特開 2024-94183 ワーク加工方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024094183

(43)【公開日】2024-07-09

(54)【発明の名称】ワーク加工方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20240702BHJP

   H01L 21/02 20060101ALI20240702BHJP

   B24B 41/06 20120101ALI20240702BHJP

【ＦＩ】

H01L21/304 622J

H01L21/304 631

H01L21/02 C

B24B41/06 L

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022210981

(22)【出願日】2022-12-27

(71)【出願人】

【識別番号】000151494

【氏名又は名称】株式会社東京精密

(74)【代理人】

【識別番号】100169960

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 貴光

(72)【発明者】

【氏名】清野 悠太

(72)【発明者】

【氏名】八木 隆之

【テーマコード（参考）】

3C034

5F057

【Ｆターム（参考）】

3C034AA08

3C034BB73

3C034BB75

3C034DD10

5F057AA03

5F057AA31

5F057BA12

5F057BA19

5F057BA26

5F057BB03

5F057CA02

5F057CA11

5F057CA14

5F057DA01

5F057DA11

5F057EB17

5F057EB20

5F057EC03

5F057EC04

5F057EC05

5F057EC13

5F057EC14

5F057EC15

5F057FA13

5F057FA28

5F057FA30

5F057GA12

5F057GA21

5F057GB02

5F057GB13

5F057GB17

(57)【要約】      （修正有）

【課題】非同心円状の凹凸が形成されたワークを簡便に加工可能なワーク加工方法を提供する。
【解決手段】ワーク１の表面２側をチャックテーブル３１で吸着保持した状態でワークの裏面５を砥石で研削するワーク加工方法であって、ワークをチャックテーブルに吸着保持させる前に、表面側に形成された凹部ｒ１に充填物９を充填して凹部の落ち込みを減少させる。凹部が充填物で塞がれた状態でワークを研削することにより、低表面領域であるＩＤエリアＡ２１が形成されたワークであっても略平坦に加工することができる。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ワークの一方面側をチャックテーブルで吸着保持した状態で前記ワークの他方面を砥石で研削する加工方法であって、
前記ワークを前記チャックテーブルに吸着保持させる前に、前記一方面側に形成された凹部に充填物を充填して前記凹部の落ち込みを減少させることを特徴とするワーク加工方法。

【請求項2】

前記ワークの一方面には、突起電極を有するデバイスが形成されたデバイス領域と、前記突起電極より高さが相対的に低い低表面領域と、が形成され、
前記凹部は、前記一方面を覆うように貼着された保護テープの表面上に前記低表面領域に対応して形成されることを特徴とする請求項１に記載のワーク加工方法。

【請求項3】

前記低表面領域は、前記ワークを識別可能なＩＤがマーキングされて前記一方面より落ち込んだＩＤエリアであることを特徴とする請求項２に記載のワーク加工方法。

【請求項4】

前記低表面領域は、前記デバイス領域内において前記突起電極が局所的に形成されていないノンパターン領域であることを特徴とする請求項２に記載のワーク加工方法。

【請求項5】

前記低表面領域は、前記デバイス領域を囲繞するように設けられているとともに前記デバイスが形成されていないノンデバイス領域であることを特徴とする請求項２に記載のワーク加工方法。

【請求項6】

前記ワークを前記チャックテーブルに吸着保持させる前に、前記凹部に前記充填物が充填された前記保護テープの表面を覆うようにカバーテープを貼着することを特徴とする請求項２に記載のワーク加工方法。

【請求項7】

前記充填物は、液体状態で前記凹部に充填された後に固化可能な物質から成ることを特徴とする請求項１に記載のワーク加工方法。

【請求項8】

前記充填物は、ＵＶ硬化インクから成ることを特徴とする請求項７に記載のワーク加工方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ワークを加工するワーク加工方法に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体製造分野では、シリコンウェハ等の半導体ウェハ（以下、「ワーク」という）を薄く形成するために、ワークを吸着保持するチャックテーブル及び砥石をそれぞれ回転させながら、砥石をワークに押し当ててワークを所定厚みに研削するインフィード研削が行われている。このような研削方式では、砥石とワークとが接触する加工領域は平面から視て円弧状に形成されるため、ワークの厚みは同心円状で同一に研削される。

【0003】

しかしながら、近年では、バンプやパターンブランク部等の非同心円状の凹凸が形成されたワークや、貼り合わせ精度等によって表面に非同心円状の緩やかな凹凸（うねり）が生じがちな複合基板を研削したいとのニーズが存在する。

【0004】

例えば、特許文献１には、保護テープで段差を吸収しきれないハイバンプタイプの電極バンプを備えるデバイスが表面側に形成された被加工物を研削するにあたって、バンプが形成されていない被加工物の外周余剰領域に、ジェットディスペンサを用いて液状樹脂を塗布して段差解消部材を形成し、段差解消部材及び電極バンプを覆うように保護部材を貼り付ける加工方法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０２０－１２３６６６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１に記載された加工方法において、段差解消部材がＵＶ硬化インクから成る場合には、段差解消部材と被加工物との粘着性が弱く研削時に被加工物から剥離し易く、また、段差解消部材が他種の樹脂から成る場合には、段差解消部材と被加工物との粘着性が過剰で被加工物から剥離しにくい等の問題があった。

【0007】

そこで、非同心円状の凹凸が形成されたワークを簡便に加工するために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明は、この課題を解決することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するために、本発明に係るワーク加工方法は、ワークの一方面側をチャックテーブルで吸着保持した状態で前記ワークの他方面を砥石で研削する加工方法であって、前記ワークを前記チャックテーブルに吸着保持させる前に、前記一方面側に形成された凹部に充填物を充填して前記凹部の落ち込みを減少させる。

【0009】

また、本発明に係るワーク加工方法は、前記ワークの一方面には、突起電極を有するデバイスが形成されたデバイス領域と、前記突起電極より高さが相対的に低い低表面領域と、が形成され、前記凹部は、前記一方面を覆うように貼着された保護テープの表面上に前記低表面領域に対応して形成されることが好ましい。

【0010】

また、本発明に係るワーク加工方法は、前記低表面領域が、前記ワークを識別可能なＩＤがマーキングされて前記一方面より落ち込んだＩＤエリアであることが好ましい。

【0011】

また、本発明に係るワーク加工方法は、前記低表面領域が、前記デバイス領域内において前記突起電極が局所的に形成されていないノンパターン領域であることが好ましい。

【0012】

また、本発明に係るワーク加工方法は、前記低表面領域が、前記デバイス領域を囲繞するように設けられているとともに前記デバイスが形成されていないノンデバイス領域であることが好ましい。

【0013】

また、本発明に係るワーク加工方法は、前記ワークを前記チャックテーブルに吸着保持させる前に、前記凹部に前記充填物が充填された前記保護テープの表面を覆うようにカバーテープを貼着することが好ましい。

【0014】

また、本発明に係るワーク加工方法は、前記充填物が、液体状態で前記凹部に充填された後に固化可能な物質から成ることが好ましい。

【0015】

また、本発明に係るワーク加工方法は、前記物質が、ＵＶ硬化インクであることが好ましい。

【発明の効果】

【0016】

本発明は、充填物が凹部に充填されて凹部の落ち込みが減少された状態でワークを研削することにより、非同心円状の凹凸が形成されたワークを略平坦に加工することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】表面に非同心状の凹凸が形成されたワークを示す図であり、（ａ）はワークの表面側を示す平面図であり、（ｂ）は表面側にＢＧテープが貼付されたワークを示す平面図であり、（ｃ）はＢＧテープが貼付されたワークの縦断面図である。

【図2】ワーク加工方法の手順を示すフローチャートである。

【図3】ワーク加工方法の手順を示す模式図である。

【図4】ワーク加工方法における要部を模式的に示す断面図である。

【図5】ＢＧテープ上に保護テープを重ねて貼付した状態を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

本発明の一実施形態について図面に基づいて説明する。なお、以下では、構成要素の数、数値、量、範囲等に言及する場合、特に明示した場合及び原理的に明らかに特定の数に限定される場合を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも構わない。

【0019】

また、構成要素等の形状、位置関係に言及するときは、特に明示した場合及び原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似又は類似するもの等を含む。

【0020】

また、図面は、特徴を分かり易くするために特徴的な部分を拡大する等して誇張する場合があり、構成要素の寸法比率等が実際と同じであるとは限らない。

【0021】

図１（ａ）は、ワーク１の表面２側を示す平面図である。本実施形態に係るワーク１は、円板状に形成されたシリコン基板である。なお、ワーク１の材質又は形状等は、如何なるものであっても構わない。また、ワーク１は、単一の基板から成るものであっても、脆性材料から成る基板又は目標厚みが極めて薄い基板に支持基板が貼り合された複合基板等であっても構わない。

【0022】

ワーク１の表面２には、複数のデバイス３が互いに区画されて設けられたデバイス領域Ａ１が中央付近に形成されている。各デバイス３には、突起電極である後述するバンプ４が形成されている。

【0023】

また、ワーク１の表面２には、バンプ４が形成されておらずバンプ４より高さが相対的に低い低表面領域Ａ２が形成されている。低表面領域Ａ２には、例えば、表面２に凹設されてワーク１を識別可能なＩＤがマーキングされたＩＤエリアＡ２１、デバイス領域Ａ１内においてバンプ４を含むパターンが局所的に形成されていないノンパターン領域Ａ２２、又はデバイス領域Ａ１を囲繞するようにワーク１の周縁に沿って略環状に形成されるとともにデバイス３が形成されていないノンデバイス領域Ａ２３等が含まれる。なお、符号５は、後述する砥石３３により削り取られるワーク１の裏面（被研削面）である。

【0024】

図１（ｂ）は、表面２側に保護テープとしてのＢＧ（バックグラインド）テープ６が貼付されたワーク１を示す平面図である。図１（ｃ）は、ＢＧテープ６が貼着されたワーク１の縦断面図である。ワーク１の裏面研削に先立って、ワーク１の表面２側には、デバイス３を保護するＢＧテープ６が全面に亘って貼り付けられる。ＢＧテープ６は、バンプ４がめり込む程度に柔らかい。

【0025】

平面から視てＢＧテープ６のうちＩＤエリアＡ２１に重なる部分は、バンプ４の高さに加えてＩＤエリアＡ２１が凹設された深さの分だけＢＧテープ６のうちデバイス領域Ａ１に重なる部分より相対的に低く、ＢＧテープ６の表面７に凹部ｒ１が形成される。また、平面から視てＢＧテープ６のうちノンパターン領域Ａ２２に重なる部分は、バンプ４の高さの分だけＢＧテープ６のうちデバイス領域Ａ１に重なる部分より相対的に低く、ＢＧテープ６の表面７に凹部ｒ２が形成される。さらに、平面から視てＢＧテープ６のうちノンデバイス領域Ａ２３に重なる部分は、バンプ４の高さの分だけＢＧテープ６のうちデバイス領域Ａ１に重なる部分より相対的に低く、ＢＧテープ６の表面７に凹部ｒ３が形成される。

【0026】

次に、ワーク１を加工する加工方法について説明する。図２は、ワーク加工方法の手順を示すフローチャートである。図３は、ワーク加工方法の手順を示す模式図である。図４は、ワーク加工方法における要部を模式的に示す断面図である。なお、以下では、表面２にＩＤエリアＡ２１及びノンデバイス領域Ａ２３が形成されているワーク１を加工する場合を例に説明するが、ワーク１の形状はこれに限定されるものではない。

【0027】

＜ＢＧテープ貼着＞
まず、ワーク１の表面２側にＢＧテープ６を貼着する（ステップＳ１）。具体的には、図３（ａ）に示すように、ワーク１の上方に繰り出されたＢＧテープ６を押圧ローラ１０でワーク１の表面２側に貼着する。ワーク１は、図示しないチャックテーブルに吸着保持されており、チャックテーブルを水平方向にスライドさせることにより、ＢＧテープ６が、ワーク１の全面に亘って貼り付けられる。

【0028】

ＢＧテープ６には、一般的にＵＶ（Ｕｌｔｒａ Ｖｉｏｌｅｔ）を照射することで固化するＵＶ硬化タイプが用いられるが、後述する充填物９にＵＶ硬化インク８を用いる場合、ＵＶ硬化インク８にＵＶを照射して硬化させる際にＢＧテープ６も同時に硬化して剥離する虞がある。したがって、充填物９にＵＶ硬化インク８を用いる場合には、ＢＧテープ６は、非ＵＶ硬化タイプが好ましい。なお、ＢＧテープ６は、スピンコート又はスプレーコート等により形成された樹脂膜等であっても構わない。

【0029】

＜テープ表面形状測定＞
次に、ＢＧテープ６の表面７側の形状を測定する（ステップＳ２）。具体的には、図３（ｂ）に示すように、形状測定器１１をＢＧテープ６の上方で走査させて、ＢＧテープ６の表面形状を測定する。形状測定器１１は、例えば触針式の段差計や光学式表面形状測定器等である。

【0030】

ＢＧテープ６の表面７には、局所的且つ非同心円状の凹凸が形成されている。例えば、ワーク１にＩＤエリアＡ２１及びノンデバイス領域Ａ２３が形成されている場合、図４（ａ）に示すように、表面７のうちＩＤエリアＡ２１と重なる部分には、凹部ｒ１が形成され、表面７のうちノンデバイス領域Ａ２３と重なる部分には、凹部ｒ３が形成されている。したがって、形状測定器１１は、ＢＧテープ６の表面７の形状、特に凹部ｒ１、ｒ３の座標及びその深さを測定する。なお、表面７の形状が既知である場合には、本工程は省略可能である。

【0031】

＜樹脂充填＞
次に、ＢＧテープ６の表面７の凹部ｒ１、ｒ３に、ＵＶ硬化インク８を充填する（ステップＳ３）。具体的には、まず、図３（ｃ）に示すように、ＵＶインクジェットプリンタ２０のインクジェットヘッド２１から液状のＵＶ硬化インク８を凹部ｒ１、ｒ３に微小量吐出する。ＵＶインクジェットプリンタ２０には、形状測定器１１が測定した凹部ｒ１、ｒ３の座標及びその深さを含むＣＡＤデータが入力され、インクジェットヘッド２１は、凹部ｒ１、ｒ３に所定量のＵＶ硬化インク８を吐出する。なお、ＵＶ硬化インク８は、液状のＵＶ硬化樹脂から成る。

【0032】

次に、図３（ｄ）に示すように、ＵＶインクジェットプリンタ２０のＵＶ照射装置２２からＵＶ光を照射して凹部ｒ１、ｒ３に吐出されたＵＶ硬化インク８を硬化定着させて充填物９を形成する。これにより、図４（ｂ）に示すように、凹部ｒ１、ｒ３が充填物９で塞がれて、ＢＧテープ６の表面７が略面一に均される。ＵＶインクジェットプリンタ２０は、公知の構成であり、例えばローランド ディー．ジー．株式会社製フラットベッドＵＶプリンタ（型番：Ｖｅｒｓａ ＵＶ ＬＥＦ２ ３００）等である。

【0033】

ＵＶ硬化インク８を硬化させた後にＢＧテープ６の表面７の形状を再測定し、必要に応じてＵＶ硬化インク８を凹部ｒ１、ｒ３に再充填しても構わない。また、ＢＧテープ６の表面７は必ずしも略面一である必要はなく、後述する研削加工に影響を及ぼさない範囲で、表面７との段差を軽減する程度に凹部ｒ１、ｒ３にＵＶ硬化インク８が充填されていれば構わない。

【0034】

充填物９を充填する方法としては、ＵＶインクジェットプリンタ２０の他に、液状樹脂中に光を照射して所望の箇所のみ樹脂を硬化させて３次元構造物を得る光造形や各種リソグラフィ等も考えられるが、ＵＶインクジェットプリンタ２０は、ＵＶ硬化インク８を吐出する位置をＣＡＤデータ等で簡便に指定可能であり、また一度硬化させたＵＶ硬化インク８上に再度ＵＶ硬化インク８を重ねる重ね打ちが可能であってＢＧテープ６の表面形状に細かく対応可能である点で好適である。さらに、ＵＶインクジェットプリンタ２０が吐出するインクの種類や吐出量、重ね打ち回数は任意に調整できるのが好ましい。

【0035】

なお、充填物９の材質は、ＵＶ硬化インク８に限らず、例えば光照射や加熱により急速に固化する樹脂、常温で緩やかに固化する樹脂、銀インク又は絶縁性を示す材質等であっても構わないが、光照射や加熱により急速に固化する樹脂は、重ね打ちが可能な点で好適である。

【0036】

＜研削＞
次に、研削装置３０を用いてワーク１を薄く研削する（ステップＳ４）。具体的には、まず、表面２を下にした状態でワーク１をチャックテーブル３１に載置させる。

【0037】

チャックテーブル３１は、上面にアルミナ等の多孔質材料から成る吸着体３２を備えている。チャックテーブル３１は、内部を通って吸着体３２に延びる管路を備えている。管路は、ロータリージョイントを介して真空源に接続されている。真空源が起動すると、チャックテーブル３１上に載置されたワーク１がＢＧテープ６を介してチャックテーブル３１に吸着保持される。

【0038】

このとき、図４（ｃ）に示すように、ＢＧテープ６の表面７は、チャックテーブル３１に隙間なく密着している。このようにして、ＢＧテープ６の凹部ｒ１、ｒ３が充填物９で塞がれていることにより、凹部ｒ１、ｒ３から真空リークやスラッジの吸い込みが発生することを抑制できる。

【0039】

次に、図３（ｅ）に示すように、チャックテーブル３１上に真空吸着されたワーク１の裏面５を砥石３３で研削する。

【0040】

砥石３３は、例えばカップ型砥石であり、チャックテーブル３１の上方に設置された砥石スピンドル３４の下端に取り付けられ、砥石スピンドル３４によって回転軸３５回りに回転駆動する。砥石３３の番手は、例えば＃８０００である。砥石３３の加工面は、略円環状に形成されている。砥石スピンドル３４は、図示しないインフィード機構によって垂直方向に昇降する。インフィード機構は、例えば、砥石スピンドル３４を昇降させるボールネジスライダ機構である。

【0041】

チャックテーブル３１は、チャックスピンドル３６によって回転軸３７回りに回転駆動する。チャックスピンドル３６の駆動源は、例えばサーボモータ等である。また、チャックテーブル３１は、回転軸３７の傾きを調整可能なチルト機構が設けられている。回転軸３７の傾きを調整することにより、砥石３３とワーク１との接触具合を調整して研削後のワーク１の厚みを加減することができる。

【0042】

そして、砥石３３をワーク１の近傍まで下降させた後に、砥石スピンドル３４及びチャックスピンドル３６をそれぞれ回転させた状態でインフィード機構を駆動し、砥石３３をワーク１の裏面５に押し当てることにより、ワーク１の裏面５がインフィード研削される。例えば、砥石スピンドル３４の回転速度は２０００ｒｐｍ、チャックスピンドル３６の回転速度は３００ｒｐｍに設定される。また、インフィード送り機構の送り速度は０．４μｍ／ｓに設定される。

【0043】

このとき、凹部ｒ１、ｒ３の落ち込みを軽減することなくワーク１を研削すると凹部ｒ１、ｒ３周辺のワーク１の研削量が局所的に増大し、研削後のワーク１に厚みバラつきが生じ得るところ、凹部ｒ１、ｒ３が充填物９で塞がれることにより、研削後のワーク１の厚みバラつきを抑制できる。

【0044】

研削中のワーク１の厚みを計測するインプロセスゲージ３８の計測値が目標厚みに達すると、チャックスピンドル３６及び砥石スピンドル３４を停止させた後に、砥石３３を上方に退避させる。

【0045】

＜ワーク形状測定＞
次に、研削後のワーク形状を測定して、研削の適否を判定する（ステップＳ５）。ワーク１の形状測定は、例えばワーク１の厚みを測定する光干渉式膜厚センサを用いて行われる。研削後のワーク形状と所定の判定基準（例えば、ＴＴＶ１μｍ）とを比較して、研削後のワーク形状が判定基準を満たさない場合には（ステップＳ５でＮｏ）、ステップＳ３に戻り、ＢＧテープ６の表面７上の凹部ｒ１、ｒ３に充填物９を再び充填する。

【0046】

一方、研削後のワーク形状が判定基準を満たす場合には（ステップＳ５でＹｅｓ）、研削を終了し、ＢＧテープ６をワーク１から除去する。これにより、充填物９は、ＢＧテープ６とともにワーク１から除去されるため、充填物９がワーク１に残留することを回避できる。

【0047】

このようにして、本実施形態に係るワーク加工方法は、ワーク１の表面２側をチャックテーブル３１で吸着保持した状態でワーク１の裏面５を砥石３３で研削する加工方法であって、ワーク１をチャックテーブル３１に吸着保持させる前に、表面２側に形成された凹部ｒ１～ｒ３に充填物９を充填して凹部ｒ１、ｒ３の落ち込みを減少させる構成とした。

【0048】

このような構成によれば、凹部ｒ１、ｒ３が充填物９で塞がれた状態でワーク１を研削することにより、低表面領域Ａ２が形成されたワーク１であっても略平坦に加工することができる。

【0049】

なお、上述した実施形態では、ＢＧテープ６の表面７上に凹部ｒ１、ｒ３に生じたワーク１を例に説明したが、本発明は、他種のワーク１にも適用可能である。例えば、ワーク１が複合基板の場合、支持基板の平面精度や基板同士の貼り合わせの精度によってはワーク１に緩やかな凹凸（うねり）が生じ、ワーク１に貼着されたＢＧテープ６の表面７にもうねりが転写されるときがある。そこで、充填物９をＢＧテープ６の表面７に生じたうねりの凹部に充填して凹部の落ち込みを減少させた後に、ワーク１の裏面５を研削しても構わない。

【0050】

また、半導体材料のインゴットをスライスして半導体ウェハを製造する際に、研削又は研磨を行う装置の技術的制約により平面出しが困難な場合があるところ、スライス後の半導体ウェハのうねりや傾きに応じて充填物を塗布することにより、平面出しを精度良く行うことができる。

【0051】

また、図５に示すように、ＢＧテープ６上の凹部ｒ１、ｒ３に充填物９を充填した後に、ＢＧテープ６の表面７上にさらにカバーテープ４０を重ねても構わない。カバーテープ４０は、ＢＧテープ６と同様の素材から成る。これにより、充填物９がＢＧテープ６とカバーテープ４０との間にのみ介在し、充填物９がチャックテーブル３１に接触することを回避できる。

【0052】

なお、本発明は、上記した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の精神を逸脱しない限り、上記以外にも種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。また、各実施形態を組み合わせても構わない。

【符号の説明】

【0053】

１ ：ワーク
２ ：（ワークの）表面
３ ：デバイス
４ ：バンプ
５ ：（ワークの）裏面
６ ：ＢＧテープ
７ ：（ＢＧテープの）表面
８ ：ＵＶ硬化インク
９ ：充填物
１０ ：押圧ローラ
１１ ：形状測定器
２０ ：ＵＶインクジェットプリンタ
２１ ：インクジェットヘッド
２２ ：ＵＶ照射装置
３０ ：研削装置
３１ ：チャックテーブル
３２ ：吸着体
３３ ：砥石
３４ ：砥石スピンドル
３５ ：（砥石スピンドルの）回転軸
３６ ：チャックスピンドル
３７ ：（チャックスピンドルの）回転軸
３８ ：インプロセスゲージ
４０ ：カバーテープ
Ａ１ ：デバイス領域
Ａ２ ：低表面領域
Ａ２１：ＩＤエリア
Ａ２２：ノンパターン領域
Ａ２３：ノンデバイス領域
ｒ１～ｒ３：凹部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】