JP5313014B2 - ウエーハの加工方法 - Google Patents

Description

本発明は、ウエーハの周縁に切削ブレードを切り込ませつつ該ウエーハを回転させることで、ウエーハ周縁における所望の環状領域を除去する加工を複数のウエーハに連続して施すウエーハの加工方法に関する。

表面にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスが複数形成された半導体ウエーハやサファイア、ガラス等のウエーハは裏面が研削されて所定の厚みへ加工された後、個々のチップへと分割され、分割されたチップは各種電気機器に広く利用されている。

近年、電気機器の薄型化、小型化に伴い、ウエーハはより薄く、例えば１００μｍ以下に研削仕上げされることが要求されている。また従来より、ウエーハは製造工程中における割れや発塵防止のために、その外周に面取り加工が施されている。図１（Ｂ）はウエーハ２の外周に形成された面取り部分４を示している。

そのため、ウエーハを薄く研削すると、外周の面取り部分がナイフエッジ状（ひさし状）に形成される。ウエーハ外周の面取り部分がナイフエッジ状に形成されると、外周から欠けが生じてウエーハが破損してしまうという問題が生じる。

この問題を解決するために、特開２０００−１７３９６１号公報では、ウエーハ外周の面取り部分を予め除去した後、ウエーハの裏面の研削を行う方法が提案されている。この先行技術によると、切削ブレードでウエーハ周縁に切り込み、所望の環状領域を除去することで面取り部分を除去する。その後、ウエーハの裏面が研削されるため、面取り部分がナイフエッジ状に形成されることがない。

即ちこの先行技術では、図１（Ａ）に示すように切削ブレードでウエーハ２の所望の環状領域（除去予定領域）６の円形内周エッジ６ａに切り込み、ウエーハ２を一回転させることにより面取り部分４を含む環状領域６を除去している。

また、ＳＯＩ基板（Ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ Ｉｓｕｌａｔｏｒ基板）を製造する際に、未接着部を除去する方法として、切削ブレードを用いてウエーハの外周部における所望の環状領域を除去する方法が特開平８−１０７０９２号公報に開示されている。

一方、切削ブレードはダイアモンドやＣＢＮ（Ｃｕｂｉｃ Ｂｏｒｏｎ Ｎｉｔｒｉｄｅ）等の超砥粒を金属や樹脂で固めて構成されており、半導体ウエーハ等の被加工物を切削するのに伴って磨耗する。

特開２０００−１７３９６１号公報 特開平８−１０７０９２号公報 特開２００１−５４８６６号公報

ところが、外周部における所望の環状領域を切削ブレードによって切削して除去する加工を複数枚のウエーハに施すと、切削ブレードが左右不均一に磨耗する、所謂偏磨耗が生じるという問題がある。

これを図２を参照して説明する。図２（Ａ）を参照すると、切削ブレード１４がウエーハ２の周縁を切削する際の模式図が示されている。切削ユニット８のスピンドルハウジング９内には図示しないモータにより回転駆動されるスピンドル１０が回転可能に収容されている。

スピンドル１０の先端部にはマウントフランジ１２が着脱可能に装着され、このマウントフランジ１２に対して切削ブレード１４が装着されて固定ナット１６により固定される。

切削ブレード１４を、図２（Ａ）に示すようにウエーハ２の周縁に位置づけて周縁部を除去する切削加工を複数枚のウエーハ２に施すと、図２（Ａ）でハッチング１４ａで示す部分が磨耗して、図２（Ｂ）に符号１８で示す切削ブレード１４の偏磨耗が発生する。

このように偏磨耗が発生した切削ブレードでは切り込み深さの制御ができなくなる上、偏磨耗が発生した切削ブレードでウエーハを切削加工すると、先細りした先端部１４ｂが折れてしまう。

そこで、偏磨耗が発生した切削ブレードは新品の切削ブレードに交換するか、或いは特許文献３に開示されるような放電加工装置を用いて、切削ブレードの先端部を平坦化させる必要がある。

本発明はこのような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、切削ブレードの交換頻度や修正頻度を低減可能なウエーハ外周の面取り部分の加工方法を提供することである。

本発明によると、外周に面取り部を有するウエーハの周縁部に切削ブレードを切り込ませつつ該ウエーハを回転させることで、ウエーハ外周の面取り部を含む除去予定領域を除去するウエーハの加工方法であって、該除去予定領域の半径方向距離に対して１倍より大きく２倍未満の厚みを有する切削ブレードをスピンドルの先端に装着する切削ブレード装着ステップと、ウエーハを保持する保持面と、該保持面に直交し該保持面の中心を通る回転軸とを有するチャックテーブルで、ウエーハの中心を該回転軸に一致させてウエーハを保持するウエーハ保持ステップと、第１及び第２側面を有する切削ブレードの該第１側面を、該スピンドルの軸線の投影と該除去予定領域の円形内周エッジとの二つの交点のうちの一方に位置づける位置付けステップと、該位置付けステップを実施した後、該切削ブレードを回転させつつウエーハに所定深さまで切り込ませる切り込みステップと、該切り込みステップを実施した後、該チャックテーブルを少なくとも３６０度回転させることで該除去予定領域を除去する除去ステップと、所定のタイミングで、該切り込みステップにおける該切削ブレードの位置付けを、該切削ブレードの該第２側面を前記二つの交点のうちの他方に位置づける位置付け変更ステップと、を具備したことを特徴とするウエーハの加工方法が提供される。

好ましくは、所定のタイミングとは、ウエーハ保持ステップと、位置付けステップと、切り込みステップと、除去ステップとを、所定枚数のウエーハに実施した後のタイミングである。

本発明によると、切削ブレードの厚み方向の片側をまずウエーハに切り込ませて複数枚のウエーハの切削加工を行った後、切削ブレードの厚み方向の他方の側をウエーハに切り込ませて複数枚のウエーハの切削加工を行うため、先細りした切削ブレードの先端部が折れてしまうことを防止でき、切削ブレードの交換頻度や修正頻度を低減することが可能となる。

図１（Ａ）は除去予定領域を示す半導体ウエーハの概略斜視図、図１（Ｂ）は外周面取り部を示す半導体ウエーハの正面図である。 図２（Ａ）は切削ブレードがウエーハの周縁を切削している様子を示す模式図、図２（Ｂ）は切削ブレード先端の偏磨耗を示す図である。 本発明実施形態のウエーハの加工方法のフローチャートである。 ウエーハ保持ステップの説明図である。 ダイシングテープを介してウエーハを環状フレームで支持した状態の斜視図である。 位置付けステップの説明図である。 切り込みステップの説明図である。 図８（Ａ）は除去ステップの説明図であり、図８（Ｂ）はウエーハ外周の除去予定領域を除去した状態のチャックテーブルに保持されたウエーハの正面図である。 位置付け変更ステップの説明図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。図３を参照すると、本発明実施形態に係るウエーハの加工方法のフローチャートが示されている。本発明実施形態のウエーハの加工方法では、まずステップＳ１０で切削ブレード装着ステップを実施する。

即ち、図６に示すように、切削ユニット８のスピンドル１０の先端部に装着されたマウントフランジ１２に対して切削ブレード２４を取り付けて固定ナット１６で固定する。ここで、切削ブレード２４は図１（Ａ）に示す除去予定領域６の半径方向距離に対して１倍より大きく２倍未満の厚みを有している。

除去予定領域６の半径方向距離は、例えば約０．５ｍｍ程度であり、この場合切削ブレード２４の厚みは０．５ｍｍより厚く１ｍｍより薄いのが好ましい。次いで、ステップＳ１１のチャックテーブルでウエーハを回転可能に保持するウエーハ保持ステップを実施する。

図４に示すように、チャックテーブル２０はウエーハを保持する保持面２０ａと、保持面２０ａに直交し保持面２０ａの中心を通る回転軸２２を有している。このウエーハ保持ステップでは、ウエーハ２の中心を回転軸２２に一致させてチャックテーブル２０でウエーハ２の裏面を吸引保持する。

図４ではウエーハ２をチャックテーブル２０で直接吸引保持しているが、図５に示すようにウエーハ２をダイシングテープＴを介して環状フレームＦで支持し、ウエーハ２をダイシングテープＴを介して吸引保持し、環状フレームＦを従来公知のチャックテーブル２０のクランプで固定するようにしてもよい。

図５に示すように、ウエーハ２の表面には第１のストリートＳ１と第２のストリートＳ２とが直交して形成されており、第１のストリートＳ１と第２のストリートＳ２とによって区画されて多数のデバイスＴがウエーハ２上に形成されている。

次いで、ステップＳ１２に進んで所定枚数のウエーハ２について除去予定領域（環状領域）６を除去したか否かを判定する。否定判定の場合には、ステップＳ１３の位置付けステップを実施する。この位置付けステップでは、図６に示すように切削ブレード２４のスピンドル１０に対して非対向面２４ａを図１（Ａ）に示す除去予定領域６の内周エッジ６ａに位置づける。

この位置付けステップをより一般的に表現すると、第１及び第２側面を有する切削ブレード２４の第１側面２４ａ又は２４ｂを、スピンドル１０の軸線１０ａの投影と除去予定領域６の円形内周エッジ６ａとの二つの交点のうちの一方に位置づける。図６では、切削ブレード２４を二つの交点のうちの右の交点に位置づけた状態が示されている。

切削ブレード２４をこのように位置づけた後、ステップＳ１４で切削ブレード２４を回転させつつ、切削ブレード２４の厚み方向の一部をウエーハに所定深さまで切り込ませる切り込みステップを実施する。この切り込みステップを実施した状態が図７に示されている。

切削ブレード２４をウエーハ２にこのように切り込ませた状態で、ステップＳ１５でチャックテーブル２０を、図８（Ａ）で矢印Ａに示すように、３６０度以上回転させて環状領域（除去予定領域）６を除去する環状領域除去ステップを実施する。

図８（Ｂ）に環状領域除去ステップ実施後のチャックテーブル２０に保持されたウエーハ２の正面図が示されている。２６は環状領域が除去された後のウエーハ２の外周表面を示している。

複数枚のウエーハ２に対して、ステップＳ１１〜ステップＳ１５を繰り返して実行する。このようにして所定枚数のウエーハの面取り部４を切削ブレード２４で除去すると、切削ブレード２４に図２（Ｂ）に示すような偏磨耗が発生する。

ステップＳ１２が肯定判定の場合、即ち所定枚数のウエーハ２について除去予定領域（環状領域）６を除去して切削ブレード２４に所定の偏磨耗が発生した場合には、ステップＳ１６に進んで、図９で矢印Ｂに示すように、切削ブレード２４のスピンドル１０に対して対向する対向面２４ｂを除去予定領域６の内周エッジ６ａに位置づける位置付け変更ステップを実施する。

即ち、この位置付け変更ステップＳ１６では、切り込みステップにおける切削ブレード２４の位置付けを、切削ブレード２４の第２側面２４ｂを、スピンドル１０の軸線の投影と除去予定領域６の円形内周エッジ６ａとの二つの交点のうちの他方に位置づける。

このように切削ブレード２４の位置付けを図９の矢印Ｂに示すように変更して、第２の所定枚数のウエーハについてステップＳ１１、ステップＳ１６、ステップＳ１４〜ステップＳ１５を実行する。

ウエーハ外周の環状領域（除去予定領域）６を除去した後は、ウエーハ２の表面に保護テープを貼着した後、研削装置のチャックテーブルにウエーハ２の表面側を吸引保持し、ウエーハの裏面を研削して残っている面取り部分４を除去するため、面取り部分がナイフエッジ状に形成されることはない。

上述した本発明実施形態のウエーハの加工方法によると、所定の厚さを有する切削ブレード２４の厚み方向の片側をまずウエーハに切り込ませて所定枚数のウエーハの環状領域を除去した後、切削ブレード２４の厚み方向の他方の側をウエーハに切り込ませて所定枚数のウエーハの環状領域を除去するため、先細りした切削ブレードの先端部の折れを防止することができ、切削ブレードの交換頻度や修正頻度を低減することが可能となる。

２ 半導体ウエーハ
４ 面取り部
６ 除去予定領域（環状領域）
６ａ 円形内周エッジ
８ 切削ユニット
１０ スピンドル
１０ａ スピンドルの軸線
２０ チャックテーブル
２４ 切削ブレード
２４ａ 非対向面
２４ｂ 対向面

Claims (2)

1. 外周に面取り部を有するウエーハの周縁部に切削ブレードを切り込ませつつ該ウエーハを回転させることで、ウエーハ外周の面取り部を含む除去予定領域を除去するウエーハの加工方法であって、
   該除去予定領域の半径方向距離に対して１倍より大きく２倍未満の厚みを有する切削ブレードをスピンドルの先端に装着する切削ブレード装着ステップと、
   ウエーハを保持する保持面と、該保持面に直交し該保持面の中心を通る回転軸とを有するチャックテーブルで、ウエーハの中心を該回転軸に一致させてウエーハを保持するウエーハ保持ステップと、
   第１及び第２側面を有する切削ブレードの該第１側面を、該スピンドルの軸線の投影と該除去予定領域の円形内周エッジとの二つの交点のうちの一方に位置づける位置付けステップと、
   該位置付けステップを実施した後、該切削ブレードを回転させつつウエーハに所定深さまで切り込ませる切り込みステップと、
   該切り込みステップを実施した後、該チャックテーブルを少なくとも３６０度回転させることで該除去予定領域を除去する除去ステップと、
   所定のタイミングで、該切り込みステップにおける該切削ブレードの位置付けを、該切削ブレードの該第２側面を前記二つの交点のうちの他方に位置づける位置付け変更ステップと、
   を具備したことを特徴とするウエーハの加工方法。
2. 前記所定のタイミングとは、前記ウエーハ保持ステップと、前記位置付けステップと、前記切り込みステップと、前記除去ステップとを所定枚数のウエーハに実施した後である請求項１記載のウエーハの加工方法。

Images