JP7403919B2 - 研削方法 - Google Patents

Description

本発明は、被加工物の裏面側の一部を研削することにより、研削が施された円形の被研削部と、被研削部の周囲を囲み且つ研削が施されていないリング状補強部と、で構成される円盤状の凹部を、被加工物の裏面側に形成する研削方法に関する。

互いに交差する複数の分割予定ラインが表面側に設定され、複数の分割予定ラインで区画される各領域にＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ(Large Scale Integration)等のデバイスが形成された被加工物は、研削、切削等を経て複数のデバイスチップに分割される。

例えば、研削装置を用いて円盤状の被加工物の裏面側の全体を研削して所定の厚さまで薄化した後、切削装置を用いて被加工物を各分割予定ラインに沿って切削され、被加工物は複数のデバイスチップに分割される。

被加工物を研削する前には、被加工物の表面側に樹脂で形成された円盤状のシート（保護部材）を貼り付ける。保護部材は、基材層と、基材層の第１面に設けられた糊層とを有する。第１面側を被加工物に貼り付けた後、第１面とは反対側に位置する第２面（被保持面）側を、研削装置に搭載されたチャックテーブルで吸引して保持する。

チャックテーブルはセラミックスで形成された円盤状の枠体を有する。枠体には、円盤状の凹部が形成されており、この凹部には円盤状のポーラス板が固定されている。ポーラス板の上面は略平坦であり、凹部の外側に位置する枠体の環状の上面と、略面一を成す。

ポーラス板の下面には、流路の一端が接続されており、この流路の他端には、真空ポンプ等の吸引源が接続されている。吸引源により発生された負圧は、流路を介して、ポーラス板の上面に作用する。

ポーラス板の上面と、枠体の環状の上面とは、被加工物の表面側（即ち、保護部材の被保持面側）を吸引して保持する保持面を構成する。研削装置では、被加工物の外径の公差や、被加工物を保持面に載置したときの配置ずれ等を考慮して、通常、被加工物の外径よりも大きな直径を有する保持面を備えたチャックテーブルが使用される。

研削時には、円環状の研削ホイールを用いて、加工点に純水等の研削水を供給しながら、被加工物の裏面側の全体を研削する。このとき、加工屑を含んでいる使用後の研削水は、被加工物の裏面側の外周部から保持面の外周部へ流れ、更に、ポーラス板の吸引力により保護部材の被保持面と保持面との間に浸入する。それゆえ、保護部材の被保持面の外周部と、保持面の外周部とに、研削屑が付着する。

ところで、被加工物の裏面側の全体ではなく、デバイス領域に対応する裏面側の一部（即ち、円形領域）を研削する手法が知られている（例えば、特許文献１参照）。研削が施された円形領域（即ち、被研削部）の周囲を囲む様に、研削が施されないリング状補強部を残すことで、研削後の被加工物の搬送等の取り扱いが容易になる。

リング状補強部を残存させる様に裏面側を研削する場合にも、上述の様に、表面側に保護部材を貼り付けた上で、被加工物の外径よりも大きな直径の保持面を有するチャックテーブルで、被加工物の表面側を吸引保持する。

それゆえ、保持面の外周部と、保護部材の被保持面の外周部とに、研削屑が付着することになる。保持面の外周部に研削屑が付着した状態を放置すると、研削装置の汚れとなる。また、研削に続く工程で使用される装置にも、研削屑等の汚れが付着した被加工物を介して汚れが付着する。

更に、保持面に研削屑等の汚れが付着したまま、被加工物を加工すると、研削屑が付着した位置に応力が集中して被加工物が割れることがある。また、研削屑等に起因して保持面での吸引力が低下し、研削不良が生じる場合もある。加えて、吸着装置で被加工物を吸着して搬送する際には、研削屑等に起因して吸引不良が生じ、被加工物が落下して割れることもある。

特開２００７－１９４６１号公報

本発明は係る問題点に鑑みてなされたものであり、保持面の外周部及び保護部材の被保持面の外周部に付着する研削屑の量を低減することを目的とする。

本発明の一態様によれば、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の周囲を囲む外周余剰領域とを表面側に有する被加工物の裏面側を、研削砥石を有する研削ホイールで研削する被加工物の研削方法であって、該被加工物の該表面側を保護部材で覆う表面保護ステップと、該デバイス領域の直径よりも大きく且つ該被加工物の外径よりも小さい直径の保持面を有するチャックテーブルで、該保護部材を介して該被加工物の該表面側を吸引して保持する保持ステップと、該チャックテーブルを第１の回転軸の周りで回転させ、且つ、該研削ホイールを第２の回転軸の周りで回転させた状態で、該研削砥石に研削水を供給しながら該研削砥石を該裏面側の一部に接触させることにより該裏面側の一部を研削して、研削が施された円形の被研削部と、該被研削部の周囲を囲み且つ研削が施されていないリング状補強部と、で構成される円盤状の凹部を形成する研削ステップと、を備える研削方法が提供される。

本発明の一態様に係る研削ステップでは、研削砥石を裏面側の一部に接触させることにより、裏面側の全体ではなく、裏面側の一部を研削して、円形の被研削部を形成する。つまり、被研削部の周囲を囲み且つ研削が施されないリング状補強部を残す。

この様に、研削ステップでは研削が施されない部分があるので、被加工物の表面側の全面を吸引保持する必要が無い。本願は、係る点に着目したものであり、保持ステップでは、デバイス領域の直径よりも大きく且つ被加工物の外径よりも小さい直径の保持面を有するチャックテーブルで、被加工物の表面側を吸引して保持する。

それゆえ、研削ステップでは、加工屑を含む使用後の研削水が、被加工物の裏面側の外周部から下方へ落下又は飛散する。これにより、保持面の外周部及び保護部材の被保持面の外周部に、使用後の研削水が回り込み難くなる。従って、保持面の外周部及び保護部材の被保持面の外周部に回り込んで付着する研削屑の量を低減できる。

表面保護ステップを示す斜視図である。 図２（Ａ）は研削ステップを示す一部断面側面図であり、図２（Ｂ）は図２（Ａ）の部分拡大図である。 図３（Ａ）は研削ステップ後の被加工物ユニットの斜視図であり、図３（Ｂ）は研削ステップ後の被加工物ユニットの断面図である。 研削方法のフロー図である。 図５（Ａ）は比較例に係る研削ステップを示す一部断面側面図であり、図５（Ｂ）は比較例に係る研削後の保持面の上面図であり、図５（Ｃ）は比較例に係る研削後の被加工物ユニットの底面図である。

添付図面を参照して、本発明の一態様に係る実施形態について説明する。まず、図１を用いて、研削が施される被加工物１１等について説明する。被加工物１１は、例えば、シリコン等の半導体材料でなる円盤状のウェーハである。

被加工物１１の表面１１ａ側は、互いに交差する複数の分割予定ライン（ストリート）１３によって複数の領域に区画されており、各領域には、ＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス１５が形成されている。

なお、被加工物１１の材質、形状、構造、大きさ等に制限はない。例えば、シリコン以外の他の半導体材料でなる基板を被加工物１１として用いることもできる。同様に、デバイス１５の種類、数量、形状、構造、大きさ、配置等にも制限はない。

被加工物１１の表面１１ａ側には、複数のデバイス１５を含む円形のデバイス領域１７ａと、デバイス領域１７ａの周囲を囲み、デバイス１５が設けられていない環状の外周余剰領域１７ｂとが設けられている。

図１では、デバイス領域１７ａと外周余剰領域１７ｂとの境界線を破線で示すが、この境界線は、仮想線であり、実際には被加工物１１に付されていない。なお、被加工物１１の表面１１ａ側及び裏面１１ｂ側における各外周部には、角部が面取りされたベベル部（図２（Ａ）等参照）が形成されている。

次に、図１から図４を用いて、被加工物１１の裏面１１ｂ側を研削して、裏面１１ｂ側に円盤状の凹部を形成する方法を説明する。図４は、本発明の一実施形態に係る研削方法のフロー図である。

まず、表面１１ａ側を保護するために、被加工物１１の表面１１ａ側に保護部材１９を貼り付けて、表面１１ａ側が保護部材１９で覆われた被加工物ユニット２１を形成する（表面保護ステップ（Ｓ１０））。

図１は、表面保護ステップ（Ｓ１０）を示す斜視図である。保護部材１９は、表面１１ａに加えて、表面１１ａ側のベベル部も覆う様に貼り付けられる。保護部材１９は、樹脂で形成された円盤状のシートであり、基材層と、基材層の第１面に設けられた糊層とを有する。

糊層は、例えば、紫外線硬化樹脂で構成されるが、熱硬化性樹脂や自然硬化性樹脂で構成されてもよい。なお、基材層には必ずしも糊層が設けられなくてもよい。例えば、保護部材１９は、基材層のみで構成され、熱圧着等の代替的な手法で表面１１ａ側に貼り付けられてもよい。

表面保護ステップ（Ｓ１０）の後、研削装置２０を用いて裏面１１ｂ側を研削する。研削装置２０は、チャックテーブル２２を備える。チャックテーブル２２は、セラミックスで形成された円盤状の枠体２４を有する。

枠体２４には、円盤状の凹部２４ａが形成されており、凹部２４ａには円盤状のポーラス板２６が固定される。ポーラス板２６の下面側には、所定の流路（不図示）の一端が接続されている。流路の他端には、真空ポンプ等の吸引源（不図示）が接続されている。吸引源により発生された負圧は、流路を介してポーラス板２６の上面２６ａに作用する。

上面２６ａは略平坦であり、凹部２４ａの外側に位置する枠体２４の環状の上面２４ｂと、略面一を成す。ポーラス板２６の上面２６ａと、枠体２４の上面２４ｂとは、被加工物１１の表面１１ａ側を吸引して保持する保持面２８を構成する。

本実施形態の保持面２８は、デバイス領域１７ａの直径よりも大きく且つ被加工物１１の外径よりも小さい直径を有する。枠体２４の下部には、モーター等の回転駆動源（不図示）の出力軸（第１の回転軸）３０が固定されている。

出力軸３０は、保持面２８と略直交する様に、Ｚ軸方向（研削送り方向）に沿って配置されている。チャックテーブル２２の上方には、研削ユニット３２が配置されている。研削ユニット３２は、高さ方向がＺ軸方向に沿って配置された円筒状のスピンドルハウジング（不図示）を有する。

スピンドルハウジングには、スピンドルハウジングをＺ軸方向に沿って移動させるためのボールネジ式の研削送り機構（不図示）が連結されている。スピンドルハウジングの内部には、円柱状のスピンドル（第２の回転軸）３４の一部が回転可能な態様で支持されている。

スピンドル３４は、チャックテーブル２２の出力軸３０と略平行になる様に配置されている。スピンドル３４の上端部には、モーター等の回転駆動源が連結されており、スピンドル３４の下端部には、円盤状のホイールマウント３６が固定されている。

ホイールマウント３６の下面には、環状の研削ホイール３８が装着されている。研削ホイール３８は、環状のホイール基台３８ａを有する。ホイール基台３８ａの一面側には、ブロック状の複数の研削砥石３８ｂが、ホイール基台３８ａの周方向に沿って略等間隔で離散的に配置されている。

複数の研削砥石３８ｂがスピンドル３４の周りに回転すると、複数の研削砥石３８ｂが移動する軌跡により、環状の領域が形成される。本実施形態では、環状の領域の最外周の直径は、デバイス領域１７ａの半径よりも大きく、且つ、デバイス領域１７ａの直径よりも小さくなる様に、設定されている。

表面保護ステップ（Ｓ１０）の後、位置合わせ装置（不図示）を用いて、表面１１ａ（又は裏面１１ｂ）の中心位置を調整する。その後、表面１１ａ（又は裏面１１ｂ）の中心と保持面２８の中心とが略一致する様に、被加工物１１を保持面２８に載置する。

次いで、図２に示す様に、被加工物ユニット２１の表面１１ａ側（即ち、保護部材１９の被保持面側）を保持面２８で吸引保持する（保持ステップ（Ｓ２０））。上述の様に、保持面２８の直径は、デバイス領域１７ａの外径以上、且つ、被加工物１１の外径以下である。

それゆえ、外周余剰領域１７ｂの少なくとも一部は、保持面２８の外側に位置する。この状態で、出力軸３０の周りにチャックテーブル２２を第１の回転数で回転させ、更に、スピンドル３４の周りに研削ホイール３８を第２の回転数で、例えば、出力軸３０と同じ方向に回転させる。

加えて、研削ホイール３８に設けられた研削水供給口（不図示）から、研削砥石３８ｂに純水等の研削水４０を供給しながら、研削ホイール３８を研削送りする。そして、デバイス領域１７ａに対応する裏面１１ｂ側の領域に、研削砥石３８ｂを接触させる（研削ステップ（Ｓ３０））。

図２（Ａ）は、研削ステップ（Ｓ３０）を示す一部断面側面図であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）の部分拡大図である。研削ステップ（Ｓ３０）では、デバイス領域１７ａに対応する裏面１１ｂ側の一部を研削し、円形の被研削部１１ｃを形成する。

研削ステップ（Ｓ３０）では、加工屑を含む使用後の研削水４０が、被加工物１１の裏面１１ｂ側の外周部から下方へ落下又は飛散するので、保持面２８の外周部及び保護部材１９の外周部に、使用後の研削水４０が回り込み難くなる。それゆえ、保持面２８及び保護部材１９の外周部に付着する研削屑の量を低減できる。

加えて、保持面２８の直径をデバイス領域１７ａの外径以上とすることで、デバイス領域１７ａを適切に支持した上で、デバイス領域１７ａに対応する裏面１１ｂ側の領域を研削できるので、被研削部１１ｃにおける研削不良を回避できる。

図３（Ａ）は、研削ステップ（Ｓ３０）後の被加工物ユニット２１の斜視図であり、図３（Ｂ）は、研削ステップ（Ｓ３０）後の被加工物ユニット２１の断面図である。被研削部１１ｃの周囲を囲む様に、研削が施されていないリング状補強部１１ｄが残存している。被研削部１１ｃ及びリング状補強部１１ｄは、円盤状の凹部１１ｅを構成する。

次に、図５（Ａ）から図５（Ｃ）を用いて、比較例について説明する。比較例に係る研削装置５０は、チャックテーブル５２を備える。チャックテーブル５２は、セラミックスで形成された円盤状の枠体５４を有する。

枠体５４には、円盤状の凹部５４ａが形成されている。凹部５４ａには、凹部５４ａの直径よりも小さな外径を有する円盤状のポーラス板５６が設けられている。また、ポーラス板５６の外周と凹部５４ａの内周との間には、ポーラス板５６の細孔に比べて小さな細孔を有する環状のバリア部５８が設けられている。

ポーラス板５６及びバリア部５８の下面側には、所定の流路（不図示）の一端が接続されている。この流路の他端には、真空ポンプ等の吸引源（不図示）が接続されている。吸引源により発生された負圧は、流路を介してポーラス板２６の上面２６ａと、バリア部５８の上面５８ａとに作用する。

なお、バリア部５８は、ポーラス板５６の細孔に比べて小さな細孔を有するので、バリア部５８の上面５８ａに作用する負圧の大きさは、ポーラス板２６の上面２６ａに作用する負圧の大きさに比べて小さくなる。

上面５６ａ及び上面５８ａは略平坦であり、凹部５４ａの外側に位置する枠体５４の環状の上面５４ｂと、略面一を成す。上面２６ａ及び上面５８ａと、上面５４ｂとは、被加工物１１の表面１１ａ側を吸引して保持する保持面６０を構成する。

保持面６０は、被加工物１１の外径よりも大きい直径を有する。枠体５４の下部には、モーター等の回転駆動源（不図示）の出力軸６２が固定されている。チャックテーブル５２の上方には、上述の実施形態と同じ、研削ユニット３２が配置されている。

比較例に係る研削装置５０を用いて被加工物１１の裏面１１ｂ側の一部を研削するときには、上述の実施形態と同様に、表面保護ステップ（Ｓ１０）から研削ステップ（Ｓ３０）を順次行う。

図５（Ａ）は、比較例に係る研削ステップ（Ｓ３０）を示す一部断面側面図である。被加工物１１は、被加工物１１の外径よりも大きな直径を有する保持面６０で吸引保持される。特に、バリア部５８の上面５８ａには、保護部材１９に接していない露出領域が存在する。

それゆえ、研削ステップ（Ｓ３０）では、加工屑を含んでいる使用後の研削水４０が、被加工物１１の裏面１１ｂ側から、被加工物１１の外周部のベベル部を経て、保持面６０の外周部へ流れる。このとき、使用後の研削水４０は、ポーラス板５６及びバリア部５８の吸引力により保護部材１９の被保持面と保持面６０との間に浸入する。

従って、保持面６０の外周部と、保護部材１９の被保持面の外周部とには、研削屑６４（図５（Ｂ）及び図５（Ｃ）参照）が付着する。図５（Ｂ）は、比較例に係る研削後の保持面６０の上面図である。図５（Ｂ）に示す様に、研削後には、バリア部５８の上面５８ａと、ポーラス板５６の上面５６ａとの境界付近に、多量の研削屑６４が付着している。

また、研削後には、保護部材１９の被保持面の外周部にも、多量の研削屑６４が付着している。図５（Ｃ）は、比較例に係る研削後の被加工物ユニット２１の底面図である。なお、図５（Ｃ）に示す破線は、上面５８ａと上面５６ａとの境界を意味する。

図５（Ａ）から図５（Ｃ）の比較例に示す様に、被加工物１１の外径よりも大きな直径を有する保持面６０を有するチャックテーブル５２を使用する場合には、研削後の研削屑６４の付着が問題となる。

これに対して、上述の実施形態では、保持面２８の外周部及び保護部材１９の被保持面の外周部に付着する研削屑６４の量を低減できる。その他、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。

１１：被加工物、１１ａ：表面、１１ｂ：裏面、１１ｃ：被研削部、１１ｄ：リング状補強部、１１ｅ：凹部
１３：分割予定ライン
１５：デバイス
１７ａ：デバイス領域、１７ｂ：外周余剰領域
１９：保護部材
２０：研削装置
２１：被加工物ユニット
２２：チャックテーブル
２４：枠体、２４ａ：凹部、２４ｂ：上面
２６：ポーラス板、２６ａ：上面
２８：保持面
３０：出力軸
３２：研削ユニット
３４：スピンドル
３６：ホイールマウント
３８：研削ホイール、３８ａ：ホイール基台、３８ｂ：研削砥石
４０：研削水
５０：研削装置
５２：チャックテーブル
５４：枠体、５４ａ：凹部、５４ｂ：上面
５６：ポーラス板、５６ａ：上面
５８：バリア部、５８ａ：上面
６０：保持面
６２：出力軸
６４：研削屑

Claims (1)

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の周囲を囲む外周余剰領域とを表面側に有する被加工物の裏面側を、研削砥石を有する研削ホイールで研削する被加工物の研削方法であって、
   該被加工物の該表面側を保護部材で覆う表面保護ステップと、
   該デバイス領域の直径よりも大きく且つ該被加工物の外径よりも小さい直径の保持面を有するチャックテーブルで、該保護部材を介して該被加工物の該表面側を吸引して保持する保持ステップと、
   該チャックテーブルを第１の回転軸の周りで回転させ、且つ、該研削ホイールを第２の回転軸の周りで回転させた状態で、該研削砥石に研削水を供給しながら該研削砥石を該裏面側の一部に接触させることにより該裏面側の一部を研削して、研削が施された円形の被研削部と、該被研削部の周囲を囲み且つ研削が施されていないリング状補強部と、で構成される円盤状の凹部を形成する研削ステップと、を備えることを特徴とする研削方法。