する絶縁膜被覆工程と、
該絶縁膜被覆工程後に、裏面から突出したVia電極を切削して絶縁膜から露出させると共にVia電極の頭を絶縁膜と同一面に仕上げる仕上げ工程と、
該仕上げ工程後に、ウエーハの裏面から分割予定ラインに対応する領域に切削ブレードを位置づけて切削しキャリアプレートに配設された状態で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、
該ウエーハ分割工程後に、Via電極の頭にバンプを配設するバンプ配設工程と、
該バンプ配設工程後に、ウエーハの裏面にダイシングテープを貼着すると共にウエーハの表面からキャリアプレートを取り外しウエーハをダイシングテープに移し替える移し替え工程と、
から、構成されるウエーハの加工方法。
A plurality of devices are partitioned by dividing lines on the surface of the semiconductor substrate, a device region having a Via electrode embedded from the device electrode toward the back surface of the semiconductor substrate, and a chamfered portion in an outer peripheral surplus region surrounding the device region A wafer processing method for dividing a wafer provided with a wafer into individual devices,
A chamfered portion removing step of positioning a cutting blade in the outer peripheral surplus area and cutting a predetermined depth to remove the chamfered portion;
A carrier plate disposing step of disposing a carrier plate via a resin on the surface of the wafer after the chamfered portion removing step;
Via electrode detection step of detecting the depth of the Via electrode from the back surface of the wafer after the carrier plate placement step;
After the Via electrode detection step, a back grinding step for grinding and thinning the back surface of the wafer to such an extent that the Via electrode is not exposed on the back surface;
An etching step of etching the semiconductor substrate from the back surface of the wafer and projecting the Via electrode after the back surface grinding step;
An insulating film coating step of coating the back surface of the wafer with an insulating film after the etching step;
After the insulating film coating step, a finishing step of cutting the Via electrode protruding from the back surface to be exposed from the insulating film and finishing the head of the Via electrode on the same surface as the insulating film;
After the finishing step, a wafer dividing step of dividing the wafer into individual devices in a state where the cutting blade is positioned and cut from the back surface of the wafer in a region corresponding to the planned division line and disposed on the carrier plate;
A bump disposing step of disposing a bump on the head of the Via electrode after the wafer dividing step;
After the bump placement step, a transfer step of attaching a dicing tape to the back surface of the wafer and removing the carrier plate from the front surface of the wafer and transferring the wafer to the dicing tape;
The processing method of the wafer comprised from these.
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