(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に突起物が形成された被加工物の裏面を研削する研削方法であって、
シリコンウエーハを研削手段で研削して被加工物のサイズより大きいサイズの円形凹部と該円形凹部を囲繞する環状凸部とを備えた保持治具を形成する保持治具形成ステップと、
該保持治具の該円形凹部内に、表面に突起物が形成された被加工物の裏面を露出させて被加工物を配設する配設ステップと、
該配設ステップの前又は後に、該円形凹部内に液状硬化剤を注入する液状硬化剤注入ステップと、
該円形凹部内に被加工物が配設されて該液状硬化剤が注入された状態で、該液状硬化剤を硬化させて被加工物を固定する固定ステップと、
該固定ステップを実施した後、研削手段で被加工物の裏面と該保持治具の該環状凸部とを研削する研削ステップと、
を具備したことを特徴とする研削方法。
【請求項２】
被加工物は表面に複数の突起物からなる電極を有するチップから構成される請求項１記載の研削方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面にバンプが形成されたウエーハ又はチップの裏面を研削する研削方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造プロセスにおいては、シリコンや化合物半導体からなるウエーハ表面にストリートと呼ばれる分割予定ラインが格子状に形成され、分割予定ラインによって区画された各領域にＩＣ，ＬＳＩ等のデバイスが形成される。これらのウエーハは裏面が研削されて所定の厚みへと薄化された後、分割予定ラインに沿って分割されることで個々の半導体デバイスが製造される。
【０００３】
ウエーハの裏面研削にはグラインダと呼ばれる研削装置が広く利用されている。グラインダは被加工物を保持するチャックテーブルと、チャックテーブルに対向して配設された研削手段とを備えている。
【０００４】
研削に際して、被加工物のデバイスを保護するために、被加工物表面には例えば特開平１１−３０７６２０号公報で開示されるような保護テープが貼着される。被加工物は保護テープを介してグラインダのチャックテーブルで吸引保持され、露出した被加工物裏面を研削砥石で研削する。
【０００５】
近年、半導体デバイスの軽薄短小化を実現させるための技術として、デバイス表面に１０〜１００μｍ程度の高さのバンプと呼ばれる金属突起物を複数形成し、これらのバンプを配線基板に形成された電極に対向させて直接接合するフリップチップボンディングと呼ばれる実装方法が実用化されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−３０７６２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、例えば高さ１００μｍと高いバンプを有するウエーハに保護テープを貼着すると、保護テープとウエーハとの間には隙間が生じ、ウエーハはバンプのみによって保護テープに固定される形態となる。従って、この状態でウエーハの裏面を研削すると、応力がバンプ部分にかかり、ウエーハが破損してしまうという問題がある。
【０００８】
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、被加工物を破損することなく、表面に突起物を有する被加工物の裏面を研削可能な研削方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によると、表面に突起物が形成された被加工物の裏面を研削する研削方法であって、シリコンウエーハを研削手段で研削して被加工物のサイズより大きいサイズの円形凹部と該円形凹部を囲繞する環状凸部とを備えた保持治具を形成する保持治具形成ステップと、該保持治具の該円形凹部内に、表面に突起物が形成された被加工物の裏面を露出させて被加工物を配設する配設ステップと、該配設ステップの前又は後に、該円形凹部内に液状硬化剤を注入する液状硬化剤注入ステップと、該円形凹部内に被加工物が配設されて該液状硬化剤が注入された状態で、該液状硬化剤を硬化させて被加工物を固定する固定ステップと、該固定ステップを実施した後、研削手段で被加工物の裏面と該保持治具の該環状凸部とを研削する研削ステップと、を具備したことを特徴とする研削方法が提供される。
【００１０】
好ましくは、被加工物は表面に複数の突起物からなる電極を有するチップから構成される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の研削方法によると、表面に突起物を有する被加工物は、円形凹部と円形凹部を囲繞する環状凸部とを有する保持治具に液状硬化剤を硬化して固定される。円形凹部に注入された液状硬化剤は、環状凸部が土手として機能するために円形凹部から流出することがない。
【００１２】
従って、被加工物と突起物頂点までの空間も液状硬化剤で埋め込んで、液状硬化剤を硬化することにより、被加工物を強固に保持治具に固定できるため、研削時に突起物に応力が集中することがなく、研削時の被加工物の破損を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】研削装置の斜視図である。
【図２】研削ホイールによって実施される円形凹部研削方法を示す斜視図である。
【図３】円形凹部研削方法の説明図である。
【図４】円形凹部及び環状凸部を有する本発明実施形態の保持治具の斜視図である。
【図５】図５（Ａ）はバンプ付ウエーハの斜視図、図５（Ｂ）はバンプ付チップの斜視図である。
【図６】図６（Ａ）は液状硬化剤注入ステップを示す断面図、図６（Ｂ）はウエーハ配設ステップを示す断面図、図６（Ｃ）はチップ配設ステップを示す断面図である。
【図７】図７（Ａ）はウエーハ押圧ステップを示す断面図、図７（Ｂ）はチップ押圧ステップを示す断面図である。
【図８】図８（Ａ）はウエーハ研削ステップを示す断面図、図８（Ｂ）は研削後のウエーハを示す断面図である。
【図９】図９（Ａ）はチップ研削ステップを示す断面図、図９（Ｂ）は研削後のチップを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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。まず、本発明の研削方法を説明する前に、本発明の研削方法に使用する保持治具の製造方法について図１乃至図４を参照して説明する。
【００１５】
図１は保持治具を製造するのに適した研削装置２の概略構成図を示している。４は研削装置２のベースであり、ベース４の後方にはコラム６が立設されている。コラム６には、上下方向にのびる一対のガイドレール８が固定されている。
【００１６】
この一対のガイドレール８に沿って研削ユニット（研削手段）１０が上下方向に移動可能に装着されている。研削ユニット１０は、ハウジング１２と、ハウジング１２を保持する支持部１４を有しており、支持部１４が一対のガイドレール８に沿って上下方向に移動される移動基台１６に取り付けられている。
【００１７】
研削ユニット１０は、ハウジング１２中に回転可能に収容されたスピンドル１８と、スピンドル１８の先端に固定されたマウンタ２０と、マウンタ２０にねじ締結され環状に配設された複数の研削砥石を有する研削ホイール２２と、スピンドル１８を回転駆動するサーボモータ２６を含んでいる。
【００１８】
研削装置２は、研削ユニット１０を一対の案内レール８に沿って上下方向に移動するボールねじ２８とパルスモータ３０とから構成される研削ユニット移動機構３２を備えている。パルスモータ３０を駆動すると、ボールねじ２８が回転し、移動基台１６が上下方向に移動される。
【００１９】
ベース４の上面には凹部４ａが形成されており、この凹部４ａにチャックテーブル機構３４が配設されている。チャックテーブル機構３４はチャックテーブル３６を有し、図示しない移動機構により図１に示されたウエーハ着脱位置Ａと、研削ユニット１０に対向する研削位置Ｂとの間でＹ軸方向に移動される。３８，４０は蛇腹である。ベース４の前方側には、研削装置２のオペレータが研削条件等を入力する操作パネル４２が配設されている。
【００２０】
以上のように構成された研削装置２により、ウエーハの中央部に円形凹部を形成し、外周部に円形凹部を囲繞する環状凸部を残存させる本発明の研削方法に使用する保持治具の加工方法について以下に説明する。
【００２１】
保持治具の材料としては、例えばシリコンインゴットから切り出されたシリコンウエーハ１１を使用する。シリコンインゴットから切り出されたウエーハ１１は、例えば７００μｍの厚さを有している。
【００２２】
図１示すウエーハ着脱位置Ａに位置付けられたチャックテーブル３６上に、シリコンウエーハ１１を載置してチャックテーブル３６でウエーハ１１を吸引保持する。次いで、チャックテーブル３６をＹ軸方向に移動して研削位置Ｂに位置づける。
【００２３】
そして、図２及び図３に示すように、チャックテーブル３６を矢印３７で示す方向に例えば３００ｒｐｍで回転しつつ、研削砥石５２を有する研削ホイール２２を矢印５３で示す方向に例えば６０００ｒｐｍで回転させるとともに、研削ユニット移動機構３２を駆動して研削砥石５２をウエーハ１１の表面１１ａに接触させる。そして、研削ホイール２２を所定の研削送り速度で下方に所定量研削送りする。
【００２４】
ここで、チャックテーブル３６に保持されたウエーハ１１と研削ホイール２２を構成する研削砥石５２の関係について図３を参照して説明する。チャックテーブル３６の回転中心Ｐ１と研削砥石５２の回転中心Ｐ２は偏心しており、研削砥石５２の外径はウエーハ１１に円形凹部を形成する領域と環状凸部を残存させる領域との境界線６０の直径より小さく、境界線６０の半径より大きい寸法に設定され、環状に配置された研削砥石５２がチャックテーブル３６の回転中心Ｐ１を通過するように設定される。
【００２５】
研削の結果、ウエーハ１１の表面１１ａには、図４に示すように、中央部が研削除去されて所定厚さ（例えば５０μｍ）の円形凹部５６が形成されるとともに、円形凹部５６の外周側が残存されて環状凸部５８が形成され、保持治具６２が製造される。
【００２６】
次に、図５を参照して、本発明の研削方法で研削するのに適した被加工物の一例について説明する。図５（Ａ）は本発明の研削方法で研削するのに適した半導体ウエーハ６４の斜視図を示している。
【００２７】
半導体ウエーハ６４の表面６４ａにおいては、第１のストリートＳ１と第２のストリートＳ２とが直交して形成されており、第１のストリートＳ１と第２のストリートＳ２とによって区画された各領域にそれぞれデバイス（チップ）６６が形成されている。拡大図に示すように、各デバイス６６の４辺に沿って複数の突起状のバンプ６８が形成されている。
【００２８】
図５（Ｂ）を参照すると、本発明の研削方法で研削するのに適した被加工物の他の例であるチップ６６の裏面６６ｂ側斜視図が示されている。チップ６６は、図５（Ａ）に示した半導体ウエーハ６４をダイシング装置でダイシングすることにより形成される。チップ６６の表面６６ａ側の４辺に沿って複数のバンプ６８が形成されている。
【００２９】
次に、図６乃至図９を参照して、本発明の研削方法について詳細に説明する。まず、図６（Ａ）に示すように、保持治具６２の円形凹部５６内に液状硬化剤注入装置７０により液状硬化剤７２を注入する。
【００３０】
この液状硬化剤７２としては、例えば加熱により硬化する液状熱硬化樹脂が好ましい。或いは、保持治具６２を紫外線が透過する材料から形成した場合には、液状硬化剤７２として液状紫外線硬化樹脂を採用することもできる。
【００３１】
保持治具６２は円形凹部５６を囲繞する環状凸部５８を有しているので、円形凹部５６内に注入された液状硬化剤７２は、環状凸部５８が土手として機能するために円形凹部５６内から流出することがない。
【００３２】
液状硬化剤注入ステップを実施した後、図６（Ｂ）に示すように、保持治具６２の円形凹部５６内に表面６４ａにバンプ６８が形成された半導体ウエーハ６４の裏面６４ｂを露出させて配設する。或いは、図６（Ｃ）に示すように、保持治具６２の円形凹部５６内に表面６６ａにバンプ６８が形成された複数のチップ６の裏面６６ｂを露出させて配設する。
【００３３】
図６（Ｂ）及び図６（Ｃ）では、液状硬化剤７２はウエーハ６４又はチップ６６の裏面高さまで注入されていないが、保持治具６２の円形凹部５６を深く形成し、液状硬化剤７２をウエーハ６４又はチップ６６の裏面高さ以上に注入して、ウエーハ６４又はチップ６６を液状硬化剤７２内に埋設すれば、後で説明する研削によるウエーハ６４又はチップ６６の外周欠けを防止することができる。
【００３４】
好ましくは、配設ステップ実施後、図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示すように、プレス（押圧手段）７４でウエーハ６４又はチップ６６を保持治具６２に対して押圧する。これにより、バンプ６８が保持治具６２の円形凹部５６の底面に密着するようになる。しかし、この押圧ステップは本発明の研削方法では必須ではない。
【００３５】
配設ステップ実施後、又は配設ステップ及び押圧ステップ実施後、保持治具６２を所定温度に加熱して液状硬化剤７２を硬化し、硬化樹脂７２ａによりウエーハ６４又はチップ６６を保持治具６２の円形凹部５６内に固定する。
【００３６】
保持治具６２を紫外線透過部材から形成し、液状硬化剤７２として液状紫外線硬化樹脂を採用した場合には、保持治具６２の裏面側から紫外線を照射することにより、ウエーハ６４又はチップ６６を保持治具６２の円形凹部５６内に固定することができる。
【００３７】
固定ステップを実施した後、研削手段（研削ユニット）７６でウエーハ６４又はチップ６６の裏面と保持治具６２の環状凸部５８とを研削する研削ステップを実施する。図８（Ａ）を参照すると、ウエーハ６４の裏面を研削している状態の一部断面側面図が示されている。
【００３８】
研削ユニット７６のスピンドル７８の先端にはホイールマウント８０が固定されており、このホイールマウント８０に対して基台８２と基台８２に固定された複数の研削砥石８４とからなる研削ホイール８６を着脱可能に装着されている。この研削ユニット７６は、図１に示した研削ユニット１０に比較して、大径の研削ホイール８６が装着されている。
【００３９】
図２を参照して説明したウエーハ１１の研削加工と同様に、研削装置のチャックテーブル３６で保持治具６２を吸引保持し、保持治具６２を保持したチャックテーブル３６を例えば３００ｒｐｍで回転しつつ、研削ホイール８６をチャックテーブルと同一方向に例えば６０００ｒｐｍで回転させるとともに、研削ユニット移動機構３２を駆動して研削砥石８４をウエーハ６４の裏面６４ｂに接触させる。
【００４０】
そして、研削ホイール８６を所定の研削送り速度で下方に所定量研削送りしながら、ウエーハ６４の裏面６４ｂを研削する。研削を続行すると、ウエーハ６４が薄化されて研削砥石８４が保持治具６２の環状凸部５８に当たるが、保持治具６２はシリコンウエーハから形成されているため、ウエーハ６４の研削と同時に保持治具６２の環状凸部５８を研削し、ウエーハ６４を所定の厚み（例えば５０μｍ）に薄化する。研削ステップを終了した状態が、図８（Ｂ）に示されている。
【００４１】
図９（Ａ）を参照すると、研削ホイール８６で保持治具６２に固定された複数のチップ６６の裏面６６ｂを研削している状態の一部断面側面図がしめされている。このチップの研削ステップは、図８を参照して説明したウエーハ６４の研削ステップと同様な条件で実施する。
【００４２】
しかし、チップの研削ステップの場合には、チップ６６の外周の欠けを防止するため、チップ６６を硬化剤７２ａで埋め込んだ状態で実施するのが好ましい。研削ステップ終了後の状態が、図９（Ｂ）に示されている。
【００４３】
この研削ステップ終了後、研削されたウエーハ６４又はチップ６６を保持治具６２から取り外すには、例えば液状硬化剤として温水で膨潤する硬化剤を使用し、ウエーハ６４又はチップ６６が固定された保持治具６２を温水中に浸漬することにより、ウエーハ６４又はチップ６６を保持治具６２から取り外すことができる。
【符号の説明】
【００４４】
２    研削装置
１０    研削ユニット
１１    シリコンウエーハ
２２    研削ホイール
３６    チャックテーブル
５６    円形凹部
５８    環状凸部
６２    保持治具
６４    半導体ウエーハ
６６    チップ
６８    バンプ
７２    液状硬化剤
７２ａ    硬化された液状硬化剤
７６    研削ユニット
８６    研削ホイール
【図１】
0005545640.tif 000002
【図２】
0005545640.tif 000003
【図３】
0005545640.tif 000004
【図４】
0005545640.tif 000005
【図５】
0005545640.tif 000006
【図６】
0005545640.tif 000007
【図７】
0005545640.tif 000008
【図８】
0005545640.tif 000009
【図９】
0005545640.tif 000010