JP4781765B2

JP4781765B2 - 半導体ウェーハのバックグラインド用保護テープ

Info

Publication number: JP4781765B2
Application number: JP2005287589A
Authority: JP
Inventors: 智小田嶋; 清文田中; 則義細野
Original assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd
Priority date: 2005-09-30
Filing date: 2005-09-30
Publication date: 2011-09-28
Anticipated expiration: 2025-09-30
Also published as: JP2007103415A

Description

本発明は、バックグラインドにより薄く加工される半導体ウェーハのバックグラインド用保護テープに関するものである。

シリコンウェーハに代表される半導体ウェーハは、通常７００〜８００μｍの厚さを有する平面円形に形成されるが、このままでは実装時に厚すぎて電気・電子機器の小型化の障害となる。特にこの問題は、半導体同士を積層して使用する場合に顕著な傾向を示すこととなる。

そこで、従来においては、半導体ウェーハの表面に回路パターンが形成された後、半導体ウェーハの裏面を研削して薄くするバックグラインド作業が行なわれている。このバックグラインド作業は、図示しないが、先ず、半導体ウェーハの回路パターンが形成された表面に使い捨ての保護テープを粘着し、チャックテーブルに半導体ウェーハを保護テープを介して吸着固定し、その後、チャックテーブルを一方向に回転させるとともに、このチャックテーブルとは逆の他方向等に回転する砥石により研削液をかけながら半導体ウェーハの裏面を研削する（特許文献１、２参照）。

この作業の際、保護テープは、チャックテーブルと半導体ウェーハとの摩擦に伴う回路パターンの損傷を防止したり、研削かすを含む研削液による回路パターンの汚染を防止するよう機能する。
特開２００５‐１９１２９６号公報特開２００４‐３１１７５０号公報

従来における保護テープは、以上のように半導体ウェーハの回路パターンが形成された表面に粘着され、バックグラインド作業の終了後に剥離されてそのまま廃棄処分されるので、資源を有効利用したり、廃棄物の削減を図ることができないという大きな問題がある。

本発明は上記に鑑みなされたもので、廃棄物の削減を図ることのできる半導体ウェーハのバックグラインド用保護テープを提供することを目的としている。

本発明においては上記課題を解決するため、固定キャリアに搭載され、バックグラインドされる半導体ウェーハのパターン面を可撓性の保護テープにより保護する半導体ウェーハのバックグラインド用保護テープであって、
固定キャリアは、剛性を有する支持基材と、この支持基材の表面周縁部に貼り着けられて半導体ウェーハを保護テープを介し着脱自在に粘着保持する変形可能な保持層とを含み、支持基材の表面に、保持層に被覆される区画空間を凹み形成するとともに、この区画空間内に、保持層を支持する複数の突起を形成し、支持基材には、区画空間に連通する給排孔を設け、保持層を、区画空間内の気体を外部に給排孔を介し排気することにより変形させ、この変形により保持層に保持された半導体ウェーハを取り外し可能とし、
保護テープは、合成樹脂フィルムからなる非伸縮性の基材層と、この基材層に積層接着されて半導体ウェーハのパターン面に着脱自在に粘着される密着支持層とを含み、基材層の引張り弾性率を１０〜１００ＭＰａの範囲とし、密着支持層を弾性のエラストマーにより形成するとともに、この密着支持層の半導体ウェーハのパターン面に粘着する表面を鏡面に形成したことを特徴としている。

ここで、特許請求の範囲における半導体ウェーハは、Ｓｉウェーハ、ＧａＰウェーハ、２００ｍｍタイプ、３００ｍｍタイプ、４５０ｍｍタイプ等を特に問うものではなく、周縁部にオリフラやノッチが形成されていても良いし、そうでなくても良い。基材層と密着支持層との間には、接着シート等からなる他の層が単数複数介在しても良いし、そうでなくても良い。さらに、半導体ウェーハのバックグラインド用保護テープは、半導体ウェーハの保護に資するのであれば、平面円形、矩形、多角形等の任意の形状に適宜形成することができる。

本発明によれば、バックグラインド作業終了後に剥離したバックグラインド用保護テープをそのまま廃棄するのではなく、反復利用するので、資源を有効利用することができ、廃棄物の削減を図ることができるという効果がある。また、運搬が容易な固定キャリアに半導体ウェーハを搭載するので、バックグラインド以後の工程に半導体ウェーハを円滑に移送することができる。
また、バックグラインド用保護テープを単独でハンドリングが容易な肉厚に形成することができるので、作業性や取扱性の向上が期待できる。また、基材層の引張り弾性率を１０〜１００ＭＰａの範囲とするので、使用時に伸びや収縮が生じたり、永久変形により以後の作業が困難になるのを防ぐことが可能になる。さらに、密着支持層の表面が鏡面なので、半導体ウェーハに密着支持層を粘着した後に空気が侵入するのを防止することが可能になる。

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態を説明すると、本実施形態における半導体ウェーハのバックグラインド用保護テープ１は、図１ないし図４に示すように、非伸縮性の基材層２と、この基材層２の片面である表面に積層接着され、３００μｍ以下の厚さにバックグラインドされる半導体ウェーハ１０の回路パターンが形成された表面１１に着脱自在に粘着される弾性の密着支持層３とを備えた厚手の多層構造に形成される。

バックグラインド用保護テープ１の基材層２と密着支持層３とは、図３や図４に示すように、バックグラインドされる半導体ウェーハ１０の大きさに対応するよう同じ大きさ、あるいは僅かに拡径で可撓性の円板形にそれぞれ形成される。

基材層２は、所定の合成樹脂を用いた製造法により、１０以上、好ましくは１０〜１００ＭＰａの引張り弾性率を有するとともに、５０〜２００μｍの厚さを有する合成樹脂フィルムに形成される。この基材層２は、高い厚さ精度が求められる関係上、キャスティング、押出成形、押出後の二軸延伸等の製造方法により、厚さ精度が±３μｍ程度に抑えられたフィルムとされる。

基材層２の具体的な材料としては、特に限定されるものではないが、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ＰＩ、ＰＡＩ、ＰＥＩ、ＰＥＳ、ＰＰＳ、ポリアリレート、ＬＣＰ等が好適に使用される。また、基材層２の引張り弾性率が１０〜１００ＭＰａの範囲なのは、引張り弾性率が１０ＭＰａ未満の場合には、使用時に伸びや収縮が生じて支障を来たし、逆に１００ＭＰａを超える場合には、永久変形を招いて次回の作業に困難を来たすからである。

密着支持層３は、２０〜７５のＪＩＳＡ硬度を有するとともに、１０〜５００μｍの厚さを有するエラストマーを用いて形成される。この密着支持層３の具体的な材料としては、特に限定されるものではないが、弾性を有するシリコーンゴム、フッ素系ゴム、アクリルゴム、熱可塑性エラストマー等が好適に使用される。また、密着支持層３の表面は、粘着後の空気の侵入を防止することができるよう鏡面に形成され、Ｒａが３．６μｍ以下の表面粗さとされる。

半導体ウェーハ１０は、図２に示すように、３００ｍｍ（１２インチ）タイプの平面円形に形成され、鏡面である表面１１に回路パターンが形成されており、３００μｍ以下、好ましくは１００μｍ以下の厚さにバックグラインドされる。

上記において、半導体ウェーハ１０の裏面をバックグラインドする場合には図１に示すように、先ず、半導体ウェーハ１０の回路パターンが形成された表面１１にバックグラインド用保護テープ１を隙間なく密着し、チャックテーブル２０に半導体ウェーハ１０をバックグラインド用保護テープ１を介して吸着固定する。
チャックテーブル２０の表面は略半球形に形成され、この湾曲した表面に沿って半導体ウェーハ１０がバックグラインド用保護テープ１を介して吸着固定される。

こうしてチャックテーブル２０に半導体ウェーハ１０を固定したら、チャックテーブル２０を一方向に回転させ、回転する複数の砥石２１を純水２２を供給しながら半導体ウェーハ１０の裏面に部分的に接触させれば、半導体ウェーハ１０の裏面をバックグラインドして薄く加工することができる。このようにして半導体ウェーハ１０は、バックグラインドされ、その後、ストレスリリーフ工程、及びダイシングフレームマウント工程に順次供される。

そして、バックグラインド用保護テープ１は、ダイシングフレームマウント工程を経た半導体ウェーハ１０の表面１１から剥離され、必要に応じて洗浄された後、バックグラインド前の他の半導体ウェーハ１０の表面１１に再び密着する。以下、上記作業が繰り返されることとなる。

上記構成によれば、バックグラインド作業終了後に剥離したバックグラインド用保護テープ１をそのまま廃棄するのではなく、反復利用するので、資源を有効利用することができ、廃棄物の大幅な削減を図ることができる。さらに、バックグラインド用保護テープ１を単独でハンドリングが容易な肉厚に形成するので、作業性や取扱性の著しい向上が期待できる。

次に、図５、図６は本発明の第２の実施形態を示すもので、この場合には、固定キャリア３０に搭載されてバックグラインドされる半導体ウェーハ１０の表面１１をバックグラインド用保護テープ１により保護するようにしている。

固定キャリア３０は、剛性を有する支持基材３１と、この支持基材３１の周縁部３２に接着されて３００ｍｍタイプの半導体ウェーハ１０をバックグラインド用保護テープ１を介して着脱自在に粘着保持する変形可能な可撓性の保持層３７とを備え、半導体製造後工程で使用されるとともに、この半導体製造後工程で半導体ウェーハ１０が搬送される際、半導体ウェーハ１０を保持した状態で機密性の高い基板収納容器に収納される。

固定キャリア３０の支持基材３１と保持層３７とは、それぞれ半導体ウェーハ１０と同径あるいは拡径の平面円形に形成される。支持基材３１は、所定の材料を使用して薄板に形成され、基板収納容器に確実に収納することができるよう半導体ウェーハ１０よりも４ｍｍの範囲で拡径に形成されるとともに、保持層３７よりも僅かに拡径の円板とされており、エンドレスの周縁部３２に包囲された平面円形の領域が浅く平坦に凹み形成される。

支持基材３１の材料としては、特に限定されるものではないが、例えば支持基材３１に半導体ウェーハ１０が搭載された場合の撓み量を５ｍｍ以下に抑制可能なポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリエチレン、アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、アルミニウム合金、マグネシウム合金、ガラス、ステンレス等があげられる。

支持基材３１の凹まった領域の表面と保持層３７との間には、空気の流通する区画空間３３が形成され、この区画空間３３に連通する丸い給排孔３４が厚さ方向に穿孔されており、凹まった表面には、保持層３７の裏面を接着支持する複数の突起３５が上方に向けて突出形成される。支持基材３１の給排孔３４には、バキューム装置３６がチューブ等を介し着脱自在に接続され、このバキューム装置３６が動作して区画空間３３が減圧されることにより保持層３７が変形する。

複数の突起３５は、支持基材３１の凹まった表面に成形法、サンドブラスト法、エッチング法等により隙間をおいて配列形成される。各突起３５は、支持基材３１の周縁部表面と略同じ高さの円錐台形や円柱形に形成され、０．０５ｍｍ以上の高さで揃えられるが、これは、０．０５ｍｍ未満の高さの場合には、十分な高さの区画空間３３を形成することができず、保持層３７の変形に支障を来たすからである。

保持層３７は、可撓性、柔軟性、耐熱性、粘着性に優れるウレタン系、フッ素系、シリコーン系、アクリル系等の薄いエラストマーを使用して半導体ウェーハ１０の直径よりも０．５〜４ｍｍ拡径の薄膜に成形され、支持基材３１の周縁部表面に接着剤や接着層を介して接着されるとともに、複数の突起３５の平坦な先端面に接着剤や接着層を介して接着される。

この保持層３７は、支持基材３１や突起３５への接着後、区画空間３３内の空気が給排孔３４から外部に排気されることにより凹凸に変形し、この凹凸に変形した表面の凸部先端面がグラインダや研削盤等により薄く平坦にグラインドされることにより平面精度の向上が図られる。

このような保持層３７は、バキューム装置３６の吸引動作で区画空間３３が負圧化されることにより、複数の突起３５の配列パターンに応じてＸＹ方向に凸凹に連続的に変形し、密着保持した半導体ウェーハ１０のバックグラインド用保護テープ１との間に空気流入用の隙間を生じさせ、保持した半導体ウェーハ１０を取り外し可能とする。

半導体ウェーハ１０は、その周縁部端面が厚さ方向に断面半円形に湾曲形成され、搬送パッドや専用ロボットにより保持層３７上に密着してその裏面が薄くバックグラインドされる。この半導体ウェーハ１０の周縁部には、結晶方位の判別や位置合わせ用のオリフラやノッチが適宜形成される。
半導体ウェーハ１０の表面１１を保護するバックグラインド用保護テープ１の基材層２は、保持層３７の材質や必要に応じ、材質が選択的に変更される。その他の部分については、上記実施形態と同様であるので説明を省略する。

本実施形態においても、上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、しかも、運搬が容易な固定キャリア３０に半導体ウェーハ１０を搭載するので、バックグラインド以後の工程に半導体ウェーハ１０を円滑に移送することができるのは明らかである。

本発明に係る半導体ウェーハのバックグラインド用保護テープの実施形態におけるバックグラインド作業の状態を示す説明図である。本発明に係る半導体ウェーハのバックグラインド用保護テープの実施形態における半導体ウェーハを示す斜視説明図である。本発明に係る半導体ウェーハのバックグラインド用保護テープの実施形態を示す斜視説明図である。本発明に係る半導体ウェーハのバックグラインド用保護テープの実施形態を示す断面説明図である。本発明に係る半導体ウェーハのバックグラインド用保護テープの第２の実施形態における固定キャリアを示す平面説明図である。本発明に係る半導体ウェーハのバックグラインド用保護テープの第２の実施形態における固定キャリアを示す部分断面説明図である。

符号の説明

１バックグラインド用保護テープ
２基材層
３密着支持層
１０半導体ウェーハ
１１表面（パターン面）
２０チャックテーブル
２１砥石
２２純水
３０固定キャリア
３１支持基材
３２周縁部
３３区画空間
３４給排孔
３５突起
３６バキューム装置
３７保持層

Claims

固定キャリアに搭載され、バックグラインドされる半導体ウェーハのパターン面を可撓性の保護テープにより保護する半導体ウェーハのバックグラインド用保護テープであって、
固定キャリアは、剛性を有する支持基材と、この支持基材の表面周縁部に貼り着けられて半導体ウェーハを保護テープを介し着脱自在に粘着保持する変形可能な保持層とを含み、支持基材の表面に、保持層に被覆される区画空間を凹み形成するとともに、この区画空間内に、保持層を支持する複数の突起を形成し、支持基材には、区画空間に連通する給排孔を設け、保持層を、区画空間内の気体を外部に給排孔を介し排気することにより変形させ、この変形により保持層に保持された半導体ウェーハを取り外し可能とし、
保護テープは、合成樹脂フィルムからなる非伸縮性の基材層と、この基材層に積層接着されて半導体ウェーハのパターン面に着脱自在に粘着される密着支持層とを含み、基材層の引張り弾性率を１０〜１００ＭＰａの範囲とし、密着支持層を弾性のエラストマーにより形成するとともに、この密着支持層の半導体ウェーハのパターン面に粘着する表面を鏡面に形成したことを特徴とする半導体ウェーハのバックグラインド用保護テープ。