TWI549172B - Wafer grinding method - Google Patents

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TWI549172B
TWI549172B TW101133141A TW101133141A TWI549172B TW I549172 B TWI549172 B TW I549172B TW 101133141 A TW101133141 A TW 101133141A TW 101133141 A TW101133141 A TW 101133141A TW I549172 B TWI549172 B TW I549172B
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wafer
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polishing
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Akihito Kawai
Yasutaka Mizomoto
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Disco Corp
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Description

晶圓之研磨方法 發明領域
本發明係有關於一種將於表面形成凸塊之晶圓的背面進行研磨之研磨方法。
發明背景
近年來，做為新的3次元安裝技術，正開發有將複數半導體晶片積層，且形成貫穿已積層之半導體晶片的貫通電極，以連接半導體晶片之積層技術、或將複數半導體晶圓積層，且形成貫穿已積層之半導體晶圓的貫通電極，以連接半導體晶圓之積層技術(TSV：Through Silicon Via)(例如，參照專利文獻1)。
一般而言，用於3次元安裝之半導體晶圓由於研磨到厚度薄到50μm以下而彎曲，而有所謂之後的控制變得困難的問題。因此，為了防止半導體晶圓之彎曲，提出了於半導體晶圓之表面透過樹脂、石蠟等接合由剛性板所構成之支撐板，而研磨半導體晶圓之背面的方法(例如，參考專利文獻2)。
【先行技術文獻】
【專利文獻】
【專利文獻1】特開2004-241479號公報
【專利文獻2】特開2004-207606號公報
發明概要
但是，使用於3次元安裝之半導體晶圓由於在表面形成凸塊等而有凹凸，塗佈樹脂以覆蓋晶圓之表面全體，且將支撐板壓附於樹脂表面並使樹脂硬化時，會在對應於凸塊之凹凸的凹凸在表露於樹脂表面的狀態下貼附支撐板。
且，將在樹脂表面表露凹凸的狀態下貼附之支撐板所支撐之半導體晶圓的背面進行研磨時，會有所謂因殘留之凹凸的影響而使研磨後之半導體晶圓背面的平坦度惡化的問題。
本發明係鑑於上述問題而完成者，其目的在於將於表面具有凹凸之半導體晶圓的背面進行研磨時，使該背面之平坦度提升。
本發明由於是有關將於表面形成凸塊之晶圓的背面側進行研磨之研磨方法，所以由以下各步驟所構成。
(1)樹脂塗佈步驟，係從晶圓之表面側將受到外在刺激而硬化之樹脂塗佈於晶圓之表面，以埋沒凸塊；(2)樹脂半硬化步驟，係使受到外在刺激而硬化之樹脂呈殘留有黏著性之半硬化狀態；(3)樹脂表面平坦化步驟，係於樹脂半硬化步驟之後，從受到外在刺激而硬化之樹脂的表面側切削未到達該凸塊之深度，將受到外在刺激而硬化之樹脂的表面平坦化；(4)支持基板貼附步驟，係在平坦化後之受到外在刺激 而硬化之樹脂的表面壓附支持基板，且使受到外在刺激而硬化之樹脂完全硬化，透過受到外在刺激而硬化之樹脂，將支持基板貼附於該晶圓表面；及(5)研磨步驟，係從貼附於支持基板之晶圓的背面側進行晶圓之薄化研磨。
本發明係由於在晶圓表面塗佈樹脂以埋沒凸塊，在使該樹脂半硬化之後，切削未到達凸塊之深度而使樹脂之表面平坦化，所以對應於凸塊之凹凸不顯現於樹脂之表面。且，由於在平坦化後之樹脂的表面貼附支持基板，在平坦之支持基板側被支持的狀態下進行晶圓背面之研磨，可不受晶圓表面之凹凸的影響，而高精度地將研磨後之晶圓背面平坦化。
圖式簡單說明
圖1係顯示形成凸塊之半導體晶圓之一例的一部分放大斷面圖。
圖2係顯示於表面塗佈樹脂以埋沒凸塊之半導體晶圓之一部分放大斷面圖。
圖3係顯示使樹脂半硬化狀態之一部分放大斷面圖。
圖4係顯示切削樹脂使平坦化狀態之一部分放大斷面圖。
圖5係顯示於平坦化之樹脂貼附支撐基板之狀態的一部份放大斷面圖。
圖6係顯示研磨半導體晶圓之背面的狀態之一部分放 大斷面圖。
較佳實施例之詳細說明
圖1所示之半導體晶圓1係於其內部之表面1a側埋入電極10而構成，於各電極10連接有從表面1a突出形成之凸塊11。在以下，就有關將該半導體晶圓1之背面1b研磨而薄化的方法進行說明。
(1)樹脂塗佈步驟
如圖2所示，最初在形成凸塊11之表面1a塗佈樹脂2。該樹脂2係塗佈較凸塊11之高度厚，以使凸塊11埋沒於樹脂2之中。
樹脂2係藉由受到外在刺激而硬化，且黏著性降低之種類者，例如，可使用藉由加熱而硬化之熱硬化樹脂、受到紫外線之照射而硬化之紫外線硬化性樹脂等，然而並不以該等為限。在以下，就有關使用熱硬化樹脂作為樹脂2的情況進行說明。
(2)樹脂半硬化步驟
樹脂塗佈步驟之後，藉由對樹脂2施加為外在刺激之一種的熱而加熱，使樹脂2成半硬化狀態(B階段狀態)。例如，如圖3所示，藉由將半導體晶圓1之背面1b載置於加熱器3a上，且是將加熱器3b靠近樹脂2之上方，而從樹脂2之兩側進行加熱。為了使樹脂2成半硬化狀態，將加熱器3a、3b之溫度設定較使成全硬化狀態時低。如此，將樹脂2加熱而成半硬化狀態。
(3)樹脂表面平坦化步驟
樹脂半硬化步驟之後，例如使用如圖4所示之刀具切削裝置4，切削樹脂2之表面2a側。刀具切削裝置4係於旋轉軸40下端部之輪子41下面固定刀具42，且構成為全體可升降。刀具42係形成有以鑽石等形成於超鋼合金等之下端之切削刃而構成。又，刀具切削裝置4係具有保持被加工物之保持台43。且，作為刀具切削裝置4可使用例如特開2005-340592號公報所記載之構成者。
樹脂2之切削時，將半導體晶圓1之背面1b保持於保持台43，並使半導體晶圓1位於刀具42之側方。並且，刀具42之下端係設定成位於較凸塊11之上端更上方，在該狀態下，使輪子41沿圖4之箭頭A方向旋轉，且將半導體晶圓1朝靠近刀具42的方向(箭頭B方向)移動。如此，如圖4所示，樹脂2在未達凸塊11之深度被切削，樹脂2之表面2a被削去並平坦化而形成平坦面2b。樹脂2由於成為半硬化狀態，切削之平坦化可能且於之後的支持基板貼附步驟中成為可貼附支持基板的狀態。
(4)支持基板貼附步驟
樹脂表面平坦化步驟之後，如圖5所示，於樹脂2之平坦面2b壓附支持基板5。作為支持基板5，例如使用以如玻璃之高剛性材料形成之平板。由於樹脂2為半硬化狀態且殘留黏著性，所以可藉由壓附而使支持基板5與半導體晶圓1一體化。且，使用紫外線硬化性樹脂作為樹脂2的場合，為了之後對樹脂2照射紫外線，使用透明或半透明者作為支持 基板5。
將支持基板5壓附於樹脂2之後，藉由加熱樹脂2使樹脂2完全硬化，透過樹脂2將支持基板5貼附並固定於半導體晶圓1之表面1a。且，樹脂2之加熱，例如與樹脂半硬化步驟同樣地，使用加熱器從樹脂2之兩面側進行加熱。
由於在樹脂表面平坦化步驟中切削樹脂2以形成平坦面2b，凸塊11之凹凸不顯現於樹脂2之表面。因此，可將支持基板5之全面確實地貼附於樹脂2之平坦面2b。
(5)研磨步驟
支持基板貼附步驟之後，如圖6所示，例如使用研磨裝置6將半導體晶圓1之背面1b進行研磨。研磨裝置6係於旋轉軸60下端部之輪子61的下面呈圓環狀地固著砥石62，並呈全體可升降。又，於研磨裝置6具有保持被加工物之保持台63。
在將半導體晶圓1之背面1b向上的狀態下，將支持基板5側保持於保持台63。且，一面將保持台63沿圖6之箭頭D方向旋轉，一面使輪子61沿箭頭C方向旋轉並下降，藉由使旋轉之砥石62接觸於半導體晶圓1之背面1b並按壓而研磨背面1b。
此時，由於在樹脂表面平坦化步驟中切削樹脂2形成平坦面2b，而可不受從半導體晶圓1之表面1a突出之凸塊11之凹凸的影響而進行研磨。因此，可高精度地使研磨面成平坦面。又，由於樹脂2完全硬化，可在半導體晶 圓1被安定地支持的狀態進行研磨。
如此進行薄化研磨，電極10露出且半導體晶圓W形成到所希望之厚度時，使輪子61上升而完成研磨。研磨完成後，藉由從半導體晶圓1之表面1a剝離樹脂2，電極10從背面側露出而形成凸塊從表面突出形成之半導體晶圓。
1‧‧‧半導體晶圓
1a‧‧‧表面
1b‧‧‧背面
2‧‧‧樹脂
2a‧‧‧表面
2b‧‧‧平坦面
3a‧‧‧加熱器
3b‧‧‧加熱器
4‧‧‧刀具切削裝置
5‧‧‧支持基板
6‧‧‧研磨裝置
10‧‧‧電極
11‧‧‧凸塊
40‧‧‧旋轉軸
41‧‧‧輪子
42‧‧‧刀具
43‧‧‧保持台
60‧‧‧旋轉軸
61‧‧‧輪子
62‧‧‧砥石
63‧‧‧保持台
A‧‧‧箭頭
B‧‧‧箭頭
C‧‧‧箭頭
D‧‧‧箭頭
圖1係顯示形成凸塊之半導體晶圓之一例的一部分放大斷面圖。
圖2係顯示於表面塗佈樹脂以埋沒凸塊之半導體晶圓之一部分放大斷面圖。
圖3係顯示使樹脂半硬化狀態之一部分放大斷面圖。
圖4係顯示切削樹脂使平坦化狀態之一部分放大斷面圖。
圖5係顯示於平坦化之樹脂貼附支撐基板之狀態的一部份放大斷面圖。
圖6係顯示研磨半導體晶圓之背面的狀態之一部分放大斷面圖。
1‧‧‧半導體晶圓
1a‧‧‧表面
1b‧‧‧背面
2‧‧‧樹脂
2a‧‧‧表面
2b‧‧‧平坦面
4‧‧‧刀具切削裝置
10‧‧‧電極
11‧‧‧凸塊
40‧‧‧旋轉軸
41‧‧‧輪子
42‧‧‧刀具
43‧‧‧保持台
A‧‧‧箭頭
B‧‧‧箭頭

Claims (1)

  1. 一種晶圓之研磨方法，係將於表面形成凸塊之晶圓的背面側進行研磨者，其特徵在於該晶圓之研磨方法包含有下列步驟：樹脂塗佈步驟，係從該晶圓之表面側將受到外在刺激而硬化之樹脂塗佈於該晶圓之表面，以埋沒該凸塊；樹脂半硬化步驟，係使該受到外在刺激而硬化之樹脂呈殘留有黏著性之半硬化狀態；樹脂表面平坦化步驟，係於該樹脂半硬化步驟之後，從該受到外在刺激而硬化之樹脂的表面側切削未到達該凸塊之深度，使該受到外在刺激而硬化之樹脂的表面平坦化；支持基板貼附步驟，係在平坦化後之該受到外在刺激而硬化之樹脂的表面壓附支持基板，且使該受到外在刺激而硬化之樹脂完全硬化，透過該受到外在刺激而硬化之樹脂，將該支持基板貼附於該晶圓表面；及研磨步驟，係從已貼附於該支持基板之該晶圓的背面側進行該晶圓之薄化研磨。
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