JP2013026380A - 加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】バイトを用いて保護テープを切削する場合において、保護テープ屑がウェーハ上に残存することを防止する。
【解決手段】被加工物１に保護テープ７を貼着する保護テープ貼着ステップと、貼着ステップを実施後、保護テープ７が露出するように被加工物を保持テーブル２１で保持する保持ステップと、保持ステップを実施後、回転するバイトホイール３５を所定高さに位置付けるとともに保持テーブル２１とバイトホイール３５とを相対移動させることで、被加工物１に貼着された保護テープ７をバイトホイール３５で切削して平坦化する平坦化ステップとを備え、平坦化ステップではバイトホイール３５の回転速度を周速１９１４ｍ／ｍｉｎ．以上に設定し、糸状の保護テープ屑が被加工物上に残存することを防止する。
【選択図】図９

Description

本発明は、被加工物に貼着された保護テープをバイトホイールで切削して平坦化する加工方法に関する。

ウェーハ等の被加工物の裏面研削に際しては、ウェーハの表面の損傷等を防ぐために、ウェーハ表面に保護テープが貼着される。保護テープとしては、例えば、下記特許文献１に記載されたものを使用することができる。

しかし、保護テープをバンプと呼ばれる複数の突起状の接続電極が形成されたウェーハ表面に貼着した場合は、保護テープの表面は、バンプにならって凸凹となってしまうことがある。したがって、この状態のままでウェーハの表面を保持して裏面を研削すると、研削後のウェーハは、平坦度が著しく低くなるという問題がある。そこで、本出願人は、この問題を解決すべく、下記特許文献２で提案されるバイト切削装置で保護テープを切削して平坦化した後、ウェーハの裏面を研削することで、ウェーハを平坦度よく薄化する方法を見出した。

特開Ｈ５−１９８５４２３号公報 特開２００５−３３３０６７号公報

ところが、保護テープをバイト切削装置で切削すると、糸状の保護テープ屑が発生し、発生した保護テープ屑がウェーハ表面に貼着された保護テープ上に残存し、ウェーハ裏面側に回り込んで付着することもあり、当該ウェーハを洗浄しても保護テープ屑の除去は難しい。このように、保護テープ屑がウェーハに付着したままでは、例えばウェーハのハンドリング時に装置の搬送部に付着してウェーハの搬送不良を発生させるなどの問題を引き起こし、さらには、ウェーハ自体も破損してしまうおそれがある。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、保護テープをバイト切削装置で切削する場合において、保護テープ屑がウェーハ上に残存するのを防止することを目的としている。

本発明は、被加工物を保持する保持面を有する保持テーブルと、該保持面と平行な面で回転して該保持テーブルで保持された被加工物を切削するバイトホイールと、該保持テーブルと回転する該バイトホイールとを相対移動させる移動手段と、を備えたバイト切削装置を用いて被加工物に貼着された保護テープを平坦化する加工方法であって、被加工物に保護テープを貼着する保護テープ貼着ステップと、該保護テープ貼着ステップを実施した後、該保護テープが露出するように被加工物を該保持テーブルで保持する保持ステップと、該保持ステップを実施した後、回転する該バイトホイールを所定高さに位置付けるとともに該移動手段で該保持テーブルと該バイトホイールとを相対移動させることで、被加工物に貼着された該保護テープを該バイトホイールで切削して平坦化する平坦化ステップと、を備え、該平坦化ステップでは該バイトホイールの回転速度は周速１９１４ｍ／ｍｉｎ．以上に設定されることに特徴を有する。

また、本発明は、前記の加工方法において前記平坦化ステップを実施した後、前記保護テープ側を保持テーブルで保持して被加工物を露出した状態にし、露出した被加工物を研削ホイールで研削して所定の厚みへと薄化する薄化ステップを更に備えることもできる。

本発明に係る加工方法では、保護テープ上面をバイトホイールの回転速度を周速１９１４ｍ／ｍｉｎ．以上に設定し切削することにより、糸状の保護テープ屑がウェーハ上に残存することを防止できる。したがって、保護テープ屑がウェーハ裏面側に回り込んで付着することがなく、ウェーハの搬送不良を発生させたり、ウェーハを破損させたりするのを防止することができる。

また、バイトホイールの回転速度を周速１９１４ｍ／ｍｉｎ．として保護テープの平坦化をした後、保護テープ側を保持テーブルで保持して被加工物の露出面を研削すると、保護テープが平坦化されているため、被加工物の露出面も平坦化させることができる。

バイト切削装置の一例を示す斜視図である。 移動手段を示す斜視図である 被加工物の一例であるウェーハを示す平面図である。 切削加工前のウェーハを示す拡大正面図である。 保護テープ貼着ステップを示す斜視図である。 ウェーハに保護テープが貼着されている状態を示す斜視図である。 ウェーハに保護テープが貼着されている状態を示す拡大断面図である。 保持ステップを示す正面図である。 平坦化ステップを示す正面図である。 切削加工後のウェーハを示す拡大断面図である。 薄化ステップを示す斜視図である。

図１に示すバイト切削装置１０は、被加工物が保持手段２０に保持され、その被加工物に対して切削手段３０によって切削加工を施す装置であり、Ｙ軸方向に延びる直方体形状の基台１１と、当該基台１１の上面の一端に立設された立設基台１２とを備えている。基台１１の上面前部には、切削加工前の被加工物を収容するための供給カセット１３と、切削加工後の被加工物を収容するための回収カセット１９とを備えている。

供給カセット１３及び回収カセット１９の近傍には、供給カセット１３からの被加工物の搬出及び回収カセット１９への被加工物の搬入を行う搬送ロボット１４が配設されている。搬送ロボット１４は、屈曲可能なアーム１４ａと、アーム１４ａの先端部に備えたハンド１４ｂとを備え、供給カセット１３及び回収カセット１９にハンド１４ｂが届くように搬送ロボット１４が設置されている。また、ハンド１４ｂの可動範囲には、切削加工後の被加工物を洗浄する洗浄装置１８が配設されている。

ハンド１４ｂの可動範囲には、搬送ロボット１４によって供給カセット１３から搬出された被加工物を所定の位置に位置あわせする位置決め手段１５が配設されている。位置決め手段１５には、円弧上に配設され径方向に移動可能な位置決めピン１５ａを複数備えている。

保持手段２０は、保持手段２０に対する被加工物の着脱が行われる領域である着脱領域Ｐ１と、被加工物の実際の加工が行われる領域である切削領域Ｐ２との間をＹ軸方向に移動可能となっている。保持手段２０の着脱領域Ｐ１と切削領域Ｐ２との間の移動は、図２に示す移動手段５０によって制御される。

図２に示すように、保持手段２０は、被加工物を保持する保持面２２を有する保持テーブル２１と、保持テーブル２１の下部に取り付けられた軸部２３と、軸部２３を介して保持テーブルを支持する支持基台２４とを備える。なお、図２に示すように、保持手段２０は、保持テーブル２１を上下に昇降させることができる昇降駆動部２５を備えていてもよい。

図２に示すように、移動手段５０は、Ｙ軸方向に延びるボールスクリュー５４と、ボールスクリュー５４と平行に配設された一対のガイドレール５５と、ボールスクリュー５４の一端に接続されたモータ５６と、ボールスクリュー５４の他端に接続されたボールスクリュー受部材５７と、内部のナット構造がボールスクリュー５４に螺合するとともに下部がガイドレール５５に摺接する移動基台５１とを備えている。このように構成される移動手段５０においては、モータ５６に駆動されてボールスクリュー５４が回動することにより、移動基台５１がガイドレール５５にガイドされてＹ軸方向に移動する構成となっている。図１に示すように、移動手段５０を構成する移動基台５１の移動経路には、蛇腹形状のカバー５２が敷かれている。

図１に示すように、位置決め手段２０と着脱領域Ｐ１との間には、位置決め手段２０から着脱領域Ｐ１に位置する保持手段２０に被加工物を搬送する第1搬送手段１６が配設されている。また、洗浄手段１８と着脱領域Ｐ１との間には、着脱領域Ｐ１に位置する保持手段２０から洗浄手段１８に被加工物を搬送する第２搬送手段１７が配設されている。第１搬送手段１６及び第２搬送手段１７は、被加工物を吸着する吸着パッド１６ａ、１７ａをそれぞれ備えている。

図１に示す切削手段３０は、Ｚ軸方向に延びるスピンドルハウジング３１と、スピンドルハウジング３２を保持する保持具３２と、スピンドルハウジング３１に回転可能に支持されたスピンドル３４と、スピンドル３４の上端に連結されたサーボモータ３３と、スピンドル３４の下部に取り付けられたバイトホイール３５と、バイトホイール３５に着脱可能に装着されたバイト３６とを備える。バイトホイール３５は、保持テーブル２１の保持面２２と平行な面上を回転することができる。図示していないが、バイトホイール３５の下部には切削水を流出させる流出部が形成されている。

切削手段３０は、立設基台１２の側部において送り手段４０を介して支持されている。送り手段４０は、Ｚ軸方向に延びるボールスクリュー４１と、ボールスクリュー４１と平行に配設された一対のガイドレール４２と、ボールスクリュー４１の一端に接続されたモータ４３と、ボールスクリュー４１の他端に接続されたボールスクリュー受部材４６と、バイト３６の高さ位置を制御するための昇降基台４４と、保持具３２を介して切削手段３０を支持する支持部材４５とを備えている。昇降基台４４の一方の面には、一対のガイドレール４２が摺接し、中央部分に図示しないナット構造が形成されており、当該ナット構造にボールスクリュー４１が螺合している。そして、モータ４３によって回転駆動されたボールスクリュー４１が回動することにより、昇降基台４４がガイドレール４２にガイドされてＺ軸方向に移動し、併せて切削手段３０をＺ軸方向に昇降させることができる。

以下においては、図１に示したバイト切削装置１０を用いた加工方法の一例について説明する。

図３に示すウェーハ１は、その表面２ａに、格子状に形成されたストリート４によって複数のデバイス３が区画されている。また、ウェーハ１の外周の一端部には、結晶方位を識別するためのマークであるノッチ６が形成されている。デバイス３の表面には、部分拡大図で示すように、複数の突起状の電極であるバンプ５が形成されている。図４に示すように、バンプ５は、表面２ａから突出するように形成されており、バンプ５の高さがそれぞれ不均一となっている場合がある。バンプの表面２ａからの突出量は、例えば５０〜１００μｍほどである。

（１）保護テープ貼着ステップ
ウェーハ１の表面には、図５に示すように、保護テープ７が貼着される。この保護テープ７は、基材層８と糊層９とから構成され、基材層８の下面側に糊層９が形成されている。基材層８は、ポリオレフィン基材、塩化ビニル基材、ペット（ポリエチレンテレフタラート）基材等からなり、１００〜３００μｍ程度の厚みを有する。一方、糊層９は、ゴム素材、アクリル素材等からなり、５〜１００μｍ程度の厚みを有する。

ウェーハ１に対して保護テープ７を貼着する際には、図５に示すように、保護テープ７の糊層９側をウェーハ１の表面２ａ側に向けて矢印Ｂ方向に下降させ、ウェーハ１に糊層９を貼りつける。そうすると、図６に示すように、ウェーハ１の表面２ａに保護テープ７が貼着されて、ウェーハ１と保護テープ７とが一体となった状態になる。ウェーハ１に保護テープ７が貼着されると、図４に示したバンプ５が糊層９に完全に埋まらない限りは、図７に示すように、バンプ５の突出分だけ保護テープ７の基材層８の表面に凸部８ａが盛り上がり、保護テープ７は凸凹形状となる。このようにして表面２ａに保護テープ７が貼着されたウェーハ１は、図１に示した供給カセット１３に複数収容される。

（２）保持ステップ
保護テープ貼着ステップが実施された後、保護テープ７が貼着されたウェーハ１は、搬送ロボット１４によって供給カセット１３から搬出されて位置決め手段２０に搬送され、位置決めピン１５ａが互いが近づく方向に移動することによりウェーハ１が一定の位置に位置決めされた後、第１搬送手段１６によって着脱位置Ｐ１に待機する保持テーブル２１の上方に移動する。そして、図８（ａ）に示すように、ウェーハ１の裏面２ｂ側を保持テーブル２１の保持面２２に向けて、矢印Ｃ方向に下降させ、ウェーハ１を保持テーブル２１に載置し、図示しない吸引源から発生する吸引力によって、ウェーハ１の裏面２ｂ側を保持面２２に吸着させる。その結果、図８（ｂ）に示すように、ウェーハ１は、ウェーハ１に貼着された保護テープ７の基材層８側が上方に露出した状態で保持される。

（３）平坦化ステップ
保持ステップを実施した後は、図１に示す保持手段２０を移動手段５０によりＹ軸方向の矢印Ａ１方向に移動させ、保持テーブル２１を切削領域Ｐ２に位置付ける。具体的には、図２に示す移動手段５０のモータ５６が駆動を開始し、モータ５６によって回転駆動されたボールスクリュー５４が回動することにより、移動基台５１がガイドレール５５にガイドされてＹ軸方向に移動し、併せて保持手段テーブル２１をＹ軸方向に移動させ、切削領域Ｐ２に到達させる。

一方、切削手段３０のバイトホイール３５も保護テープ７を切削できる所定高さ位置に位置付ける。具体的には、図１に示す送り手段４０のモータ４３によって回転駆動されたボールスクリュー４１が回動することにより、昇降基台４４がガイドレール４２にガイドされてＺ軸方向に移動し、併せてバイトホイール３５をＺ軸方向に移動させ、バイト３６を所定の高さ位置に位置させる。

そして、図９に示すように、バイトホイール３５を回転させながら、図２に示した移動手段５０によって保持テーブル２１を矢印Ａ１方向に移動させて保持テーブル２１と回転するバイトホイール３５とをＹ軸方向に相対移動させ、保持テーブル２１の保持面２２と平行な方向に円運動するバイト３６を保護テープ７の基材層８に切り込ませて切削する。このとき、例えば基材層８の厚みの半分ぐらいが除去されるように切削を行う。切削中は、バイト３６と基材層８との接触部に切削水を供給する。このようにして切削を行うと、図７に示した凸部８ａが削り取られ、基材層８の表面が平坦化される。基材層８の当初の厚みが３００μｍである場合には、その半分である１５０μｍ程度削り取る。その結果、図７に示した凸部８ａが削り取られ、図１０に示すように、平坦化される。なお、バイトホイール３５の直径は、８インチが望ましく、バイトホイール３５の回転速度は、例えば３０００［ＲＰＭ］（周速１９１４［ｍ／ｍｉｎ．］）以上に設定されることが望ましい。

切削時には、糸状の保護テープ屑が発生するが、バイトホイール３５の周速を１９１４ｍ／ｍｉｎ．以上とすると、保護テープ屑が保護テープ７上に残存しないとともに、図１０に示すように保護テープ７の高さを揃えることができる。

こうして保護テープ７の切削が終了すると、保持手段２０が図１に示す矢印Ａ２方向に移動し、着脱領域Ｐ１に戻る。そして、保護テープ７が貼着されたウェーハ１は、第２搬送手段１７の吸着パッド１７ａに吸着されて洗浄手段１８に搬送され、洗浄及び乾燥が行われた後、搬送ロボット１４のハンド１４ｂに保持されて回収カセット１９に収容される。

保護テープ屑が保護テープ７上に残存しないことにより、保護テープ屑がウェーハ１の裏面２ｂ側に回り込むこともなくなるため、第２搬送手段１７の吸着パッド１７ａや、搬送ロボット１４のハンド１４ｂに保護テープ屑が付着してウェーハの搬送不良を生じさせることがなく、搬送不良に起因するウェーハの破損も防止することができる。

（４）薄化ステップ
平坦化ステップによって保護テープ７の平坦化を実施した後、被加工物を所定の厚みへと薄化する。被加工物の薄化には、例えば図１１に示す薄化装置６０を使用することができる。

この薄化装置６０は、被加工物を保持する保持テーブル６０ａと、保持テーブル６０ａに保持された被加工物を研削する研削手段６０ｂとを備えている。保持テーブル６０ａは、その表面に被加工物を保持する保持部６６を備えており、回転可能となっている。研削手段６０ｂは、垂直方向の軸心を有するスピンドル６１と、スピンドル６１の下端にマウント６３を介して装着された研削ホイール６４とから構成される。研削ホイール６４は、ボルト６２によってマウント６３に固定される。研削ホイール６４の下部には、複数の研削砥石６５が環状に固着されている。また、研削ホイール６４は、スピンドル６１の回転にともなって回転する構成となっている。

薄化装置６０においては、保持テーブル６０ａにおいてウェーハ１に貼着された保護テープ７側を保持してウェーハ１の裏面２ｂが上方に露出した状態とする。そして、保持テーブル６０ａを矢印Ｄ方向に回転させるとともに、スピンドル６１を矢印Ｅ方向に回転させながら研削手段６０ｂを下降させ、回転する研削砥石６５を回転するウェーハ１の裏面２ｂに接触させ、裏面２ｂを研削し、ウェーハ１を薄化する。研削中は、研削砥石６５がウェーハ１の回転中心を通過するようにする。ウェーハ１が所望の厚みに薄化された時点で研削手段６０ｂを上昇させて研削を終了する。

平坦化ステップにおいて保護テープ７の基材層８が平坦化され、保護テープ屑が保護テープ７上に残存していないため、薄化ステップでは、平坦化された基材層８側を保持テーブル６０ａにおいて保持してウェーハ１の裏面２ｂを研削することにより、裏面２ｂを平坦に研削することができ、ウェーハの割れ等を防止することができる。

図１に示したバイト切削装置１０を使用し、様々な条件の下で保護テープ７の切削を行い、保護テープ屑の残存状況を目視で確認した。条件は以下の（１）〜（４）に示すとおりである。
（１）バイトホイールのホイール径：φ８インチ
（２）バイトホイール回転速度（回転周速）：
ア ２０００ｒｐｍ（１２７６ｍ／ｍｉｎ．）
イ ２５００ｒｐｍ（１５９５ｍ／ｍｉｎ．）
ウ ３０００ｒｐｍ（１９１４ｍ／ｍｉｎ．）
エ ３５００ｒｐｍ（２２３３ｍ／ｍｉｎ．）
（３）保護テープ基材：
ア ポリオレフィン基材
イ 塩化ビニル基材
ウ ペット基材
（４）送りピッチ：
送りピッチ２０，３０，４０，５０，６０，７０，８０，９０，１００，１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０［μｍ］でそれぞれ切削を行った。送りピッチは、バイトホイール３５の１回転当たりにおける保持テーブル２１とバイトホイール３５とのＹ方向相対移動距離である。

バイトホイール３５の回転速度を上記ア（２０００ｒｐｍ（１２７６ｍ／ｍｉｎ．））及びイ（２５００ｒｐｍ（１５９５ｍ／ｍｉｎ．））に設定した場合には、保護テープの基材及び送りピッチをいずれにした場合においても、ウェーハ上に糸状の保護テープ屑の残存が確認された。

バイトホイール３５の回転速度をウ（３０００ｒｐｍ（１９１４ｍ／ｍｉｎ．））及びエ（３５００ｒｐｍ（２２３３ｍ／ｍｉｎ．））に設定し、送りピッチを７０μｍ以下に設定した場合では、保護テープ基材の種類によっては、微小な保護テープ屑の残存が確認されたものの、ウェーハ自体を破損させたり、ウェーハの搬送不良を発生させたりするなどの問題にまでは至らないことが確認された。

バイトホイール３５の回転速度をウ（３０００ｒｐｍ（１９１４ｍ／ｍｉｎ．））及びエ（３５００ｒｐｍ（２２３３ｍ／ｍｉｎ．））に設定し、送りピッチを８０μｍ以上に設定した場合は、いずれの保護テープ基材においても、ウェーハ上に保護テープ屑の残存は確認されなかった。

以上の実験結果が示すように、バイトホイール３５が高周速で回転することにより、バイトホイール３５に連れ回る流体、例えば、空気や切削水の圧力や遠心力によって保護テープ屑が被加工物上から除去されやすくなることが確認できた。したがって、バイトホイール３５の回転速度を３５００ｒｐｍ（周速２２３３ｍ／ｍｉｎ．）以上にすると、さらに保護テープ屑の残存を効果的に防止することができる。

また、送りピッチが大きくなると、バイト切削により発生する保護テープ屑が大きくなるため、被加工物上から除去されやすい。したがって、送りピッチは、８０μｍ以上に設定することが望ましい。一方で、送りピッチ１６０μｍでは、どの保護テープ基材、どの回転数においても、ウェーハの切削面の平坦度が悪化した。したがって、送りピッチは、８０μｍ以上１５０μｍ以下に設定することが望ましい。

１：ウェーハ
２ａ：表面 ２ｂ：裏面
３：デバイス ４：ストリート ５：バンプ ６：ノッチ
７：保護テープ ８：基材層 ９：糊層
１０：バイト切削装置
１１：基台 １２：立設基台 １３：供給カセット
１４：被加工物搬送ロボット １４ａ：アーム １４ｂ：ハンド
１５：位置決め手段 １５ａ：位置決めピン
１６：第１搬送装置 １６ａ：吸着パッド
１７：第２搬送装置 １７ａ：吸着パッド
１８：洗浄装置 １９：回収カセット
２０：保持手段 ２１：保持テーブル ２２：保持面 ２３：軸部 ２４：支持基台
２５：昇降駆動部
３０：切削手段
３１：スピンドルハウジング ３２：保持具 ３３：サーボモータ ３４：スピンドル
３５：バイトホイール ３６ バイト
４０：送り手段
４１：ボールスクリュー ４２：ガイドレール ４３：モータ
４４：昇降基台 ４５：支持部材 ４６：ボールスクリュー受部材
５０：移動手段
５１：移動基台 ５２：カバー ５４：ボールスクリュー ５５：ガイドレール
５６：モータ ５７：ボールスクリュー受部材
６０：薄化装置
６０ａ：保持テーブル
６０ｂ：研削手段
６１：スピンドル ６２：ボルト ６３：マウント ６４：研削ホイール
６５：研削砥石 ６６：保持部

Claims (2)

1. 被加工物を保持する保持面を有する保持テーブルと、該保持面と平行な面で回転して該保持テーブルで保持された被加工物を切削するバイトホイールと、該保持テーブルと回転する該バイトホイールとを相対移動させる移動手段と、を備えたバイト切削装置を用いて被加工物に貼着された保護テープを平坦化する加工方法であって、
   被加工物に保護テープを貼着する保護テープ貼着ステップと、
   該保護テープ貼着ステップを実施した後、該保護テープが露出するように被加工物を該保持テーブルで保持する保持ステップと、
   該保持ステップを実施した後、回転する該バイトホイールを所定高さに位置付けるとともに該移動手段が該保持テーブルと該バイトホイールとを相対移動させることで、被加工物に貼着された該保護テープを該バイトホイールで切削して平坦化する平坦化ステップと、を備え、
   該平坦化ステップでは該バイトホイールの回転速度は周速１９１４ｍ／ｍｉｎ．以上に設定されることに特徴を有する加工方法。
2. 前記平坦化ステップを実施した後、前記保護テープ側を保持テーブルで保持して被加工物を露出した状態にし、露出した被加工物を研削ホイールで研削して所定の厚みへと薄化する薄化ステップを更に備えることに特徴を有する請求項１に記載の加工方法。

Images