JP2024066612A - ウエーハの加工方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】積層ウエーハの外周部の切削にて2枚のウエーハの貼り合わせ面が剥離することを防止できるようにすること。【解決手段】本発明は、第1ウエーハ(W1)と第2ウエーハ(W2)とが積層された積層ウエーハ(W)の外周部を切削する積層ウエーハの加工方法である。第1切削ブレード(32)を第1ウエーハの外周部に位置付け、第2ウエーハとの貼り合わせ面(W3)に至らない第1深さ(M11)に第1切削溝(M1)を形成する第1切削ステップと、第1切削ブレードより幅が小さい第2切削ブレード(42)を第1切削溝より内側に位置付け、第2ウエーハに至る第2深さ(M21)まで切り込ませて第2切削溝(M2)を形成する第2切削ステップと、第1切削ブレードを第2切削溝の内縁と接触しない位置に位置付け、第2ウエーハに至る深さに切り込ませて第2切削溝より外周側を切削する第3切削ステップとを備えている。【選択図】図5
Description
本発明は、積層ウエーハの外周部を切削するウエーハの加工方法に関する。
近年、電気機器の薄型化や小型化に伴い、ウエーハが薄く研削仕上げされることが要求されている。また従来、ウエーハの外周縁には、製造工程中における割れや発塵防止のために面取り加工が施されている。このため、ウエーハが例えば100μm以下の厚さまで研削仕上げされると、面取りされたウエーハの外周縁がナイフエッジ状になり、外周側から欠けが生じてウエーハが破損するという問題があった。この問題を解決するために、ウエーハの薄化後にナイフエッジになりうる面取り部を、研削加工に先立ってウエーハの外周縁から除去(トリミング)する方法が提案されている(例えば、特許文献1、2参照)。
特許文献1に記載のトリミング加工では、厚みが異なる2つの切削ブレードを用いている。特許文献1のトリミング加工にあっては、裏面に保護テープが貼着されたウエーハがチャックテーブル上に保持された後、先ず、厚みが小さい方の切削ブレードでウエーハの外周縁より内側が表面側から切り込まれる。そして、チャックテーブルが回転されることで、厚みが小さい方の切削ブレードによりウエーハの外周縁より内側が切削されて環状の切削溝が形成される。その後、厚みが大きい方の切削ブレードで切削溝より外側となるウエーハの外周縁を含む面取り部分が除去される。
トリミング加工にて、ウエーハの外周縁の表面側は、目標の仕上げ厚みよりも深く除去される。トリミング加工後の研削加工では、ウエーハが裏面側から研削されて目標の仕上げ厚さまで研削される。このため、研削後のウエーハの外周縁にナイフエッジが残ることがなく、研削加工でのウエーハの外周縁におけるクラックの発生が防止されている。
特許文献1では、厚みが小さい方の切削ブレードでウエーハを切削する加工において、環状に切削溝を形成する際の切削負荷が高くなる。このため、トリミング加工するウエーハに対し、保護テープに代えて板状のウエーハ(ガラス基板等)を貼り合わせて積層ウエーハとした場合、加工中において、切削溝の形成部分にチッピングが発生する可能性がある。その結果、積層ウエーハにおけるチッピングの発生箇所から2枚のウエーハの貼り合わせ面に切削水が侵入して剥離し易くなる、という問題がある。
ここで、特許文献2では、粗加工ステップ及び仕上げ加工ステップを順に行ってウエーハのトリミング加工を行っており、粗加工ステップにて目標の仕上げ厚みまで切削している。このため、上述した積層ウエーハを加工する場合には、粗加工ステップの加工深さが2枚のウエーハの貼り合わせ面に達し、貼り合わせ面の周辺にチッピングが発生することとなる。よって、特許文献2においても、積層ウエーハにおける2枚のウエーハの貼り合わせ面に切削水が侵入して剥離し易くなる、という問題がある。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、積層ウエーハの外周部の切削にて2枚のウエーハの貼り合わせ面が剥離することを防止できるウエーハの加工方法を提供することを目的の一つとする。
本発明の一態様のウエーハの加工方法は、第1ウエーハと第2ウエーハとが積層された積層ウエーハの外周部を切削する積層ウエーハの加工方法であって、積層ウエーハの第2ウエーハ側を保持テーブルで保持する保持ステップと、第1切削ブレードを第1ウエーハの外周部に位置付けて、第2ウエーハとの貼り合わせ面に至らない第1深さに切り込み、保持テーブルを少なくとも一回転させることで第1切削溝を形成する第1切削ステップと、第1切削ステップの後、第1切削ブレードより幅が小さい第2切削ブレードを第1ウエーハの第1切削溝より内側に位置付けて、第2ウエーハに至る第2深さまで切り込ませ、保持テーブルを少なくとも一回転させることで第2切削溝を形成する第2切削ステップと、第2切削ステップの後に、第2切削ブレード以外の切削ブレードを、第1ウエーハの第2切削溝の内縁と接触しない位置に位置付け、第2ウエーハに至る深さに切り込ませて、保持テーブルを少なくとも一回転させることで、第2切削溝より外周側を第2ウエーハに至る深さに切削する第3切削ステップと、を備えることを特徴とする。
この構成によれば、第1切削溝を形成した後、第1切削溝の内縁に第2切削ブレードの一方の面が接触する状態として第2ウエーハに至る第2深さまで第2切削溝を切削することができる。よって、第2切削溝の切削において、仮に第1切削溝を形成しない状態で第2ウエーハに至る第2切削溝を切削する場合に比べ、切削負荷を低下させることができる。これにより、積層ウエーハにおける第2切削溝の形成部分にチッピングが発生することを回避でき、2枚のウエーハの貼り合わせ面に切削水が侵入して剥離することを防止することができる。また、第1切削溝の第1深さは貼り合わせ面に至らず、更には、第3切削ステップは切削ブレードが第2切削溝の内縁に非接触となるので、貼り合わせ面でのチッピングを発生しないようにして2枚のウエーハの剥離を防止することができる。
本発明によれば、第1から第3切削ステップを行うことによって、積層ウエーハの外周部の切削にて2枚のウエーハの貼り合わせ面が剥離することを防止することができる。
以下、添付図面を参照して、本実施の形態のウエーハの加工方法について説明する。本実施の形態におけるウエーハの加工方法は、保持ステップ、第1切削ステップ、第2切削ステップ、第3切削ステップの順に実施される。図1は、実施の形態における保持ステップの説明図である。図2は、実施の形態における第1切削ステップの説明図である。図3は、実施の形態における第2切削ステップの説明図である。図4は、実施の形態における第3切削ステップの説明図である。ここでは、一対の切削ブレードを備えた切削装置(図2参照)を用いる場合を例示するが、この構成に限定されない。本発明は、切削ブレードを用いて第1ウエーハの外周部にトリミング加工を施す切削装置であれば、どのような切削装置にも適用可能である。
本実施の形態では、図1に示す積層ウエーハWが加工される。ここで、積層ウエーハWは、図1中上側に位置する第1ウエーハW1と、下側に位置する第2ウエーハW2とが積層されて構成される。
第1ウエーハW1は、円板形状をしたウエーハであり、シリコン、シリコンタンタル酸リチウム(LT)、ニオブ酸リチウム(LN)により構成することが例示できる。第1ウエーハW1の表面W11(図1中下面)には、格子状に複数配列されるストリートや該複数のストリートによって区画された領域に設けられるデバイス(何れも不図示)がパターンとして形成される。第1ウエーハW1の外周は、表面W11から裏面W12(図1中上面)に渡り、断面視で概略半円弧状となる面取り部W13が形成されている。面取り部W13によって、第1ウエーハW1の製造工程中における割れや発塵防止を図ることができる。
第2ウエーハW2は、第1ウエーハW1と同一径の円板形状に形成され、特に材質は限定されず、ガラス、セラミックス等の無機材料基板、シリコン等の半導体基板、ステンレス等の金属基板で形成されてもよい。積層ウエーハWは、第2ウエーハW2の図1中上面全面に接着層を介して第1ウエーハW1の表面W11が貼り合わせられる。ここで、接着層により貼り合わされる第1ウエーハW1及び第2ウエーハW2の各相対面を貼り合わせ面として符号W3を付す。第2ウエーハW2を円板となる支持基板とすることで、第1ウエーハW1をテープで支持した積層構造に比べて第1ウエーハW1の研削後の厚みのばらつきを小さくできる。また、本実施の形態の加工方法においては、第1ウエーハW1の面取り部を除去する事が目的であり、第2ウエーハW2は、面取り部を除去するトリミング加工、またはトリミング加工とその後の研削加工とにおいて、一時的に第1ウエーハW1を保持するキャリア基板である。
本実施の形態の加工方法において、先ず、図1に示すように、保持ステップが実施される。保持ステップでは、切削装置における保持テーブル2の回転軸(Z軸)に積層ウエーハWの中心が一致するように保持される。
保持テーブル2は、吸引源に接続される多孔質部材(何れも不図示)を上面側に有し、該多孔質部材の上面は積層ウエーハWを保持する保持面2aとなる。保持テーブル2は保持面2aに略垂直な軸の周りに回転可能に設けられる。
保持ステップでは、保持テーブル2の保持面2a上に積層ウエーハWが載せられる。そして、保持テーブル2における多孔質部材の孔を通して吸引源により生じた負圧が積層ウエーハWにおける第2ウエーハW2の下面に作用し、積層ウエーハWが第2ウエーハW2側で保持テーブル2に吸引保持される。
保持ステップの実施後、図2に示すように、第1切削ステップが実施される。第1切削ステップでは、第1切削ユニット3により、積層ウエーハWにおける第1ウエーハW1の外周部に第1切削溝M1が形成される。
第1切削ユニット3は、回転可能に支持されたスピンドル31の先端に装着される第1切削ブレード32を有する。第1切削ユニット3は、切削加工時にスピンドル31を回転させることで、第1切削ブレード32を回転させ、第1切削ブレード32による切削部分には噴射ノズル(不図示)から切削水が噴射される。第1切削ブレード32は、ダイアモンド等の砥粒をレジンボンドで固めて円形にしたレジンブレードとすることが例示できる。
第1切削ステップでは、先ず、保持テーブル2と第1切削ユニット3とを移動させ、第1ウエーハW1の外周部における第1切削溝M1の形成予定位置の上方に第1切削ブレード32を位置付ける。その後、スピンドル31の回転により第1切削ブレード32を回転させつつ、第1切削ブレード32を下降させて第1ウエーハW1の外周部が切り込まれる。このとき、第1切削ブレード32の下降量は、図5Aに示すように、第1切削溝M1の上下幅となる第1深さM11に設定される。該第1深さM11は、第1切削溝M1の底部が第1ウエーハW1と第2ウエーハW2との貼り合わせ面W3に至らない深さとされ、言い換えると、第1ウエーハW1の厚みより小さくなる。
第1切削ブレード32の下降によって第1深さM11に切り込んだ状態で、保持テーブル2を少なくとも一回転させることにより、第1切削ブレード32による切削が進行されて第1切削溝M1が形成される。第1切削溝M1は、第1ウエーハW1の外周より内側にて該外周と平行となる上から見て環状に形成され、また、第1切削ブレード32の幅に応じた溝幅に切削されて形成される。第1切削溝M1の形成後、第1切削ブレード32を上昇させて、第1切削ステップを終了させる。第1切削溝M1が第1ウエーハW1の外周に至る幅に形成されていてもよい。
第1切削ステップの実施後、図3に示すように、第2切削ステップが実施される。第2切削ステップでは、第2切削ユニット4により、積層ウエーハWにおける第1切削溝M1の内側に連なって第2切削溝M2が形成される。
第2切削ユニット4は、第1切削ユニット3と対向するよう配置される。第2切削ユニット4は、回転可能に支持されたスピンドル41の先端に装着される第2切削ブレード42を有する。第2切削ユニット4は、切削加工時にスピンドル41を回転させることで、第2切削ブレード42を回転させ、第2切削ブレード42による切削部分にも噴射ノズル(不図示)から切削水が噴射される。第2切削ブレード42は、第1切削ブレード32と同様の素材により構成されつつ、第1切削ブレード32より幅が小さく形成され、特に限定されるものでないが、例えば、第2切削ブレード42の幅は第1切削ブレード32の幅の1/10程度とされる。
第2切削ステップでは、第2切削ユニット4を移動させ、第1ウエーハW1における第1切削溝M1より内側の第2切削溝M2の形成予定位置の上方に第2切削ブレード42を位置付ける。該第2切削溝M2の形成予定位置は、第1ウエーハW1の径方向にて、第2切削溝M2の内縁が、第2切削ブレード42の幅の範囲内で第1切削溝M1の内縁より内側に形成される。
第2切削ブレード42の位置付け後、スピンドル41の回転により第2切削ブレード42を回転させつつ、第2切削ブレード42を下降させて第1切削溝M1の内縁の形成部分が切り込まれる。このとき、第2切削ブレード42の下降量は、図5Bに示すように、第2切削溝M2の上下幅となる第2深さM21に設定される。該第2深さM21は、第2切削溝M2の底部が第2ウエーハW2に至る深さとされ、言い換えると、第2切削溝M2が第1ウエーハW1及び貼り合わせ面W3を貫通して第2ウエーハW2の上面側まで達するように形成される。
第2切削ブレード42の下降によって第2深さM21に切り込んだ状態で、保持テーブル2を少なくとも一回転させることにより、第2切削ブレード42による切削が進行されて第2切削溝M2が形成される。第2切削溝M2においても、第1切削溝M1と同様に、第1ウエーハW1の外周より内側にて該外周と平行となる上から見て環状に形成され、また、第2切削ブレード42の幅に応じた溝幅に切削されて形成される。第2切削溝M2の形成後、第2切削ブレード42を上昇させて、第2切削ステップを終了させる。
第2切削ステップの実施後、図4に示すように、第3切削ステップが実施される。第3切削ステップでは、第1切削ユニット3により、積層ウエーハWにおける第2切削溝M2の外側に第3切削溝M3が形成される。
第3切削ステップでは、第1切削ユニット3を移動させ、第1ウエーハW1における第3切削溝M3の形成予定位置の上方に第1切削ブレード(切削ブレード)32を位置付ける。該第3切削溝M3の形成予定位置は、第1ウエーハW1にて第2切削溝M2より外側の面取り部W13全てを含む範囲とされ、先ず、第1切削ブレード32の内縁が、第2切削溝M2の内縁より外側で第2切削溝M2の幅内に収まるように位置付けられる。よって、第1切削ブレード32は、第1ウエーハW1の第2切削溝M2の内縁と接触しない位置に位置付けられる。
第1切削ブレード32の位置付け後、スピンドル31の回転により第1切削ブレード32を回転させつつ、第1切削ブレード32を下降させて第1切削溝M1の形成部分が切り込まれる。このとき、第1切削ブレード32の下降量は、図5Cに示すように、第3切削溝M3の上下幅となる第3深さM31に設定される。該第3深さM31は、第3切削溝M3の底部が第2ウエーハW2に至る深さとされ、言い換えると、第3切削溝M3が第2ウエーハW2の上面に達するように形成される。図5C及び図5Dでは、第3切削溝M3の第3深さM31は、第2切削溝M2の第2深さM21より若干大きく設定される。
第1切削ブレード32の下降によって第3深さM31に切り込んだ状態で、保持テーブル2を少なくとも一回転させることにより、第3切削溝M3が形成される。ここで、第2切削溝M2の外縁から第1ウエーハW1の面取り部W13までの幅(図5B参照)が第1切削ブレード32の幅より大きい場合、保持テーブル2を一回転させて形成した第3切削溝M3の外側に第1ウエーハW1の面取り部W13が残存する。かかる残存した部分を除去すべく、第1切削ブレード32を上昇させてから直前に形成した第3切削溝M3の外縁に第1切削ブレード32の内縁を位置付けた後、第1切削ブレード32を第3深さM31まで下降させ、保持テーブル2を少なくとも一回転させる。これにより、第3切削溝M3が第1ウエーハW1の径方向に拡大されるよう切削が行われ、かかる切削が第1ウエーハW1の面取り部W13が全て除去されるまで繰り返し行われる。そして、図5Dに示すように、第3切削溝M3が第1ウエーハW1の外周を開放するまで形成した後、第3切削ステップを終了させる。
上記のように加工された積層ウエーハWは、研削装置にて第1ウエーハW1の裏面W12が研削加工され、第1ウエーハW1が薄化される。かかる研削加工では、第1ウエーハW1と第2ウエーハW2とが積層された状態がそのまま維持される。また、研削加工にて、上述の保持テーブル2と同様に、研削装置のチャックテーブルにて、積層ウエーハWの第2ウエーハW2の下面が保持される。上記の切削加工にて第2切削溝M2及び第3切削溝M3が第2ウエーハW2に至るまで切り込まれるので、第1ウエーハW1の研削による目標の仕上げ厚みが変化しても、該仕上げ厚みまで第2切削溝M2及び第3切削溝M3が形成されていることとなる。
よって、研削加工前において、第1ウエーハW1の面取り部W13はエッジトリミングされて除去された状態になる。これにより、第1ウエーハW1が研削加工されて薄化されても、第1ウエーハW1の外周縁がナイフエッジの如く尖ることはなく、第1ウエーハW1の外周において損傷の発生を抑制することができる。
以上のように、上記実施の形態によれば、相対的に幅が大きい第1切削ブレード32で第1切削溝M1を先に形成した後、相対的に幅が小さい第2切削ブレード42で第1切削溝M1の内側を切削して第2切削溝M2を切削している。そのため、第1切削溝M1内で第2切削ブレード42が一方の面だけ第1ウエーハW1に接触して切削することとなり、第2切削溝M2を形成する切削負荷を低下させることができる。かかる切削負荷の低下によって、第2切削ブレード42の破損や倒れを抑制できるため、第2切削ブレード42の刃厚を細くすることができ、さらに切削負荷を低下させ、積層ウエーハWにおける第2切削溝M2の形成部分にチッピングが発生することを回避することができる。この結果、チッピングに起因する積層ウエーハWの貼り合わせ面W3での切削水の侵入を防ぐことができ、第1ウエーハW1と第2ウエーハW2との接着を良好に維持して、それらが剥離することを防止することができる。
また、第1切削溝M1の第1深さM11は貼り合わせ面W3に至らない深さとなるので、第1切削溝M1の切削では貼り合わせ面W3にチッピングが発生しない。更に、第3切削溝M3の切削では第1切削ブレード32が第2切削溝M2の内縁に非接触となるので、第2切削溝M2より内側における貼り合わせ面W3でのチッピングが発生しない。従って、第1切削溝M1及び第3切削溝M3の切削においても、貼り合わせ面W3に切削水が侵入せずに第1ウエーハW1及び第2ウエーハW2の剥離を防止することができる。
なお、上記実施の形態では、第3切削ステップにて第1切削ブレード32を用いたが、これに限られるものでなく、第2切削ブレード42以外の切削ブレードを用いてもよい。但し、第1切削ステップと第3切削ステップとの両方にて第1切削ブレード32を用いた方が、切削装置の構成を簡略化できる点で有利となる。
また、図5Cにて、第3切削溝M3の第3深さM31が第2切削溝M2の第2深さM21より大きく形成した場合を図示したが、これに限られるものでない。第3切削溝M3の第3深さM31が第2ウエーハW2に至るように形成されていれば、第2切削溝M2の第2深さM21と同一または小さく形成してもよい。
また、本発明の実施の形態は上記の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形態をカバーしている。
以上説明したように、本発明は、積層ウエーハのエッジトリミングにて、2枚のウエーハの貼り合わせ面が剥離することを防止できるという効果を有する。
2 :保持テーブル
32 :第1切削ブレード
42 :第2切削ブレード
M1 :第1切削溝
M11 :第1深さ
M2 :第2切削溝
M21 :第2深さ
W :積層ウエーハ
W1 :第1ウエーハ
W2 :第2ウエーハ
W3 :貼り合わせ面
32 :第1切削ブレード
42 :第2切削ブレード
M1 :第1切削溝
M11 :第1深さ
M2 :第2切削溝
M21 :第2深さ
W :積層ウエーハ
W1 :第1ウエーハ
W2 :第2ウエーハ
W3 :貼り合わせ面
Claims (2)
- 第1ウエーハと第2ウエーハとが積層された積層ウエーハの外周部を切削する積層ウエーハの加工方法であって、
該積層ウエーハの該第2ウエーハ側を保持テーブルで保持する保持ステップと、
第1切削ブレードを該第1ウエーハの外周部に位置付けて、該第2ウエーハとの貼り合わせ面に至らない第1深さに切り込み、該保持テーブルを少なくとも一回転させることで第1切削溝を形成する第1切削ステップと、
該第1切削ステップの後、該第1切削ブレードより幅が小さい第2切削ブレードを該第1ウエーハの該第1切削溝より内側に位置付けて、該第2ウエーハに至る第2深さまで切り込ませ、該保持テーブルを少なくとも一回転させることで第2切削溝を形成する第2切削ステップと、
該第2切削ステップの後に、該第2切削ブレード以外の切削ブレードを、該第1ウエーハの該第2切削溝の内縁と接触しない位置に位置付け、該第2ウエーハに至る深さに切り込ませて、該保持テーブルを少なくとも一回転させることで、該第2切削溝より外周側を該第2ウエーハに至る深さに切削する第3切削ステップと、
を備えることを特徴とするウエーハの加工方法。 - 該第3切削ステップにて用いる該切削ブレードは、該第1切削ステップにて用いた該第1切削ブレードであることを特徴とする請求項1に記載のウエーハの加工方法。
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JP2022176100A Pending JP2024066612A (ja) | 2022-11-02 | 2022-11-02 | ウエーハの加工方法 |
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JP (1) | JP2024066612A (ja) |
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2022
- 2022-11-02 JP JP2022176100A patent/JP2024066612A/ja active Pending
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