JP2014086610A

JP2014086610A - 加工方法

Info

Publication number: JP2014086610A
Application number: JP2012235376A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Komatsu; 淳小松
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2012-10-25
Filing date: 2012-10-25
Publication date: 2014-05-12

Abstract

【課題】円形切削加工を実施中に切削負荷の上昇による切削ブレードや被加工物の破損を低減可能な加工方法を提供することである。
【解決手段】回転可能に支持されたスピンドルと、該スピンドルを回転駆動するモータと、該スピンドルの先端部に装着された切削ブレードとを有する切削手段で、円板状被加工物の外周を切削して円板状被加工物に円形切削加工を施す加工方法であって、円板状被加工物をチャックテーブルで回転可能に保持する保持ステップと、該保持ステップを実施した後、該チャックテーブルに保持された円板状被加工物の外周に該切削ブレードを回転させつつ切り込ませるとともに、該チャックテーブルを回転させることで円板状被加工物の外周に該切削ブレードで円形切削加工を施す加工ステップと、該加工ステップ実施中に該モータの負荷電流値を検出する検出ステップと、を備え、該加工ステップでは、該モータの負荷電流値が所定の上限値を超えないように該チャックテーブルの回転速度が調整されることを特徴とする。
【選択図】図７

Description

本発明は、エッジトリミング加工を含む切削ブレードによる円形切削加工方法に関する。

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１ｍｍ〜５ｍｍ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。

また、特開平１１−５４４６１号公報には、切削ブレードを用いたサークルカット（円形切断）により、８インチ、１２インチ等の大口径のウエーハを４インチ、６インチ等の小口径のウエーハにダウンサイジングする、ウエーハの円形カット方法が開示されている。

更に、特開２００７−１９３７９号公報には、ウエーハのデバイス領域に対応した裏面を研削して円形凹部を形成し、該円形凹部の外周にリング状補強部を残存させたウエーハからリング状補強部を除去する円形切削加工方法が開示されている。

特開２０００−１７３９６１号公報特開平１１−５４４６１号公報特開２００７−１９３７９号公報

上述したエッジトリミング、ダウンサイジング、リング状補強部除去等の円形切削加工では、切削ブレードをウエーハ等の円板状被加工物に切り込ませた状態で円板状被加工物を水平方向で回転させる。従って、通常の切削にくらべて切削ブレードや被加工物には大きな切削負荷がかかる。

特にエッジトリミング加工では、通常のウエーハの切削に用いる切削ブレードの厚みが例えば３０μｍであるのに比べて１〜５ｍｍと厚い切削ブレードを使用するため、切削ブレードや被加工物に係る切削負荷が大きくなる。

また、連続加工によって切削ブレードに偏磨耗や目つぶれ、目詰まり等の異常が発生すると、切削中の切削負荷が上昇する。切削中の切削負荷が高くなると、切削ブレードや被加工物は破損してしまうという問題が生じる。

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、円形切削加工を実施中に切削負荷の上昇による切削ブレードや被加工物の破損を低減可能な加工方法を提供することである。

本発明によると、回転可能に支持されたスピンドルと、該スピンドルを回転駆動するモータと、該スピンドルの先端部に装着された切削ブレードとを有する切削手段で、円板状被加工物の外周を切削して円板状被加工物に円形切削加工を施す加工方法であって、円板状被加工物をチャックテーブルで回転可能に保持する保持ステップと、該保持ステップを実施した後、該チャックテーブルに保持された円板状被加工物の外周に該切削ブレードを回転させつつ切り込ませるとともに、該チャックテーブルを回転させることで円板状被加工物の外周に該切削ブレードで円形切削加工を施す加工ステップと、該加工ステップ実施中に該モータの負荷電流値を検出する検出ステップと、を備え、該加工ステップでは、該モータの負荷電流値が所定の上限値を超えないように該チャックテーブルの回転速度が調整されることを特徴とする加工方法が提供される。

好ましくは、加工ステップでは、モータの負荷電流値が上限値を超えないとともに、上限値よりも低い所定の下限値よりは高い値になるようにチャックテーブルの回転速度が調整される。

本発明の加工方法では、切削ブレードを回転駆動するモータの負荷電流値に応じて円板状被加工物の回転速度を変更することで、スピンドルを回転するモータの負荷電流値が所定の上限値を超えないように保つことができ、切削負荷の上昇による切削ブレードや被加工物の破損を低減することができる。

切削装置の斜視図である。半導体ウエーハの表面側斜視図である。保持ステップを示す一部断面側面図である。切削ブレード切り込みステップを示す一部断面側面図である。加工ステップを示す平面図である。加工ステップを示す一部断面側面図である。加工中のモータの負荷電流値の一例を示す図である。

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は切削装置２の概略斜視図を示している。切削装置２は、静止基台４上に搭載されたＸ軸方向に伸長する一対のガイドレール６を含んでいる。

Ｘ軸移動ブロック８が、ボール螺子１０及びパルスモータ１２とから構成されるＸ軸送り機構（加工送り機構）１４により加工送り方向、即ちＸ軸方向に移動される。Ｘ軸移動ブロック８上には円筒状支持部材２２を介してチャックテーブル２０が搭載されている。

チャックテーブル２０は多孔性セラミックス等から形成された吸引保持部２４を有している。チャックテーブル２０にはウエーハ１１をダイシングテープを介して支持する環状フレームをクランプする複数（本実施形態では４個）のクランプ２６が配設されている。

Ｘ軸送り機構１４は、ガイドレール６に沿って静止基台４上に配設されたスケール１６と、スケール１６のＸ座標値を読みとるＸ軸移動ブロック８の下面に配設された読み取りヘッド１８とを含んでいる。読み取りヘッド１８は切削装置２のコントローラ（制御手段）５８に接続されている。

静止基台４上には更に、Ｙ軸方向に伸長する一対のガイドレール２８が固定されている。Ｙ軸移動ブロック３０が、ボール螺子３２及びパルスモータ３４とから構成されるＹ軸送り機構（割り出し送り機構）３６によりＹ軸方向に移動される。

Ｙ軸移動ブロック３０にはＺ軸方向に伸長する一対の（一本のみ図示）ガイドレール３８が形成されている。Ｚ軸移動ブロック４０は、図示しないボール螺子とパルスモータ４２から構成されるＺ軸送り機構４４によりＺ軸方向に移動される。

４６は切削ユニット（切削手段）であり、切削ユニット４６のスピンドルハウジング４７がＺ軸移動ブロック４０中に挿入されて支持されている。スピンドルハウジング４７中にはスピンドル４８が収容されて、エアベアリングにより回転可能に支持されている。スピンドル４８はスピンドルハウジング４７中に収容された図示しないモータにより回転駆動され、スピンドル４８の先端部には切削ブレード５０が着脱可能に装着されている。

スピンドルハウジング４７にはアライメントユニット（アライメント手段）５２が搭載されている。アライメントユニット５２はチャックテーブル２０に保持されたウエーハＷを撮像する撮像ユニット（撮像手段）５４を有している。切削ブレード５０と撮像ユニット５４はＸ軸方向に整列して配置されている。

スピンドル４８を駆動するモータの負荷電流値は負荷電流値検出手段５８により検出され、検出された負荷電流値に基づいて制御手段５８がチャックテーブル２０を回転するモータの回転速度を調整する。

図２を参照すると、本発明の加工方法の加工対象となる円板状被加工物の一種である半導体ウエーハ（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。

本発明の加工方法では、まず図３に示すように、切削装置のチャックテーブル２０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４に示すように、切削ブレード５０をウエーハ１１の外周部（外周縁）に所定深さｔ１切り込ませる切削ブレード切り込みステップを実施する。ここで、所定深さｔ１は後の工程で実施する研削仕上げ厚みに相当する深さである。

切削ブレード切り込みステップは、ウエーハ１１の上方に位置付けた切削ブレード５０を下降することで、ウエーハ１１に切削ブレード５０を所定深さｔ１切り込ませる実施形態の他、ウエーハ１１の外周側で所定高さに位置付けた切削ブレード５０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、切削ブレード５０をウエーハ１１に所定深さｔ１切り込ませるようにしてもよい。

切削ブレード切り込みステップを実施した後、図５及び図６に示すように、ウエーハ１１を保持したチャックテーブル２０を矢印Ｒ１方向に一回転させることで矢印Ａ方向に高速回転（例えば３００００ｒｐｍ）する切削ブレード５０でウエーハ１１の外周部を切削し、環状切削溝２３を形成するとともにウエーハ１１の面取り部１１ｅを部分的に除去する加工ステップを実施する。

本実施形態の円形切削加工を施す加工ステップでは、スピンドル４８を駆動するモータの負荷電流値を負荷電流値検出手段５６で検出し、検出した負荷電流値に基づいて制御手段５８がチャックテーブル２０の回転速度を調整する。

例えば、負荷電流値検出手段５６により図７に示すような負荷電流値６０が検出されたとする。本実施形態の加工ステップでは、モータの負荷電流値６０が所定の上限値を超えないように制御手段５８によりチャックテーブル２０の回転速度が調整される。

即ち、チャックテーブル２０を回転するモータの回転速度が制御手段５８により制御されて、チャックテーブル２０の回転速度が調整される。これにより、切削負荷の上昇による切削ブレード５０やウエーハ１１の破損を低減できる。

好ましくは、この加工ステップでは、モータの負荷電流値６０が上限値を超えないように調整されるとともに、上限値より低い所定の下限値よりは高い値になるようにチャックテーブル２０の回転速度が調整される。チャックテーブル２０の回転速度を下限値よりは高い値に調整することにより、生産性の悪化を防止することができる。

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円板状被加工物に同様に適用することができる。

１１半導体ウエーハ
１１ｅ面取り部
１５デバイス
２０チャックテーブル
２３環状切削溝
４６切削ユニット
５０切削ブレード
５６負荷電流値検出手段
５８制御手段
６０負荷電流値

Claims

回転可能に支持されたスピンドルと、該スピンドルを回転駆動するモータと、該スピンドルの先端部に装着された切削ブレードとを有する切削手段で、円板状被加工物の外周を切削して円板状被加工物に円形切削加工を施す加工方法であって、
円板状被加工物をチャックテーブルで回転可能に保持する保持ステップと、
該保持ステップを実施した後、該チャックテーブルに保持された円板状被加工物の外周に該切削ブレードを回転させつつ切り込ませるとともに、該チャックテーブルを回転させることで円板状被加工物の外周に該切削ブレードで円形切削加工を施す加工ステップと、
該加工ステップ実施中に該モータの負荷電流値を検出する検出ステップと、を備え、
該加工ステップでは、該モータの負荷電流値が所定の上限値を超えないように該チャックテーブルの回転速度が調整されることを特徴とする加工方法。
前記加工ステップでは、該モータの負荷電流値が前記上限値を超えないとともに、該上限値よりも低い所定の下限値よりは高い値になるように前記チャックテーブルの回転速度が調整される請求項１記載の加工方法。