(57)【要約】      （修正有）【課題】費用を抑えながら、バンプの高さが高くても研削面にバンプの凹凸が転写されず厚みばらつきも小さく収められ、研削中にチップ同士が衝突することを防ぎ、チャックテーブルにウエーハを保持するときに負圧のリークが発生することのないウエーハの加工方法を提供する。【解決手段】デバイスが表面に突出する複数のバンプ１７を有するウエーハ１１を分割予定ラインに沿って分割して所定厚みの複数のデバイスチップ２５を形成する加工方法であって、ウエーハの表面から分割予定ラインに沿って所定厚みよりも深く且つウエーハを完全切断しない深さの溝２３を形成する。溝が形成された表面を、バンプの高さの１．５〜５倍の厚みを有する液状樹脂２６で覆い液状樹脂を硬化させ、ウエーハの裏面を研削して所定厚みへと薄化すると共に溝を裏面に露出させることで、ウエーハを分割予定ラインに沿って分割する。【選択図】図６
2017079291.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交差して形成された複数の分割予定ラインによって区画された表面の各領域にデバイスが形成され、該各デバイスが表面に突出する複数のバンプを有するウエーハを該分割予定ラインに沿って分割して所定厚みの複数のデバイスチップを形成するウエーハの加工方法であって、
ウエーハの表面から該分割予定ラインに沿って該所定厚みよりも深く且つウエーハを完全切断しない深さの溝を形成する溝形成ステップと、
該溝が形成されたウエーハの該表面を該バンプの高さの１．５〜５倍の厚みを有する液状樹脂で覆う樹脂被覆ステップと、
該樹脂被覆ステップを実施した後、該液状樹脂を硬化させる樹脂硬化ステップと、
該樹脂硬化ステップを実施した後、ウエーハの裏面を研削して該所定厚みへとウエーハを薄化すると共に該溝を該裏面に露出させることで、ウエーハを該分割予定ラインに沿って分割して所定厚みの複数のデバイスチップを形成する研削ステップと、
を備えたことを特徴とするウエーハの加工方法。
【請求項２】
該樹脂被覆ステップと同時に又は該樹脂被覆ステップを実施した後、該樹脂上に保護シートを配設する保護シート配設ステップを更に備えたことを特徴とするウエーハの加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、交差して形成された複数の分割ラインにより区画された表面の各領域にデバイスが形成され、該各デバイスが表面に突出する複数のバンプを有するウエーハの加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスチップ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複数の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る各領域に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、ストリートに沿って切削装置等によって分割されることで個々の半導体デバイスチップが製造される。
【０００３】
近年、半導体デバイスモジュールの軽薄短小化を実現するための技術として、デバイス表面に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相対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技術が実用化されている（例えば、特開２００１−２３７２７８号公報参照）。
【０００４】
また、ウエーハをより薄いデバイスチップに分割する技術として、所謂先ダイシング法（Ｄｉｃｉｎｇ  Ｂｅｆｏｒｅ  Ｇｒｉｎｄｉｎｇ）と称する分割技術が開発され、実用化されている（例えば、特開平１１−４０５２０号公報参照）。
【０００５】
この先ダイシング法は、半導体ウエーハ又は光デバイスウエーハの表面から分割予定ラインに沿って所定深さ（デバイスチップの仕上がり厚みに相当する深さ以上の深さ）の分割溝を形成し、その後、表面に分割溝が形成されたウエーハの裏面を研削して該裏面に分割溝を露出させてウエーハを個々のデバイスチップに分割する技術であり、デバイスチップの厚さを５０μｍ以下に加工することが可能である。
【０００６】
近年、バンプが表面に形成されたウエーハの中にはハイバンプと呼ばれる高さの高いバンプが実装されているものもある。このようなウエーハを裏面研削する際、相当厚みのある保護テープをウエーハ表面に貼着して裏面研削をしていた。しかし、バンプの高さが高いため、保護テープでバンプの凹凸を吸収して平坦化しようとしても、完全に平坦化することは困難であった。
【０００７】
その結果、バンプを有するウエーハの表面に保護テープを貼着してウエーハの裏面を研削すると、研削面にバンプの凹凸が転写されたり、研削後のウエーハの厚みばらつきが大きくなるという問題があった。また、保護テープを介してチャックテーブルでウエーハを吸引保持する際に、保護テープが追従しきれずに負圧がリークしてウエーハの吸引保持が不完全になるという問題もあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−２３７２７８号公報
【特許文献２】特開平１１−４０５２０号公報
【特許文献３】特開２０１２−１６０５１５号公報
【特許文献４】特開２０１２−１１９５９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、バンプの凹凸を吸収するような厚みのある保護テープは費用が高いという問題に加えて、保護テープの粘着層は比較的柔らかいため、研削中に保護テープ上でチップが動き、チップ同士が衝突してチップの外周が欠けたりウエーハが割れたりするという問題が生じる。
【００１０】
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、費用を抑えながら、バンプの高さが高くても研削面にバンプの凹凸が転写されず、研削後のウエーハの厚みばらつきも小さく収められ、研削中にチップ同士が衝突することを防ぎ、チャックテーブルにウエーハを保持するときに負圧のリークが発生することのないウエーハの加工方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によると、交差して形成された複数の分割予定ラインによって区画された表面の各領域にデバイスが形成され、該各デバイスが表面に突出する複数のバンプを有するウエーハを該分割予定ラインに沿って分割して所定厚みの複数のデバイスチップを形成するウエーハの加工方法であって、ウエーハの表面から該分割予定ラインに沿って該所定厚みよりも深く且つウエーハを完全切断しない深さの溝を形成する溝形成ステップと、該溝が形成されたウエーハの該表面を該バンプの高さの１．５〜５倍の厚みを有する液状樹脂で覆う樹脂被覆ステップと、該樹脂被覆ステップを実施した後、該液状樹脂を硬化させる樹脂硬化ステップと、該樹脂硬化ステップを実施した後、ウエーハの裏面を研削して該所定厚みへとウエーハを薄化すると共に該溝を該裏面に露出させることで、ウエーハを該分割予定ラインに沿って分割して所定厚みの複数のデバイスチップを形成する研削ステップと、を備えたことを特徴とするウエーハの加工方法が提供される。
【００１２】
好ましくは、ウエーハの加工方法は、樹脂被覆ステップと同時に又は樹脂被覆ステップを実施した後、被覆された樹脂上に保護シートを配設する保護シート配設ステップを更に備えている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の加工方法では、樹脂被覆ステップを実施した後、紫外線の照射又は加熱等の外的刺激により液状樹脂を硬化させてバンプの高さの１．５〜５倍の厚みを有する樹脂をウエーハの表面に貼着してウエーハの裏面研削を行うため、研削中にチップが動くことが防止され、硬化された樹脂によりバンプの凹凸が解消され研削面へのバンプの転写やウエーハの厚みばらつき、さらには吸引保持時の負圧のリークを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】各デバイスが複数のバンプを有する半導体ウエーハの斜視図である。
【図２】図２（Ａ）は溝形成ステップを示す断面図、図２（Ｂ）は溝形成ステップ終了後のウエーハの断面図である。
【図３】樹脂被覆ステップを説明する断面図である。
【図４】樹脂被覆ステップを説明する断面図である。
【図５】樹脂硬化ステップを示す断面図である。
【図６】図６（Ａ）は研削ステップを示す一部断面側面図、図６（Ｂ）は研削ステップ終了後の断面図である。
【図７】転写ステップを示す断面図である。
【図８】剥離ステップ実施後の断面図である。
【図９】ピックアップステップを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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。図１を参照すると、表面に形成された各デバイスが複数のバンプを有する半導体ウエーハ（以下、単にウエーハと略称することがある）１１の斜視図が示されている。
【００１６】
半導体ウエーハ１１はシリコンや化合物半導体から形成され、表面１１ａ及び裏面１１ｂを有しており、表面１１ａには複数の分割予定ライン（ストリート）１３が直交して形成され、分割予定ライン１３によって区画された各領域にはそれぞれＬＳＩ等のデバイス１５が形成されている。
【００１７】
図１の拡大図に示すように、各デバイス１５の４辺には複数の突起状のバンプ１７が形成されている。各デバイス１５の４辺にバンプ１７が形成されているので、半導体ウエーハ１１はバンプ１７が形成されているデバイス領域（バンプ形成領域）１９と、デバイス領域１９を囲繞する外周余剰領域（バンプ未形成領域）２１を有している。
【００１８】
本発明のウエーハの加工方法は、先ダイシング法（Ｄｉｃｉｎｇ  Ｂｅｆｏｒｅ  Ｇｒｉｎｄｉｎｇ）に基づく加工方法であるため、まずウエーハ１１の表面１１ａに分割予定ライン１３に沿って所定深さ（チップの仕上がり厚さ以上の深さ）の溝を形成する溝形成ステップを実施する。
【００１９】
この溝形成ステップは、本発明実施形態では図２（Ａ）に示すように、切削装置の切削ユニット１２により実施する。切削ユニット１２は、高速で回転駆動されるスピンドル１４と、スピンドル１４の先端に固定された切削ブレード１６とを含んでいる。
【００２０】
溝形成ステップでは、高速回転する切削ブレード１６をウエーハ１１の表面１１ａから分割予定ライン１３に沿って所定深さ（チップ仕上がり厚さ以上の深さ）切り込み、ウエーハ１１を加工送りすることにより、所定深さの溝２３を形成する。この所定深さはウエーハ１１を完全切断しない深さである必要がある。
【００２１】
切削ブレード１６を割り出し送りすることにより、第１の方向に伸長する分割予定ライン１３に沿って所定深さの溝２３を形成する。次いで、ウエーハ１１を保持したチャックテーブルを９０°回転した後、第１の方向に直交する第２の方向に伸長する分割予定ライン２３に沿って所定深さの溝２３を形成する。図２（Ｂ）は溝形成ステップ終了後のウエーハ１１の断面図を示している。
【００２２】
本実施形態では、溝形成ステップを切削装置により実施しているが、ウエーハ１１に対して吸収性を有する波長（例えば３５５ｎｍ）のレーザービームを分割予定ライン１３に沿ってウエーハ１１の表面１１ａに照射し、レーザービームのアブレーション加工により所定深さの溝２３を形成するようにしても良い。
【００２３】
溝形成ステップ終了後、溝２３が形成されたウエーハ１１の表面１１ａをバンプ１７の高さの１．５〜５倍の厚みを有する樹脂で覆う樹脂被覆ステップを実施する。この樹脂被覆ステップについて、図３（Ａ）〜図４（Ｂ）を参照して説明する。
【００２４】
まず、図３（Ａ）に示すように、支持テーブル１８上に保護シート２０を配設し、樹脂供給源２４に接続された供給ノズル２２から液状樹脂２６を保護シート２０上に供給する。樹脂２６は外的刺激を加えることにより硬化する樹脂であり、例えば、紫外線の照射により硬化する紫外線硬化樹脂、或いは加熱することにより硬化する熱硬化樹脂を採用することができる。本実施形態では、液状樹脂２６として紫外線硬化樹脂を採用した。
【００２５】
液状樹脂２６を支持テーブル１８上に支持された保護シート２０上に供給した後、図３（Ｂ）に示すように、保持テーブル２８でウエーハ１１の裏面１１ｂ側を吸引保持し、ウエーハ１１の表面１１ａ側を液状樹脂２６に押し付ける押圧ステップを実施する。
【００２６】
図３（Ｂ）において、保持テーブル２８は円形凹部３０ａの形成された枠体３０と、枠体３０の円形凹部３０ａ中に嵌合された多孔性セラミックス等から形成された吸引保持部３２とから構成される。
【００２７】
吸引保持部３２は、吸引路３４を介して吸引源３６に選択的に接続される。保持テーブル２８は押圧機構３７の支持部材３８に連結されており、押圧機構３７により上下方向に移動可能に構成されている。
【００２８】
押圧ステップでは、ウエーハ１１を吸引保持した保持テーブル２８を押圧機構３７により、図３（Ｂ）及び図４（Ａ）に示すように、矢印Ａ方向に移動してウエーハ１１の表面１１ａを保護シート２０上に供給された液状樹脂２６に押し付ける。
【００２９】
この押し付けにより、液状樹脂２６は保護シート２０とウエーハ１１との間で押し広げられて、図４（Ｂ）に示すように、ウエーハ１１の表面１１ａはバンプ１７を埋設した状態で液状樹脂２６により覆われる。液状樹脂２６は、バンプ１７の高さの１．５〜５倍の厚みを有しているのが好ましい。
【００３０】
このような厚みを有する液状樹脂でウエーハ１１の表面１１ａを覆うことにより、保護シート２０上でバンプ１７の凹凸が完全に解消される。尚、上述した押圧ステップは樹脂被覆ステップの一部を構成する。
【００３１】
尚、上述した実施形態では、支持テーブル１８上に保護シート２０を配設し、この保護シート２０上に液状樹脂２６を滴下してウエーハ１１の表面１１ａを樹脂２６で被覆しているが、保護シート２６は必須ではなく、保護シート２０を省略して支持テーブル１８上に直接液状樹脂２６を供給して、ウエーハ１１の表面１１ａを樹脂２６で被覆するようにしても良い。この場合には、支持テーブル１８の上面が十分平坦であり、硬化された樹脂２６が支持テーブル１８の上面から簡単に剥離できる性質を有している必要がある。
【００３２】
樹脂被覆ステップを実施した後、液状樹脂２６を硬化させる樹脂硬化ステップを実施する。本実施形態では樹脂２６として紫外線硬化樹脂を採用したため、図５に示すように、支持テーブル１８の下方に配置された紫外線ランプ４０から液状樹脂２６に紫外線を照射して、樹脂２６を硬化させる。
【００３３】
尚、支持テーブル１８及び保護シート２０は紫外線ランプ４０から照射された紫外線を透過する性質を有している必要がある。液状樹脂２６として、熱硬化性樹脂を採用した場合には、液状樹脂２６を加熱することにより硬化させる。
【００３４】
樹脂硬化ステップを実施した後、ウエーハ１１の裏面１１ｂを研削してウエーハ１１を所定厚みへと薄化すると共に、溝２３を裏面１１ｂに露出させることでウエーハ１１を分割予定ライン１３に沿って分割して所定厚みの複数のデバイスチップ２５を形成する研削ステップを実施する。
【００３５】
研削ステップでは、図５に示す樹脂硬化ステップを実施した後、支持テーブル１８上から剥離した保護シートを２０を、図６（Ａ）に示すように、研削装置のチャックテーブル４２上に載置してチャックテーブル４２で保護シート２０を介してウエーハ１１を吸引保持し、ウエーハ１１の裏面１１ｂを露出させる。
【００３６】
図６（Ａ）で、研削ユニット４４は、スピンドル１６と、スピンドル１６の先端に固定されたホイールマウント４８と、ホイールマウント４８に図示しないねじにより着脱可能に取り付けられた研削ホイール５０とを含んでいる。研削ホイール５０は、環状のホイール基台５２と、ホイール基台５２の下端部外周に固着された複数の研削砥石５４とから構成される。
【００３７】
研削ステップでは、チャックテーブル４２を矢印ａ方向に例えば３００ｒｐｍで回転させつつ、研削ホイール５０を矢印ｂ方向に例えば６０００ｒｐｍで回転させると共に、図示しない研削送り機構を駆動して研削砥石５４をウエーハ１１の裏面１１ｂに押圧してウエーハ１１の裏面１１ｂを研削する。
【００３８】
ウエーハ１１の裏面１１ｂを研削してウエーハ１１を所定厚みへと薄化すると、図６（Ｂ）に示すように、溝２３がウエーハ１１の裏面１１ｂに露出してウエーハ１１が複数のデバイスチップ２５に分割される。研削ステップ実施後のウエーハ１１の断面図が図６（Ｂ）に示されている。
【００３９】
本実施形態の研削ステップでは、ウエーハ１１の表面１１ａに形成された複数のバンプ１７が樹脂２６中に埋設されて樹脂２６によりバンプ１７の凹凸が完全に吸収されるため、ウエーハ１１の裏面１１ｂを研削してウエーハ１１を一様な厚みに仕上げることができる。
【００４０】
研削ステップを実施した後、図７に示すように、外周部が環状フレームＦに装着された粘着テープＴにウエーハ１１の裏面１１ｂを貼着する転写ステップを実施する。次いで、図８に示すように、樹脂２６及び保護シート２０をウエーハ１１の表面１１ａから剥離する剥離ステップを実施する。樹脂２６は紫外線の照射により硬化されているため、簡単に樹脂２６及び保護シート２０をウエーハ１１の表面１１ａから剥離することができる。
【００４１】
剥離ステップ実施後、図９に示すように、図示しないピックアップ装置によりデバイスチップ２５を粘着テープＴからピックアップするピックアップステップを実施して、ピックアップされたデバイスチップ２５をトレイ等に収容する。
【符号の説明】
【００４２】
１１    半導体ウエーハ
１２    切削ユニット
１３    分割予定ライン
１４    スピンドル
１５    デバイス
１６    切削ブレード
１７    バンプ
１８    支持テーブル
２０    保護シート
２２    供給ノズル
２３    溝
２４    樹脂供給源
２５    デバイスチップ
２６    液状樹脂
２８    保持テーブル
３７    押圧機構
４０    紫外線ランプ
４２    チャックテーブル
４４    研削ユニット
４０    研削ホイール
【図１】
2017079291.tif 000003
【図２】
2017079291.tif 000004
【図３】
2017079291.tif 000005
【図４】
2017079291.tif 000006
【図５】
2017079291.tif 000007
【図６】
2017079291.tif 000008
【図７】
2017079291.tif 000009
【図８】
2017079291.tif 000010
【図９】
2017079291.tif 000011