JP2019089135A - 被加工物の加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】バイト工具の切刃の摩耗を抑制し、加工効率を向上する。【解決手段】チャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物の表面をバイト切削するダイヤモンドからなる切刃を有するバイト工具と、該バイト工具を下面に備えるバイトホイールと、該バイト工具の切刃に切削水を供給する切削水供給手段と、を備えたバイト切削装置を使用して、デバイスと、該デバイス上のバンプと、該デバイス及び該バンプ上の封止材と、を有し該デバイス及び該バンプが該封止材により封止された該被加工物をバイト切削し、該バンプを露出させる被加工物の加工方法であって、該チャックテーブルに該被加工物を保持させる保持ステップと、該切削水供給手段により該バイト工具の切刃に切削水を供給しながら該被加工物をバイト切削して該バンプを露出させるバイト切削ステップと、を備え、該切削水には界面活性剤が含有されていることを特徴とする被加工物の加工方法。【選択図】図２

Description

本発明は、デバイスが表面に形成された被加工物をバイト切削する該被加工物の加工方法に関する。

携帯電話やパソコン等の電子機器に使用されるデバイスチップの製造工程では、まず、半導体等の材料からなるウェーハの表面に複数の交差する分割予定ラインを設定する。そして、該分割予定ラインで区画される各領域にＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ（Large Scale Integration）等のデバイスを形成する。さらに、該ウェーハを所定の厚みに薄化し、その後、該ウェーハを該分割予定ラインに沿って分割するとデバイスチップを形成できる。

近年、デバイスチップを所定の実装対象に実装する際に、実装に要する領域の省スペース化のために、フリップチップボンディングと呼ばれる実装技術が実用化されている。フリップチップボンディングは、デバイスの表面側に配線基板を介して１０μｍ〜１００μｍ程度の高さの複数のバンプと呼ばれる金属突起物を形成し、これらのバンプを該実装対象に形成された電極に相対させて直接接合する実装技術である。該バンプは、デバイスチップの端子として機能し、配線基板と、金属細線と、を介して該デバイスに接続される。

さらに、半導体のパッケージング技術として、金属細線による内部配線を行わずデバイス表面に直接バンプを形成し、ウェーハ表面と、該バンプと、を封止材で覆って封止し、該ウェーハを個々のデバイスチップに分割する技術が実用化されている。該パッケージング技術は、ＷＬ−ＣＳＰ（Wafer-level Chip Size Package）と呼ばれている（特許文献１参照）。

ウェーハの表面に形成された該複数のバンプの高さは必ずしも均一ではないため、該複数のバンプをそのままデバイスチップの実装対象に形成された電極に接合させようとしても、一様に接合させるのは容易ではない。そこで、ダイヤモンドからなる切刃を有するバイト工具が装着されたバイト切削装置により該封止材の上部及び該バンプの上部をバイト切削し、該封止材を薄化するとともに該バンプの高さを均一にする加工方法が開発されている（特許文献２参照）。

特開２００１−７１３５号公報 特開２０００−１７３９５４号公報

封止材と、バンプと、が形成されたウェーハの表面側をバイト切削するバイト工具は、バイト切削時の加工抵抗が高い該封止材と、金属で形成された該バンプと、を同時にバイト切削する。そのため、該バイト切削により生じる加工負荷や加工熱が該バイト工具に強く働き、該バイト工具の切刃が激しく摩耗する。さらに、バイト切削を実施すると切削屑が生じ、該切削屑が該ウェーハの表面上に飛散する。すると、更なるバイト切削時に該切削屑が該バイト工具に巻き込まれるため、バイト工具が一層激しく摩耗する。

激しく摩耗したバイト工具ではさらなるバイト切削を実施できないため、頻繁にバイト工具を交換しなければならない。バイト工具を交換している間はバイト切削装置を使用できず、また、交換用のバイト工具に多大な費用がかかる。したがって、バイト切削装置の加工効率が低くなり問題となる。

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、バイト工具の切刃の摩耗を抑制でき、加工効率を向上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、被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物の表面をバイト切削するダイヤモンドからなる切刃を有するバイト工具と、該バイト工具を下面に備えるバイトホイールと、該バイトホイールを回転可能に支持するバイト切削ユニットと、該バイト工具の切刃に切削水を供給する切削水供給手段と、を備えたバイト切削装置を使用して、ウェーハと、該ウェーハの表面に形成されたデバイスと、該デバイス上のバンプと、該デバイス及び該バンプ上の封止材と、を含み該デバイス及び該バンプが該封止材により封止された該被加工物をバイト切削し、該バンプを該封止材から露出させる被加工物の加工方法であって、該チャックテーブルに該被加工物を保持させる保持ステップと、該切削水供給手段により該バイト工具の切刃に切削水を供給しながら該被加工物をバイト切削して該バンプを露出させるバイト切削ステップと、を備え、該切削水には界面活性剤が含有されていることを特徴とする被加工物の加工方法が提供される。

本発明の一態様に係る被加工物の加工方法では、被加工物の表面をバイト切削する切刃を有するバイト工具と、該バイト工具を下面に備えるバイトホイールと、を備えるバイト切削装置が使用される。該バイト切削装置は、バイト工具の切刃に切削水を供給する切削水供給手段を備える。

ここで、本発明の一態様に係る被加工物の加工方法では、切削水供給手段が切刃に供給する切削水に界面活性剤を含有させる。切削水に界面活性剤が含有されているとバイト切削により発生する切削屑に切削水が作用しやすくなり、該切削屑は該切削水により排出されやすくなる。また、該切削水は該バイト工具にも作用しやすくなり、加工により生じた加工熱を効率良く除去する。そのため、バイト工具の消耗を抑制できバイト工具の交換頻度を低下させてバイト切削装置の加工効率を高められる。

したがって、本発明によりバイト工具の切刃の摩耗を抑制し、加工効率を向上できる被加工物の加工方法が提供される。

図１（Ａ）は、表面にバンプ及び封止材が設けられた被加工物を模式的に示す斜視図であり、図１（Ｂ）は、表面にバンプ及び封止材が設けられた被加工物を模式的に示す断面図である。 図２（Ａ）は、バイト切削ステップを模式的に示す側面図であり、図２（Ｂ）は、バイト切削ステップを模式的に示す上面図である。

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。まず、本実施形態に係る加工方法の被加工物について図１（Ａ）及び図１（Ｂ）を用いて説明する。図１（Ａ）は、被加工物を模式的に示す斜視図である。被加工物５は、ウェーハ１と、バンプ７と、封止材３と、を含む。

ウェーハ１は、例えば、シリコン、ＳｉＣ（シリコンカーバイド）、若しくは、その他の半導体等の材料、または、サファイア、ガラス、石英等の材料からなる略円板状の基板である。ウェーハ１の表面１ａには複数の分割予定ライン（不図示）が格子状に設定されており、分割予定ラインにより区画された各領域にはＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ（Large Scale Integration）等のデバイス７ａが形成されている。最終的に、ウェーハ１が分割予定ラインに沿って分割されると、個々のデバイスチップが形成される。

図１（Ｂ）は、被加工物５を模式的に示す断面図である。バンプ７は、金属等の導電性材料で形成されており、ウェーハ１が分割されて形成されるデバイスチップの端子となる。ウェーハ１が分割される前にバイト工具を備えるバイト切削装置により被加工物５がバイト切削されて、バンプ７を覆う封止材３の上部及びバンプ７の上部が部分的に除去される。すると、バンプ７が封止材３から露出するため、デバイスチップを所定の実装対象に実装する際にバンプ７を実装対象の電極に接合できるようになる。

本実施形態に係る被加工物の加工方法では、被加工物５のバイト切削にバイト切削装置を使用する。バイト切削装置について図２（Ａ）を用いて説明する。バイト切削装置１０は、チャックテーブル１２と、該チャックテーブル１２の上方に配設されたバイト切削ユニット１４と、を備える。

チャックテーブル１２は、上面側に多孔質部材（不図示）を有する。該多孔質部材の上面は被加工物５を保持する保持面１２ａとなる。チャックテーブル１２は、一端が吸引源（不図示）に接続された吸引路（不図示）を内部に備える。該吸引路の他端は該多孔質部材に接続されている。封止材３側を上方に露出させるように被加工物５を該保持面１２ａ上に載せ、該多孔質部材の孔を通して該吸引源により生じた負圧を該被加工物５に作用させると、被加工物５はチャックテーブル１２に吸引保持される。

バイト切削ユニット１４は、スピンドル１８と、該スピンドル１８の一端に保持されたバイトホイール１６と、該バイトホイール１６に固定されたバイト工具２０と、を有する。スピンドル１８の他端にはモーター等の回転駆動源（不図示）が接続されており、該回転駆動源がスピンドル１８を回転させる。

バイト切削装置１０は、昇降手段（不図示）をさらに備え、該昇降手段によりバイト切削ユニット１４を上下方向に移動できる。また、バイト切削装置１０は、移動手段（不図示）をさらに備え、該移動手段によりチャックテーブル１２を保持面１２ａに平行な面内の方向に直線的に移動できる。バイト工具２０は、下端にダイヤモンドからなる切刃２０ａを備え、該切刃２０ａが該保持面１２ａ上に保持された被加工物５に接触すると、該被加工物５はバイト切削される。

バイト切削装置１０の該バイト切削ユニット１４の近傍には、該バイト工具２０に切削水を供給する切削水供給ノズル２２（図２（Ｂ）参照）が配設される。被加工物５のバイト切削時には、切削水供給ノズル２２から切削水２２ａがバイト工具２０に供給される。該切削水は、例えば、界面活性剤が含有された純水である。該切削水は、バイト切削で生じた加工屑を除去し、また、該バイト工具２０や被加工物５を冷却する。

次に、本実施形態に係る被加工物の加工方法について説明する。該加工方法では、まず、チャックテーブル１２に被加工物５を保持させる保持ステップを実施する。保持ステップでは、チャックテーブル１２の保持面１２ａ上に被加工物５を載せる。なお、このとき、ウェーハ１の裏面１ｂ側を下方に向け、該裏面１ｂを保持面１２ａに接触させる。

チャックテーブル１２の保持面１２ａ上に被加工物５を載せた後、チャックテーブル１２の吸引源（不図示）を作動させ負圧を被加工物５に作用させると、チャックテーブル１２に被加工物５が吸引保持される。すると、被加工物５の封止材３が上方に露出される。

本実施形態に係る被加工物の加工方法では、次に、バイト切削ステップを実施する。図２（Ａ）は、バイト切削ステップを模式的に示す側面図であり、図２（Ｂ）は、バイト切削ステップを模式的に示す上面図である。

バイト切削工程では、バイトホイール１６を回転させた状態で、切刃２０ａの下端がバンプ７の上端の高さ位置よりも低くなるようにバイト工具２０を下降させる。バイト工具２０を下降させた後、図２（Ｂ）に示すように切削水供給ノズル２２からバイト工具２０に切削水２２ａを供給しながらチャックテーブル１２を保持面１２ａに平行な方向に移動させる。チャックテーブル１２に吸引保持された被加工物５に該バイト工具２０が触れると該被加工物５がバイト切削される。

バイト切削工程では、バイト切削時の加工抵抗が高い封止材３と、金属で形成されたバンプ７と、が同時にバイト切削される。そのため、バイト切削により生じる加工負荷や加工熱が該バイト工具２０に強く働き、該バイト工具２０の切刃２０ａが激しく摩耗する。さらに、バイト切削を実施すると切削屑が生じ、該切削屑が被加工物５上に飛散する。すると、更なるバイト切削時に切削屑が該バイト工具２０に巻き込まれるため、バイト工具２０が一層激しく摩耗する。

激しく摩耗したバイト工具２０ではさらなるバイト切削を実施できないため、頻繁にバイト工具２０を交換しなければならない。バイト工具２０を交換している間はバイト切削装置１０を使用できず、また、交換用のバイト工具２０に多大な費用がかかる。したがって、バイト切削装置１０の加工効率が低くなり問題となる。

ここで、本実施形態に係る被加工物の加工方法では、バイト工具２０に供給される切削水２２ａに界面活性剤が含有されているため、バイト切削により発生する切削屑に切削水が作用しやすくなり、該切削屑は該切削水により排出されやすくなる。また、該切削水２２ａは該バイト工具２０にも作用しやすくなり、加工により生じた加工熱を効率良く除去する。そのため、バイト工具２０の消耗を抑制できバイト工具２０の交換頻度を低下させてバイト切削装置１０の加工効率を高められる。

バイト切削工程を実施すると被加工物５の封止材３の上部と、バンプ７の上部と、がバイト切削されて該バンプ７が封止材３から露出される。バイト工具２０によりバンプ７がバイト切削されているため、該バンプ７の上端の高さ位置が均一となる。すると、該被加工物５が最終的に分割されてデバイスチップが形成され該デバイスチップを所定の実装基板に実装する際に、該実装基板が備える電極に該バンプ７を均一に接合できる。

なお、本発明は上記実施形態の記載に限定されず、種々変更して実施可能である。例えば、バイト切削工程を実施する前に該封止材３に溝が形成されてもよい。この場合、バイト工具に供給される切削水は封止材３に形成される該溝にも供給され、該切削水が該溝中に保持される。そのため、バイト切削時により効率的にバイト工具２０に切削水を供給できる。

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。

１ ウェーハ
１ａ 表面
１ｂ 裏面
３ 封止材
５ 被加工物
７ バンプ
７ａ デバイス
１０ バイト切削装置
１２ チャックテーブル
１４ バイト切削ユニット
１６ バイトホイール
１８ スピンドル
２０ バイト工具
２０ａ 切刃
２２ 切削水供給ノズル２２
２２ａ 切削水

Claims (1)

1. 被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物の表面をバイト切削するダイヤモンドからなる切刃を有するバイト工具と、該バイト工具を下面に備えるバイトホイールと、該バイトホイールを回転可能に支持するバイト切削ユニットと、該バイト工具の切刃に切削水を供給する切削水供給手段と、を備えたバイト切削装置を使用して、
   ウェーハと、該ウェーハの表面に形成されたデバイスと、該デバイス上のバンプと、該デバイス及び該バンプ上の封止材と、を含み該デバイス及び該バンプが該封止材により封止された該被加工物をバイト切削し、該バンプを該封止材から露出させる被加工物の加工方法であって、
   該チャックテーブルに該被加工物を保持させる保持ステップと、
   該切削水供給手段により該バイト工具の切刃に切削水を供給しながら該被加工物をバイト切削して該バンプを露出させるバイト切削ステップと、を備え、
   該切削水には界面活性剤が含有されていることを特徴とする被加工物の加工方法。