JP2012231058A

JP2012231058A - ウエーハの加工方法

Info

Publication number: JP2012231058A
Application number: JP2011099302A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Kubota; 一弘久保田
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2011-04-27
Filing date: 2011-04-27
Publication date: 2012-11-22

Abstract

【課題】ウエーハの外周に円形加工を施す際の加工時間を短縮し、生産効率の向上を図ることのできるウエーハの加工方法を提供すること。
【解決手段】チャックテーブル１０でウエーハ１１を保持するウエーハ保持ステップと、ウエーハ１１の外周部上方に切削ブレード１６を位置付ける切削ブレード位置づけステップと、切削ブレード１６位置づけステップを実施した後、切削ブレード１６をウエーハ１１に対して接近する方向に移動させるとともに、切削ブレード１６がウエーハ１１に接触するまでにチャックテーブル１０の回転を開始し、回転するウエーハ１１へ切削ブレード１６で第１の深さに達するまで切り込み、切削ブレード１６が第１の深さに達したなら切り込み送りを停止するとともにチャックテーブル１０を一回転以上回転させてウエーハ１１の外周部に第１の深さを有する円形溝２５を形成する加工ステップと、を具備したことを特徴とする。
【選択図】図５

Description

本発明は、ウエーハの外周部に切削ブレードを切り込ませつつウエーハを回転することでウエーハの外周部に円形の加工溝を形成するウエーハの加工方法に関する。

ＩＣ、ＬＳＩ等の数多くのデバイスが表面に形成され、且つ個々のデバイスが格子状に形成された複数の分割予定ライン（ストリート）によって区画された半導体ウエーハは、研削装置によって裏面が研削されて所定の厚みに加工された後、切削装置（ダイシング装置）によって分割予定ラインを切削して個々のデバイスへと分割され、分割されたデバイスは携帯電話、パソコン等の各種電気機器に広く利用されている。

ウエーハの裏面を研削する研削装置は、ウエーハを保持するチャックテーブルと、チャックテーブルに保持されたウエーハを研削する研削砥石を有する研削ホイールが回転可能に装着された研削手段とを備えていて、ウエーハを高精度に所望の厚みに研削できる。

ところで、従来より、半導体ウエーハには、半導体前半プロセス中における割れや発塵防止のために、その外周に表面から裏面に至る円弧状の面取り部が形成されている。通常、半導体ウエーハに対する面取りは半導体ウエーハ製造過程で実施される。

このように外周に面取り部を有するウエーハの裏面を研削してウエーハを薄くすると、面取り部に円弧面と研削面とによって形成されたナイフエッジが残存して危険であるとともに外周に欠けが生じてデバイスの品質を低下させることがある。

この問題を解決するために、特開２０００−１７３９６１号公報又は特開２００７−１５８２３９号公報は、半導体ウエーハの外周に形成された面取り部と平坦部との境界部分の表面に切り込みを形成して面取り部を部分的に除去した後、ウエーハの厚みが切り込み深さよりも薄くなるまでウエーハの裏面研削を行う半導体装置の製造方法を開示している。このウエーハ外周部分の切削はエッジトリミングと称される。

特開２０００−１７３９６１号公報では、ウエーハの上方に位置付けた切削ブレードを所定高さ位置（所定深さ）まで下降させウエーハに切り込んだ後、ウエーハを回転させることによりウエーハの外周部に円形加工を施している。

一方、特開２００７−１５８２３９号公報では、ウエーハ外周の外側で所定高さ位置に切削ブレードを位置付けた後、切削ブレードとウエーハとを水平方向に相対移動させることで切削ブレードをウエーハの外周部に切り込ませ、その後、ウエーハを回転させることによりウエーハの外周部に円形加工を施している。

また、特開平８−１０７０９２号公報は、２枚のウエーハを貼り合わせてＳＯＩウエーハ（ＳｉｌｉｃｏｎｏｎＩｎｓｕｌａｔｏｒＷａｆｅｒ）を形成し、ダイシング装置のスピンドルの先端に研削砥石を装着して、この研削砥石によりＳＯＩウエーハの未接着領域を研削して取り除く方法を開示している。

一方、特開平１１−５４４６１号公報は、切削ブレードによりサイズの大きなウエーハを円形に切削して、サイズの小さなウエーハを形成するウエーハのダウンサイジング方法を開示している。

特開２０００−１７３９６１号公報特開２００７−１５８２３９号公報特開平８−１０７０９２号公報特開平１１−５４４６１号公報

ところが、特許文献１又は特許文献４に開示されているように、静止したウエーハの上方から切削ブレードを下降させることで切削ブレードをウエーハに切り込ませる際には、切削ブレードに負荷がかかり切削ブレードが撓むことを回避するため、切削ブレードの下降速度を非常に遅くせざるをえないという問題がある。

また、所定高さ位置（所定深さ）までウエーハに切削ブレードを切り込ませた後にウエーハを回転させる際には、所定深さ分のウエーハを除去しつつ加工が遂行されるため、切削ブレードに負荷がかかり切削ブレードが撓むことを回避するため、ウエーハの回転速度を非常に遅くせざるをえず、加工に時間がかかるという問題がある。

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、ウエーハの外周に円形加工を施す際の加工時間を短縮し、生産効率の向上を図ることのできるウエーハの加工方法を提供することである。

本発明によると、ウエーハの外周部に第１の深さを有する円形溝を形成するウエーハの加工方法であって、ウエーハを保持する保持面と、該保持面に対して直交する回転軸を有するチャックテーブルでウエーハを保持するウエーハ保持ステップと、該チャックテーブルで保持されたウエーハの外周部上方に切削ブレードを位置付ける切削ブレード位置づけステップと、該切削ブレード位置づけステップを実施した後、該切削ブレードをウエーハに対して接近する方向に移動させるとともに、該切削ブレードがウエーハに接触するまでに該チャックテーブルの回転を開始し、回転するウエーハへ該切削ブレードで該第１の深さに達するまで切り込み、該切削ブレードが該第１の深さに達したなら切り込み送りを停止するとともに該チャックテーブルを一回転以上回転させてウエーハの外周部に該第１の深さを有する円形溝を形成する加工ステップと、を具備したことを特徴とするウエーハの加工方法が提供される。

好ましくは、前記加工ステップは、回転するウエーハへ該切削ブレードで切り込んで前記第１の深さより小さい値の第１切込み量まで切り込ませる切込みステップと、該切削ブレードが該第１切込み量に達したなら切り込み送りを停止するとともに該チャックテーブルを一回転以上回転させる加工溝形成ステップとを含み、該切込みステップと該加工溝形成ステップを複数回繰り返すことによりウエーハの外周部に該第１の深さを有する前記円形溝を形成する。

本発明の加工方法によると、切削ブレードの切り込み深さが所定深さに達するまで切削ブレードの切り込み送り及びチャックテーブルの回転を停止させることがない。従って、本発明の加工方法では、一部深さ分のウエーハの外周部を除去しつつ加工が遂行されるため、ウエーハの回転速度を向上することができ、その結果、ウエーハの加工時間の短縮化及び生産効率の向上を図ることができる。

半導体ウエーハの表面側斜視図である。ウエーハ保持ステップを示す側面図である。切削ブレード位置付けステップを示す側面図である。加工ステップを説明する側面図である。加工ステップの続きを説明する側面図である。加工ステップにおける切削ブレードの切込み深さの変化を説明する側面図である。図７（Ａ）は加工ステップを説明する平面図、図７（Ｂ）は切削ブレードの切り込み深さが第１の深さに達した状態の側面図である。本発明の加工方法をウエーハのダウンサイジングに適用した実施形態であり、図８（Ａ）は切削ブレードをウエーハに接近させている状態の側面図、図８（Ｂ）は切削ブレードがウエーハの裏面まで切り込んだ状態の側面図である。

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は所定の厚さに加工される前の半導体ウエーハ１１の表面側斜視図である。図１に示す半導体ウエーハ１１は、例えば厚さが７００μｍのシリコンウエーハからなっており、表面１１ａに複数の分割予定ライン（ストリート）１３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１３によって区画された各領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス１５が形成されている。

このように構成された、半導体ウエーハ１１は、デバイス１５が形成されているデバイス領域１７と、デバイス領域１７を囲繞する外周余剰領域１９をその表面１１ａの平坦部に備えている。

半導体ウエーハ１１の外周には、シリコンウエーハの結晶方位を示すマークとしてのノッチ２１が形成されているとともに、その外周には表面１１ａから裏面１１ｂに至る円弧状の面取り部２３が形成されている。

本発明のウエーハの加工方法では、図２に示すように、半導体ウエーハ１１の裏面１１ｂを切削装置のチャックテーブル１０で保持してウエーハ表面１１ａを露出させるウエーハ保持ステップを実施する。チャックテーブル１０は回転軸１０ｂと直交する保持面１０ａを有している。

このように半導体ウエーハ１１をチャックテーブル１０で保持した後、図３に示すように、チャックテーブル１０に保持された半導体ウエーハ１１の外周部上方に切削ブレード１６を位置付ける切削ブレード位置付けステップを実施する。

この切削ブレード位置付けステップでは、切削ユニット１２のスピンドル１４の先端に取り付けられた切削ブレード１６を半導体ウエーハ１１の外周部に形成された面取り部２３の上方に位置付ける。スピンドル１４の回転軸１２ａはチャックテーブル１０の保持面１０ａと平行に伸長している。

切削ブレード位置付けステップを実施した後、図４に示すように、切削ブレード１６を回転させるとともに下方に（ウエーハ１１に接近する方向）に移動させてウエーハ１１の表面１１ａに接触させる。切削ブレード１６がウエーハ１１の表面１１ａに接触するまでにチャックテーブル１０の矢印ａ方向の回転を開始する。

引き続いて、図５に示すように、チャックテーブル１０を矢印ａ方向に回転させながら回転する切削ブレード１６を下方（チャックテーブル１０に接近する方向）に所定速度で切り込み送りすることにより、ウエーハ１１の外周部に深さが連続的に変化する円形溝２５を形成し、切削ブレード１６が第１の深さｔ１に達したならば切削ブレード１６の切り込み送りを停止して、チャックテーブル１０を一回転以上回転させてウエーハ１１の外周部に第１の深さｔ１を有する円形溝２５を形成する。これにより。ウエーハ１１の表面１１ａから第１の深さｔ１に至る領域の面取り部２３が除去される。

切削ブレード１６のチャックテーブル１０に近づく方向の移動は、図５に示した切削ブレード１６の位置づけ位置から第１の深さｔ１までの切り込み位置まで一定速度でもよいし、ウエーハ１１の表面１１ａに切削ブレード１６が接触するまでは移動速度を早くし、ウエーハ１１に切り込んでからは切削ブレード１６の切り込み送り速度を遅くするように制御してもよい。

図６を参照すると、切削ブレード１６の切り込み深さが変化する様子を示しており、最終的に図６（Ｄ）に示す第１の深さｔ１まで切削ブレード１６を切り込ませる。図７（Ａ）を参照すると、加工ステップの平面図が示されており、チャックテーブル１０を矢印ａ方向に回転させながら切削ブレード１６を切り込み送りすることにより、ウエーハ１１の外周部に円形溝２５を形成する様子が示されている。

図７（Ｂ）に示すように、切削ブレード１６が第１の深さｔ１まで切り込んだ時点で切削ブレード１６の切り込み送りを停止し、この切り込み位置でチャックテーブル１０を一回転以上回転させてウエーハ１１の外周部に第１の深さｔ１を有する円形溝２５を形成する。

上述した実施形態では、切削ブレード１６をウエーハ１１に第１の深さｔ１まで連続的に切り込ませているが、この実施形態の変形例として、第１の深さｔ１より小さい値の切り込み深さで切削ブレード１６の切り込み送りを一旦停止し、この位置でチャックテーブル１０を一回転以上回転させてウエーハ１１の外周部に浅い第１の円形溝を形成する。

次いで第１の深さｔ１より小さい値の切り込み量まで切削ブレード１６を切り込ませて、この位置で切削ブレード１６の切り込み送りを停止し、チャックテーブル１０を一回転以上回転させて第２の円形溝を形成する。このステップを複数回繰り返して、最終的にウエーハ１１の外周部に第１の深さｔ１を有する円形溝２５を形成するようにしてもよい。

例えば、図６（Ｂ）に示す位置で切削ブレード１６の切り込み送りを停止して、チャックテーブル１０を一回転以上回転させてウエーハ１１の外周部に浅い第１の円形溝を形成し、次に図６（Ｃ）に示す位置で切削ブレード１６の切り込み送りを停止し、チャックテーブル１０を一回転以上回転させてウエーハ１１の外周部に第２の円形溝を形成する。

上述した本実施形態の加工方法では、切削ブレード１６の切り込み深さが所定深さｔ１に達するまで切削ブレード１６の切り込み送り及びチャックテーブル１０の回転を停止させることがない。

所定深さ分のウエーハの外周部を除去しつつ加工が遂行される従来の加工方法に対して、本発明の加工方法では、一部深さ分のウエーハ１１の外周部を除去しつつ加工が遂行されるため、ウエーハ１１の回転速度を向上することができ、その結果、ウエーハ１１の加工時間の短縮化及び生産効率の向上を図ることができる。

尚、切削ブレード１６の切り込み送りを複数回に分けて第１の深さｔ１の円形溝２５を形成する上述した本発明実施形態の変形例では、ウエーハ１１を保持したチャックテーブル１０の回転速度を更に早くすることができる。

図８を参照すると、大きなサイズのウエーハ１１の外周部を円形に切削してウエーハ１１のサイズを所望のサイズにダウンサイジングする場合の本発明第２実施形態の側面図が示されている。

この実施形態の場合には、まず図８（Ａ）に示すように、切削ブレード１６をチャックテーブル１０に保持されたウエーハ１１のダウンサイジングしたいサイズのウエーハの半径位置上方に位置づけ、チャックテーブル１０を矢印ａ方向に回転させながら回転する切削ブレード１６をウエーハ１１に切り込ませ、図８（Ｂ）に示すウエーハ１１を完全切断する位置（フルカット位置）で切削ブレード１６の切り込み送りを停止して、チャックテーブル１０を一回転以上回転させることにより、ウエーハ１１を円形に切削して小さなサイズのウエーハを形成することができる。

この実施形態の場合にも、チャックテーブル１０の回転を停止させることなく一部深さ分のウエーハ１１を除去しつつ加工が遂行されるため、チャックテーブル１０の回転速度を向上することができ、その結果加工時間の短縮化及び生産効率の向上を図ることができる。

１０チャックテーブル
１１半導体ウエーハ
１２切削ユニット
１６切削ブレード
２３面取り部
２５円形溝

Claims

ウエーハの外周部に第１の深さを有する円形溝を形成するウエーハの加工方法であって、
ウエーハを保持する保持面と、該保持面に対して直交する回転軸を有するチャックテーブルでウエーハを保持するウエーハ保持ステップと、
該チャックテーブルで保持されたウエーハの外周部上方に切削ブレードを位置付ける切削ブレード位置づけステップと、
該切削ブレード位置づけステップを実施した後、該切削ブレードをウエーハに対して接近する方向に移動させるとともに、該切削ブレードがウエーハに接触するまでに該チャックテーブルの回転を開始し、回転するウエーハへ該切削ブレードで該第１の深さに達するまで切り込み、該切削ブレードが該第１の深さに達したなら切り込み送りを停止するとともに該チャックテーブルを一回転以上回転させてウエーハの外周部に該第１の深さを有する円形溝を形成する加工ステップと、
を具備したことを特徴とするウエーハの加工方法。
前記加工ステップは、回転するウエーハへ該切削ブレードで切り込んで前記第１の深さより小さい値の第１切込み量まで切り込ませる切込みステップと、該切削ブレードが該第１切込み量に達したなら切り込み送りを停止するとともに該チャックテーブルを一回転以上回転させる加工溝形成ステップとを含み、
該切込みステップと該加工溝形成ステップを複数回繰り返すことによりウエーハの外周部に該第１の深さを有する前記円形溝を形成する請求項１記載のウエーハの加工方法。