JP2015053344A

JP2015053344A - 研削ホイール及びウエーハの加工方法

Info

Publication number: JP2015053344A
Application number: JP2013184480A
Authority: JP
Inventors: 将昭鈴木; Masaaki Suzuki
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2013-09-05
Filing date: 2013-09-05
Publication date: 2015-03-19
Anticipated expiration: 2033-09-05
Also published as: JP6194210B2

Abstract

【課題】ウエーハを凹形状に加工する際、特に粗研削加工においてリング状の補強部の加工状態を良好にすることが可能な研削ホイール及びウエーハの加工方法を提供すること。
【解決手段】研削ホイール２２は表面に複数のデバイスが形成されたデバイス領域Ｗ１とデバイス領域Ｗ１を囲繞する外周余剰領域Ｗ２とを備えたウエーハＷのデバイス領域Ｗ１の裏面を凹形状に研削し外周余剰領域Ｗ２の裏面にリング状の補強部ＷＳを形成するウエーハＷの加工方法において使用される。研削ホイール２２は砥石基台２３と砥石基台２３の一端面２３ａに円環状に装着された複数の研削砥石２４とを具備している。研削砥石２４は円環状の外周側の第一の砥石２４ａと内周側の第二の砥石２４ｂとの２層に形成されている。外周側の第一の砥石２４ａに含有する砥粒の粒径は内周側の該第二の砥石２４ｂに含有する砥粒の粒径よりも小さい。
【選択図】図４

Description

本発明は、ウエーハの裏面の外周余剰領域にリング状の補強部を残してウエーハを凹部に研削する研削ホイール及びウエーハの加工方法に関する。

複数のデバイスが形成されたウエーハは、ダイシング装置等の分割装置によって個々のデバイスに分割され、携帯電話機、パソコン等の各種電子機器に利用される。そして、電子機器の軽量化、小型化を可能にするために、ウエーハの厚みは１００μｍ〜５０μｍ程度に薄く研削されデバイスの軽量化、小型化が図られている。

ここで、ウエーハを薄く研削すると取り扱いが困難になることから、ウエーハのデバイス領域に対応する裏面のみを研削して薄く加工しデバイス領域を囲繞する外周余剰領域にリング状の補強部を残存させウエーハを凹形状に加工する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

ここで、凹形状ウエーハのデバイス領域やチップに個片化した後に破損などのトラブルを生じさせないためには、加工ダメージをウエーハに残さないよう、デバイス領域に対応する裏面を研削する際は、できるだけ砥粒径の小さな砥石にて仕上げる必要がある。しかし、微細な砥粒からなる砥石によってウエーハの元の厚みから研削加工した場合、加工に要する時間が長くなって生産性が低下するだけでなく、砥石の磨耗が早く消耗工具費が高くなるという問題がある。そこで、粗研削加工である程度研削した後に、細かい砥粒の砥石で仕上げ研削を行うようにしている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００７−０１９４６１号公報特開２００９−１７６８９６号公報

仕上げ研削加工時には、仕上げ用研削ホイールを粗研削加工時の凹部の内壁からわずかに内周側に位置付けてゆっくり研削を行い、粗研削加工時の凹部の内部に仕上げ凹形状を形成している。そのため、リング状の補強部の凹形状の内壁は粗研削加工用の粗い砥石で研削されている状態であり、その後のストレスリリースでエッチングを行っても研削痕が残ってしまったり、搬送中にリング状の補強部からチッピングとして欠けてしまうという問題がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ウエーハを凹形状に加工する際、特に粗研削加工においてリング状の補強部の加工状態を良好にすることが可能な研削ホイール及びウエーハの加工方法を提供することである。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の研削ホイールは、表面に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を囲繞する外周余剰領域とを備えたウエーハの該デバイス領域の裏面を凹形状に研削し、該外周余剰領域の裏面にリング状の補強部を形成するウエーハの加工方法において使用する研削ホイールであって、円盤状の砥石基台と、該砥石基台の一端面に円環状に装着された複数の研削砥石とを具備し、該研削砥石は、円環状の外周側の第一の砥石と内周側の第二の砥石と少なくとも２層に形成されており、該外周側の第一の砥石に含有する砥粒の粒径は、該内周側の該第二の砥石に含有する砥粒の粒径よりも小さいことを特徴とする。

本発明のウエーハの加工方法は、表面に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を囲繞する外周余剰領域とを備えたウエーハの該デバイス領域の裏面を請求項１記載の研削ホイールを用いて凹形状に研削し、該外周余剰領域の裏面にリング状の補強部を形成するウエーハの加工方法であって、ウエーハの表面側を吸着テーブルに保持し、ウエーハの該外周余剰領域の裏面の内周縁に対応する箇所に該研削ホイールの該第一の砥石の該外周縁を位置付けてウエーハの該デバイス領域の裏面を凹状に加工することを特徴とする。

本発明は、研削砥石の外周側に仕上げ研削加工用の砥粒を含有させ、内周側に通常の粗研削加工用の砥粒を含有させた２層構造の研削ホイールを用いるため、リング状の補強部の内周側を外周側の仕上げ研削加工用の砥粒で研削する。このために、本発明は、リング状の補強部の内周面の加工状態を良好にすることができ、後の工程におけるストレスリリースの際に良好な面状態とすることが可能である。また、内周側の層は通常の粗研削加工用の砥粒が含有されているため、加工スピードの過度な減少を抑えることができる。

図１は、実施形態に係るウエーハの加工方法を実施する研削装置の斜視図である。図２は、実施形態に係るウエーハの加工方法により加工されるウエーハの平面図である。図３は、実施形態に係る研削ホイールを分解して示す斜視図である。図４は、実施形態に係るウエーハの加工方法の研削加工中の断面図である。図５は、実施形態に係るウエーハの加工方法の仕上げ研削加工中の断面図である。

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

〔実施形態〕
本実施形態に係る研削ホイール及びウエーハの加工方法を、図面に基づいて説明する。図１は、実施形態に係る研削ホイールを用いたウエーハの加工方法を実施する研削装置の斜視図、図２は、実施形態に係る研削ホイールを用いたウエーハの加工方法により加工されるウエーハの平面図、図３は、実施形態に係る研削ホイールを分解して示す斜視図、図４は、実施形態に係る研削ホイールを用いたウエーハの加工方法の研削加工中の断面図、図５は、実施形態に係る研削ホイールを用いたウエーハの加工方法の仕上げ研削加工中の断面図である。

本実施形態に係るウエーハの加工方法は、図３に示された研削ホイール２２を用いて、図２に示すウエーハＷを加工するウエーハＷの加工方法（以下、単に加工方法と記す）である。

なお、本実施形態に係る加工方法により加工されるウエーハＷは、本実施形態ではシリコン、サファイア、ガリウムなどを母材とする円板状の半導体ウエーハや光デバイスウエーハである。ウエーハＷは、図２に示すように、表面Ｗａに複数のデバイスＤが形成されたデバイス領域Ｗ１と、デバイス領域Ｗ１を囲繞する外周余剰領域Ｗ２とを備えている。ウエーハＷは、表面Ｗａに保護テープＴが貼着され、保護テープＴを介して表面Ｗａ側が研削ホイール２２を備えた研削装置１の吸着テーブル１０に保持される。ウエーハＷは、研削装置１により裏面Ｗｂ（図１に示す）側から凹形状に研削されて、凹部ＷＲ（図１に示す）が形成される。

研削装置１は、ウエーハＷのデバイス領域Ｗ１の裏面を凹形状に研削し、凹部ＷＲを形成するものである。即ち、研削装置１は、ウエーハＷに所謂ＴＡＩＫＯ加工を施すものである。研削装置１は、図１に示すように、ウエーハＷを保持する吸着テーブル１０と、吸着テーブル１０に保持されたウエーハＷを研削する研削ユニット２０とを備えている。

吸着テーブル１０は、所謂ＴＡＩＫＯ加工用の吸着テーブルである。吸着テーブル１０は、表面を構成する部分がポーラスセラミック等から形成された円盤形状であり、図示しない真空吸引経路を介して図示しない真空吸引源と接続され、表面に載置されたウエーハＷを吸引することで保持する。なお、吸着テーブル１０は、回転駆動源（図示せず）により鉛直方向の軸心回りに回転自在に設けられている。

研削ユニット２０は、鉛直方向の軸心回りに回転されるスピンドル２１と、スピンドル２１の下端に装着された研削ホイール２２とで構成されている。

研削ホイール２２は、加工方法において使用するものであって、図３に示すように、円盤状の砥石基台２３と、複数の研削砥石２４とを具備している。砥石基台２３は、スピンドル２１の先端に設けられたフランジ部２５にボルト２６により取り付けられる。研削砥石２４は、砥石基台２３の一端面２３ａに円環状に装着されている。研削砥石２４は、砥石基台２３の一端面２３ａの外縁部に円環状に並べられている。複数の研削砥石２４の外周縁で囲む円の直径は、ウエーハＷの半径よりも小さく形成されている。

研削砥石２４は、砥粒とビトリファイドボンドなどのボンド剤で構成され、砥粒とビトリファイドボンドと結合剤とを混入することで構成される。研削砥石２４は、図４示すように、円環状の外周側の第一の砥石２４ａと、内周側の第二の砥石２４ｂとの少なくとも２層に形成されている。外周側の第一の砥石２４ａに含有する砥粒の粒径は、内周側の第二の砥石２４ｂに含有する砥粒の粒径よりも小さい。例えば、内周側の第二の砥石２４ｂに含有する砥粒は、主にウエーハＷを薄化する粗研削加工に用いられる砥粒であって、例えば、レジン又はビトリファイドボンド砥粒が用いられ、粒径が４０μｍ〜６０μｍ程度のものが用いられる。外周側の第一の砥石２４ａに含有する砥粒は、主にウエーハＷの研削痕を除去する仕上げ研削加工に用いられる砥粒であって、例えば、粒径が２μｍ〜２０μｍ程度のものが用いられる。

また、本実施形態では、第一の砥石２４ａと第二の砥石２４ｂとは、砥粒の粒径が異なる以外は、同一の組成で構成されている。即ち、第一の砥石２４ａと第二の砥石２４ｂとは、砥粒及びボンド剤の材料が等しくされ、混入される結合剤の量が等しくされて曲げ強度が等しく形成され、砥粒の集中度も等しく形成されている。

次に、研削装置１を用いた加工方法について説明する。研削装置１を用いた加工方法は、ウエーハＷのデバイス領域Ｗ１の裏面を研削ホイール２２を用いて凹形状に研削し、外周余剰領域Ｗ２の裏面にリング状の補強部ＷＳ（図１等に示す）を形成する方法である。なお、デバイス領域Ｗ１の裏面と外周余剰領域Ｗ２の裏面とで、ウエーハＷの裏面Ｗｂを構成している。研削装置１を用いた加工方法では、まず、ウエーハＷの表面Ｗａに貼着された保護テープＴを吸着テーブル１０の表面上に載置し、ウエーハＷの表面Ｗａ側を保護テープＴを介して吸着テーブル１０上に吸引保持する。そして、加工方法は、ウエーハＷの外周余剰領域Ｗ２の裏面の内周縁に対応する箇所と、ウエーハＷの中心とに研削ホイール２２の第一の砥石２４ａの外周縁を位置付けて、研削砥石２４をウエーハＷの裏面Ｗｂに押し当てる。そして、加工方法は、図示しない研削水供給部から研削水をウエーハＷに供給しながら、ウエーハＷを保持した吸着テーブル１０を軸心回りに回転させるとともに、研削ユニット２０を吸着テーブル１０と同じ向きに軸心回りに回転させる。加工方法は、研削装置１がウエーハＷのデバイス領域Ｗ１の裏面を研削して、デバイス領域Ｗ１の裏面を凹状に加工する。加工方法は、ウエーハＷの裏面Ｗｂに凹部ＷＲを形成するとともに、凹部ＷＲの外周に外周余剰領域Ｗ２に対応したリング状の補強部ＷＳを形成する。

この際、第二の砥石２４ｂは、主にウエーハＷのデバイス領域Ｗ１の裏面に粗研削加工を施し、第一の砥石２４ａは、ウエーハＷのデバイス領域Ｗ１の裏面を凹状に加工するとともに凹部ＷＲの内周面ＩＣ及び凹部ＷＲの底面ＢＲの外縁部を仕上げ研削加工する。このように、加工方法は、ウエーハＷの外周余剰領域Ｗ２の裏面を研削ホイール２２に研削させずに外周余剰領域Ｗ２を残して補強部ＷＳを形成する。

そして、ウエーハＷは、図５に示すように、凹部ＷＲの底面ＢＲの補強部ＷＳの内周面ＩＣよりも内周側の第一の砥石２４ａにより仕上げ研削加工が施されていない部分に、仕上げ砥石３０を用いた仕上げ研削加工を施される。その後、ウエーハＷは、スピンエッチング等で研削加工時の破砕層を取り除くストレスリリースが施される。

実施形態に係る研削ホイール２２及び加工方法によれば、外周側に仕上げ研削加工用の砥粒を含有させ、内周側に通常の粗研削加工用の砥粒を含有させた少なくとも２層構造の研削砥石２４を用いている。このために、研削ホイール２２及び加工方法によれば、リング状の補強部ＷＳの内周面ＩＣ及び凹部ＷＲの底面ＢＲの外縁部を外側の仕上げ研削加工用の砥粒により研削するので、補強部ＷＳの内周面ＩＣ及び凹部ＷＲの底面ＢＲに突発チッピングが発生することを抑制でき、補強部ＷＳの内周面ＩＣ及び凹部ＷＲの底面ＢＲの加工状態を良好にすることができる。したがって、研削ホイール２２及び加工方法によれば、凹部ＷＲの内周面ＩＣ及び底面ＢＲを後の工程におけるストレスリリースの際に良好な面状態とすることが可能となり、スピンエッチング等の際に凹部ＷＲの内周面ＩＣなどに凹凸が生じることを抑制できる。

また、研削ホイール２２及び加工方法によれば、研削砥石２４の内周側に通常の粗研削加工用の砥粒を含有させているので、加工スピードの過度な減少を抑えることができる。なお、前述した実施形態では、２層構造の研削砥石２４を用いているが、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で、研削砥石２４を３以上の層構造としてもよい。この際、各層が含有する砥粒の粒径を、外周側に向かうにしたがって小さくするのが望ましい。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

１０吸着テーブル
２２研削ホイール
２３砥石基台
２３ａ一端面
２４研削砥石
２４ａ第一の砥石
２４ｂ第二の砥石
Ｄデバイス
Ｗウエーハ
Ｗ１デバイス領域
Ｗ２外周余剰領域
Ｗａ表面
ＷＳ補強部

Claims

表面に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を囲繞する外周余剰領域とを備えたウエーハの該デバイス領域の裏面を凹形状に研削し、該外周余剰領域の裏面にリング状の補強部を形成するウエーハの加工方法において使用する研削ホイールであって、
円盤状の砥石基台と、該砥石基台の一端面に円環状に装着された複数の研削砥石とを具備し、
該研削砥石は、円環状の外周側の第一の砥石と内周側の第二の砥石と少なくとも２層に形成されており、該外周側の第一の砥石に含有する砥粒の粒径は、該内周側の該第二の砥石に含有する砥粒の粒径よりも小さい、ことを特徴とする研削ホイール。
表面に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を囲繞する外周余剰領域とを備えたウエーハの該デバイス領域の裏面を請求項１記載の研削ホイールを用いて凹形状に研削し、該外周余剰領域の裏面にリング状の補強部を形成するウエーハの加工方法であって、
ウエーハの表面側を吸着テーブルに保持し、ウエーハの該外周余剰領域の裏面の内周縁に対応する箇所に該研削ホイールの該第一の砥石の該外周縁を位置付けてウエーハの該デバイス領域の裏面を凹状に加工すること、を特徴とするウエーハの加工方法。