JP2022097925A - ウェーハの加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】エッジトリミング加工用切削ブレードに生じる偏摩耗をドレスして整形する技術をを提供する。【解決手段】基材１０と、基材上に積層されたデバイス層１２と、を有し、外周に面取り部１０ｍが形成されたウェーハ１の加工方法であって、ウェーハ基材側を保持テーブル３１で保持し、デバイス層１２を露出させる保持ステップと、その後、切削ブレード４０をウェーハ外周に切り込ませつつ、保持テーブルを回転させて面取り部を切削し除去するトリミングステップと、トリミングステップを実施する前に、トリミングステップで除去する領域のデバイス層を切削ブレードで切削し除去するデバイス層除去ステップと、を備える。デバイス層除去ステップでは、切削ブレード側面がウェーハ外周縁１０ｇに対して交差するように切削ブレードが位置づけられ、トリミングステップでは、切削ブレード表側面４０ａがウェーハ外周縁に沿うように切削ブレードが位置づけられる。【選択図】図４

Description

本発明は、基材と、該基材上に積層されたデバイス層と、を有するウェーハであって、外周に面取り部が形成されたウェーハの加工方法に関する。

従来、表面のストリートで区画された領域にＩＣ等のデバイスが形成されたウェーハについて、裏面側を研削して薄化した後、ストリート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分割する加工方法が知られている。

加工対象となるウェーハは、搬送中の欠け等を防ぐために外周部分が面取りされており、薄化すると外周部分がナイフエッジ状のように薄く尖り、欠け、割れ等の破損が発生し易くなる。このため、薄化の前にウェーハの面取りされた部分（面取り部分）を切削、除去する、いわゆるエッジトリミング加工が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１７－１９１９１１号公報

特許文献１に開示されるようなエッジトリミング加工では、切削ブレードの表面側をウェーハの中心側とし、裏面側をウェーハの中心から遠い側となるようにして、ウェーハの面取り部に切り込んで切削が行われる。この際、切削ブレードの裏面側はウェーハの外側に位置することから切削に寄与せず、表面側のみが切削に寄与することになる。

このため、切削ブレードの表面側と裏面側でその摩耗量に差が生じることになり、偏摩耗が生じることになる。そして、偏摩耗が生じると面取り部を良好に除去できなくなる。

そこで、所定のタイミングで偏摩耗が生じた切削ブレードについてドレスボードをカットしてドレスを行い、切削ブレードの先端を整形する必要があった。しかし、このドレスボードをカットすることによる整形には時間を要し、また、偏摩耗により大きく形状が崩れた切削ブレードはドレスボードを用いたドレスでは整形しきれないこともあり、改善が切望されていた。

以上に鑑み、本願発明は、エッジトリミング加工を行う切削ブレードに生じる偏摩耗をドレスして整形するための新規な技術を提案するものである。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

本発明の一態様によれば、
基材と、該基材上に積層されたデバイス層と、を有するウェーハであって、外周に面取り部が形成されたウェーハの加工方法であって、
該ウェーハの該基材側を保持テーブルで保持し、該デバイス層を露出させる保持ステップと、
該保持ステップを実施した後、切削ブレードをウェーハの外周に切り込ませつつ該保持テーブルを回転させて該面取り部を切削し除去するトリミングステップと、
該トリミングステップを実施する前に、少なくとも該トリミングステップで除去する領域の該デバイス層を該切削ブレードで切削して除去するデバイス層除去ステップと、
を備え、
該デバイス層除去ステップでは、該切削ブレードの側面がウェーハの外周縁に対して交差するように該切削ブレードが位置づけられ、
該トリミングステップでは、該切削ブレードの側面がウェーハの外周縁に沿うように該切削ブレードが位置づけられる、ウェーハの加工方法とするものである。

本発明の一態様によれば、
該デバイス層除去ステップにおいて、
該切削ブレードは、
該ウェーハの第１方向の一側端部を加工するための第１位置、又は、
該ウェーハの中心を挟んで該第１位置と反対側の他側端部を加工するための第２位置、
に位置づけられ、
該切削ブレードは、所定のタイミングで第１位置と第２位置のいずれか一方の位置から、他方の位置へと位置づけられる、こととするものである。

本発明の一態様によれば、
該トリミングステップにおいて、
該切削ブレードの位置は、
該ウェーハの第２方向の一側端部を加工するための第３位置、又は、
該ウェーハの中心を挟んで該第３位置と反対側の他側端部を加工するための第４位置、
に位置づけられ、
該切削ブレードは、所定のタイミングで第３位置と第４位置のいずれか一方の位置から、他方の位置へと位置づけられる、こととするものである。

本発明の一態様では、トリミングステップの前に、基材に比べて加工しにくく切削ブレードを摩耗させるデバイス層を除去するデバイス層除去ステップを実施する。このように、後のトリミングステップで除去される領域のデバイス層をあらかじめ除去することで、トリミングステップにおける切削ブレードの偏摩耗の発生を抑制できる。また、デバイス層除去ステップでは切削ブレードの側面がウェーハの外周縁に対して交差するように切削ブレードを位置づけて加工する。これにより、加工方向（加工送り方向）が切削ブレードの回転軸の方向となり、切削ブレードの厚み方向に切削ブレードが削られる所謂フラットドレスの態様が実現され、切削ブレードの先端を整形することができる。このようにして、ドレスボードを用いることなく短時間でドレスを行うことができる。

また、本発明の一態様では、デバイス層除去ステップにおいて、切削ブレードが第１位置、又は、第２位置に位置づけられ、所定のタイミングで位置が切り替えられることにより、切削ブレードの両側面からより均等にドレスをすることができ、偏摩耗を解消することができる。

また、本発明の一態様では、トリミングステップにおいて、切削ブレードが第３位置、又は、第３位置に位置づけられ、所定のタイミングで位置が切り替えられることにより、切削ブレードの両側面についてより均等に摩耗を生じさせることができ、偏摩耗を生じにくくすることができる。

被加工物であるウェーハの一実施形態について示す図。 本発明の実施に用いる切削装置の例について示す図。 本発明の実施に用いる切削装置の例について示す図。 （Ａ）はデバイス層除去ステップにおいてウェーハを上から見た図。（Ｂ）は加工箇所を拡大して示す図。 本発明の実施手順について示すフローチャート。 （Ａ）はトリミングステップにおいてウェーハを上から見た図。（Ｂ）は加工箇所を拡大して示す図。 薄化ステップについて説明する図。

図１は被加工物であるウェーハ１の一実施形態について示すものである。
ウェーハ１は、基材１０と、基材１０の表面１０ａに形成されるデバイス層１２と、を有して構成される。

基材１０としては、例えば、シリコン、ガラス、サファイア、ＳｉＣ等が考えられ、特に限定されるものではない。デバイス層１２としては、デバイスを構成する回路層と絶縁層との積層体である。

デバイス層１２には規則的な配列でデバイス１１が形成され、各デバイスの間に分割予定ライン１３が設定される。分割予定ライン１３は、互いに交差する第１方向Ｆ１、第２方向Ｆ２に伸長し、格子状に配置されるように設定されている。

基材１０の表面１０ａにおいて、デバイス１１が形成される領域がデバイス形成領域とされ、デバイス形成領域の外側の領域が外周余剰領域とされる。基材１０の外周縁には、結晶方位を示すノッチ１５が形成されている。

図１の拡大部分に示されるように、基材１０の表面１０ａにはデバイス層１２が形成されており、詳しくは後述するように、デバイス層除去ステップにより一部が除去される。また、基材１０の外周には面取り部１０ｍが形成されており、詳しくは後述するように、トリミングステップの際に面取り部１０ｍにおける表面１０ａ側の部分が除去される。

図２及び図３は、本発明の実施に用いる切削装置３０の例について示すものである。切削装置３０は、ウェーハ１を保持する保持テーブル３１と、切削機構３２と、を有している。

図２及び図３に示すように、保持テーブル３１は、図示せぬ駆動機構により矢印Ｒ方向に回転され、また、Ｘ軸方向に水平移動するように構成される。保持テーブル３１の上面は図示せぬ吸引源により負圧を生じさせることで、ウェーハ１を吸引保持する保持面３１ａとして構成される。

図２に示すように、切削機構３２は、モータ３３と、モータ３３を収容するスピンドルハウジング３４と、モータ３３により回転軸動されるスピンドル３５と、スピンドル３５の先端に固定される切削ブレード４０と、を有して構成される。

図２に示すように、切削機構３２は、スピンドルハウジング３４が図示せぬ駆動機能によりＹ軸方向に水平移動するように構成され、切削ブレード４０をＹ軸方向の所定の位置に位置づけるように構成される。

図３に示すように、切削機構３２は、スピンドルハウジング３４が図示せぬ駆動機能によりＺ軸方向に昇降移動するように構成され、切削ブレード４０をＺ軸方向の所定の高さ位置に位置づけるように構成される。

次に、本発明にかかるウェーハの加工方法の実施例について説明する。図５は、加工方法の一実施形態のフローを示すフローチャートである。以下順に各ステップについて説明する。

＜保持ステップ＞
図３に示すように、ウェーハ１の基材１０側を保持テーブル３１で保持し、デバイス層１２を露出させるステップである。

ここでは、基材１０の裏面１０ｂが保持テーブル３１の保持面３１ａに吸着保持されることで、ウェーハ１が保持テーブル３１に保持され、デバイス層１２が上側に配置されて露出した状態となる。

＜デバイス層除去ステップ＞
図４（Ａ）（Ｂ）に示すように、少なくともトリミングステップで除去する領域Ａ（図４（Ｂ））のデバイス層１２を切削ブレード４０で切削して除去するステップである。

具体的には、まず、図４（Ａ）に示すように、切削ブレード４０の回転軸４０ｃの方向の両側面４０ａ，４０ｂが、ウェーハ１の外周縁１０ｇに対して交差する、つまりは、外周縁１０ｇの接線１０ｓと直交するように、切削ブレードをウェーハに対して所定の位置に位置づける。

次いで、図４（Ａ）（Ｂ）に示すように、切削ブレード４０を矢印Ｌ方向に回転させつつ、Ｚ方向に移動させてデバイス層１２に切り込むさまで下降させ、さらに、ウェーハ１（保持テーブル３１）を矢印Ｒ方向に回転させる。この際、図示せぬノズルからの切削水の供給が行われる。

以上のようにして、基材１０に比べて加工しにくく切削ブレード２０を摩耗させるデバイス層１２が切削され、後のトリミングステップで除去される領域Ａ（図４（Ｂ））のデバイス層１２があらかじめ除去される。これにより、後のトリミングステップにおいて切削ブレード２０がデバイス層１２を切削することがなく、デバイス層１２を切削した場合に生じる切削ブレード２０の偏摩耗の発生を抑制できる。

また、ウェーハ１（保持テーブル３１）が矢印Ｒ方向に回転するため、加工方向Ｆａ（加工送り方向）が切削ブレード４０の回転軸４０ｃの方向（スピンドル３５の軸心方向）となる。これにより、切削ブレード４０の厚み方向Ｆｂに切削ブレード４０が削られる所謂フラットドレスの態様が実現され、切削ブレード４０の先端を整形することができる。このようにして、ドレスボードを用いることなく短時間でドレスを行うことができる。

なお、ウェーハ１の上方に位置づけた切削ブレード４０を下降させて所定高さに位置づけて切削を行うこととする他、ウェーハ１から離れた位置で切削ブレード４０を所定高さに位置づけた後、ウェーハ１と切削ブレード４０をＸ、Ｙ軸方向において相対移動させることで、切削ブレード４０をウェーハ１に切り込ませて切削が行われることとしてもよい。

ここで、図４（Ａ）に示すように、切削ブレード４０には、その回転軸４０ｃの方向の一側面（モータ３３から遠い側）が表側面４０ａとされ、もう一方の側面が裏側面４０ｂとなる。デバイス層除去ステップでは、ウェーハ１は矢印Ｒ方向に回転するため、被加工物はまず切削ブレード４０の表面側４０ａに接触し裏面側４０ｂに向かって加工送りされることになる。このため、切削ブレード４０の先端の厚み方向の面が削られてドレスされる際には、切削ブレード４０の表側面４０ａが比較的多く摩耗する一方で、裏側面４０ｂの摩耗が少なくなり、表裏において均等にドレスがされないことが懸念される。

そこで、図４（Ａ）に示すように、切削ブレード４０の位置は、ウェーハ１の第１方向（Ｘ軸方向）の一側端部を加工するための第１位置Ｐ１と、ウェーハ１の中心を挟んで第１位置Ｐ１と反対側の他側端部を加工するための第２位置Ｐ２と、に設定可能に構成され、所定のタイミングで、第１位置Ｐ１と第２位置Ｐ２の切り替えが行われる、こととする。

これにより、第１位置Ｐ１ではドレスされる際に切削ブレード４０の表側面４０ａが多く摩耗する一方、第２位置Ｐ２では裏側面４０ｂが多く摩耗することになり、切削ブレード４０の表裏をより均等にドレスすることができる。

なお、切削ブレード４０の第１位置Ｐ１と第２位置Ｐ２の切り替えのタイミングは、例えば、加工するウェーハ１を交換したタイミングや、複数枚のウェーハ１を加工した後のタイミング、などとすることができる。

また、切削ブレード４０の第１位置Ｐ１と第２位置Ｐ２の切り替えは、切削ブレード４０とウェーハ１（保持テーブル３１）との相対位置関係の切り替えを言うものであり、本実施例の装置構成では、保持テーブル３１をＸ軸方向に移動することで相対位置関係の切り替えが行われるものである。

＜トリミングステップ＞
図６（Ａ）（Ｂ）に示すように、切削ブレード４０をウェーハ１の外周に切り込ませつつ保持テーブル３１を回転させて面取り部１０ｍを切削し除去するステップである。

具体的には、まず、図６（Ａ）に示すように、切削ブレード４０の回転軸４０ｃの方向の表側面４０ａが、ウェーハ１の外周縁１０ｇに沿うように位置づけられる、つまりは、外周縁１０ｇの接線１０ｓと平行になるように、切削ブレードをウェーハ１に対して所定の位置に位置づける。

次いで、図６（Ａ）（Ｂ）に示すように、切削ブレード４０を矢印Ｌ方向に回転させつつ、Ｚ方向に移動させて面取り部１０ｍに切り込む深さまで下降させ、さらに、ウェーハ１（保持テーブル３１）を矢印Ｒ方向に回転させる。切削ブレード４０が切り込む深さは、後の薄化ステップにおいて裏面研削される際の仕上げ厚みに至る深さとされる。

なお、ウェーハ１の上方に位置づけた切削ブレード４０を下降させて所定高さに位置づけて切削を行うこととする他、ウェーハ１から離れた位置で切削ブレード４０を所定高さに位置づけた後、ウェーハ１と切削ブレード４０をＸ、Ｙ軸方向において相対移動させることで、切削ブレード４０をウェーハ１に切り込ませて切削が行われることとしてもよい。

これにより切削ブレード２０が面取り部１０ｍを切削し、面取り部１０ｍの上側（ウェーハ１の表面側）の領域を除去することができる。切削の際には、図示せぬノズルからの切削水の供給が行われる。

ここで、図６（Ａ）（Ｂ）に示すように、切削ブレード４０においてウェーハ１の中心に近い側の表側面４０ａが面取り部１０ｍに切込み、もう一方の裏側面４０ｂは開放されることになるため、トリミングの際に切削ブレード４０の表側面４０ａが主に摩耗する一方で、裏側面４０ｂは摩耗が生じないものとなり、表裏において均等に摩耗せず偏摩耗が生じる。

そこで、図６（Ａ）に示すように、切削ブレード４０の位置は、ウェーハ１の第２方向（Ｙ軸方向）一側端部を加工するための第３位置Ｐ３と、ウェーハ１の中心を挟んで第３位置Ｐ３と反対側の他側端部を加工するための第４位置Ｐ４と、に設定可能に構成され、所定のタイミングで、第３位置Ｐ３と第４位置Ｐ４の切り替えが行われる、こととする。

これにより、第３位置Ｐ３においては、トリミングされる際に切削ブレード４０の表側面４０ａが主に摩耗する一方、第４位置Ｐ４においては、裏側面４０ｂが主に摩耗することになり、切削ブレード４０の表裏を均等に摩耗させることができる。

なお、切削ブレード４０の第３位置Ｐ３と第４位置Ｐ４の切り替えのタイミングは、例えば、加工するウェーハ１を交換したタイミングや、複数枚のウェーハ１を加工した後のタイミング、などとすることができる。

また、切削ブレード４０の第３位置Ｐ３と第４位置Ｐ４の切り替えは、切削ブレード４０とウェーハ１（保持テーブル３１）との相対位置関係の切り替えを言うものであり、本実施例では、切削機構３２をＹ軸方向に移動することで相対位置関係の切り替えが行われる。

＜薄化ステップ＞
トリミングステップを実施後、図７に示すように、裏面研削装置７０の保持テーブル７１において、ウェーハ１の表面１０ａ側（デバイス層１２側）を保護テープ１４を介して保持し、ウェーハ１の裏面１０ｂ側を露出させた状態とする。

保持テーブル７１を回転させつつ、研削砥石７４を備える研削ホイール７２を下降させ、ウェーハ１の裏面１０ｂを研削加工（グラインディング）し、所定の仕上げ厚みになるまで薄化する。

この際、トリミングステップにより事前に面取り部が除去されているため、ウェーハの外周部分にナイフエッジ状の尖った部分は形成されないこととなる。

以上のように本発明では、図４に示すように、トリミングステップの前に、基材１０に比べて加工しにくく切削ブレード４０を摩耗させるデバイス層１２を除去するデバイス層除去ステップを実施する。このように、後のトリミングステップで除去される領域のデバイス層１２をあらかじめ除去することで、トリミングステップにおける切削ブレード４０の偏摩耗の発生を抑制できる。また、デバイス層除去ステップでは、切削ブレード４０の側面がウェーハ１の外周縁１０ｇに対して交差するように切削ブレード４０を位置づけて加工する。これにより、加工方向（加工送り方向）が切削ブレード４０の回転軸４０ｃの方向となり、切削ブレード４０の厚み方向に切削ブレード４０が削られる所謂フラットドレスの態様が実現され、切削ブレード４０の先端を整形することができる。このようにして、ドレスボードを用いることなく短時間でドレスを行うことができる。

また、図４（Ａ）に示すように、デバイス層除去ステップにおいて、切削ブレード４０が第１位置Ｐ１、又は、第２位置Ｐ２に位置づけられ、所定のタイミングで位置が切り替えられることにより、切削ブレード４０の両側面（表側面４０ａ，裏側面４０ｂ）についてより均等にドレスをすることができ、偏摩耗を解消することができる。

また、図６（Ａ）に示すように、トリミングステップにおいて、切削ブレードが第３位置、又は、第３位置に位置づけられ、所定のタイミングで位置が切り替えられることにより、切削ブレード４０の両側面（表側面４０ａ，裏側面４０ｂ）についてより均等に摩耗を生じさせることができ、偏摩耗を生じにくくすることができる。

１ ウェーハ
１０ 基材
１０ａ 表面
１０ｂ 裏面
１０ｇ 外周縁
１０ｍ 面取り部
１０ｓ 接線
１１ デバイス
１２ デバイス層
１３ 分割予定ライン
２０ 切削ブレード
３０ 切削装置
３１ 保持テーブル
３１ａ 保持面
３２ 切削機構
３３ モータ
３４ スピンドルハウジング
３５ スピンドル
４０ 切削ブレード
４０ａ 表側面
４０ｂ 裏側面
４０ｃ 回転軸
Ａ１ 領域
Ｆ１ 第１方向
Ｆ２ 第２方向
Ｐ１ 第１位置
Ｐ２ 第２位置
Ｐ３ 第３位置
Ｐ４ 第４位置

Claims (3)

1. 基材と、該基材上に積層されたデバイス層と、を有するウェーハであって、外周に面取り部が形成されたウェーハの加工方法であって、
   該ウェーハの該基材側を保持テーブルで保持し、該デバイス層を露出させる保持ステップと、
   該保持ステップを実施した後、切削ブレードをウェーハの外周に切り込ませつつ該保持テーブルを回転させて該面取り部を切削し除去するトリミングステップと、
   該トリミングステップを実施する前に、少なくとも該トリミングステップで除去する領域の該デバイス層を該切削ブレードで切削して除去するデバイス層除去ステップと、
   を備え、
   該デバイス層除去ステップでは、該切削ブレードの側面がウェーハの外周縁に対して交差するように該切削ブレードが位置づけられ、
   該トリミングステップでは、該切削ブレードの側面がウェーハの外周縁に沿うように該切削ブレードが位置づけられる、ウェーハの加工方法。
2. 該デバイス層除去ステップにおいて、
   該切削ブレードは、
   該ウェーハの第１方向の一側端部を加工するための第１位置、又は、
   該ウェーハの中心を挟んで該第１位置と反対側の他側端部を加工するための第２位置、
   に位置づけられ、
   該切削ブレードは、所定のタイミングで第１位置と第２位置のいずれか一方の位置から、他方の位置へと位置づけられる、
   ことを特徴とする請求項１に記載のウェーハの加工方法。
3. 該トリミングステップにおいて、
   該切削ブレードの位置は、
   該ウェーハの第２方向の一側端部を加工するための第３位置、又は、
   該ウェーハの中心を挟んで該第３位置と反対側の他側端部を加工するための第４位置、
   に位置づけられ、
   該切削ブレードは、所定のタイミングで第３位置と第４位置のいずれか一方の位置から、他方の位置へと位置づけられる、
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のウェーハの加工方法。
   

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