JPS5820772B2 - ぜい性材料の加工方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はぜい性材料の加工方法に関し、特にぜい性材料
に機械的加工をほどこして切断するとき工具の応力によ
って起るき裂の伝播を制御して加工による破損域を制限
し、効率のよい切断加工を行うことができる方法の提供
を目的とする。

金属材料やガラス材料やセラミックス材料など各種の材
料を切削工具や研削工具を用いて機械加工するときには
、材料は変質し材料内には残留応力が生ずるものであっ
て、これらの現象を出来るだけ制御するためにバードと
ソフトの両面からいろいろな方法がとられている。

バード面からみると、材料の加工仕上面に影響するのは
工具の切刃形態であって、すなわち切刃丸み、切刃角、
すくい角、逃げ角などであり、これらの要素と被加工材
料の変形や破壊特性等が相互に影響して材料に加工変質
層が生成されるものである。

さらにソフト面からは工具の切削速度、切込量、潤滑の
程度などの要因が加わって、工具を用いて行う加工機構
や材料仕上面の生成機構などの解明はなかなかむづかし
いものである。

しかしながら一般に延性材料については、前述のような
機械加工をするときには、鋭利な切刃で高速にかつ小切
込みで行うことによって材料の良好な仕上面が得られる
ものである。

このような材料とは機構的には異なるが、かたくてもろ
いぜい性材料も同じような方法によって加工変質層を減
小させることが出来ると考えられている。

実際には延性材料のようには加工することができず有効
な方法が要望されている。

何れにしても従来の方法は、工具やこれを用いて切削す
るなどの加工条件について主に検討がなされていて、能
率の点については不十分であり、特にぜい性材料の精密
加工については加工能率はきわめつ悪いものであり、機
械加工したときにはき裂が主体となった切削になるもの
であって、材料の被加工面の状態についての考察は何ら
なされていなかった。

本発明はこの点にかんがみなされたものであって、ぜい
性材料を精密かつ高能率に機械加工する方法を提供する
ものである。

すなわち被加工ぜい性材料に前記したような不具合をお
こすことなく、能率よく加工ができて良好な仕上面が得
られる手段として、あらかじめ被加工材料表面に微小な
段差等を設けることが特徴であって、これにより能率よ
くかつ歩留良好に研削や切削などの機械加工を行うこと
ができるものである。

以下本発明の実施例について図面を参照して説明する。

ぜい性材料としてシリコンウェハを切断してチップを得
る加工作業について説明する。

従来は第１図に示すようにウェハ１の所定の部分をと石
２で切断して行くときに、表面にき裂が主体となった加
工となって、と石の先端部近傍からウェハ表面に至るき
裂によってチッピング片３が形成され、仕上精度がそこ
なわれると共に伝播中のき裂とウェハ表面との間の応力
集中が不安定であるためき裂の伝播方向が拡がり、材料
の有効使用部分が減少するなど不具合が多かった。

これに対し本発明の方法では、第２図に示すようにウェ
ハ１１表面に機械的方法でなく、たとえばエツチングに
よって段差１２が設けられている。

この底面部１３の幅は切断用のと石１４の幅よりも広く
形成しておけばよい。

この段差部においてウェハ１１をと石１４を用いて切断
して行くとき、き裂は図の実線で示す状態に進行する。

すなわち段差があるために、き裂が図のａの位置に到達
したとき、ａとｂとの間に応力集中がおこりやすくなっ
て、き裂は方向を変えてウェハ表面に向うようになり、
段差部すに到達することになる。

このような段差部が形成されていない従来の場合には、
図に点線で示すような方向に伝播して行き、チッピング
がＣの位置まで及ぶものであるが、本発明のときには前
記のようにき裂の伝播は制御され、ｂ。

の位置に到達しチッピングを制限することができる。

このように本発明では切断などの機械加工を行う時にウ
ェハ中の応力分布を変えてき裂の制御を行なうことがで
きるので、工具による加工条件や、加工能率を犠牲にし
て加工を行う必要がなく、したがって能率を向上させた
加工を行うことができると共に、段差部でき裂の伝播を
制限できるので良好な仕上面が得られて加工上の信頼性
が向上し、前記したように切断加工するとき切断部分の
幅が、少なくてすみ、ウェハの有効利用がはかられる利
点が生ずる。

このような段差部の量はきわめて少量形成されていれば
効果を奏するものである。

以下シリコンウェハをダイシングブレードで切断したと
きの例を説明する。

ウェハ表面に３〜４・μｍの段差をエツチングにて形成
し、切断速度７５ｒ／１７１Ｌ／ｓｅｃ、切断深さ３０
０μｍで切断したときに、チッピング領域が制限できて
き裂の伝播が従来に比べて大幅に阻止でき、ダイシング
ラインの幅を４０μｍとすることができた。

この場合切断深さ３００μｍに対して、表面に形成する
段差の高さは３μｍもあれば十分である。

以上のように本発明の方法で良好な機械加工ができるの
は、被加工材料の表面に応力集中箇所を設けて加工に伴
うき裂の伝播経路を制御するためである。

このように表面に段差部を設けるほか、このような作用
をおこす手段としては次のような方法がある。

第３図に示すように被加工材料２１表面に逆段差２２を
設けて機械加工を行う。

第４図に示すように被加工材料３１の表面の切断部の側
方に切り欠き３２を設けて機械加工を行う。

さらに第５図、第６図に示すように被加工材料４１，５
１表面に気相成長法により形成するシリコン膜や窒化シ
リコン膜などの薄膜、金属薄膜など種々の薄膜を切断用
のと石の幅よりも広く切断部をかこんで設け、その状態
は被加工材料面と密着性や親和性のよい前記薄膜を被加
工材料面上に凸状４２に、あるいは被加工材料をエツチ
ング等したのち凸状５２に形成して機械加工を行う。

このとき加工による応力集中個所は被加工材料と接触す
る薄膜のエツジ部分であって、前記例の段差部を被加工
材料上に設けたときと同じような効果を示しチッピング
領域を制限して、と石による切断時のダイシングライン
の幅を狭くすることができ、効率のよい切断加工作業を
行うことができる。

このように本発明の要旨に従った種々の方法により効率
のよい機械加工を行うことができる。

以上はシリコンウェハの切断加工作業について説明した
が、これに限ることなく、他のぜい性材料について適用
されることは勿論である。

このように本発明の方法によると、機械加工をぜい性材
料にほどこすとき工具の応力によって起るき裂の伝播を
制限できて、従来よりも狭い幅の切断しろにて効率のよ
い切断加工ができ、材料の有効な利用がはかられるもの
であって、歩留も向上し、工業的にきわめて有用な方法
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のぜい性材料を切断する状態を示す説明図
、第２図は本発明のぜい性材料を切断加工する状態を示
す説明図、第３図、第４図、第５図、第６図は本発明の
他の切断加工の状態を示す説明図である。 １１・・・・・・加工されるぜい性材料、１２・・・・
・・段差部、１４・・・・・・と石、２１，３１．４１
，５１・・・・・・加工されるせい性材料、２２・・・
・・・遊設差部、３２・・・・・・切欠き、４２ 、５
２・・・・・・シリコンなどの薄膜。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ぜい性材料を切断するにあたり、前記材料表面の切
   断部分の両側の表面に微小な段差を形成してのち切断加
   工を行うことを特徴とするぜい性材料の加工方法。