JP2018001291A - 被加工物の加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】粘着テープを介して環状のフレームに支持された被加工物を適切に研磨できる被加工物の加工方法を提供する。
【解決手段】被加工物（１１）とフレーム（１９）とが紫外線硬化型の粘着テープ（１７）を介して一体となった被加工物ユニット（２１）を形成する被加工物ユニット形成ステップと、被加工物の外周縁とフレームの内周縁との間で露出する粘着テープの環状領域に紫外線を照射して、環状領域の粘着層（１７ｂ）を硬化させる硬化ステップと、被加工物ユニットの粘着テープ側をチャックテーブル（１４）で保持し、被加工物の裏面側に研磨液を供給しながら被加工物の裏面（１１ｂ）を研磨パッド（２４）で研磨する研磨ステップと、を備え、硬化ステップでは、研磨ステップで被加工物の裏面側に供給される研磨液によって環状領域の粘着層が軟化して研磨パッドに付着しないように環状領域の該粘着層を硬化させた。
【選択図】図３

Description

本発明は、板状の被加工物を加工する加工方法に関する。

近年、小型軽量なデバイスチップを実現するために、各種のデバイスが形成されたウェーハを薄く加工する機会が増えている。例えば、表面の分割予定ライン（ストリート）で区画された複数の領域にそれぞれデバイスが形成されたウェーハは、裏面側を研削された後に、分割予定ラインに沿って各デバイスに対応する複数のデバイスチップへと分割される。

ところで、ウェーハを研削によって薄くすると、被研削面である裏面に研削歪が発生してデバイスチップの抗折強度は低下してしまう。そこで、ウェーハを研削した後、複数のデバイスチップへと分割する前には、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）等の方法でウェーハの裏面側を研磨して研削歪を除去している。なお、この研磨は、通常、ウェーハと概ね同径の粘着テープ（保護部材）が表面側に貼付された状態で遂行される。

研磨後のウェーハは、外周部分を環状のフレームに固定された別の粘着テープに貼り替えられた上で、切削装置やレーザー加工装置等の加工装置を用いて複数のデバイスチップへと分割される。近年では、粘着テープを貼り替えずに済むように、粘着テープを介して環状のフレームに支持されたウェーハ等の被加工物を研磨できる研磨装置も実用化されている（例えば、特許文献１，２参照）。

特開平６−３０２５６９号公報 特開２０１１−４２００３号公報

しかしながら、研磨液を使用するＣＭＰ等の研磨方法では、フレームと被加工物との間で露出する粘着テープの粘着層（糊層）が研磨液と反応して軟化し易い。軟化した粘着層が被加工物を研磨するための研磨パッドに付着すると、被加工物を適切に研磨できなくなってしまう。

本発明はかかる問題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、粘着テープを介して環状のフレームに支持された被加工物を適切に研磨できる被加工物の加工方法を提供することである。

本発明の一態様によれば、紫外線の照射によって硬化する粘着層を有する紫外線硬化型の粘着テープの該粘着層側を被加工物の表面側及び該被加工物を囲む環状のフレームに貼着し、該被加工物と該フレームとが該粘着テープを介して一体となった被加工物ユニットを形成する被加工物ユニット形成ステップと、該被加工物ユニット形成ステップを実施した後、該被加工物の外周縁と該フレームの内周縁との間で露出する該粘着テープの環状領域に紫外線を照射して、該環状領域の粘着層を硬化させる硬化ステップと、該硬化ステップを実施した後、該被加工物ユニットの該粘着テープ側をチャックテーブルで保持し、該被加工物の裏面側に研磨液を供給しながら該被加工物の裏面を研磨パッドで研磨する研磨ステップと、を備え、硬化ステップでは、該研磨ステップで該被加工物の裏面側に供給される該研磨液によって該環状領域の該粘着層が軟化して該研磨パッドに付着しないように該環状領域の該粘着層を硬化させる被加工物の加工方法が提供される。

本発明の一態様において、該被加工物は、サファイア又は炭化珪素からなるウェーハでも良い。

本発明の一態様に係る被加工物の加工方法では、被加工物とフレームとの間で露出する粘着層を硬化させる硬化ステップの後に、研磨液を供給しながら被加工物の裏面を研磨パッドで研磨する研磨ステップを実施するので、被加工物とフレームとの間で露出する粘着層が研磨液によって軟化することはない。

つまり、研磨液を供給しながら被加工物の裏面を研磨しても、研磨液によって軟化した粘着層が研磨パッドに付着することはない。そのため、本発明の一態様に係る被加工物の加工方法によれば、粘着テープを介して環状のフレームに支持された被加工物を適切に研磨できる。

被加工物ユニット形成ステップで形成される被加工物ユニットを模式的に示す斜視図である。 図２（Ａ）は、被加工物ユニットを模式的に示す断面図であり、図２（Ｂ）は、被加工物ユニットの一部を拡大した断面図である。 図３（Ａ）は、硬化ステップを模式的に示す断面図であり、図３（Ｂ）は、研磨ステップを模式的に示す断面図である。

添付図面を参照して、本発明の一態様に係る実施形態について説明する。本実施形態に係る被加工物の加工方法は、被加工物ユニット形成ステップ（図１（Ａ）、図２（Ａ）、及び図２（Ｂ）参照）、硬化ステップ（図３（Ａ）参照）、及び研磨ステップ（図３（Ｂ）参照）を含む。

被加工物ユニット形成ステップでは、粘着テープの粘着層側を被加工物の表面側及び環状のフレームに貼付（貼着）し、被加工物とフレームとが粘着テープを介して一体となった被加工物ユニットを形成する。硬化ステップでは、被加工物とフレームとの間で露出する粘着テープの粘着層を選択的に硬化させる。

研磨ステップでは、被加工物ユニットの粘着テープ側をチャックテーブルで保持し、研磨液を供給しながら被加工物の裏面を研磨する。以下、本実施形態に係る被加工物の加工方法について詳述する。

実施形態に係る被加工物の加工方法では、まず、被加工物とフレームとが粘着テープを介して一体となった被加工物ユニットを形成する被加工物ユニット形成ステップを実施する。図１は、被加工物ユニット形成ステップで形成される被加工物ユニットを模式的に示す斜視図であり、図２（Ａ）は、被加工物ユニットを模式的に示す断面図であり、図２（Ｂ）は、被加工物ユニットの一部を拡大した断面図である。

図１等に示すように、本実施形態で加工される被加工物１１は、例えば、炭化珪素（ＳｉＣ）やサファイア等の材料でなる円盤状のウェーハであり、その表面（他方の面）１１ａ側は、中央のデバイス領域と、デバイス領域を囲む外周余剰領域とに分けられる。

デバイス領域は、格子状に配列された分割予定ライン（ストリート）１３でさらに複数の領域に区画されており、各領域にはＩＣ、ＬＥＤ等のデバイス１５が形成されている。なお、被加工物１１の材質、形状、構造等についての制限はない。例えば、他の半導体、セラミックス、金属、樹脂等の材料でなる基板を被加工物１１としても良い。

本実施形態に係る被加工物ユニット形成ステップでは、この被加工物１１の表面１１ａ側に粘着テープ１７を貼付（貼着）する。粘着テープ１７は、例えば、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示すように、伸縮性を持つ樹脂等の材料でなるフィルム状の基材１７ａと、基材１７ａの一方の面に設けられた粘着層１７ｂと、で構成される円形の部材である。

粘着テープ１７の粘着層１７ｂは、例えば、紫外線（紫外光）を照射すると硬化する紫外線硬化型の樹脂を用いて形成されており、被加工物１１等に対して粘着テープ１７を接着する際の糊として機能する。また、この粘着テープ１７の直径は、被加工物１１の直径よりも大きくなっている。

被加工物１１には、このように構成された紫外線硬化型の粘着テープ１７の中央部分が貼付される。一方で、粘着テープ１７の外周部分は、被加工物１１を囲む環状のフレーム１９に貼付される。具体的には、被加工物１１の表面１１ａ側とフレーム１９とを、粘着テープ１７の粘着層１７ｂに密着させる。

フレーム１９は、ステンレスやアルミニウム等の材料を用いて環状に形成されており、被加工物１１を収容するための開口を中央部分に有している。よって、このフレーム１９に粘着テープ１７の外周部分を貼付、固定することで、図１等に示すように、被加工物１１とフレーム１９とが粘着テープ１７を介して一体となった被加工物ユニット２１を形成できる。これにより、被加工物１１をフレーム１９で間接的に支持できるようになる。

被加工物ユニット形成ステップの後には、被加工物１１とフレーム１９との間で露出する粘着テープ１７の粘着層１７ｂを選択的に硬化させる硬化ステップを実施する。図３（Ａ）は、硬化ステップを模式的に示す断面図である。本実施形態の硬化ステップでは、まず、図３（Ａ）に示すように、紫外線を照射するための光源２を、被加工物１１の外周縁とフレーム１９の内周縁との間で露出する粘着テープ１７の環状の領域（環状領域）の上方（粘着層１７ｂが露出する側）に配置する。

そして、この光源２から下方の粘着テープ１７（粘着層１７ｂ）に向けて紫外線を放射する。被加工物１１及びフレーム１９は紫外線を殆ど透過しないので、光源２から放射された紫外線は、主に粘着テープ１７の環状の領域に照射される。上述の通り、粘着層１７ｂは、紫外線を照射すると硬化する紫外線硬化型の樹脂を用いて形成されており、紫外線光源２から放射された紫外線によって環状の領域の粘着層１７ｂが選択的に硬化される。

粘着層１７ｂを硬化すると、粘着層１７ｂの糊としての機能は失われる。一方で、硬化後の粘着層１７ｂは、研磨の際に用いられる研磨液と殆ど反応しない。つまり、粘着層１７ｂを硬化させることで、研磨液による粘着層１７ｂの軟化を防ぐことができる。本実施形態に係る硬化ステップでは、後の研磨ステップで供給される研磨液によって軟化しない程度まで環状の領域の粘着層１７ｂを硬化させる。

硬化ステップの後には、研磨液を供給しながら被加工物１１の裏面１１ｂを研磨する研磨ステップを実施する。図３（Ｂ）は、研磨ステップを模式的に示す断面図である。研磨ステップは、例えば、図３（Ｂ）に示す研磨装置１２を用いて実施される。

研磨装置１２は、被加工物ユニット２１（被加工物１１）を吸引、保持するためのチャックテーブル１４を備えている。チャックテーブル１４は、モータ等を含む回転駆動源（不図示）に連結されており、鉛直方向に概ね平行な回転軸の周りに回転する。また、チャックテーブル１４の下方には、移動機構（不図示）が設けられており、チャックテーブル１４は、この移動機構で水平方向に移動する。

チャックテーブル１４の上面は、被加工物ユニット２１の粘着テープ１７側（被加工物１１の表面１１ａ側）を吸引、保持するための保持面１４ａとなっている。保持面１４ａは、チャックテーブル１４の内部に形成された吸引路１４ｂ（不図示）等を通じて吸引源（不図示）に接続されている。

また、チャックテーブル１４の周囲には、被加工物ユニット２１のフレーム１９を固定するための複数のクランプ１６が設けられている。このクランプ１６でフレーム１９を固定し、吸引源の負圧を保持面１４ａに作用させることで、被加工物１１は、粘着テープ１７及びフレーム１９を介してチャックテーブル１４に保持される。

チャックテーブル１４の上方には、研磨ユニット１８が配置されている。研磨ユニット１８は、昇降機構（不図示）に支持されたスピンドルハウジング（不図示）を備えている。スピンドルハウジングには、スピンドル２０が収容されており、スピンドル２０の下端部には、円盤状のマウント２２が固定されている。

マウント２２の下面には、マウント２２と概ね同じ直径の研磨パッド２４が装着されている。この研磨パッド２４は、例えば、不織布や発泡ウレタン等でなる研磨布を含んでいる。スピンドル２０の上端側（基端側）には、モータ等を含む回転駆動源（不図示）が連結されており、研磨パッド２４は、この回転駆動源で発生する力によって、鉛直方向に概ね平行な回転軸の周りに回転する。

スピンドル２０、マウント２２、研磨パッド２４等でなる研磨ユニット１８の内部には、チャックテーブル１４によって保持された被加工物ユニット２１の被加工物１１に対して研磨液を供給するための供給路１８ａが形成されている。この供給路１８ａを通じて被加工物１１に供給される研磨液は、例えば、被加工物１１に対する反応性を持つ液体に砥粒を分散したスラリーである。

研磨液を構成する液体や砥粒の種類に制限はない。例えば、炭化珪素やサファイア等の材料でなるウェーハを被加工物１１として用いる場合には、ｐｈ９〜ｐｈ１１程度のアルカリ性の液体に、シリカ（ＳｉＯ_２）の砥粒を分散させた研磨液を用いると良い。

研磨ステップでは、まず、被加工物ユニット２１の粘着テープ１７側をチャックテーブル１４の保持面１４ａに接触させて、吸引源の負圧を作用させる。併せて、クランプ１６で被加工物ユニット２１のフレーム１９を固定する。これにより、被加工物ユニット２１は、被加工物１１の裏面１１ｂ側が上方に露出した状態でチャックテーブル１４及びクランプ１６（以下、チャックテーブル１４等）に保持される。

次に、チャックテーブル１４等を研磨ユニット１８の下方に移動させる。そして、被加工物１１の裏面１１ｂ側に研磨液を供給しながら、図３（Ｂ）に示すように、チャックテーブル１４等と研磨パッド２４とをそれぞれ回転させて、スピンドルハウジング（スピンドル２０）を下降させる。

スピンドルハウジングの下降量は、被加工物１１の裏面１１ｂ側に研磨パッド２４の下面（研磨面）が押し当てられる程度に調整される。これにより、被加工物１１の裏面１１ｂを化学的、機械的に研磨できる。上述のように、本実施形態に係る硬化ステップでは、研磨ステップで供給される研磨液によって軟化しない程度まで、露出した環状の領域の粘着層１７ｂを硬化させている。よって、研磨液によって軟化した粘着層１７ｂが研磨パッド２４に付着することもない。

以上のように、本実施形態に係る被加工物の加工方法では、被加工物１１とフレーム１９との間で露出する粘着層１７ｂを硬化させる硬化ステップの後に、研磨液を供給しながら被加工物１１の裏面１１ｂを研磨パッド２４で研磨する研磨ステップを実施するので、被加工物１１とフレーム１９との間で露出する粘着層１７ｂが研磨液によって軟化することはない。

つまり、研磨液を供給しながら被加工物１１の裏面１１ｂを研磨しても、研磨液によって軟化した粘着層１７ｂが研磨パッド２４に付着することはない。そのため、本実施形態に係る被加工物の加工方法によれば、粘着テープ１７を介して環状のフレーム１９に支持された被加工物１１を適切に研磨できる。

なお、本発明は、上記実施形態の記載に制限されず種々変更して実施可能である。例えば、上記実施形態では、被加工物１１に対する反応性を持つ液体に砥粒を分散したスラリーを研磨液として用いているが、被加工物１１に対する反応性を持つ液体のみでなる研磨液を用いても良い。すなわち、必ずしも研磨液に砥粒が分散されていなくて良い。

その他、上記実施形態に係る構造、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。

１１ 被加工物
１１ａ 表面
１１ｂ 裏面
１３ 分割予定ライン（ストリート）
１５ デバイス
１７ 粘着テープ
１７ａ 基材
１７ｂ 粘着層
１９ フレーム
２１ 被加工物ユニット
２ 光源
１２ 研磨装置
１４ チャックテーブル
１４ａ 保持面
１４ｂ 吸引路
１６ クランプ
１８ 研磨ユニット
１８ａ 供給路
２０ スピンドル
２２ マウント
２４ 研磨パッド

Claims (2)

1. 紫外線の照射によって硬化する粘着層を有する紫外線硬化型の粘着テープの該粘着層側を被加工物の表面側及び該被加工物を囲む環状のフレームに貼着し、該被加工物と該フレームとが該粘着テープを介して一体となった被加工物ユニットを形成する被加工物ユニット形成ステップと、
   該被加工物ユニット形成ステップを実施した後、該被加工物の外周縁と該フレームの内周縁との間で露出する該粘着テープの環状領域に紫外線を照射して、該環状領域の粘着層を硬化させる硬化ステップと、
   該硬化ステップを実施した後、該被加工物ユニットの該粘着テープ側をチャックテーブルで保持し、該被加工物の裏面側に研磨液を供給しながら該被加工物の裏面を研磨パッドで研磨する研磨ステップと、を備え、
   硬化ステップでは、該研磨ステップで該被加工物の裏面側に供給される該研磨液によって該環状領域の該粘着層が軟化して該研磨パッドに付着しないように該環状領域の該粘着層を硬化させることを特徴とする被加工物の加工方法。
2. 該被加工物は、サファイア又は炭化珪素からなるウェーハであることを特徴とする請求項１記載の被加工物の加工方法。