JP2019062148A - 保護部材の加工方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】樹脂製の保護部材を適切に加工できる新たな保護部材の加工方法を提供する。【解決手段】ウェーハを保持するための保持面を有するチャックテーブルと、環状に配置された複数の研削砥石を有する研削ホイールを回転させる研削ユニットと、を備える研削装置を用いてウェーハに貼付された保護部材を加工する保護部材の加工方法であって、樹脂を含む材料で形成される基材と、基材の一方の面に設けられた粘着材層と、を有する保護部材の粘着材層側をウェーハの表面に貼付する保護部材貼付工程と、粘着材層に達しない深さの複数の溝を基材の他方の面側に形成する溝形成工程と、ウェーハの裏面側を保持面で保持し、保護部材に液体を供給しながら、研削ホイールを回転させて、保護部材の基材の他方の面側に研削砥石を接触させることで、基材の厚みが薄くなるように保護部材を加工する保護部材加工工程と、を含む。【選択図】図5
Description
本発明は、ウェーハに貼付された保護部材を加工する保護部材の加工方法に関する。
携帯電話機やパーソナルコンピュータに代表される電子機器では、集積回路等のデバイスを含むデバイスチップが必須の構成要素になっている。デバイスチップは、例えば、シリコン等の半導体材料でなるウェーハの表面側を複数の分割予定ライン(ストリート)で区画し、各領域にデバイスを形成した後、この分割予定ラインに沿ってウェーハを分割することで得られる。
近年では、デバイスチップの小型化、軽量化等の目的で、分割前のウェーハを薄く加工する機会が増えている。例えば、結合材に砥粒を分散させてなる複数の研削砥石が固定された円盤状の工具を回転させて、この研削砥石をウェーハの裏面に接触させることで、ウェーハを裏面側から研削して薄くできる。
上述のような方法でウェーハの裏面側を研削する際には、保護テープ等と呼ばれる樹脂製の保護部材をウェーハの表面に貼付して、この保護テープの露出する面側をチャックテーブル等で保持することが多い。これにより、研削の際に加わる負荷等によって、ウェーハの表面に形成されているデバイスが破損するのを防止できる。
ところで、樹脂製の保護部材は、必ずしも均一な厚みに形成されておらず、この保護部材を単にウェーハの表面に貼付するだけでは、研削によって薄くした後のウェーハの厚みがばらつき易い。そこで、ウェーハを研削する前に、保護部材の露出する面を研削し、ウェーハの裏面に対して保護部材の露出する面を概ね平行かつ平坦に加工する技術が提案されている(例えば、特許文献1、2参照)。
しかしながら、上述のような研削砥石で樹脂製の保護部材を研削すると、研削時に発生する屑(研削屑)等によって研削砥石が目詰まりし易い。研削砥石が目詰まりすると、加工の際の負荷が増大して保護部材を適切に加工できなくなってしまう。
本発明はかかる問題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、樹脂製の保護部材を適切に加工できる新たな保護部材の加工方法を提供することである。
本発明の一態様によれば、ウェーハを保持するための保持面を有するチャックテーブルと、環状に配置された複数の研削砥石を有する研削ホイールを回転させる研削ユニットと、を備える研削装置を用いて該ウェーハに貼付された保護部材を加工する保護部材の加工方法であって、樹脂を含む材料で形成される基材と、該基材の一方の面に設けられた粘着材層と、を有する保護部材の該粘着材層側を該ウェーハの表面に貼付する保護部材貼付工程と、該粘着材層に達しない深さの複数の溝を該基材の他方の面側に形成する溝形成工程と、該ウェーハの裏面側を該保持面で保持し、該研削ホイールを回転させて、該保護部材の該基材の他方の面側に該研削砥石を接触させることで、該基材の厚みが薄くなるように該保護部材を加工する保護部材加工工程と、を含み、該保護部材加工工程では、該チャックテーブルを回転させることなく、該保護部材に液体を供給しながら、該チャックテーブルと該研削ホイールとを該研削ホイールの回転軸に対して垂直な方向に相対的に移動させて該保護部材を加工することを特徴とする保護部材の加工方法が提供される。
上述した本発明の一態様に係る溝形成工程では、回転させた環状の切削ブレードを該保護部材の該基材に切り込ませることで、該粘着材層に達しない深さの複数の溝を該基材の他方の面側に形成しても良い。
また、上述した本発明の一態様に係る溝形成工程では、レーザービームを該基材に照射することで、該粘着材層に達しない深さの複数の溝を該基材の他方の面側に形成しても良い。
本発明の一態様に係る保護部材の加工方法では、保護部材の基材の他方の面側に複数の溝を形成した後に、液体を供給しながら研削砥石を接触させて保護部材を加工するので、この複数の溝に溜まる液体によって、保護部材や研削砥石を適切に冷却し、研削砥石の目詰まりを抑制しながら保護部材を加工できる。また、基材に複数の溝を形成することで、研削砥石を基材に切り込ませ易くなって、保護部材を効率良く加工できる。このように、本発明の一態様に係る保護部材の加工方法によれば、樹脂製の保護部材を適切に加工できる。
添付図面を参照して、本発明の一態様に係る実施形態について説明する。本実施形態に係る保護部材の加工方法は、保護部材貼付工程(図1(B)参照)、溝形成工程(図2参照)、及び保護部材加工工程(図5参照)を含む。保護部材貼付工程では、樹脂等の材料で構成される保護部材をウェーハの表面側に貼付する。溝形成工程では、保護部材の基材に複数の溝を形成する。保護部材加工工程では、ウェーハに貼付されている保護部材を加工して薄くする。以下、本実施形態に係る保護部材の加工方法について詳述する。
図1(A)は、本実施形態で使用されるウェーハ11の構成例を模式的に示す斜視図である。図1(A)に示すように、ウェーハ11は、例えば、シリコン(Si)等の半導体材料を用いて円盤状に形成されている。このウェーハ11の表面11a側は、交差する複数の分割予定ライン(ストリート)13によって複数の領域に区画されており、各領域には、IC(Integrated Circuit)等のデバイス15が形成されている。
なお、本実施形態では、シリコン等の半導体材料でなる円盤状のウェーハ11を用いるが、ウェーハ11の材質、形状、構造、大きさ等に制限はない。例えば、セラミックス、樹脂、金属等の材料でなる基板をウェーハ11として用いることもできる。同様に、デバイス15の種類、数量、大きさ、配置等にも制限はない。また、デバイス15が形成されていない基板等をウェーハ11としても良い。
本実施形態に係る保護部材の加工方法では、まず、上述したウェーハ11の表面11a側に保護部材を貼付する保護部材貼付工程を行う。図1(B)は、保護部材貼付工程について説明するための斜視図である。保護部材21は、例えば、ウェーハ11と概ね同等の径を持つ円形に形成されており、樹脂を含む材料で構成されるフィルム状(平板状)の基材23と、所定の粘着力を示し基材23の一方の面に設けられる粘着材層25と、を有している。
そのため、図1(B)に示すように、この保護部材21の粘着材層25側をウェーハ11の表面11a側に密着させることで、ウェーハ11の表面11a側に保護部材21を貼付できる。ウェーハ11の表面11a側に保護部材21を貼付することで、後にウェーハ11の裏面11b側を研削する際の負荷や衝撃等を緩和して、ウェーハ11の表面11a側に形成されているデバイス15等を保護できる。
保護部材貼付工程の後には、保護部材21の基材23の他方の面側(粘着材層25の反対側)に複数の溝を形成する溝形成工程を行う。図2は、溝形成工程について説明するための一部断面側面図である。図2に示すように、本実施形態に係る溝形成工程は、切削装置1を用いて行われる。
切削装置1は、保護部材21が貼付されたウェーハ11を吸引、保持するためのチャックテーブル3を備えている。チャックテーブル3は、モータ等の回転駆動源(不図示)に連結されており、鉛直方向に概ね平行な回転軸の周りに回転する。また、チャックテーブル3の下方には、加工送り機構(不図示)が設けられており、チャックテーブル3は、この加工送り機構によって加工送り方向(水平な第1方向)に移動する。
チャックテーブル3の上面の一部は、ウェーハ11の裏面11b側を吸引、保持する保持面3aとなっている。保持面3aは、チャックテーブル3の内部に形成された吸引路(不図示)等を介して吸引源(不図示)に接続されている。吸引源の負圧を保持面3aに作用させることで、ウェーハ11は、チャックテーブル3に吸引、保持される。
チャックテーブル3の上方には、保護部材21を切削するための切削ユニット5が配置されている。切削ユニット5は、水平方向に概ね平行な回転軸となるスピンドル7を備えている。スピンドル7の一端側には、環状の切削ブレード9が装着されている。スピンドル7の他端側にはモータ等の回転駆動源(不図示)が連結されており、スピンドル7に装着された切削ブレード9は、この回転駆動源から伝わる力によって回転する。
切削ユニット5は、昇降機構(不図示)及び割り出し送り機構(不図示)に支持されており、昇降機構によって鉛直方向に移動(昇降)し、割り出し送り機構によって加工送り方向に垂直な割り出し送り方向(水平な第2方向)に移動する。
この切削装置1を用いて保護部材21に複数の溝を形成する際には、まず、ウェーハ11の裏面11b側をチャックテーブル3の保持面3aに接触させて、吸引源の負圧を作用させる。これにより、ウェーハ11の裏面11b側がチャックテーブル3によって保持され、保護部材21の他方の面側が上方に露出する。
次に、チャックテーブル3を回転させて、保護部材21に設定される任意の加工予定ラインを切削装置1の加工送り方向に対して平行にする。更に、チャックテーブル3と切削ユニット5とを相対的に移動させて、切削ブレード9を、任意の加工予定ラインの延長線上に合わせる。
その後、回転させた切削ブレード9の下端を、保護部材21の他方の面より低く、一方の面より高い位置まで下降させて、チャックテーブル3を加工送り方向に移動させる。これにより、切削ブレード9を基材23の他方の面側に切り込ませて、対象の加工予定ラインに沿う溝23aを形成できる。
なお、上述の動作は、保護部材21に設定される全ての加工予定ラインに沿って溝が形成されるまで繰り返し行われる。溝23aの深さや幅、形状、間隔(数量)等の条件に特段の制限はないが、例えば、厚みが30μm程度の基材23を10μm程度まで薄くする場合には、深さが5μm〜15μm、代表的には10μmで、幅が0.1mm〜0.3mm、代表的には0.2mmの直線状の溝を、0.5mm〜2.0mm、代表的には1.0mmの間隔で形成すると良い。
溝形成工程の後には、ウェーハ11に貼付されている保護部材21を加工する保護部材加工工程を行う。図3は、保護部材加工工程で使用される研削装置2の構成例を模式的に示す斜視図である。図3に示すように、研削装置2は、各構成要素が搭載される基台4を備えている。基台4の後端には、上方に延びる支持構造6が設けられている。
基台4の上面には、X軸方向(前後方向)に長い開口4aが形成されている。この開口4a内には、ボールネジ式のX軸移動機構8と、X軸移動機構8の一部を覆う防塵防滴カバー10とが配置されている。X軸移動機構8は、X軸移動テーブル8aを備えており、このX軸移動テーブル8aをX軸方向に移動させる。開口4aの前方には、加工の条件等を入力するための操作パネル12が設置されている。
X軸移動テーブル8a上には、保護部材21が貼付されたウェーハ11を保持するためのチャックテーブル14が設けられている。チャックテーブル14の上面の一部は、ウェーハ11を吸引、保持するための保持面14aになっている。
保持面14aは、概ね平坦に形成されており、チャックテーブル14の内部に形成された吸引路(不図示)等を介して吸引源(不図示)に接続されている。この保持面14aにウェーハ11を載せて、吸引源の負圧を作用させることで、ウェーハ11をチャックテーブル14によって吸引、保持できる。
チャックテーブル14は、上述したX軸移動機構8によって、X軸移動テーブル8aとともにX軸方向に移動する。また、チャックテーブル14は、モータ等の回転駆動源(不図示)に連結されていても良い。この場合には、例えば、Z軸方向(鉛直方向)に対して概ね平行な回転軸の周りにチャックテーブル14を回転させることができる。
支持構造6の前面には、Z軸移動機構16が設けられている。Z軸移動機構16は、Z軸方向に概ね平行な一対のZ軸ガイドレール18を備えており、このZ軸ガイドレール18には、Z軸移動プレート20がスライド可能に取り付けられている。Z軸移動プレート20の後面側(裏面側)には、ナット部(不図示)が設けられており、このナット部には、Z軸ガイドレール18に概ね平行なZ軸ボールネジ22が螺合されている。
Z軸ボールネジ22の一端部には、Z軸パルスモータ24が連結されている。Z軸パルスモータ24でZ軸ボールネジ22を回転させることにより、Z軸移動プレート20はZ軸ガイドレール18に沿ってZ軸方向に移動する。Z軸移動プレート20の前面(表面)には、前方に突出する支持具26が設けられている。
支持具26には、ウェーハ11に貼付されている保護部材21を加工するための研削ユニット(加工ユニット)28が支持されている。研削ユニット28は、支持具26に固定されるスピンドルハウジング30を含む。スピンドルハウジング30には、回転軸となるスピンドル32が回転可能な状態で収容されている。
スピンドル32の下端部(先端部)は、スピンドルハウジング30の外部に露出している。このスピンドル32の下端部には、円盤状のホイールマウント34が設けられている。ホイールマウント34の下面には、ホイールマウント34と概ね同径に構成された円盤状の研削ホイール36がボルト等で固定されている。
図4は、研削ホイール36の構造を模式的に示す斜視図である。図4に示すように、本実施形態に係る研削ホイール36は、ステンレス、アルミニウム等でなる円盤状(円環状)のホイール基台38を備えている。ホイール基台38は、互いに概ね平行な上面38aと下面38bとを有し、その中央には、基台38を上面38aから下面38bまで貫通する概ね円形の開口38cが形成されている。また、ホイール基台38の下面38bには、純水等の液体(加工液)を下方に供給するための複数の供給口38dが設けられている。
上述した研削装置2に研削ホイール36を装着する際には、ホイールマウント34の下面にホイール基台38の上面38aを密着させて、このホイール基台38をボルト等でホイールマウント34に固定する。すなわち、ホイール基台38の上面38aは、研削装置2のホイールマウント34に接する固定端面となる。一方で、ホイール基台38の下面38bは、研削装置2に固定されない自由端面である。
ホイール基台38の下面38bには、樹脂や金属等の結合材にダイヤモンドやCBN(Cubic Boron Nitride)等の砥粒を分散させてなる複数の研削砥石40が環状に配置、固定されている。研削砥石40を構成する結合材の種類(材質)や、砥粒の材質、大きさ、形状等に特段の制限はないが、本実施形態では、ダイヤモンドの砥粒をニッケル(めっき)の結合材で固定した研削砥石40を用いる。
図5は、保護部材加工工程について説明するための平面図である。保護部材加工工程では、まず、ウェーハ11の裏面11b側を上述したチャックテーブル14の保持面14aに接触させて、この保持面14aに吸引源の負圧を作用させる。これにより、ウェーハ11は、表面11a側に貼付された保護部材21の基材23が上方に露出するように、チャックテーブル14によって吸引、保持される。
チャックテーブル14でウェーハ11を吸引、保持した後には、研削ホイール36を所定の方向に所定の回転数で回転させる。併せて、研削砥石40の底面40bの高さが、保護部材21の基材23の他方の面(上面)よりも低くなるように研削ホイール36を下降させる。一方で、チャックテーブル14は回転させない。
そして、複数の供給口38d等から液体(加工液)を供給しながら、研削砥石40が保護部材21の基材23に接触するように、チャックテーブル14をX軸方向(すなわち、研削ホイール36の回転軸に対して垂直な方向)に移動させる。研削ホイール36の回転数は、例えば、4000rpm程度であり、液体の供給量は、例えば、3.0L/min〜7.0L/min程度であり、チャックテーブル14のX軸方向への移動速度は、例えば、0.1mm/s〜0.5mm/s程度である。ただし、加工の条件は、これらに限定されない。
これにより、図5に示すように、研削砥石40によって保護部材21の基材23の他方の面側を削り取るように加工して薄くできる。例えば、ウェーハ11の裏面11bに対して保護部材21の基材23の露出する面が概ね平行かつ平坦になった段階で、保護部材加工工程を終了する。
上述のように、本実施形態では、保護部材21を加工する前に、基材23の他方の面側に複数の溝23aを形成している。そのため、保護部材加工工程で供給される液体が複数の溝23aに溜まり易くなって、保護部材21や研削砥石40の冷却を促進できる。また、複数の溝23aにより研削砥石40を基材23に切り込ませ易くなって、保護部材21(基材23)を効率良く(効果的に)加工できる。
また、本実施形態では、チャックテーブル14と研削ホイール36とを研削ホイール36の回転軸に対して垂直な方向に相対的に移動させている。これにより、研削砥石40を保護部材21の基材23に切り込ませるように作用させて、保護部材21(基材23)を効率良く(効果的に)加工できる。
保護部材加工工程の後には、例えば、ウェーハ11の裏面11b側を研削する研削工程等を行うと良い。なお、この場合には、上述した研削装置2及び研削ホイール36を用いてウェーハ11を研削することもできるし、別の研削装置や研削ホイールを用いてウェーハ11を研削しても良い。
本実施形態に係る保護部材の加工方法では、保護部材21を適切に加工できるので、この保護部材21側をチャックテーブル等で保持してウェーハ11の裏面11b側を研削することで、厚みのばらつきを抑制しながらウェーハ11を薄くできる。すなわち、本実施形態に係る保護部材の加工方法をウェーハの加工方法(研削方法)に組み込むことで、ウェーハ11の加工精度を高められる。
以上のように、本実施形態に係る保護部材の加工方法では、保護部材21の基材23の他方の面側に複数の溝23aを形成した後に、液体を供給しながら研削砥石40を接触させて保護部材21を加工するので、この複数の溝23aに溜まる液体によって、保護部材21や研削砥石40を適切に冷却し、研削砥石40の目詰まりを抑制しながら保護部材21を加工できる。また、基材23に複数の溝23aを形成することで、研削砥石40を基材23に切り込ませ易くなって、保護部材21を効率良く加工できる。このように、本実施形態に係る保護部材の加工方法によれば、樹脂製の保護部材21を適切に加工できる。
なお、本発明は、上記実施形態の記載に制限されず種々変更して実施可能である。例えば、上記実施形態では、ダイヤモンドの砥粒をニッケルの結合材で固定した研削砥石40を用いているが、金属炭化物等でなる超硬刃を研削砥石40として用いることもできる。すなわち、研削砥石40には、必ずしも砥粒が分散されていなくて良い。
また、上記実施形態では、回転させた環状の切削ブレード9を保護部材21の基材23に切り込ませる方法で、粘着材層に達しない深さの複数の溝23aを基材23の他方の面側に形成しているが、例えば、レーザービームを基材23に照射する方法で、複数の溝23aを形成することもできる。なお、この場合には、基材23に吸収され易い波長のレーザービームを用いると良い。
その他、上記実施形態に係る構造、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。
11 ウェーハ
11a 表面
11b 裏面
13 分割予定ライン(ストリート)
15 デバイス
21 保護部材
23 基材
25 粘着材層
1 切削装置
3 チャックテーブル
3a 保持面
5 切削ユニット
7 スピンドル
9 切削ブレード
2 研削装置
4 基台
6 支持構造
8 X軸移動機構
8a X軸移動テーブル
10 防塵防滴カバー
12 操作パネル
14 チャックテーブル
14a 保持面
16 Z軸移動機構
18 Z軸ガイドレール
20 Z軸移動プレート
22 Z軸ボールネジ
24 Z軸パルスモータ
26 支持具
28 研削ユニット(加工ユニット)
30 スピンドルハウジング
32 スピンドル
34 ホイールマウント
36 研削ホイール
38 ホイール基台
38a 上面
38b 下面
38c 開口
38d 供給口
40 研削砥石
11a 表面
11b 裏面
13 分割予定ライン(ストリート)
15 デバイス
21 保護部材
23 基材
25 粘着材層
1 切削装置
3 チャックテーブル
3a 保持面
5 切削ユニット
7 スピンドル
9 切削ブレード
2 研削装置
4 基台
6 支持構造
8 X軸移動機構
8a X軸移動テーブル
10 防塵防滴カバー
12 操作パネル
14 チャックテーブル
14a 保持面
16 Z軸移動機構
18 Z軸ガイドレール
20 Z軸移動プレート
22 Z軸ボールネジ
24 Z軸パルスモータ
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28 研削ユニット(加工ユニット)
30 スピンドルハウジング
32 スピンドル
34 ホイールマウント
36 研削ホイール
38 ホイール基台
38a 上面
38b 下面
38c 開口
38d 供給口
40 研削砥石
Claims (3)
- ウェーハを保持するための保持面を有するチャックテーブルと、環状に配置された複数の研削砥石を有する研削ホイールを回転させる研削ユニットと、を備える研削装置を用いて該ウェーハに貼付された保護部材を加工する保護部材の加工方法であって、
樹脂を含む材料で形成される基材と、該基材の一方の面に設けられた粘着材層と、を有する保護部材の該粘着材層側を該ウェーハの表面に貼付する保護部材貼付工程と、
該粘着材層に達しない深さの複数の溝を該基材の他方の面側に形成する溝形成工程と、
該ウェーハの裏面側を該保持面で保持し、該研削ホイールを回転させて、該保護部材の該基材の他方の面側に該研削砥石を接触させることで、該基材の厚みが薄くなるように該保護部材を加工する保護部材加工工程と、を含み、
該保護部材加工工程では、該チャックテーブルを回転させることなく、該保護部材に液体を供給しながら、該チャックテーブルと該研削ホイールとを該研削ホイールの回転軸に対して垂直な方向に相対的に移動させて該保護部材を加工することを特徴とする保護部材の加工方法。 - 溝形成工程では、回転させた環状の切削ブレードを該保護部材の該基材に切り込ませることで、該粘着材層に達しない深さの複数の溝を該基材の他方の面側に形成することを特徴とする請求項1に記載の保護部材の加工方法。
- 溝形成工程では、レーザービームを該基材に照射することで、該粘着材層に達しない深さの複数の溝を該基材の他方の面側に形成することを特徴とする請求項1に記載の保護部材の加工方法。
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