JP2022047397A - 原始ウエーハの加工方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】原始ウエーハを効率よく加工することができる原始ウエーハの加工方法を提供する。【解決手段】被加工物を保持する保持面63を備えた回転可能なチャックテーブル61に原始ウエーハ10を保持し、保持面63に対向して研削砥石46を環状に配設した研削ホイール45を回転可能に備えた研削手段4をチャックテーブル61に接近させ、チャックテーブル61に保持された原始ウエーハ10の回転中心を研削砥石46が通過するように研削ホイール45を回転させて原始ウエーハ10の一方の面10aを研削する第一の研削工程と、チャックテーブル61と研削手段4とを保持面63と平行な方向に相対的に移動させ研削砥石46を一方の面10aの外周角部10cに位置付け、研削砥石46で原始ウエーハ10の一方の面10aの外周に面取り加工を施す第一の面取り加工工程と、を含む原始ウエーハの加工方法。【選択図】図4
Description
本発明は、インゴットから生成された原始ウエーハを加工する原始ウエーハの加工方法に関する。
IC、LSI等の複数のデバイスが分割予定ラインによって区画されシリコン基板の上面に形成されたウエーハは、ダイシング装置、レーザー加工装置によって個々のデバイスチップに分割され、携帯電話、パソコン等の電気機器に利用される。
また、デバイスが表面に形成される前のいわゆる原始ウエーハは、内周刃、ワイヤーソー等を備えた切断装置によってSi等のインゴットが1mm程度の厚みにスライスされて生成される(例えば特許文献1を参照)。そして、インゴットから生成された原始ウエーハの両面を研削加工し、その後、専用の治具を使用して外周角部に面取り加工を施すことで、上面にデバイスを形成するのに好適な状態に加工される。
従来技術における原始ウエーハの加工方法では、その表面にデバイスが形成される状態となるまでに、研削加工を実施し、その後、専用の装置や治具を使用して面取り加工等の複数の工程を経る必要があるため、生産性が悪いという問題がある。
本発明は、上記事実に鑑みなされたものであり、その主たる技術課題は、原始ウエーハを効率よく加工することができる原始ウエーハの加工方法を提供することにある。
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、インゴットから生成された原始ウエーハを加工する原始ウエーハの加工方法であって、被加工物を保持する保持面を備えた回転可能なチャックテーブルに原始ウエーハを保持する原始ウエーハ保持工程と、該保持面に対向して研削砥石を環状に配設した研削ホイールを回転可能に備えた研削手段を該チャックテーブルに接近させ、該チャックテーブルに保持された原始ウエーハの回転中心を該研削砥石が通過するように該研削ホイールを回転させて原始ウエーハの一方の面を研削する第一の研削工程と、該チャックテーブルと該研削手段とを該保持面と平行な方向に相対的に移動させ該研削砥石を一方の面の外周角部の上方に位置付ける第一の外周位置付け工程と、該研削砥石で原始ウエーハの一方の面の外周に面取り加工を施す第一の面取り加工工程と、を含み構成され、該第一の面取り加工工程は、該チャックテーブルと該研削手段とを相対的に傾け、該原始ウエーハの一方の面の外周に該研削砥石を位置付けると共に、該チャックテーブルに接近させて研削して該一方の面に面取り部を形成する原始ウエーハの加工方法が提供される。
また、研削済みの一方の面を該チャックテーブルに保持し、該チャックテーブルに保持された原始ウエーハの回転中心を該研削砥石が通過するように該研削ホイールを回転させて原始ウエーハの他方の面を研削する第二の研削工程と、該チャックテーブルと該研削手段とを該保持面と平行な方向に相対的に移動させ該研削砥石を他方の面の外周角部の上方に位置付ける第二の外周位置付け工程と、該研削砥石で原始ウエーハの他方の面の外周に面取り加工を施す第二の面取り加工工程と、を含み構成され、該第二の面取り加工工程は、該チャックテーブルと該研削手段とを相対的に傾け、該原始ウエーハの他方の面の外周に該研削砥石を位置付けると共に、該チャックテーブルに接近させて研削して他方の面に面取り部を形成することもできる。
本発明の原始ウエーハの加工方法は、インゴットから生成された原始ウエーハを加工する原始ウエーハの加工方法であって、被加工物を保持する保持面を備えた回転可能なチャックテーブルに原始ウエーハを保持する原始ウエーハ保持工程と、該保持面に対向して研削砥石を環状に配設した研削ホイールを回転可能に備えた研削手段を該チャックテーブルに接近させ、該チャックテーブルに保持された原始ウエーハの回転中心を該研削砥石が通過するように該研削ホイールを回転させて原始ウエーハの一方の面を研削する第一の研削工程と、該チャックテーブルと該研削手段とを該保持面と平行な方向に相対的に移動させ該研削砥石を一方の面の外周角部の上方に位置付ける第一の外周位置付け工程と、該研削砥石で原始ウエーハの一方の面の外周に面取り加工を施す第一の面取り加工工程と、を含み構成され、該第一の面取り加工工程は、該チャックテーブルと該研削手段とを相対的に傾け、該原始ウエーハの一方の面の外周に該研削砥石を位置付けると共に、該チャックテーブルに接近させて研削して該一方の面に面取り部を形成することから、原始ウエーハの一方の面を研削する第一の研削工程と一方の面の外周に面取り加工を実施する第一の面取り加工工程とを、加工装置や治具を変えることなく、連続した工程で実施することができ、生産性が向上する。
以下、本発明に基づいて構成される原始ウエーハの加工方法に係る実施形態について添付図面を参照しながら、詳細に説明する。
図1には、本実施形態の原始ウエーハの加工方法を実施するのに好適な研削装置1の全体斜視図が示されている。図1に示す研削装置1は、略直方体形状の装置ハウジング2と、装置ハウジング2の後端部側に立設された直立壁3と、被加工物を研削する研削手段4と、被加工物を保持するチャックテーブル機構6と、を備えている。
チャックテーブル機構6は、図示されたように円板形状の吸着チャック61a及び吸着チャック61aを囲繞する枠体61bを備え図示しない回転駆動源によって回転可能に構成されたチャックテーブル61と、チャックテーブル61を上方に突出させると共にチャックテーブル61の周囲をカバーする矩形状のカバー板62と、カバー板62の図中矢印Y1で示す方向側に接続される第一蛇腹体64aと、カバー板62の図中矢印Y2で示す方向側に接続される第二蛇腹体64bとを備えている。吸着チャック61aは通気性を有するポーラス部材で形成されており、図示しない吸引源に接続され、該吸引源を作動させることで、吸着チャック61aの保持面63に負圧が供給されて、保持面63上に載置される被加工物を吸引保持することができる。なお、図1に示すY軸方向は、X軸方向に直交する方向であり、平常時の保持面63は、図1に示すX軸方向、及びY軸方向で規定される面であり、X軸方向、Y軸方向により規定される平面は実質上水平である。
カバー板62は、上板部62aと、下板部62bと、図示を省略するリフト機構とを備え、該リフト機構を作動することにより、図中右下方側に示すように、上板部62aにおける図中Y2側の辺が上昇して下板部62bから離反し、図中Y1側に向けて傾くようにすることができる。上板部62aと下板部62bとの間には、第三蛇腹体64cが配設されており、研削手段4によって加工が施される際の研削水が研削装置1の装置ハウジング2の内部に進入することを防止する。
装置ハウジング2の内部には、チャックテーブル機構6を、Y軸方向に移動させる移動手段(図示は省略する)が収容されている。該移動手段を作動させることにより、チャックテーブル機構6を、未加工の被加工物をチャックテーブル61上に載置する図中手前側(矢印Y1で示す方向)の搬出入領域と、チャックテーブル61に保持された被加工物に対して研削手段4により研削加工が施される図中奥側(矢印Y2で示す方向)の加工領域との間で移動させることができる。
研削手段4は、直立壁3の前面に配設された移動基台4aに装着されており、移動基台4aは、後面側で装置ハウジング2の直立壁3に配設された一対の案内レール31、31と係合し、案内レール31、31に対して図中Z軸方向(上下方向)に摺動可能に装着されている。
研削手段4は、移動基台4aと一体に形成された支持部4bに支持されたスピンドルハウジング42と、スピンドルハウジング42に回転可能に保持された回転スピンドル43と、回転スピンドル43の回転駆動手段として配設された電動モータ41と、を備えている。回転スピンドル43の下端部は、スピンドルハウジング42の下端側に突出しており、その下端部にはホイールマウント44が配設されている。ホイールマウント44の下面には研削ホイール45が装着され、研削ホイール45の下面には、研削ホイール45の直下の加工領域にチャックテーブル61が位置付けられた際に、チャックテーブル61の保持面63に対向するように複数の研削砥石46が環状に配設されている。図示を省略する研削水供給手段から供給される研削水Lは、回転スピンドル43の上端部43aから導入され、回転スピンドル43内の通路を介して研削ホイール45の下端面の中央から加工領域に供給される。
図1に示す研削装置1は、研削手段4を上記一対の案内レール31、31に沿ってZ軸方向(チャックテーブル61の保持面63と垂直な方向)に移動させる研削送り手段7を備えている。この研削送り手段7は、直立壁3の前面側に配設され上下方向に延びる雄ねじロッド71と、雄ねじロッド71を回転駆動するための駆動源としてのパルスモータ72とを備えている。この雄ねじロッド71は、その上端部及び下端部が直立壁3に回転自在に支持され、雄ねじロッド71の上側端部にパルスモータ72の出力軸が連結されている。移動基台4aの後面には、ねじ連結部(図示は省略する)が形成されており、該連結部には上下方向に延びる雌ねじ穴が形成されており、この雌ねじ穴に上記雄ねじロッド71が螺合させられる。このようなねじ機構からなる研削送り手段7は、パルスモータ72を正転させて移動基台4aと共に研削手段4を下降させ、パルスモータ72を逆転させて移動基台4aと共に研削手段4を上昇させることができる。
研削装置1は、図示を省略する制御手段を備え、該制御手段には、研削手段4、研削送り手段7、該移動手段(図示は省略)等が接続され、任意の制御プログラムに基づいて各手段が精密に制御される。
図1に示す研削装置1は、概ね上記したとおりの構成を備えており、以下に、研削装置1を使用して実施される本実施形態の原始ウエーハの加工方法について説明する。
図2には、本実施形態の被加工物である、シリコン(Si)の原始ウエーハ10が示されている。原始ウエーハ10は、例えば、円柱状の単結晶インゴット(図示は省略する)をスライスすることにより約1mmの厚みで切り出された直径が約100mmの円形板状のウエーハであって、表面、裏面いずれにもデバイス等が形成されていないウエーハである。
本実施形態の原始ウエーハの加工方法を実施するに際し、前記搬出入領域に位置付けられたチャックテーブル61の保持面63に対し、図2に示すように、原始ウエーハ10の一方の面10aを上方に向け、他方の面10bを下方に向けて載置して保持する(原始ウエーハ保持工程)。この際、原始ウエーハ10は、原始ウエーハ10の中心と、チャックテーブル61の中心とが一致するように載置され、図示を省略する吸引源を作動して保持面63に負圧を供給することでチャックテーブル61の保持面63に吸引保持される。なお、本実施形態の原始ウエーハ10は、該インゴットから切り出された後、表面、裏面のいずれにも加工が施されておらず、表面、裏面の区別がない状態であるが、説明の都合上、最初に加工が施される面を「一方の面」と称し、その反対側の面を「他方の面」と称する。
上記した原始ウエーハ保持工程を実施したならば、該移動手段を作動して、図3に示すように、チャックテーブル61を前記加工領域に移動する。次いで、研削送り手段7を作動して、研削手段4をチャックテーブル61に接近させて、研削手段4の電動モータ41を作動して研削ホイール45を矢印R1で示す方向に例えば6000rpmで回転させると共に、チャックテーブル61を矢印R2で示す方向に例えば300rpmの回転速度で回転させる。さらに、チャックテーブル61に保持された原始ウエーハ10の回転中心Oを研削砥石46が通過するように研削ホイール45を位置付け、研削送り手段7を作動して研削手段4を矢印R3で示す方向に例えば1.0μm/秒の下降速度で原始ウエーハ10の一方の面10aに当接させて原始ウエーハ10の一方の面10aを所定の量だけ研削する(第一の研削工程)。なお、該第一の研削工程を実施する際には、図示を省略する厚み検出手段を用いて、研削する量を検出しながら実施することが好ましい。
上記した第一の研削工程を実施したならば、研削送り手段7を作動して研削手段4を一旦上昇させ、チャックテーブル61に原始ウエーハ10を吸引保持した状態で、チャックテーブル61と研削手段4とをチャックテーブル61の保持面63と平行な方向に相対的に移動させ(本実施形態においては、チャックテーブル61を図1に矢印Y1で示す方向に移動させる)、研削砥石46を一方の面10aの外周角部10cの上方に位置付ける(第一の外周位置付け工程)。
該第一の外周位置付け工程を実施したならば、研削砥石46で原始ウエーハ10の一方の面10aの外周角部10cに面取り加工を施す第一の面取り加工工程を実施する。該第一の面取り加工工程を実施するに際し、図4(a)に矢印R4で示すように、カバーテーブル62を構成する該リフト機構(図示は省略されている)を作動してカバーテーブル62の上板部62aの矢印Y2側を上昇させて、矢印Y1側に傾ける。その後、研削砥石46をチャックテーブル61に接近するように矢印R3で示す方向に下降させながら、図4(b)に示すように、チャックテーブル61に保持された原始ウエーハ10の外周角部10cに当接させて、外周角部10cを研削する。これにより、一方の面10aの外周角部10cに対し、チャックテーブル61の傾きに対応する傾斜角度の面取り部11を形成する(第一の面取り加工工程)。
本実施形態の第一の面取り加工工程は、前記した第一の研削工程に連続して実施され、研削手段4の研削ホイール45、及びチャックテーブル61は、前記した第一の研削工程時の回転が維持されたまま実施される。しかし、本発明はこれに限定されず、第一の研削工程から第一の面取り加工工程に移行する際に、研削ホイール45とチャックテーブル61の回転を一旦停止してもよい。また、本実施形態により形成される面取り部11は、図4(b)に示すように、断面が直線状となるテーパー面で形成されているが、第一の面取り加工工程を実施する際のカバーテーブル62の上板部62aの傾斜角度を制御する該リフト機構、研削手段4の研削送り機構7、及びチャックテーブル61をY軸方向で移動させる該移動手段とを調整することにより、断面が曲線となる面取り部11を形成することも可能である。
上記した原始ウエーハの加工方法によれば、原始ウエーハ10の一方の面10aを研削する第一の研削工程と一方の面10aの外周に面取り加工を実施する第一の面取り加工工程とを加工装置や治具を変えることなく、連続した工程で実施することができ、生産性が向上する。
本実施形態の原始ウエーハの加工方法によれば、上記した第一の研削工程、第一の面取り加工工程を実施した後、以下に説明する、第二の研削工程、及び第二の面取り加工工程を実施することもできる。
上記した、第一の研削工程、及び第一の面取り加工工程を実施したならば、該リフト機構を作動して、カバーテーブル62の上板部62aの傾斜角度を、X軸方向及びY軸方向で規定される水平面と平行となる状態に戻し、チャックテーブル61の該移動手段を作動して、チャックテーブル61を搬出入領域に移動して、チャックテーブル61に負圧を供給する該吸引源を停止する。次いで、原始ウエーハ10をチャックテーブル61から外して表裏を反転し、原始ウエーハ10の他方の面10bを上方に向け一方の面10aを下方に向けて、チャックテーブル61の中心と原始ウエーハ10の中心とが一致するようにチャックテーブル61の保持面63上に載置し、該吸引源を作動して原始ウエーハ10をチャックテーブル61に吸引保持する(表裏の違いを除き、図2を参照しながら説明した工程と同様の工程である)。
次いで、該移動手段を作動して、チャックテーブル61を図1に矢印Y2で示す方向の加工領域に移動し、研削送り手段7を作動して、研削手段4をチャックテーブル61に接近させて、図5に示すように、チャックテーブル61に保持された原始ウエーハ10の中心Oを研削砥石46が通過するように研削ホイール45を位置付ける。そして、研削手段4の電動モータ41を作動して研削ホイール45を矢印R1で示す方向に例えば6000rpmで回転させると共に、チャックテーブル61を矢印R2で示す方向に例えば300rpmの回転速度で回転させ、さらに、前記した研削送り手段7を作動して、研削手段4を矢印R3で示す方向に例えば1.0μm/秒の下降速度で原始ウエーハ10の他方の面10bに当接させて原始ウエーハ10の他方の面10bを所定の量だけ研削する(第二の研削工程)。
上記した第二の研削工程を実施したならば、研削送り手段7を作動して研削手段4を一旦上昇させ、チャックテーブル61によって原始ウエーハ10を吸引保持した状態で、チャックテーブル61と研削手段4とをチャックテーブル61の保持面63と平行な方向に相対的に移動させ(本実施形態においては、チャックテーブル61を図1に矢印Y1で示す方向に移動させている)、研削砥石46を他方の面10bの外周角部10dの上方に位置付ける(第二の外周位置付け工程)。
該第二の外周位置付け工程を実施したならば、研削砥石46で原始ウエーハ10の他方の面10bの外周角部10dに面取り加工を施す第二の面取り加工工程を実施する。該第二の面取り加工工程を実施するに際しては、第一の面取り加工工程と同様に、図6(a)に示すように、カバーテーブル62を構成する該リフト機構(図示は省略されている)を作動し、矢印R4で示すようにカバーテーブル62の上板部62aの矢印Y2側を上昇させて、チャックテーブル61を矢印Y1側に傾ける。その後、研削砥石46をチャックテーブル61に接近するように矢印R3で示す方向に下降させながらチャックテーブル61に保持された原始ウエーハ10の外周角部10dに当接させて、図6(b)に示すように外周角部10dを研削して、他方の面10bの外周角部10dにチャックテーブル61の傾きに対応する傾斜角度の面取り部12を形成する(第二の面取り加工工程)。
本実施形態の第二の面取り加工工程は、前記した第二の研削工程に連続して実施され、研削手段4の研削ホイール45と、チャックテーブル61とは、前記した第二の研削工程時の回転が維持されたまま実施される。しかし、本発明はこれに限定されず、第二の研削工程から第二の面取り加工工程に移行する際に、研削ホイール45とチャックテーブル61の回転を一旦停止してもよい。また、本実施形態により形成される面取り部12は、図6(b)に示すように、断面が直線状となるテーパー面で形成されているが、上記した第一の面取り加工工程の欄で説明したように、断面が曲線状となるように形成することも可能である。
上記した原始ウエーハの加工方法によれば、原始ウエーハ10の他方の面10bを研削する第二の研削工程と他方の面10bの外周に面取り加工を実施する第二の面取り加工工程とを加工装置や治具を変えることなく、連続した工程で実施することができ、生産性が向上する。
上記した実施形態では、チャックテーブル61と研削手段4とを相対的に傾ける手段として、テーブル機構6側にカバーテーブル62の上板部62aを傾斜させるリフト機構を配設し、該リフト機構を作動してチャックテーブル61を傾けたが、本発明はこれに限定されず、例えば、研削手段4の移動基台4a側に該リフト機構を配設し、移動基台4aの角度を変更して研削ホイール45のチャックテーブル61に対する角度を変更できるように構成して、チャックテーブル61と研削手段4とを相対的に傾けるようにすることも可能である。
1:研削装置
2:装置ハウジング
3:直立壁
31:案内レール
4:研削手段
4a:移動基台
4b:支持部
41:電動モータ
42:スピンドルハウジング
43:回転スピンドル
44:ホイールマウント
45:研削ホイール
46:研削砥石
6:テーブル機構
61:チャックテーブル
61a:吸着チャック
61b:枠体
62:カバーテーブル
62a:上板部
62b:下板部
63:保持面
64a:第一蛇腹部
64b:第二蛇腹部
64c:第三蛇腹部
7:研削送り手段
71:雄ねじロッド
72:パルスモータ
10:原始ウエーハ
10a:一方の面
10b:他方の面
10c:外周角部
10d:外周角部
11、12:面取り部
2:装置ハウジング
3:直立壁
31:案内レール
4:研削手段
4a:移動基台
4b:支持部
41:電動モータ
42:スピンドルハウジング
43:回転スピンドル
44:ホイールマウント
45:研削ホイール
46:研削砥石
6:テーブル機構
61:チャックテーブル
61a:吸着チャック
61b:枠体
62:カバーテーブル
62a:上板部
62b:下板部
63:保持面
64a:第一蛇腹部
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64c:第三蛇腹部
7:研削送り手段
71:雄ねじロッド
72:パルスモータ
10:原始ウエーハ
10a:一方の面
10b:他方の面
10c:外周角部
10d:外周角部
11、12:面取り部
Claims (2)
- インゴットから生成された原始ウエーハを加工する原始ウエーハの加工方法であって、
被加工物を保持する保持面を備えた回転可能なチャックテーブルに原始ウエーハを保持する原始ウエーハ保持工程と、
該保持面に対向して研削砥石を環状に配設した研削ホイールを回転可能に備えた研削手段を該チャックテーブルに接近させ、該チャックテーブルに保持された原始ウエーハの回転中心を該研削砥石が通過するように該研削ホイールを回転させて原始ウエーハの一方の面を研削する第一の研削工程と、
該チャックテーブルと該研削手段とを該保持面と平行な方向に相対的に移動させ該研削砥石を一方の面の外周角部の上方に位置付ける第一の外周位置付け工程と、
該研削砥石で原始ウエーハの一方の面の外周に面取り加工を施す第一の面取り加工工程と、を含み構成され、
該第一の面取り加工工程は、該チャックテーブルと該研削手段とを相対的に傾け、該原始ウエーハの一方の面の外周に該研削砥石を位置付けると共に、該チャックテーブルに接近させて研削して該一方の面に面取り部を形成する原始ウエーハの加工方法。 - 研削済みの一方の面を該チャックテーブルに保持し、該チャックテーブルに保持された原始ウエーハの回転中心を該研削砥石が通過するように該研削ホイールを回転させて原始ウエーハの他方の面を研削する第二の研削工程と、
該チャックテーブルと該研削手段とを該保持面と平行な方向に相対的に移動させ該研削砥石を他方の面の外周角部の上方に位置付ける第二の外周位置付け工程と、
該研削砥石で原始ウエーハの他方の面の外周に面取り加工を施す第二の面取り加工工程と、を含み構成され、
該第二の面取り加工工程は、該チャックテーブルと該研削手段とを相対的に傾け、該原始ウエーハの他方の面の外周に該研削砥石を位置付けると共に、該チャックテーブルに接近させて研削して他方の面に面取り部を形成する請求項1に記載の原始ウエーハの加工方法。
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