JP6016473B2 - ウエーハの加工方法 - Google Patents

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。

切削ブレードでウエーハにエッジトリミング加工を施す場合には、通常の切削に比べて大きな加工負荷が切削ブレードにかかるため、より切削力のある切削ブレードが使用される。切削力のある切削ブレードとは、砥粒の粒径が粗い及び／又は集中度が高い等の特性を有する切削ブレードである。

特開２０００−１７３９６１号公報 特開平８−１０７０９２号公報

しかし、切削力のある切削ブレードでウエーハの外周を切削すると、ウエーハに発生するチッピングと呼ばれる微小な欠けが大きく又は多く発生する。チッピングが大きく又は多く発生すると、チッピングを起点にウエーハが破損する恐れがあり、チッピングサイズの低減や発生量の低減が要望されている。

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、チッピングサイズの低減やチッピング発生量の低減を可能にする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外周から半径方向所定幅の外周環状除去領域を一つのスピンドルに装着された切削ブレードで切削して該面取り部を除去するウエーハの加工方法であって、該所定幅の該外周環状除去領域の二倍以上の厚みを有し、厚み方向の中心から一面側が粗切削ブレードからなり、厚み方向の中心から該一面の背面の他面側が仕上げ切削ブレードからなるとともに、該粗切削ブレードと該仕上げ切削ブレードが同一外径を有する積層切削ブレードを準備する積層切削ブレード準備ステップと、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、該積層切削ブレードの該粗切削ブレード側を該チャックテーブルの中心に対して第１の方向側で該チャックテーブルに保持されたウエーハの該外周環状除去領域に位置付けて第１の深さへ切り込ませ、該チャックテーブルを少なくとも一回転させることで該積層切削ブレードで該外周環状除去領域を切削して該面取り部を部分的に除去する粗切削ステップと、該粗切削ステップを実施した後、該積層切削ブレードの該仕上げ切削ブレード側を該チャックテーブルの中心に対して該第１の方向と反対側で該チャックテーブルに保持されたウエーハの該外周環状除去領域に位置付けて該第１の深さより深い第２の深さへ切り込ませ、該チャックテーブルを少なくとも一回転させることで該積層切削ブレードで該外周環状除去領域を切削して該面取り部を部分的に除去する仕上げ切削ステップと、を備えた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、仕上げ切削ブレードは、粗切削ブレードに比べて、砥粒の粒径が細かい、ボンド剤が軟らかい、砥粒の集中度が低い、の何れか、又は何れかの組合せからなる。

本発明のウエーハの加工方法によると、積層切削ブレードの粗切削ブレード側で粗切削を実施した後、更に積層切削ブレードをウエーハに切り込ませて仕上げ切削ブレード側で仕上げ切削を実施する。

仕上げ切削ブレード側による仕上げ切削では、予め粗切削ブレード側で粗切削が実施されているため、切削除去体積が一度で所定深さまで切削するのに比べて少なく、従って発生するチッピングサイズを小さくでき、チッピングの発生量を低減できる。

半導体ウエーハの表面側斜視図である。 外周環状除去領域を示す平面図である。 外周環状除去領域を示す断面図である。 スピンドルに装着された積層切削ブレードの側面図である。 保持ステップを示す一部断面側面図である。 粗切削ステップを示す平面図である。 粗切削ステップを示す一部断面側面図である。 仕上げ切削ステップを示す平面図である。 仕上げ切削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。

図２を参照すると、本発明の加工方法で切削除去するウエーハ１１の外周から半径方向所定幅Ｗ１の外周環状除去領域２３を説明する平面図が示されている。図３は外周環状除去領域２３を示す断面図である。外周環状除去領域２３は、研削仕上げ厚みに至る深さｔ１までの面取り部１１ｅを除去できるウエーハ１１の外周から半径方向に所定幅Ｗ１を有している。

本発明のウエーハの加工方法では、本発明の加工方法を実施するのに適した図４に示すような積層切削ブレード１６を準備する積層切削ブレード準備ステップを実施する。図４において、切削ユニット１２は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積層切削ブレード１６とを含んでいる。

積層切削ブレード１６は、所定幅Ｗ１の外周環状除去領域２３の二倍以上の厚みを有しており、厚み方向の中心から一面側が粗切削ブレード１６ａからなり、厚み方向の中心から他面側が仕上げ切削ブレード１６ｂから構成されている。

仕上げ切削ブレード１６ｂは、粗切削ブレード１６ａに比べて、砥粒の粒径が細かい、ボンド剤が軟らかい、砥粒の集中度が低い、の何れか又はこれら何れかの組合せから構成される。

好ましくは、粗切削ブレード１６ａは電鋳ブレード、メタルボンドブレード等から構成され、仕上げ切削ブレード１６ｂはメタルレジンブレード、レジンブレード等から構成される。

積層切削ブレード準備ステップで積層切削ブレード１６を準備した後、図５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６及び図７に示すように、積層切削ブレード１６の粗切削ブレード１６ａ側をチャックテーブル１０に保持されたウエーハ１１の外周環状除去領域２３に位置付けて第１の深さへ切り込ませ、積層切削ブレード１６を矢印Ａ方向に高速回転（例えば３００００ｒｐｍ）させつつ、チャックテーブル１０を矢印Ｒ１方向に少なくとも一回転させることで、積層切削ブレード１６で外周環状除去領域２３を切削して面取り部１１ｅを部分的に除去する粗切削ステップを実施する。

この粗切削ステップでは、積層切削ブレード１６とウエーハ１１が接触する加工点において、積層切削ブレード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。

この粗研削ステップでの第１の切り込み深さは、最終目標深さより１〜２０μｍ浅く切り込むようにする。この切り込み時には、ウエーハ１１の上方から積層切削ブレード１６を下降させて切り込んでも良いし、ウエーハ１１の外周側で積層切削ブレード１６を所定高さに位置付けた後、積層切削ブレード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第１の深さに切り込むようにしてもよい。

粗切削ステップを実施した後、図８及び図９に示すように、切削ユニット１２をＹ軸方向に移動して、積層切削ブレード１６の仕上げ切削ブレード１６ｂ側を粗切削時と反対側のウエーハ１１の粗切削で形成された環状切削溝１８に位置付けて第１の深さより深い第２の深さ切り込ませ、積層切削ブレード１６を高速回転させながらチャックテーブル１０を矢印Ｒ２方向に少なくとも一回転させることで、仕上げ切削ブレード１６ｂで環状切削溝１８を切削して面取り部１１ｅを部分的に除去する仕上げ切削ステップを実施する。この仕上げ切削ステップを実施すると、環状切削溝１８が最終目標深さまで切削される。

尚、上述した仕上げ切削ステップでは、仕上げ切削ブレード１６ｂとウエーハ１１が接触する加工点において、仕上げ切削ブレード１６ｂの回転方向Ａとウエーハ１１の回転方向Ｒ２が同一方向を向く方向にチャックテーブル１０を回転させてダウンカットを実施しているが、チャックテーブル１０の回転方向を反対方向にしてアッパーカットにより仕上げ切削ステップを実施するようにしてもよい。

仕上げ切削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、仕上げ切削ブレード１６ｂで粗切削ステップで形成された環状切削溝１８の底部を再度切削するため、環状切削溝１８の底部が平坦化される。

仕上げ切削ステップ実施後、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の外周は表面１１ａ及び裏面１１ｂに概略垂直な端面となる。

本実施形態の加工ステップでは、面取り部を部分的に除去する切削ステップを、粗切削ステップと仕上げ切削ステップとの２回に分けているので、それぞれの切削ステップで発生するチッピングを抑えられる。

初めに粗切削ステップを実施しておくことで、仕上げ切削ステップでは一度の切削では使用できないような（切削力はないが加工は綺麗に仕上がる）切削ブレード（柔らかいボンド、細かい砥粒、低い砥粒の集中度）を仕上げ切削ブレードとして使用できる。その結果、最終的なウエーハの被切削部に発生するチッピングや欠けを抑えられる。

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 積層切削ブレード
１６ａ 粗切削ブレード
１６ｂ 仕上げ切削ブレード
１８ 環状切削溝

Claims (2)

1. 外周に面取り部を有するウエーハの外周から半径方向所定幅の外周環状除去領域を一つのスピンドルに装着された切削ブレードで切削して該面取り部を除去するウエーハの加工方法であって、
   該所定幅の該外周環状除去領域の二倍以上の厚みを有し、厚み方向の中心から一面側が粗切削ブレードからなり、厚み方向の中心から該一面の背面の他面側が仕上げ切削ブレードからなるとともに、該粗切削ブレードと該仕上げ切削ブレードが同一外径を有する積層切削ブレードを準備する積層切削ブレード準備ステップと、
   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、
   該積層切削ブレードの該粗切削ブレード側を該チャックテーブルの中心に対して第１の方向側で該チャックテーブルに保持されたウエーハの該外周環状除去領域に位置付けて第１の深さへ切り込ませ、該チャックテーブルを少なくとも一回転させることで該積層切削ブレードで該外周環状除去領域を切削して該面取り部を部分的に除去する粗切削ステップと、
   該粗切削ステップを実施した後、該積層切削ブレードの該仕上げ切削ブレード側を該チャックテーブルの中心に対して該第１の方向と反対側で該チャックテーブルに保持されたウエーハの該外周環状除去領域に位置付けて該第１の深さより深い第２の深さへ切り込ませ、該チャックテーブルを少なくとも一回転させることで該積層切削ブレードで該外周環状除去領域を切削して該面取り部を部分的に除去する仕上げ切削ステップと、
   を備えたことを特徴とするウエーハの加工方法。
2. 前記仕上げ切削ブレードは、前記粗切削ブレードに比べて、砥粒の粒径が細かい、ボンド剤が軟らかい、砥粒の集中度が低い、の何れか、又は何れかの組合せからなる請求項１記載のウエーハの加工方法。

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