(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-10-11
(45)【発行日】2024-10-22
(54)【発明の名称】規格ウエーハ対応トレーの製造方法
(51)【国際特許分類】
B24B 19/00 20060101AFI20241015BHJP
B24D 5/12 20060101ALI20241015BHJP
H01L 21/673 20060101ALI20241015BHJP
【ＦＩ】
B24B19/00 Z
B24D5/12
H01L21/68 U
【請求項の数】
4
(21)【出願番号】P 2020185925
(22)【出願日】2020-11-06
(65)【公開番号】P2022075252
(43)【公開日】2022-05-18
【審査請求日】2023-09-25
(73)【特許権者】
【識別番号】000134051
【氏名又は名称】株式会社ディスコ
(74)【代理人】
【識別番号】110003524
【氏名又は名称】弁理士法人愛宕綜合特許事務所
(74)【代理人】
【識別番号】100113217
【弁理士】
【氏名又は名称】奥貫 佐知子
(74)【代理人】
【識別番号】100202496
【弁理士】
【氏名又は名称】鹿角 剛二
(74)【代理人】
【識別番号】100202692
【弁理士】
【氏名又は名称】金子 吉文
(72)【発明者】
【氏名】大前 巻子
【審査官】須中 栄治
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１３－１８７２７２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－２３５３９９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－０１２７２４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－０２０３４４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００７－２０８１４５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－１８７２７５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００４－１４０２９７（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１９／０２５９６３５（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２４Ｂ１／００－１／０４
Ｂ２４Ｂ９／００－１９／２８
Ｂ２４Ｄ３／００－９９／００
Ｈ０１Ｌ２１／３０４；２１／４６３
Ｈ０１Ｌ２１／６７－２１／６８３
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
処理装置に対応した規格ウエーハより小さいウエーハを収容する規格ウエーハ対応トレーの製造方法であって、規格ウエーハと同じ形状の板状物を準備する準備工程と、
回転可能で直線移動可能なチャックテーブルに板状物を保持させる保持工程と、
回転する切削ブレードを板状物の上面に位置づけて所定深さ切り込むと共に該チャックテーブルを回転させて環状溝を形成し、順次切削ブレードを該チャックテーブルの径方向に割り出し送りして、収容すべきウエーハの直径に対応する直径を有する環状凹部を形成する環状凹部加工工程と、
板状物の該環状凹部の内側に残存する未加工領域に切削ブレードを位置づけて該環状凹部と同じ深さだけ切り込むと共に該チャックテーブルを直線移動させて直線溝を形成し、順次切削ブレードを割り出し送りして直線溝を形成して該未加工領域を該環状凹部と同じ深さに形成する直線溝加工工程と、
を含む規格ウエーハ対応トレーの製造方法。
【請求項2】
切削ブレードの切り刃の厚みをＷとした場合、割り出し送り量は０．８Ｗ～０．９Ｗである請求項１記載の規格ウエーハ対応トレーの製造方法。
【請求項3】
切削ブレードの切り刃の厚みは０．５ｍｍ～１．５ｍｍである請求項１または２記載の規格ウエーハ対応トレーの製造方法。
【請求項4】
該環状凹部加工工程において、該チャックテーブルの径方向外側から径方向内側に向かって切削ブレードを割り出し送りする請求項１記載の規格ウエーハ対応トレーの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、処理装置に対応した規格ウエーハより小さいウエーハを収容する規格ウエーハ対応トレーの製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
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表面に形成されたウエーハは、ダイシング装置によって個々のデバイスチップに分割され、分割された各デバイスチップは携帯電話、パソコン等の電気機器に利用される。
【0003】
ダイシング装置を含む各種の加工装置、ウエーハを検査する検査装置等の処理装置は、規格化されたウエーハの径に対応したテーブルを備えており（たとえば特許文献１参照）、規格より小さいウエーハを処理することが困難であるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開平１０－１１６８０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上記事実に鑑みてなされた本発明の課題は、処理装置に対応した規格ウエーハより小さいウエーハであっても処理装置において適正な処理を可能とする規格ウエーハ対応トレーの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明によれば、上記課題を解決する以下の規格ウエーハ対応トレーの製造方法が提供される。すなわち、処理装置に対応した規格ウエーハより小さいウエーハを収容する規格ウエーハ対応トレーの製造方法であって、規格ウエーハと同じ形状の板状物を準備する準備工程と、回転可能で直線移動可能なチャックテーブルに板状物を保持させる保持工程と、回転する切削ブレードを板状物の上面に位置づけて所定深さ切り込むと共に該チャックテーブルを回転させて環状溝を形成し、順次切削ブレードを該チャックテーブルの径方向に割り出し送りして、収容すべきウエーハの直径に対応する直径を有する環状凹部を形成する環状凹部加工工程と、板状物の該環状凹部の内側に残存する未加工領域に切削ブレードを位置づけて該環状凹部と同じ深さだけ切り込むと共に該チャックテーブルを直線移動させて直線溝を形成し、順次切削ブレードを割り出し送りして直線溝を形成して該未加工領域を該環状凹部と同じ深さに形成する直線溝加工工程と、を含む規格ウエーハ対応トレーの製造方法が提供される。
【0007】
好ましくは、切削ブレードの切り刃の厚みをＷとした場合、割り出し送り量は０．８Ｗ～０．９Ｗである。切削ブレードの切り刃の厚みは０．５ｍｍ～１．５ｍｍであるのが好適である。該環状凹部加工工程において、該チャックテーブルの径方向外側から径方向内側に向かって切削ブレードを割り出し送りするのが望ましい。
【発明の効果】
【0008】
本発明の規格ウエーハ対応トレーの製造方法は、規格ウエーハと同じ形状の板状物を準備する準備工程と、回転可能で直線移動可能なチャックテーブルに板状物を保持させる保持工程と、回転する切削ブレードを板状物の上面に位置づけて所定深さ切り込むと共に該チャックテーブルを回転させて環状溝を形成し、順次切削ブレードを該チャックテーブルの径方向に割り出し送りして、収容すべきウエーハの直径に対応する直径を有する環状凹部を形成する環状凹部加工工程と、板状物の該環状凹部の内側に残存する未加工領域に切削ブレードを位置づけて該環状凹部と同じ深さだけ切り込むと共に該チャックテーブルを直線移動させて直線溝を形成し、順次切削ブレードを割り出し送りして直線溝を形成して該未加工領域を該環状凹部と同じ深さに形成する直線溝加工工程と、を含むので、本発明の方法によって製造したトレーを用いることにより、処理装置に対応した規格ウエーハより小さいウエーハであっても処理装置において適正な処理が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】処理装置に対応した規格ウエーハより小さいウエーハおよび板状物の斜視図。
【図2】ダイシング装置の斜視図。
【図3】環状凹部加工工程を実施している状態を示す斜視図。
【図4】環状凹部が形成された板状物の斜視図。
【図5】直線溝加工工程を実施している状態を示す斜視図。
【図8】環状凹部加工工程において、ウエーハの外周のオリエンテーションフラットに対応する直線溝を形成している状態を示す斜視図。
【図9】環状凹部加工工程において、ウエーハの外周の円弧状部分に対応するＣ形状溝を形成している状態を示す斜視図。
【図10】オリエンテーションフラットを有するウエーハと、このウエーハを収容する規格ウエーハ対応トレーの斜視図。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明の規格ウエーハ対応トレーの製造方法の好適実施形態について図面を参照しつつ説明する。
【0011】
図示の実施形態では、まず、規格ウエーハと同じ形状の板状物を準備する準備工程を実施する。準備工程で準備する板状物は、図１に示すような円板状の板状物２でよい。板状物２の直径Ｄ１は、各種の加工装置、検査装置等の処理装置に対応した規格ウエーハの直径と同一であり、たとえば４インチ、６インチ、８インチ等である。また、板状物２の厚みは規格ウエーハの厚みと同一であり、たとえば７００μｍ程度でよい。
【0012】
板状物２の材質としては、規格ウエーハよりも小さいウエーハと同じ材質（たとえばシリコン）を用いることができる。あるいは、板状物２の材質は、ガラス、セラミックスまたはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の適宜の合成樹脂であってもよい。図１に示すとおり、図示の実施形態の板状物２の外周には、直線部２ａが設けられているが、ノッチが形成されていてもよい。なお、板状物２は、直線部２ａやノッチが形成されていない単純な円形であってもよい。
【0013】
図１には、規格ウエーハよりも小さい円板状のウエーハ４も示されている。ウエーハ４の直径Ｄ２は、各種の加工装置、検査装置等の処理装置に対応した規格ウエーハの直径よりも小さく、板状物２の直径Ｄ１よりも小さい。ウエーハ４は、シリコン等の適宜の半導体材料から形成され得る。図示の実施形態のウエーハ４の表面４ａは、格子状の分割予定ライン６によって複数の矩形領域に区画されており、複数の矩形領域のそれぞれにはＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス８が形成されている。また、図１に示すウエーハ４の外周には、ウエーハ４の結晶方位を示すノッチ１０が設けられている。
【0014】
準備工程を実施した後、回転可能で直線移動可能なチャックテーブルに板状物２を保持させる保持工程を実施し、次いで、回転する切削ブレードを板状物２の上面に位置づけて所定深さ切り込むと共にチャックテーブルを回転させて環状溝を形成し、順次切削ブレードをチャックテーブルの径方向に割り出し送りして、収容すべきウエーハ４の直径Ｄ２に対応する直径を有する環状凹部を形成する環状凹部加工工程を実施する。
【0015】
保持工程および環状凹部加工工程は、たとえば図２に示すダイシング装置１２を用いて実施することができる。ダイシング装置１２は、被加工物を保持するチャックテーブル１４と、チャックテーブル１４に保持された被加工物を切削する環状の切削ブレード１６を回転可能に備えた切削手段１８とを少なくとも備える。
【0016】
チャックテーブル１４の上端部分には、吸引手段（図示していない。）に接続された多孔質の円形状の吸着チャック２０が配置されている。チャックテーブル１４は、吸引手段で吸着チャック２０の上面に吸引力を生成することにより吸着チャック２０の上面に載せられた被加工物を吸引保持する。図２に示すとおり、チャックテーブル１４の外周には、周方向に間隔をおいて複数のクランプ２２が配置されている。
【0017】
チャックテーブル１４は、吸着チャック２０の径方向中心を通って上下方向に延びる軸線を回転中心としてモータ（図示していない。）によって回転されると共に、図２に矢印Ｘで示すＸ軸方向に加工送り手段（図示していない。）によって直線移動されるようになっている。このように、チャックテーブル１４は、回転可能、Ｘ軸方向に直線移動可能に構成されている。
【0018】
切削手段１８における切削ブレード１６の切り刃の厚みは０．５ｍｍ～１．５ｍｍでよい。また、図示していないが、切削手段１８は、Ｘ軸方向に直交するＹ軸方向（図２に矢印Ｙで示す方向）に延びる軸線を中心として切削ブレード１６を回転させるモータと、Ｙ軸方向に切削ブレード１６を割り出し送りする割り出し送り手段と、Ｘ軸方向およびＹ軸方向のそれぞれに直交するＺ軸方向（図２に矢印Ｚで示す上下方向）に切削ブレード１６を切り込み送りする切り込み送り手段とを含む。なお、Ｘ軸方向およびＹ軸方向によって規定されるＸＹ平面は実質上水平である。
【0019】
ダイシング装置１２は、さらに、チャックテーブル１４に保持された被加工物を撮像する撮像手段２４と、被加工物を複数枚収容したカセット２６が設置される昇降自在なカセット設置台２８と、カセット２６から加工前の被加工物を引き出し、仮置きテーブル３０まで搬出すると共に仮置きテーブル３０に位置づけられた加工済みの被加工物をカセット２６に搬入する搬出入手段３２と、カセット２６から仮置きテーブル３０に搬出された加工前の被加工物をチャックテーブル１４に搬送する第一の搬送手段３４と、加工済みの被加工物を洗浄する洗浄手段３６と、加工済みの被加工物をチャックテーブル１４から洗浄手段３６に搬送する第二の搬送手段３８とを備える。
【0020】
図示の実施形態における保持工程では、まず、カセット２６に収容された板状物２を搬出入手段３２によって引き出し、仮置きテーブル３０に仮置きする。次いで、第一の搬送手段３４によって仮置きテーブル３０からチャックテーブル１４に板状物２を搬送し、チャックテーブル１４の回転中心と板状物２の径方向中心とを整合させた状態で、チャックテーブル１４に板状物２を吸引保持させる。なお、ダイシング装置１２によって板状物２に加工を施す際は、図２に示すとおり、外周が環状フレーム４０に固定されたダイシングテープ４２に板状物２を貼り付け、ダイシングテープ４２を介して環状フレーム４０に板状物２を支持させてもよい。この場合には、ダイシングテープ４２側から板状物２をチャックテーブル１４に吸引保持させると共に、クランプ２２によって環状フレーム４０を固定する。
【0021】
保持工程を実施した後、環状凹部加工工程を実施する。環状凹部加工工程では、まず、チャックテーブル１４を撮像手段２４の下方に移動させ、撮像手段２４によって上方から板状物２を撮像し、切削加工を施すべき領域を検出する。次いで、チャックテーブル１４を切削手段１８の下方に移動させ、撮像手段２４によって撮像した板状物２の画像に基づいて、板状物２と切削ブレード１６との位置関係を調整する。図示の実施形態では、チャックテーブル１４の回転中心から、収容すべきウエーハ４の半径に対応する位置に切削ブレード１６を位置づける。
【0022】
次いで、図３に示すとおり、切削ブレード１６を下降させ、矢印Ｒ１で示す方向に所定の回転速度（たとえば２００００ｒｐｍ）で回転させた切削ブレード１６の切り刃を板状物２の上面に所定深さ切り込ませると共に、切削ブレード１６の刃先を切り込ませた部分に切削水を供給しながら、チャックテーブル１４を矢印Ｒ２で示す方向に所定の回転速度（たとえば３°／秒）で回転させる。これによって、板状物２を貫通しない程度の深さの環状溝４４を形成する。図３に示す環状溝４４は、切削加工途中の環状溝４４であるため環状に示されていないが、実際には、端部のない環状の溝を形成する。なお、当然のことであるが、環状溝４４の幅は、切削ブレード１６の切り刃の厚みに相当する寸法である。
【0023】
次いで、切削ブレード１６を上昇させて板状物２から離間させた後、割り出し送り手段によって切削ブレード１６をチャックテーブル１４の径方向内側に割り出し送りする。割り出し送り量は、切削ブレード１６の切り刃の厚みをＷとした場合、０．８Ｗ～０．９Ｗであるのが好ましい。これによって、最初に形成した環状溝４４と、次に形成する環状溝４４とを確実に連結させ、隣接する環状溝４４の間に壁が形成されることを防止できる。そして、環状溝４４の形成と、割り出し送りとを繰り返すことによって、図４に示すとおり、収容すべきウエーハ４の直径Ｄ２に対応する直径（外径）を有する環状凹部４６を板状物２の上面に形成する。
【0024】
なお、ダイシング装置１２によって板状物２に形成することができる環状溝４４の直径には最小限界値があるため、本工程で形成する凹部４６は環状となり、環状凹部４６の径方向内側に円形状の未加工領域４８が残存することになる。
【0025】
また、図示の実施形態では、チャックテーブル１４の径方向外側から内側に向かって切削ブレード１６を順次割り出し送りしているが、これとは逆に、チャックテーブル１４の径方向内側から外側に向かって切削ブレード１６を順次割り出し送りしてもよい。なお、径方向内側から外側に割り出し送りして環状溝４４を形成する場合よりも、径方向外側から内側に割り出し送りして環状溝４４を形成する場合の方が、切削加工時に切削ブレード１６に作用する負荷が小さくなるため、径方向外側から内側に割り出し送りするのが好ましい。
【0026】
環状凹部加工工程を実施した後、板状物２の環状凹部４６の内側に残存する未加工領域４８に切削ブレード１６を位置づけて環状凹部４６と同じ深さだけ切り込むと共に、切り込み部分に切削水を供給しながらチャックテーブル１４を直線移動させて直線溝を形成し、順次切削ブレード１６を割り出し送りして直線溝を形成して未加工領域４８を環状凹部４６と同じ深さに形成する直線溝加工工程を実施する。
【0027】
直線溝加工工程は、環状凹部加工工程と同様に、ダイシング装置１２を用いて実施することができる。直線溝加工工程では、まず、チャックテーブル１４を撮像手段２４の下方に移動させ、撮像手段２４によって上方から板状物２を撮像し、切削加工を施すべき未加工領域４８を検出する。次いで、チャックテーブル１４を切削手段１８の下方に移動させ、撮像手段２４によって撮像した板状物２の画像に基づいて、未加工領域４８の外周部分の上方に切削ブレード１６を位置づける。
【0028】
次いで、図５に示すとおり、切削ブレード１６を下降させ、Ｒ１方向に所定の回転速度（たとえば２００００ｒｐｍ）で回転させた切削ブレード１６の切り刃を未加工領域４８の外周部分に環状凹部４６と同じ深さだけ切り込ませると共に、切り込み部分に切削水を供給しながらチャックテーブル１４をＸ軸方向に所定の加工送り速度で加工送りする。これによって、環状凹部４６と同じ深さの直線溝を未加工領域４８に形成する。すなわち、環状凹部４６と同じ深さの直線溝の分だけ未加工領域４８の上面を除去する。
【0029】
次いで、切削ブレード１６を上昇させて板状物２から離間させた後、直線溝が延びる方向（Ｘ軸方向）と直交する方向（Ｙ軸方向）に割り出し送り手段によって切削ブレード１６を割り出し送りする。割り出し送り量は、切削ブレード１６の切り刃の厚みをＷとした場合、０．８Ｗ～０．９Ｗであるのが好適である。そして、直線溝の形成と割り出し送りとを繰り返すことによって未加工領域４８を環状凹部４６と同じ深さに形成する。これによって、図６に示すとおり、収容すべきウエーハ４の直径Ｄ２に対応する直径（外径）を有する円形凹部５０を板状物２の上面に形成して、規格ウエーハ対応トレー２’を製造することができる。
【0030】
以上のとおりにして製造された規格ウエーハ対応トレー２’は、図７に示すとおり、円形凹部５０にウエーハ４を収容することができるので、規格ウエーハ対応トレー２’を用いることにより、処理装置に対応した規格ウエーハより小さいウエーハ４であっても処理装置において適正な処理が可能となる。たとえば、上記ダイシング装置１２のチャックテーブル１４がウエーハ４のサイズに適合しておらず、チャックテーブル１４によってウエーハ４を吸引保持することができない場合でも、図示の実施形態の方法で製造された規格ウエーハ対応トレー２’にウエーハ４を収容することにより、規格ウエーハ対応トレー２’を介してチャックテーブル１４にウエーハ４を吸引保持させることができ、ダイシング装置１２を用いて、個々のデバイス８ごとのデバイスチップにウエーハ４を分割することができる。
【0031】
なお、規格ウエーハ対応トレー２’の円形凹部５０にウエーハ４を収容する際には、ウエーハ４のノッチ１０を規格ウエーハ対応トレーの２’の直線部２ａの中央に位置づけることにより、ダイシング装置１２等の処理装置においてウエーハ４の結晶方位を検出するのが容易になる。また、図７（ｂ）を参照することによって理解されるとおり、規格ウエーハ対応トレー２’の円形凹部５０の深さは、ウエーハ４の厚みよりも小さい寸法でよい。
【0032】
上述の実施形態においては、外周にノッチ１０が形成されたウエーハ４を収容する規格ウエーハ対応トレーの製造方法を説明したが、本発明の規格ウエーハ対応トレーの製造方法においては、ウエーハの結晶方位を示すオリエンテーションフラットが外周に形成されたウエーハを収容可能な規格ウエーハ対応トレーを製造することもできる。この例について、図８ないし図１０を参照して説明する。
【0033】
図１０には、外周にオリエンテーションフラット５２が形成されたウエーハ５４が示されている。ウエーハ５４は、ノッチ１０の代わりにオリエンテーションフラット５２が形成されている点で図１に示すウエーハ４と異なる点以外については、ウエーハ４の構成と同一でよい。
【0034】
ウエーハ５４を収容可能な規格ウエーハ対応トレーを製造する際は、まず、板状物２を準備し（準備工程）、次いで、チャックテーブル１４に板状物２を吸引保持させる（保持工程）。次いで、環状凹部加工工程において、板状物２の直線部２ａをＸ軸方向に整合させた後、図８に示すとおり、Ｒ１方向に所定の回転速度で回転させた切削ブレード１６の切り刃を板状物２の上面に所定深さ切り込ませると共に、切り込み部分に切削水を供給しながらチャックテーブル１４をＸ軸方向に所定の加工送り速度で加工送りして、ウエーハ５４のオリエンテーションフラット５２に対応する長さの直線溝５６を形成する。なお、直線溝５６の長さはオリエンテーションフラット５２の長さよりも僅かに長くてもよい。
【0035】
次いで、図９に示すとおり、Ｒ１方向に所定の回転速度で回転させた切削ブレード１６の切り刃を直線溝５６の一端部５６ａから板状物２の上面に所定深さ切り込ませると共に、切り込み部分に切削水を供給しながらチャックテーブル１４をＲ２方向に所定の回転速度で回転させ、直線溝５６の一端部５６ａから他端部５６ｂまで延びるＣ形状溝５８を形成する。これによって、ウエーハ５４の外周のオリエンテーションフラット５２に対応する直線溝５６（直線部）と、ウエーハ５４の外周の円弧状部分に対応するＣ形状溝５８（円弧状部）とを有する環状溝（全体として環状の溝）を形成することができる。
【0036】
そして、割り出し送り手段によって切削ブレード１６をチャックテーブル１４の径方向内側に割り出し送りしながら、Ｃ形状溝ないし環状溝の形成を繰り返すことによって、ウエーハ５４の直径に対応する直径（外径）を有する環状凹部を板状物２の上面に形成する。
【0037】
環状凹部加工工程を実施した後は、上述した直線溝加工工程と同様に、Ｒ１方向に所定の回転速度で回転させた切削ブレード１６の切り刃を未加工領域の外周部分に環状凹部と同じ深さだけ切り込ませると共に、切り込み部分に切削水を供給しながらチャックテーブル１４をＸ軸方向に所定の加工送り速度で加工送りして、環状凹部と同じ深さの直線溝を形成する。そして、直線溝と直交する方向に切削ブレード１６を割り出し送りしながら直線溝の形成を繰り返すことによって、未加工領域を環状凹部と同じ深さに形成する。これによって、図１０に示すとおり、外周にオリエンテーションフラット５２が形成されたウエーハ５４に対応した形状の凹部６０を有する規格ウエーハ対応トレー２”を製造することができる。
【符号の説明】
【0038】
２：板状物
２’：規格ウエーハ対応トレー
４：ウエーハ
１２：ダイシング装置（処理装置の一例）
１４：チャックテーブル
１６：切削ブレード
４４：環状溝
４６：環状凹部
４８：未加工領域
２’：規格ウエーハ対応トレー
４：ウエーハ
１２：ダイシング装置（処理装置の一例）
１４：チャックテーブル
１６：切削ブレード
４４：環状溝
４６：環状凹部
４８：未加工領域
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
