TWI754754B - 晶圓加工方法 - Google Patents

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Abstract

[課題]提供一種在研削晶圓的背面側時，可充分抑制存在於正面側之凹凸的影響，研削後的處理亦簡單的晶圓加工方法。[解決手段]一種晶圓加工方法，包含：環狀槽形成步驟，在正面具有元件區域及包圍元件區域的外周剩餘區域之晶圓的正面側，沿著外周剩餘區域的內周形成深度超過晶圓完工厚度的環狀槽；保護膜密接步驟，以保護膜覆蓋元件區域及槽，使保護膜依照凹凸而密接於正面側；具保護構件晶圓形成步驟，以硬化型液狀樹脂所組成的保護構件被覆保護膜及露出的外周剩餘區域，而形成具保護構件晶圓；研削步驟，在保持住保護構件側的狀態下，研削晶圓的背面，使晶圓薄化至完工厚度；及剝離步驟，將保護構件及保護膜自元件區域剝離。

Description

晶圓加工方法
本發明係關於對正面具凹凸的晶圓進行研削時使用的晶圓加工方法。
為了使組裝在各種電子設備等的元件晶片（device chip）小型化、輕量化，將分割成元件晶片前的晶圓施以薄化加工的機會日益増多。例如，藉由以卡盤台保持設有元件的晶圓正面側，且將旋轉的磨石工具按壓在晶圓的背面側，即可將該晶圓研削薄化。
以如上述的方法研削晶圓時，通常會在晶圓正面側貼附保護構件（參照例如專利文獻1）。藉此方式，就可藉研削時施加的力量等來防止正面側的元件破損。保護構件可使用例如樹脂等材料製成的黏著膠帶、硬度略高的基板等。 [習知技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1] 日本特開平10-50642號公報
[發明所欲解決的課題] 不過，該晶圓的正面側多會因作為元件電極提供功能的凸塊等而形成有凹凸。晶圓正面側存在有凹凸時，該凹凸的高低差無法用黏著膠帶充分削減，研削後的晶圓背面側會顯現出和凹凸對應的形狀。
另一方面，若使用硬度略高的基板作為保護構件，這種問題幾乎不會發生。然而，因該基板係以熱塑性蠟材等接著劑接著於晶圓，故要將基板從研削後的晶圓剝離時，必須實施溶液浸漬或高溫加熱等大規模作業。
本發明係有鑑於這種問題而研發者，其目的在提供在研削晶圓背面側時，可充分抑制存在於正面側之凹凸的影響，研削後的處理也簡單的晶圓加工方法。
[解決課題的技術手段] 若依本發明之一態樣，可提供一種晶圓加工方法，其特徵在於具備：環狀槽形成步驟，對正面具有已形成具凹凸之元件的元件區域及包圍該元件區域的外周剩餘區域的晶圓之該正面側，沿著該外周剩餘區域之內周形成深度超過該晶圓完工厚度的環狀槽；保護膜密接步驟，以保護膜覆蓋該晶圓的該元件區域及該槽，使該保護膜依照該凹凸而密接該正面側；具保護構件晶圓形成步驟，以藉外來刺激硬化的硬化型液狀樹脂所組成的保護構件被覆該保護膜及露出的該外周剩餘區域，形成以該保護構件覆蓋該晶圓之該正面側的具保護構件晶圓；研削步驟，在以卡盤台的保持面保持該具保護構件晶圓之該保護構件側的狀態下，研削該晶圓的背面，將該晶圓薄化至該完工厚度，並且使該槽於該背面側露出，將以該保護構件覆蓋之狀態的該晶圓分離成包含該外周剩餘區域的環狀部及包含該元件區域的圓形部；及剝離步驟，將該保護構件及該保護膜自該圓形部的該元件區域剝離，且和該環狀部一起去除。
本發明之一態樣中，也可在該保護膜密接步驟將該保護膜壓入該槽並使之密接。
再者，本發明之一態樣中，也可在該環狀槽形成步驟用切割刀片沿著該外周剩餘區域的內周切割該晶圓的該正面側而形成該槽。
而且，本發明之一態樣中，也可在該環狀槽形成步驟將對該晶圓具吸收性波長的雷射光束沿著該外周剩餘區域之內周照射該晶圓之該正面側而形成該槽。
此外，本發明之一態樣中，該晶圓之外周緣的該正面側係經施以倒角，該具保護構件晶圓形成步驟中，也可以覆蓋該晶圓之該正面側的方式將該保護構件被覆，而該晶圓之該正面側則包含該經倒角之該外周緣的該正面側之一部分。
再者，本發明之一態樣中，該具保護構件晶圓形成步驟也可將該晶圓透過該保護膜按壓在平坦狀片材上所塗佈的該液狀樹脂後，以外來刺激使該液狀樹脂硬化，而將該液狀樹脂所組成的該保護構件固定於該晶圓。
而且，本發明之一態樣中，該保護膜密接步驟也可在減壓下將該保護膜按壓於該晶圓之該正面後，藉大氣壓使該保護膜依照該凹凸而密接。
此外，本發明之一態樣中，該保護膜黏貼步驟也可在使該保護膜面對該晶圓之該正面的狀態下，由該晶圓的中心部向徑向外側依序將該保護膜按壓於該晶圓之該正面側，使該保護膜依照該凹凸而密接於該正面側。
再者，本發明之一態樣中，該保護膜黏貼步驟也可在將液體供給到該晶圓之該正面後，透過該液體將該保護膜按壓於該晶圓的該正面側。
而且，本發明之一態樣中，也可在該剝離步驟將存在於該保護膜與該晶圓之該正面間的該液體加熱，使其氣化。
[發明功效] 本發明之一態樣的晶圓加工方法中，因係以保護膜覆蓋形成有具凹凸之元件的元件區域，使保護膜依照該凹凸而密接於元件區域後，用藉外來刺激而硬化的硬化型液狀樹脂所組成的保護構件被覆保護膜及外周剩餘區域的一部分，形成以保護構件覆蓋晶圓正面側的具保護構件晶圓，故可透過將保護構件形成適當厚度，使正面側的凹凸充分削減。
再者，本發明之一態樣的晶圓加工方法中，因保護膜僅是密接而非接著於元件區域，即使未進行溶液浸漬或高溫加熱等大規模作業，也可將保護構件及保護膜自元件區域確實剝離去除。此外，因接著劑不會殘留在元件區域，也不需為了去除該接著劑而施行處理。依此方式，若依本發明之一態樣，可提供一種晶圓加工方法，其在研削晶圓背面側時，可充分抑制凹凸存在於正面側的影響，研削後的處理亦簡單。
更且，本發明之一態樣的晶圓加工方法中、因係以藉外來刺激而硬化的硬化型液狀樹脂所組成之保護構件來被覆外周剩餘區域的一部分，故保護構件會在外周剩餘區域強力密接（接著）於晶圓。從而，即使使用不具接著劑（糊）接著力的保護膜，在進行研削等之時，保護膜及保護構件也不會有從晶圓剝離的情形。
更進一步，本發明之一態樣的晶圓加工方法中，因係在晶圓正面側沿著外周剩餘區域之內周形成深度超過晶圓完工厚度的環狀槽後，從背面側研削晶圓至薄化到完工厚度，故晶圓可在研削後分離成包含外周剩餘區域的環狀部及包含元件區域的圓形部。從而，即使在外周剩餘區域不將密接環狀部的保護構件從環狀部剝離，只要使該環狀部朝離開圓形部的方向移動，就可將保護構件及保護膜從圓形部的元件區域剝離去除。
茲參照附圖就本發明之一態樣的實施形態加以說明。本實施形態的晶圓加工方法包含：環狀槽形成步驟（參照圖1（B））、保護膜密接步驟（參照圖2（A）、圖2（B）、圖3（A）、圖3（B）、圖3（C））、具保護構件晶圓形成步驟（參照圖4（A）、圖4（B）、圖4（C））、研削步驟（參照圖5（A）、圖5（B））、及剝離步驟（參照圖6）。
環狀槽形成步驟中，係沿著包圍設在晶圓正面側之元件區域的外周剩餘區域，在晶圓正面側形成深度超過晶圓完工厚度的環狀槽。保護膜密接步驟中，係配合（依照）存在於元件區域的凹凸，使不具接著劑（糊）之接著力的保護膜密接於晶圓正面側。
具保護構件晶圓形成步驟中，係以液狀樹脂所組成的保護構件被覆保護膜及外周剩餘區域的一部分，而形成晶圓正面側以保護構件覆蓋之具保護構件晶圓。研削步驟中，係在以卡盤台的保持面保持具保護構件晶圓之保護構件側的狀態下，研削晶圓之背面，使晶圓薄化到完工厚度。
經該研削步驟的結果，晶圓即分離成包含外周剩餘區域的環狀部及包含元件區域的圓形部。剝離步驟中，係將保護構件及保護膜自圓形部的元件區域剝離，且和環狀部一起去除。下文中，將針對本實施形態的晶圓加工方法加以詳述。
圖1（A）為示意性顯示本實施形態之晶圓加工方法中所使用的晶圓構成例的立體圖。如圖1（A）所示，本實施形態所使用的晶圓11係用例如矽（Si）等材料形成圓盤狀，其具有正面11a及背面11b。該晶圓11之外周緣11c的正面11a側及背面11b側係經施以倒角。
再者，該晶圓11的正面11a側係分為中央的元件區域11d、以及包圍元件區域11d的外周剩餘區域11e。元件區域11d係以排列成格子狀的分割預定線（切割道，street））13再劃分成多個區域，各區域中形成有IC（積體電路，Integrated Circuit）等元件15。各元件15的正面設有提供電極功能的多個凸塊（凹凸）17。該凸塊17係以例如銲料等材料所形成。
另外，本實施形態中，雖使用以矽等材料製成的圓盤狀晶圓11，但晶圓11的材質、形狀、構造、大小等並無限制。也可使用其他半導體、陶瓷、樹脂、金屬等材料製成的晶圓11。同樣的，元件15或凸塊17的種類、數量、形狀、構造、大小、配置等亦無限制。也可形成具其他功能的構造（凹凸）來替代凸塊17。亦即，晶圓11的正面11a側也可不必形成凸塊17。
本實施形態中，首先，係執行在該晶圓11之正面11a側形成深度超過晶圓11之完工厚度的環狀槽的環狀槽形成步驟。圖1（B）為示意性顯示在晶圓11之正面11a側形成環狀槽的剖面圖。該環狀槽形成步驟係使用例如圖1（B）所示的切割裝置2來進行。
切割裝置2具備用以吸引、保持晶圓11的卡盤台（保持台）4。卡盤台4係連結於馬達等旋轉驅動源（未圖示），繞著大略和鉛直方向平行的旋轉軸旋轉。而且，卡盤台4的下方設有加工進給機構（未圖示），卡盤台4則藉該加工進給機構朝加工進給方向（第1水平方向）移動。
卡盤台4上表面的一部分成為吸引、保持晶圓11之背面11b側的保持面4a。該保持面4a係經由形成在卡盤台4內部的吸引通道（未圖示）等而連接於吸引源（未圖示）。藉由使吸引源的負壓作用在保持面4a，晶圓11即被吸引、保持於卡盤台4。另外，也可使用藉機械式手段或電氣式手段等保持晶圓11的卡盤台（保持台），以代替該卡盤台4。
卡盤台4的上方配置有用以切割加工晶圓11的切割單元6。切割單元6具備作為大略與加工進給方向垂直的旋轉軸之主軸8。主軸8的一端側裝設有環狀的切割刀片10。主軸8的另一端側連結有馬達等旋轉驅動源（未圖示），裝設於主軸8的切割刀片10則藉傳送自該旋轉驅動源之力而旋轉。
切割單元6係被升降機構（未圖示）及分度進給機構（未圖示）所支撐，並藉由升降機構朝切入進給方向（鉛直方向）移動（升降），同時藉分度進給機構朝大致垂直於加工進給方向的分度進給方向（第2水平方向）移動。
環狀槽形成步驟中，首先，係以上述晶圓11之中心與卡盤台4之旋轉軸在平面視圖上大致重疊的方式使晶圓11的背面11b側接觸卡盤台4的保持面4a，並使吸引源的負壓產生作用。藉此作用，晶圓11即以其正面11a側露出於上方的狀態保持在卡盤台4。
接著，使切割刀片10旋轉，並使其切入外周剩餘區域11e的內周部。更具體而言，如圖1（B）所示，一面使切割刀片10切入外周剩餘區域11e之內周部，一面使卡盤台4旋轉。此時，切割刀片10之下端的高度係調整到自晶圓11的正面11a起的深度超過晶圓完工厚度之位置。藉此操作，即可沿著外周剩餘區域11e之內周在晶圓11的正面11a側形成深度超過晶圓11之完工厚度的環狀槽11f。
環狀槽形成步驟後，進行保護膜密接步驟，亦即，配合設於晶圓11之正面11a側的凹凸，使不具接著劑之接著力的保護膜密接於晶圓11的正面11a側。具體而言，以未設有接著劑的保護膜覆蓋晶圓11的正面11a側，之後，使該保護膜密接於晶圓11之正面11a側。
圖2（A）為示意性顯示以保護膜覆蓋晶圓11之正面11a側的立體圖，圖2（B）為示意性顯示以保護膜覆蓋晶圓11之正面11a側之狀態的立體圖。
如圖2（A）等所示，保護膜21為由例如樹脂等材料製成的軟質薄膜，其係形成為具有較環狀槽11f之外徑（直徑）更大徑（直徑）的圓盤狀。但，該保護膜21的直徑係小於晶圓11的直徑。此外，該保護膜21未設有接著劑。保護膜21之厚度等條件雖無特別限制，但可使用例如厚度30μm至150μm左右的保護膜。
保護膜密接步驟中，首先，係以保護膜21覆蓋晶圓11的元件區域11d。具體而言，如圖2（A）所示，係以沿著外周剩餘區域11e之內周設置的槽11f完全被覆蓋的方式，將保護膜21重疊在晶圓11的正面11a側。另外，在該狀態中，如圖2（B）所示，晶圓11的外周剩餘區域11e之一部分係呈露出狀態。
以保護膜21覆蓋元件區域11d後，使該保護膜21密接於晶圓11的正面11a側。圖3（A）係示意性顯示將保護膜21按壓在晶圓11之正面11a側之情形的剖面圖，圖3（B）係示意性顯示使保護膜21密接於晶圓11之正面11a側之情形的剖面圖，圖3（C）係示意性顯示密接有保護膜21之狀態的晶圓11的剖面圖。
具體而言，首先，如圖3（A）所示，在大氣壓下將重錘14透過海綿等緩衝材12置於晶圓11的正面11a側（覆蓋正面11a側的保護膜21），並將保護膜21按壓在晶圓11的正面11a側。換言之，係藉由透過緩衝材12推壓保護膜21，將保護膜21按壓於晶圓11之正面11a側。結果，保護膜21的一部分即接觸到晶圓11的正面11a側。
接著，如圖3（B）所示，將置有重錘14之狀態的晶圓11搬入（移入）減壓室16。該減壓室16具備例如：箱體16a，具有大小可供晶圓11通過之開口；及門扉16b，用以封閉箱體16a之開口。箱體16a經由排氣管18或閥門20等而連接有吸引源（未圖示）。此外，箱體16a連接有用以吸引空氣（大氣）的吸氣管22或閥門24。
箱體16a的內部配置有用以支撐晶圓11的支撐台26。該支撐台26的上表面係形成大致平坦狀，並發揮用以支撐晶圓11之支撐面26a的功能。支撐面26a設有用以界定晶圓11之位置的凸狀導引部26b。此外，支撐台26的內部設有用以加熱的加熱器28。
通過箱體16a之開口而搬入減壓室16的晶圓11係置於支撐台26。然後，如圖3（B）所示，藉由關閉門扉16b並關閉閥門24，再開啟閥門20，即可將減壓室16內側的空間減壓。藉此操作，保護膜21即可在減壓下被按壓在晶圓11的正面11a側。此外，殘留在晶圓11之正面11a與保護膜21之間的氣體（空氣）會被去除。
減壓室16內側的空間充分減壓後，藉由關閉閥門20，進一步開啟閥門24，即可將空氣（大氣）導入減壓室16內側的空間。藉此構成，就可使大氣壓作用在保護膜21，且如圖3（C）所示，可配合（依照）設於晶圓11之正面11a側的凸塊17等的形狀，使保護膜21密接於晶圓11之正面11a側。
另外，在此時，如圖3（C）所示，保護膜21的一部分會因大氣壓而壓入槽11f，且與其密接。而且，大氣壓作用在保護膜21時，也可用加熱器28將保護膜21加熱、軟化。此時，可使保護膜21更容易密接於晶圓11。
保護膜密接步驟後，進行具保護構件晶圓形成步驟，其係以液狀樹脂所組成的保護構件將保護膜21及外周剩餘區域11e之一部分被覆，而形成用保護構件覆蓋晶圓11之正面11a側的具保護構件晶圓。
圖4（A）係示意性顯示透過保護膜將晶圓11按壓在塗佈於片材的液狀樹脂之情形的剖面圖；圖4（B）係示意性顯示使液狀樹脂硬化並將液狀樹脂所組成的保護構件固定在晶圓11之情形的剖面圖；圖4（C）則為示意性顯示已完成的具保護構件晶圓的剖面圖。另外，圖4（A）及圖4（B）中，一部分的構成要素係以功能方塊表示。
本實施形態之具保護構件晶圓形成步驟，係使用例如圖4（A）及圖4（B）所示的保護構件固定裝置32來進行。保護構件固定裝置32具備保持台34，用以保持樹脂等所成的大略平坦狀片材（承載板）23。保持台34上表面側形成有較晶圓11更大徑的圓形凹部34a。
凹部34a之內側配置有紫外線光源36。該凹部34a的上端係以可供自紫外線光源36放射之紫外線的至少一部分穿透的板體38所覆蓋，片材23中央側的一部分係藉板體38予以支撐。用以吸引片材23外周側之一部分的吸氣通道34b的一端側係開口於凹部34a的周圍。
吸氣通道34b之另一端側則經由閥門40等連接於吸引源42。藉由使吸引源42的負壓經由吸氣通道34b作用於片材23外周側的一部分，片材23即可保持於保持台34。該保持台34的上方配置有用以吸引、保持晶圓11的晶圓保持單元44。
晶圓保持單元44係藉移動機構（未圖示）支撐，且以其下表面44a側一邊吸引、保持晶圓11一邊朝鉛直方向移動。另外，該晶圓保持單元44可使用例如利用負壓吸引、保持晶圓11的真空吸引型晶圓保持單元、或利用靜電吸引、保持晶圓11的靜電吸附型晶圓保持單元等。
具保護構件晶圓形成步驟中，如圖4（A）所示，上表面塗佈有液狀樹脂25的片材23之下表面側係藉由保持台34保持。而且，以晶圓保持單元44之下表面44a側保持晶圓11的背面11b側。藉此方式，密接於晶圓11之正面11a側的保護膜21即面對著片材23上的液狀樹脂25。
液狀樹脂25可使用例如藉放射自紫外線光源36的紫外線而硬化的硬化型液狀樹脂。具體而言，可使用例如電化股份有限公司製的TEMPLOC（註冊商標）等。此外，如圖4（A）所示，液狀樹脂25以塗佈成其中央部稍微隆起的形狀較理想。藉此方式，氣體（空氣）難以殘留在保護膜21與液狀樹脂25之間。
另外，本實施形態中，雖係藉保持台34來保持上表面已塗佈有液狀樹脂25之片材23，但也可在藉保持台34保持片材23後，將液狀樹脂25塗佈在該片材23的上表面。
接著，使晶圓保持單元44下降，如圖4（B）所示，將晶圓11的正面11a側透過保護膜21按壓在液狀樹脂25。藉此操作，液狀樹脂25會朝晶圓11的徑向漫延，而將保護膜21及露出的外周剩餘區域11e的一部分被覆。另外，本實施形態中，係將液狀樹脂25的塗佈量或晶圓保持單元44的下降量等加以調整，使經倒角的外周緣11c之正面11a側之一部分得以被液狀樹脂25覆蓋。
之後，從紫外線光源36放射紫外線，使液狀樹脂25硬化。藉此操作，如圖4（C）所示，將由液狀樹脂25形成且被覆保護膜21及外周剩餘區域11e之一部分的保護構件27固定在晶圓11的正面11a側，即可形成晶圓11之正面11a側藉保護構件27覆蓋的具保護構件晶圓。另外，本實施形態中，經倒角的外周緣11c的正面11a側之一部分也藉保護構件27加以覆蓋。
具保護構件晶圓形成步驟之後，進行將晶圓11的背面11b研削的研削步驟。圖5（A）為示意性顯示晶圓11之背面11b施以研削之情形的剖面圖，圖5（B）為示意性顯示經研削後之晶圓11的剖面圖。
研削步驟係使用例如圖5（A）所示的研削裝置52來進行。研削裝置52具備用以將晶圓11吸引、保持的卡盤台（保持台）54。卡盤台54係連結於馬達等旋轉驅動源（未圖示），且繞著和鉛直方向大略平行的旋轉軸旋轉。此外，卡盤台54下方設有移動機構（未圖示），卡盤台54則藉該移動機構移動於水平方向。
卡盤台54上表面的一部分係作為吸引、保持片材23的保持面54a，該片材23則透過保護構件27而固定於晶圓11。保持面54a經由形成在卡盤台54之內部的吸氣通道（未圖示）等而連接於吸引源（未圖示）。藉由使吸引源的負壓作用於保持面54a，晶圓11即可透過片材23及保護構件27而保持於卡盤台54。另外，也可使用藉由機械式手段或電氣式手段等保持晶圓11的卡盤台（保持台）來代替該卡盤台54。
卡盤台54的上方配置有研削單元56。研削單元56具備藉升降機構（未圖示）支撐的主軸（spindle）外殼（未圖示）。主軸外殼內收容有主軸58，主軸58之下端部固定有圓盤狀的安裝件60。
安裝件60的下表面裝設有和安裝件60大略同徑的研削輪62。研削輪62具備以不銹鋼、鋁等金屬材料形成的輪基台64。在輪基台64的下表面以環狀排列有多個研削磨石66。
主軸58的上端側（根部側）連接有馬達等旋轉驅動源（未圖示），研削輪62則藉產生自該旋轉驅動源的力而繞著和鉛直方向大略平行的旋轉軸旋轉。研削單元56的內部或附近設有對晶圓11等供給純水等研削液的噴嘴（未圖示）。
研削步驟中，首先，係將晶圓11吸引、保持於研削裝置52的卡盤台54。具體而言，係令透過保護構件27固定於晶圓11的片材23接觸於卡盤台54的保持面44a，使吸引源的負壓產生作用。藉此操作，晶圓11即以背面11b側露出在上方的狀態保持於卡盤台54。
接著，使卡盤台54移動到研削單元56下方。然後，如圖5（A）所示，使卡盤台54與研削輪62各自旋轉，且一邊將研削液供給到晶圓11的背面11b等，一邊使主軸外殼（主軸58、研削輪62）下降。
主軸外殼的下降速度（下降量）係調整在研削磨石66之下表面得以適當力量按壓晶圓11的背面11b側。藉此即可將背面11b側進行研削，使晶圓11薄化。如圖5（B）所示，晶圓11薄化至預定的完工厚度，且槽11f於晶圓11的背面11b側露出時，研削步驟即告結束。經該研削步驟的結果，晶圓11以槽11f為界而分離成包含元件區域11d的圓形部11g、及包含外周剩餘區域11e的環狀部11h。
另外，本實施形態中，雖係使用1組研削單元56來研削晶圓11的背面11b側，但也可使用2組以上研削單元來研削晶圓11。在此情況中，例如藉由使用徑粒較大的磨粒構成的研削磨石進行粗研磨，使用粒徑較小的磨粒構成的研削磨石進行細研磨，即可提高背面11b的平坦性，而不會大幅拉長研削所需的時間。
研削步驟後，再進行剝離步驟，將保護膜21或保護構件27等從已薄化之晶圓11的圓形部11g剝離，且和環狀部11h一起去除。圖6為示意性顯示保護膜21或保護構件27等自晶圓11剝離之情形的剖面圖。
該剝離步驟中，首先，係以晶圓保持單元72的保持面72a吸引、保持晶圓11的背面11b側。晶圓保持單元72可使用例如利用負壓吸引、保持晶圓11的真空吸引型晶圓保持單元、或利用靜電力吸引、保持晶圓11的靜電吸引型晶圓保持單元等。
在以晶圓保持單元72吸引、保持晶圓11後，以剝離單元74把持片材23的端部。然後，使晶圓保持單元72與剝離單元74相對地移動，以將保護膜21從圓形部11g的元件區域11d撕開。
藉此操作，如圖6所示，使環狀部11h與圓形部11g朝相互背離的方向移動，即可將保護膜21、片材23及保護構件27一起從圓形部11g剝離、去除。從圓形部11g剝離、去除的保護膜21、片材23及保護構件27則和環狀部11h一起廢棄。另外，為了使環狀部11h容易從晶圓保持單元72卸下，也可使晶圓保持單元72對環狀部11h的吸引力較對圓形部11g的吸引力更弱。
依上述方式，本實施形態的晶圓加工方法中，係以保護膜21覆蓋形成有具凸塊（凹凸）17之元件15的元件區域11d，且配合（依照）該凸塊17等的形狀使保護膜21密接於元件區域11d後，因使用藉紫外線（外來刺激）硬化的硬化型液狀樹脂25所組成的的保護構件27被覆保護膜11及外周剩餘區域11e的一部分，並形成以保護構件27覆蓋晶圓11之正面11a側的具保護構件晶圓，故藉由將保護構件27形成適當厚度，即可將正面11a側之凸塊17造成的凹凸充分削減。
再者，本實施形態的晶圓加工方法中，因保護膜21僅密接於元件區域11d而未接著，故即使不進行溶液浸漬或高溫加熱等大規模作業，也可將保護構件27及保護膜21從元件區域11d剝離並確實地去除。此外，因接著劑不會殘留於元件區域11d，也不需為了去除該接著劑而施行的處理。以此方式，若依本實施形態，可提供對晶圓11的背面11b側研削時，可充分抑制存在於正面11a側的凸塊17所形成之凹凸的影響，研削後的處理也簡單的晶圓加工方法。
更且，本實施形態的晶圓加工方法中，因係以藉紫外線硬化的硬化型液狀樹脂25所組成的的保護構件27來被覆外周剩餘區域11e之一部分，故保護構件27會在外周剩餘區域11e密接（接著）於晶圓11。從而，即使使用不具接著劑（糊）之接著力的保護膜21，在研削等之時，保護膜21及保護構件27也不會從晶圓11剝離。
而且，本實施形態的晶圓加工方法中，因為係在晶圓11的正面11a側沿著外周剩餘區域11e之內周形成深度超過晶圓11之完工厚度的環狀槽11f後，再從背面11b側研削晶圓11至薄化到完工厚度，故晶圓11在研削後會分離成包含元件區域11d的圓形部11g及包含外周剩餘區域11e的環狀部11h。從而，即使不在外周剩餘區域11e將密接於環狀部11h的保護構件27從環狀部11h剝離，只要使該環狀部11h朝背離圓形部11g的方向移動，即可將保護構件27及保護膜21從圓形部11g的元件區域11d剝離去除。
另外，本發明可不受限於上述實施形態的陳述而進行各種變更並加以實施。例如，上述實施形態中，雖係使用藉紫外線硬化的硬化型樹脂作為液狀樹脂25，但也可使用藉紫外線之外的外來刺激（例如熱等）而硬化的硬化型液狀樹脂。
再者，上述實施形態中，雖係用透過保護膜21將晶圓11按壓在塗佈於片材23的液狀樹脂25的方法，使保護構件27固定於晶圓11，但也可不使用片材23，而將液狀樹脂滴在晶圓或保護膜的方法使保護構件固定於晶圓。在此情況中，以使用表面鉋平機（surface planer）等將保護構件的表面平坦化較理想。依此方式，在研削晶圓時，藉由將被保持的保護構件的表面平坦化，即可將作為被研削面之晶圓背面加以研削而平坦化。
而且，上述實施形態中，雖係將重錘14透過緩衝材12置於晶圓11的正面11a側（覆蓋正面11a側的保護膜21），使保護膜21按壓於晶圓11的正面11a側後，再使之密接，但也可使用其他方法將保護膜21密接於晶圓11的正面11a側。
圖7（A）係示意性顯示在第1變化例的晶圓加工方法的保護膜密接步驟中，以保護膜21覆蓋晶圓11之正面11a側之狀態的剖面圖，圖7（B）及圖7（C）則為示意性顯示在第1變化例的晶圓加工方法的保護膜密接步驟中，使保護膜21密接於晶圓11之正面11a側之情形的剖面圖。另外，保護膜密接步驟之外的各步驟則可和上述實施形態相同。
該第1變化例的保護膜密接步驟中，首先，如圖7（A）所示，係依和上述實施形態的保護膜密接步驟相同的順序，將保護膜21重疊於晶圓11之正面11a側（元件區域11d），用該保護膜21覆蓋晶圓11的正面11a側。接著，如圖7（B）所示，將晶圓11搬入（投入）減壓室16。
如圖7（B）所示，第1變化例的保護膜密接步驟中所使用的減壓室16的基本構成，係和上述實施形態的保護膜密接步驟中所使用的減壓室16之構成相同。但，第1變化例的保護膜密接步驟所使用的減壓室16中，用以將保護膜21按壓於晶圓11的加壓單元（加壓部）82係設於門扉16b的內側壁面。而且，加壓單元82在支撐台26側之面配置有海綿等緩衝材84。
因此，如圖7（B）及圖7（C）所示，將晶圓11置於減壓室16的支撐台26且關閉門扉16b後，保護膜21即透過緩衝材84被加壓單元82施以推壓。藉此動作，保護膜21即被按壓於晶圓11的正面11a側。亦即，保護膜21的一部分會接觸晶圓11的正面11a側。
接著，如圖7（C）所示，藉由將閥門24關閉，再將閥門20開啟，使減壓室16內側的空間減壓。藉此操作，保護膜21即可在減壓下被按壓於晶圓11的正面11a側。此外，殘留於晶圓11的正面11a與保護膜21之間的氣體（空氣）亦被去除。
將減壓室16內側的空間充分減壓後，藉由將閥門20關閉，再將閥門24開啟，即可使空氣（大氣）導入減壓室16內側的空間。藉此操作，即可使大氣壓作用於保護膜21，並配合（依照）設於晶圓11之正面11a側的凸塊17等之形狀，使保護膜21密接於晶圓11之正面11a側。
另外，此時，保護膜21之一部分則因大氣壓而壓入並密接於槽11f。而且，使大氣壓作用於保護膜21時，也可使用加熱器28將保護膜21加熱，使其軟化。在該情況下，可使保護膜21更容易密接於晶圓11。
圖8（A）及圖8（B）係示意性顯示在第2變化例之晶圓加工方法的保護膜密接步驟中使保護膜21密接於晶圓11之正面11a側之情形的剖面圖。另外，保護膜密接步驟之外的各步驟可和上述實施形態相同。
第2變化例的保護膜密接步驟中，首先，係以支撐台92的支撐面92a支撐晶圓11的背面11b側。支撐台92的基本構成可和支撐台26等的構成相同。接著，使被保持在片材（離型片）29之下表面側之狀態的保護膜21面對晶圓11的正面11a側（元件區域11d），並以滾筒96推壓離型片29的上表面側。
此時，可以加熱器94將保護膜21加熱，使其軟化。藉此操作，即可將保護膜21按壓於晶圓11的正面11a側，使保護膜21密接晶圓11的元件區域11d。另外，使用該滾筒96的保護膜密接步驟也可如上述實施形態或第1變化例的方式在減壓室16內進行。
圖9為示意性顯示第3變化例之晶圓加工方法的保護膜密接步驟中使保護膜21密接晶圓11之正面11a側之情形的剖面圖。另外，保護膜密接步驟之外的各步驟可和上述實施形態相同。第3變化例的保護膜密接步驟中，如圖9所示，係將液體31供給到晶圓11的正面11a後，經由該液體31（透過液體31）將保護膜21按壓在晶圓11的該正面11a側。
具體而言，首先，以支撐台102的支撐面102a支撐晶圓11的背面11b側。支撐台102的基本構成可和支撐台26等的構成相同。另外，圖9中顯示有支撐台102，其支撐面102a設有用以界定晶圓11之位置的凸狀導引部102b。
接著，將液體31供給到該晶圓11的正面11a。供給到晶圓11之液體31的種類雖無特別限制，但以常溫（20℃）下難以氣化且沸點不會過高（例如，沸點100℃以下）的液體較理想。這種液體31，可例舉如水。另外，該第3變化例中，液體31係供給到晶圓11的正面11a側之中心部。
然後，使保護膜21面對晶圓11的正面11a側。具體而言，係將保護膜21重疊於晶圓11的正面11a側，使沿著外周剩餘區域11e之內周設置的槽11f完全被覆蓋。接著，使用配置於支撐台102上方的加壓單元104，將保護膜21按壓在晶圓11的正面11a側。
加壓單元104具有例如直徑大於晶圓11的大略平坦形下表面。在該下表面設有直徑大於晶圓11的海綿等緩衝材106。緩衝材106係形成為沿著徑向隨著從外周部朝向中央部而增厚。
因此，使加壓單元104逐漸下降時，緩衝材106的中央部會首先接觸保護膜21的上表面。使加壓單元104再進一步下降時，緩衝材106與保護膜21接觸的區域也會逐漸擴大，保護膜21則從晶圓11的中心部朝徑向外側依序按壓在晶圓11的正面11a側。加壓單元104的下降可持續到例如整體保護膜21按壓在晶圓11為止。
藉此方式，即可使保護膜21配合（依照）晶圓11的正面11a側所設置的凸塊17等之形狀而密接於晶圓11的正面11a側。另外，在該第3變化例中，因晶圓11的正面11a側供給有液體31，保護膜21會將少許的液體31夾在中間（透過液體29）而密接於晶圓11的正面11a側。
再者，將保護膜21按壓在晶圓11時，也可使用加熱器（未圖示）將保護膜21加熱，使其軟化。在該情況下，可使保護膜21更容易密接於晶圓11。更且，使用該加壓單元104的保護膜密接步驟也可如上述實施形態或第1變化例的方式在減壓室16內進行。
保護膜密接步驟之後，以和上述實施形態相同的順序進行具保護構件晶圓形成步驟及研削步驟，再進一步進行剝離步驟。圖10係示意性顯示以第3變化例的晶圓加工方法的剝離步驟使保護膜21或保護構件27等從晶圓11剝離之情形的剖面圖。
第3變化例的剝離步驟中，如圖10所示，首先係以晶圓保持單元72之保持面72a吸引、保持晶圓11之背面11b側。另外，該第3變化例中，以使用內部設有加熱器76的晶圓保持單元72較理想。
在以晶圓保持單元72吸引、保持晶圓11後，繼以剝離單元74把持片材23之端部。然後，使晶圓保持單元72與剝離單元74相對移動，俾從圓形部11g的元件區域11d撕下保護膜21。此時，可用加熱器76將殘留於保護膜21與圓形部11g之間的液體31加熱，使之氣化。
藉此操作，如圖10所示，可使環狀部11h與圓形部11g朝互相背離的方向移動，將保護膜21、片材23及保護構件27一起自圓形部11g剝離、去除。自圓形部11g剝離、去除的保護膜21、片材23及保護構件27則和環狀部11h一起廢棄。另外，也可使晶圓保持單元72對環狀部11h的吸引力較對圓形部11g的吸引力更弱，俾使環狀部11h容易從晶圓保持單元72卸下。
該第3變化例的保護膜密接步驟中，因係從晶圓11的中心部朝徑向外側依序將保護膜21向晶圓11的正面11a側按壓，以防止氣體（空氣）殘留在晶圓11與保護膜21之間，使保護膜21可確實密接。從而，即使用了不具接著劑（糊）接著力的保護膜21，在研削等之時，也不會有保護膜21及保護構件27從晶圓11剝離的情形。
再者，該第3變化例的保護膜密接步驟中，係在將保護膜21按壓在晶圓11之正面11a側時，因藉液體31的移動將氣體（空氣）推出，故可防止氣體殘留在晶圓11與保護膜21之間，使保護膜21更確實密接。此外，該第3變化例的剝離步驟中，藉由以加熱等方法使殘留在保護膜21與晶圓11之間的些微液體31氣化，更容易將保護膜21剝離。
另外，第3變化例的晶圓保持單元72及剝離單元74也可配置在減壓室內。在此情況中，因可在減壓的大氣下進行剝離步驟，故易於降低沸點而使液體31氣化。
圖11係示意性顯示第4變化例的晶圓加工方法的環狀槽形成步驟中，環狀槽11f形成在晶圓11之正面11a側之情形的剖面圖。另外，環狀槽形成步驟之外的各步驟可和上述實施形態等相同。第4變化例的環狀槽形成步驟係使用例如圖11所示的雷射加工裝置112來進行。
雷射加工裝置112具備用以將晶圓11を吸引、保持的卡盤台（保持台）114。卡盤台114則連結於馬達等旋轉驅動源（未圖示），且繞著大略平行於鉛直方向的旋轉軸旋轉。而且，卡盤台114的下方設有水平移動機構（未圖示），卡盤台114則藉該水平移動機構移動在加工進給方向（第1水平方向）及垂直於加工進給方向的分度進給方向（第2水平方向）。
卡盤台114上表面的一部分係為吸引、保持晶圓11之背面11b側的保持面114a。該保持面114a則經由形成在卡盤台114內部的吸引通道 （未圖示）等而連接於吸引源（未圖示）。藉由使吸引源的負壓作用在保持面114a，晶圓11即可被吸引、保持在卡盤台114。另外，也可使用藉機械式手段或電性式手段等保持晶圓11的卡盤台（保持台）來替代卡盤台114。
卡盤台114的上方配置有雷射照射單元116，其係將對晶圓11具有吸收性波長（易於吸收的波長）的雷射光束116a進行脈衝振盪，並照射在卡盤台114上的晶圓11。
第4變化例的環狀槽形成步驟中，首先，係使晶圓11之背面11b側接觸卡盤台4的保持面4a，以使晶圓11之中心與卡盤台4之旋轉軸在平面視圖上大略重疊，再使吸引源的負壓作用。藉此結構，晶圓11即得以正面11a側露出在上方的狀態保持在卡盤台4。
接著，從雷射照射單元116將雷射光束116a照射在外周剩餘區域11e的內周部。更具體而言，如圖11所示，一面將雷射光束116a照射在外周剩餘區域11e的內周部，一面使卡盤台114旋轉。此時，雷射光束116a的照射條件係以得形成深度超過晶圓11之完工厚度的環狀槽11f的方式加以調整。藉此操作，就可在晶圓11之正面11a側沿著外周剩餘區域11e之內周形成深度超過晶圓11之完工厚度的環狀槽11f。
此外，有關上述實施形態及變化例所涉及的構造、方法等，可在不逸離本發明目的的範圍內加以適當改變及實施。
2‧‧‧切割裝置4‧‧‧卡盤台（保持台）4a‧‧‧保持面6‧‧‧切割單元8‧‧‧主軸10‧‧‧切割刀片11‧‧‧晶圓11a‧‧‧正面11b‧‧‧背面11c‧‧‧外周緣11d‧‧‧元件區域11e‧‧‧外周剩餘區域11f‧‧‧槽11g‧‧‧圓形部11h‧‧‧環狀部12‧‧‧緩衝材13‧‧‧切割道（street）14‧‧‧重錘15‧‧‧元件16‧‧‧減壓室16a‧‧‧箱體16b‧‧‧門扉17‧‧‧凸塊（凹凸）18‧‧‧排氣管20‧‧‧閥門21‧‧‧保護膜22‧‧‧吸氣管23‧‧‧片材（承載板）24‧‧‧閥門25‧‧‧液狀樹脂26‧‧‧支撐台26a‧‧‧支撐面26b‧‧‧導引部27‧‧‧保護構件28‧‧‧加熱器29‧‧‧片材（離型片）31‧‧‧液體32‧‧‧保護構件固定裝置34‧‧‧保持台34a‧‧‧凹部34b‧‧‧吸氣通道36‧‧‧紫外線光源38‧‧‧板體40‧‧‧閥門42‧‧‧吸引源44‧‧‧晶圓保持單元44a‧‧‧下表面52‧‧‧研削裝置54‧‧‧卡盤台（保持台）54a、72a‧‧‧保持面56‧‧‧研削單元58‧‧‧主軸60‧‧‧安裝件62‧‧‧研削輪64‧‧‧輪基台66‧‧‧研削磨石72‧‧‧晶圓保持單元74‧‧‧剝離單元76、94‧‧‧加熱器82‧‧‧加壓單元（加壓部）84‧‧‧緩衝材92、102‧‧‧支撐台92a、102a‧‧‧支撐面96‧‧‧滾筒104‧‧‧加壓單元106‧‧‧緩衝材112‧‧‧雷射加工裝置114‧‧‧卡盤台（保持台）114a‧‧‧保持面116‧‧‧雷射照射單元116a‧‧‧雷射光束
圖1（A）為示意性顯示晶圓構成例的立體圖，圖1（B）為示意性顯示在晶圓正面側形成環狀槽之情形的剖面圖。 圖2（A）為示意性顯示晶圓正面側以保護膜覆蓋的立體圖；圖2（B）為示意性顯示正面側以保護膜覆蓋之狀態的晶圓立體圖。 圖3（A）為示意性顯示將保護膜按壓在晶圓正面側之情形的剖面圖，圖3（B）為示意性顯示使保護膜密接於晶圓正面側之情形的剖面圖，圖3（C）為示意性顯示密接有保護膜之狀態之晶圓的剖面圖。 圖4（A）為示意性顯示透過保護膜將晶圓按壓在塗佈於片材的液狀樹脂之情形的剖面圖；圖4（B）為示意性顯示使液狀樹脂硬化並將液狀樹脂所組成的保護構件固定在晶圓之情形的剖面圖；圖4（C）為示意性顯示已完成的具保護構件晶圓的剖面圖。 圖5（A）為示意性顯示晶圓背面施以研削之情形的剖面圖；圖5（B）為示意性顯示經研削後之晶圓的剖面圖。 圖6為示意性顯示保護膜或保護構件等自晶圓剝離之情形的剖面圖。 圖7（A）為示意性顯示在第1變化例的晶圓加工方法之保護膜密接步驟中，以保護膜覆蓋晶圓正面側之狀態的剖面圖；圖7（B）及圖7（C）為示意性顯示在第1變化例的晶圓加工方法之保護膜密接步驟中，使保護膜密接晶圓正面側之情形的剖面圖。 圖8（A）及圖8（B）為示意性顯示在第2變化例的晶圓加工方法之保護膜密接步驟中，使保護膜密接晶圓正面側之情形的剖面圖。 圖9為示意性顯示在第3變化例的晶圓加工方法之保護膜密接步驟中，使保護膜密接晶圓正面側之情形的剖面圖。 圖10為示意性顯示在第3變化例的晶圓加工方法之剝離步驟中，保護膜或保護構件等自晶圓剝離之情形的剖面圖。 圖11為示意性顯示在第4變化例的晶圓加工方法之環狀槽形成步驟中，環狀槽形成在晶圓正面側槽之情形的剖面圖。
2‧‧‧切割裝置
4‧‧‧卡盤台(保持台)
4a‧‧‧保持面
6‧‧‧切割單元
8‧‧‧主軸
10‧‧‧切割刀片
11‧‧‧晶圓
11a‧‧‧正面
11b‧‧‧背面
11c‧‧‧外周緣
11d‧‧‧元件區域
11e‧‧‧外周剩餘區域
11f‧‧‧槽
13‧‧‧切割道(street)
15‧‧‧元件
17‧‧‧凸塊(凹凸)

Claims (10)

  1. 一種晶圓加工方法，其特徵在於具備：環狀槽形成步驟，對正面具有已形成具凹凸之元件的元件區域及包圍該元件區域的外周剩餘區域的晶圓之該正面側，沿著該外周剩餘區域之內周形成深度超過該晶圓完工厚度的環狀槽；保護膜密接步驟，以該晶圓的該外周剩餘區域之一部分呈露出的方式，使用未設有接著劑的保護膜覆蓋該元件區域及該槽，使該保護膜依照該凹凸密接而非接著於該正面側；具保護構件晶圓形成步驟，以藉外來刺激而硬化的硬化型液狀樹脂所組成的保護構件被覆該保護膜及露出的該外周剩餘區域，形成以該保護構件覆蓋該晶圓之該正面側的具保護構件晶圓；研削步驟，在以卡盤台的保持面保持該具保護構件晶圓之該保護構件側的狀態下，研削該晶圓的背面，將該晶圓薄化至該完工厚度，並且使該槽於該背面側露出，將以該保護構件覆蓋狀態的該晶圓分離成包含該外周剩餘區域的環狀部及包含該元件區域的圓形部；及剝離步驟，將該保護構件及該保護膜自該圓形部的該元件區域剝離，且和該環狀部一起去除。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之晶圓加工方法，其中，該保護膜密接步驟係將該保護膜壓入該槽並使之密接。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之晶圓加工方法，其中，該環狀槽形成步驟係用切割刀片沿著該外周剩餘區域的內周切割該晶圓之該正面側而形成該槽。
  4. 如申請專利範圍第1或2項所述之晶圓加工方法，其中，該環狀槽形成步驟係將對該晶圓具有吸收性波長的雷射光束沿著該外周剩餘區域的內周照射該晶圓之該正面側而形成該槽。
  5. 如申請專利範圍第1或2項所述之晶圓加工方法，其中，該晶圓之外周緣的該正面側係經施以倒角， 該具保護構件晶圓形成步驟中，係以覆蓋該晶圓之該正面側的方式將該保護構件被覆，而該晶圓之該正面側則包含該經倒角之該外周緣的該正面側之一部分。
  6. 如申請專利範圍第1或2項所述之晶圓加工方法，其中，該具保護構件晶圓形成步驟係將該晶圓透過該保護膜按壓在平坦狀片材上所塗佈的該液狀樹脂後，以外來刺激使該液狀樹脂硬化，而將該液狀樹脂所組成的該保護構件固定於該晶圓。
  7. 如申請專利範圍第1或2項所述之晶圓加工方法，其中，該保護膜密接步驟係在減壓下將該保護膜按壓於該晶圓之該正面後，藉大氣壓使該保護膜依照該凹凸而密接。
  8. 如申請專利範圍第1或2項所述之晶圓加工方法，其中，該保護膜密接步驟係在使該保護膜面對該晶圓之該正面的狀態下，由該晶圓的中心部向徑向外側依序將該保護膜按壓於該晶圓之該正面側，使該保護膜依照該凹凸而密接於該正面側。
  9. 如申請專利範圍第1或2項所述之晶圓加工方法，其中，該保護膜密接步驟係在將液體供給到該晶圓之該正面後，透過該液體將該保護膜按壓於該晶圓的該正面側。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之晶圓加工方法，其中，該剝離步驟係將存在於該保護膜與該晶圓之該正面間的該液體加熱，使其氣化。
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