JP2019062148A - 保護部材の加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】樹脂製の保護部材を適切に加工できる新たな保護部材の加工方法を提供する。【解決手段】ウェーハを保持するための保持面を有するチャックテーブルと、環状に配置された複数の研削砥石を有する研削ホイールを回転させる研削ユニットと、を備える研削装置を用いてウェーハに貼付された保護部材を加工する保護部材の加工方法であって、樹脂を含む材料で形成される基材と、基材の一方の面に設けられた粘着材層と、を有する保護部材の粘着材層側をウェーハの表面に貼付する保護部材貼付工程と、粘着材層に達しない深さの複数の溝を基材の他方の面側に形成する溝形成工程と、ウェーハの裏面側を保持面で保持し、保護部材に液体を供給しながら、研削ホイールを回転させて、保護部材の基材の他方の面側に研削砥石を接触させることで、基材の厚みが薄くなるように保護部材を加工する保護部材加工工程と、を含む。【選択図】図５

Description

本発明は、ウェーハに貼付された保護部材を加工する保護部材の加工方法に関する。

携帯電話機やパーソナルコンピュータに代表される電子機器では、集積回路等のデバイスを含むデバイスチップが必須の構成要素になっている。デバイスチップは、例えば、シリコン等の半導体材料でなるウェーハの表面側を複数の分割予定ライン（ストリート）で区画し、各領域にデバイスを形成した後、この分割予定ラインに沿ってウェーハを分割することで得られる。

近年では、デバイスチップの小型化、軽量化等の目的で、分割前のウェーハを薄く加工する機会が増えている。例えば、結合材に砥粒を分散させてなる複数の研削砥石が固定された円盤状の工具を回転させて、この研削砥石をウェーハの裏面に接触させることで、ウェーハを裏面側から研削して薄くできる。

上述のような方法でウェーハの裏面側を研削する際には、保護テープ等と呼ばれる樹脂製の保護部材をウェーハの表面に貼付して、この保護テープの露出する面側をチャックテーブル等で保持することが多い。これにより、研削の際に加わる負荷等によって、ウェーハの表面に形成されているデバイスが破損するのを防止できる。

ところで、樹脂製の保護部材は、必ずしも均一な厚みに形成されておらず、この保護部材を単にウェーハの表面に貼付するだけでは、研削によって薄くした後のウェーハの厚みがばらつき易い。そこで、ウェーハを研削する前に、保護部材の露出する面を研削し、ウェーハの裏面に対して保護部材の露出する面を概ね平行かつ平坦に加工する技術が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。

特開昭６１−１４１１４２号公報 特開２００５−１９６６６号公報

しかしながら、上述のような研削砥石で樹脂製の保護部材を研削すると、研削時に発生する屑（研削屑）等によって研削砥石が目詰まりし易い。研削砥石が目詰まりすると、加工の際の負荷が増大して保護部材を適切に加工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、樹脂製の保護部材を適切に加工できる新たな保護部材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、ウェーハを保持するための保持面を有するチャックテーブルと、環状に配置された複数の研削砥石を有する研削ホイールを回転させる研削ユニットと、を備える研削装置を用いて該ウェーハに貼付された保護部材を加工する保護部材の加工方法であって、樹脂を含む材料で形成される基材と、該基材の一方の面に設けられた粘着材層と、を有する保護部材の該粘着材層側を該ウェーハの表面に貼付する保護部材貼付工程と、該粘着材層に達しない深さの複数の溝を該基材の他方の面側に形成する溝形成工程と、該ウェーハの裏面側を該保持面で保持し、該研削ホイールを回転させて、該保護部材の該基材の他方の面側に該研削砥石を接触させることで、該基材の厚みが薄くなるように該保護部材を加工する保護部材加工工程と、を含み、該保護部材加工工程では、該チャックテーブルを回転させることなく、該保護部材に液体を供給しながら、該チャックテーブルと該研削ホイールとを該研削ホイールの回転軸に対して垂直な方向に相対的に移動させて該保護部材を加工することを特徴とする保護部材の加工方法が提供される。

上述した本発明の一態様に係る溝形成工程では、回転させた環状の切削ブレードを該保護部材の該基材に切り込ませることで、該粘着材層に達しない深さの複数の溝を該基材の他方の面側に形成しても良い。

また、上述した本発明の一態様に係る溝形成工程では、レーザービームを該基材に照射することで、該粘着材層に達しない深さの複数の溝を該基材の他方の面側に形成しても良い。

本発明の一態様に係る保護部材の加工方法では、保護部材の基材の他方の面側に複数の溝を形成した後に、液体を供給しながら研削砥石を接触させて保護部材を加工するので、この複数の溝に溜まる液体によって、保護部材や研削砥石を適切に冷却し、研削砥石の目詰まりを抑制しながら保護部材を加工できる。また、基材に複数の溝を形成することで、研削砥石を基材に切り込ませ易くなって、保護部材を効率良く加工できる。このように、本発明の一態様に係る保護部材の加工方法によれば、樹脂製の保護部材を適切に加工できる。

図１（Ａ）は、ウェーハの構成例を模式的に示す斜視図であり、図１（Ｂ）は、保護部材貼付工程について説明するための斜視図である。 溝形成工程について説明するための一部断面側面図である。 保護部材加工工程で使用される研削装置の構成例を模式的に示す斜視図である。 研削ホイールの構造を模式的に示す斜視図である。 保護部材加工工程について説明するための一部断面側面図である。

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。本実施形態に係る保護部材の加工方法は、保護部材貼付工程（図１（Ｂ）参照）、溝形成工程（図２参照）、及び保護部材加工工程（図５参照）を含む。保護部材貼付工程では、樹脂等の材料で構成される保護部材をウェーハの表面側に貼付する。溝形成工程では、保護部材の基材に複数の溝を形成する。保護部材加工工程では、ウェーハに貼付されている保護部材を加工して薄くする。以下、本実施形態に係る保護部材の加工方法について詳述する。

図１（Ａ）は、本実施形態で使用されるウェーハ１１の構成例を模式的に示す斜視図である。図１（Ａ）に示すように、ウェーハ１１は、例えば、シリコン（Ｓｉ）等の半導体材料を用いて円盤状に形成されている。このウェーハ１１の表面１１ａ側は、交差する複数の分割予定ライン（ストリート）１３によって複数の領域に区画されており、各領域には、ＩＣ（Integrated Circuit）等のデバイス１５が形成されている。

なお、本実施形態では、シリコン等の半導体材料でなる円盤状のウェーハ１１を用いるが、ウェーハ１１の材質、形状、構造、大きさ等に制限はない。例えば、セラミックス、樹脂、金属等の材料でなる基板をウェーハ１１として用いることもできる。同様に、デバイス１５の種類、数量、大きさ、配置等にも制限はない。また、デバイス１５が形成されていない基板等をウェーハ１１としても良い。

本実施形態に係る保護部材の加工方法では、まず、上述したウェーハ１１の表面１１ａ側に保護部材を貼付する保護部材貼付工程を行う。図１（Ｂ）は、保護部材貼付工程について説明するための斜視図である。保護部材２１は、例えば、ウェーハ１１と概ね同等の径を持つ円形に形成されており、樹脂を含む材料で構成されるフィルム状（平板状）の基材２３と、所定の粘着力を示し基材２３の一方の面に設けられる粘着材層２５と、を有している。

そのため、図１（Ｂ）に示すように、この保護部材２１の粘着材層２５側をウェーハ１１の表面１１ａ側に密着させることで、ウェーハ１１の表面１１ａ側に保護部材２１を貼付できる。ウェーハ１１の表面１１ａ側に保護部材２１を貼付することで、後にウェーハ１１の裏面１１ｂ側を研削する際の負荷や衝撃等を緩和して、ウェーハ１１の表面１１ａ側に形成されているデバイス１５等を保護できる。

保護部材貼付工程の後には、保護部材２１の基材２３の他方の面側（粘着材層２５の反対側）に複数の溝を形成する溝形成工程を行う。図２は、溝形成工程について説明するための一部断面側面図である。図２に示すように、本実施形態に係る溝形成工程は、切削装置１を用いて行われる。

切削装置１は、保護部材２１が貼付されたウェーハ１１を吸引、保持するためのチャックテーブル３を備えている。チャックテーブル３は、モータ等の回転駆動源（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３の下方には、加工送り機構（不図示）が設けられており、チャックテーブル３は、この加工送り機構によって加工送り方向（水平な第１方向）に移動する。

チャックテーブル３の上面の一部は、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側を吸引、保持する保持面３ａとなっている。保持面３ａは、チャックテーブル３の内部に形成された吸引路（不図示）等を介して吸引源（不図示）に接続されている。吸引源の負圧を保持面３ａに作用させることで、ウェーハ１１は、チャックテーブル３に吸引、保持される。

チャックテーブル３の上方には、保護部材２１を切削するための切削ユニット５が配置されている。切削ユニット５は、水平方向に概ね平行な回転軸となるスピンドル７を備えている。スピンドル７の一端側には、環状の切削ブレード９が装着されている。スピンドル７の他端側にはモータ等の回転駆動源（不図示）が連結されており、スピンドル７に装着された切削ブレード９は、この回転駆動源から伝わる力によって回転する。

切削ユニット５は、昇降機構（不図示）及び割り出し送り機構（不図示）に支持されており、昇降機構によって鉛直方向に移動（昇降）し、割り出し送り機構によって加工送り方向に垂直な割り出し送り方向（水平な第２方向）に移動する。

この切削装置１を用いて保護部材２１に複数の溝を形成する際には、まず、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側をチャックテーブル３の保持面３ａに接触させて、吸引源の負圧を作用させる。これにより、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側がチャックテーブル３によって保持され、保護部材２１の他方の面側が上方に露出する。

次に、チャックテーブル３を回転させて、保護部材２１に設定される任意の加工予定ラインを切削装置１の加工送り方向に対して平行にする。更に、チャックテーブル３と切削ユニット５とを相対的に移動させて、切削ブレード９を、任意の加工予定ラインの延長線上に合わせる。

その後、回転させた切削ブレード９の下端を、保護部材２１の他方の面より低く、一方の面より高い位置まで下降させて、チャックテーブル３を加工送り方向に移動させる。これにより、切削ブレード９を基材２３の他方の面側に切り込ませて、対象の加工予定ラインに沿う溝２３ａを形成できる。

なお、上述の動作は、保護部材２１に設定される全ての加工予定ラインに沿って溝が形成されるまで繰り返し行われる。溝２３ａの深さや幅、形状、間隔（数量）等の条件に特段の制限はないが、例えば、厚みが３０μｍ程度の基材２３を１０μｍ程度まで薄くする場合には、深さが５μｍ〜１５μｍ、代表的には１０μｍで、幅が０．１ｍｍ〜０．３ｍｍ、代表的には０．２ｍｍの直線状の溝を、０．５ｍｍ〜２．０ｍｍ、代表的には１．０ｍｍの間隔で形成すると良い。

溝形成工程の後には、ウェーハ１１に貼付されている保護部材２１を加工する保護部材加工工程を行う。図３は、保護部材加工工程で使用される研削装置２の構成例を模式的に示す斜視図である。図３に示すように、研削装置２は、各構成要素が搭載される基台４を備えている。基台４の後端には、上方に延びる支持構造６が設けられている。

基台４の上面には、Ｘ軸方向（前後方向）に長い開口４ａが形成されている。この開口４ａ内には、ボールネジ式のＸ軸移動機構８と、Ｘ軸移動機構８の一部を覆う防塵防滴カバー１０とが配置されている。Ｘ軸移動機構８は、Ｘ軸移動テーブル８ａを備えており、このＸ軸移動テーブル８ａをＸ軸方向に移動させる。開口４ａの前方には、加工の条件等を入力するための操作パネル１２が設置されている。

Ｘ軸移動テーブル８ａ上には、保護部材２１が貼付されたウェーハ１１を保持するためのチャックテーブル１４が設けられている。チャックテーブル１４の上面の一部は、ウェーハ１１を吸引、保持するための保持面１４ａになっている。

保持面１４ａは、概ね平坦に形成されており、チャックテーブル１４の内部に形成された吸引路（不図示）等を介して吸引源（不図示）に接続されている。この保持面１４ａにウェーハ１１を載せて、吸引源の負圧を作用させることで、ウェーハ１１をチャックテーブル１４によって吸引、保持できる。

チャックテーブル１４は、上述したＸ軸移動機構８によって、Ｘ軸移動テーブル８ａとともにＸ軸方向に移動する。また、チャックテーブル１４は、モータ等の回転駆動源（不図示）に連結されていても良い。この場合には、例えば、Ｚ軸方向（鉛直方向）に対して概ね平行な回転軸の周りにチャックテーブル１４を回転させることができる。

支持構造６の前面には、Ｚ軸移動機構１６が設けられている。Ｚ軸移動機構１６は、Ｚ軸方向に概ね平行な一対のＺ軸ガイドレール１８を備えており、このＺ軸ガイドレール１８には、Ｚ軸移動プレート２０がスライド可能に取り付けられている。Ｚ軸移動プレート２０の後面側（裏面側）には、ナット部（不図示）が設けられており、このナット部には、Ｚ軸ガイドレール１８に概ね平行なＺ軸ボールネジ２２が螺合されている。

Ｚ軸ボールネジ２２の一端部には、Ｚ軸パルスモータ２４が連結されている。Ｚ軸パルスモータ２４でＺ軸ボールネジ２２を回転させることにより、Ｚ軸移動プレート２０はＺ軸ガイドレール１８に沿ってＺ軸方向に移動する。Ｚ軸移動プレート２０の前面（表面）には、前方に突出する支持具２６が設けられている。

支持具２６には、ウェーハ１１に貼付されている保護部材２１を加工するための研削ユニット（加工ユニット）２８が支持されている。研削ユニット２８は、支持具２６に固定されるスピンドルハウジング３０を含む。スピンドルハウジング３０には、回転軸となるスピンドル３２が回転可能な状態で収容されている。

スピンドル３２の下端部（先端部）は、スピンドルハウジング３０の外部に露出している。このスピンドル３２の下端部には、円盤状のホイールマウント３４が設けられている。ホイールマウント３４の下面には、ホイールマウント３４と概ね同径に構成された円盤状の研削ホイール３６がボルト等で固定されている。

図４は、研削ホイール３６の構造を模式的に示す斜視図である。図４に示すように、本実施形態に係る研削ホイール３６は、ステンレス、アルミニウム等でなる円盤状（円環状）のホイール基台３８を備えている。ホイール基台３８は、互いに概ね平行な上面３８ａと下面３８ｂとを有し、その中央には、基台３８を上面３８ａから下面３８ｂまで貫通する概ね円形の開口３８ｃが形成されている。また、ホイール基台３８の下面３８ｂには、純水等の液体（加工液）を下方に供給するための複数の供給口３８ｄが設けられている。

上述した研削装置２に研削ホイール３６を装着する際には、ホイールマウント３４の下面にホイール基台３８の上面３８ａを密着させて、このホイール基台３８をボルト等でホイールマウント３４に固定する。すなわち、ホイール基台３８の上面３８ａは、研削装置２のホイールマウント３４に接する固定端面となる。一方で、ホイール基台３８の下面３８ｂは、研削装置２に固定されない自由端面である。

ホイール基台３８の下面３８ｂには、樹脂や金属等の結合材にダイヤモンドやＣＢＮ（Cubic Boron Nitride）等の砥粒を分散させてなる複数の研削砥石４０が環状に配置、固定されている。研削砥石４０を構成する結合材の種類（材質）や、砥粒の材質、大きさ、形状等に特段の制限はないが、本実施形態では、ダイヤモンドの砥粒をニッケル（めっき）の結合材で固定した研削砥石４０を用いる。

図５は、保護部材加工工程について説明するための平面図である。保護部材加工工程では、まず、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側を上述したチャックテーブル１４の保持面１４ａに接触させて、この保持面１４ａに吸引源の負圧を作用させる。これにより、ウェーハ１１は、表面１１ａ側に貼付された保護部材２１の基材２３が上方に露出するように、チャックテーブル１４によって吸引、保持される。

チャックテーブル１４でウェーハ１１を吸引、保持した後には、研削ホイール３６を所定の方向に所定の回転数で回転させる。併せて、研削砥石４０の底面４０ｂの高さが、保護部材２１の基材２３の他方の面（上面）よりも低くなるように研削ホイール３６を下降させる。一方で、チャックテーブル１４は回転させない。

そして、複数の供給口３８ｄ等から液体（加工液）を供給しながら、研削砥石４０が保護部材２１の基材２３に接触するように、チャックテーブル１４をＸ軸方向（すなわち、研削ホイール３６の回転軸に対して垂直な方向）に移動させる。研削ホイール３６の回転数は、例えば、４０００ｒｐｍ程度であり、液体の供給量は、例えば、３．０Ｌ／ｍｉｎ〜７．０Ｌ／ｍｉｎ程度であり、チャックテーブル１４のＸ軸方向への移動速度は、例えば、０．１ｍｍ／ｓ〜０．５ｍｍ／ｓ程度である。ただし、加工の条件は、これらに限定されない。

これにより、図５に示すように、研削砥石４０によって保護部材２１の基材２３の他方の面側を削り取るように加工して薄くできる。例えば、ウェーハ１１の裏面１１ｂに対して保護部材２１の基材２３の露出する面が概ね平行かつ平坦になった段階で、保護部材加工工程を終了する。

上述のように、本実施形態では、保護部材２１を加工する前に、基材２３の他方の面側に複数の溝２３ａを形成している。そのため、保護部材加工工程で供給される液体が複数の溝２３ａに溜まり易くなって、保護部材２１や研削砥石４０の冷却を促進できる。また、複数の溝２３ａにより研削砥石４０を基材２３に切り込ませ易くなって、保護部材２１（基材２３）を効率良く（効果的に）加工できる。

また、本実施形態では、チャックテーブル１４と研削ホイール３６とを研削ホイール３６の回転軸に対して垂直な方向に相対的に移動させている。これにより、研削砥石４０を保護部材２１の基材２３に切り込ませるように作用させて、保護部材２１（基材２３）を効率良く（効果的に）加工できる。

保護部材加工工程の後には、例えば、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側を研削する研削工程等を行うと良い。なお、この場合には、上述した研削装置２及び研削ホイール３６を用いてウェーハ１１を研削することもできるし、別の研削装置や研削ホイールを用いてウェーハ１１を研削しても良い。

本実施形態に係る保護部材の加工方法では、保護部材２１を適切に加工できるので、この保護部材２１側をチャックテーブル等で保持してウェーハ１１の裏面１１ｂ側を研削することで、厚みのばらつきを抑制しながらウェーハ１１を薄くできる。すなわち、本実施形態に係る保護部材の加工方法をウェーハの加工方法（研削方法）に組み込むことで、ウェーハ１１の加工精度を高められる。

以上のように、本実施形態に係る保護部材の加工方法では、保護部材２１の基材２３の他方の面側に複数の溝２３ａを形成した後に、液体を供給しながら研削砥石４０を接触させて保護部材２１を加工するので、この複数の溝２３ａに溜まる液体によって、保護部材２１や研削砥石４０を適切に冷却し、研削砥石４０の目詰まりを抑制しながら保護部材２１を加工できる。また、基材２３に複数の溝２３ａを形成することで、研削砥石４０を基材２３に切り込ませ易くなって、保護部材２１を効率良く加工できる。このように、本実施形態に係る保護部材の加工方法によれば、樹脂製の保護部材２１を適切に加工できる。

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、ダイヤモンドの砥粒をニッケルの結合材で固定した研削砥石４０を用いているが、金属炭化物等でなる超硬刃を研削砥石４０として用いることもできる。すなわち、研削砥石４０には、必ずしも砥粒が分散されていなくて良い。

また、上記実施形態では、回転させた環状の切削ブレード９を保護部材２１の基材２３に切り込ませる方法で、粘着材層に達しない深さの複数の溝２３ａを基材２３の他方の面側に形成しているが、例えば、レーザービームを基材２３に照射する方法で、複数の溝２３ａを形成することもできる。なお、この場合には、基材２３に吸収され易い波長のレーザービームを用いると良い。

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 ウェーハ
１１ａ 表面
１１ｂ 裏面
１３ 分割予定ライン（ストリート）
１５ デバイス
２１ 保護部材
２３ 基材
２５ 粘着材層
１ 切削装置
３ チャックテーブル
３ａ 保持面
５ 切削ユニット
７ スピンドル
９ 切削ブレード
２ 研削装置
４ 基台
６ 支持構造
８ Ｘ軸移動機構
８ａ Ｘ軸移動テーブル
１０ 防塵防滴カバー
１２ 操作パネル
１４ チャックテーブル
１４ａ 保持面
１６ Ｚ軸移動機構
１８ Ｚ軸ガイドレール
２０ Ｚ軸移動プレート
２２ Ｚ軸ボールネジ
２４ Ｚ軸パルスモータ
２６ 支持具
２８ 研削ユニット（加工ユニット）
３０ スピンドルハウジング
３２ スピンドル
３４ ホイールマウント
３６ 研削ホイール
３８ ホイール基台
３８ａ 上面
３８ｂ 下面
３８ｃ 開口
３８ｄ 供給口
４０ 研削砥石

Claims (3)

1. ウェーハを保持するための保持面を有するチャックテーブルと、環状に配置された複数の研削砥石を有する研削ホイールを回転させる研削ユニットと、を備える研削装置を用いて該ウェーハに貼付された保護部材を加工する保護部材の加工方法であって、
   樹脂を含む材料で形成される基材と、該基材の一方の面に設けられた粘着材層と、を有する保護部材の該粘着材層側を該ウェーハの表面に貼付する保護部材貼付工程と、
   該粘着材層に達しない深さの複数の溝を該基材の他方の面側に形成する溝形成工程と、
   該ウェーハの裏面側を該保持面で保持し、該研削ホイールを回転させて、該保護部材の該基材の他方の面側に該研削砥石を接触させることで、該基材の厚みが薄くなるように該保護部材を加工する保護部材加工工程と、を含み、
   該保護部材加工工程では、該チャックテーブルを回転させることなく、該保護部材に液体を供給しながら、該チャックテーブルと該研削ホイールとを該研削ホイールの回転軸に対して垂直な方向に相対的に移動させて該保護部材を加工することを特徴とする保護部材の加工方法。
2. 溝形成工程では、回転させた環状の切削ブレードを該保護部材の該基材に切り込ませることで、該粘着材層に達しない深さの複数の溝を該基材の他方の面側に形成することを特徴とする請求項１に記載の保護部材の加工方法。
3. 溝形成工程では、レーザービームを該基材に照射することで、該粘着材層に達しない深さの複数の溝を該基材の他方の面側に形成することを特徴とする請求項１に記載の保護部材の加工方法。