JP5199831B2 - ウェーハ面取り部除去装置及びウェーハ面取り部の除去方法 - Google Patents

Description

本発明は、周縁に面取り部を有するウェーハの当該面取り部を切削により除去する装置及び方法に関するものである。

ＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスが分割予定ラインによって区画されて表面に形成されたウェーハは、ダイシング装置によって個々のデバイスのデバイスに分割され、各種電子機器に利用されている。ウェーハは、個々のデバイスに分割される前に、裏面が研削されて所定の厚さに形成される。

しかし、ウェーハの周縁には、製造過程において欠けや割れが生じるのを防止するために、円弧状の面取りが施されているため、裏面を研削してウェーハを薄くすると、面取りされた面の一部が残存してウェーハの周縁がナイフのように尖鋭化し、取り扱いが危険になると共に欠けが生じやすくなるという問題がある。

そこで、ウェーハの裏面を研削する前に切削により面取り部を除去することにより、裏面を研削しても周縁が尖鋭化されないようにする技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。

特開２０００−１７３９６１号公報

しかし、切削により面取り部を除去すると、切削によって生じた切削屑が切削水と共にウェーハの表面に漂いデバイスの表面に付着してデバイスの品質を低下させるという問題がある。特に、例えばＣＭＯＳイメージセンサーのように異物の付着が機能や品質に大きく影響するようなデバイスの場合は、看過できない問題となる。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、切削によりウェーハ周縁の面取り部を除去する場合において、ウェーハの表面に切削屑が付着しデバイスが汚染されるのを防止して、デバイスの機能及び品質が低下しないようにすることにある。

第一の発明は、複数のデバイスが形成されたデバイス領域とデバイス領域を囲繞する外周余剰領域とが表面に形成され外周余剰領域の周縁に表面から裏面にかけて円弧状の面取り部が形成されたウェーハの面取り部を切削により除去するウェーハ面取り部除去装置に関するもので、ウェーハを保持し回転可能なチャックテーブルと、回転可能な切削ブレードを備えチャックテーブルに保持されたウェーハの外周余剰領域を切削する切削手段と、少なくともデバイス領域に対面可能な対面部材を備え、チャックテーブルに保持されたウェーハのデバイス領域と対面部材との間に形成される隙間に水層を形成する水層形成手段とを備えている。

第二の発明は、複数のデバイスが形成されたデバイス領域とデバイス領域を囲繞する外周余剰領域とが表面に形成され外周余剰領域の周縁に表面から裏面にかけて円弧状の面取り部が形成されたウェーハの面取り部を切削により除去するウェーハ面取り部の除去方法に関するもので、ウェーハのデバイス領域に対して対面部材を対面させてデバイス領域と対面部材との間に隙間を形成し、隙間に水層を形成した状態で、ウェーハを回転させると共に外周余剰領域のうち面取り部の内周側を切削して面取り部を除去する。

本発明では、ウェーハのデバイス領域と対面部材との間に隙間を形成し、その隙間に水層を形成した状態で切削により面取り部を除去することができるため、切削屑がデバイスに付着することがない。したがって、デバイスの機能及び品質が低下するのを防止することができる。

図１に示すウェーハ面取り部除去装置１は、ウェーハを保持するチャックテーブル２と、チャックテーブル２に保持されたウェーハを切削する切削手段３とを備えている。チャックテーブル２は回転駆動手段４によって駆動されて回転可能であると共に、Ｘ軸方向送り手段５によって駆動されてＸ軸方向に移動可能となっている。一方、切削手段３は、Ｙ軸方向送り手段６によって駆動されてＹ軸方向に移動可能であると共に、Ｚ軸方向送り手段７によって駆動されてＺ軸方向に移動可能となっている。

チャックテーブル２は、切削対象のウェーハよりも若干小径の吸引部２０を備えている。チャックテーブル２は、その下方に配設された回転駆動手段４の内部のモータと連結され回転可能となっている。

切削手段３は、Ｙ軸方向の軸心を有するスピンドル３０がハウジング３１によって回転可能に支持され、スピンドル３０の先端に切削ブレード３２が装着されて構成され、ハウジング３１の側部には、ウェーハの切削すべき領域を撮像手段３３０によって撮像し検出するアライメント手段３３が固定されている。

Ｘ軸方向送り手段５は、Ｘ軸方向の軸心を有するボールネジ５０と、ボールネジ５０に平行に配設された一対のガイドレール５１と、ボールネジ５０の一端に連結されたモータ５２と、図示しない内部のナットがボールネジ５０に螺合すると共に下部がガイドレール５１に摺接するスライド部５３とから構成され、モータ５２に駆動されてボールネジ５０が回動するのに伴い、スライド部５３がガイドレール５１上をＸ軸方向に摺動し、これに伴いスライド部５３に固定された回転駆動手段４及び回転駆動手段４に連結されたチャックテーブル２もＸ軸方向に移動する構成となっている。

Ｙ軸方向送り手段６は、Ｙ軸方向の軸心を有するボールネジ６０と、ボールネジ６０に平行に配設された一対のガイドレール６１と、ボールネジ６０の一端に連結されたパルスモータ６２と、図示しない内部のナットがボールネジ６０に螺合すると共に下部がガイドレール６１に摺接するスライド部６３とから構成され、パルスモータ６２に駆動されてボールネジ６０が回動するのに伴い、スライド部６３がガイドレール６１上をＹ軸方向に摺動し、これに伴い切削手段３もＹ軸方向に移動する構成となっている。

Ｚ軸方向送り手段７は、Ｚ軸方向の軸心を有するボールネジ７０と、ボールネジ７０に平行に配設された一対のガイドレール７１と、ボールネジ７０の一端に連結されたパルスモータ７２と、図示しない内部のナットがボールネジ７０に螺合すると共に側部がガイドレール７１に摺接し切削手段３を支持する支持部７３とから構成され、パルスモータ７２に駆動されてボールネジ７０が回動するのに伴い支持部７３がガイドレール７１にガイドされてＺ軸方向に昇降し、これに伴い切削手段３もＺ軸方向に昇降する構成となっている。

Ｘ軸方向送り手段５を構成するスライド部５３には、水層形成手段８が連結されている。水層形成手段８は、スライド部５３に連結された基部８０と、基部８０に対して昇降及び旋回可能な軸部８１と、軸部８１の上端から水平方向に延び軸部８１と共に昇降及び旋回するアーム部８２と、アーム部８２の先端部から垂下した垂下部８３と、垂下部８３の下端に位置する対面部材８４と、対面部材８４から流出させる水を貯留する水源８５とを備えている。図示の例では、水源８５に蓄えられた水は、バルブ８６を介してアーム部８２に流入する。対面部材８４は、軸部８１の回動によりチャックテーブル２に保持されたウェーハに対して対面する位置と対面しない位置とに選択的に位置決めすることができる。

図２に示す例では、水層形成手段８には、アーム部８２、垂下部８３及び対面部材８４を貫通して流路８７が形成されており、流路８７を流れた水が対面部材８４の下面の流出口８４０から下方に流出する構成となっている。なお、水層形成手段８は、図１の例ではスライド部５３に固定されているが、対面部材８４がチャックテーブル２と対面可能な構成であれば、配設位置は図示の例には限定されない。

図３に示すように、切削対象のウェーハＷの表面Ｗａは、ストリートＳによって区画されて複数のデバイスＤが形成されたデバイス領域Ｗ１と、デバイス領域Ｗ１を囲繞する外周余剰領域Ｗ２とから構成される。外周余剰領域Ｗ２の周縁には、表面Ｗａから裏面Ｗｂにかけて、円弧状に面取りされた面取り部Ｗ３が形成されている。

図３に示した切削対象のウェーハＷは、図１に示すように、裏面Ｗｂ側がチャックテーブル２に吸引され、表面Ｗａが露出した状態で保持される。このとき、チャックテーブル２の回転中心とウェーハＷの中心とが一致するようにする。

そして、水層形成手段８を構成する対面部材８４をチャックテーブル２の移動経路の上方から退避させた状態で、Ｘ軸方向送り手段５がウェーハＷを撮像手段３３０の直下に移動させてウェーハＷの表面Ｗａを撮像し、切削すべき位置をアライメント手段３３が検出し、その検出した位置と切削ブレード３２とのＹ軸方向の位置合わせを行う。この切削すべき位置は、外周余剰領域Ｗ２における面取り部Ｗ３の内周側である。

次に、Ｘ軸方向送り手段５がチャックテーブル２を＋Ｘ方向に移動させて、ウェーハＷの切削すべき位置を切削ブレード３２の直下に位置付ける。そして、退避させておいた対面部材８４をウェーハＷの直上に移動させて下降させることにより、ウェーハＷのデバイス領域Ｗ１と対面部材８４の底面との間に僅かな隙間９を形成すると共に、図４に示すように、水源８５から供給された水を対面部材８４の流出口８４０から流出させて隙間９に水層９０を形成する。

水層９０が形成された状態でチャックテーブル２を回転させると共に、切削ブレード３２を高速回転させながら切削手段３を下降させて検出した切削位置に切削ブレード３２を作用させて切削を行い、ウェーハＷを１回転させることにより、面取り部Ｗ３を切り落として除去する。そうすると、ウェーハＷの周縁が垂直面となる。

切削中は、図３に示したデバイス領域Ｗ１が常に水層９０によって覆われ、その水がウェーハＷの中心部から外周側に向けて流れ出ているため、切削により生じた切削屑がデバイス領域Ｗ１に侵入することがない。したがって、デバイス領域Ｗ１を構成する個々のデバイスＤに切削屑が付着することがなく、デバイスの品質や機能を低下させるのを防止することができる。

対面部材８４は、その半径がウェーハＷの中心から切削位置までの長さよりも短くなるように形成されており、切削中に切削ブレード３２が対面部材８４に接触することはない。対面部材８４がデバイス領域Ｗ１よりも大径に形成されていれば、水層９０がデバイス領域Ｗ１を完全に覆うことができるが、対面部材８４の半径は、デバイス領域Ｗ１の半径よりも若干短い程度でもよい。例えば、対面部材８４の半径は、ウェーハＷの中心から切削位置までの長さよりも２，３ｍｍ短い程度とすることが望ましい。

図５に示すように、チャックテーブル２には逃げ溝２１が形成されており、切削中は、切削ブレード２１の下端が逃げ溝２１に収容され、切削ブレード３２がウェーハＷの表裏を貫通する。このとき、水層９０からウェーハＷの外周側に向けて流れ出る水は、切削ブレード３２とウェーハＷとの接触部に供給されるため、水層９０から側方に流れ出た水が切削水としても機能する。したがって、切削水吐出用の専用のノズルは不要となる。

なお、図６に示すように、切削ブレード３２ａの厚さが面取り部Ｗ３の幅を上回っている場合は、切削ブレード３２ａによって面取り部Ｗ３を削り取るように切削することもできる。

ウェーハ面取り部除去装置の一例を示す斜視図である。 水層形成手段の一部を略示的に示す断面図である。 ウェーハの一例を示す斜視図である。 ウェーハの面取り部を除去する状態を略示的に示す断面図である。 ウェーハの面取り部を除去する状態を拡大して示す断面図である。 ウェーハの面取り部を除去する状態の別の例を拡大して示す断面図である。

符号の説明

１：ウェーハ面取り部除去装置
２：チャックテーブル ２０：吸引部 ２１：逃げ溝
３：切削手段
３０：スピンドル ３１：ハウジング ３２、３２ａ：切削ブレード
３３：アライメント手段 ３３０：撮像手段
４：回転駆動手段
５：Ｘ軸方向送り手段
５０：ボールネジ ５１：ガイドレール ５２：モータ ５３：スライド部
６：Ｙ軸方向送り手段
６０：ボールネジ ６１：ガイドレール ６２：モータ ６３：スライド部
７：Ｚ軸方向送り手段
７０：ボールネジ ７１：ガイドレール ７２：モータ ７３：支持部
８：水層形成手段
８０：基部 ８１：軸部 ８２：アーム部 ８３：垂下部 ８４：対面部材 ８５：水源
８６：バルブ ８７：流路
９：隙間 ９０：水層
Ｗ：ウェーハ Ｗａ：表面 Ｗｂ：裏面
Ｗ１：デバイス領域 Ｗ２：外周部 Ｗ３：面取り部
Ｄ：デバイス Ｓ：ストリート

Claims (2)

1. 複数のデバイスが形成されたデバイス領域と該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域とが表面に形成され該外周余剰領域の周縁に表面から裏面にかけて円弧状の面取り部が形成されたウェーハの該面取り部を切削により除去するウェーハ面取り部除去装置であって、
   ウェーハを保持し回転可能なチャックテーブルと、
   回転可能な切削ブレードを備え該チャックテーブルに保持されたウェーハの外周余剰領域を切削する切削手段と、
   少なくとも該デバイス領域に対面可能な対面部材を備え、該チャックテーブルに保持されたウェーハのデバイス領域と該対面部材との間に形成される隙間に水層を形成する水層形成手段と
   を備えたウェーハ面取り部除去装置。
2. 複数のデバイスが形成されたデバイス領域と該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域とが表面に形成され該外周余剰領域の周縁に表面から裏面にかけて円弧状の面取り部が形成されたウェーハの該面取り部を切削により除去するウェーハ面取り部の除去方法であって、
   ウェーハのデバイス領域に対して対面部材を対面させて該デバイス領域と該対面部材との間に隙間を形成し、該隙間に水層を形成した状態で、該ウェーハを回転させながら切削により該面取り部を除去する
   ウェーハ面取り部の除去方法。

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