JP2008182015A - ウエーハの研削方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ウエーハの裏面を平坦面に形成することができるウエーハの研削方法を提供する。
【解決手段】表面に複数の分割予定ラインが格子状に形成されているとともに該複数の分割予定ラインによって区画された複数の領域にデバイスが形成されたウエーハの裏面を研削するウエーハの研削方法であって、ウエーハの表面に液状樹脂を被覆して保護膜を形成する保護膜被覆工程と、ウエーハの表面に被覆された保護膜の表面を切削して平坦面に形成する平坦面加工工程と、ウエーハを保持するチャックテーブルの保持面に保護膜側を載置し、ウエーハの裏面を研削手段により研削して、ウエーハを所定の厚さに形成する裏面研削工程とを含む。
【選択図】図４

Description

本発明は、半導体ウエーハ等のウエーハを所定の厚さに研削するウエーハの研削方法に関する。

半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に配列されたストリートと呼ばれる分割予定ラインによって複数の領域が区画され、この区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスを形成する。そして、半導体ウエーハをストリートに沿って切断することによりデバイスが形成された領域を分割して個々の半導体チップを製造している。また、サファイヤ基板の表面に窒化ガリウム系化合物半導体等が積層された光デバイスウエーハもストリートに沿って切断することにより個々の発光ダイオード、レーザーダイオード等の光デバイスに分割され、電気機器に広く利用されている。このようにして分割されるウエーハは、ストリートに沿って切断する前に研削装置によって裏面が研削され、所定の厚さに加工される。

ウエーハの裏面を研削するにはウエーハの表面に保護テープを貼着して研削装置のチャックテーブルに保護テープ側を載置し、チャックテーブルを回転しつつ回転する研削ホイールをウエーハの裏面に接触させ、研削ホイールを所定量研削送りすることにより、ウエーハを所定の厚さに仕上げている。（例えば、特許文献１参照。）
特開２００６−７５９２９号公報

而して、ウエーハの表面に貼着する保護テープは、厚さが８０μｍ程度のポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）等の樹脂フィルムによって形成されているが、その厚さが一様ではなく場所によって厚さにバラツキがある。このように保護テープの厚さにバラツキがあるため、上述したようにウエーハの裏面を研削すると、保護テープの厚さのバラツキに倣って研削されるので、ウエーハの裏面を平坦面に形成することができない。

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術課題は、ウエーハの裏面を平坦面に形成することができるウエーハの研削方法を提供することにある。

上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、表面に複数の分割予定ラインが格子状に形成されているとともに該複数の分割予定ラインによって区画された複数の領域にデバイスが形成されたウエーハの裏面を研削するウエーハの研削方法であって、
ウエーハの表面に液状樹脂を被覆して保護膜を形成する保護膜被覆工程と、
ウエーハの表面に被覆された保護膜の表面を切削して平坦面に形成する平坦面加工工程と、
ウエーハを保持するチャックテーブルの保持面に保護膜側を載置し、ウエーハの裏面を研削手段により研削して、ウエーハを所定の厚さに形成する裏面研削工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハの研削方法が提供される。

また、本発明によれば、上記保護膜被覆工程を実施する前にウエーハの表面側から複数の分割予定ラインに沿ってデバイスの仕上がり厚さに相当する深さの溝を形成し、上記保護膜被覆工程および上記平坦面加工工程を実施した後、上記裏面研削工程においてウエーハの裏面に溝を表出させてウエーハを複数の分割予定ラインによって個々のデバイスに分割するウエーハの研削方法が提供される。

上記裏面研削工程を実施した後に、ウエーハの表面に被覆された保護膜を除去する保護膜除去工程を実施する。

また、本発明によれば、表面に複数の分割予定ラインが格子状に形成されているとともに該複数の分割予定ラインによって区画された複数の領域にデバイスが形成され該デバイスに複数の電極が設けられているウエーハの裏面を研削するウエーハの研削方法であって、
ウエーハの表面に液状樹脂を被覆して該電極を覆う厚さの保護膜を形成する保護膜被覆工程と、
ウエーハの表面に被覆された保護膜の表面を切削して該電極が露出しない平坦面に形成する平坦面加工工程と、
ウエーハを保持するチャックテーブルの保持面に保護膜側を載置し、ウエーハの裏面を研削手段により研削して、ウエーハを所定の厚さに形成する裏面研削工程と、
該裏面研削工程を実施した後に、ウエーハの表面に被覆された保護膜の表面を切削して該電極を露出させる電極露出工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハの研削方法が提供される。

本発明によるウエーハの研削方法によれば、裏面研削工程においてチャックテーブル上に載置される保護膜の表面は平坦面加工工程を実施することにより平坦面に形成されているので、ウエーハの裏面は平坦面に研削される。

以下、本発明によるウエーハの研削方法の好適な実施形態について、添付図面を参照して更に詳細に説明する。
図１には被加工物であるウエーハとしての半導体ウエーハの斜視図が示されている。図１に示す半導体ウエーハ２は、例えば厚さが３００μmのシリコンウエーハからなっており、その表面２ａには複数の分割予定ライン２１が格子状に形成され、この複数のストリート２１によって区画された複数の領域にそれぞれICやLSI等のデバイス２２が形成されている。

上述した半導体ウエーハ２は、その裏面２bが研削されて所定の厚さに形成される。以下、この半導体ウエーハ２の裏面２bを研削する研削方法の第１の実施形態について、図２乃至図８を参照して説明する。
先ず、半導体ウエーハ２の表面２ａに液状樹脂を被覆して保護膜を形成する保護膜被覆工程を実施する。この保護膜被覆工程は、図２に示す保護膜被覆装置３を用いて実施する。図３に示す保護膜被覆装置３は、ウエーハを保持するスピンナーテーブル３１と、該スピンナーテーブル３１の回転中心における上方に配置された樹脂液供給ノズル３２を具備している。このように構成された保護膜被覆装置３のスピンナーテーブル３１上に半導体ウエーハ２の裏面２b側を載置する。そして、図示しない吸引手段を作動し、スピンナーテーブル３１上に半導体ウエーハ２を吸引保持する。従って、スピンナーテーブル３１上に保持された半導体ウエーハ２は、表面２ａが上側となる。このようにして、スピンナーテーブル３１上に半導体ウエーハ２を保持したならば、図３の(b)に示すようにスピンナーテーブル３１を矢印で示す方向に所定の回転速度（例えば３００〜１０００rpm）で回転しつつ、スピンナーテーブル３１の上方に配置された樹脂液供給ノズル３２から半導体ウエーハ２の表面２ａの中央領域に所定量の液状樹脂３０を所定量滴下する。そして、スピンナーテーブル３１を６０秒間程度回転することにより、図３の(b)に示すように半導体ウエーハ２の表面２ａに保護膜３００が形成される。半導体ウエーハ２の表面２ａに被覆する保護膜３００の厚さは、上記液状樹脂３０の滴下量によって決まるが、５０μm程度でよい。なお、液状樹脂３０としては、炭酸エチレン、エポキシ樹脂、レジスト樹脂等を用いることができる。

上述した保護膜被覆工程を実施することによって半導体ウエーハ２の表面２ａに被覆された保護膜３００は、図３に示すようにその表面３００aが平坦ではない。従って、半導体ウエーハ２の表面２ａに被覆された保護膜３００が乾燥され固化したならば、その表面３００aを平坦に形成する平坦面加工工程を実施する。この平坦面加工工程は、図４に示す切削装置４を用いて実施する。図４に示す切削装置４は、ウエーハを保持するチャックテーブル４１と、該チャックテーブル４１に保持されたウエーハを切削する切削手段４２を具備している。チャックテーブル４１は、図示しない移動手段によって図４において左右方向に移動加工に構成されている。切削手段４２はスピンドルハウジング４２１と、該スピンドルハウジング４２１に回転可能に支持された回転スピンドル４２２と、該回転スピンドル４２２の下端に取付けられた工具取付けマウンター４２３と、該マウンター４２３に取付けられた切削工具としての切削バイト４２４と、上記回転スピンドル４２２を回転駆動するためのサーボモータ４２５を具備している。このように構成された切削装置４のチャックテーブル４１上に半導体ウエーハ２の裏面２b側を載置する。そして、図示しない吸引手段を作動し、チャックテーブル４１上に半導体ウエーハ２を吸引保持する。従って、チャックテーブル４１上に保持された半導体ウエーハ２は、表面２ａに被覆された保護膜３００が上側となる。このようにして、チャックテーブル４１上に半導体ウエーハ２を保持したならば、図４に示すように回転スピンドル４２２を矢印で示す方向に回転するとともに、切削手段４２を所定量下降して切り込み送りを実施し、チャックテーブル４１を矢印で示す方向に所定の速度で移動せしめる。この結果、チャックテーブル４１に保持された半導体ウエーハ２の表面２ａに被覆された保護膜３００は、その表面部が切削バイト４２４によって切削され、図５に示すように表面３００aが平坦に形成される。

上述した平坦面加工工程を実施したならば、半導体ウエーハ２の裏面２bを研削して半導体ウエーハ２を所定の厚さに形成する裏面研削工程を実施する。この裏面研削工程は、図６に示す研削装置５によって実施する。図６に示す研削装置５は、ウエーハを保持するチャックテーブル５１と、該チャックテーブル５１上に保持されたウエーハを研削する研削砥石５２１が装着された研磨工具５２２を備えた研削手段５２とを具備している。裏面研削工程は、研削装置５のチャックテーブル５１上に上述した平坦面加工工程が実施された半導体ウエーハ２の保護膜３００側を載置する。そして、図示しない吸引手段を作動し、チャックテーブル５１上に半導体ウエーハ２を吸引保持する。従って、チャックテーブル５１上に保持された半導体ウエーハ２は、裏面２bが上側となる。このようにして、チャックテーブル５１上に半導体ウエーハ２を保持したならば、図６に示すようにチャックテーブル５１を例えば３００ｒｐｍで回転しつつ、研磨工具５２２を例えば６０００ｒｐｍで回転せしめて半導体ウエーハ２の裏面２ｂに接触し、更に研削工具５２２を所定量下方に研削送りすることにより、半導体ウエーハ２の裏面２ｂを研削して半導体ウエーハ２を所定の厚さ（例えば１００μm）に形成する。この裏面研削工程においては、チャックテーブル５１上に載置される保護膜３００の表面３００aが上記平坦面加工工程を実施することにより平坦面に形成されているので、半導体ウエーハ２の裏面２ｂは図７に示すように平坦面に研削される。

上述した裏面研削工程を実施を実施したならば、半導体ウエーハ２の表面２ａに被覆された保護膜３００を除去する保護膜除去工程を実施する。この保護膜除去工程は、例えば保護膜３００を溶剤によって溶解して除去する。従って、保護膜３００を形成するする樹脂は水溶性であることが望ましい。このようにして、保護膜除去工程を実施することにより、図８に示すように裏面２ｂが平坦面に研削され所定の厚さに形成された半導体ウエーハ２が得られる。以上のようにして、所定の厚さに形成された半導体ウエーハ２は、次工程である分割工程において個々のデバイスに分割される。

次に、本発明によるウエーハの研削方法の第２の実施形態について説明する。
第２の実施形態にウエーハの研削方法は、上記保護膜被覆工程を実施する前に、半導体ウエーハ２の表面２ａ側から複数の分割予定ライン２１に沿ってデバイスの仕上がり厚さに相当する深さの分割溝を形成する分割溝形成工程を実施する。この分割溝形成工程は、図９の(a)に示す切削装置６を用いて実施することができる。図９の(a)に示す切削装置６は、ウエーハを保持するチャックテーブル６１と、切削ブレード６２１を備えた切削手段６２と、撮像手段６３を具備している。このように構成された切削装置６のチャックテーブル６１上に半導体ウエーハ２の裏面２b側を載置する。そして、図示しない吸引手段を作動し、チャックテーブル６１上に半導体ウエーハ２を吸引保持する。従って、チャックテーブル６１上に保持された半導体ウエーハ２は、表面２ａが上側となる。このようにして、半導体ウエーハ２を吸引保持したチャックテーブル６１は、図示しない切削送り機構によって撮像手段６３の直下に位置付けられる。

チャックテーブル６１が撮像手段６３の直下に位置付けられると、撮像手段６３および図示しない制御手段によって半導体ウエーハ２の切削すべき領域を検出するアライメント工程を実行する。即ち、撮像手段６３および図示しない制御手段は、半導体ウエーハ２の所定方向に形成されている分割予定ライン２１と、切削ブレード６２１との位置合わせを行うためのパターンマッチング等の画像処理を実行し、切削領域のアライメントを遂行する（アライメント工程）。また、半導体ウエーハ２に形成されている上記所定方向に対して直角に延びる分割予定ライン２１に対しても、同様に切削領域のアライメントが遂行される。以上のようにしてチャックテーブル６１上に保持されている半導体ウエーハ２の切削領域のアライメントが行われたならば、半導体ウエーハ２を保持したチャックテーブル６１を切削領域の切削開始位置に移動する。そして、切削ブレード６２１を矢印で示す方向に回転しつつ下方に移動して所定量の切り込み送りを実施する。この切り込み送り位置は、切削ブレード６２１の外周縁が半導体ウエーハ２の表面から仕上がり厚さに相当する深さ位置（例えば、１００μｍ）に設定されている。このようにして、切削ブレード６２１の切り込み送りを実施したならば、切削ブレード６２１を回転しつつチャックテーブル６１を矢印Ｘで示す方向に切削送りすることによって、図９の（ｂ）に示すように所定の分割予定ライン２１に沿ってデバイスの仕上がり厚さに相当する深さ（例えば、１００μｍ）の分割溝２３が形成される。この分割溝形成工程を半導体ウエーハ２に形成された全ての分割予定ライン２１に沿って実施する。

上述した分割溝形成工程を実施したならば、上記保護膜被覆工程および平坦面加工工程を実施する。
次に、上記裏面研削工程を実施し、半導体ウエーハ２の裏面２bに上述した分割溝形成工程において形成された分割溝２３を表出させることにより、図１０に示すように半導体ウエーハ２は複数の分割予定ライン２１に沿って個々のデバイス２２に分割される。なお、半導体ウエーハ２は個々のデバイス２２に分割されるが、半導体ウエーハ２の表面２aには保護膜３００が形成されているのでバラバラにはならず、半導体ウエーハ２の形態が維持される。この裏面研削工程においては、上述したようにチャックテーブル５１上に載置される保護膜３００の表面３００aが上記平坦面加工工程を実施することにより平坦面に形成されているので、個々のデバイス２２の裏面は平坦面に研削される。このようにして、裏面研削工程を実施したならば、半導体ウエーハ２の表面２ａに被覆された保護膜３００を除去する保護膜除去工程を実施することにより、個々に分割されたデバイスを得ることができる。

次に、本発明によるウエーハの研削方法の第３の実施形態について説明する。
第３の実施形態にウエーハの研削方法は、図１１に示すように上述した図１に示す半導体ウエーハ２に形成された複数個のデバイス２２の表面にそれぞれ複数個のスタッドバンプ（電極）２２０が設けられている形態のウエーハの研削方法である。
第３の実施形態のウエーハの研削方法においては、先ずエポキシ樹脂等のアンダーフィル材を用いて上記保護膜被覆工程を実施し、図１２に示すように半導体ウエーハ２の表面２aに保護膜３００を被覆する。この保護膜３００は、デバイス２２の表面に形成されたスタッドバンプ（電極）２２０を覆う厚さに形成する。なお、保護膜被覆工程において半導体ウエーハ２の表面２aに被覆された保護膜３００の表面３００aは平坦ではない。

上述した保護膜被覆工程を実施したならば、上記平坦面加工工程を実施し、図１３に示すように半導体ウエーハ２の表面２aに被覆された保護膜３００の表面３００aを平坦に形成する。このとき、デバイス２２の表面に設けられたスタッドバンプ（電極）２２０の汚染を防止するために、保護膜３００の表面３００aにスタッドバンプ（電極）２２０が露出しないようにする。

上述した平坦面加工工程を実施したならば、裏面研削工程を実施を実施し、図１４に示すように半導体ウエーハ２の裏面２bを研削して半導体ウエーハ２を所定の厚さに形成する裏面研削工程を実施する。この裏面研削工程においては、上述したようにチャックテーブル５１上に載置される保護膜３００の表面３００aが上記平坦面加工工程を実施することにより平坦面に形成されているので、半導体ウエーハ２の裏面２ｂは平坦面に研削される。

次に、半導体ウエーハ２の表面２aに被覆された保護膜３００の表面３００aを切削し、デバイス２２の表面に設けられたスタッドバンプ（電極）２２０を露出させる電極露出工程を実施する。この電極露出工程は、上記図４に示す切削装置４を用い、切削手段４２の切り込み送り量を上記平坦面加工工程より大きくして実施する。この結果、図１５に示すようにデバイス２２の表面に設けられたスタッドバンプ（電極）２２０は、半導体ウエーハ２の表面２aに被覆された保護膜３００の表面３００aに露出する。このようにして電極露出工程が実施された半導体ウエーハ２は、次工程である分割工程において個々のデバイスに分割される。このようにして分割された個々のデバイスは、配線基板にスタッドバンプ（電極）２２０側が実装されるが、保護膜３００（アンダーフィル材）が配線基板とデバイスとの隙間を埋める。

本発明によるウエーハの研削方法によって加工される半導体ウエーハの斜視図。 本発明によるウエーハの研削方法の第１の実施形態における保護膜被覆工程の説明図。 図２に示す保護膜被覆工程が実施された半導体ウエーハの拡大断面図。 本発明によるウエーハの研削方法の第１の実施形態における平坦面加工工程の説明図。 図４に示す平坦面加工工程が実施された半導体ウエーハの拡大断面図。 本発明によるウエーハの研削方法の第１の実施形態における裏面研削工程の説明図。 図６に示す裏面研削工程が実施された半導体ウエーハの拡大断面図。 本発明によるウエーハの研削方法の第１の実施形態における保護膜除去工程が実施された半導体ウエーハの拡大断面図。 本発明によるウエーハの研削方法の第２の実施形態における分割溝形成工程の説明図。 本発明によるウエーハの研削方法の第２の実施形態における裏面研削工程が実施された半導体ウエーハの拡大断面図。 本発明によるウエーハの研削方法の第３の実施形態によって加工される半導体ウエーハの斜視図。 本発明によるウエーハの研削方法の第３の実施形態における保護膜被覆工程が実施された半導体ウエーハの拡大断面図。 本発明によるウエーハの研削方法の第３の実施形態における平坦面加工工程が実施された半導体ウエーハの拡大断面図。 本発明によるウエーハの研削方法の第３の実施形態における裏面研削工程が実施された半導体ウエーハの拡大断面図。 本発明によるウエーハの研削方法の第３の実施形態における電極露出工程が実施された半導体ウエーハの拡大断面図。

符号の説明

２：半導体ウエーハ
２１：分割予定ライン
２２：デバイス
２２０：電極
２３：分割溝
３：保護膜被覆装置
３１：スピンナーテーブル
３２：樹脂液供給ノズル
３００：保護膜
４：切削装置
４１：チャックテーブル
４２：切削手段
４２４：切削バイト
５：研削装置
５１：チャックテーブル
５２：研削手段
６：切削装置
６１：チャックテーブル
６２：切削手段
６２１：切削ブレード

Claims (4)

1. 表面に複数の分割予定ラインが格子状に形成されているとともに該複数の分割予定ラインによって区画された複数の領域にデバイスが形成されたウエーハの裏面を研削するウエーハの研削方法であって、
   ウエーハの表面に液状樹脂を被覆して保護膜を形成する保護膜被覆工程と、
   ウエーハの表面に被覆された保護膜の表面を切削して平坦面に形成する平坦面加工工程と、
   ウエーハを保持するチャックテーブルの保持面に保護膜側を載置し、ウエーハの裏面を研削手段により研削して、ウエーハを所定の厚さに形成する裏面研削工程と、を含む、
   ことを特徴とするウエーハの研削方法。
2. 該保護膜被覆工程を実施する前にウエーハの表面側から複数の分割予定ラインに沿ってデバイスの仕上がり厚さに相当する深さの分割溝を形成する分割溝形成工程を実施し、保護膜被覆工程および該平坦面加工工程を実施した後、該裏面研削工程においてウエーハの裏面に分割溝を表出させてウエーハを複数の分割予定ラインに沿って個々のデバイスに分割する、請求項１記載のウエーハの研削方法。
3. 裏面研削工程を実施した後に、ウエーハの表面に被覆された保護膜を除去する保護膜除去工程を実施する、請求項１又は２記載のウエーハの研削方法。
4. 表面に複数の分割予定ラインが格子状に形成されているとともに該複数の分割予定ラインによって区画された複数の領域にデバイスが形成され該デバイスに複数の電極が設けられているウエーハの裏面を研削するウエーハの研削方法であって、
   ウエーハの表面に液状樹脂を被覆して該電極を覆う厚さの保護膜を形成する保護膜被覆工程と、
   ウエーハの表面に被覆された保護膜の表面を切削して該電極が露出しない平坦面に形成する平坦面加工工程と、
   ウエーハを保持するチャックテーブルの保持面に保護膜側を載置し、ウエーハの裏面を研削手段により研削して、ウエーハを所定の厚さに形成する裏面研削工程と、
   該裏面研削工程を実施した後に、ウエーハの表面に被覆された保護膜の表面を切削して該電極を露出させる電極露出工程と、を含む、
   ことを特徴とするウエーハの研削方法。

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