TW201347017A - 具有凸起之元件晶圓之加工方法 - Google Patents

Abstract

本發明之課題係提供一種即使是具有凸起之元件晶圓，亦可進行薄化加工而不會破損，且不會產生因接著劑附著於藉由凸起而形成的凹凸部部位所造成的元件不良之具有凸起之元件晶圓之加工方法，解決手段係作成一種具有凸起之元件晶圓之加工方法，其具備：接著劑配設步驟，係於載體晶圓之環狀溝將接著劑配設成自環狀凸部上面突出者；晶圓黏合步驟，係於實施接著劑配設步驟後，黏合載體晶圓之表面與元件晶圓之表面，並藉由接著劑，將元件晶圓固定於載體晶圓，同時將凸起收納於載體晶圓之凹部者；及薄化步驟，係於實施晶圓黏合步驟後，研削或研磨元件晶圓之裡面側而薄化成預定厚度者。

Description

具有凸起之元件晶圓之加工方法 技術領域

本發明係有關於一種半導體元件晶圓之加工方法，更詳而言之，係有關於一種使業經薄化之半導體元件晶圓之處理容易之技術。

背景技術

於半導體元件晶圓或光元件晶圓等表面具有複數元件之晶圓之加工中，舉例言之，為了將晶圓之厚度作成50μm以下，會進行研削晶圓之裡面之薄化。

於晶圓之厚度構成50μm以下者中，相較於更厚者，處理(處置)會變得非常困難。舉例言之，會產生晶圓之外周產生切口或剛性明顯降低之問題。

故，已知的是以下技術，即：作成藉由接著劑等，將晶圓之表面(元件面)黏貼於由玻璃或矽所構成的載體晶圓(亦稱作支撐晶圓、支承板)上之狀態而施行晶圓之裡面研削者(參照專利文獻1)。

先行技術文獻 專利文獻

[專利文獻1]日本專利公開公報特開2004-207606號公報

發明概要

然而，於半導體晶圓之表面形成複數凸起之具有凸起之元件晶圓中，接著劑會進入藉由凸起而形成的凹凸部位，且在將晶圓自載體晶圓剝離後，會有非常難以完全地除去進入該微細凹凸之接著劑之問題。又，藉由殘留之接著劑，會擔心產生元件不良。

另一方面，於具有凸起之元件晶圓中，會構成形成元件之元件領域與未形成元件之外周剩餘領域，然而，由於在外周剩餘領域並未形成凸起，因此，於元件領域與外周剩餘領域中，上面高度(將元件晶圓之裡面作為基準之高度)會不同。

故，在藉由保持台保持晶圓，並研削晶圓之裡面而進行薄化時，假使未自下側保持外周剩餘領域，則外周剩餘領域會構成自保持台浮起之狀態，因此，會擔心晶圓破損。

本發明係有鑑於前述問題而完成，其目的在提供一種即使是具有凸起之元件晶圓，亦可進行薄化加工而不會破損，且不會產生因接著劑附著於藉由凸起而形成的凹凸部部位所造成的元件不良之具有凸起之元件晶圓之加工方法。

若藉由如申請專利範圍第1項之發明，則可提供一種具有凸起之元件晶圓之加工方法，其係具備於藉由業已形成於表面之交叉之複數分割預定線所劃分的各領域分別形成元件之元件領域，及圍繞元件領域之外周剩餘領域，且元件具有複數凸起之具有凸起之元件晶圓之加工方法，又，具備以下步驟，即：載體晶圓準備步驟，係準備載體晶圓，且該載體晶圓具備：凹部，係形成於對應於元件晶圓之元件領域的領域，並具有相當於凸起之高度的深度者；及環狀凸部，係對應於元件晶圓之外周剩餘領域，並圍繞凹部者；又，該載體晶圓於環狀凸部上面形成環狀溝，並支持元件晶圓之表面；接著劑配設步驟，係於載體晶圓之環狀溝將接著劑配設成自環狀凸部上面突出者；晶圓黏合步驟，係於實施接著劑配設步驟後，黏合載體晶圓之表面與元件晶圓之表面，且藉由接著劑將元件晶圓固定於載體晶圓，並將凸起收納於載體晶圓之凹部者；及薄化步驟，係於實施晶圓黏合步驟後，研削或研磨元件晶圓之裡面側而薄化成預定厚度者。

若藉由如申請專利範圍第2項之發明，則可提供如申請專利範圍第1項之具有凸起之元件晶圓之加工方法，其更具備切開步驟，且該切開步驟係於實施薄化步驟後，藉由切削刀片，對對應於載體晶圓之環狀溝之內周與凹部之外周間之領域的元件晶圓之部位切入，並將元件晶圓之元件領域自載體晶圓切開者。

於本發明中，由於僅對應於元件晶圓之外周剩餘領域的領域透過接著劑黏貼於載體晶圓，因此，接著劑不會附著於元件或凸起，且不會產生接著劑除去之必要性或因接著劑殘留所造成的元件不良之問題。

再者，由於在對應於元件晶圓之元件領域的載體晶圓之中央領域形成凹部，因此，在研削元件晶圓之裡面而進行薄化時，凸起會收納於凹部，同時外周剩餘領域係支持於載體晶圓之環狀凸部，並可防止元件晶圓之破損。

2‧‧‧研削裝置

11‧‧‧元件晶圓

11a，61a‧‧‧表面

11b‧‧‧裡面

11c‧‧‧部位

12‧‧‧凹口

13‧‧‧分割預定線

15‧‧‧元件

17‧‧‧元件領域

19‧‧‧外周剩餘領域

22，34‧‧‧心軸

24‧‧‧輪座

26‧‧‧研削輪

27‧‧‧螺絲

28‧‧‧環狀基台

29‧‧‧研削磨石

30‧‧‧切削裝置

31‧‧‧夾頭台

32‧‧‧切削單元

35‧‧‧拍攝單元

36‧‧‧切削刀片

37‧‧‧對準機構

38‧‧‧顯示監視器

39‧‧‧操作面板

52‧‧‧凸起

61‧‧‧載體晶圓

62‧‧‧環狀凸部

63‧‧‧環狀溝

64‧‧‧接著劑

67‧‧‧凹部

68‧‧‧領域

69‧‧‧載體剩餘領域

H‧‧‧高度

圖1係晶圓之立體圖。

圖2係說明晶圓黏合步驟之立體圖。

圖3係業已形成凹部之載體晶圓之截面圖。

圖4係業已形成環狀溝之載體晶圓之截面圖。

圖5係切削裝置之外觀之立體圖。

圖6係顯示有關利用切削裝置之環狀溝之形成之立體圖。

圖7係顯示有關利用切削裝置之環狀溝之形成之局部截面側視圖。

圖8係實施接著劑配設步驟後之載體晶圓之截面圖。

圖9係說明晶圓黏合步驟之截面圖。

圖10係業已黏合的晶圓與載體晶圓之截面圖。

圖11係顯示薄化步驟之立體圖。

圖12係薄化步驟後業已黏合於載體晶圓的晶圓之截面 圖。

圖13係說明切開步驟之截面圖。

用以實施發明之形態

以下，參照圖式，詳細地說明本發明之實施形態。圖1所示之元件晶圓11(以下亦僅揭示為「晶圓11」)係由例如厚度為700μm之矽晶圓所構成，且複數分割預定線(切割道)13係於表面11a形成為格子狀，同時於藉由該複數分割預定線13所劃分的複數領域分別形成元件15。

依此所構成的晶圓11係具備形成元件15之元件領域17及圍繞元件領域17之外周剩餘領域19。於晶圓11之外周，形成作為顯示矽晶圓之結晶方位之標記的凹口12。

又，如圖1之放大圖所示，於各元件15之四邊形成複數突起狀(球狀)之凸起52。該凸起52係配置成自元件15之表面突出，藉此，元件領域17之上面高度會高於外周剩餘領域19之上面高度。

如前述，於本發明中，構成加工對象的晶圓11係構成為以下具有凸起之元件晶圓，即：具備於藉由業已形成於表面之交叉之複數分割預定線13所劃分的各領域分別形成元件15之元件領域17，及圍繞元件領域17之外周剩餘領域19，且元件15具有複數凸起52者。

又，於本發明之元件晶圓之加工方法中，為了防止於後述薄化步驟中薄化成例如50μm以下的晶圓11之切口或因剛性降低所造成的問題之發生，實施準備如圖2所示 之載體晶圓61之載體晶圓準備步驟。

載體晶圓61係藉由圓盤狀之構件所構成，並用以支持業經翻轉的晶圓11之表面11a。

載體晶圓61係例如藉由矽、玻璃、陶瓷、金屬(例如不鏽鋼)、合成樹脂等之材料來形成，並構成為即使是於後述薄化步驟中薄化成例如50μm以下的晶圓11，亦可安定地支持。

如圖3所示，於載體晶圓61形成凹部67，且該凹部67係形成於對應於元件晶圓11之元件領域17的領域，並具有相當於凸起之高度H(參照圖9)的深度。該凹部67可藉由利用未圖示之旋削裝置旋削載體晶圓61之中心部分及其周圍而形成。

又，藉由形成凹部67，形成對應於元件晶圓11之外周剩餘領域19並圍繞凹部67之環狀凸部62。

再者，如圖4所示，藉由於依此所形成的環狀凸部62之上面施行溝加工，形成環狀溝63。該環狀溝63可藉由使用例如圖5所示之切削裝置30來進行。

該切削裝置30係具備：夾頭台31，係構成為可旋轉且可於X軸方向往復動作者；及切削單元32，係構成為可於Y軸方向及Z軸方向往復動作者。

切削單元32係具備如圖6所示般裝設於心軸34之前端的切削刀片36，且切削刀片36係藉由未圖示之電動機，以高速朝箭頭記號A方向旋轉。另一方面，夾頭台31係吸引保持載體晶圓61，並藉由未圖示之電動機朝箭頭記 號B方向旋轉。

又，如圖7所示，使切削刀片36於環狀凸部62之位置朝下方移動，並使切削刀片36到達載體晶圓61之表面61a，同時使夾頭台31至少一旋轉。藉此，於環狀凸部62中，形成接連成環狀之環狀溝63。

又，圖5所示之切削裝置30係作成以下構造，即：設置有具備拍攝單元35之對準機構37，或用以顯示藉由拍攝單元35所取得之影像之顯示監視器38，或操作者用以輸入必要之資訊之操作面板39，且亦可進行沿著圖1所示之分割預定線13之晶圓11之切削加工者。

另，於本實施形態中，設置於環狀凸部62之凹部之形態係作成利用圖5所示之切削裝置30來形成環狀溝63者，然而，除此之外，舉例言之，亦可考慮藉由使用蝕刻或其他形態之裝置等，於環狀凸部62將有底之縱孔部形成於複數處之形態等。依此，凹部之具體形態並不限於本實施形態。

依前述作成而實施準備載體晶圓61之載體晶圓準備步驟，且該載體晶圓61係具備：凹部67，係形成於對應於元件晶圓11之元件領域17的領域，並具有相當於凸起之高度的深度者；及環狀凸部62，係對應於元件晶圓11之外周剩餘領域19，並圍繞凹部67者；又，於環狀凸部62上面形成環狀溝63，並支持元件晶圓11之表面者。

依前述作成而實施載體晶圓準備步驟，然後，如圖8所示，實施以下接著劑配設步驟，即：於環狀溝63將接 著劑64配設成於載體晶圓61之環狀溝63自環狀凸部62突出者。

接著劑64係按照載體晶圓61之素材適當地選定，且並無特殊之限制，舉例言之，可考慮使用環氧接著劑等之熱硬化性樹脂。又，接著劑64除了作成藉由塗布而配設於環狀溝63之形態外，亦可考慮作成將業已預先構成為圓環狀者插入環狀溝63等而配設者，具體之手法並無特殊之限制。

另，於接著劑配設步驟中，配設於環狀溝63之接著劑64之量宜設定為在實施後述晶圓黏合步驟時，即，於圖10所示之狀態中，接著劑64不會到達元件晶圓11之元件領域17之量。換言之，宜設定為接著劑64會納入元件晶圓11之外周剩餘領域19(或載體剩餘領域69)之量。更為理想的是宜設定為接著劑64不會自環狀溝63溢出之量。

藉由此種接著劑64之量之設定，防止接著劑64到達至元件領域17，且可防止接著劑64附著於元件15或凸起52。換言之，可將接著劑64留在外周剩餘領域19(或載體剩餘領域69)。另，若藉由使接著劑64之量設定為不會自環狀溝63溢出之量，則可確實地防止接著劑64附著於元件15。

依前述作成，接著劑64係於環狀溝63內配設成接著劑64之上端部自載體晶圓61之環狀凸部62突出。藉此，如圖9所示，在翻轉晶圓11並使表面11a靠近載體晶圓61之表面61a時，首先，晶圓11之外周剩餘領域19會與自載體晶圓61之環狀凸部62突出的接著劑64接觸。又，如圖10所示， 透過接著劑64，結合晶圓11之外周剩餘領域19與載體晶圓61之環狀凸部62。

再者，此時，自元件晶圓11之表面11a突出的凸起52、52會收納於載體晶圓61之凹部67。在此，由於凹部67並未存在有接著劑，因此，接著劑不會附著於凸起52、52或元件15之表面。

依前述作成而實施接著劑配設步驟後，實施以下晶圓黏合步驟，並構成圖10所示之狀態，即：黏合載體晶圓61之表面61a與元件晶圓11之表面11a，並藉由接著劑64，將元件晶圓11固定於載體晶圓61，同時將凸起52收納於載體晶圓61之凹部67者。

在如前述般實施晶圓黏合步驟後，實施以下薄化步驟，即：研削或研磨與載體晶圓61構成一體的元件晶圓11之裡面11b側而薄化成預定厚度者。

該薄化步驟可使用圖11所示之研削裝置2來進行。於心軸22之前端部固定輪座24，且研削輪26係藉由螺絲27裝設於該輪座24。研削輪26係構成為於環狀基台28之自由端部，固定有業已藉由陶瓷結合或樹脂結合等鞏固例如粒徑4μm至6μm之鑽石磨粒的複數研削磨石29。

又，於該薄化步驟中，元件晶圓11係於業已支持於呈現剛性之載體晶圓61之狀態下研削，因此，舉例言之，可防止翹曲之發生或晶圓11之外周部發生切口等問題之發生。另，為了除去藉由利用薄化步驟之研削所產生的研削應變，亦可作成在薄化步驟後於晶圓11之裡面施行研磨。

再者，元件晶圓11之外周剩餘領域19係藉由環狀凸部62自下側保持，因此，外周剩餘領域19不會構成浮起之狀態。藉此，可防止起因於未保持外周剩餘領域19之元件晶圓11之破損。

依前述作成而如圖12所示，元件晶圓11之裡面11b係薄化至構成預定厚度為止。由於業經薄化之元件晶圓11係與載體晶圓61作成一體，因此，實施自載體晶圓61切開元件晶圓11之切開步驟。

於該切開步驟中，如圖13所示，與前述載體晶圓準備步驟中的環狀溝63之形成相同，進行使用切削單元32之加工。

具體而言，於切開步驟中，進行於實施薄化步驟後，藉由切削刀片36，對對應於載體晶圓61之環狀溝63之內周與凹部67之外周間之領域68的元件晶圓11之部位11c切入，並將元件晶圓11之元件領域17自載體晶圓61切開。

藉此，於元件晶圓11中，可將藉由切削刀片36進行切入之部位11c作為邊界而分割成包含元件領域17之內側之部位與未包含元件領域17之外側之部位，並將包含元件領域17之內側之部位自載體晶圓61切開。

又，於自載體晶圓61切開的元件晶圓11中，由於凸起52或元件15不會附著有接著劑，因此，不會發生伴隨著接著劑之元件不良。

依前述作成，自載體晶圓61分離的元件晶圓11係藉由使用切削裝置或雷射加工裝置，沿著分割預定線 13(參照圖1)分割成各個元件15(參照圖1)。

11‧‧‧元件晶圓

11a‧‧‧表面

11b‧‧‧裡面

17‧‧‧元件領域

19‧‧‧外周剩餘領域

61‧‧‧載體晶圓

62‧‧‧環狀凸部

63‧‧‧環狀溝

67‧‧‧凹部

Claims (2)

1. 一種具有凸起之元件晶圓之加工方法，該具有凸起之元件晶圓係具備於藉由業已形成於表面之交叉之複數分割預定線所劃分的各領域分別形成元件之元件領域，及圍繞該元件領域之外周剩餘領域，且該元件具有複數凸起，具備以下步驟，即：載體晶圓準備步驟，係準備載體晶圓，且該載體晶圓具備：凹部，係形成於對應於該元件晶圓之該元件領域的領域，並具有相當於該凸起之高度的深度者；及環狀凸部，係對應於該元件晶圓之該外周剩餘領域，並圍繞該凹部者；又，該載體晶圓於該環狀凸部上面形成環狀溝，並支持該元件晶圓之表面；接著劑配設步驟，係於該載體晶圓之該環狀溝將接著劑配設成自該環狀凸部上面突出者；晶圓黏合步驟，係於實施該接著劑配設步驟後，黏合該載體晶圓之表面與該元件晶圓之表面，且藉由該接著劑將該元件晶圓固定於該載體晶圓，並將該凸起收納於該載體晶圓之該凹部者；及薄化步驟，係於實施該晶圓黏合步驟後，研削或研磨該元件晶圓之裡面側而薄化成預定厚度者。
2. 如申請專利範圍第1項之具有凸起之元件晶圓之加工方法，更具備切開步驟，且該切開步驟係於實施前述薄化步驟後，藉由切削刀片，對對應於前述載體晶圓之前述環狀溝之內周與該凹部之外周間之領域的前述元件晶圓之部位切入，並將該元件晶圓之該元件領域自該載體晶圓切開者。