DE102020216161A1

DE102020216161A1 - Werkstückbearbeitungsverfahren

Info

Publication number: DE102020216161A1
Application number: DE102020216161.5A
Authority: DE
Inventors: Kentaro lizuka
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2019-12-23
Filing date: 2020-12-17
Publication date: 2021-06-24
Anticipated expiration: 2040-12-18
Also published as: CN113097063A; JP2021100074A; CN113097063B; JP7399565B2; TW202125605A; DE102020216161B4; US11355359B2; TWI858205B; KR20210081246A; US20210193482A1

Abstract

Ein Werkstückbearbeitungsverfahren beinhaltet einen Halteschritt zum Halten eines Werkstücks mit einer vorderen Oberfläche des Werkstücks nach unten gerichtet, sodass es einer oberen Oberflächenseite einer Basis, die mit einem flüssigen aushärtbaren Kunststoff benetzt ist, zugewandt ist, einen Beschichtungsschritt zum Bewegen des Werkstücks nach unten, um das Werkstück gegen den aushärtbaren Kunststoff zu drücken, wodurch das Gesamte der vorderen Oberfläche des Werkstücks mit dem aushärtbaren Kunststoff beschichtet wird, sodass der aushärtbare Kunststoff in die Spalte zwischen Erhöhungen und der vorderen Oberfläche eintritt und die Erhöhungen in dem aushärtenden Kunststoff eingebettet sind, einen Aushärtschritt zum Aushärten des aushärtbaren Kunststoffs, um einen Kunststofffilm auszubilden, einen Laserstrahlaufbringungsschritt zum Entfernen des Kunststofffilms an jeder Straße und einen Teilungsschritt zum Zuführen eines Gasplasmas zu dem Werkstück, um das Werkstück entlang jeder Straße in einzelne Bauelementchips zu teilen, mit dem Kunststofffilm als eine Maske.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks, das mit mehreren Erhöhungen bereitgestellt ist.
Beschreibung des Stands der Technik
An einer elektronischen Ausstattung wie einem Mobiltelefon und einem Personalcomputer sind im Allgemeinen Bauelementchips befestigt. Um Bauelementchips auszubilden, werden zum Beispiel erst mehrere geplante Teilungslinien (Straßen) in einem Gittermuster an einer vorderen Oberflächenseite eines Wafers gesetzt, der aus einem Halbleiter wie Silizium ausgebildet ist, und ein Bauelement wird in jedem der Bereiche ausgebildet, die durch mehrere Straßen aufgeteilt sind. Danach wird eine hintere Oberflächenseite des Wafers auf eine vorbestimmte Dicke geschliffen unter Verwendung einer Schleifvorrichtung, um den Wafer dünn auszugestalten, worauf der Wafer entlang jeder Straße unter Verwendung einer Schneidvorrichtung geschnitten wird. Als ein Ergebnis wird der Wafer entlang der Straßen geteilt, sodass Bauelementchips ausgebildet werden.
Im Allgemeinen weist die Schneidvorrichtung eine Schneideinheit auf, die eine zylindrische Spindel beinhaltet, einen Antriebsmotor, der mit einer Endseite der Spindel verbunden ist, und eine ringförmige Schneidklinge, die an einer anderen Endseite der Spindel befestigt ist. Als die Schneidklinge wird zum Beispiel eine Schneidklinge eines Nabentyps, bei der abrasive Körner durch eine galvanisch abgeschiedene Schicht fixiert sind, die an einer ringförmigen Aluminiumbasis ausgebildet ist, verwendet (siehe zum Beispiel die japanische Offenlegungsschrift Nr. 2000-87282 ). Jedoch, wenn der Wafer unter Verwendung der Schneidklinge geschnitten wird, können Abplatzungen, Risse und dergleichen an der vorderen Oberflächenseite des Wafers ausgebildet werden. Wenn Abplatzungen, Risse und dergleichen ausgebildet werden, wird die Biegefestigkeit der Bauelementchips abgesenkt und es entsteht ein Problem, dass die Qualität der Bauelementchips sinkt.
Im Hinblick auf dieses Problem wurde anstelle eines Schneidens des Wafers durch eine Schneidklinge ein Plasmateilungsverfahren zum Durchführen eines Plasmaätzens an dem Wafer, um den Wafer in einzelne Bauelementchips zu teilen, entwickelt und in der Praxis eingesetzt (siehe zum Beispiel die japanische Offenlegungsschrift Nr. 2006-114825 ). Um einen Wafer durch ein Plasmateilungsverfahren zu teilen, wird zuerst die vordere Oberflächenseite des Wafers mit einem Resistfilm beschichtet, der eine fotosensitive organische Substanz beinhaltet, unter Verwendung eines Drehbeschichters. Der Drehbeschichter weist zum Beispiel einen Einspanntisch auf, der eine Halteoberfläche zum saugenden Halten des Wafers beinhaltet. Eine Drehantriebsquelle wie ein Antriebsmotor ist mit einer Seite gegenüber der Halteoberfläche des Einspanntischs verbunden.
Um die vordere Oberflächenseite des Wafers mit dem Resistfilm zu Beschichten, wird zuerst die hintere Oberflächenseite des Wafers durch die Halteoberfläche gehalten. Dann, in einem Zustand, in dem der Einspanntisch durch die Drehantriebsquelle gedreht wird, wird ein flüssiges Resistmaterial, das eine fotosensitive organische Substanz beinhaltet, ein Lösemittel und dergleichen auf die vordere Oberflächenseite des Wafers getropft. Das Resistmaterial wird in einer Richtung zu der Umgebung des Wafers durch eine Zentrifugalkraft verteilt, um die vordere Oberflächenseite des Wafers zu beschichten. Danach, wenn das Resistmaterial getrocknet wird, verdampft das Lösemittel und die vordere Oberflächenseite des Wafers ist mit dem Resistfilm beschichtet. Als nächstes wird der Resistfilm, der an den Straßen liegt, unter Verwendung einer Belichtungsvorrichtung, einer Entwicklungsvorrichtung und dergleichen entfernt, sodass der Resistfilm gemustert ist. Dann, mit diesem Resistfilm als eine Maske, wird ein Plasmaätzen auf dem Wafer durchgeführt. Als ein Ergebnis wird der Wafer in einzelne Bauelementchips geteilt.
Im Übrigen, um einen Bauelementchip an einer elektrischen Vorrichtung zu befestigen, war es konventionell notwendig, den Bauelementchip und einen Verbindungsanschluss, die miteinander durch einen Draht verbunden sind, mit einem Kunststoff zu versiegeln, sodass der Verbindungsanschluss freiliegt, wodurch eine Packung wie eine Quad flat no leaded-Packung (QFN) auszubilden. Jedoch ist in den vergangenen Jahren der Bedarf nach einer Reduktion der Größe, der Dicke, des Gewichts und dergleichen der Bauelementchips, die in elektronischen Vorrichtungen befestigt werden, gestiegen. Um mit diesem Bedarf umzugehen, wurde eine Wafer level chip size-Packung (im Folgenden einfach als WL-CSP bezeichnet) entwickelt, bei der die Bauelementchips und der Verbindungsanschluss nicht miteinander durch einen Draht verbunden sind und ein Teil des Bauelementchips freiliegt. Die WL-CSP ermöglicht, Reduktionen hinsichtlich der Größe und dergleichen im Vergleich zu solchen Packungen wie der QFN.
Bei einem Wafer zum Herstellen der WL-CSP ist eine Verdrahtungsschicht an der vorderen Oberflächenseite des Wafers ausgebildet, ein Kunststofffilm ist so ausgebildet, dass er teilweise die Verdrahtungsschicht verdeckt, und mehrere Erhöhungen (nämlich hervorstehende Elektroden), die elektrisch mit der Verdrahtungsschicht verbunden sind, sind so ausgebildet, dass sie von dem Kunststofffilm hervorstehen. In dem Fall des Herstellens der WL-CSP wurde auch das Anwenden von Plasmaätzen an dem Wafer ausprobiert, um den Wafer in einzelne WL-CSPs zu teilen (siehe zum Beispiel die japanische Offenlegungsschrift Nr. 2017-103330 ).
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Jedoch, in dem Fall des Ausbildens eines Kunststofffilms wie einem Resistfilm an einem Wafer zum Ausbilden des WL-CSP unter Verwendung eines Drehbeschichters, kann ein Fluss des flüssigen Kunststoffmaterials zur umfänglichen Seite des Wafers durch die Erhöhungen in dem Prozess des Verteilens des Kunststoffmaterials durch eine Zentrifugalkraft blockiert werden. Zusätzlich ist es schwierig für das Kunststoffmaterial, um die Erhöhungen in Vertiefungen in Umgebungen der Erhöhungen zu fließen. Darum ist es schwierig, das Gesamte der vorderen Oberflächenseite mit dem Kunststofffilm zu beschichten. Solch Schwierigkeiten beim Beschichten führen zu einer geringeren Ausbeute. Die vorliegende Erfindung wurde unter Beachtung dieser Probleme getätigt. Entsprechend ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, das Gesamte einer vorderen Oberfläche eines Wafers zu beschichten, an dem Erhöhungen an der vorderen Oberflächenseite ausgebildet sind, mit einem Kunststofffilm in dem Fall des Anwendens von Plasmaätzen an dem Wafer, um den Wafer zu teilen.
In Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Werkstückbearbeitungsverfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks bereitgestellt, das mit mehreren Erhöhungen in jedem von mehreren Bereichen bereitgestellt ist, die durch mehrere Straßen aufgeteilt sind, die an einer vorderen Oberflächenseite des Werkstücks gesetzt sind. Das Werkstückbearbeitungsverfahren beinhaltet: einen Halteschritt zum Halten des Werkstücks mit der vorderen Oberfläche des Wafers nach unten gerichtet, sodass diese einer oberen Oberflächenseite einer Basis zugewandt ist, zu der ein flüssiger, aushärtbarer Kunststoff zugeführt wird; einen Beschichtungsschritt zum Bewegen des Werkstücks nach unten, um die vordere Oberflächenseite des Werkstücks gegen den aushärtbaren Kunststoff zu drücken, wodurch eine gesamte vordere Oberfläche des Werkstücks mit dem aushärtbaren Kunststoff beschichtet wird, sodass der aushärtbare Kunststoff in Lücken zwischen den Erhöhungen und der vorderen Oberfläche eintritt und die Erhöhungen in den aushärtbaren Kunststoff eingebettet sind; einen Aushärtschritt zum Aushärten des aushärtbaren Kunststoffs, um einen Kunststofffilm auszubilden; einen Aufbringungsschritt für einen Laserstrahl zum Aufbringen eines Laserstrahls, der eine solche Wellenlänge aufweist, dass sie durch den Kunststofffilm absorbiert wird, auf dem Kunststofffilm entlang jeder Straße, um dadurch den Kunststofffilm an jeder Straße nach dem Aushärtschritt zu entfernen; und einen Teilungsschritt zum Zuführen eines Gasplasmas zu dem Werkstück, um das Werkstück entlang jeder Straße in einzelne Bauelementchips mit einem Kunststofffilm als eine Maske zu teilen, nach dem Aufbringungsschritt für einen Laserstrahl.
Vorzugsweise beinhaltet das
Werkstückbearbeitungsverfahren ferner einen Schritt zum dünnen Ausgestalten, um eine Oberfläche des Kunststofffilms durch ein Schneidwerkzeug zu schneiden, um den Kunststofffilm vor dem Aufbringungsschritt für einen Laserstrahl dünn auszugestalten.
In dem Beschichtungsschritt des Bearbeitungsverfahrens entsprechend einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die vordere Oberflächenseite des Werkstücks gegen den flüssigen aushärtbaren Kunststoff gedrückt, um dadurch das Gesamte der vorderen Oberfläche des Werkstücks mit dem aushärtbaren Kunststoff in einer solchen Weise zu drücken, dass der aushärtbare Kunststoff in Spalte zwischen den Erhöhungen und der vorderen Oberfläche eintritt und dass die Erhöhungen in den aushärtbaren Kunststoff eingebettet sind. Da die Erhöhungen an der vorderen Oberflächenseite gegen den flüssigen aushärtbaren Kunststoff gedrückt werden, anstatt dass eine Zentrifugalkraft verwendet wird, wird sichergestellt, dass, sogar wenn die Erhöhungen in einer Weise bereitgestellt sind, dass sie von den Bauelementen hervorstehen, das Gesamte der vorderen Oberflächenseite des Wafers inklusive der Umgebung der Erhöhungen mit dem aushärtbaren Kunststoff in einer gleichmäßigen Dicke beschichtet werden kann. Plasmaätzen wird an der vorderen Oberflächenseite des Wafers mit dem Kunststofffilm, der durch Aushärten des aushärtbaren Kunststoffs ausgebildet wurde, als eine Maske durchgeführt, sodass der Wafer in einzelne Bauelementchips geteilt wird. Als ein Ergebnis kann die Ausbeute im Vergleich zu dem Fall erhöht werden, in dem der Resistfilm unter Verwendung eines Drehbeschichters ausgebildet wird.
Die obigen und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung und die Art, diese zu realisieren, werden ersichtlicher und die Erfindung selbst wird am besten durch ein Studium der folgenden Beschreibung und der angehängten Ansprüche unter Bezugnahme auf die angehängten Zeichnungen, die eine bevorzugte Ausführungsform Erfindung zeigen, verstanden.
Figurenliste

1A ist eine perspektivische Ansicht eines Wafers;
1B ist eine Schnittansicht des Wafers;
2 stellt einen Kunststoffzufuhrschritt dar;
3 stellt einen Halteschritt dar;
4 stellt einen Beschichtungsschritt dar;
5 stellt einen Aushärtschritt dar;
6 stellt einen Schritt zum dünnen Ausgestalten dar;
7A stellt einen Aufbringungsschritt für einen Laserstrahl dar;
7B ist eine Schnittansicht des Wafers und dergleichen nach dem Aufbringungsschritt für einen Laserstrahl;
7C ist eine vergrößerte Ansicht einer Nähe einer Nut;
8A stellt einen Teilungsschritt dar;
8B ist eine Schnittansicht des Wafers und dergleichen nach dem Teilungsschritt;
8C ist eine Schnittansicht einer WL-CSP; und
9 ist ein Flussdiagramm eines Waferbearbeitungsverfahrens.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug zu den angehängten Figuren beschrieben. In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Wafer 11 (Werkstück) zum Herstellen einer WL-CSP bearbeitet, um eine WL-CSP auszubilden. 1A ist eine perspektivische Ansicht des Wafers 11 und 1B ist eine Schnittansicht des Wafers 11. Der Wafer 11 ist ein scheibenförmiger Siliziumwafer, der eine Dicke in der Größenordnung von 500 µm bis 1000 µm aufweist. Es sei angemerkt, dass ein Material, eine Form, ein Aufbau, eine Größe und dergleichen des Wafers 11 nicht beschränkt sind. Ein Wafer 11, der aus einem Halbleitermaterial, das nicht Silizium ist, ausgebildet ist, wie Siliziumcarbid (SiC) kann auch verwendet werden.
Mehrere geplante Teilungslinien (Straßen) 13, die in einem Gittermuster angeordnet sind, sind an einer vorderen Oberfläche 11a des Wafers 11 gesetzt. Ein Bauelement 15 ist in jedem der Bereiche, die durch die mehreren Straßen 13 aufgeteilt sind, ausgebildet. Ein Teil des Bauelements 15 an der vorderen Oberflächenseite 11a ist eine flache Oberfläche 15a und mehrere Erhöhungen (hervorstehende Elektroden) 15b sind an dem Bauelement 15 in einer solchen Weise fixiert, dass sie von der flachen Oberfläche 15a hervorstehen. Die Erhöhungen 15b der vorliegenden Ausführungsform sind im Wesentlichen sphärisch, aber die Erhöhungen können auch in einer Prisma- oder zylindrischen Form ausgebildet sein.
Als nächstes wird ein Verfahren zum Bearbeiten eines Wafers zum Zeitpunkt eines Herstellens einer WL-CSP aus dem Wafer 11 im Folgenden mit Bezug zu 2 bis 9 beschrieben. In dem Bearbeitungsverfahren der vorliegenden Ausführungsform wird zuerst ein Kunststofffilm an der vorderen Oberflächenseite 11a des Wafers 11 ausgebildet, sodass die Erhöhungen 15b bedeckt werden, unter Verwendung einer Anbringungsvorrichtung 10 (siehe 2 bis 5). Die Anbringungsvorrichtung 10 weist eine plattenförmige Basis 12 auf, die aus einem Glas (Float-Glas, Quarzglas oder dergleichen) ausgebildet ist. UV-Lampen 14a, die ultraviolette Strahlung (UV) emittieren, sind unterhalb einer unteren Oberfläche 12a der Basis 12 bereitgestellt (siehe 3 bis 5). Es sei angemerkt, dass die Basis 12, die UV-Strahlen, die von den UV-Lampen 14a aufgebracht werden, transmittiert.
Eine scheibenförmige aus Plastik hergestellte dünne Folie 14b (z.B. aus PET hergestellt), die hinsichtlich ihrer Fläche kleiner als eine Oberfläche 12b der Basis 12 ist, wird an der oberen Oberfläche 12b fixiert. Die dünne Folie 14b dient als eine Schutzfolie, die einen aushärtenden Kunststoff, der später beschrieben wird, daran hindert, in Kontakt mit der oberen Oberfläche 12b zu kommen. Es sei angemerkt, dass die dünne Folie 14b, die UV-Strahlen, die von den UV-Lampen 14a aufgebracht werden, transmittiert. Eine Düse 16 ist an einer oberen Seite der dünnen Folie 14b bereitgestellt. Die Düse 16 ist an einer Düsenbewegungseinheit (nicht dargestellt) fixiert und durch eine Betätigung der Düsenbewegungseinheit kann die Düse 16 zwischen einem inneren Bereich, der an der oberen Seite der dünnen Folie 14b liegt, und einem äußeren Bereich, der an einer äußeren Seite relativ zu der Umgebung der dünnen Folie 14b liegt, bewegt werden.
Eine Kunststoffzufuhrquelle 18 ist mit der Düse 16 verbunden. Ein flüssiger aushärtbarer Kunststoff wird von der Kunststoffzufuhrquelle 18 zu der Düse 16 zugeführt. In der vorliegenden Ausführungsform wird ein UV-aushärtender Kunststoff 17 (siehe 2) als der aushärtbare Kunststoff verwendet. Der UV-aushärtbare Kunststoff 17 ist ein Epoxidkunststoff, ein Polyesterkunststoff oder dergleichen. Es sei angemerkt, dass ein thermisch aushärtender Kunststoff oder ein spontan aushärtender Kunststoff, der durch Mischen einer Hauptreagenz und einer Aushärtreagenz ausgehärtet wird, auch anstelle des UV-aushärtenden Kunststoffs 17 verwendet werden können.
Eine Trägereinheit 20 zum Halten und Tragen des Wafers 11 ist an der oberen Seite der dünnen Folie 14b bereitgestellt (siehe 3 bis 5). Die Trägereinheit 20 weist einen scheibenförmigen Rahmenkörper 22 auf, der aus einem Metall ausgebildet ist. Der Rahmenkörper 22 ist in einem unteren Abschnitt mit einer scheibenförmigen Vertiefung 22a ausgebildet. Eine Öffnung der Vertiefung 22a ist an einer unteren Oberfläche des Rahmenkörpers 22 freigelegt und eine untere Oberfläche der Vertiefung 22a liegt oberhalb der Öffnung. Eine scheibenförmige poröse Platte 24, die aus einer porösen Keramik ausgebildet ist, ist in der Vertiefung 22a fixiert. Eine Oberfläche 24a der porösen Platte 24, die an der offenen Seite der Vertiefung 22a liegt, ist im Wesentlichen flach und eben mit der unteren Oberfläche des Rahmenkörpers 22.
Die Vertiefung 22a ist mit mehreren ersten Flusskanälen 22b radial ausgebildet. Jeder der mehreren ersten Flusskanäle 22b ist mit einem Ende eines zweiten Flusskanals 22c verbunden, der in den Rahmenkörper 22 in einer Dickenrichtung des Rahmenkörpers 22 eindringt. Zusätzlich ist ein anderes Ende des zweiten Flusskanals 22c mit einer Saugquelle 26, wie einer Saugstrahlpumpe, verbunden. Wenn die Saugquelle 26 betätigt wird, wirkt ein negativer Druck an der einen Oberfläche 24a der porösen Platte 24 durch die ersten Flusskanäle 22b und den zweiten Flusskanal 22c. Als ein Ergebnis dient die eine Oberfläche 24a der porösen Platte 24 als eine Halteoberfläche, die den Wafer 11 und dergleichen durch ein Saugen hält.
Mehrere Arme 28 sind mit einem oberen Abschnitt des Rahmenkörpers 22 verbunden und die mehreren Arme 28 werden zwischen dem inneren Bereich, der an der oberen Seite der dünnen Folie 14b liegt, und dem äußeren Bereich, der an der äußeren Seite relativ zu der Umgebung der dünnen Folie 14b liegt, bewegt. Als nächstes wird ein Schritt zum Ausbilden eines Kunststofffilms an der vorderen Oberflächenseite 11a des Wafers 11, sodass die Erhöhungen 15b bedeckt sind, unter Verwendung der Anbringungsvorrichtung 10 beschrieben. 22 stellt einen Kunststoffzufuhrschritt S10 dar.
Bei dem Kunststoffzufuhrschritt S10 ist eine Düse 16 oberhalb im Wesentlichen des Zentrums der dünnen Folie 14b positioniert und der UV-aushärtende Kunststoff 17 wird von der Düse 16 zu der dünnen Folie 14b zugeführt. Zum Beispiel in einem Fall, in dem der Durchmesser des Wafers 11 300 mm ist, werden 70 ml des UV-aushärtenden Kunststoffs 17 zum Ausbilden eines Kunststofffilms zugeführt, der eine Dicke von der flachen Oberfläche 15a von 1 mm aufweist. Da der UV-aushärtende Kunststoff 17 eine vorbestimmte Viskosität aufweist, wird er zum Beispiel in einer Kuppelform in einer Nähe einer Position direkt unterhalb der Düse 16 angeordnet. Nach dem Kunststoffzufuhrschritt S10 wird die hintere Oberfläche 11b unter einem Saugen durch die eine Oberfläche 24a der Trägereinheit 20 gehalten, sodass der Wafer 11 der dünnen Folie 14b zugewandt ist (Halteschritt S20). 3 stellt den Halteschritt S20 dar. In dem Halteschritt S20 weist der Wafer 11 seine vordere Oberfläche 11a nach unten gerichtet auf und die vordere Oberflächenseite 11a ist dem UV-aushärtenden Kunststoff 17 zugewandt, der an der oberen Oberflächenseite 12b der Basis 12 liegt.
Nach dem Halteschritt S20 wird der Wafer 11 nach unten unter Verwendung der Trägereinheit 20 bewegt, um die vordere Oberfläche 11a des Wafers 11 geeignet gegen den UV-aushärtenden Kunststoff 17 in einer solchen Weise zu drücken, dass die Erhöhungen 15b nicht in Kontakt mit der dünnen Folie 14b kommen (Beschichtungsschritt S30). In diesem Fall wird ein Abstand zwischen unteren Enden der Erhöhungen 15b und eine obere Oberfläche der dünnen Folie 14b auf einen Abstand entsprechend einer Höhe von einer der zwei Erhöhungen 15b gesetzt. Zum Beispiel in einem Fall, in dem eine Höhe einer Erhöhung 15b 100 µm ist, werden die unteren Enden der Erhöhungen 15b und die obere Oberfläche der dünnen Folie 14b durch einen Abstand von 100 µm bis 200 µm beabstandet. 4 stellt den Beschichtungsschritt S30 dar.
Der UV-aushärtende Kunststoff 17 tritt in die Spalte 15c zwischen den Erhöhungen 15b und der flachen Oberfläche 15a ein und die Erhöhungen 15b sind in den UV-aushärtenden Kunststoff 17 eingebettet. Als ein Ergebnis wird das Gesamte der vorderen Oberfläche 11a des Wafers 11 mit dem UV-aushärtenden Kunststoff 17 beschichtet. In dieser Weise werden in dem Beschichtungsschritt S30 der vorliegenden Ausführungsform die Erhöhungen 15b an der vorderen Oberflächenseite 11a gegen den flüssigen UV-aushärtenden Kunststoff 17 gedrückt, anstatt dass eine Zentrifugalkraft eingesetzt wird. Darum können die Spalte zwischen den Erhöhungen 15b und der flachen Oberfläche 15a und das Gesamte der vorderen Oberflächenseite 11a des Wafers 11 mit dem UV-aushärtenden Kunststoff 17 in einer gleichmäßigen Dicke beschichtet werden.
Nach dem Beschichtungsschritt S30 werden UV-Strahlen auf dem UV-aushärtenden Kunststoff 17 von den UV-Lampen 14a durch die Basis 12 und die dünne Folie 14b zum Beispiel mehrere Sekunden aufgebracht, um dadurch den UV-aushärtenden Kunststoff 17 auszuhärten. Als ein Ergebnis wird ein Kunststofffilm 19 an der vorderen Oberflächenseite 11a des Wafers 11 ausgebildet (Aushärtschritt S40). 5 stellt den Aushärtschritt S40 dar. Die Verwendung des UV-aushärtenden Kunststoffs 17 weist ein Vorteil auf, dass der ausgehärtete Kunststofffilm 19 in einer kurzen Zeit im Vergleich zu dem Fall ausgebildet werden kann, in dem ein thermisch aushärtender Kunststoff oder ein spontan aushärtender Kunststoff verwendet wird.
Danach wird die Trägereinheit 20 nach oben bewegt. Eine haftvermittelnde Kraft zwischen den Kunststofffilm 19 und der aus PET ausgebildeten dünnen Folie 14b ist schwächer als eine haftvermittelnde Kraft zwischen dem Kunststofffilm 19 und der vorderen Oberflächenseite 11a des Wafers 11. Darum, wenn die Trägereinheit 20 nach oben bewegt wird, kann der Wafer einfach von der dünnen Folie 14b abgelöst werden. Nachdem der Wafer 11 von der dünnen Folie 14b abgelöst wurde, wird ein aus Kunststoff ausgebildetes Schutzband 21 (siehe 6) größer im Durchmesser als der Wafer 11 an der hinteren Oberflächenseite 11b des Wafers 11 unter Verwendung einer Bandanbringungseinheit (nicht dargestellt) angebracht.
Zusätzlich wird ein metallischer ringförmiger Rahmen (nicht dargestellt) an einem umfänglichen Abschnitt des Schutzbands 21 angebracht, um eine Wafereinheit 23 auszubilden. Die Wafereinheit 23 wird zu einer Schneidwerkzeug-Schneidvorrichtung 30 gebracht. Die Schneidwerkzeug-Schneidvorrichtung 30 weist einen Einspanntisch 32 auf. Ein Tischbewegungsmechanismus (nicht dargestellt), der eine Kugelrollspindel und dergleichen beinhaltet, ist unter dem Einspanntisch 32 bereitgestellt. Wenn der Tischbewegungsmechanismus betätigt wird, wird der Einspanntisch 32 in einer vorbestimmten Bearbeitungszufuhrrichtung bewegt.
Eine scheibenförmige poröse Platte (nicht dargestellt), die aus einer porösen Keramik ausgebildet ist, ist an einer oberen Oberflächenseite des Einspanntischs 32 fixiert. Eine Saugquelle (nicht dargestellt) wie eine Saugstrahlpumpe ist mit der porösen Platte verbunden. Wenn die Saugquelle betätigt wird, wirkt ein negativer Druck an einer oberen Oberfläche der porösen Platte, sodass die obere Oberfläche der porösen Platte als eine Halteoberfläche 32a dient, die die Wafereinheit 23 durch ein Saugen hält. Eine Schneidwerkzeug-Schneideinheit 34 ist an der oberen Seite der Halteoberfläche 32a bereitgestellt.
Die Schneidwerkzeug-Schneideinheit 34 weist ein rohrförmiges Spindelgehäuse 34a auf. Das Spindelgehäuse 34a ist an einer Z-Achsen-Bewegungsplatte (nicht dargestellt) fixiert, die in einer Z-Achsen-Richtung bewegt werden kann und die mit einem Z-Achsen-Bewegungsmechanismus (nicht dargestellt) verbunden ist. Ein Teil einer Spindel 34b ist in dem Spindelgehäuse 34a in einer sich drehenden Weise aufgenommen. Eine Drehantriebsquelle (nicht dargestellt) wie ein Motor ist mit einem oberen Endabschnitt der Spindel 34b verbunden. Andererseits ist ein unterer Endabschnitt der Spindel 34b an einem Äußeren des Spindelgehäuses 34a freiliegend.
Eine scheibenförmige Scheibenbefestigung 34c ist an einem unteren Endabschnitt der Spindel 34b fixiert. Eine obere Oberflächenseite einer scheibenförmigen Schneidwerkzeugscheibe 36, die aus einem Metall wie Edelstahl oder Aluminium ausgebildet ist, ist an einer unteren Oberflächenseite der Scheibenbefestigung 34c befestigt. Ein Schneidwerkzeug 38 ist an einem Teil eines umfänglichen Abschnitts, der an einer unteren Oberflächenseite der Schneidwerkzeugscheibe 36 liegt, befestigt. Das Schneidwerkzeug 38 weist im Wesentlichen einen prismatischen Basisabschnitt 38a auf, der an der Schneidwerkzeugscheibe 36 befestigt ist.
Eine Schneidkante 38b, die aus Diamant oder dergleichen ausgebildet ist, ist an einem Endabschnitt des Basisabschnitts 38a an einer Seite gegenüber der Schneidwerkzeugscheibe 36 fixiert. Zusätzlich ist ein Gewichtsabschnitt 40 mit einem anderen Teil des umfänglichen Abschnitts verbunden, der an der unteren Oberflächenseite der Schneidwerkzeugscheibe 36 liegt. Ein Schwerpunkt des Gewichtsabschnitts 40 ist an einer Position einer Punktsymmetrie mit einem Schwerpunkt des Schneidwerkzeugs 38 bezüglich des Drehzentrums der Schneidwerkzeug-Schneideinheit 34 angeordnet. Mit dem Gewichtsabschnitt 40 so bereitgestellt wird eine Balance zum Zeitpunkt des Drehens der Schneidwerkzeug-Schneideinheit 34 vorteilhaft im Vergleich zu dem Fall ausgebildet, in dem der Gewichtsabschnitt 40 nicht vorliegt.
Eine vordere Oberflächenseite 19a des Kunststofffilms 19 wird unter Verwendung der Schneidwerkzeug-Schneidvorrichtung 30 geschnitten, um den Kunststofffilm 19 dünn auszugestalten (Schritt zum dünnen Ausgestalten S50). 6 stellt den Schritt zum dünnen Ausgestalten S50 dar. In dem Schritt zum dünnen Ausgestalten S50 wird zuerst die Seite der Wafereinheit 23 mit der Schutzfolie 21 durch die Halteoberfläche 32a des Einspanntischs 32 gehalten. Als ein Ergebnis liegt der Kunststofffilm 19 der Wafereinheit 23 an der oberen Seite frei. Als nächstes, durch Betätigen der Drehantriebsquelle, wird die Schneidwerkzeug-Schneideinheit 34 mit der Spindel 34b als ein Drehzentrum gedreht und ein unteres Ende der Schneidkante 38b wird an einer Position leicht tiefer als eine Höhe der oberen Enden der Erhöhungen 15b angepasst.
Als nächstes wird der Einspanntisch 32 in einer Bearbeitungszufuhrrichtung (X-Achsen-Richtung) orthogonal zu der Z-Achsen-Richtung bewegt. Als ein Ergebnis werden der Kunststofffilm 19 und Teile an einer oberen Abschnittsseite der Erhöhungen 15b durch das Schneidwerkzeug 38 geschnitten und die obere Abschnittsseite der Erhöhungen 15b wird von der Kunststofffolie 19 freigelegt. Nach dem Schritt S50 zum dünnen Ausgestalten wird die Wafereinheit 23 zu einer Laserbearbeitungsvorrichtung 50 (siehe 7A) getragen. Wie die Schneidwerkzeug-Schneidvorrichtung 30 weist auch die Laserbearbeitungsvorrichtung 50 einen Einspanntisch (nicht dargestellt) auf, der die Schutzbandseite 21 der Wafereinheit 23 durch Saugen hält. Ein θ-Tisch (nicht dargestellt) zum Drehen des Einspanntischs ist mit der unteren Seite des Einspanntischs verbunden und ein X-Achsen-Bewegungsmechanismus (nicht dargestellt), der den Einspanntisch in der Bearbeitungszufuhrrichtung (X-Achsen-Richtung) bewegt, ist mit der unteren Seite des θ-Tischs verbunden.
Ein Bearbeitungskopf 52, der einen gepulsten Laserstrahl L aufbringt, ist an der oberen Seite des Einspanntischs (siehe 7A) bereitgestellt. Der Laserstrahl L, der von dem Bearbeitungskopf 52 aufgebracht wird, weist zum Beispiel eine Wellenlänge von 355 nm, eine Wiederholungsfrequenz von 200 kHz und eine durchschnittliche Leistung von 2 W und eine Pulsweite in einer Größenordnung von 1 Nanosekunde auf. Die Wellenlänge von 355 nm ist ein Beispiel der Wellenlänge, die durch den Kunststofffilm 19 absorbiert wird. Mit dem Laserstrahl L, der auf einem Teil des Kunststofffilms 19 aufgebracht wird, durchläuft ein Teil des Kunststofffilms 19 eine Ablation und wird entfernt.
Der Laserstrahl L wird auf dem Kunststofffilm 19 entlang jeder Straße 13 unter Verwendung der Laserbearbeitungsvorrichtung 50 aufgebracht, um den Kunststofffilm 19 an jeder Straße 13 zu entfernen (Laserstrahlaufbringungsschritt S60). 7A stellt den Laserstrahlaufbringungsschritt S60 dar. In dem Laserstrahlaufbringungsschritt S60 wird zuerst eine Orientierung des Wafers 11 durch den θ-Tisch angepasst, sodass die X-Achsen-Richtung der Laserbearbeitungsvorrichtung 50 und einer Straße 13 zueinander parallel sind. Dann wird der Laserstrahl L von einem Ende zu dem anderen Ende der einen Straße 13 aufgebracht, um den Kunststofffilm 19 an der einen Straße 13 zu entfernen.
Darauffolgend wird der Bearbeitungskopf 52 in eine Indexzufuhr in einer Y-Achsenrichtung orthogonal zu der X-Achsenrichtung versetzt und der Bearbeitungskopf 52 wird direkt oberhalb einer weiteren Straße 13 benachbart zu der ersten Straße 13 in der Y-Achsen-Richtung positioniert. Dann wird der Laserstrahl L von einem Ende zu dem anderen Ende der anderen Straßen 13 aufgebracht, um den Kunststofffilm 19 an der anderen Straße 13 zu entfernen. Ähnlich wird der Kunststofffilm 19 entlang all den Straßen 13 parallel zu der X-Achsen-Richtung aufgebracht, worauf der Wafer 11 um 90 Grad unter Verwendung des θ-Tischs gedreht wird. Dann wird ähnlich der Kunststofffilm 19 entlang der nicht bearbeiteten Straßen 13 entfernt. Es sei angemerkt, dass in dem Laserstrahlaufbringungsschritt S60 in einem Fall, in dem eine Testelementgruppe (TEG) und/oder ein Low-k-Film an den Straßen 13 vorliegt, diese zusammen mit dem Kunststofffilm 19 entfernt werden.
7B ist eine Schnittansicht des Wafers 11 und dergleichen nach dem Laserstrahlaufbringungsschritt S60. Durch den Laserstrahlaufbringungsschritt S60 wird eine Nut 19b, die entlang jeder Straße 13 gesetzt ist und die vordere Oberfläche 11a des Wafers 11 erreicht, in dem Kunststofffilm 19 ausgebildet. Als ein Ergebnis wird der Kunststofffilm 19 mit einem Muster versehen. 7C ist eine vergrößerte Ansicht in der Nähe der Nut 19b. Es sei angemerkt, dass, obwohl nicht in 7C dargestellt, in dem Laserstrahlaufbringungsschritt S60 die vordere Oberflächenseite 11a des Wafers 11 entlang den Straßen 13 entfernt wird oder eine thermisch modifizierte Schicht an der vorderen Oberflächenseite 11a entlang der Straßen 13 ausgebildet werden kann.
Nach dem Laserstrahlaufbringungsschritt S60 wird die Wafereinheit 23 zu einer Plasmaätzvorrichtung 54 getragen (siehe 8A). Die Plasmaätzvorrichtung 54 in der vorliegenden Ausführungsform ist ein Direktplasmatyp, bei dem ein Gas in einem Plasmazustand in einer Kammer durch ein kapazitives Kopplungssystem umgewandelt wird, jedoch kann ein Fernplasmatyp, bei dem ein Plasmagas außerhalb einer Kammer in die Kammer zugeführt wird, auch verwendet werden. Die Plasmaätzvorrichtung 54 weist eine Kammer (nicht dargestellt) auf, die aus einem Metall ausgebildet und geerdet ist. Die Kammer ist mit einem Türabschnitt (nicht dargestellt) bereitgestellt, der als Einbringweg für die Wafereinheit 23 dient, und eine Auslasseinheit (nicht dargestellt) zum Auslassen eines Inneren der Kammer ist an mit einer Position, die sich von dem Türabschnitt unterscheidet, verbunden.
Eine Tischbasis (nicht dargestellt) ist in dem Inneren der Kammer bereitgestellt. Die Tischbasis ist mit einer elektrostatischen Einspannung (nicht dargestellt) zum Halten der Wafereinheit 23 und einer Vorspannungselektrode (nicht dargestellt) bereitgestellt, die elektrisch von der elektrostatischen Einspannung getrennt ist und mit einer Hochfrequenzleistungsquelle (nicht dargestellt) durch einen Blockkondensator (nicht dargestellt) verbunden ist. Ein gitterförmiges Plasmadiffusionselement (nicht dargestellt), das aus einem Metall ausgebildet ist, ist zwischen der oberen Seite der Tischbasis und einem Deckenabschnitt der Kammer bereitgestellt. Ein Gaszufuhrrohr (nicht dargestellt) ist an einem oberen Abschnitt der Kammer in der Weise dargestellt, dass es im Wesentlichen senkrecht zu dem Deckenabschnitt der Kammer verbunden ist. Mit dem Gaszufuhrrohr in der vorliegenden Ausführungsform ist eine erste Gaszufuhrquelle, die SF₆ aufweist, und eine zweite Gaszufuhrquelle, die C₄F₈ aufweist, verbunden, jedoch sind die Arten der Gase, die verwendet werden können, nicht auf dieses Beispiel beschränkt.
In der vorliegenden Ausführungsform unter Verwendung des gemusterten Kunststofffilms 19 als eine Maske wird der Wafer 11 entlang der Straßen 13 in einzelne Bauelementchips durch einen Boschprozess (Teilungsschritt S70) geteilt. 8A stellt den Teilungsschritt S70 dar. In dem Teilungsschritt S70 wird zuerst die Wafereinheit 23 zu der elektrostatischen Einspannung gebracht und die Wafereinheit 23 wird durch die elektrostatische Einspannung in einer solchen Weise gehalten, dass der Kunststofffilm an der oberen Seite freiliegt und das Schutzband 21 in Kontakt mit der elektrostatischen Einspannung gebracht wird. Dann wird der Türabschnitt geschlossen und die Auslasseinheit wird betätigt, um das Innere der Kammer auf einen vorbestimmten Druck zu bringen.
Als nächstes, in einem Zustand, in dem die elektrische Leistung von der Hochfrequenzleistungsquelle zu der Vorspannungselektrode zugeführt wird, wird SF₆ von der ersten Gaszufuhrquelle durch das Gaszufuhrrohr in die Kammer für einen ersten vorbestimmten Zeitraum zugeführt. Das SF₆-Gas wird in einen Plasmazustand in der Kammer versetzt und das SF₆-Gasplasma wird zu der vorderen Oberflächenseite 11a des Wafers 11 zugeführt. Das SF₆-Gasplasma (nämlich ein Ätzgas P), das zu der vorderen Oberflächenseite 11a des Wafers 11 zugeführt wird, enthält Fluorionen, Fluorradikale und dergleichen und der Wafer 11 wird durch das Ätzgas P (Ätzschritt) geätzt.
Darauffolgend wird die Zufuhr des SF₆-Gases von der ersten Gaszufuhrquelle angehalten und C₄F₈ wird von der zweiten Gaszufuhrquelle zu dem Gaszufuhrrohr für einen zweiten vorbestimmten Zeitraum zugeführt. Als ein Ergebnis wird C₄F₈-Gasplasma zu der vorderen Oberflächenseite 11a des Wafers zugeführt. Durch das C₄F₈-Gasplasma werden Seitenoberflächen und untere Oberflächen der geätzten Nuten (nicht dargestellt) in der vorderen Oberfläche 11a des Wafers 11 mit einem CF-basierten polymerisierten Film (Beschichtungsschritt) beschichtet. Ferner, durch abwechselndes Umschalten der Art des Gases, das in die Kammer zugeführt wird, wird der Ätzschritt und der Beschichtungsschritt mehrfach wiederholt. Der Wafer 11 wird durch Nuten 11c geteilt, die in dem Wafer 11 entlang der Straßen 13 ausgebildet sind, sodass WL-CSPs (Bauelementchips) ausgebildet werden.
8B ist eine Schnittansicht des Wafers 11 und dergleichen nach dem Teilungsschritt S70. 8C ist eine Schnittansicht einer WL-CSP 25. Es sei angemerkt, dass 9 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Bearbeiten des Wafers 11 ist. In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Plasmaätzen an der vorderen Oberflächenseite 11a des Wafers 11 mit dem Kunststofffilm 19 als eine Maske durchgeführt, sodass der Wafer 11 in die einzelnen WL-CSPs 25 aufgeteilt wird und darum kann die Ausbeute im Vergleich mit einem Fall verbessert werden, in dem der Resistfilm durch einen Drehbeschichter ausgebildet wird.
Es sei angemerkt, dass in einem Fall, in dem ein Raum, in dem der Kunststofffilm 19 nicht vorhanden ist, zwischen den Erhöhungen 15b und der flachen Oberfläche 15a ausgebildet ist, die Gefahr besteht, dass die Festigkeit der WL-CSPs 25 reduziert ist. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Kunststofffilm 19 durch den Beschichtungsschritt S30 und dergleichen wie oben beschrieben ausgebildet, sodass solch ein Raum kaum ausgebildet wird. Darum kann ein Abfallen der Festigkeit der WL-CSPs 25 verhindert werden. Zusätzlich in einem Fall, in dem ein Raum zwischen den Erhöhungen 15b und der flachen Oberfläche 15a ausgebildet wird, kann ein Heizen des Wafers 11 während eines Plasmaätzens verursachen, dass Luft, die in dem Raum vorhanden ist, sich ausdehnt, was darin resultiert, dass der Wafer 11, der Kunststofffilm 19 und dergleichen einfach beschädigt werden oder reißen. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Raum jedoch kaum zwischen den Erhöhungen 15b und der vorderen Oberfläche 11a ausgebildet und darum kann ein Beschädigen oder Reißen des Wafers 11, des Kunststofffilms 19 und dergleichen verhindert werden. Anders als oben können die Strukturen, Verfahren und dergleichen entsprechend der vorliegenden Ausführungsform insoweit wie benötigt verändert werden, solange diese Modifikationen nicht von dem Umfang des Ziels der vorliegenden Erfindung abweichen. Während der Boschprozess in dem oben beschriebenen Teilungsschritt S70 angepasst wird, kann der Beschichtungsschritt ausgelassen werden und nur der Ätzschritt kann ausgeführt werden entsprechend der Dicke des Wafers 11, der durch Ätzen entfernt werden soll.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Details der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsform beschränkt. Der Umfang der Erfindung wird durch die angehängten Patentansprüche definiert und alle Änderungen und Modifikationen, die in das Äquivalente des Schutzbereichs der Ansprüche fallen, sind daher von der Erfindung umfasst.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2000087282 [0003]
JP 2006114825 [0004]
JP 2017103330 [0007]

Claims

Werkstückbearbeitungsverfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks, das mit mehreren Erhöhungen in jedem von mehreren Bereichen bereitgestellt ist, die durch mehrere Straßen aufgeteilt sind, die an einer vorderen Seite des Werkstücks gesetzt sind, wobei das Verfahren aufweist: einen Halteschritt zum Halten des Werkstücks mit der vorderen Oberfläche des Werkstücks nach unten gerichtet, sodass dieses einer oberen Oberflächenseite einer Basis zugewandt ist, zu der ein flüssiger aushärtbarer Kunststoff zugeführt ist; einen Beschichtungsschritt zum Bewegen des Werkstücks nach unten, um die vordere Oberflächenseite des Werkstücks gegen den aushärtbaren Kunststoff zu drücken, wodurch ein Gesamtes der vorderen Oberfläche des Werkstücks mit dem aushärtbaren Kunststoff beschichtet wird, sodass der aushärtbare Kunststoff in Spalte zwischen den Erhöhungen und der vorderen Oberfläche eintritt und die Erhöhungen in den Kunststoff eingebettet sind; einen Aushärtschritt zum Aushärten des aushärtbaren Kunststoffs, um einen Kunststofffilm auszubilden; einen Laserstrahlaufbringungsschritt zum Aufbringen eines Laserstrahls, der eine solche Wellenlänge aufweist, dass sie durch den Kunststofffilm absorbiert wird, auf dem Kunststofffilm entlang jeder Straße, um dadurch den Kunststofffilm an jeder Straße nach dem Aushärtschritt zu entfernen; und einen Teilungsschritt zum Zuführen eines Gasplasmas zu dem Werkstück, um das Werkstück entlang jeder Straße in einzelne Bauelementchips mit dem Kunststofffilm als eine Maske nach dem Laserstrahlaufbringungsschritt zu teilen.
Werkstückbearbeitungsverfahren nach Anspruch 1, ferner aufweisend: einen Schritt zum dünnen Ausgestalten, um eine Oberfläche des Kunststofffilms mit einem Schneidwerkzeug zu schneiden, um den Kunststofffilm vor dem Laserstrahlaufbringungsschritt dünn auszugestalten.