JP2019009372A - ウエーハの研削方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ウエーハからはみ出した部分の樹脂を容易に切断してウエーハを研削できるようにする。【解決手段】ウエーハＷの表面Ｗａを樹脂Ｊで被覆してバンプＷｆによる凹凸を樹脂Ｊで吸収する被覆工程と、ウエーハＷに被覆された樹脂Ｊが完全には硬化しない露光量の紫外線ＵＶを照射して、樹脂Ｊを半硬化状態にする半硬化工程と、ウエーハＷの周縁Ｗｃからはみ出て被覆された樹脂ＪをウエーハＷの周縁Ｗｃに沿って切断する切断工程と、切断工程の後、再び樹脂Ｊに紫外線ＵＶを照射して樹脂Ｊを完全に硬化させる完全硬化工程と、完全硬化工程の後、ウエーハＷの裏面Ｗｂを研削する研削工程とを有する。樹脂Ｊを半硬化状態にして切断工程を実施するので、ウエーハＷの周縁Ｗｃからはみ出た樹脂Ｊを容易に切断できる。その後、樹脂Ｊを完全に硬化させてから、ウエーハＷの研削を実施することで、ウエーハＷを高品質に研削できる。【選択図】図３

Description

本発明は、ウエーハの表面を樹脂で被覆し研削を行うウエーハの研削方法に関する。

近年、半導体デバイスの小型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デバイスの基板実装技術が実用化されている。そして、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厚みのあるバンプが実装された結果、表面に大きな凹凸が形成されているものがある。

このような表面に大きな凹凸のあるウエーハの研削方法として、ウエーハの表面を紫外線により硬化する樹脂で被覆することにより、ウエーハの表面を凹凸のない状態にして研削を行う方法が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。

特開２０１３−１７５６４７号公報 特開２０１２−１６０５１５号公報

しかし、表面が樹脂で覆われているウエーハを研削する際、ウエーハの周縁から樹脂がはみ出ていると、例えば厚さが１００μｍ以下になるまで薄く研削する場合には、研削中に砥石が樹脂を巻き込んでしまい、砥石が破損しやすくなる。そして、砥石が破損すると、研削面の粗さが大きくなるなど、研削品質が低下するという問題が生じる。

そのため、研削を実施する前に、ウエーハの周縁からはみ出た樹脂を切断し除去する必要があるが、樹脂が完全に硬化していると、樹脂を切断することが容易でないとう問題があった。

本発明は、このような問題にかんがみなされたもので、ウエーハの縁からはみ出た樹脂を容易に切断してウエーハを研削できるようにすることを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明は、表面に凹凸を有するウエーハの研削方法であって、ウエーハの表面を樹脂で被覆して該凹凸を該樹脂で吸収する被覆工程と、該被覆工程の実施後、ウエーハに被覆された該樹脂が完全に硬化しない露光量の紫外線を照射して、該樹脂を半硬化状態にする半硬化工程と、該半硬化工程の実施後、ウエーハの周縁からはみ出て被覆された樹脂を切断手段でウエーハの周縁に沿って切断する切断工程と、該切断工程の実施後、再び該樹脂に紫外線を照射して該樹脂を完全に硬化させる完全硬化工程と、該完全硬化工程の実施後、該樹脂側を保持テーブルに保持し研削手段によってウエーハを研削する研削工程と、を有する。

本発明によれば、ウエーハの表面を樹脂で被覆した後、ウエーハに被覆された樹脂が完全には硬化しない露光量の紫外線を照射して樹脂を半硬化状態とし、その半硬化状態の樹脂を切断手段でウエーハの周縁に沿って切断するようにしたので、ウエーハの縁からはみ出た部分の樹脂を容易に切断することができる。その後、再び樹脂に紫外線を照射して樹脂を完全に硬化させてからウエーハの研削を実施することにより、樹脂の巻き込みによる砥石の破損などを生じることなく、ウエーハを高品質に研削することができる。

ウエーハの構造を示す断面図である。 （ａ）は、樹脂用テーブルに樹脂を供給して樹脂用テーブルで樹脂を保持している状態を示す断面図である。（ｂ）は、ウエーハ用テーブルと樹脂用テーブルとを接近させて樹脂をウエーハの表面に被覆する樹脂被覆工程を示す断面図である。 ウエーハに被覆された樹脂が完全には硬化しない露光量の紫外線を照射して、樹脂を半硬化状態にする半硬化工程を示す断面図である。 ウエーハの周縁からはみ出て被覆された樹脂を切断手段でウエーハの周縁に沿って切断する切断工程を示す断面図である。 樹脂に紫外線を照射して樹脂を完全に硬化させる完全硬化工程を示す断面図である。 樹脂側を保持テーブルに保持し研削手段によって研削する研削工程を示す断面図である。

図１に示すウエーハＷは、所定の厚み（例えば３００μｍ）を有するシリコンウエーハであり、その表面Ｗａには、複数の分割予定ラインによって区画された複数の格子状の領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスが形成されている。このデバイスの表面にはそれぞれ複数のバンプ（突起電極）Ｗｆが設けられている。このバンプＷｆは、例えば、高さが１００〜２００μｍ程度に形成されている。ウエーハＷの裏面Ｗｂは、研削加工が施される場合の被研削面となる。
以下に、ウエーハＷの表面Ｗａを樹脂で被覆して裏面Ｗｂを研削する本発明に係るウエーハの切削方法の各工程について説明していく。

（１）樹脂被覆工程
図２（ａ）に示すように、樹脂Ｊを準備する。その際、樹脂用テーブル１０の上面１０ａに吸引保持された保護シートＳの中央領域の上方に供給ノズル２１が位置付けられ、樹脂供給源２２から送出された樹脂Ｊが供給ノズル２１から滴下される。樹脂Ｊは、その表面張力により保護シートＳ上で略半球体状の形態を保つ。適量の樹脂Ｊが保護シートＳの上面に供給された後、供給ノズル２１及び樹脂供給源２２を含む樹脂供給手段は、樹脂用テーブル１０の上方から退避する。

なお、樹脂用テーブル１０は、紫外線を透過するガラス等の透明部材で形成されている。樹脂用テーブル１０は中空構造になっており、その内部に複数のＵＶランプ１１が配置されている。未硬化の樹脂Ｊは、例えば、５００〜５０００ｍＰａ程度の粘度を有する無溶剤形の樹脂であり、紫外線が照射されることで硬化する特性を有している。

樹脂Ｊの準備が完了した後、図２（ｂ）に示す移動手段３１が、ウエーハＷを保持したウエーハ用テーブル３０を樹脂用テーブル１０の上方に移動させ、ウエーハＷの表面Ｗａが保護シートＳ上の樹脂Ｊに向かい合うように、ウエーハＷを位置付ける。ウエーハ用テーブル３０には吸引源３２が接続されており、吸引源３２の真空吸引力によってウエーハＷがウエーハ用テーブル３０の下面に吸着保持されている。そして、ウエーハ用テーブル３０を下降させることで、ウエーハＷのバンプＷｆの頂点と樹脂Ｊとが接触する。

図２（ｂ）に示す状態から、ウエーハ用テーブル３０がさらに下降することで、保護シートＳ上の樹脂ＪがウエーハＷで押圧され、樹脂ＪはウエーハＷの表面Ｗａ上で径方向外側に向かって広がっていく。そして、ウエーハＷのバンプＷｆの根元まで樹脂Ｊが十分に押し込まれる高さ位置までウエーハ用テーブル３０が下降することで、保護シートＳ上の樹脂ＪがウエーハＷの表面Ｗａに押し広げられる。

ウエーハＷのバンプＷｆの根元まで樹脂Ｊが十分に押し込まれる高さ位置までウエーハ用テーブル３０を下降させた後、ウエーハＷの表面Ｗａと保護シートＳの上面との間の樹脂Ｊが分断されない状態を保ちつつ、ウエーハ用テーブル３０の上昇と下降とを複数回（例えば、４〜７回）繰り返す。これにより、ウエーハＷの表面Ｗａ全面に樹脂Ｊが被覆され、バンプＷｆの凹凸を解消する樹脂膜が形成される。

ウエーハＷの表面Ｗａ全面への樹脂Ｊの被覆が完了したら、ウエーハ用テーブル３０は、ウエーハＷの吸引保持を解除し、樹脂用テーブル１０の上方から退避する。この時点で、樹脂用テーブル１０上に保護シートＳ及び樹脂Ｊを介してウエーハＷが載置された状態になる。

（２）半硬化工程
樹脂被覆工程を実施した後、樹脂を半硬化状態にする半硬化工程を実施する。この半硬化工程では、図３に示すように、ＵＶランプ１１を点灯させ、ウエーハＷに被覆された樹脂Ｊが完全には硬化しない露光量の紫外線ＵＶを保護シートＳの下方から樹脂Ｊに照射する。これにより樹脂Ｊが半硬化状態になる。樹脂Ｊが半硬化状態になったら、ＵＶランプ１１を消灯させる。

（３）切断工程
半硬化工程を実施した後、ウエーハＷの周縁Ｗｃからはみ出た樹脂Ｊを切断する切断工程を実施する。この切断工程では、図４に示すように、切断手段４０を樹脂用テーブル１０の上方に移動させ、ウエーハＷを回転させながら、ウエーハＷの周縁Ｗｃからはみ出て被覆された樹脂Ｊを切断手段４０でウエーハＷの周縁に沿って切断し除去する。樹脂Ｊの切断が完了したら、切断手段４０は樹脂用テーブル１０上方から退避する。切断手段４０は、レーザー、ブレード、カッターその他の樹脂を切断できるものであれば特に限定されない。

（４）完全硬化工程
切断工程を実施した後、半硬化状態の樹脂Ｊを完全に硬化させる完全硬化工程を実施する。この完全硬化工程では、図５に示すように、再びＵＶランプ１１を点灯させ、樹脂Ｊが完全に硬化するまで、紫外線ＵＶを保護シートＳの下方から樹脂Ｊに照射する。樹脂Ｊが完全に硬化したら、ＵＶランプ１１を消灯させる。

（５）研削工程
完全硬化工程を実施した後、ウエーハＷの裏面Ｗｂを研削する研削工程を実施する。研削工程は、図６に示すように、ウエーハＷを保持テーブル５１に移載して行う。ウエーハＷは、裏面Ｗｂを上向きにして樹脂J側が保持テーブル５１に吸着保持される。保持テーブル５１は、ウエーハＷを保持した後、研削手段６０の下方に位置付けられる。研削手段６０は、下面６１ａに複数の研削砥石６２が貼着された研削ホイール６１を備える。

研削工程では、保持テーブル５１を所定の速度（例えば、３００ｒｐｍ）で回転させつつ、研削ホイール６１を所定の速度（例えば１０００ｒｐｍ）で回転させながら徐々に下降させて、ウエーハＷの裏面Ｗｂの研削を行う。研削によりウエーハＷが薄化されると、分割予定ラインに沿ってウエーハＷの表面Ｗａに形成された加工溝がウエーハＷの裏面Ｗｂに露出することで、ウエーハＷが分割予定ラインに沿って分割される。

上記のように、本実施形態では、ウエーハＷの表面Ｗａを樹脂Ｊで被覆した後、ウエーハＷに被覆された樹脂Ｊが完全には硬化しない露光量の紫外線ＵＶを照射して、樹脂Ｊを半硬化状態とし、その半硬化状態の樹脂Ｊを切断手段４０でウエーハＷの周縁に沿って切断するようにしたので、ウエーハＷの周縁Ｗｃからはみ出た部分の樹脂Ｊを容易に切断することができる。その後、再び樹脂Ｊに紫外線ＵＶを照射し、樹脂Ｊを完全に硬化させてから、ウエーハＷの研削を実施することにより、樹脂Ｊの巻き込みによる砥石の破損を生ずることなく、ウエーハＷを高品質に研削してチップに分割することができる。研削中に樹脂Ｊの巻き込みが生じないため、ウエーハＷを例えば厚さが１００μｍ以下になるまで薄く研削する場合でも、高品質に研削を行うことができる。

また、本実施形態では、樹脂被覆工程において、ウエーハＷの表面Ｗａと保護シートＳの上面との間の液状の樹脂Ｊが分断されない状態を保ちつつ、ウエーハ用テーブル３０の上昇と下降を複数回繰り返して、樹脂ＪをウエーハＷ上に押し広げていくようにしたので、樹脂Ｊ中に気泡を発生させることなく、ウエーハＷの表面Ｗａの全面を均一に樹脂Ｊで被覆することができる。

なお、本発明の実施形態は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の趣旨を逸脱しない範囲において様々に変更、置換、変形されてもよい。

例えば、上記の実施形態では、ウエーハＷの表面Ｗａを被覆する樹脂Ｊに、樹脂用テーブル１０の内部に配置されたＵＶランプ１１から紫外線ＵＶを照射しているが、樹脂用テーブル１０の外部に配置されたＵＶランプ１１から紫外線ＵＶを照射するようにしてもよい。

ウエーハＷ及び樹脂Ｊの条件を以下のとおりとした。
ウエーハの直径 ： ２００ｍｍ
ウエーハの厚み ： ７００μｍ
ウエーハの素材 ： シリコン
バンプの厚み ： １５０μｍ
樹脂 ： ポリエチレン
樹脂厚 ： ２３０μｍ

そして、半硬化工程及び完全硬化工程における紫外線照射条件を下表のようにした。

紫外線路光量は、以下の式によって求めた。
紫外線露光量（ｍＪ／平方ｃｍ）＝紫外線照度（ｍＷ／平方ｃｍ）×照射時間（秒）

樹脂被覆工程の後、上記の紫外線照射条件にて半硬化工程を実施したところ、切断手段４０によって容易に切断可能な硬さに硬化した半硬化状態の樹脂Ｊからなる樹脂層がウエーハＷの表面Ｗａに形成された。

半硬化工程の後、切断工程を実施することにより、ウエーハＷの周縁Ｗｃからはみ出した部分の樹脂Ｊを容易に切断し除去することができた。

切断工程の後、上記の紫外線照射条件にて完全硬化工程を実施したところ、ウエーハＷの周縁Ｗｃからはみ出した部分のない完全に硬化した樹脂層がウエーハＷの表面Ｗａに形成された。

１０：樹脂用テーブル １１：ＵＶランプ
２１：供給ノズル ２２：樹脂供給源
３０：ウエーハ用テーブル ３１：移動手段 ３２：吸引源
４０：切断手段
５１：保持テーブル
６０：研削手段 ６１：研削ホイール ６２：研削砥石
Ｊ：樹脂 Ｓ：保護シート ＵＶ：紫外線
Ｗ：ウエーハ Ｗａ：表面 Ｗｂ：裏面 Ｗｃ：周縁 Ｗｆ：バンプ

Claims (1)

1. 表面に凹凸を有するウエーハの研削方法であって、
   ウエーハの表面を樹脂で被覆して該凹凸を該樹脂で吸収する被覆工程と、
   該被覆工程の実施後、ウエーハに被覆された該樹脂が完全に硬化しない露光量の紫外線を照射して、該樹脂を半硬化状態にする半硬化工程と、
   該半硬化工程の実施後、ウエーハの周縁からはみ出て被覆された樹脂を切断手段でウエーハの周縁に沿って切断する切断工程と、
   該切断工程の実施後、再び該樹脂に紫外線を照射して該樹脂を完全に硬化させる完全硬化工程と、
   該完全硬化工程の実施後、該樹脂側を保持テーブルに保持し研削手段によってウエーハを研削する研削工程と、を有することを特徴とするウエーハの研削方法。

Images