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JP2019004040A - 被加工物の切削方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】表面欠けの発生を抑制しつつ、外周余剰領域に端材チップが形成されるのを防止可能な被加工物の加工方法を提供する。
【解決手段】複数の分割予定ラインによって区画された領域にデバイスが形成されたデバイス領域２１と、デバイス領域を囲繞する外周余剰領域２３とを表面に備えた板状の被加工物のデバイス領域に所望の深さの切削溝２７を形成する被加工物の切削方法であって、チャックテーブルに保持された被加工物に、切削ブレード５０を被加工物の外周から該分割予定ラインに沿って切り込ませ、外周からデバイス領域の一部にわたって所望の深さより浅いガイド溝２５を形成するガイド溝形成ステップと、切削ブレードをガイド溝に向かって下降させて切り込み、所望の深さに切削ブレードの刃先を位置付けた後、分割予定ラインに沿ってデバイス領域の反対側の端部を超えて外周余剰領域の一部にわたって溝を形成するデバイス領域加工ステップと、を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、半導体ウェーハ、貼り合わせウェーハ、パッケージウェーハ等の被加工物の切削方法に関する。
各種デバイスが形成された半導体ウェーハ、ＬＥＤ等の光デバイスが形成された光デバイスウェーハ、複数のデバイスチップが樹脂でモールドされたパッケージ基板等、各種板状の被加工物を切削ブレードで切削し、個々のデバイスチップに分割する切削装置が知られている。
このような被加工物は、複数のデバイスが形成されたデバイス領域と、デバイス領域を囲繞する外周余剰領域を表面に有し、デバイス領域を切削ブレードで分割する際に共に分割された外周余剰領域の端材チップが飛散し、切削ブレードを破損させる場合がある。
そこで、端材チップが飛散しないようにするため、端材チップの面積を大きく維持したまま加工が終了するような加工方法が、特開２０１４−２０４０１５号公報又は特開２０１５−０７６５６１号公報で提案されている。
特開２０１４−２０４０１５号公報 特開２０１５−０７６５６１号公報
特にウェーハを２枚貼り合わせたような貼り合わせウェーハでは、外周の貼着が十分でない場合、外周がチップに分割されてしまうと容易に端材チップが飛散してしまうため、デバイス領域のみ選択的にダイシングする加工方法が実施されることがある。
このような加工方法の場合、切削ブレードは所謂チョッパーカットで被加工物に切り込んで加工を実施するが、水平方向に加工を進めるトラバースカットに比べてチョッパーカットは加工レートが高いため、被加工物表面に形成される欠け（チッピング）が大きくなり易いという課題がある。
本発明はこのような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、チョッパーカットによる表面欠けの発生を抑制しつつ、外周余剰領域に端材チップが形成されるのを防止可能な被加工物の加工方法を提供することである。
本発明によると、交差する複数の分割予定ラインによって区画された複数の領域にそれぞれ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表面に備えた板状の被加工物の該デバイス領域に所望の深さの切削溝を形成する被加工物の切削方法であって、被加工物をチャックテーブルの保持面で保持する保持ステップと、該チャックテーブルに保持された被加工物に、切削ブレードを被加工物の外周から該分割予定ラインに沿って切り込ませ、該外周から該デバイス領域の一部にわたって該所望の深さより浅いガイド溝を形成するガイド溝形成ステップと、該ガイド溝を形成した後、該切削ブレードを上昇させて被加工物から該切削ブレードを退避させる第１退避ステップと、該第１退避ステップを実施した後、該切削ブレードを該デバイス領域の該ガイド溝に向かって下降させて該ガイド溝に切り込み、該所望の深さに該切削ブレードの刃先を位置付けた後、該分割予定ラインに沿って該デバイス領域の反対側の端部を超えて該外周余剰領域の一部にわたり該所望の深さの溝を形成するデバイス領域加工ステップと、該デバイス領域加工ステップを実施した後、該外周余剰領域の一部を切り残して該切削ブレードを上昇させ、被加工物から該切削ブレードを退避させる第２退避ステップと、を備え、該デバイス領域加工ステップで被加工物に向かって該切削ブレードを下降させて切り込ませる際に、被加工物の表面に欠けが発生するのを該ガイド溝によって抑制することを特徴とする被加工物の切削方法が提供される。
好ましくは、本発明の被加工物の切削方法は、該保持ステップを実施する前に、被加工物の裏面側にダイシングテープを貼着するテープ貼着ステップを更に備え、該保持ステップでは、該ダイシングテープを介して被加工物を該チャックテーブルの保持面で保持し、該デバイス領域加工ステップでは、該切削ブレードの刃先を該ダイシングテープに切り込ませて該所望の深さの溝を形成する。
本発明の被加工物の切削方法によると、切削ブレードがチョッパーカットする外周余剰領域及び外国余剰領域に連続するデバイス領域の一部に予めトラバースカットで浅いガイド溝を形成するため、チョッパーカットによる特にデバイス領域の表面欠けの発生を抑制することができ、外周余剰領域に端材チップが形成されるのを防止することができる。
切削装置の斜視図である。 図２（Ａ）は２枚のウェーハを貼り合わせた貼り合わせウェーハをダイシングテープを介して環状フレームで支持した形態の平面図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）の一部拡大断面図である。 図３（Ａ）はガイド溝形成ステップ及び第１退避ステップを示す一部断面側面図、図３（Ｂ）はガイド溝が形成された貼り合わせウェーハの断面図、図３（Ｃ）はガイド溝の形成に引き続いて一部の分割予定ラインに所望の深さの切削溝を形成した状態の貼り合わせウェーハの平面図である。 図４（Ａ）はデバイス領域加工ステップを示す一部断面側面図、図４（Ｂ）は一部の分割予定ラインにデバイス領域加工ステップを実施した状態の貼り合わせウェーハの平面図である。 図５（Ａ）は第１の方向に伸長する全ての分割予定ラインにガイド溝を形成した状態の貼り合わせウェーハの平面図、図５（Ｂ）はチョッパーカットを実施して所望の深さの切削溝を形成した状態の貼り合わせウェーハの平面図である。
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１を参照すると、本発明実施形態に係る被加工物の切削方法を実施するのに適した切削装置の斜視図が示されている。切削装置２は支持基台４を備えており、支持基台４の上面には、Ｘ軸方向（加工送り方向）に長い矩形上の開口４ａが形成されている。
この開口４ａ内には、Ｘ軸移動テーブル６と、該Ｘ軸移動テーブル６をＸ軸方向に移動させるＸ軸移動機構（不図示）と、Ｘ軸移動機構を覆う防塵防滴カバー８と、が設けられている。該Ｘ軸移動機構は、Ｘ軸方向に平行な一対のＸ軸ガイドレール（不図示）を備えており、Ｘ軸ガイドレールには、Ｘ軸移動テーブル６がスライド可能に取り付けられている。
Ｘ軸移動テーブル６の下面側には、ナット部（不図示）が設けられており、このナット部には、Ｘ軸ガイドレールに平行なＸ軸ボールねじ（不図示）が螺合されている。Ｘ軸ボールねじの一端部には、Ｘ軸パルスモータ（不図示）が連結されている。Ｘ軸パルスモータでＸ軸ボールねじを回転させると、移動テーブル６はＸ軸ガイドレールに沿ってＸ軸方向に移動する。
Ｘ軸移動テーブル６上には、被加工物を吸引、保持するためのチャックテーブル１０が設けられている。チャックテーブル１０は、モータ等の回転駆動源（不図示）に連結されており、Ｚ軸方向（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１０は、上述したＸ軸移動機構でＸ軸方向に加工送りされる。
チャックテーブル１０の表面（上面）は、被加工物を吸引、保持する保持面１０ａとなっている。この保持面１０ａは、チャックテーブル１０の内部に形成された流路（不図示）を通じて吸引源（不図示）に接続されている。チャックテーブル１０の周囲には、被加工物を固定するためのクランプ１０ｂが設けられている。
被加工物は、例えば、２枚のウェーハを貼り合わせた貼り合わせウェーハであり、環状フレームに保持されたダイシングテープ上に貼着され、環状フレームと一体で取り扱われる。環状フレームとダイシングテープとを用いて被加工物を取り扱うと、搬送する際に生じる衝撃等から該被加工物を保護できる。
開口４ａから離れた装置基台４の前方の角部には、装置基台４から側方に突き出た突出部１２が設けられている。突出部１２の内部には空間が形成されており、この空間には、昇降可能なカセットエレベータ１６が設置されている。カセットエレベータ１６の上面には、複数の被加工物を収容可能なカセット１８が載せられる。
開口４ａに近接する位置には、上述した被加工物をチャックテーブル１０へと搬送する搬送ユニット（不図示）が設けられている。搬送ユニットでカセット１８から引き出された被加工物は、チャックテーブル１０の保持面１０ａに載置される。
装置基台４の上面には、被加工物を切削する切削ユニット１４を支持する支持構造２０が、開口４ａの上方に張り出すように配置されている。支持構造２０の前面上部には、切削ユニット１４をＹ軸方向（割り出し送り方向）及びＺ軸方向に移動させる切削ユニット移動機構２２が設けられている。
切削ユニット移動機構２２は、支持構造２０の前面に配置されＹ軸方向に平行な一対のＹ軸ガイドレール２４を備えている。Ｙ軸ガイドレール２４には、切削ユニット移動機構２２を構成するＹ軸移動プレート２６がスライド可能に取り付けられている。Ｙ軸移動プレート２６の裏面側（後面側）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、Ｙ軸ガイドレール２４に平行なＹ軸ボールねじ２８が螺合されている。
Ｙ軸ボールねじ２８の一端部には、Ｙ軸パルスモータ（不図示）が連結されている。Ｙ軸パルスモータでＹ軸ボールねじ２８を回転させると、Ｙ軸移動プレート２６は、Ｙ軸ガイドレール２４に沿ってＹ軸方向に移動する。
Ｙ軸移動プレート２６の表面（前面）には、Ｚ軸方向に平行な一対のＺ軸ガイドレール３０が設けられている。Ｚ軸ガイドレール３０には、Ｚ軸移動プレート３２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３２の裏面側（後面側）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３０に平行なＺ軸ボールねじ３４が螺合されている。Ｚ軸ボールねじ３４の一端部には、Ｚ軸パルスモータ３６が連結されている。Ｚ軸パルスモータ３６でＺ軸ボールねじ３４を回転させれば、Ｚ軸移動プレート３２が、Ｚ軸ガイドレール３０に沿ってＺ軸方向に移動する。
Ｚ軸移動プレート３２の下部には、被加工物を加工する切削ユニット１４と、撮像ユニット３８が固定されている。切削ユニット移動機構２２で、Ｙ軸移動プレート２６をＹ軸方向に移動させれば、切削ユニット１４及び撮像ユニット３８は割り出し送りされ、Ｚ軸移動プレート３２をＺ軸方向に移動させれば、切削ユニット１４及び撮像ユニット３８は昇降する。
４０は洗浄ユニットであり、切削ユニット１４により切削加工の施された被加工物は、搬送機構（不図示）によってチャックテーブル１０から洗浄ユニット４０へと搬送される。洗浄ユニット４０は、筒状の洗浄空間内で被加工物を吸引保持するスピンナーテーブル４２を備えている。スピンナーテーブル４２の下部には、スピンナーテーブル４２を所定の速さで回転させるモータ等の回転駆動源が連結されている。
スピンナーテーブル４２の上方には、被加工物に向けて洗浄用の流体（代表的には、水とエアーとを混合した二流体）を噴射する噴射ノズル４４が配設されている。被加工物を保持したスピンナーテーブル４２を回転させながら噴射ノズル４４から洗浄用の流体を噴射すると、切削加工後の被加工物を洗浄できる。洗浄ユニット４０で洗浄された被加工物は、搬送機構（不図示）でカセット１８内に収容される。
図２（Ａ）を参照すると、本発明の切削方法を適用するのに適した被加工物である貼り合わせウェーハ１１をダイシングテープＴを介して環状フレームＦで支持したフレームユニット３１の平面図が示されている。図２（Ｂ）はダイシングテープＴに貼着された貼り合わせウェーハ１１の断面図である。
貼り合わせウェーハ１１は、第１のウェーハ１３と第２のウェーハ１５とを接着剤で貼り合わせて構成され、第１のウェーハ１３は互いに直交する複数の分割予定ライン１７によって区画された複数の領域にそれぞれデバイス１９が形成されたデバイス領域２１と、デバイス領域２１を囲繞する外周余剰領域２３とを表面に有している。
本実施形態の切削方法を実施するのにあたり、貼り合わせウェーハ１１の第２ウェーハ１５の裏面を外周部が環状フレームＦに装着されたダイシングテープＴに貼着し、貼り合わせウェーハ１１をダイシングテープＴを介して環状フレームＦで支持するフレームユニット３１の形態とする。
フレームユニット３１を形成した後、本発明実施形態の貼り合わせウェーハ１１の切削方法では、フレームユニット３１をチャックテーブル１０まで搬送し、貼り合わせウェーハ１１をダイシングテープＴを介してチャックテーブル１０の保持面１０ｂで吸引保持する（保持ステップ）。
保持ステップを実施した後、図３（Ａ）に示すように、チャックテーブル１０に保持された貼り合わせウェーハ１１に、切削ユニット１４の切削ブレード５０を貼り合わせウェーハ１１の外周から分割予定ライン１７に沿って切り込ませ、貼り合わせウェーハ１１の外周からデバイス領域２１の一部にわたって第１の深さのガイド溝２５を形成し（ガイド溝形成ステップ）、次いで切削ブレード５０を上昇させて貼り合わせウェーハ１１から切削ブレード５０を退避させる（第１退避ステップ）。
第１退避ステップを実施した後、切削ブレード５０を退避した位置から図４（Ａ）に示すように、デバイス領域２１のガイド溝２５に向かって下降させ、第１の深さより深い第２の深さに切削ブレード５０の刃先を位置付けた後、貼り合わせウェーハ１１を保持したチャックテーブル１０を矢印Ｘ１方向に加工送りすることにより、少なくとも分割予定ライン１７に沿ってデバイス領域２１の反対側の端部まで第２の深さの切削溝を形成する（デバイス領域加工ステップ）。
デバイス領域加工ステップを実施した後、デバイス領域２１の端部に接する外周余剰領域２３の一部を切り残して、図４（Ａ）に示すように切削ブレード５０を上昇させ、貼り合わせウェーハ１１から切削ブレード５０を退避させる（第２退避ステップ）。図４（Ａ）で、矢印Ｘ２は加工方向を示している。
同一の分割予定ライン１７に沿って、ガイド溝形成ステップ、第１退避ステップ、デバイス領域加工ステップ、第２退避ステップを連続的に実施する。次いで、図１で切削ユニット１４をＹ軸方向に分割予定ライン１７のピッチだけ割り出し送りして、隣接する分割予定ライン１７に沿って、ガイド溝形成ステップ、第１退避ステップ、デバイス領域加工ステップ及び第２退避ステップを連続的に実施する。
図３（Ｃ）で、１番下に形成されているガイド溝２５はガイド溝形成ステップ終了時の状態を示しており、図４（Ｂ）では、ガイド溝形成ステップに引き続いて同一の分割予定ラインに沿って第２の深さの切削溝２７を形成したデバイス領域加工ステップ終了時の状態を示している。
次に、図５を参照して、本発明第２実施形態の切削方法について説明する。第２実施形態の切削方法では、まず、図５（Ａ）に示すように、第１の方向に伸長する全ての分割予定ライン１７に沿って第１の深さのガイド溝２５を形成するガイド溝形成ステップを実施する。
次いで、図５（Ｂ）に示すように、第１の深さのガイド溝２５が形成されている第１の方向に伸長する全ての分割予定ライン１７に沿って、チョッパーカットにより切削ブレード５０の刃先を貼り合わせウェーハ１１の第２の深さに切り込ませ、チャックテーブル１０を加工送りすることにより、第１の深さより深い第２の深さの切削溝を形成する（デバイス領域加工ステップ）。このデバイス領域加工ステップを、切削ユニット１４を図１でＹ軸方向に割り出し送りしながら次々と実施する。
即ち、この第２実施形態の切削方法では、第１の方向に伸長する全ての分割予定ライン１７に沿ってまずガイド溝２５を形成し、次いで、チョッパーカットにより切削ブレード５０をガイド溝２５を通して第２の深さに切り込ませ、チャックテーブル１０の加工送りと、切削ユニット１４の割り出し送りを繰り替えして、第１の方向に伸長する全ての分割予定ライン１７に沿って次々と切削溝２７を形成する。
好ましくは、デバイス領域加工ステップでは、切削ブレード５０の刃先をダイシングテープＴまで切り込ませて第２の深さの切削溝２７を形成し、貼り合わせウェーハ１１を分割予定ライン１７に沿って完全切断する。
上述した実施形態の切削方法によると、切削ブレード５０がチョッパーカットする外周余剰領域及び外周余剰領域に連続するデバイス領域に予めトラバースカットで浅いガイド溝２５を形成しておくことで、チョッパーカットによるデバイス領域加工ステップを実施する時に表面欠けの発生を抑制することができ、貼り合わせウェーハ１１の外周余剰領域２３に端材チップが形成されるのを防止することができる。
尚、上述した実施形態では、第１の方向に伸長する分割予定ライン１７に沿ってガイド溝形成ステップ、デバイス領域加工ステップを実施している例について説明したが、貼り合わせウェーハ１１を保持しているチャックテーブル１０を９０°回転した後、第１の方向に直交する第２の方向に伸長する分割予定ライン１７に沿っても、同様なガイド溝形成ステップ及びデバイス領域加工ステップを実施することは言うまでもない。
第１の方向及び第２の方向に伸長する全ての分割予定ライン１７に沿ってガイド溝形成ステップ及びデバイス領域加工ステップを実施すると、デバイス領域２１の全てのデバイス１９はデバイスチップに分割され、貼り合わせウェーハ１１の外周余剰領域２３には環状の切り残し部が残存する。
上述した実施形態では、本発明の切削方法を貼り合わせウェーハ１１に実施した例について説明したが、被加工物は貼り合わせウェーハに限定されるものではなく、本発明は１枚のウェーハでも、パッケージ基板でも同様に適用可能である。
１０ チャックテーブル
１１ 貼り合わせウェーハ
１４ 切削ユニット
１７ 分割予定ライン
１９ デバイス
２１ デバイス領域
２３ 外周余剰領域
２５ ガイド溝
２７ 切削溝
３１ フレームユニット
５０ 切削ブレード

Claims (2)

  1. 交差する複数の分割予定ラインによって区画された複数の領域にそれぞれ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表面に備えた板状の被加工物の該デバイス領域に所望の深さの切削溝を形成する被加工物の切削方法であって、
    被加工物をチャックテーブルの保持面で保持する保持ステップと、
    該チャックテーブルに保持された被加工物に、切削ブレードを被加工物の外周から該分割予定ラインに沿って切り込ませ、該外周から該デバイス領域の一部にわたって該所望の深さより浅いガイド溝を形成するガイド溝形成ステップと、
    該ガイド溝を形成した後、該切削ブレードを上昇させて被加工物から該切削ブレードを退避させる第１退避ステップと、
    該第１退避ステップを実施した後、該切削ブレードを該デバイス領域の該ガイド溝に向かって下降させて該ガイド溝に切り込み、該所望の深さに該切削ブレードの刃先を位置付けた後、該分割予定ラインに沿って該デバイス領域の反対側の端部を超えて該外周余剰領域の一部にわたり該所望の深さの溝を形成するデバイス領域加工ステップと、
    該デバイス領域加工ステップを実施した後、該外周余剰領域の一部を切り残して該切削ブレードを上昇させ、被加工物から該切削ブレードを退避させる第２退避ステップと、を備え、
    該デバイス領域加工ステップで被加工物に向かって該切削ブレードを下降させて切り込ませる際に、被加工物の表面に欠けが発生するのを該ガイド溝によって抑制することを特徴とする被加工物の切削方法。
  2. 該保持ステップを実施する前に、被加工物の裏面側にダイシングテープを貼着するテープ貼着ステップを更に備え、
    該保持ステップでは、該ダイシングテープを介して被加工物を該チャックテーブルの保持面で保持し、
    該デバイス領域加工ステップでは、該切削ブレードの刃先を該ダイシングテープに切り込ませて該所望の深さの溝を形成して被加工物を完全切断する請求項１記載の被加工物の切削方法。
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