JP6016472B2

JP6016472B2 - ウエーハの加工方法

Info

Publication number: JP6016472B2
Application number: JP2012138447A
Authority: JP
Inventors: 直敬大島; 康成笠井
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2012-06-20
Filing date: 2012-06-20
Publication date: 2016-10-26
Anticipated expiration: 2032-06-20
Also published as: JP2014003197A

Description

本発明は、外周に面取り部を有するウエーハの該面取り部を切削ブレードで除去するウエーハの加工方法に関する。

半導体デバイスの製造プロセスにおいては、シリコンや化合物半導体からなるウエーハの表面にストリートと呼ばれる格子状の分割予定ラインが形成される。そして、分割予定ラインによって区画された各領域にＩＣやＬＳＩ等のデバイスが形成される。

これらのウエーハは裏面が研削及び／又は研磨されて所定の厚みへと薄化された後、切削装置でストリートに沿って切削され、個々のチップへと分割されることで半導体デバイスが製造される。このようにして製造された半導体デバイスは、携帯電話、パソコン等の各種電気機器に広く利用されている。

ウエーハの外周には表面から裏面に至る円弧面を呈した面取り部が形成されている。従って、ウエーハの裏面を研削してウエーハを薄化すると、面取り部に円弧面と研削面とによって形成されたナイフエッジが残存して危険であるとともに、外周に欠けが生じてデバイスの品質を低下させてしまう。

そこで、特開２０００−１７３９６１号公報では、ウエーハの裏面を研削する前に切削ブレードでウエーハの面取り部を除去する外周加工方法、所謂エッジトリミング方法が開示されている。

面取り部は、例えば０．５ｍｍ〜１ｍｍの厚みを有する切削ブレードで円形加工を施すことにより除去される。そして、面取り部が除去されたウエーハは、研削装置で裏面が研削された後、例えば約３０μｍの厚みを有する切削ブレードでストリートに沿って切削され個々のチップに分割される。

また、特開平１１−５４４６１号公報には、切削ブレードを用いたサークルカット（円形切断）により、８インチ、１２インチ等の大口径のウエーハを４インチ、６インチ等の小口径のウエーハにダウンサイジングする、ウエーハの円形カット方法が開示されている。

特開２０００−１７３９６１号公報特開平１１−５４４６１号公報特開平８−１０７０９２号公報

切削ブレードにより外周の面取り部を除去するエッジトリミングやウエーハをサークカットしてウエーハをダウンサイジングする際に形成された環状切削溝の溝底には切削ブレードの砥粒の突出に起因した凹凸が形成される。この凹凸が大きいと、凹凸を起点にウエーハにクラックが発生する恐れがあり、発生したクラックによってウエーハが破損してしまう恐れがある。

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、環状切削溝の溝底を平坦に形成してウエーハが破損する恐れを低減可能なウエーハ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該面取り部を切削ブレードで除去するウエーハの加工方法であって、ウエーハをチャックテーブルで保持する保持ステップと、該保持ステップを実施した後、切削ブレードをウエーハの外周部分に所定深さ切り込ませる切削ブレード切り込みステップと、該切削ブレード切り込みステップを実施した後、ウエーハを保持した該チャックテーブルを一回転させることで該切削ブレードでウエーハの外周部を切削し、環状切削溝を形成するとともに該面取り部を部分的に除去する第１加工ステップと、該第１加工ステップを実施した後、該チャックテーブルを一回転させることで該切削ブレードで少なくとも該環状切削溝の底部を平坦化する第２加工ステップと、を備え、該第２加工ステップにおける該チャックテーブルの角速度は、該第１加工ステップにおける該チャックテーブルの角速度よりも大きい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、ウエーハの加工方法は、第１加工ステップを実施した後、第２加工ステップを実施する前に、切削ブレードをウエーハに更に切り込ませる切り込みステップを備えている。好ましくは、第１加工ステップでは、チャックテーブルの角速度は２〜５度／秒であり、第２加工ステップでは、チャックテーブルの角速度は５〜２５度／秒である。

本発明のウエーハの加工方法によると、ウエーハを保持するチャックテーブルを一回転させることで切削ブレードでウエーハの外周部分を切削して、環状切削溝を形成し面取り部を部分的に除去した後、チャックテーブルを更に一回転させることで形成された環状切削溝に再度切削ブレードを通過させて環状切削溝の溝底を平坦化できるので、ウエーハが破損する恐れを低減できる。

第２加工ステップを実施する前に、切削ブレードをウエーハに僅かに切り込ませることで第２加工ステップでは切削除去量が第１加工ステップに比べて大幅に減るため、一度で所望深さに切り込み第１及び第２加工ステップを連続して実施した場合に比べて環状切削溝の溝底をより平坦に仕上げることができる。

第１加工ステップでのチャックテーブルの角速度２〜５度／秒に設定することで形成される環状切削溝の底部を比較的平坦に形成することができる。更に、第２加工ステップでのチャックテーブルの角速度を第１加工ステップに比べて大きく設定することで、加工時間の短縮化が可能となる。

半導体ウエーハの表面側斜視図である。保持ステップを示す一部断面側面図である。切削ブレード切り込みステップを示す一部断面側面図である。第１加工ステップを示す平面図である。第１加工ステップを示す一部断面側面図である。第２加工ステップを示す平面図である。第２加工ステップを示す一部断面側面図である。切り込みステップを示す一部断面側面図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１を参照すると、本発明の加工方法の加工対象となる半導体ウエーハ(以下単にウエーハと略称することがある)１１の表面側斜視図が示されている。

ウエーハ１１は例えば厚さが７００μｍのシリコンウエーハからなっており、表面１１ａに複数の分割予定ライン（ストリート）１３が格子状に形成されているとともに、複数の分割予定ライン１３によって区画された各領域にＩＣ，ＬＳＩ等のデバイス１５が形成されている。

このように構成されたウエーハ１１は、デバイス１５が形成されているデバイス領域１７と、デバイス領域１７を囲繞する外周余剰領域１９をその表面の平端部に備えている。ウエーハ１１の外周部には円弧状の面取り部１１ｅが形成されている。２１はシリコンウエーハの結晶方位を示すマークとしてのノッチである。

本発明の加工方法では、まず図２に示すように、切削装置のチャックテーブル１０でウエーハ１１を吸引保持し、表面１１ａを露出させる。次いで、図３に示すように、切削ブレード１６をウエーハ１１の外周部（外周縁）に所定深さｔ１切り込ませる切削ブレード切り込みステップを実施する。

図３において、１２は切削ユニットであり、図示しないモータにより回転駆動されるスピンドル１４と、スピンドル１４の先端部に装着された切削ブレード１６とを含んでいる。ここで、所定深さｔ１は後の工程で実施する研削仕上げ厚みに相当する深さである。

切削ブレード切り込みステップは、ウエーハ１１の上方に位置付けた切削ブレード１６を下降することで、ウエーハ１１に切削ブレード１６を所定深さｔ１切り込ませる実施形態の他、ウエーハ１１の外周側で所定高さに位置付けた切削ブレード１６をウエーハ１１に対して接近方向に相対移動させることで、切削ブレード１６をウエーハ１１に所定深さｔ１切り込ませるようにしてもよい。

切削ブレード切り込みステップを実施した後、図４及び図５に示すように、ウエーハ１１を保持したチャックテーブル１６を矢印Ｒ１方向である第１の方向に一回転させることで矢印Ａ方向に高速回転（例えば３００００ｒｐｍ）する切削ブレード１６でウエーハ１１の外周部を切削し、環状切削溝１８を形成するとともにウエーハ１１の面取り部１１ｅを部分的に除去する第１加工ステップを実施する。

この第１加工ステップでは、切削ブレード１６とウエーハ１１が接触する加工点において、切削ブレード１６の回転方向Ａとウエーハ１１の回転方向Ｒ１が同一方向を向く方向にチャックテーブル１０を回転させるのが好ましい。このカット方法は、ダウンカットと称される。

また、チャックテーブル１０の回転速度（角速度）を例えば２〜５度／秒に設定することにより、環状切削溝１８の溝底１８ａや溝側面１８ｂの凹凸を低減できる。

第１加工ステップを実施した後、チャックテーブル１０を更に一回転させることで少なくとも環状切削溝１８の底部１８ａを平坦化する第２加工ステップを実施する。この第２加工ステップでは、図６及び図７に示すように、例えばチャックテーブル１０を第１の方向と反対方向の矢印Ｒ２で示す第２の方向に回転させながら実施する。第１の方向Ｒ１と同一方向にチャックテーブル１０を回転させながら第２加工ステップを実施してもよい。

チャックテーブル１０の回転速度は第１加工ステップと概略同一でもよいが、加工時間短縮のために第１加工ステップよりも高速でチャックテーブル１０を回転させることが好ましい。

例えば、第２加工ステップでは、チャックテーブル１０の回転速度（角速度）を５〜２５度／秒に設定する。この第２加工ステップを実施すると、環状切削溝１８の底部１８ａを平坦に仕上げることができる。

好ましくは、第１加工ステップ実施後第２加工ステップを実施する前に、図８に示すように、切削ブレード１６を矢印Ｚ１方向に１〜５μｍ下降させて、ウエーハ１１に僅かに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実施後、図６及び図７を参照して説明した第２加工ステップを実施する。

このように、第２加工ステップを実施する前に切り込みステップを実施すると、第２加工ステップでは切削除去量が第１加工ステップに比べて大幅に減るため、切削ブレード切り込みステップで所望深さに切り込んで第１及び第２加工ステップを連続して実施した場合に比べて、環状切削溝１８の底部１８ａをより平坦に仕上げることができる。

上述した実施形態で形成した環状切削溝１８は、上面と外周側とに開口した断面Ｌ形状の切削溝であるが、環状切削溝には上面のみ開口した切削溝を含むことは勿論である。

第２加工ステップが完了すると、ウエーハ１１の面取り部１１ｅが部分的に除去されるとともに、環状切削溝１８の底部１８ａの凹凸が除去されて底部１８ａが平坦化される。第２加工ステップ実施後、ウエーハ１１の表面１１ａに表面保護テープを貼着し、研削装置のチャックテーブルでウエーハ１１の表面１１ａ側を吸引保持してウエーハ１１の裏面１１ｂの研削を実施すると、ウエーハ１１の裏面側に残存していた面取り部１１ｅが研削により除去され、ウエーハ１１の外周には環状切削溝１８の側面１８ｂが残存することになる。

上述した実施形態では、本発明の加工方法を半導体ウエーハ１１に適用した例について説明したが、本発明の加工方法は光デバイスウエーハ等の他のウエーハにも同様に適用することができる。

１０チャックテーブル
１１半導体ウエーハ
１１ａ表面
１１ｅ面取り部
１５デバイス
１６切削ブレード
１８環状切削溝
１８ａ底部
１８ｂ溝側面

Claims

外周に面取り部を有するウエーハの該面取り部を切削ブレードで除去するウエーハの加工方法であって、
ウエーハをチャックテーブルで保持する保持ステップと、
該保持ステップを実施した後、切削ブレードをウエーハの外周部分に所定深さ切り込ませる切削ブレード切り込みステップと、
該切削ブレード切り込みステップを実施した後、ウエーハを保持した該チャックテーブルを一回転させることで該切削ブレードでウエーハの外周部を切削し、環状切削溝を形成するとともに該面取り部を部分的に除去する第１加工ステップと、
該第１加工ステップを実施した後、該チャックテーブルを一回転させることで該切削ブレードで少なくとも該環状切削溝の底部を平坦化する第２加工ステップと、を備え、
該第２加工ステップにおける該チャックテーブルの角速度は、該第１加工ステップにおける該チャックテーブルの角速度よりも大きいことを特徴とするウエーハの加工方法。
前記第１加工ステップを実施した後、前記第２加工ステップを実施する前に、前記切削ブレードをウエーハに更に切り込ませる切り込みステップを備えた請求項１記載のウエーハの加工方法。
前記第１加工ステップでは、前記チャックテーブルの角速度は２〜５度／秒であり、
前記第２加工ステップでは、前記チャックテーブルの角速度は５〜２５度／秒である請求項１又は２記載のウエーハの加工方法。