JP6093650B2 - ウェーハの加工方法 - Google Patents

Description

本発明は、板状ワークを薄化するワーク加工方法に関する。

ウェーハなどの板状ワークには、外周に表面から裏面に至る面取りが形成されているものがある。このような板状ワークを半分の厚み以下に薄化すると、いわゆるシャープエッジが外周に形成され、板状ワークが破損する可能性がある。これを防ぐため、板状ワークの外周をトリミングして面取りを除去してから、薄化する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、板状ワークには、結晶方位を示すノッチが形成されたものがある。ノッチは、例えば板状ワークをデバイスに分割する際の目印として利用されるもので（例えば、特許文献２参照）、ノッチの形状は、例えば業界標準規格であるＳＥＭＩ規格によって定められている。ノッチが形成された板状ワークについても、その外周をトリミングして面取りを除去してから薄化が行われている。

特開２０００−１７３９６１号公報 特開２００４−１９８２６４号公報

しかし、ノッチは、板状ワークの外周に形成されているため、板状ワークの外周をトリミングすると、ノッチが小さくなるなど規格外の形状になり、その後の工程でノッチを正しく検出することができない場合がある。

本発明は、このような問題にかんがみなされたもので、板状ワークの外周をトリミングして面取りを除去しても、その後の工程で正しくノッチが検出できるようにすることを目的とする。

本発明に係るワーク加工方法は、ノッチと面取りとが外周に形成された板状ワークを薄化するワーク加工方法において、ノッチを板状ワークの中心方向に拡張するノッチ拡張工程と、ノッチが拡張された板状ワークの面取りを除去する面取り除去工程と、面取りが除去された板状ワークを研削して、所定の厚さまで薄化する研削工程と、を備え、ノッチ拡張工程において、研削工程で薄化した板状ワークに拡張したノッチの一部が残るようにノッチを拡張する。

前記ノッチ拡張工程においては、ノッチの位置を検出し、検出したノッチの位置に切削砥石を切り込ませて、板状ワークの中心方向にノッチを拡張することが望ましい。

本発明に係るワーク加工方法によれば、ノッチを中心方向に拡張してから、面取り部を除去するので、拡張したノッチが残り、その後の工程で正しくノッチを検出することができる。
また、ノッチの位置を検出して、板状ワークの中心に向かう方向に検出したノッチを拡張するので、拡張したノッチを正確な位置に形成することができる。

板状ワークを示す平面図及び側面図。 ワーク加工の流れを示すフロー図。 ノッチ拡張装置の要部を示す平面図及び側面図。 ノッチ検出段階を示す平面図及び側面図。 切削段階を示す平面図及び正面図。 面取り除去工程を示す側面図。 研削工程を示す側面図。 加工後の板状ワークを示す正面図及び側面図。 加工後のノッチを示す拡大正視図。

図１に示す板状ワーク１０は、基台となるサブストレート１１の上に、外周が甲丸面状に面取りされた円板状のウェーハ１２を、貼着シートなどの貼り合わせ部材を使って貼り合わせたものである。ウェーハ１２の外周には、結晶方位を示すノッチ１２１が形成されている。

図２に示すワーク加工方法２０は、以下の手順で実行される。まず、ノッチ拡張工程２１で、ノッチ１２１を板状ワーク１０の中心方向に拡張する。次に、面取り除去工程２２で、板状ワーク１０の面取りを除去する。最後に、研削工程２３で、板状ワーク１０を研削して、所定の厚さまで薄化する。以下では、各工程の詳細について説明する。

（１）ノッチ拡張工程
図３に示すノッチ拡張装置３０は、板状ワーク１０を保持する保持テーブル３１と、ノッチ１２１を検出する検出手段３２と、ノッチ１２１を拡張する切削手段３３とを備え、ノッチ拡張工程２１の実行に用いられる。

保持テーブル３１は、例えばチャックテーブルであり、多孔質材料などで形成された保持部３１１の上に板状ワーク１０を載置し、吸引源３１２で吸引することにより、板状ワーク１０を保持する。保持テーブル３１は、±Ｚ方向と平行な回転軸３１９を中心として回転し、送り手段（不図示）により駆動されて±Ｘ方向に移動する。

検出手段３２は、例えばレーザ式距離計であり、板状ワーク１０を保持した保持テーブル３１にレーザを照射して、レーザを反射した反射点までの距離を測定することにより、ノッチ１２１を検出することができる。検出手段３２は、保持テーブル３１の回転軸３１９が移動する経路である直線３１８上に検出範囲を有する。

切削手段３３は、支持部３３３に支持されたモータ３３２が、±Ｙ方向に平行なスピンドル３３１を高速回転させることにより、スピンドル３３１の先端に装着された切削砥石３９が回転し、板状ワーク１０を切削することができる。切削手段３３は、送り手段（不図示）により駆動されて±Ｚ方向に移動する。切削砥石３９は、形成するノッチ１２１の形状に合わせて、外周端部がＶ字状に尖った形状に形成されている。切削砥石３９は、直線３１８上に配置されている。

まず、図４に示すノッチ検出段階２１１において、板状ワーク１０の中心が、保持テーブル３１の回転軸３１９と一致するように、板状ワーク１０を保持テーブル３１に載置し、載置された板状ワーク１０を保持テーブル３１が保持する。そして、保持テーブル３１を＋Ｘ方向に移動させながら、検出手段３２が反射点までの距離を測定する。反射点までの距離が保持テーブル３１の保持部３１１までの距離よりも近くなったことを検出手段３２が検出した場合、板状ワーク１０の外周が、検出手段３２の直下を通過したことがわかる。そこから、ノッチ１２１の深さよりも小さい所定の距離だけ、保持テーブル３１を＋Ｘ方向に移動させたのち、保持テーブル３１を停止する。

次に、回転軸３１９を中心として保持テーブル３１を回転させる。これにより、検出手段３２の検出範囲が板状ワーク１０に対して相対的に移動し、板状ワーク１０の中心を中心とする円３２１を描く。保持テーブル３１の回転によりノッチ１２１が検出手段３２の直下を通過すると、その間だけ、検出手段３２が測定する反射点までの距離が大きくなる。そこで、保持テーブル３１を回転させていって、反射点までの距離が大きくなったときの回転角度と、反射点までの距離が元に戻ったときの回転角度とを計測することにより、その範囲にノッチ１２１があることを検出する。

２つの回転角度を計測したのち、保持テーブル３１を逆回転して、計測した２つの回転角度を平均した角度で回転を停止する。これにより、板状ワーク１０は、中心に対して＋Ｘ方向にノッチ１２１が位置する向きになる。

次に、図５に示す切削段階２１２において、保持テーブル３１を＋Ｘ方向に移動させて、板状ワーク１０の外周を切削手段３３の直下に位置させる。切削砥石３９を回転させた状態で切削手段３３を−Ｚ方向に移動させ、切削砥石３９を板状ワーク１０に切り込ませる。切削砥石３９の−Ｚ方向最下端が、ウェーハ１２の下面（サブストレート１１に張り合わせられた側の面）の±Ｚ方向の位置よりも−Ｚ方向に所定の距離下がった最大切込み位置に達するまで、切削手段３３を−Ｚ方向に移動させる。これにより、ノッチ１２１の位置から板状ワーク１０の中心方向へ向けての切込み１２２が形成される。切込み１２２の形状は、切削砥石３９の形状に沿って正面視円弧状になる。

（２）面取り除去工程
図６に示す面取り除去工程２２で使用される面取り除去装置４０は、板状ワーク１０を保持する保持テーブル４１と、切削砥石４９が装着された切削手段４２とを備える。保持テーブル４１は、例えばチャックテーブルであり、多孔質材料などで形成された保持部４１１の上に板状ワーク１０を載置し、吸引源４１２で吸引することにより、板状ワーク１０を保持する。保持テーブル３１は、±Ｚ方向と平行な回転軸４１９を中心として回転する。切削手段４２は、±Ｘ方向に平行な方向を回転軸４３９として回転する切削砥石４９を高速回転させて板状ワーク１０に接触させて切削することにより、面取りを除去する。切削手段４２は、送り手段（不図示）により±Ｚ方向に移動する。そして、保持テーブル４１を回転させながら、高速回転している切削砥石４９を、保持テーブル４１が保持した板状ワーク１０に切り込ませて外周を切削することにより、ウェーハ１２の外周に設けられた面取りを除去する。

（３）研削工程
図７に示す研削工程２３で使用される研削装置５０は、板状ワーク１０を保持する保持テーブル５１と、研削砥石５９が装着された研削ホイール５３を有する研削手段５２とを備える。保持テーブル５１は、例えばチャックテーブルであり、多孔質材料などで形成された保持部５１１の上に板状ワーク１０を載置し、吸引源５１２で吸引することにより、板状ワーク１０を保持する。保持テーブル５１は、±Ｚ方向と平行な回転軸５１９を中心として回転する。研削手段５２は、±Ｚ方向に平行な回転軸５３９を中心として研削ホイール５３を高速回転させることにより、研削ホイール５３に装着された研削砥石５９が回転し、板状ワーク１０の上面を研削することができる。研削手段５２は、送り手段（不図示）により駆動されて±Ｚ方向に移動する。研削手段を−Ｚ方向に移動させながら、板状ワーク１０が所定の厚さになるまで研削することにより、板状ワーク１０を薄化する。

図８に示すように、薄化された板状ワーク１０では、ノッチ拡張工程２１で形成された切込み１２２の大部分が面取り除去工程２２及び研削工程２３で除去され、残った部分がノッチ１２３になる。

このように、面取り除去工程２２及び研削工程２３の前に、ノッチ１２１を検出し、検出したノッチ１２１を中心方向に拡張して切込み１２２を形成しておくことにより、面取り除去工程２２及び研削工程２３の終了後に、ノッチ１２３が残る。切込み１２２は、ノッチ１２１を板状ワーク１０の中心方向に拡張したものなので、ノッチ１２３は、板状ワーク１０の中心から見て、ノッチ１２１があった方向と正確に同じ方向に形成されている。このため、その後の工程で、ノッチ１２３を正しく検出することができる。

図９に示すように、加工後に残るノッチ１２３の形状は、ノッチ拡張工程２１で板状ワーク１０に切り込んだ切削砥石３９の形状を写したものになり、ＸＹ平面に近い緩やかな２つの斜面が向かい合った形状になる。これを＋Ｚ方向から見ると、角度θを有するＶ字状である。
なお、切削砥石３９の直径をもっと小さくし、切削砥石３９が板状ワーク１０に切り込む最大切込み位置をもっと−Ｚ方向に下げれば、ノッチ１２３の内壁を±Ｚ方向に近い急な斜面にすることができる。

このように、ノッチ１２３を所定の形状（例えばＳＥＭＩ規格で定められている形状）にするためには、その形状に対応する形状に形成された切削砥石３９を使用すればよい。
なお、切削砥石３９は、サブストレート１１まで切り込む構成であってもよいし、ウェーハ１２だけを切削し、サブストレート１１までは切り込まない構成であってもよい。

以上説明した実施形態は、一例であり、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、本質的でない部分の構成を、他の構成に置き換えてもよい。
板状ワーク１０は、サブストレート１１の上にウェーハ１２を貼り合わせたものではなく、１枚のウェーハのみからなるものであってもよい。
また、検出手段３２は、レーザ距離計ではなく、例えば、カメラで撮影した画像を処理することにより、ノッチ１２１を検出する構成であってもよい。

１０ 板状ワーク、１１ サブストレート、１２ ウェーハ、
１２１，１２３ ノッチ、１２２ 切込み、
２０ ワーク加工方法、
２１ ノッチ拡張工程、２１１ ノッチ検出段階、２１２ 切削段階、
２２ 面取り除去工程、２３ 研削工程、
３０ ノッチ拡張装置、３１，４１，５１ 保持テーブル、
３１１，４１１，５１１ 保持部、３１２，４１２，５１２ 吸引源、
３１８ 直線、３１９，４１９，４３９，５１９，５３９ 回転軸、
３２ 検出手段、３２１ 円、３３ 切削手段、３３１ スピンドル、３３２ モータ、３３３ 支持部、３９，４９ 切削砥石、
４０ 面取り除去装置、４２ 切削手段、５０ 研削装置、５２ 研削手段、
５３ 研削ホイール、５９ 研削砥石。

Claims (2)

1. ノッチと面取りとが外周に形成された板状ワークを薄化するワーク加工方法であって、
   該ノッチを該板状ワークの中心方向に拡張するノッチ拡張工程と、
   該ノッチが拡張された板状ワークの該面取りを除去する面取り除去工程と、
   該面取りが除去された板状ワークを研削して、所定の厚さまで薄化する研削工程と、を備え、
   該ノッチ拡張工程において、該研削工程で薄化した板状ワークに拡張したノッチの一部が残るように該ノッチを拡張する、
   ワーク加工方法。
2. 前記ノッチ拡張工程において、前記ノッチの位置を検出し、検出したノッチの位置に切削砥石を切り込ませて、前記板状ワークの中心方向に前記ノッチを拡張する、請求項１記載のワーク加工方法。

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