JP2018060912A - 加工方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】単一の切削装置で被加工物の切削とチップ研削との両方を行えるようにすること。【解決手段】ダイシングテープ(97)を貼着した被加工物(W)をチャックテーブル(3)に載置し、第1の切削手段(5a)の切削ブレード(52a)で被加工物のストリート(W1)に沿って個々のチップ(C)に分割する。分割した複数のチップの少なくとも1つを保護テープ(T)に貼着し、保護テープを介してチップをチャックテーブルに載置する。その後、第2の切削手段(5b)の切削ブレード(52b)での裏面(Cb)側から所望の厚みが残存するように切り込みつつ加工送りを行う。これにより、チップが切削されて切削溝(M)が形成され、割り出し送り方向に切削溝が重なるように切削ブレードを移動させて切削を繰り返すことでチップを所望の厚みに薄化する。【選択図】図4

Description

本発明は、被加工物を個々のチップに分割してからチップの厚みを薄化する加工方法に関する。
半導体デバイス製造工程においては、ウェーハメーカにて所望の厚みに薄化されたシリコンウェーハ表面にデバイスを形成する。ウェーハメーカでは更に、デバイスを形成したシリコンウェーハを切削装置の切削ブレードによって切削し、個々のチップに分割して個片化している。ここで、例えば開発段階等においては、個片化後のチップを更に薄くしたいとの要求がある。かかる要求に対応するため、特許文献1に開示されるように、チップ及びリングフレームにテープを貼着してから研削装置でチップを薄化するよう研削する方法が考えられる。
特開2001−351890号公報
ウェーハメーカにあっては、他社となる加工メーカによって薄化された状態のシリコンウェーハを入手し、デバイスを形成する工程を実施することが一般的である。従って、個片化後のチップを研削する要求を満たすべく、特許文献1の方法を採用した場合には、加工メーカに研削加工を外注したり、かかるチップの研削のためだけに研削装置を購入したりしており、いずれにしても経済的でないという問題があった。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、単一の切削装置で被加工物の切削とチップ研削との両方を行うことができる加工方法を提供することを目的の1つとする。
本発明の一態様の加工方法は、被加工物を保持するチャックテーブルと、先端に切削ブレードを装着するスピンドルとスピンドルを回転可能に保持するスピンドルハウジングとを備えた切削手段と、チャックテーブルと切削手段とを加工送り方向に相対移動させる加工送り手段と、チャックテーブルと切削手段とを加工送り方向に直交する割り出し送り方向に相対移動させる割り出し送り手段と、を備える切削装置を用い、スピンドルハウジングに切削ブレードを装着してチャックテーブルに保持した被加工物を加工する加工方法であって、裏面側に保護テープを貼着した被加工物をチャックテーブルに載置し、切削ブレードで被加工物の表面に形成されたストリートに沿って個々のチップに分割する分割ステップと、分割された複数のチップのうち少なくとも一つのチップの表面側を保護テープに貼着して、保護テープを介してチップをチャックテーブルに載置するチップ載置ステップと、切削ブレードでチップの裏面側から所望の厚みが残存するように切り込み加工送りを行って切削溝を形成し、割り出し送り方向に切削溝に重なるように切削ブレードを移動させて切削を行うことを繰り返し、チップを所望の厚みに薄化するチップ薄化ステップと、から構成されることを特徴とする。
この方法によれば、同じ切削装置のチャックテーブル上にて被加工物を切削して個片化し、更に個片化したチップの裏面を切削ブレードで薄化することができる。これにより、個片化後のチップを研削する加工を外注したり、薄化加工のためだけに研削装置を用意したりする必要がなくなり、製造コストや設備コストを抑制して経済的に有利なものとすることができる。
また、上記加工方法では、チップ薄化ステップで使用する切削ブレードに対してフラットドレスを行い、切削ブレードの先端形状をフラットにするフラットドレスステップを含み、フラットドレスステップは、チップ薄化ステップを実施前に行うとよい。
本発明によれば、切削ブレードでチップを所望の厚みに薄化するので、単一の切削装置で被加工物の切削とチップ研削との両方を行うことができる。
実施の形態に係る加工方法に用いる切削装置の一例を示す斜視図である。 分割ステップの説明図である。 チップ載置ステップの説明図である。 チップ薄化ステップの説明図である。 チップ薄化ステップの説明図である。 フラットドレスステップの説明図である。
以下、添付図面を参照して、本実施の形態に係る加工方法ついて説明する。図1は、実施の形態に係る加工方法に用いる切削装置の一例を示す斜視図である。なお、本実施の形態に係る加工方法で用いられる切削装置は、図1に示す構成に限定されるものでなく、本実施の形態と同様に被加工物を加工可能であれば、どのような加工装置でもよい。
図1に示すように、切削装置1は、切削ブレード52a、52b(切削ブレード52bは図4参照)を有する第1の切削手段5a及び第2の切削手段5bと被加工物Wを保持したチャックテーブル3とを相対移動させて被加工物Wを切削加工するように構成されている。被加工物Wは、ダイシングテープ(保護テープ)97を介してリングフレーム98に支持された状態で切削装置1に搬入される。なお、被加工物Wとしては、シリコン、ガリウム砒素等の半導体基板にIC、LSI等のデバイスが形成された半導体ウェーハや、セラミック、ガラス、サファイア系の無機材料基板にLED等の光デバイスが形成された光デバイスウェーハを例示することができる。被加工物Wの表面は格子状のストリート(分割予定ライン)W1によって複数に区画されており、この区画された領域にデバイスが形成されている。
切削装置1の基台2の上面中央は、X軸方向に延在するように矩形状に開口されており、この開口を覆うように移動板31及び防水カバー32が設けられている。移動板31上には、Z軸回りに回転可能なチャックテーブル3が設けられている。防水カバー32及び移動板31の下方には、チャックテーブル3をX軸方向に移動させる加工送り手段(不図示)が設けられている。この加工送り手段によって、チャックテーブル3と切削手段5a、5bとが加工送り方向となるX軸方向に相対移動可能となる。チャックテーブル3の上面には被加工物Wを保持する保持面33が形成されている。保持面33の中央領域はポーラス34による吸引領域になっている。
チャックテーブル3の周囲には、被加工物Wの周囲のリングフレーム98を挟持固定する4つのクランプ部36が設けられている。また、チャックテーブル3の近辺にはサブチャックテーブル40が設けられており、サブチャックテーブル40には切削ブレード52b(図4参照)の先端のフラットドレスに使用されるドレッサーボード41が吸引保持されている。
基台2の上面には、X軸方向に延在する開口を跨ぐように立設した門型の柱部21が設けられている。門型の柱部21には、チャックテーブル3に対して切削手段5a、5bを相対的に移動させる割り出し送り手段6及び切り込み送り手段7が設けられている。
割り出し送り手段6は、加工送り方向に直交する割り出し送り方向(Y軸方向)に第1の切削手段5a及び第2の切削手段5bを移動させ、これにより、チャックテーブル3と切削手段5a、5bとが相対的にY軸方向に移動される。切り込み送り手段7は、保持面33に対して垂直な切り込み送り方向(Z軸方向)に第1の切削手段5a及び第2の切削手段5bを移動させる。割り出し送り手段6は、柱部21の前面に対してY軸方向に平行な一対のガイドレール61と、一対のガイドレール61にスライド可能に設置されたモータ駆動の一対のY軸テーブル62とを有している。また、切り込み送り手段7は、各Y軸テーブル62の前面に配置されたZ軸方向に平行な一対のガイドレール71と、このガイドレール71にスライド可能に設置されたモータ駆動のZ軸テーブル72とを有している。
各Z軸テーブル72の下部には、被加工物Wを切削する切削手段5a、5bが設けられている。また、各Y軸テーブル62の背面側には、図示しないナット部が形成され、これらナット部にボールネジ63が螺合されている。また、各Z軸テーブル72の背面側には、図示しないナット部が形成され、これらナット部にボールネジ73が螺合されている。Y軸テーブル62用のボールネジ63、Z軸テーブル72用のボールネジ73の一端部には、それぞれ駆動モータ64、74が連結されている。これら駆動モータ64、74によりボールネジ63、73が回転駆動されることで、切削手段5a、5bがガイドレール61、71に沿ってY軸方向及びZ軸方向に移動される。
第1の切削手段5a及び第2の切削手段5bは、先端に切削ブレード52a、52bを装着するスピンドル51a、51b(図2及び図4参照)と、スピンドル51a、51bを回転可能に保持するスピンドルハウジング53a、53bとを備えている。スピンドルハウジング53a、53bには被加工物Wの上面を撮像する撮像手段55が設けられており、撮像手段55の撮像画像に基づいて被加工物Wに対して切削ブレード52がアライメントされる。また、各切削手段5a、5bは、切削ブレード52a、52bの加工部分に切削水を噴射する噴射ノズル(不図示)を備えている。
第1の切削手段5aの切削ブレード52aと、第2の切削手段5bの切削ブレード52bとは、ブレード厚が異なっており、第1の切削手段5aの切削ブレード52aに比べ、第2の切削手段5bの切削ブレード52bの方が大きい厚みとなっている。第1の切削手段5aの切削ブレード52aは後述する分割ステップで被加工物Wを切削し、第2の切削手段5bの切削ブレード52bは後述するチップ薄化ステップでチップの裏面を研削して薄厚化する。各切削ブレード52a、52bは、例えば、ダイヤモンド等の砥粒をボンド剤で結合(焼結)して円板状に形成されている。
続いて、被加工物の加工方法について、図2乃至図5を参照して説明する。図2は、分割ステップの説明図、図3は、チップ載置ステップの説明図、図4及び図5は、チップ薄化ステップの説明図である。なお、上記の各図に示すステップは、あくまでも一例に過ぎず、この構成に限定されるものではない。本実施の形態の切削装置による加工方法では、被加工物を個々のチップに分割して形成し、そのチップを切削ブレードで所望の厚みに薄化する。
まず、図2に示すように、分割ステップを実施する。分割ステップでは、最初に、被加工物Wの裏面側とリングフレーム98とにダイシングテープ97を貼着し、被加工物Wをリングフレーム98で支持する。そして、ダイシングテープ97が貼着された状態の被加工物Wをチャックテーブル3上に載置して吸着保持してから、被加工物Wの表面に形成されたストリートW1を検出する。この検出結果に基づき、第1の切削手段5aの切削ブレード52aをストリートW1に沿って位置付ける。そして、切削ブレード52aの下端がダイシングテープ97の厚み方向中間に達するように位置付けてから、高速回転する切削ブレード52aと、被加工物WとをストリートW1の延在方向に相対移動する。これにより、被加工物Wがフルカットで切削加工され、被加工物Wが全てのストリートW1に沿って個々のチップCに分割される。
分割ステップを実施した後に、図3に示すように、チップ載置ステップを実施する。チップ載置ステップでは、分割ステップで分割して形成された複数のチップCのうち、少なくとも一つのチップCをピックアップコレット(不図示)等で吸着してダイシングテープ97から剥離する。その一方、上記リングフレーム98とは別のリングフレームFを外周側に貼着した保護テープTを用意しておく。そして、ダイシングテープ97から剥離したチップCの表面Ca側を保護テープTに加圧して貼着し、チップCの裏面Cbが上向きとして表出した状態とする。チップCが貼着された保護テープTはチャックテーブル3に載置する(図4参照)。
チップ載置ステップを実施した後に、図4に示すように、チップCを所望の厚みに薄化するチップ薄化ステップを実施する。チップ薄化ステップでは、チップCの外周より加工送り方向外側に第2の切削手段5bの切削ブレード52bを位置付ける。そして、切削ブレード52bの下端がチップCの裏面Cbより低くなり、所望の厚みに対応する高さ位置に位置付けてから、高速回転する切削ブレード52bと、チップCとを加工送り方向に相対移動(加工送り)を行う。これにより、チップCが裏面Cb側から切削ブレード52bで切り込まれて切削溝Mが形成され、チップCの裏面Cb側から所望の厚みが残存するようになる。1つのチップCに対して切削溝Mは複数形成され、具体的には以下に述べるように形成される。
図5A〜図5Cは、チップを薄化する過程を示す説明図であり、各図の上段に平面図、下段に断面図を示す。先ず、図5Aに示すように、1本目の切削溝となる第1切削溝M1を形成する場合、チップCの裏面Cbにおいて加工送り方向に延びる外縁からはみ出るように切削ブレード52bの割り出し送り方向の位置を位置付ける。この位置付け後、切削ブレード52bの加工送りを行ってチップCを切り込み、第1切削溝M1を切削して形成する。
図5Bに示すように、第1切削溝M1を形成した状態から、2本目の切削溝となる第2切削溝M2を形成するため、切削ブレード52bを割り出し送り方向に移動して位置付ける。この割り出し送り方向の移動量となるインデックス量Lは、切削ブレード52bの厚みより小さく設定される。従って、切削ブレード52bが第1切削溝M1と割り出し送り方向に重なるようになり、この状態で切削ブレード52bを加工送りして第2切削溝M2を切削して形成する。図5Bでは、第1切削溝M1と第2切削溝M2とが重なる領域を図中網掛け表示し、例えば、切削ブレード52bの厚みを0.5mmとした場合、割り出し送り方向のインデックス量を0.3mmとし、第1切削溝M1と第2切削溝M2とが重なる領域の幅が0.2mmになる。
第2切削溝M2の形成後、図5Cに示すように、3本目の切削溝となる第3切削溝M3を形成する場合も、切削ブレード52bを同一のインデックス量Lで割り出し送りして切削する。このように切削ブレード52bによる切削溝の形成を繰り返し、チップCの裏面Cb全てに対して切削溝を切削形成すると、チップCの裏面Cbが平坦になってチップCを所望の厚みに薄化することができる。
ここで、チップ薄化ステップを実施する前に、第2の切削手段5bの切削ブレード52bに対してフラットドレスを行うフラットドレスステップを実施してもよい。図6は、フラットドレスステップの説明図である。図6に示すように、フラットドレスステップは、ドレッサーボード41と切削ブレード52bとが切削方向と直交する水平方向に相対移動されることで、切削ブレード52bの先端形状がフラットに整形される。
以上のように、上記実施の形態の加工方法によれば、単一の切削装置1にて第1の切削手段5aの切削ブレード52aで被加工物Wを個々のチップCに分割でき、且つ、第2の切削手段5bの切削ブレード52bでチップCを研削するように薄化することができる。つまり、他の装置を追加せずに同じ切削装置1で被加工物Wの切削とチップCの薄化加工との両方を行うことができ、切削装置に加えて研削装置を利用する場合に比べ、設備上の経済的負担を軽減することができる。また、チップCの薄化を外注する場合に比べ、チップCの輸送や梱包等の労力を含む加工コストを削減できる上、チップCに分割した直後に薄化を実施できるので、加工時間の短縮を図ることができる。
また、フラットドレスステップを実施する場合には、第2の切削手段5bの切削ブレード52bの先端形状を随時フラットに修正して加工を行えるので、薄化加工の加工精度を良好に維持することができる。ここで、薄化加工としては、ホイール基台の外周に砥粒を電着した円盤状の平研削砥石を用いることが考えられるが、この場合、ホイール基台に対して砥粒が1〜2層程度となるので、ドレスできない、或いは、ドレスすると平研削砥石の交換頻度が極めて多くなる。これに対し、上記実施の形態では、切削ブレード52bで薄化加工するので、フラットドレスし得る回数を多く確保でき、交換等に要する消耗品のコストや作業負担を軽減することができる。
なお、本発明の実施の形態は上記の各実施の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。さらには、技術の進歩又は派生する別技術によって、本発明の技術的思想を別の仕方で実現することができれば、その方法を用いて実施されてもよい。したがって、特許請求の範囲は、本発明の技術的思想の範囲内に含まれ得る全ての実施態様をカバーしている。
上記実施の形態では、切削手段5a、5bを2台としたが、更に増設したり1台にしたりしてもよい。1台とした場合には、単一の切削ブレードで被加工物Wの分割と、チップCの裏面Cbの薄化が行われ、分割における切削溝の幅と、チップ薄化ステップでの切削溝Mの幅とが同一に形成される。
また、上記実施の形態では、1つのチップに切削溝を複数形成して薄化したが、チップのサイズが小さい場合には切削を繰り返さずに1本の切削溝によって薄化してもよい。
以上説明したように、本発明は、単一の切削装置で被加工物の切削とチップ研削との両方を行うことができるという効果を有し、被加工物から個片化したチップを低コストで薄化する加工を行う場合に有用である。
1 切削装置
3 チャックテーブル
5a 第1の切削手段
51a スピンドル
52a 切削ブレード
53a スピンドルハウジング
5b 第2の切削手段
51b スピンドル
52b 切削ブレード
53b スピンドルハウジング
6 割り出し送り手段
97 ダイシングテープ(保護テープ)
C チップ
Ca 表面
Cb 裏面
M 切削溝
M1 第1切削溝(切削溝)
M2 第2切削溝(切削溝)
M3 第3切削溝(切削溝)
T 保護テープ
W 被加工物
W1 ストリート

Claims (2)

  1. 被加工物を保持するチャックテーブルと、先端に切削ブレードを装着するスピンドルと該スピンドルを回転可能に保持するスピンドルハウジングとを備えた切削手段と、該チャックテーブルと該切削手段とを加工送り方向に相対移動させる加工送り手段と、該チャックテーブルと該切削手段とを該加工送り方向に直交する割り出し送り方向に相対移動させる割り出し送り手段と、を備える切削装置を用い、該スピンドルハウジングに切削ブレードを装着して該チャックテーブルに保持した被加工物を加工する加工方法であって、
    裏面側に保護テープを貼着した被加工物を該チャックテーブルに載置し、切削ブレードで被加工物の表面に形成されたストリートに沿って個々のチップに分割する分割ステップと、
    分割された複数のチップのうち少なくとも一つのチップの表面側を保護テープに貼着して、該保護テープを介して該チップを該チャックテーブルに載置するチップ載置ステップと、
    切削ブレードで該チップの裏面側から所望の厚みが残存するように切り込み加工送りを行って切削溝を形成し、割り出し送り方向に該切削溝に重なるように該切削ブレードを移動させて切削を行うことを繰り返し、該チップを所望の厚みに薄化するチップ薄化ステップと、
    から構成される加工方法。
  2. 該チップ薄化ステップで使用する切削ブレードに対してフラットドレスを行い、該切削ブレードの先端形状をフラットにするフラットドレスステップを含み、
    該フラットドレスステップは、該チップ薄化ステップを実施前に行うこと、を特徴とする請求項1記載の加工方法。
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CN112454157A (zh) * 2020-09-29 2021-03-09 湖南科技大学 一种可控间断非连续剪切增稠抛光方法及装置

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