JP2018060912A - 加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】単一の切削装置で被加工物の切削とチップ研削との両方を行えるようにすること。【解決手段】ダイシングテープ（９７）を貼着した被加工物（Ｗ）をチャックテーブル（３）に載置し、第１の切削手段（５ａ）の切削ブレード（５２ａ）で被加工物のストリート（Ｗ１）に沿って個々のチップ（Ｃ）に分割する。分割した複数のチップの少なくとも１つを保護テープ（Ｔ）に貼着し、保護テープを介してチップをチャックテーブルに載置する。その後、第２の切削手段（５ｂ）の切削ブレード（５２ｂ）での裏面（Ｃｂ）側から所望の厚みが残存するように切り込みつつ加工送りを行う。これにより、チップが切削されて切削溝（Ｍ）が形成され、割り出し送り方向に切削溝が重なるように切削ブレードを移動させて切削を繰り返すことでチップを所望の厚みに薄化する。【選択図】図４

Description

本発明は、被加工物を個々のチップに分割してからチップの厚みを薄化する加工方法に関する。

半導体デバイス製造工程においては、ウェーハメーカにて所望の厚みに薄化されたシリコンウェーハ表面にデバイスを形成する。ウェーハメーカでは更に、デバイスを形成したシリコンウェーハを切削装置の切削ブレードによって切削し、個々のチップに分割して個片化している。ここで、例えば開発段階等においては、個片化後のチップを更に薄くしたいとの要求がある。かかる要求に対応するため、特許文献１に開示されるように、チップ及びリングフレームにテープを貼着してから研削装置でチップを薄化するよう研削する方法が考えられる。

特開２００１−３５１８９０号公報

ウェーハメーカにあっては、他社となる加工メーカによって薄化された状態のシリコンウェーハを入手し、デバイスを形成する工程を実施することが一般的である。従って、個片化後のチップを研削する要求を満たすべく、特許文献１の方法を採用した場合には、加工メーカに研削加工を外注したり、かかるチップの研削のためだけに研削装置を購入したりしており、いずれにしても経済的でないという問題があった。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、単一の切削装置で被加工物の切削とチップ研削との両方を行うことができる加工方法を提供することを目的の１つとする。

本発明の一態様の加工方法は、被加工物を保持するチャックテーブルと、先端に切削ブレードを装着するスピンドルとスピンドルを回転可能に保持するスピンドルハウジングとを備えた切削手段と、チャックテーブルと切削手段とを加工送り方向に相対移動させる加工送り手段と、チャックテーブルと切削手段とを加工送り方向に直交する割り出し送り方向に相対移動させる割り出し送り手段と、を備える切削装置を用い、スピンドルハウジングに切削ブレードを装着してチャックテーブルに保持した被加工物を加工する加工方法であって、裏面側に保護テープを貼着した被加工物をチャックテーブルに載置し、切削ブレードで被加工物の表面に形成されたストリートに沿って個々のチップに分割する分割ステップと、分割された複数のチップのうち少なくとも一つのチップの表面側を保護テープに貼着して、保護テープを介してチップをチャックテーブルに載置するチップ載置ステップと、切削ブレードでチップの裏面側から所望の厚みが残存するように切り込み加工送りを行って切削溝を形成し、割り出し送り方向に切削溝に重なるように切削ブレードを移動させて切削を行うことを繰り返し、チップを所望の厚みに薄化するチップ薄化ステップと、から構成されることを特徴とする。

この方法によれば、同じ切削装置のチャックテーブル上にて被加工物を切削して個片化し、更に個片化したチップの裏面を切削ブレードで薄化することができる。これにより、個片化後のチップを研削する加工を外注したり、薄化加工のためだけに研削装置を用意したりする必要がなくなり、製造コストや設備コストを抑制して経済的に有利なものとすることができる。

また、上記加工方法では、チップ薄化ステップで使用する切削ブレードに対してフラットドレスを行い、切削ブレードの先端形状をフラットにするフラットドレスステップを含み、フラットドレスステップは、チップ薄化ステップを実施前に行うとよい。

本発明によれば、切削ブレードでチップを所望の厚みに薄化するので、単一の切削装置で被加工物の切削とチップ研削との両方を行うことができる。

実施の形態に係る加工方法に用いる切削装置の一例を示す斜視図である。 分割ステップの説明図である。 チップ載置ステップの説明図である。 チップ薄化ステップの説明図である。 チップ薄化ステップの説明図である。 フラットドレスステップの説明図である。

以下、添付図面を参照して、本実施の形態に係る加工方法ついて説明する。図１は、実施の形態に係る加工方法に用いる切削装置の一例を示す斜視図である。なお、本実施の形態に係る加工方法で用いられる切削装置は、図１に示す構成に限定されるものでなく、本実施の形態と同様に被加工物を加工可能であれば、どのような加工装置でもよい。

図１に示すように、切削装置１は、切削ブレード５２ａ、５２ｂ（切削ブレード５２ｂは図４参照）を有する第１の切削手段５ａ及び第２の切削手段５ｂと被加工物Ｗを保持したチャックテーブル３とを相対移動させて被加工物Ｗを切削加工するように構成されている。被加工物Ｗは、ダイシングテープ（保護テープ）９７を介してリングフレーム９８に支持された状態で切削装置１に搬入される。なお、被加工物Ｗとしては、シリコン、ガリウム砒素等の半導体基板にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスが形成された半導体ウェーハや、セラミック、ガラス、サファイア系の無機材料基板にＬＥＤ等の光デバイスが形成された光デバイスウェーハを例示することができる。被加工物Ｗの表面は格子状のストリート（分割予定ライン）Ｗ１によって複数に区画されており、この区画された領域にデバイスが形成されている。

切削装置１の基台２の上面中央は、Ｘ軸方向に延在するように矩形状に開口されており、この開口を覆うように移動板３１及び防水カバー３２が設けられている。移動板３１上には、Ｚ軸回りに回転可能なチャックテーブル３が設けられている。防水カバー３２及び移動板３１の下方には、チャックテーブル３をＸ軸方向に移動させる加工送り手段（不図示）が設けられている。この加工送り手段によって、チャックテーブル３と切削手段５ａ、５ｂとが加工送り方向となるＸ軸方向に相対移動可能となる。チャックテーブル３の上面には被加工物Ｗを保持する保持面３３が形成されている。保持面３３の中央領域はポーラス３４による吸引領域になっている。

チャックテーブル３の周囲には、被加工物Ｗの周囲のリングフレーム９８を挟持固定する４つのクランプ部３６が設けられている。また、チャックテーブル３の近辺にはサブチャックテーブル４０が設けられており、サブチャックテーブル４０には切削ブレード５２ｂ（図４参照）の先端のフラットドレスに使用されるドレッサーボード４１が吸引保持されている。

基台２の上面には、Ｘ軸方向に延在する開口を跨ぐように立設した門型の柱部２１が設けられている。門型の柱部２１には、チャックテーブル３に対して切削手段５ａ、５ｂを相対的に移動させる割り出し送り手段６及び切り込み送り手段７が設けられている。

割り出し送り手段６は、加工送り方向に直交する割り出し送り方向（Ｙ軸方向）に第１の切削手段５ａ及び第２の切削手段５ｂを移動させ、これにより、チャックテーブル３と切削手段５ａ、５ｂとが相対的にＹ軸方向に移動される。切り込み送り手段７は、保持面３３に対して垂直な切り込み送り方向（Ｚ軸方向）に第１の切削手段５ａ及び第２の切削手段５ｂを移動させる。割り出し送り手段６は、柱部２１の前面に対してＹ軸方向に平行な一対のガイドレール６１と、一対のガイドレール６１にスライド可能に設置されたモータ駆動の一対のＹ軸テーブル６２とを有している。また、切り込み送り手段７は、各Ｙ軸テーブル６２の前面に配置されたＺ軸方向に平行な一対のガイドレール７１と、このガイドレール７１にスライド可能に設置されたモータ駆動のＺ軸テーブル７２とを有している。

各Ｚ軸テーブル７２の下部には、被加工物Ｗを切削する切削手段５ａ、５ｂが設けられている。また、各Ｙ軸テーブル６２の背面側には、図示しないナット部が形成され、これらナット部にボールネジ６３が螺合されている。また、各Ｚ軸テーブル７２の背面側には、図示しないナット部が形成され、これらナット部にボールネジ７３が螺合されている。Ｙ軸テーブル６２用のボールネジ６３、Ｚ軸テーブル７２用のボールネジ７３の一端部には、それぞれ駆動モータ６４、７４が連結されている。これら駆動モータ６４、７４によりボールネジ６３、７３が回転駆動されることで、切削手段５ａ、５ｂがガイドレール６１、７１に沿ってＹ軸方向及びＺ軸方向に移動される。

第１の切削手段５ａ及び第２の切削手段５ｂは、先端に切削ブレード５２ａ、５２ｂを装着するスピンドル５１ａ、５１ｂ（図２及び図４参照）と、スピンドル５１ａ、５１ｂを回転可能に保持するスピンドルハウジング５３ａ、５３ｂとを備えている。スピンドルハウジング５３ａ、５３ｂには被加工物Ｗの上面を撮像する撮像手段５５が設けられており、撮像手段５５の撮像画像に基づいて被加工物Ｗに対して切削ブレード５２がアライメントされる。また、各切削手段５ａ、５ｂは、切削ブレード５２ａ、５２ｂの加工部分に切削水を噴射する噴射ノズル（不図示）を備えている。

第１の切削手段５ａの切削ブレード５２ａと、第２の切削手段５ｂの切削ブレード５２ｂとは、ブレード厚が異なっており、第１の切削手段５ａの切削ブレード５２ａに比べ、第２の切削手段５ｂの切削ブレード５２ｂの方が大きい厚みとなっている。第１の切削手段５ａの切削ブレード５２ａは後述する分割ステップで被加工物Ｗを切削し、第２の切削手段５ｂの切削ブレード５２ｂは後述するチップ薄化ステップでチップの裏面を研削して薄厚化する。各切削ブレード５２ａ、５２ｂは、例えば、ダイヤモンド等の砥粒をボンド剤で結合（焼結）して円板状に形成されている。

続いて、被加工物の加工方法について、図２乃至図５を参照して説明する。図２は、分割ステップの説明図、図３は、チップ載置ステップの説明図、図４及び図５は、チップ薄化ステップの説明図である。なお、上記の各図に示すステップは、あくまでも一例に過ぎず、この構成に限定されるものではない。本実施の形態の切削装置による加工方法では、被加工物を個々のチップに分割して形成し、そのチップを切削ブレードで所望の厚みに薄化する。

まず、図２に示すように、分割ステップを実施する。分割ステップでは、最初に、被加工物Ｗの裏面側とリングフレーム９８とにダイシングテープ９７を貼着し、被加工物Ｗをリングフレーム９８で支持する。そして、ダイシングテープ９７が貼着された状態の被加工物Ｗをチャックテーブル３上に載置して吸着保持してから、被加工物Ｗの表面に形成されたストリートＷ１を検出する。この検出結果に基づき、第１の切削手段５ａの切削ブレード５２ａをストリートＷ１に沿って位置付ける。そして、切削ブレード５２ａの下端がダイシングテープ９７の厚み方向中間に達するように位置付けてから、高速回転する切削ブレード５２ａと、被加工物ＷとをストリートＷ１の延在方向に相対移動する。これにより、被加工物Ｗがフルカットで切削加工され、被加工物Ｗが全てのストリートＷ１に沿って個々のチップＣに分割される。

分割ステップを実施した後に、図３に示すように、チップ載置ステップを実施する。チップ載置ステップでは、分割ステップで分割して形成された複数のチップＣのうち、少なくとも一つのチップＣをピックアップコレット（不図示）等で吸着してダイシングテープ９７から剥離する。その一方、上記リングフレーム９８とは別のリングフレームＦを外周側に貼着した保護テープＴを用意しておく。そして、ダイシングテープ９７から剥離したチップＣの表面Ｃａ側を保護テープＴに加圧して貼着し、チップＣの裏面Ｃｂが上向きとして表出した状態とする。チップＣが貼着された保護テープＴはチャックテーブル３に載置する（図４参照）。

チップ載置ステップを実施した後に、図４に示すように、チップＣを所望の厚みに薄化するチップ薄化ステップを実施する。チップ薄化ステップでは、チップＣの外周より加工送り方向外側に第２の切削手段５ｂの切削ブレード５２ｂを位置付ける。そして、切削ブレード５２ｂの下端がチップＣの裏面Ｃｂより低くなり、所望の厚みに対応する高さ位置に位置付けてから、高速回転する切削ブレード５２ｂと、チップＣとを加工送り方向に相対移動（加工送り）を行う。これにより、チップＣが裏面Ｃｂ側から切削ブレード５２ｂで切り込まれて切削溝Ｍが形成され、チップＣの裏面Ｃｂ側から所望の厚みが残存するようになる。１つのチップＣに対して切削溝Ｍは複数形成され、具体的には以下に述べるように形成される。

図５Ａ〜図５Ｃは、チップを薄化する過程を示す説明図であり、各図の上段に平面図、下段に断面図を示す。先ず、図５Ａに示すように、１本目の切削溝となる第１切削溝Ｍ１を形成する場合、チップＣの裏面Ｃｂにおいて加工送り方向に延びる外縁からはみ出るように切削ブレード５２ｂの割り出し送り方向の位置を位置付ける。この位置付け後、切削ブレード５２ｂの加工送りを行ってチップＣを切り込み、第１切削溝Ｍ１を切削して形成する。

図５Ｂに示すように、第１切削溝Ｍ１を形成した状態から、２本目の切削溝となる第２切削溝Ｍ２を形成するため、切削ブレード５２ｂを割り出し送り方向に移動して位置付ける。この割り出し送り方向の移動量となるインデックス量Ｌは、切削ブレード５２ｂの厚みより小さく設定される。従って、切削ブレード５２ｂが第１切削溝Ｍ１と割り出し送り方向に重なるようになり、この状態で切削ブレード５２ｂを加工送りして第２切削溝Ｍ２を切削して形成する。図５Ｂでは、第１切削溝Ｍ１と第２切削溝Ｍ２とが重なる領域を図中網掛け表示し、例えば、切削ブレード５２ｂの厚みを０．５ｍｍとした場合、割り出し送り方向のインデックス量を０．３ｍｍとし、第１切削溝Ｍ１と第２切削溝Ｍ２とが重なる領域の幅が０．２ｍｍになる。

第２切削溝Ｍ２の形成後、図５Ｃに示すように、３本目の切削溝となる第３切削溝Ｍ３を形成する場合も、切削ブレード５２ｂを同一のインデックス量Ｌで割り出し送りして切削する。このように切削ブレード５２ｂによる切削溝の形成を繰り返し、チップＣの裏面Ｃｂ全てに対して切削溝を切削形成すると、チップＣの裏面Ｃｂが平坦になってチップＣを所望の厚みに薄化することができる。

ここで、チップ薄化ステップを実施する前に、第２の切削手段５ｂの切削ブレード５２ｂに対してフラットドレスを行うフラットドレスステップを実施してもよい。図６は、フラットドレスステップの説明図である。図６に示すように、フラットドレスステップは、ドレッサーボード４１と切削ブレード５２ｂとが切削方向と直交する水平方向に相対移動されることで、切削ブレード５２ｂの先端形状がフラットに整形される。

以上のように、上記実施の形態の加工方法によれば、単一の切削装置１にて第１の切削手段５ａの切削ブレード５２ａで被加工物Ｗを個々のチップＣに分割でき、且つ、第２の切削手段５ｂの切削ブレード５２ｂでチップＣを研削するように薄化することができる。つまり、他の装置を追加せずに同じ切削装置１で被加工物Ｗの切削とチップＣの薄化加工との両方を行うことができ、切削装置に加えて研削装置を利用する場合に比べ、設備上の経済的負担を軽減することができる。また、チップＣの薄化を外注する場合に比べ、チップＣの輸送や梱包等の労力を含む加工コストを削減できる上、チップＣに分割した直後に薄化を実施できるので、加工時間の短縮を図ることができる。

また、フラットドレスステップを実施する場合には、第２の切削手段５ｂの切削ブレード５２ｂの先端形状を随時フラットに修正して加工を行えるので、薄化加工の加工精度を良好に維持することができる。ここで、薄化加工としては、ホイール基台の外周に砥粒を電着した円盤状の平研削砥石を用いることが考えられるが、この場合、ホイール基台に対して砥粒が１〜２層程度となるので、ドレスできない、或いは、ドレスすると平研削砥石の交換頻度が極めて多くなる。これに対し、上記実施の形態では、切削ブレード５２ｂで薄化加工するので、フラットドレスし得る回数を多く確保でき、交換等に要する消耗品のコストや作業負担を軽減することができる。

なお、本発明の実施の形態は上記の各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の趣旨を逸脱しない範囲において様々に変更、置換、変形されてもよい。さらには、技術の進歩又は派生する別技術によって、本発明の技術的思想を別の仕方で実現することができれば、その方法を用いて実施されてもよい。したがって、特許請求の範囲は、本発明の技術的思想の範囲内に含まれ得る全ての実施態様をカバーしている。

上記実施の形態では、切削手段５ａ、５ｂを２台としたが、更に増設したり１台にしたりしてもよい。１台とした場合には、単一の切削ブレードで被加工物Ｗの分割と、チップＣの裏面Ｃｂの薄化が行われ、分割における切削溝の幅と、チップ薄化ステップでの切削溝Ｍの幅とが同一に形成される。

また、上記実施の形態では、１つのチップに切削溝を複数形成して薄化したが、チップのサイズが小さい場合には切削を繰り返さずに１本の切削溝によって薄化してもよい。

以上説明したように、本発明は、単一の切削装置で被加工物の切削とチップ研削との両方を行うことができるという効果を有し、被加工物から個片化したチップを低コストで薄化する加工を行う場合に有用である。

１ 切削装置
３ チャックテーブル
５ａ 第１の切削手段
５１ａ スピンドル
５２ａ 切削ブレード
５３ａ スピンドルハウジング
５ｂ 第２の切削手段
５１ｂ スピンドル
５２ｂ 切削ブレード
５３ｂ スピンドルハウジング
６ 割り出し送り手段
９７ ダイシングテープ（保護テープ）
Ｃ チップ
Ｃａ 表面
Ｃｂ 裏面
Ｍ 切削溝
Ｍ１ 第１切削溝（切削溝）
Ｍ２ 第２切削溝（切削溝）
Ｍ３ 第３切削溝（切削溝）
Ｔ 保護テープ
Ｗ 被加工物
Ｗ１ ストリート

Claims (2)

1. 被加工物を保持するチャックテーブルと、先端に切削ブレードを装着するスピンドルと該スピンドルを回転可能に保持するスピンドルハウジングとを備えた切削手段と、該チャックテーブルと該切削手段とを加工送り方向に相対移動させる加工送り手段と、該チャックテーブルと該切削手段とを該加工送り方向に直交する割り出し送り方向に相対移動させる割り出し送り手段と、を備える切削装置を用い、該スピンドルハウジングに切削ブレードを装着して該チャックテーブルに保持した被加工物を加工する加工方法であって、
   裏面側に保護テープを貼着した被加工物を該チャックテーブルに載置し、切削ブレードで被加工物の表面に形成されたストリートに沿って個々のチップに分割する分割ステップと、
   分割された複数のチップのうち少なくとも一つのチップの表面側を保護テープに貼着して、該保護テープを介して該チップを該チャックテーブルに載置するチップ載置ステップと、
   切削ブレードで該チップの裏面側から所望の厚みが残存するように切り込み加工送りを行って切削溝を形成し、割り出し送り方向に該切削溝に重なるように該切削ブレードを移動させて切削を行うことを繰り返し、該チップを所望の厚みに薄化するチップ薄化ステップと、
   から構成される加工方法。
2. 該チップ薄化ステップで使用する切削ブレードに対してフラットドレスを行い、該切削ブレードの先端形状をフラットにするフラットドレスステップを含み、
   該フラットドレスステップは、該チップ薄化ステップを実施前に行うこと、を特徴とする請求項１記載の加工方法。
   

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