JP2023028797A - Wafer processing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、外周に面取り部を有した円板状のウェーハを所定の厚さに薄化するウェーハの加工方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a wafer processing method for thinning a disk-shaped wafer having a chamfered portion on its outer periphery to a predetermined thickness.
デバイスチップの製造工程では、互いに交差する複数の分割予定ライン(ストリート)によって区画された複数の領域にそれぞれ、IC(Integrated Circuit)、LSI(Large Scale Integration)等のデバイスが形成された円板状のウェーハが用いられる。このウェーハを分割予定ラインに沿って分割することにより、デバイスをそれぞれ備える複数のデバイスチップが得られる。デバイスチップは、携帯電話、パーソナルコンピュータ等の様々な電子機器に搭載される。 In the manufacturing process of a device chip, a disk-shaped device such as an IC (Integrated Circuit) or LSI (Large Scale Integration) is formed in each of a plurality of regions partitioned by a plurality of intersecting dividing lines (streets). of wafers are used. A plurality of device chips each having a device is obtained by dividing the wafer along the planned division lines. Device chips are mounted on various electronic devices such as mobile phones and personal computers.
近年、電子機器の小型化の傾向が著しく、デバイスチップにも薄型化の要求が高まっている。そこで、ウェーハを分割する前に研削装置で裏面側から研削して所定の仕上げ厚さまで薄化し、薄化されたウェーハを分割する。この場合、最終的に薄型のデバイスチップが得られる。 In recent years, there has been a marked trend toward miniaturization of electronic devices, and there is an increasing demand for thinner device chips. Therefore, before the wafer is divided, the wafer is thinned to a predetermined finish thickness by grinding from the back surface side with a grinding device, and the thinned wafer is divided. In this case, a thin device chip is finally obtained.
円板状のウェーハの外周部には、角部が除去された面取り部が形成されている。そのため、ウェーハを薄化したときに外周部にナイフエッジ状の尖った形状が現れ、ウェーハが損傷を受けやすい状態となる。そこで、ウェーハを裏面側から研削する前に、ウェーハの外周部を表面側から仕上げ厚さ以上の深さまで切削して面取り部を部分的に除去するエッジトリミング加工が実施される(特許文献1参照)。 A chamfered portion is formed on the outer peripheral portion of the disk-shaped wafer by removing the corner portion. For this reason, when the wafer is thinned, a sharp knife-edge shape appears on the outer peripheral portion, and the wafer is easily damaged. Therefore, before grinding the wafer from the back side, an edge trimming process is performed to partially remove the chamfered portion by cutting the outer peripheral portion of the wafer from the front side to a depth equal to or greater than the finishing thickness (see Patent Document 1). ).
しかしながら、エッジトリミング加工を実施した後にウェーハを裏面側から研削して薄化するとき、エッジトリミング加工で形成された外側に突き出た環状のテラス部に研削砥石が達する間際にテラス部を構成する端材が折れ、比較的大きな端材が落下する。落下した端材は、研削に使用された研削水を排水するための排水溝に堆積するため、研削装置を停止して排水溝を頻繁に清掃しなければならなかった。 However, when the wafer is thinned by grinding from the back side after performing the edge trimming process, the edge forming the terrace part is just before the grinding wheel reaches the annular terrace part protruding outside formed by the edge trimming process. The material breaks and relatively large remnants fall. Since the fallen mill ends accumulate in the drain for draining the grinding water used for grinding, the grinder has to be stopped and the drain must be cleaned frequently.
本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、エッジトリミング加工されたウェーハを研削する際に、比較的大きな端材の落下を抑制できるウェーハの加工方法の提供を目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a wafer processing method capable of suppressing the dropping of relatively large offcuts when grinding an edge-trimmed wafer.
本発明の一態様によれば、外周に面取り部を有した円板状のウェーハを裏面側から研削して仕上げ厚みへと薄化するウェーハの加工方法であって、該ウェーハの表面側から該面取り部に、該表面からの深さが該仕上げ厚み以上の第1の深さ位置まで第1の切削ブレードを切り込ませて該ウェーハを外周縁に沿って切削し、環状のテラス部を形成するトリミングステップと、該トリミングステップの後、該ウェーハの該表面側に保護部材を貼着する保護部材貼着ステップと、該保護部材貼着ステップの後、該ウェーハを該裏面から研削して該仕上げ厚みへと薄化する研削ステップと、を備え、該研削ステップ実施前に、該第1の切削ブレードよりも刃厚が薄い第2の切削ブレードに超音波振動を付与しつつ、該ウェーハの該表面側から該外周縁に沿って該表面からの深さが該第1の深さ位置を超える第2の深さ位置まで該第2の切削ブレードを切り込ませて第1の環状切削溝を形成する第1の超音波振動切削ステップをさらに備えることを特徴とするウェーハの加工方法が提供される。 According to one aspect of the present invention, there is provided a wafer processing method in which a disk-shaped wafer having a chamfered portion on the outer periphery is ground from the back surface side to thin the wafer to a finished thickness, wherein the wafer is thinned from the front surface side. A first cutting blade is cut into the chamfered portion to a first depth position whose depth from the surface is equal to or greater than the finished thickness, and the wafer is cut along the outer peripheral edge to form an annular terrace portion. a trimming step, after the trimming step, a protective member adhering step of adhering a protective member to the front surface of the wafer; and after the protective member adhering step, the wafer is ground from the back surface to A grinding step of thinning to a finished thickness, and before performing the grinding step, while applying ultrasonic vibration to a second cutting blade having a thinner blade thickness than the first cutting blade, the wafer. A first annular cutting groove is formed by cutting the second cutting blade from the surface side along the outer peripheral edge to a second depth position where the depth from the surface exceeds the first depth position A method of processing a wafer is provided further comprising a first ultrasonic vibration cutting step of forming a .
好ましくは、該研削ステップ実施前に、該第2の切削ブレードに超音波振動を付与しつつ、該ウェーハの該表面側から該外周縁に沿って該表面からの深さが該第1の深さ位置を超える第3の深さ位置まで該第2の切削ブレードを切り込ませて第2の環状切削溝を形成する第2の超音波振動切削ステップをさらに備え、該第1の環状切削溝及び該第2の環状切削溝は、同心円状に形成される。 Preferably, before performing the grinding step, while applying ultrasonic vibration to the second cutting blade, the depth from the surface along the outer peripheral edge from the surface side of the wafer is the first depth further comprising a second ultrasonic vibration cutting step of cutting the second cutting blade to a third depth position exceeding the depth position to form a second annular cutting groove, wherein the first annular cutting groove and the second annular cut groove are formed concentrically.
さらに好ましくは、該第1の環状切削溝は、該第2の環状切削溝よりも内側に形成され、該第2の深さ位置は、該第3の深さ位置よりも該表面に近い。 More preferably, the first annular cut groove is formed inside the second annular cut groove, and the second depth position is closer to the surface than the third depth position.
また、好ましくは、該第1の超音波振動切削ステップは、該トリミングステップよりも後に実施される。 Also preferably, the first ultrasonic vibration cutting step is performed after the trimming step.
本発明の一態様に係るウェーハの加工方法では、ウェーハを裏面側から研削する前に、ウェーハを外周縁に沿って第1の切削ブレードで切削して環状のテラス部を形成するのとは別に、第2の切削ブレードで切削して第1の環状切削溝を形成する。第1の環状切削溝を形成する際に第2の切削ブレードには超音波振動が付与されるため、形成される第1の環状切削溝の近傍でウェーハが微細に破壊されて破砕層が形成される。 In the wafer processing method according to one aspect of the present invention, before grinding the wafer from the back surface side, the wafer is cut along the outer peripheral edge with a first cutting blade to form an annular terrace portion. , with a second cutting blade to form a first annular cut groove. Since ultrasonic vibration is applied to the second cutting blade when forming the first annular cutting groove, the wafer is finely fractured near the formed first annular cutting groove to form a crushed layer. be done.
外周縁に第1の環状切削溝を伴うテラス部が形成された状態でウェーハを裏面側から研削すると、該第1の環状切削溝や破砕層が分割起点となってテラス部が細分化され、細かい端材が生じる。細かい端材は、排水溝に落下したときに流されやすく該排水溝に堆積しにくいため、該排水溝を頻繁に清掃する必要がない。 When the wafer is ground from the back side in a state where the terrace portion with the first annular cut groove is formed on the outer peripheral edge, the terrace portion is subdivided with the first annular cut groove and the crushed layer as the starting point of division, Fine scraps are produced. Since fine offcuts are easily washed away when dropped into the drain and are less likely to accumulate in the drain, there is no need to frequently clean the drain.
したがって、本発明の一態様により、エッジトリミング加工されたウェーハを研削する際に、比較的大きな端材の落下を抑制できるウェーハの加工方法が提供される。 Therefore, according to one aspect of the present invention, there is provided a wafer processing method capable of suppressing relatively large offcuts from falling when grinding an edge-trimmed wafer.
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について詳細に説明する。まず、本実施形態に係るウェーハの加工方法で加工されるウェーハについて説明する。図1は、ウェーハ1を模式的に示す斜視図である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, a wafer to be processed by the wafer processing method according to the present embodiment will be described. FIG. 1 is a perspective view schematically showing a
ウェーハ1は、シリコン等の材料で形成された円板状の部材であり、互いに概ね平行な表面1a及び裏面1bを備える。ウェーハ1の表面1aには、互いに交差するように格子状に配列された複数の分割予定ライン3が設定される。ウェーハ1の表面1aの分割予定ライン3で区画された各領域には、それぞれ、IC、LSI等のデバイス5が形成される。ウェーハ1の表面1aのデバイス5が形成される領域は、デバイス領域7と呼ばれる。デバイス領域7を囲む外側の領域は、外周余剰領域9と呼ばれる。
The
なお、ウェーハ1の材質、構造、大きさ等に制限はない。例えばウェーハ1は、シリコン以外の半導体(GaAs、InP、GaN、SiC等)、サファイア、ガラス(石英ガラス、ホウケイ酸ガラス等)等でなる基板であってもよい。また、デバイス5の種類、数量、形状、構造、大きさ、配置等にも制限はなく、ウェーハ1にはデバイス5が形成されていなくてもよい。
The material, structure, size, etc. of the
ウェーハ1の外周に角部が存在すると、ウェーハ1が該角部に衝撃を受けた際に欠けやひび割れを生じ易い。この欠けやひび割れが外周余剰領域9からデバイス領域7に進行すると、デバイス5が損傷を受ける。そこで、ウェーハ1の外周1cには、予め面取り加工が実施されて角部が落とされ、丸みを帯びた面取り部が形成される。図3には、ウェーハ1の面取り部を示す断面図が含まれている。
If there is a corner on the outer periphery of the
ウェーハ1を裏面1b側から研削してウェーハ1を薄化し、ウェーハ1を分割予定ライン3に沿って分割すると、デバイス5をそれぞれ備える複数の薄型のチップ(デバイスチップ)が製造される。ウェーハ1の分割には、例えば、環状の切削ブレードを備える切削装置や、ウェーハ1にレーザビームを照射するレーザ加工ユニットを備えるレーザ加工装置が使用される。これらの加工装置で製造されたデバイスチップは、携帯電話、パーソナルコンピュータ等の様々な電子機器に搭載される。
When the
次に、本実施形態に係るウェーハの加工方法において、エッジトリミング加工と、破砕層を伴う環状切削溝の形成と、を実施する切削装置について説明する。図2は、切削装置2を模式的に示す斜視図である。ただし、エッジトリミング加工と、破砕層を伴う環状切削溝の形成と、は同一の切削装置で実施される必要はない。
Next, in the wafer processing method according to the present embodiment, a cutting device for performing edge trimming and formation of an annular cut groove with a crushed layer will be described. FIG. 2 is a perspective view schematically showing the
切削装置2で切削されるウェーハ1は、例えば、ウェーハ1の径よりも大きい径の開口を有する環状フレーム(不図示)と、該環状フレームの開口を塞ぐように該環状フレームに貼り付けられたテープと、と一体化された状態で切削装置2に搬入される。ウェーハ1の面側にテープを貼着することでウェーハ1と、テープと、環状フレームと、を一体化してフレームユニットを形成すると、環状フレームを介してウェーハ1を取り扱えるため、ウェーハ1の取り扱いが容易となる。
The
切削装置2は、各構成要素を支持する基台4を備える。基台4の前方の角部には開口4aが形成されており、この開口4a内には昇降機構(不図示)によって昇降するカセット支持台8が設けられている。カセット支持台8の上面には、それぞれフレームユニットの一部となった複数のウェーハ1を収容するカセット10が搭載される。なお、図1では説明の便宜上、カセット10の輪郭のみを示している。
The
カセット支持台8の側方には、長手方向がX軸方向(前後方向、加工送り方向)に沿うように矩形の開口4bが形成されている。開口4b内には、ボールネジ式のX軸移動機構(不図示)と、X軸移動機構の上部を覆うテーブルカバー14及び防塵防滴カバー16と、が配置されている。X軸移動機構は、テーブルカバー14によって覆われたX軸移動テーブル(不図示)を備えており、このX軸移動テーブルをX軸方向に移動させる。
A
X軸移動テーブルの上面にはテーブルカバー14から露出するように保持テーブル18が配設されている。保持テーブル18は、上方に露出した保持面18aに載せられたウェーハ1を吸引保持する機能を有する。保持テーブル18は、モータ等の回転駆動源(不図示)に連結されており、Z軸方向(鉛直方向)に概ね平行な回転軸の周りに回転する。
A holding table 18 is arranged on the upper surface of the X-axis moving table so as to be exposed from the
保持テーブル18は、ウェーハ1と同様の径のポーラス部材18cと、該ポーラス部材18cを覆う枠体と、を備える。保持テーブル18の内部には、保持テーブル18の外部に設けられたエジェクタ等の吸引源(不図示)に一端が接続された吸引路(不図示)が形成されている。吸引路の他端は、ポーラス部材18cに達している。
The holding table 18 includes a
保持テーブル18の保持面18aには、ポーラス部材18cの上面が露出されている。ポーラス部材18cの上面は、ウェーハ1と同等の径を有し、X軸方向及びY軸方向に対して概ね平行に形成されている。さらに、保持テーブル18の周囲には、ウェーハ1を支持する環状フレームを固定するための複数のクランプ18bが設けられている。
The holding
ウェーハ1を保持テーブル18で保持する際には、まず、ウェーハ1を含むフレームユニットを保持テーブル18の保持面18a上に載せる。そして、吸引路を介して吸引源と、ポーラス部材18cと、を接続し、ウェーハ1の裏面1bに貼着されたテープを介してウェーハ1に負圧を作用させる。
When holding the
切削装置2は、開口4bに隣接する領域に、ウェーハ1を保持テーブル18等へと搬送する搬送ユニット(不図示)を備える。カセット支持台8の側方に近接する位置には、ウェーハ1を仮置きするための仮置き機構が設けられている。仮置き機構は、例えば、Y軸方向(割り出し送り方向)に平行な状態を維持しながら接近、離隔される一対のガイドレール12を含む。一対のガイドレール12は、搬送ユニットによりカセット10から引き出されたウェーハ1をX軸方向に沿って挟み込んで所定の位置に合わせる。
The
所定の位置に合わされたウェーハ1は、搬送ユニットにより引き上げられ保持テーブル18へと搬送される。このとき、一対のガイドレール12を互いに離隔させ、ウェーハ1を一対のガイドレール12の間に通す。
The
保持テーブル18の上方には、環状の切削ブレードによってウェーハ1を切削する第1の切削ユニット24aと、第2の切削ユニット24bと、が設けられている。基台4の上面には、第1の切削ユニット24a,第2の切削ユニット24bと、を支持するための門型の支持構造20が、開口4bを跨ぐように配置されている。
Above the holding table 18, a
支持構造20の前面上部には、第1の切削ユニット24aをY軸方向及びZ軸方向に移動させる第1の移動ユニット22aと、第2の切削ユニット24bをY軸方向及びZ軸方向に移動させる第2の移動ユニット22bとが設けられている。第1の移動ユニット22aはY軸移動プレート28aを、第2の移動ユニット22bはY軸移動プレート28bをそれぞれ備える。2つのY軸移動プレート28a,28bは、支持構造20の前面にY軸方向に沿って配置された一対のY軸ガイドレール26にスライド可能に装着されている。
A first moving
Y軸移動プレート28aの裏面側(後面側)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Y軸ガイドレール26に対して概ね平行なY軸ボールネジ30aが螺合されている。また、Y軸移動プレート28bの裏面側(後面側)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Y軸ガイドレール26に対して概ね平行なY軸ボールネジ30bが螺合されている。
A nut portion (not shown) is provided on the back side (rear side) of the Y-
Y軸ボールネジ30aの一端には、Y軸パルスモータ32aが連結されている。Y軸パルスモータ32aによってY軸ボールネジ30aを回転させることにより、Y軸移動プレート28aがY軸ガイドレール26に沿ってY軸方向に移動する。また、Y軸ボールネジ30bの一端には、Y軸パルスモータ(不図示)が連結されている。該Y軸パルスモータによってY軸ボールネジ30bを回転させることにより、Y軸移動プレート28bがY軸ガイドレール26に沿ってY軸方向に移動する。
A Y-
Y軸移動プレート28aの表面(前面)側には、一対のZ軸ガイドレール34aがZ軸方向に沿って設けられており、Y軸移動プレート28bの表面(前面)側には、Z軸方向に沿って一対のZ軸ガイドレール34bが設けられている。また、一対のZ軸ガイドレール34aにはZ軸移動プレート36aがスライド可能に取り付けられ、一対のZ軸ガイドレール34bにはZ軸移動プレート36bがスライド可能に取り付けられている。
A pair of Z-
Z軸移動プレート36aの裏面側(後面側)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34aに対して概ね平行な方向に沿うように設けられたZ軸ボールネジ38aが螺合されている。Z軸ボールネジ38aの一端にはZ軸パルスモータ40aが連結されており、このZ軸パルスモータ40aによってZ軸ボールネジ38aを回転させることにより、Z軸移動プレート36aがZ軸ガイドレール34aに沿ってZ軸方向に移動する。
A nut portion (not shown) is provided on the back side (rear side) of the Z-
Z軸移動プレート36bの裏面側(後面側)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34bに対して概ね平行な方向に沿うように設けられたZ軸ボールネジ38bが螺合されている。Z軸ボールネジ38bの一端にはZ軸パルスモータ40bが連結されており、このZ軸パルスモータ40bによってZ軸ボールネジ38bを回転させることにより、Z軸移動プレート36bがZ軸ガイドレール34bに沿ってZ軸方向に移動する。
A nut portion (not shown) is provided on the back side (rear side) of the Z-
Z軸移動プレート36aの下部には第1の切削ユニット24aが設けられている。第1の切削ユニット24aに隣接する位置には、保持テーブル18によって吸引保持されたウェーハ1を撮影するためのカメラユニット46aが設けられている。また、Z軸移動プレート36bの下部には第2の切削ユニット24bが設けられている。第2の切削ユニット24bに隣接する位置には、保持テーブル18によって吸引保持されたウェーハ1を撮影するためのカメラユニット46bが設けられている。
A
第1の移動ユニット22aによって第1の切削ユニット24a及びカメラユニット46aのY軸方向及びZ軸方向の位置が制御され、第2の移動ユニット22bによって第2の切削ユニット24b及びカメラユニット46bのY軸方向及びZ軸方向の位置が制御される。第1の切削ユニット24aの位置と、第2の切削ユニット24bの位置と、はそれぞれ独立に制御される。
The first moving
開口4bに対して開口4aと反対側の位置には、開口4cが形成されている。開口4c内にはウェーハ1を洗浄するための洗浄ユニット48が配置されており、保持テーブル18上で切削されたウェーハ1は、洗浄ユニット48によって洗浄される。洗浄ユニット48で洗浄されたウェーハ1は、再びカセット10に収納される。以下、各切削ユニット24a,24bについてさらに詳細に説明する。
An opening 4c is formed at a position opposite to the
図3は、第1の切削ユニット24aで切削されるウェーハ1を模式的に示す断面図である。第1の切削ユニット24aは、ウェーハ1を外周1cに沿って切削して面取り部の一部を除去するトリミング加工に使用される。なお、図3では、保持テーブル18のクランプ18b、カメラユニット46a、環状フレーム、及びテープ等が省略されている。
FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing the
第1の切削ユニット24aは、Y軸方向に沿ったスピンドル50aと、スピンドル50aの基端側に接続されたモータ等の回転駆動源(不図示)と、を備える。スピンドル50aの先端には、フランジ機構52aを介して円環状の第1の切削ブレード56aが固定される。
The
第1の切削ブレード56aは、例えば、アルミニウム等の材料で形成され中央に挿通穴が形成された円環状の基台58aと、基台58aの外周に固定された砥石部60aと、を有するハブタイプと呼ばれる切削ブレードである。ただし、第1の切削ブレード56aは、ハブタイプに限定されない。
The
基台58aの外周には、無数の砥粒と、該砥粒を分散固定する結合材(ボンド)と、を含む砥石部60aが固定されている。例えば、砥粒は、ダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素(cBN:cubic Boron Nitride)等の材料で形成され、結合材は、ニッケルめっき層、レジンボンド、ビトリファイドボンド、メタルボンド等である。エッジトリミング加工に使用される第1の切削ブレード56aの刃厚は、一例として、ウェーハ1に形成されるテラス部の幅に応じて決定される。ただし、該刃厚の決定方法はこれに限定されない。第1の切削ブレード56aの刃厚は、例えば、2mm以上であることが好ましい。ただし、該刃厚はこれに限定されない。
A
基台58aの挿通穴にフランジ機構52aのY軸方向に突出したボス部(不図示)を挿入し、フランジ機構52aのフランジ面に第1の切削ブレード56aを接触させ、ボス部の先端に固定ナット54aを締め込む。すると、第1の切削ブレード56aをスピンドル50aの先端に固定できる。また、第1の切削ユニット24aは、スピンドル50aの先端に固定された第1の切削ブレード56aの下部を挟むように配設される一対の切削液供給ノズル62aを備える。
A boss portion (not shown) protruding in the Y-axis direction of the
回転駆動源を作動させてスピンドル50aを回転させると第1の切削ブレード56aを回転でき、回転する第1の切削ブレード56aを保持テーブル18に吸引保持されたウェーハ1に切り込ませると、ウェーハ1を切削できる。このときに切削液供給ノズル62aからウェーハ1及び第1の切削ブレード56aに純水等の切削液が噴射され、切削により生じた加工屑や摩擦熱が該切削液により除去される。
When the rotary drive source is operated to rotate the
図4は、第2の切削ユニット24bで切削されるウェーハ1を模式的に示す断面図である。なお、図4では、保持テーブル18のクランプ18b、カメラユニット46b、環状フレーム、及びテープ等が省略されている。また、図5は、第2の切削ユニット24bを模式的に示す分解斜視図であり、図6は、第2の切削ユニット24bを模式的に示す断面図である。第2の切削ユニット24bは、ウェーハ1を外周に沿って切削して外周余剰領域9に環状切削溝を形成するために使用される。
FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing the
第2の切削ユニット24bは、Y軸方向に沿ったスピンドル50bと、スピンドル50bの基端側を回転可能に収容するハウジング51bと、を備える。ハウジング51bの内部には、スピンドル50bの基端側に接続されたモータ等の回転駆動源(不図示)が収容されている。スピンドル50bの先端には、フランジ機構52bを介して円環状の第2の切削ブレード56bが固定される。第2の切削ユニット24bは、スピンドル50bの先端に固定された第2の切削ブレード56bの下部を挟むように配設される一対の切削液供給ノズル62bを備える。
The
第2の切削ブレード56bは、砥石部からなり円環状の基台を有さないワッシャータイプと呼ばれる切削ブレードである。ただし、第2の切削ブレード56bはワッシャータイプに限定されない。砥石部は、ダイヤモンド等の無数の砥粒と、該砥粒を分散固定する結合材と、を含む。例えば、砥粒はダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素等でなり、結合材は金属、セラミックス、樹脂等でなる。
The
外周余剰領域9への環状切削溝の形成に使用される第2の切削ブレード56bの刃厚は、形成される環状切削溝の幅に対応して決定されるとよく、例えば、300μmとされることが好ましい。ただし、第2の切削ブレード56bの刃厚はこれに限定されない。
The blade thickness of the
第2の切削ユニット24bは、第2の切削ブレード56bにその径方向外向き沿った超音波振動を付与する超音波振動付与ユニットを備える。第2の切削ブレード56bを回転させつつ超音波振動を付与する第2の切削ユニット24bの構成について、さらに説明する。
The
図5は、第2の切削ユニット24bを示す分解斜視図である。第2の切削ユニット24bに装着される第2の切削ブレード56bは、互いに概ね平行な第1面57a及び第2面57bを有し、第2の切削ブレード56bの中央部には第2の切削ブレード56bを厚さ方向に貫通する円形の開口57cが設けられている。
FIG. 5 is an exploded perspective view showing the
スピンドル50bの先端部(一端側)はハウジング51bから露出しており、スピンドル50bの先端部の外周面にはねじ部(雄ねじ)53が形成されている。また、スピンドル50bの基端部(他端側)には、モータ等の回転駆動源(不図示)が連結されている。この回転駆動源によって、スピンドル50bはY軸方向と概ね平行な回転軸の周りを回転する。
A tip portion (one end side) of the
スピンドル50bの先端部には、第2の切削ブレード56bが装着されるフランジ機構52bが固定される。フランジ機構52bは、第2の切削ブレード56bを後ろ側から支持する後フランジ64と、第2の切削ブレード56bを前側から支持する前フランジ66と、を有する。
A
後フランジ64は、円盤状のフランジ部68と、フランジ部68の表面68aの中央部から突出する円柱状の支持軸(ボス部)70と、を備える。フランジ部68には、フランジ部68の中央部及び支持軸70の中央部を貫通する開口64aが設けられている。また、支持軸70の先端部の外周面には、ねじ部(雄ねじ)70aが形成されている。
The
フランジ機構52bの後フランジ64は、開口64aにスピンドル50bの先端部が挿入されるように、スピンドル50bに装着される。この状態で、環状の固定ナット72をスピンドル50bの先端部に形成されたねじ部53に螺合させて締め付ける。これにより、フランジ機構52bの後フランジ64がスピンドル50bの先端部に固定される。
A
また、後フランジ64には、金属等でなる環状の前フランジ(押さえフランジ)66が装着される。前フランジ66は、互いに概ね平行な第1面(表面)66a及び第2面(裏面)66b(図6参照)を有する。また、前フランジ66の中央部には、前フランジ66を厚さ方向に貫通する円形の開口66cが設けられている。
An annular front flange (holding flange) 66 made of metal or the like is attached to the
第2の切削ブレード56bの開口57cと、前フランジ66の開口66cと、に後フランジ64の支持軸70を順に挿入すると、第2の切削ブレード56b及び前フランジ66が後フランジ64に装着される。この状態で、支持軸70に形成されたねじ部70aに固定ナット74を締め付けると、第2の切削ブレード56b及び前フランジ66がフランジ機構52bに固定される。これにより、第2の切削ブレード56bが後フランジ64と、前フランジ66と、によって挟持され、スピンドル50bの先端部に固定される。
The
スピンドル50bの先端部に第2の切削ブレード56bが装着された状態で、スピンドル50bに連結された回転駆動源によってスピンドル50bを回転させると、第2の切削ブレード56bがY軸方向と概ね平行な回転軸の周りを所定の回転数で回転する。
With the
図6は、第2の切削ブレード56bが装着された第2の切削ユニット24bを示す断面図である。後フランジ64のフランジ部68の外周部には、表面68aから突出する環状の凸部68bが、後フランジ64の外周縁に沿って設けられている。また、フランジ部68の凸部68bの内側の領域には、フランジ部68を厚さ方向に貫通する複数の貫通孔(スリット)68cが設けられている。例えばフランジ部68には、4つの円弧状の貫通孔68cが、フランジ部68の周方向に沿って概ね等間隔に形成される(図5参照)。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the
一方、前フランジ66の外周部には、第2面66bから突出する環状の凸部66dが、前フランジ66の外周縁に沿って設けられている。また、前フランジ66の凸部66dの内側の領域には、前フランジ66を厚さ方向に貫通する複数の貫通孔(スリット)66eが設けられている。例えば前フランジ66には、4つの円弧状の貫通孔66eが、前フランジ66の周方向に沿って概ね等間隔に形成される(図5参照)。
On the other hand, the
フランジ部68の凸部68bの先端面には、第2の切削ブレード56bの第1面57a側を支持する環状の支持部材76aが設けられている。また、前フランジ66の凸部66dの先端面には、第2の切削ブレード56bの第2面57b側を支持する環状の支持部材76bが設けられている。支持部材76a,76bは、合成樹脂等でなり、第2の切削ブレード56bと接触して第2の切削ブレード56bを挟持する。なお、支持部材76a,76bは、デュロメータータイプDによって測定される硬度が40以上の部材であることが好ましい。
An
フランジ部68の凸部68bの内側には、振動子78aが設けられている。また、前フランジ66の凸部66dの内側には、振動子78bが設けられている。例えば、振動子78a,78bはそれぞれ接着剤によって後フランジ64、前フランジ66に固定される。振動子78a,78bは、第2の切削ブレード56bを超音波帯域に属する振動数で振動させる振動付与ユニット78を構成する。
A
後フランジ64に第2の切削ブレード56b及び前フランジ66が装着されると、第2の切削ブレード56bは支持部材76a,76bによって挟まれて固定される。そして、第2の切削ブレード56bは、第1面57aが振動子78aと対向するとともに第2面57bが振動子78bと対向するように位置付けられる。
When the
振動子78aは、後フランジ64のフランジ部68の周方向に沿って設けられた環状の圧電体80aと、圧電体80aを挟むように設けられた一対の電極82aと、圧電体80a及び一対の電極82aを覆う絶縁体84aとを備える。同様に、振動子78bは、前フランジ66の周方向に沿って設けられた環状の圧電体80bと、圧電体80bを挟むように設けられた一対の電極82bと、圧電体80b及び一対の電極82bを覆う絶縁体84bとを備える。例えば圧電体80a,80bは、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、リチウムタンタレート等でなる圧電セラミックスによって構成される。
The
また、フランジ機構52bの内部には、配線86a,86bが設けられている。配線86a,86bの一端側はそれぞれ2つに分岐しており、支持軸70の側面で露出している。振動子78aの一方の電極82aは、リード線88aを介して配線86aに接続されている。また、振動子78aの他方の電極82aは、リード線88bを介して配線86bに接続されている。
前フランジ66には、開口66cで露出する接続電極90a,90bが設けられている。そして、振動子78bの一方の電極82bは、リード線88c及び接続電極90aを介して、配線86aに接続されている。また、振動子78bの他方の電極82bは、リード線88d及び接続電極90bを介して、配線86bに接続されている。
The
さらに、第2の切削ユニット24bは、振動付与ユニット78を構成する振動子78a,78bに交流電圧を供給する電圧供給ユニット92を備える。電圧供給ユニット92は、後フランジ64の裏面側(ハウジング51b側)に設けられた受電部(受電ユニット)94と、ハウジング51bの表面側(フランジ機構52b側)に配置され受電部94と対向する給電部(給電ユニット)100とを備える。
Further, the
受電部94は、後フランジ64の裏面側に設けられた環状のコア96を備える。コア96の表面側(給電部100側)には環状の凹部96aが形成されており、この凹部96aの内部には環状のコイル(受電コイル)98が設けられている。コイル98の一端側は配線86aに接続され、コイル98の他端側は配線86bに接続されている。
The
給電部100は、環状のコア102を備える。例えばコア102は、ボルト(不図示)によってハウジング51bの表面側に固定される。コア102の表面側(受電部94側)には環状の凹部102aが形成されており、この凹部102aの内部には環状のコイル(給電コイル)104が設けられている。コイル104は、配線106a,106bを介して交流電源108に接続されている。また、交流電源108には、交流電源108から供給される交流電圧の周波数を制御する周波数変換器110が接続されている。
The
受電部94と給電部100とによって、交流電源108から供給された交流電圧を振動付与ユニット78に伝達するロータリートランスが構成される。そして、第2の切削ブレード56bによってウェーハ1を加工する際は、交流電源108によって給電部100のコイル104に交流電圧が印加される。このとき、交流電圧の周波数は周波数変換器110によって制御される。
コイル104に印加された交流電圧は、受電部94のコイル98、配線86a,86b、リード線88a,88b,88c,88dを介して、振動子78aの一対の電極82a及び振動子78bの一対の電極82bに供給される。これにより、振動子78aの圧電体80aが後フランジ64とともに径方向に沿って振動する。また、振動子78bの圧電体80bが前フランジ66とともに径方向に沿って振動する。
The AC voltage applied to the
その結果、後フランジ64と前フランジ66とによって挟持された第2の切削ブレード56bが、第2の切削ブレード56bの径方向に沿って振動する。なお、交流電源108から供給される交流電圧の周波数は、第2の切削ブレード56bが超音波帯域に属する振動数で振動するように、周波数変換器110によって制御される。
As a result, the
ここで、後フランジ64のフランジ部68には複数の貫通孔68cが設けられており、前フランジ66には複数の貫通孔66eが設けられている(図5参照)。これにより、フランジ部68及び前フランジ66の径方向における剛性が小さくなり、フランジ部68及び前フランジ66が径方向に沿って振動しやすくなる。その結果、第2の切削ブレード56bも径方向に沿って振動しやすくなる。
Here, the
次に、本実施形態に係るウェーハの加工方法においてウェーハ1の薄化に使用される研削装置について説明する。図8は、研削装置112を模式的に示す斜視図である。研削装置112の基台114の上面には、開口114aが設けられている。開口114a内には、ウェーハ1を吸引保持する保持テーブル116が上面に載るX軸移動テーブル118が備えられている。
Next, a grinding device used for thinning the
X軸移動テーブル118は、図示しないX軸方向移動機構によりX軸方向に移動可能である。X軸移動テーブル118は、該X軸方向移動機構により保持テーブル116上でウェーハ1が着脱される搬入出領域120と、該保持テーブル116上に吸引保持されるウェーハ1が研削加工される加工領域122と、に位置付けられる。
The X-axis moving table 118 can move in the X-axis direction by an X-axis direction moving mechanism (not shown). The X-axis moving table 118 has a loading/
保持テーブル116の上面にはウェーハ1と同等の径の上面を有する多孔質部材が配設され、該多孔質部材の該上面がウェーハ1を保持する保持面116aとなる。保持テーブル116は、一端が該多孔質部材に通じ、他端が図示しない吸引源に接続された吸引路(不図示)を内部に備える。該吸引源を作動させると、保持面116a上に載せられたウェーハ1に負圧が作用して、ウェーハ1が保持テーブル116に吸引保持される。また、保持テーブル116は保持面116aに垂直な軸の周りに回転できる。
A porous member having an upper surface with a diameter equivalent to that of the
加工領域122の上方には、ウェーハ1を研削する研削ユニット124が配設される。基台114の後方側には支持部126が立設されており、この支持部126により研削ユニット124が支持されている。支持部126の前面には、Z軸方向に伸長する一対のZ軸ガイドレール128が設けられ、それぞれのZ軸ガイドレール128には、Z軸移動プレート130がスライド可能に取り付けられている。
A grinding
Z軸移動プレート130の裏面側(後面側)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128に平行なZ軸ボールねじ132が螺合されている。Z軸ボールねじ132の一端部には、Z軸パルスモータ134が連結されている。Z軸パルスモータ134でZ軸ボールねじ132を回転させれば、Z軸移動プレート130は、Z軸ガイドレール128に沿ってZ軸方向に移動する。
A nut portion (not shown) is provided on the back side (rear side) of the Z-
Z軸移動プレート130の前面側下部には、ウェーハ1の研削を実施する研削ユニット124が固定されている。Z軸移動プレート130をZ軸方向に移動させると、研削ユニット124はZ軸方向に移動する。
A grinding
研削ユニット124は、Z軸方向に沿ったスピンドル138と、スピンドル138の上端部を回転可能に収容するハウジング136と、スピンドル138の下端に固定された円板状のホイールマウント140と、を有する。ハウジング136には、スピンドル138の上端部に接続され、スピンドル138をZ軸方向のまわりに回転させるモータ等の回転駆動源が収容されている。
The grinding
ホイールマウント140の下面には、円環状の研削ホイール142が固定される。研削ホイール142の下面には、ダイヤモンド等で構成される砥粒が結合材に分散固定された研削砥石144が環状に配設されている。
An
スピンドル138を回転させて研削ホイール142を回転させると、研削砥石144が円環軌道上を回転移動する。そして、研削ユニット124を下降させて回転移動する研削砥石144をウェーハ1の被研削面に接触させると、ウェーハ1が研削される。研削装置112は、図示しない厚み測定器を有し、ウェーハ1の厚みを監視しつつ研削を進め、ウェーハ1の厚みが所定の仕上げ厚みとなったときに研削ユニット124の下降を停止して研削を終了する。
As the
ウェーハ1を研削砥石144で研削すると、ウェーハ1や研削砥石144から加工屑や摩擦熱が発生する。研削装置112は、研削水供給ノズル146(図10等参照)を備え、ウェーハ1を研削砥石144で研削する間、純水等の研削水148を研削水供給ノズル146からウェーハ1等に供給する。加工屑や摩擦熱は、研削水148により除去される。
When the
研削装置112は、使用済みの研削水が流れる排水溝114bを開口114a中に有し、研削水148は加工屑や摩擦熱を取り込んで排水溝114bに流出する。そして、排水溝114bの底面には排水口114cが形成されており、排水溝114bに流れ込んだ使用済みの研削水は、排水口114cから排出される。
The grinding
ウェーハ1の外周1cには面取り部が形成されているため、そのままウェーハ1を仕上げ厚さまで薄化すると面取り部が部分的に残りナイフエッジ状の形状が現れ、ウェーハ1が損傷を受けやすい状態となる。そこで、ウェーハ1を裏面1b側から研削する前に、ウェーハ1の外周部を表面1a側から仕上げ厚さ以上の深さまで切削して面取り部を部分的に除去するエッジトリミング加工が実施される。
Since a chamfered portion is formed on the
しかしながら、その後に研削装置112でウェーハ1を裏面1b側から研削して薄化するとき、エッジトリミング加工で形成されたテラス部13(図7等参照)に研削砥石144が達する間際にウェーハ1の外周部に残る端材が折れ、比較的大きな端材が落下する。落下した大きな端材は、研削水を排水するための排水溝114bに堆積したり排水口114cを詰まらせたりするため、従来、研削装置112の排水溝114b等を頻繁に清掃しなければならなかった。
However, when the
そこで、本実施形態に係るウェーハの加工方法では、ウェーハ1を裏面1b側から研削する前に、エッジトリミング加工で形成されたテラス部13の近傍に破砕層を伴う環状切削溝を形成する。この状態でウェーハ1を裏面1b側から研削すると、該環状切削溝や破砕層が分割起点となってテラス部が細分化され、細かい端材が生じる。細かい端材は、排水溝114bに落下したときに流されやすく堆積しにくく、排水口114cを詰まらせにくい。そのため、排水溝114bを頻繁に清掃する必要がない。
Therefore, in the wafer processing method according to the present embodiment, before grinding the
以下、本実施形態に係るウェーハの加工方法について説明する。図12は、外周1cに面取り部を有した円板状のウェーハ1を裏面1b側から研削して仕上げ厚みへと薄化する本実施形態に係るウェーハの加工方法の各ステップの流れを示すフローチャートである。
A method for processing a wafer according to this embodiment will be described below. FIG. 12 is a flow chart showing the flow of each step of the wafer processing method according to the present embodiment, in which the disk-shaped
本実施形態に係るウェーハの加工方法では、まず、ウェーハ1を外周縁に沿って切削して面取り部に環状のテラス部を形成するトリミングステップS10を実施する。トリミングステップS10は、図2に示す切削装置2で実施される。
In the wafer processing method according to the present embodiment, first, a trimming step S10 is performed in which the
まず、ウェーハ1と、テープと、環状フレームと、が一体化されたフレームユニットを収容するカセット10をカセット支持台8に運ぶ。そして、カセット10からウェーハ1(フレームユニット)を引き出して、保持テーブル18の保持面18aに載せ、テープを介して保持テーブル18でウェーハ1を吸引保持する。このとき、ウェーハ1の表面1a側が上方に露出する。
First, the
ウェーハ1のエッジトリミング加工は、第1の切削ユニット24aにより実施する。図3は、エッジトリミング加工されるウェーハ1を模式的に示す断面図である。まず、カメラユニット46aでウェーハ1を撮影してウェーハ1の外周1cの位置を検出する。そして、ウェーハ1の外周1cの上方に第1の切削ブレード56aの砥石部60aが位置付けられるように第1の切削ユニット24a及び保持テーブル18の位置を調整する。
Edge trimming of the
次に、スピンドル50aを回転させて第1の切削ブレード56aを回転させ、砥石部60aの最下端がウェーハ1の表面1aからの深さが仕上げ厚み以上の第1の深さ位置13a(図7参照)に達するまで第1の切削ユニット24aを下降させる。例えば、ウェーハ1の厚みが700μmである場合、この第1の深さ位置13aは、ウェーハ1の表面1aよりも300μm程度下方の位置であることが好ましい。
Next, the
ウェーハ1の表面1a側から面取り部に第1の切削ブレード56aを切り込ませている状態で、保持テーブル18を保持面18aに垂直なテーブル回転軸の周りに360°以上回転させる。すると、ウェーハ1が外周縁に沿って切削され面取り部が部分的に切除されて、環状のテラス部13(図4等参照)がウェーハ1に形成される。
With the
次に、切削装置2において、第2の切削ユニット24bでウェーハ1を切削して第1の環状切削溝を形成する第1の超音波振動切削ステップS21を実施する。図4は、第1の超音波振動切削ステップS21を模式的に示す断面図である。第1の超音波振動切削ステップS21では、第1の切削ブレード56aよりも刃厚が薄い第2の切削ブレード56bをウェーハ1のテラス部13が形成される位置に表面1a側から切り込ませる。
Next, in the
第1の超音波振動切削ステップS21では、まず、第2の切削ユニット24b及び保持テーブル18の位置を調整して第2の切削ブレード56bをテラス部13の所定の位置の上方に位置付ける。そして、第2の切削ブレード56bを回転させつつ、振動付与ユニット78(図6参照)によって第2の切削ブレード56bを第2の切削ブレード56bの径方向に沿って振動させる。
In the first ultrasonic vibration cutting step S21, first, the positions of the
このとき振動付与ユニット78は、第2の切削ブレード56bを超音波帯域に属する振動数で振動させる。例えば、第2の切削ブレード56bの振動数は20kHz以上に設定される。振動付与ユニット78から第2の切削ブレード56bに振動が付与されると、第2の切削ブレード56bは直径が増減するように振動する。なお、第2の切削ブレード56bの直径の変動量(直径の最大値と最小値との差)は、例えば約5μmである。
At this time, the
この状態で、ウェーハ1の表面1aからの深さが第1の深さ位置13aを超える第2の深さ位置17a(図7参照)に第2の切削ブレード56bの下端が達するまで、第2の切削ユニット24bを下降させる。例えば、この第2の深さ位置17aは、ウェーハ1の表面1aよりも500μm程度下方の位置であることが好ましい。
In this state, until the lower end of the
ウェーハ1の表面1a側からテラス部13に第2の切削ブレード56bを切り込ませている状態で、保持テーブル18を保持面18aに垂直なテーブル回転軸の周りに360°以上回転させる。すると、ウェーハ1が外周縁に沿って切削され環状のテラス部13に第1の環状切削溝15aが形成される。
With the
このとき、第2の切削ブレード56bの超音波帯域に属する振動数での振動(超音波振動)により、第2の切削ブレード56bの下端部から露出する砥粒が超音波振動に対応する周期でウェーハ1に衝突する。これにより、ウェーハ1の破砕が生じ、第1の環状切削溝15aの周囲に破砕層(不図示)が形成される。
At this time, the vibration of the
本実施形態に係るウェーハの加工方法では、ウェーハ1の外周1cに形成されたテラス部13に第1の環状切削溝15aの他に、第2の切削ブレード56bでさらなる環状切削溝を形成することが好ましい。次に、第2の環状切削溝15b(図7参照)を形成する第2の超音波振動切削ステップS22について説明する。
In the wafer processing method according to the present embodiment, in addition to the first
第2の超音波振動切削ステップS22では、まず、第2の切削ユニット24bのY方向における位置を調整して第2の切削ブレード56bをテラス部13に形成された第1の環状切削溝15aよりもウェーハ1の径方向外側の所定の位置の上方に位置付ける。そして、第1の超音波振動切削ステップS21と同様に、第2の切削ブレード56bを回転させつつ、振動付与ユニット78(図6参照)によって第2の切削ブレード56bを第2の切削ブレード56bの径方向に沿って振動させる。
In the second ultrasonic vibration cutting step S22, first, the position of the
この状態で、ウェーハ1の表面1aからの深さが第2の深さ位置17aを超える第3の深さ位置17b(図7参照)に第2の切削ブレード56bの下端が達するまで、第2の切削ユニット24bを下降させる。すなわち、第2の深さ位置17aは、第3の深さ位置17bよりも表面1aに近い。例えば、この第3の深さ位置17bは、ウェーハ1の表面1aよりも550μm程度下方の位置であることが好ましい。
In this state, until the lower end of the
ウェーハ1の表面1a側からテラス部13に第2の切削ブレード56bを切り込ませている状態で、保持テーブル18を保持面18aに垂直なテーブル回転軸の周りに360°以上回転させる。すると、ウェーハ1が外周縁に沿って切削され環状のテラス部13に第2の環状切削溝15bが形成される。このとき、第2の環状切削溝15bの周囲においてもウェーハ1の破砕が生じ、第1の環状切削溝15aの周囲に破砕層(不図示)が形成される。
With the
そして、環状切削溝は、ウェーハ1のテラス部13にさらに形成されてもよい。図7は、テラス部13に第1の環状切削溝15a、第2の環状切削溝15b、及び第3の環状切削溝15cが形成されたウェーハ1の外周1c近傍を拡大して模式的に示す断面図である。
An annular cut groove may be further formed in the
ここで、第3の環状切削溝15cは、一例として、第2の環状切削溝15bの下端が位置する第3の深さ位置17bよりもウェーハ1の表面1aからの深さが大きい第4の深さ位置17cに下端が到達するように形成される。例えば、第4の深さ位置17cは、ウェーハ1の表面1aよりも600μm程度下方の位置であることが好ましい。ただし、第3の環状切削溝15cの下端の深さ位置はこれに限定されない。
Here, the third
なお、各環状切削溝は、保持テーブル18を同じ位置で回転させて形成されるため、第1の環状切削溝15a、第2の環状切削溝15b及び第3の環状切削溝15cは、保持テーブル18の回転軸を中心とする同心円状に形成される。そして、このようにウェーハ1の外周1cに形成されるテラス部13に複数の環状切削溝15a,15b,15cが形成される場合、外側の環状切削溝ほど下端がより深い位置に達していることが好ましい。
Since each annular cutting groove is formed by rotating the holding table 18 at the same position, the first
また、ここまで、エッジトリミング加工に使用される第1の切削ブレード56aがハブタイプの切削ブレードであり、超音波振動を付与した切削で使用される第2の切削ブレード56bがワッシャータイプの切削ブレードである場合を例に説明した。しかしながら、第1の切削ブレード56a及び第2の切削ブレード56bはこれに限定されない。
Also, so far, the
すなわち、トリミングステップS10では、ワッシャータイプの第1の切削ブレード56aが使用されてもよい。また、第1の超音波振動切削ステップS21及び第2の超音波振動切削ステップS22では、ハブタイプの第2の切削ブレード56bが使用されてもよい。そして、第2の切削ブレード56bがハブタイプである場合、例えば、砥石部を支持する基台に振動付与ユニットが組み込まれる。
That is, in the trimming step S10, a washer-type
トリミングステップS10、第1の超音波振動切削ステップS21、及び第2の超音波振動切削ステップS22の後、ウェーハ1の研削に備えてウェーハ1の表面1a側に保護部材を貼着する保護部材貼着ステップS30を実施する。図9は、表面1a側に保護部材17が貼着され裏面1b側が上方に向けられた状態で研削装置112の保持テーブル116に載せられたウェーハ1を模式的に示す断面図である。
After the trimming step S10, the first ultrasonic vibration cutting step S21, and the second ultrasonic vibration cutting step S22, a protective member is applied to the front surface 1a side of the
保護部材17は、ウェーハ1と同等の径を有する円板状の部材であり、樹脂等の材料で形成される。ウェーハ1の表面1aに保護部材17を貼着すると、ウェーハ1を裏面1b側から研削する際に表面1aが保持テーブル116に直接接しない。そのため、ウェーハ1の表面1aに損傷が生じることはない。表面1a側に保護部材17が貼着されたウェーハ1は、保持テーブル116に置かれ保持テーブル116に吸引保持される。
The
保護部材貼着ステップS30の後、ウェーハ1を裏面1bから研削して仕上げ厚みへと薄化する研削ステップS40を実施する。図10は、研削ステップS40の初期段階を模式的に示す断面図であり、図11は、研削ステップS40の最終段階を模式的に示す断面図である。
After the protective member adhering step S30, a grinding step S40 is performed in which the
ウェーハ1を研削する際には、ウェーハ1を吸引保持する保持テーブル116を加工領域122(図8参照)に移動させ、スピンドル138の回転を開始するとともに保持テーブル116の回転を開始する。そして、研削水供給ノズル146からウェーハ1に研削水148を供給しつつ、研削ユニット124を下降させ、環状軌道上を移動する研削砥石144をウェーハ1の裏面1bに接触させてウェーハ1の研削を開始する。
When grinding the
ウェーハ1を裏面1b側から研削するとウェーハ1の厚みが徐々に小さくなり、最初に最も深い第3の環状切削溝15cが裏面1b側に露出する。このとき、ウェーハ1が第3の環状切削溝15cで分断され端材が生じるとともに第3の環状切削溝15cの周囲に形成された破砕層を起点として端材が粉砕される。
When the
さらに研削を進めると、次に深い第2の環状切削溝15bが裏面1b側に露出する。このとき、ウェーハ1が第2の環状切削溝15bで分断され端材が生じるとともに第2の環状切削溝15bの周囲に形成された破砕層を起点として端材が粉砕される。そのまま研削を進めると、次に深い第1の環状切削溝15aが裏面1b側に露出する。このとき、ウェーハ1が第1の環状切削溝15aで分断され端材が生じるとともに第1の環状切削溝15aの周囲に形成された破砕層を起点として端材が粉砕される。
As the grinding progresses further, the next deeper second
その後、図11に示す通り、ウェーハ1が仕上げ厚みとなるまで研削ユニット124を下降させ、ウェーハ1の研削を終了する。そして、研削ユニット124を上昇させて保持テーブル116を搬入出領域120に戻し、保持テーブル116によるウェーハ1の吸引保持を解除してウェーハ1を研削装置112から搬出する。
After that, as shown in FIG. 11, the grinding
このように、本実施形態に係るウェーハの加工方法では、ウェーハ1が薄化され研削砥石144がテラス部13に到達する際に、環状切削溝や破砕層が分割起点となってウェーハ1の外周1c近傍が細分化される。細分化された端材は、排水溝114bに落下したときに流されやすく排水溝114bに堆積しにくいため、排水溝114bを高頻度に清掃する必要がない。
As described above, in the wafer processing method according to the present embodiment, when the
なお、各環状切削溝15a,15b,15cの深さの大小関係が逆であると、最初に裏面1b側に露出した環状切削溝により、該環状切削溝よりも外側の部分が切除される。しかしながら、切除される部分は細分化される前となるため、生じる端材は比較的大きくなる。そのため、該大小関係が逆でないことが好ましい。ただし、該大小関係が逆の場合においても環状切削溝がまったく形成されていない場合と比較すると、生じる端材は小さくなるため、排水溝114bにある程度堆積しにくくなる。
If the magnitude relationship of the depths of the
次に、外周1cに面取り部を有した円板状のウェーハ1にエッジトリミング加工を実施し、形成されたテラス部13に2つの環状切削溝15a,15bを形成し、該ウェーハ1を裏面1b側から研削して生じた端材を回収して観察した実施例について説明する。本実施例に係るウェーハの加工方法では、超音波振動が付与された第2の切削ブレード56bで2つの環状切削溝15a,15bを形成した。
Next, the disk-shaped
まず、厚さ700μmで8インチ径の複数のシリコンウェーハをウェーハ1として準備した。これらのウェーハ1の表面1aには、デバイス5が形成されていない。このウェーハ1を切削装置2に搬入し、下記の手順で1枚ずつ加工した。なお、ウェーハ1のエッジトリミング加工に使用した切削装置2は、株式会社ディスコ製の“DFD6361”である。まず、ウェーハ1を保持テーブル18に搬入し、保持テーブル18で吸引保持した。
First, a plurality of silicon wafers having a thickness of 700 μm and a diameter of 8 inches were prepared as
そして、ワッシャータイプの第1の切削ブレード56aとして刃厚が2mm以上の株式会社ディスコ製の切削ブレードを使用してウェーハ1の外周1cに沿って切削した。このとき、ウェーハ1の外周1cからの幅が2mmで表面1aからの深さが300μmの領域を除去し、ウェーハ1に外周1cに沿ったテラス部13を形成した。この際の第1の切削ブレード56aの回転数を毎分3万回転とし、保持テーブル18の回転速度を毎秒1度とし、保持テーブル18を370度回転させた。
Then, a washer-type
次に、株式会社ディスコ製の超音波振動切削仕様の“DAD3350”にウェーハ1を搬入した。そして、ハブタイプの第2の切削ブレード56bとして刃厚が300μmの株式会社ディスコ製の“U09RA-SDC600-BB200-50”を使用して外周1cに沿ってテラス部13を切削し、第1の環状切削溝15aをウェーハ1に形成した。このとき、ウェーハ1の外周1cからの距離が500μmとなるように第1の環状切削溝15aを形成し、ウェーハ1の表面1aよりも550μm低い高さ位置にまで第2の切削ブレード56bを切り込ませた。
Next, the
この際の第2の切削ブレード56bの回転数を毎分3万回転とし、保持テーブル18の回転速度を毎秒1度とし、保持テーブル18を370度回転させた。そして、この際に径方向の振幅が5μm、周波数41kHzの超音波振動を第2の切削ブレード56bに付与した。
At this time, the rotation speed of the
さらに、第2の切削ブレード56bを使用して外周1cに沿ってテラス部13を切削し、第2の環状切削溝15bをウェーハ1に形成した。このとき、第1の環状切削溝15aからの距離が500μmとなるように第1の環状切削溝15aよりもウェーハ1の径方向内側に第2の環状切削溝15bを形成した。この際、ウェーハ1の表面1aよりも500μm低い高さ位置にまで第2の切削ブレード56bを切り込ませた。
Further, the
この際の第2の切削ブレード56bの回転数を毎分3万回転とし、保持テーブル18の回転速度を毎秒1度とし、保持テーブル18を370度回転させた。そして、この際にも径方向の振幅が5μm、周波数41kHzの超音波振動を第2の切削ブレード56bに付与した。
At this time, the rotation speed of the
次に、テラス部13と、第1の環状切削溝15aと、第2の環状切削溝15bと、が形成されたウェーハ1を図8等に示されるような研削装置112に搬入し、下記の手順で研削した。なお、本実施例に係るウェーハの加工方法では、ウェーハ1の表面1aへの保護部材の貼着を省略した。ウェーハ1の研削に使用した研削装置112は、株式会社ディスコ製の“DAG810”である。まず、裏面1b側を上方に向けた状態でウェーハ1を保持テーブル116に搬入し、保持テーブル116で吸引保持した。
Next, the
そして、研削砥石144を備えた研削ホイール142として、株式会社ディスコ製の研削ホイールを使用してウェーハ1を裏面1b側から研削した。このとき、保持テーブル116の回転数を毎分300回転とし、スピンドル138の回転数を毎分3500回転とし、研削ユニット124の下降速度を毎秒0.7μmとした。そして、ウェーハ1の仕上げ厚さを300μmとし、ウェーハ1の厚みが仕上げ厚さとなるまで研削ユニット124を下降させた。
Then, the
研削装置112でウェーハ1を研削すると、ウェーハ1から端材が生じ、排水溝114bに端材が落下する。本実施例では、ウェーハ1の研削が終了した後に排水溝114bに落下した端材を回収して観察し、その大きさを測定した。
When the
また、比較のために、エッジトリミング加工で別のウェーハ1に同様に形成されたテラス部13に超音波振動を付与せずに第2の切削ブレード56bで2つの環状切削溝15a,15bを形成し、ウェーハ1を裏面1b側から研削して生じた端材を観察した。実施例に係るウェーハの加工方法と、比較例に係るウェーハの加工方法と、で異なる点は、2つの環状切削溝15a,15bを形成する際に、第2の切削ブレード56bに超音波振動を付与したか否かのみである。
For comparison, two
図13は、回収された端材をメッシュ状の布地に載せて撮影した写真である。写真の左側には、実施例に係るウェーハの加工方法を実施したときに回収された端材19aのうち3つが写る。また、写真の右側には、比較例に係るウェーハの加工方法を実施したときに回収された端材19bの一つが写る。図13に示す写真から明らかなように、端材19aは、端材19bよりも極めて小さい。
FIG. 13 is a photograph of the collected mill ends placed on a mesh fabric. On the left side of the photograph, three of the
より詳細には、回収された端材19a及び端材19bの大きさを測定したとき、幅方向の平均的な大きさは、端材19aが端材19bよりも75%程度小さいことが確認された。これは、第2の切削ブレード56bに超音波振動を付与して環状切削溝15a,15bを形成すると、環状切削溝15a,15bとともにその底部に破砕層が形成されたためと考えられる。そして、ウェーハ1を裏面1b側から研削したときにこの破砕層が分割起点となってテラス部13近傍でウェーハ1が細分化されたと考えられる。
More specifically, when the sizes of the collected
また、図13に示す写真から明らかなように、端材19aは幅方向だけでなく長さ方向の大きさも端材19bよりも小さい。これは、ウェーハ1に形成された破砕層が長さ方向においてもウェーハ1の細分化を促進したことを示唆している。以上に説明した実施例及び比較例により、超音波振動を付与された第2の切削ブレード56bで環状切削溝15a,15bを形成することで、最終的にウェーハ1を研削したときに細分化された小さな端材が生じることが確認された。
Moreover, as is clear from the photograph shown in FIG. 13, the
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、上記実施形態では、ウェーハ1のテラス部13に3つの環状切削溝15a,15b,15cを形成する場合について説明したが、本発明の一態様に係るウェーハの加工方法はこれに限定されない。テラス部13には第1の環状切削溝15aのみが形成されてもよく、第2の超音波振動切削ステップS22が実施されなくてもよい。この場合においても、従来と比較してウェーハ1の研削時に生じる端材は小さくなる。
It should be noted that the present invention is not limited to the description of the above embodiments, and can be implemented with various modifications. For example, in the above embodiment, the case where the three
また、上記実施形態では、第1の超音波振動切削ステップS21が、トリミングステップS10よりも後に実施される場合について説明したが、本発明の一態様はこれに限定されない。すなわち、先に第1の超音波振動切削ステップS21等を実施してウェーハ1の外周1cの近傍に単数または複数の環状切削溝15a,15b,15cを形成し、その後にトリミングステップS10を実施してテラス部13を形成してもよい。
Further, in the above embodiment, the case where the first ultrasonic vibration cutting step S21 is performed after the trimming step S10 has been described, but one aspect of the present invention is not limited to this. That is, the first ultrasonic vibration cutting step S21 or the like is first performed to form one or more
この場合においても、研削ステップS40を実施する前にテラス部13に環状切削溝15a,15b,15cが形成されるため、研削ステップS40で生じる端材を小さくできる。テラス部13が形成される前は、第2の切削ユニット24bの近傍に配設されたカメラユニット46bでウェーハ1の外周1cを検出しやすい。
Also in this case, since the
ただし、テラス部13が形成されていない状態で環状切削溝15a,15b,15cを形成する場合、表面1aから深く第2の切削ブレード56bをウェーハ1に切り込ませなければならず、刃の長い第2の切削ブレード56bが必要となる。
However, when the
なお、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。 It should be noted that the structure, method, and the like according to the above-described embodiments can be modified as appropriate without departing from the scope of the object of the present invention.
1 ウェーハ
1a 表面
1b 裏面
1c 外周
3 分割予定ライン
5 デバイス
7 デバイス領域
9 外周余剰領域
13 テラス部
13a,17a,17b,17c 深さ位置
15a,15b,15c 環状切削溝
17 保護部材
19a,19b 端材
2 切削装置
4 基台
4a,4b,4c 開口
8 カセット支持台
10 カセット
12 ガイドレール
14 テーブルカバー
16 防塵防滴カバー
18 保持テーブル
18a 保持面
18b クランプ
18c ポーラス部材
20 支持構造
22a,22b 移動ユニット
24a,24b 切削ユニット
26,34a,34b ガイドレール
28a,28b,36a,36b 移動プレート
30a,30b,38a,38b ボールネジ
32a,40a,40b パルスモータ
46a,46b カメラユニット
48 洗浄ユニット
50a,50b スピンドル
51b ハウジング
52a,52b フランジ機構
53 ねじ部
54a 固定ナット
56a,56b 切削ブレード
57a 第1面
57b 第2面
57c 開口
58a 基台
60a 砥石部
62a,62b 切削液供給ノズル
64 後フランジ
64a 開口
66 前フランジ
66a 第1面
66b 第2面
66c 開口
66d 凸部
66e 貫通孔
68 フランジ部
68a 表面
68b 凸部
68c 貫通孔
70 支持軸
70a ねじ部
72,74 固定ナット
76a,76b 支持部材
78 振動付与ユニット
78a,78b 振動子
80a,80b 圧電体
82a,82b 電極
84a,84b 絶縁体
86a,86b 配線
88a,88b,88c,88d リード線
90a,90b 接続電極
92 電圧供給ユニット
94 受電部
96,102 コア
96a,102a 凹部
98,104 コイル
100 給電部
106a,106b 配線
108 交流電源
110 周波数変換器
112 研削装置
114 基台
114a 開口
114b 排水溝
114c 排水口
116 保持テーブル
116a 保持面
118 X軸移動テーブル
120 搬入出領域
122 加工領域
124 研削ユニット
126 支持部
128 Z軸ガイドレール
130 Z軸移動プレート
132 Z軸ボールねじ
134 Z軸パルスモータ
136 ハウジング
138 スピンドル
140 ホイールマウント
142 研削ホイール
144 研削砥石
146 研削水供給ノズル
148 研削水
REFERENCE SIGNS LIST 1 wafer 1a front surface 1b back surface 1c outer periphery 3 dividing line 5 device 7 device region 9 outer peripheral surplus region 13 terrace portion 13a, 17a, 17b, 17c depth position 15a, 15b, 15c annular cutting groove 17 protective member 19a, 19b edge material 2 Cutting device 4 Base 4a, 4b, 4c Opening 8 Cassette support 10 Cassette 12 Guide rail 14 Table cover 16 Dust and drip proof cover 18 Holding table 18a Holding surface 18b Clamp 18c Porous member 20 Supporting structure 22a, 22b Moving unit 24a, 24b Cutting unit 26, 34a, 34b Guide rail 28a, 28b, 36a, 36b Moving plate 30a, 30b, 38a, 38b Ball screw 32a, 40a, 40b Pulse motor 46a, 46b Camera unit 48 Cleaning unit 50a, 50b Spindle 51b Housing 52a, 52b flange mechanism 53 threaded portion 54a fixing nut 56a, 56b cutting blade 57a first surface 57b second surface 57c opening 58a base 60a grindstone portion 62a, 62b cutting fluid supply nozzle 64 rear flange 64a opening 66 front flange 66a first surface 66b Second surface 66c Opening 66d Protruding portion 66e Through hole 68 Flange portion 68a Surface 68b Protruding portion 68c Through hole 70 Support shaft 70a Threaded portion 72, 74 Fixing nuts 76a, 76b Supporting member 78 Vibration imparting unit 78a, 78b Vibrator 80a, 80b Piezoelectric bodies 82a, 82b Electrodes 84a, 84b Insulators 86a, 86b Wirings 88a, 88b, 88c, 88d Lead wires 90a, 90b Connection electrodes 92 Voltage supply unit 94 Power receivers 96, 102 Cores 96a, 102a Concave parts 98, 104 Coils 100 Power supply Parts 106a, 106b Wiring 108 AC power supply 110 Frequency converter 112 Grinding device 114 Base 114a Opening 114b Drain 114c Drain 116 Holding table 116a Holding surface 118 X-axis movement table 120 Loading/unloading area 122 Machining area 124 Grinding unit 126 Supporting part 128 Z-axis guide rail 130 Z-axis moving plate 132 Z-axis ball screw 134 Z-axis pulse Smotor 136 Housing 138 Spindle 140 Wheel mount 142 Grinding wheel 144 Grinding wheel 146 Grinding water supply nozzle 148 Grinding water
Claims (4)
該ウェーハの表面側から該面取り部に、該表面からの深さが該仕上げ厚み以上の第1の深さ位置まで第1の切削ブレードを切り込ませて該ウェーハを外周縁に沿って切削し、環状のテラス部を形成するトリミングステップと、
該トリミングステップの後、該ウェーハの該表面側に保護部材を貼着する保護部材貼着ステップと、
該保護部材貼着ステップの後、該ウェーハを該裏面から研削して該仕上げ厚みへと薄化する研削ステップと、を備え、
該研削ステップ実施前に、該第1の切削ブレードよりも刃厚が薄い第2の切削ブレードに超音波振動を付与しつつ、該ウェーハの該表面側から該外周縁に沿って該表面からの深さが該第1の深さ位置を超える第2の深さ位置まで該第2の切削ブレードを切り込ませて第1の環状切削溝を形成する第1の超音波振動切削ステップをさらに備えることを特徴とするウェーハの加工方法。 A wafer processing method in which a disk-shaped wafer having a chamfered portion on the outer periphery is ground from the back surface side to be thinned to a finished thickness,
A first cutting blade is cut into the chamfered portion from the surface side of the wafer to a first depth position whose depth from the surface is equal to or greater than the finished thickness, thereby cutting the wafer along the outer peripheral edge. , a trimming step to form an annular terrace;
After the trimming step, a protective member adhering step of adhering a protective member to the front surface side of the wafer;
After the protective member attaching step, a grinding step of grinding the wafer from the back surface to thin it to the finished thickness,
Before performing the grinding step, while applying ultrasonic vibration to a second cutting blade having a thinner blade thickness than the first cutting blade, from the surface side of the wafer along the outer peripheral edge Further comprising a first ultrasonic vibration cutting step of cutting with the second cutting blade to a second depth position, the depth of which exceeds the first depth position, to form a first annular cutting groove. A wafer processing method characterized by:
該第1の環状切削溝及び該第2の環状切削溝は、同心円状に形成さ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。 Before performing the grinding step, while applying ultrasonic vibration to the second cutting blade, the depth from the surface along the outer peripheral edge from the surface side of the wafer is the first depth position. further comprising a second ultrasonic vibration cutting step of cutting the second cutting blade to a greater than third depth position to form a second annular cutting groove;
2. The method of processing a wafer according to claim 1, wherein the first annular cut groove and the second annular cut groove are formed concentrically.
該第2の深さ位置は、該第3の深さ位置よりも該表面に近いことを特徴とする請求項2に記載のウェーハの加工方法。 The first annular cut groove is formed inside the second annular cut groove,
3. The method of processing a wafer according to claim 2, wherein said second depth position is closer to said surface than said third depth position.
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