KR20210031603A - 절삭 블레이드, 절삭 블레이드의 제조 방법, 및, 웨이퍼의 절삭 방법 - Google Patents

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시게루 하토리
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가부시기가이샤 디스코
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Abstract

(과제) Low-k 막 등의 절삭 시에 박리하기 쉬운 절연막의 박리를 억제하면서, 이 절연막을 절삭할 수 있는 절삭 블레이드가 요구된다. 절삭 시에 박리하기 쉬운 절연막의 박리를 억제하면서, 이 절연막을 절삭 가능한 절삭 블레이드를 제공한다.
(해결 수단) 결합재와 지립을 가지는 절삭 블레이드로서, 적어도 일부가 유리 형상 카본인 결합재에 의해 지립이 고정되어 있는 절삭 블레이드를 제공한다. 바람직하게는, 절삭 블레이드의 지립의 평균 입자 직경은, 12 μm 이하이다.

Description

절삭 블레이드, 절삭 블레이드의 제조 방법, 및, 웨이퍼의 절삭 방법{CUTTING BLADE, METHOD OF PRODUCING CUTTING BLADE AND METHOD OF CUTTING WAFER}
본 발명은, 결합재에 의해서 지립이 고정되어 있는 절삭 블레이드, 해당 절삭 블레이드의 제조 방법, 및, 웨이퍼의 일면 측에 설치된 절연막을 해당 절삭 블레이드로 절삭하는 웨이퍼의 절삭 방법에 관한 것이다.
표면 측에 설정된 복수의 분할 예정 라인에 의해서 구획된 각 영역에 IC(Integrated Circuit), LSI(Large Scale Integration) 등의 디바이스가 형성된 웨이퍼를 각 분할 예정 라인을 따라서 분할하는 방법이 알려져 있다.
웨이퍼의 표면 측에는, 절연막과 금속층이 교대로 적층된 다층 배선층이 형성되고 있다. IC, LSI 등의 회로의 처리 능력을 향상시키기 위해서, 절연막은, 저유전율 절연체 재료(즉, Low-k 재료)로 형성되는 경우가 있다. Low-k 재료로서는, SiO2, SiOF, SiOB 등의 무기물계 재료나, 폴리이미드계, 파릴렌계 등의 유기물계 재료가 이용된다.
Low-k 재료로 이루어진 절연막(즉, Low-k 막)이 다층 배선층 안에 적층되어 있는 경우에, 분할 예정 라인을 따라서 다층 배선층을 절삭 블레이드로 절삭하면, Low-k 막에 크랙이나 균열이 생기고, Low-k 막이 웨이퍼로부터 박리된다고 하는 문제가 있다.
그러므로, 일반적으로는, 분할 예정 라인을 따라서 웨이퍼의 표면 측에 레이저 빔을 조사하는 것에 의해, 다층 배선층이 부분적으로 제거된 레이저 가공 홈을 형성한다(예컨대, 특허 문헌 1 및 2 참조). 그리고, 레이저 가공 홈을 형성한 후에, 절삭 블레이드 또는 레이저 빔을 이용하여 레이저 가공 홈의 바닥부를 절삭함으로써, 웨이퍼를 절단하여 복수의 디바이스칩이 제조된다.
일본 공개 특허 공보 2004-188475호 공보 일본 공개 특허 공보 2005-64230호 공보
그러나, 레이저 가공 장치는 고가이기 때문에, 레이저 빔을 이용하지 않고 분할 예정 라인을 따라서 다층 배선층을 제거할 수 있으면, 웨이퍼의 분할에 필요로 하는 코스트를 저감할 수 있다. 그러므로, 절삭 시에 박리하기 쉬운 Low-k 막 등의 절연막의 박리를 억제하면서, 이 절연막을 절삭할 수 있는 절삭 블레이드가 요구된다.
본 발명은 관련된 문제점을 감안한 것으로서, 절삭 시에 박리하기 쉬운 절연막의 박리를 억제하면서, 이 절연막을 절삭 가능한 절삭 블레이드를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 양태에 의하면, 결합재와 지립을 가지는 절삭 블레이드로서, 적어도 일부가 유리 형상 카본인 상기 결합재에 의해 상기 지립이 고정되어 있는 절삭 블레이드가 제공된다.
바람직하게는, 상기 절삭 블레이드의 상기 지립의 평균 입자 직경이, 12 μm 이하이다.
본 발명의 다른 양태에 의하면, 결합재에 의해서 지립이 고정되어 있는 절삭 블레이드의 제조 방법으로서, 열경화성 수지와 상기 지립을 가지는 혼합물로부터 미리 정해진 형상의 성형체를 형성하는 성형 공정과, 상기 성형체를 100 ℃ 이상 300 ℃ 이하의 온도로 소성하여 소성체를 형성하는 소성 공정과, 상기 소성체를, 불활성 가스 분위기 하에서 또는 진공 분위기 하에서 500 ℃ 이상 1500 ℃ 이하의 온도로 열처리하는 열처리 공정을 포함하고, 상기 열처리 공정에서, 상기 열경화성 수지의 적어도 일부는 유리 형상 카본의 상기 결합재가 되는 것을 특징으로 하는 절삭 블레이드의 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 양태에 의하면, 격자형으로 설정된 분할 예정 라인에 의해서 구획된 복수의 영역의 각각에 디바이스가 형성된 웨이퍼의 표면 측에 설치된 절연막을 절삭하는, 웨이퍼의 절삭 방법으로서, 척 테이블로 상기 웨이퍼의 상기 표면과는 반대 측에 위치하는 이면 측을 흡인하여 유지함으로써, 상기 표면 측을 노출시킨 상태로 상기 웨이퍼를 유지하는 유지 공정과, 적어도 일부가 유리 형상 카본인 결합재에 의해 지립이 고정되어 있는 절삭 블레이드를 사용하여, 상기 표면 측에 위치하는 상기 절연막을 상기 분할 예정 라인을 따라서 절삭하는 절삭 공정을 포함하는 웨이퍼의 절삭 방법이 제공된다.
바람직하게는, 상기 절삭 공정에서는, 지립의 평균 입자 직경이 12 μm 이하인 상기 절삭 블레이드를 사용하여, 상기 절연막을 절삭한다.
본 발명의 일 양태와 관련되는 절삭 블레이드에서는, 적어도 일부가 유리 형상 카본인 결합재에 의해, 지립이 고정되고 있다. 유리 형상 카본을 결합재에 포함한 절삭 블레이드의 경도는, 일반적인 레진 본드 블레이드의 경도에 비해 높기 때문에, 일반적인 레진 본드 블레이드에 비해 날 두께를 얇게 할 수 있다. 그러므로, 일반적인 레진 본드 블레이드에 비해 좁은 커프 폭을 실현할 수 있다.
또한, 유리 형상 카본을 결합재에 포함한 절삭 블레이드는, 비교적 딱딱함에도 불구하고, 무르다고 하는 성질을 가지므로, 전기 주조(電鑄) 본드 블레이드나 메탈 본드 블레이드에 비해 자생발인(自生發刃)이 생기기 쉽다. 그러므로, 전기 주조 본드 블레이드나 메탈 본드 블레이드로 절삭하는 경우에 비해, 박리하기 쉬운 절연막에 대해서 충격을 주기 어렵기 때문에, 해당 절연막에 균열이나 크랙이 들어가기 어려워진다. 그러므로, 절삭 시에 박리하기 쉬운 절연막의 박리를 억제할 수 있다.
도 1은 절삭 블레이드의 사시도이다.
도 2는 절삭 블레이드의 제조 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 3은 배합 공정을 나타내는 모식도이다.
도 4(A)는 성형 공정에서 사용되는 금형의 분해 사시도이며, 도 4(B)는 혼합물이 공급되는 금형의 사시도이다.
도 5(A)는 금형에 공급된 혼합물을 나타내는 단면도이며, 도 5(B)는 금형에 공급된 혼합물을 평탄화하는 모습을 나타내는 단면도이며, 도 5(C)는 중 펀치에 상 펀치의 관통 구멍을 삽입하는 모습을 나타내는 단면도이며, 도 5(D)는, 혼합물이 성형되어 성형체가 형성된 모습을 나타내는 단면도이다.
도 6(A)는 웨이퍼 유닛의 사시도이며, 도 6(B)는 웨이퍼 등의 단면도이다.
도 7(A)는 절삭 공정에 있어서의 웨이퍼 유닛 등의 사시도이며, 도 7(B)는 절삭 공정에 있어서의 웨이퍼의 단면도이다.
도 8은 절삭 방법을 나타내는 흐름도이다.
첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 일 양태와 관련되는 실시형태에 대해서 설명한다. 도 1은, 절삭 블레이드(2)의 사시도이다. 절삭 블레이드(2)는, 지립(2a)과 결합재(2b)(본드)로 전체가 구성되어 있는 와셔형(허브리스 형이라고도 칭해짐) 블레이드이다.
지립(2a)은, 다이아몬드로 형성되어 있지만, 지립(2a)을 형성하는 재료는, 다이아몬드로 한정되지 않는다. 지립(2a)은, cBN(cubic boron nitride), 화이트 알런덤(WA), 그린 카본(GC) 등으로 형성되어도 좋다.
지립(2a)의 입자 직경은 매우 작고, 평균 입자 직경이 12 μm 이하이다. 평균 입자 직경은, 예컨대, 1 개의 입자의 크기를 미리 정해진 입자 직경(즉, 길이)으로 나타내는 경우에, 이 입자 직경을 이용하여 나타낸 입자군의 도수 분포에 기초하여 특정된다. 입자 직경의 나타내는 방법에는, 기하학적 직경, 상당 직경 등의 기존의 방법이 있다.
기하학적 직경에는, 페레(Feret) 직경, 정방향(定方向) 최대 직경(즉, Krummbein 직경), Martin 직경, 체(藪) 직경 등이 있고, 상당 직경에는, 투영 면적 원 상당 직경(즉, Heywood 직경), 등표면적구 상당 직경, 등체적구 상당 직경, 스토크스 직경, 광 산란 직경 등이 있다. 그리고, 입자군에 대해서, 횡축을 입자 직경(μm)으로 하고, 종축을 빈도로 하는 도수 분포를 작성했을 경우에, 예컨대, 중량 기준 분포 또는 체적 기준 분포의 평균 직경이 평균 입자 직경이 된다.
또한, 지립(2a)의 입자 직경은, 평균 입자 직경이 아니고, JIS(Japanese Industrial Standards) 규격의 JIS　R6001-2로 규정되는 입도(粒度)(#)를 이용하여 특정해도 좋다. 예컨대, 침강 시험 방법 또는 전기 저항 시험 방법으로 측정된 정밀 연마용 미분의 입도 분포로 특정되는 입도(#)가 이용된다.
구체적으로는, 지립(2a)으로서는, 입도가 #1000 이상(즉, #1000, #1200, #1500, #2000, #2500, #3000 등)의 미분이 사용된다. 또한, # 의 오른쪽에 나타내는 숫자가 클수록, 빈도의 누적이 50 % 가 될 때의 입자 직경(즉, 메디안 직경)(D50)은 작아진다.
#1000 의 경우, 침강 시험 방법으로 측정된 입자 직경(D50)은 14.5 μm 에서 16.4 μm 의 범위가 되고, 전기 저항 시험 방법으로 측정된 입자 직경(D50)은 10.5 μm 에서 12.5 μm 의 범위가 된다. 또한, #1200 이상의 입자 직경(D50)은, 침강 시험 방법으로 14.0 μm 이하가 되고, 전기 저항 시험 방법으로 10.3 μm 이하가 된다.
복수의 지립(2a)은, 결합재(2b)에 의해 서로 고정된다. 결합재(2b)의 원료로서는, 페놀 수지, 에폭시 수지, 폴리이미드 수지, 멜라민 수지 등의 열경화성 수지가 이용된다. 열경화성 수지와 지립(2a)을 배합한 후, 소성하고, 또한, 열처리함으로써 결합재(2b)가 형성된다. 열처리 후의 결합재(2b)의 일부 또는 전부는, 유리 형상 카본(glass-like carbon)으로 형성되고 있다.
절삭 블레이드(2)는, 일면의 대략 중앙에 관통 구멍(4)를 가지는 원환 형상의 블레이드이다. 예컨대, 관통 구멍(4)의 직경은 35 mm 에서 45 mm 이며, 절삭 블레이드(2)의 외직경은 50 mm 에서 90 mm 이다.
또한, 절삭 블레이드(2)의 내주부의 두께(즉, 원환의 일면으로부터, 일면의 반대 측에 위치하는 다른 면까지의 길이)는, 예컨대, 0.1 mm 에서 0.3 mm 이다. 단, 절삭 블레이드(2)의 외주부의 두께는, 내주부에 비해 보다 얇게 되어 있다.
예컨대, 절삭 블레이드(2)의 외주부는, 20 μm 에서 30 μm 의 두께가 되어 있다. 절삭 블레이드(2)의 외주부를 내주부에 비해 얇게 하기 위해서는, 예컨대, 드레서 보드가 이용된다. 드레서 보드는, 20 μm 에서 30 μm 의 가로폭과, 가로폭에 비해 충분히 긴 세로폭을 가지는 직선형의 홈을 포함한다.
드레서 보드를 이용하여 절삭 블레이드(2)의 외주부의 형상을 수정하는 경우에는, 예컨대, 홈의 가로폭의 중심과 절삭 블레이드(2)의 두께 방향의 중심을 맞춘 상태로, 절삭 블레이드(2)를 원주 방향으로 회전시키면서, 드레서 보드의 홈에 절삭 블레이드(2)를 절입시킨다.
이에 따라, 절삭 블레이드(2)의 외주부에 있어서의 일면 측 및 다른 면 측은, 대략 균등하게 박화된다. 절삭 블레이드(2)의 원환의 중심을 통과하도록 절삭 블레이드(2)를 절단했을 경우의 단면 형상에 있어서, 절삭 블레이드(2)의 외주부는 볼록 형상이 된다.
볼록 형상의 정수리부의 폭(즉, 외주부의 두께)은, 홈의 폭에 따른 길이(본 예에서는, 20 μm 에서 30 μm)가 된다. 20 μm 에서 30 μm 라고 하는 외주부의 날 두께는, 결합재로서 수지 등을 소성함으로써 형성된 일반적인 레진 본드 블레이드에 비해, 예컨대, 1/10 이상 1/5 이하의 두께를 가진다.
본 실시 형태의 절삭 블레이드(2)에서는, 결합재(2b)의 적어도 일부에 유리 형상 카본이 이용되고 있으므로, 절삭 블레이드(2)의 경도가 일반적인 레진 본드 블레이드에 비해 높다. 그러므로, 일반적인 레진 본드 블레이드에 비해 날 두께를 얇게 할 수 있으므로, 일반적인 레진 본드 블레이드에 비해 좁은 커프 폭을 실현할 수 있다.
뿐만 아니라, 결합재(2b)의 적어도 일부에 유리 형상 카본을 이용하면, 전기 주조 본드나 메탈 본드 블레이드에 비해, 결합재(2b)가 물러진다. 그러므로, 절삭 블레이드(2)에서는 자생발인이 생기기 쉬워진다.
따라서, 전기 주조 본드나 메탈 본드 블레이드로 절삭하는 경우에 비해, 절삭 시에 박리하기 쉬운 Low-k 막 등의 절연막에 대해서 절삭 블레이드(2)는 충격을 주기 어려워진다. 그러므로, 해당 절연막에 균열이나 크랙이 들어가기 어려워지므로, 해당 절연막의 박리를 억제할 수 있다.
또한, 결합재(2b)의 적어도 일부를 유리 형상 카본으로 하더라도, 지립(2a)이 절삭 블레이드(2)의 날 두께에 비해 큰 경우, 피가공물에 대한 결합재(2b)의 영향에 비해, 피가공물에 대한 지립(2a)의 영향이 지배적으로 된다.
그러므로, 지립(2a)의 평균 입자 직경을 절삭 블레이드(2)의 외주부의 날 두께보다 작게 하는 것이 바람직하다. 예컨대, 절삭 블레이드(2)의 외주부를 20 μm에서 30 μm 의 날 두께로 했을 경우에, 지립(2a)의 평균 입자 직경을 12 μm 이하로 한다. 이에 따라, 피가공물에 대한 지립(2a)의 영향을 저감할 수 있으므로, 지립(2a)의 평균 입자 직경이 절삭 블레이드(2)의 날 두께 이상인 경우에 비해, 절삭 시에 박리하기 쉬운 절연막의 박리를 억제할 수 있다.
다음에, 절삭 블레이드(2)의 제조 방법에 대해 설명한다. 도 2는, 절삭 블레이드(2)의 제조 방법을 나타내는 흐름도다. 우선, 상술의 지립(2a)과, 결합재(2b)의 원료인 열경화성 수지(2c)(예컨대, 페놀 수지)를 배합하여 혼합물(3)을 형성한다(배합 공정(S10)). 도 3은, 배합 공정(S10)을 나타내는 모식도이다.
배합 공정(S10)에서는, 복수의 지립(2a)과, 열경화성 수지(2c)를 혼합하여 혼합물(3)을 형성한다. 또한, 열경화성 수지(2c)는, 결합재(2b)의 원료이다. 배합 공정(S10)에서는, 예컨대, 도 3에 나타내는 교반기(6)를 사용한다.
교반기(6)는, 예컨대, 대략 원통형의 케이스(8)를 가진다. 케이스(8)에는, 개구(8a)가 마련되어 있다. 또한, 케이스(8)의 높이 방향에서 개구(8a)의 반대 측에는, 케이스(8)의 바닥면(8b)이 존재한다.
바닥면(8b)에는, 축부(10)의 일단이 접속되고 있다. 또한, 축부(10)의 타단에는, 축부(10)를 자전시키는 회전 구동원(도시하지 않음)이 연결되고 있다. 회전 구동원을 동작시키면, 케이스(8)는 축부(10)를 회전축(10a)으로 하여 회전한다.
회전축(10a)은, 도 3에 나타내는 바와 같이 수직 방향(즉, 중력의 방향)으로부터 미리 정해진 각도만큼 기울어져 있다. 회전축(10a)를 기울임으로써, 케이스(8)를 회전시켰을 때에 교반이 효율적으로 진행되므로, 복수의 지립(2a)과 열경화성 수지(2c)가 대략 균일하게 혼합된다.
또한, 개구(8a)에는 덮개(도시하지 않음)가 설치되어도 좋다. 또한, 케이스(8)의 내부에는, 교반봉(도시하지 않음)이 설치되어도 좋다. 또한, 교반봉의 선단에는 재료에 접촉하는 교반 날개가 장착되어도 좋다.
배합 공정(S10)에서는, 각각 미리 정해진 분량으로 칭량된 복수의 지립(2a)과, 열경화성 수지(2c)가 개구(8a)로부터 케이스(8) 내에 공급된다.
그리고, 회전 구동원을 작동시켜서 케이스(8)를 회전시키면, 각 재료가 대략 균일하게 혼합되어 혼합물(3)이 형성된다. 배합 공정(S10) 후, 금형(12)(도 4(A) 및 도 4(B) 참조)을 이용하여 혼합물(3)로부터 소정 형상의 성형체를 형성한다(성형 공정(S20)).
도 4(A)는, 성형 공정(S20)에서 사용되는 금형(12)의 분해 사시도이며, 도 4(B)는, 혼합물(3)이 공급되는 금형(12)의 사시도이다. 금형(12)은, 원반 형상의 바닥판(14)을 가진다. 바닥판(14)의 상면 및 하면은, 제조되는 절삭 블레이드(2)의 직경보다 큰 직경을 가진다.
바닥판(14) 상에는, 외부통(16)이 설치된다. 외부통(16)은, 미리 정해진 두께의 측벽으로 형성된 통체이고, 관통 구멍(16a)을 가진다. 외부통(16)의 외직경은, 바닥판(14)의 외직경에 대응하고, 외부통(16)의 내경은, 제조되는 절삭 블레이드(2)의 외직경에 대응한다. 또한, 외부통(16)의 높이는, 절삭 블레이드(2)의 두께보다 크다.
바닥판(14)의 위, 또한, 외부통(16)의 내측에는, 원환 형상의 하(下) 펀치(18)가 설치된다. 하 펀치(18)의 외직경은, 외부통(16)의 내경과 대략 동일하고, 하 펀치(18)의 두께는, 외부통(16)의 두께보다 작다. 하 펀치(18)는, 관통 구멍(18a)을 가진다.
하 펀치(18)의 관통 구멍(18a)에는, 원기둥 형상의 중(中) 펀치(20)가 설치된다. 관통 구멍(18a)의 직경과 중 펀치(20)의 직경은, 대략 동일하다. 또한, 중 펀치(20)는, 외부통(16)의 두께와 동일한 정도의 두께를 가진다.
하 펀치(18) 상에는, 원환 형상의 상(上) 펀치(22)가 설치된다. 상 펀치(22)는, 관통 구멍(22a)를 구비하고, 이 관통 구멍(22a)은 중 펀치(20)에 삽입된다. 상 펀치(22)의 외직경은, 외부통(16)의 내경과 대략 동일하다.
성형 공정(S20)을 실시하기 전에는, 바닥판(14) 상에 외부통(16)을 싣고, 외부통(16)의 관통 구멍(16a)에 하(下) 펀치(18)를 배치한다. 그리고, 하 펀치(18)의 관통 구멍(18a)에 중 펀치(20)를 삽입한다. 이 때, 하 펀치(18)와, 중(中) 펀치(20)는 바닥판(14)에 지지된다.
이와 같이 하여, 외부통(16)의 내측면, 하 펀치(18)의 상면(18b), 및, 중 펀치(20)의 외주 측면으로 구성되는 환형의 공간을 형성한다. 그 후, 중 펀치(20)에 상 펀치(22)의 관통 구멍(22a)를 삽입시키면, 이 환형의 공간을 상 펀치(22)의 하면(22b)으로 압박할 수 있다.
다음에, 도 5(A)로부터 도 5(D)를 참조하여, 금형(12)를 이용한 성형 공정(S20)에 대해 설명한다. 성형 공정(S20)에서는, 우선, 외부통(16), 하 펀치(18) 및 중 펀치(20)로 형성된 환형의 공간에 혼합물(3)을 공급한다. 도 5(A)는 금형(12)에 공급된 혼합물(3)을 나타내는 단면도이다.
다음에, 평탄화 지그(24)를 사용하여, 환형의 공간에 공급된 혼합물(3)을 대략 평탄하게 정돈하면서, 혼합물(3)을 환형의 공간의 바닥부에 집어넣는다. 도 5(B)는, 금형(12)에 공급된 혼합물(3)을 고르게 한 모습을 나타내는 단면도이다.
다음에, 중 펀치(20)에 상(上) 펀치(22)의 관통 구멍(22a)를 삽입하고, 상 펀치(22)의 하면(22b)으로 혼합물(3)을 압박하여 성형한다. 도 5(C)는, 중(中) 펀치(20)에 상 펀치(22)의 관통 구멍(22a)을 삽입하는 모습을 나타내는 단면도이며, 도 5(D)는, 혼합물(3)이 성형되어 성형체(5)가 형성되는 모습을 나타내는 단면도이다.
예컨대, 상 펀치(22)를 하 펀치(18)에 압박함으로써, 200 kgf/cm2 이상 1000 kgf/cm2 이하의 압력으로 혼합물(3)을 압박하고, 혼합물(3)이 100 ℃ 이상 200 ℃ 이하가 되도록 금형(12)을 가열한다. 즉, 성형 공정(S20)에서는, 열간 압축 성형으로 혼합물(3)을 성형하고, 원환 형상의 성형체(5)를 형성한다.
다음에, 성형체(5)를, 소성로(도시하지 않음)에서 소성한다(소성 공정(S30)). 소성로는, 예컨대, 전기로이다. 100 ℃ 이상 300 ℃ 이하의 온도(예컨대, 180 ℃)로 30 시간에서 40 시간(예컨대, 36 시간), 성형체(5)를 소성함으로써, 소성된 열경화성 수지(2c)에 의해 지립(2a)이 고정된 소성체가 형성된다.
소성 공정(S30) 후, 소성체를 소성로로부터 꺼내고, 열처리로(도시하지 않음)에 반송한다. 그리고, 열처리로에서 소성체를 열처리한다(열처리 공정(S40)). 열처리로는, 예컨대, 전기로이다.
열처리로에는, 가스 도입구(도시하지 않음) 및 흡인구(도시하지 않음) 등이 설치되어 있고, 열처리를 실시할 때의 분위기를, 질소, 아르곤 등의 불활성 가스 분위기, 또는, 진공 분위기(예컨대, 100 Pa 이하)로 하는 것이 가능하다.
열처리 공정(S40)에서는, 우선, 열처리로 내에 소성체를 배치한다. 다음에, 열처리로 내를 밀폐 공간으로 하고, 로(爐) 내에 질소 가스를 공급하여, 로 내를 질소 분위기(불활성 가스 분위기)로 한다.
그 다음에, 열처리로를 가열하고, 질소 분위기 하에서 500 ℃ 이상 1500 ℃ 이하의 온도(예컨대, 800 ℃)로 30 분에서 2 시간(예컨대, 1 시간), 소성체를 열처리한다. 또한, 질소 분위기에 대신하여, 진공 분위기 하에서 500 ℃ 이상 1500 ℃ 이하의 온도로 30 분에서 2 시간, 소성체를 열처리해도 좋다.
열처리 공정(S40)에서는, 열경화성 수지(2c)의 일부 또는 전부는 변질되고, 유리 형상 카본이 된다. 이에 따라, 상술의 절삭 블레이드(2)가 제조된다. 또한, 열처리 공정(S40) 후, 절삭 블레이드(2)에 대해서, 트루잉(Truing), 드레싱 등을 실시함으로써, 절삭 블레이드(2)를 원하는 형상으로 조정한다.
그런데, 상기의 제조 방법에서는, 소성로와 열처리로를 상이한 로(爐)로서 설명했지만, 소성로와 열처리로와는 동일한 로여도 좋다. 예컨대, 로 내를 대기 분위기 및 불활성 가스 분위기 중 어느 것으로도 할 수 있는 전기로를 이용하고, 로 내를 대기 분위기로 하여 소성 공정(S30)을 실시한 후, 로 내를 불활성 가스 분위기로 하여 열처리 공정(S40)을 실시해도 좋다.
다음에, 절삭 블레이드(2)를 이용하여, 웨이퍼(11)를 절삭하는 방법을 설명한다. 우선, 도 6(A) 및 도 6(B)를 참조하여, 웨이퍼(11)의 구성을 설명한다. 웨이퍼(11)는, 예컨대, 주로 실리콘으로 형성된 원반 형상의 기판(23)을 가진다. 단, 기판(23)의 재료에 제한은 없다. 기판(23)은, 갈륨 비소(GaAs), 질화 갈륨(GaN), 탄화 규소(SiC) 등으로 형성되어도 좋다.
기판(23)의 일면 측(즉, 웨이퍼(11)의 표면(11a)측)에는, 다층 배선층(25)이 설치되어 있다. 다층 배선층(25)은, 저유전율 절연체 재료(이른바, Low-k 재료)로 형성된 절연막(도시하지 않음)과, 금속층(도시하지 않음)이 교대로 적층된 적층체이다. 즉, 다층 배선층(25)에서는, Low-k 재료로 형성된 절연막(즉, Low-k 막) 등이 적층되고 있다.
웨이퍼(11)의 표면(11a) 측에는, 격자형으로 복수의 분할 예정 라인(13)이 설정되어 있다. 복수의 분할 예정 라인(13)에 의해서 구획된 복수의 영역의 각각에는, 디바이스(15)가 형성되고 있다.
각 디바이스(15)는, 기판(23)의 일면에서 기판(23) 내부의 미리 정해진 깊이까지 형성된 기능 영역과, 다층 배선층(25) 중 기능 영역 상에 위치하는 배선 영역으로 형성되고 있다. 이 배선 영역은, 다층 배선층(25) 중 분할 예정 라인(13)이 설정된 영역보다 상방으로 돌출하는 볼록부로 되어 있다.
웨이퍼(11)를 절삭하기 전에, 웨이퍼(11)의 표면(11a)과는 반대 측에 위치하는 이면(11b)(즉, 기판(23)의 다른 면) 측에 웨이퍼(11)보다 큰 직경을 가지는 원형의 다이싱 테이프(17)를 부착한다. 또한, 다이싱 테이프(17)의 외주부에 금속제의 환형의 프레임(19)의 일면 측을 부착한다.
이와 같이 하여, 다이싱 테이프(17)를 통해 웨이퍼(11)가 프레임(19)에 지지되는 웨이퍼 유닛(21)을 형성한다. 도 6(A)는 웨이퍼 유닛(21)의 사시도이며, 도 6(B)는 웨이퍼(11) 등의 단면도이다.
웨이퍼(11)는, 예컨대, 절삭 장치(30)를 이용하여 절삭된다. 이후 도 7(A)를 참조하여 절삭 장치(30)에 대해 설명한다. 절삭 장치(30)는, 웨이퍼(11)의 이면(11b) 측을 흡인하여 유지하는 척 테이블(32)를 가진다.
척 테이블(32)은, 대략 원반 형상의 다공질 플레이트(도시하지 않음)를 가진다. 다공질 플레이트의 이면(하면) 측에는, 유로(도시하지 않음)가 접속되어 있고, 이 유로는 이젝터 등의 흡인원에 접속하고 있다. 흡인원을 동작시키면, 다공질 플레이트의 표면(상면) 측에는 부압이 발생한다.
척 테이블(32)의 하방에는, 척 테이블(32)을 회전시키는 θ 테이블(도시하지 않음)이 연결되고 있다. θ 테이블의 하방에는, X축 방향 이동 유닛(도시하지 않음)이 설치되고 있다. X축 방향 이동 유닛은, θ 테이블, 척 테이블(32) 등을 X축 방향을 따라서 이동시킨다.
척 테이블(32)의 상방에는, 절삭 유닛(34)이 설치되고 있다. 절삭 유닛(34)은 스핀들 하우징(36)을 구비하고 있고, 스핀들 하우징(36) 내에는 원기둥 형상의 스핀들(도시하지 않음)이 회전 가능한 형태로 수용되고 있다. 또한, 스핀들의 선단부에는, 볼트 등의 고정 부재가 체결되는 나사 구멍(도시하지 않음)이 형성되고 있다.
스핀들의 선단부에는, 대략 원반 형상의 후(後) 플랜지(도시하지 않음)가 배치된다. 후 플랜지의 중심에는, 스핀들의 나사 구멍과 대략 동등한 소정의 구멍(도시하지 않음)이 형성되어 있다. 후 플랜지의 구멍과 스핀들의 나사 구멍을 중첩시킨 상태로 볼트를 나사 구멍에 체결하면, 후 플랜지의 구멍의 주위의 환형부가 볼트의 머리 부분과 스핀들의 선단부에 끼워져서 고정된다.
후 플랜지에는, 스핀들과 접하는 측과는 반대 측에, 원통형의 보스부(도시하지 않음)가 형성되고 있다. 보스부의 외직경은, 상술의 절삭 블레이드(2)의 관통 구멍(4)보다 작고, 보스부의 선단부의 외주부에는 수나사가 형성되고 있다. 상술의 후 플랜지와 원환 형상의 전(前) 플랜지(38)로 끼움으로써, 절삭 블레이드(2)의 위치는 고정된다.
구체적으로는, 우선, 보스부에 절삭 블레이드(2)의 관통 구멍(4)를 삽입하고, 그 다음에, 전 플랜지(38)의 관통 구멍(도시하지 않음)을 보스부에 삽입한다. 그리고, 내주 측에 나사가 형성된 원환형의 가압 너트(40)를 보스부의 수나사에 체결한다. 이에 따라, 절삭 블레이드(2)가, 후 플랜지 및 전 플랜지(38)에 의해 협지된다.
스핀들 하우징(36)의 측부에는, 하방 측에 배치된 웨이퍼(11) 등의 피사체를 촬영하기 위한 카메라 유닛(42)이 설치되고 있다. 카메라 유닛(42)은, 분할 예정 라인(13)의 검출(얼라인먼트), 커프 폭의 체크 등에 사용된다.
다음에, 절삭 장치(30)를 이용한 웨이퍼(11)의 절삭 방법에 대해 설명한다. 도 8은, 절삭 방법을 나타내는 흐름도다. 우선, 웨이퍼 유닛(21)을 척 테이블(32)에 재치하고, 흡인원을 동작시킨다.
웨이퍼(11)는, 다층 배선층(25)이 노출된 상태로, 웨이퍼(11)의 이면(11b) 측이 척 테이블(32)로 흡인되어서 유지된다(유지 공정(S100)). 유지 공정(S100) 후, 카메라 유닛(42)를 이용하여, 웨이퍼(11)의 분할 예정 라인(13)을 검출한다.
그리고, 1 개의 분할 예정 라인(13)이 X축 방향과 대략 평행이 되도록 척 테이블(32)을 회전시키고, 절삭 블레이드(2)를 1 개의 분할 예정 라인(13)에 위치시킨다. 이와 함께, 스핀들을 회전축으로서 회전하는 절삭 블레이드(2)의 하단을, 기판(23)과 다층 배선층(25)과의 경계(즉, 기판(23)의 일면)의 높이에 위치시킨다.
그리고, X축 방향 이동 유닛을 이용하여, 절삭 블레이드(2)와 척 테이블(32)을 X축 방향을 따라서 상대적으로 이동시킨다. 이에 따라, 다층 배선층(25)이 1 개의 분할 예정 라인(13)을 따라서 절삭되고, 다층 배선층(25)의 절연막이 절삭 블레이드(2)에 의해 절삭된다(절삭 공정(S110)).
도 7(A)는, 절삭 공정(S110)에 있어서의 웨이퍼 유닛(21) 등의 사시도이며, 도 7(B)는, 절삭 공정(S110)에 있어서의 웨이퍼(11)의 단면도이다. 상술한 바와 같이, 절삭 블레이드(2)는, 결합재(2b)의 적어도 일부에 유리 형상 카본이 이용되고 있다.
이 경우, 전기 주조 본드나 메탈 본드 블레이드에 비해, 결합재(2b)가 물러지게 되므로, 절삭 블레이드(2)에서는 자생발인이 생기기 쉬워진다. 따라서, 전기 주조 본드나 메탈 본드 블레이드로 절삭하는 경우에 비해, 박리하기 쉬운 절연막에 대해서 절삭 블레이드(2)는 충격을 주기 어려워진다. 그러므로, 해당 절연막에 균열이나 크랙이 들어가기 어려워지므로, 절삭 시에 박리하기 쉬운 절연막의 박리를 억제할 수 있다.
또한, 지립(2a)의 평균 입자 직경이 절삭 블레이드(2)의 외주부의 날 두께보다 작으므로(예컨대, 절삭 블레이드(2)의 외주부를 20 μm 에서 30 μm 의 날 두께로 했을 경우에 지립(2a)의 평균 입자 직경은 12 μm 이하임), 피가공물에 대한 지립(2a)의 영향을 저감하고, 절삭 시에 박리하기 쉬운 절연막의 박리를 억제할 수 있다.
다층 배선층(25)를 절삭함으로써, 기판(23)이 분할 예정 라인(13)을 따라서 노출된 절삭 홈(13a)을 형성한다. 모든 분할 예정 라인(13)을 따라서 절삭 홈(13a)을 형성한 후, 절삭 홈(13a)의 바닥부를 다른 절삭 블레이드를 이용하여 절삭한다(절삭 공정(S110)). 이와 같이 하여, 모든 분할 예정 라인(13)을 따라서 웨이퍼(11)를 절단함으로써 복수의 칩(도시하지 않음)이 제조된다.
복수의 칩을 제조한 후, 웨이퍼(11)를 세정 유닛(도시하지 않음)에 반송하고, 웨이퍼(11)를 세정한다(세정 공정(S120)). 세정 공정(S120) 후, 복수의 칩을 각각 다이싱 테이프(17)로부터 꺼낸다(취출 공정(S130)).
또한, 상술의 예에서는, 절삭 블레이드(2)로 다층 배선층(25)에 절삭 홈(13a)를 형성한 후, 기판(23)을 다른 절삭 블레이드로 절단하지만, 절삭 블레이드(2)만을 이용하여 다층 배선층(25) 및 기판(23)의 양쪽 모두를 절단해도 좋다.
그 외, 상기 실시형태와 관련되는 구조, 방법 등은, 본 발명의 목적의 범위를 일탈하지 않는 한 적절하게 변경하여 실시할 수 있다. 예컨대, 절삭 블레이드(2)로 절삭하는 대상은, 다층 배선층(25)의 Low-k 막으로 한정되지 않는다. 절삭 블레이드(2)를 이용하여, 절삭 시에 박리하기 쉬운 패시베이션 막(절연막)을 절삭 해도 좋다. 이 경우도, 절삭 시에 박리하기 쉬운 절연막의 박리를 억제하면서, 절연막을 절삭할 수 있다.
3　혼합물
5　성형체
11　웨이퍼
11a　표면
11b　이면
13　분할 예정 라인
13a　절삭 홈
15　디바이스
17　다이싱 테이프
19　프레임
21　웨이퍼 유닛
23　기판
25　다층 배선층
2　절삭 블레이드
2a　지립
2b　결합재
2c　열경화성 수지
4　관통 구멍
6　교반기
8　케이스
8a　개구
8b　바닥면
10　축부
10a　회전축
12　금형
14　바닥판
16　외부통
16a, 18a, 22a　관통 구멍
18　하 펀치
18b　상면
20　중 펀치
22　상 펀치
22b　하면
24　평탄 지그
30　절삭 장치
32　척 테이블
34　절삭 유닛
36　스핀들 하우징
38　전 플랜지
40　가압 너트
42　카메라 유닛

Claims (5)

  1. 결합재와 지립을 가지는 절삭 블레이드로서,
    적어도 일부가 유리 형상 카본인 상기 결합재에 의해 상기 지립이 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 절삭 블레이드.
  2. 제1항에 있어서, 상기 절삭 블레이드의 상기 지립의 평균 입자 직경이, 12 μm 이하인 것을 특징으로 하는 절삭 블레이드.
  3. 결합재에 의해서 지립이 고정되어 있는 절삭 블레이드의 제조 방법으로서,
    열경화성 수지와 상기 지립을 가지는 혼합물로부터 미리 정해진 형상의 성형체를 형성하는 성형 공정과,
    상기 성형체를 100 ℃ 이상 300 ℃ 이하의 온도로 소성하여 소성체를 형성하는 소성 공정과,
    상기 소성체를, 불활성 가스 분위기 하 또는 진공 분위기 하에서 500 ℃ 이상 1500 ℃ 이하의 온도로 열처리하는 열처리 공정
    을 포함하고,
    상기 열처리 공정에서, 상기 열경화성 수지의 적어도 일부는 유리 형상 카본의 상기 결합재가 되는 것을 특징으로 하는 절삭 블레이드의 제조 방법.
  4. 격자형으로 설정된 분할 예정 라인에 의해서 구획된 복수의 영역의 각각에 디바이스가 형성된 웨이퍼의 표면 측에 마련된 절연막을 절삭하는, 웨이퍼의 절삭 방법으로서,
    척 테이블로 상기 웨이퍼의 상기 표면과는 반대 측에 위치하는 이면 측을 흡인하여 유지하는 것에 의해, 상기 표면 측을 노출시킨 상태로 상기 웨이퍼를 유지하는 유지 공정과,
    적어도 일부가 유리 형상 카본인 결합재에 의해 지립이 고정되어 있는 절삭 블레이드를 사용하여, 상기 표면 측에 위치하는 상기 절연막을 상기 분할 예정 라인을 따라서 절삭하는 절삭 공정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 절삭 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 절삭 공정에서는, 지립의 평균 입자 직경이 12 μm 이하인 상기 절삭 블레이드를 사용하여, 상기 절연막을 절삭하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 절삭 방법.
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