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JP7025171B2 - 被加工物の研削方法 - Google Patents

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Description

本発明は、被加工物を研削して薄化する被加工物の研削方法に関する。
半導体ウェーハやサファイア、SiC基板などの光デバイスウェーハなどを研削砥石で薄化する研削技術があるが、光デバイスウェーハは硬質で研削が難しい。つまり、バックグラインド用の粘着テープで光デバイスウェーハを保護しても、研削加工の負荷による光デバイスウェーハの沈み込みにより薄化研削中の被加工物の割れ、欠け、チッピング等の研削不良が発生してしまう。そのため、セラミックやガラスなどの支持基台にワックス等の硬化する接着剤で被加工物を固定し、研削負荷がかかっても、硬い支持基板で固定されているために破損を抑えられるような加工方法がある（例えば、下記の特許文献１を参照）。
特開２０１３－１８７２８１号公報
しかし、薄化後の被加工物の厚みが１００μｍ以下となると、被加工物の反りがより強く発生するため、研削中の被加工物の外周部が支持基台から剥がれてしまい、被加工物の割れ、欠け、チッピング等の研削不良が発生する。また、研削中に被加工物の外周部の剥がれが発生しないほどの硬度、及び粘着力の高い接着剤を使用した場合は、薄化研削後の支持基台から被加工物を剥離する剥離ステップにて被加工物の割れ等の不良が発生する。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、研削中は被加工物の外周部剥がれの発生を抑制するとともに、支持基台から薄化後の被加工物を剥離する際には、支持基台から被加工物を容易に剥離できるようにすることを目的とする。
本発明は、格子状に形成された複数の分割予定ラインに区画された領域にデバイスが形成された表面を有する被加工物の裏面を、研削砥石で研削する被加工物の研削方法であって、該被加工物の該表面の該デバイスが形成された領域を被加工物用保護部材で覆う第１表面保護ステップと、支持基台の表面を支持基台用保護部材で覆う第２表面保護ステップと、該被加工物の該表面の該デバイスが形成された該領域を覆った該被加工物用保護部材側と該支持基台の該表面を覆った該支持基台保護部材側とを接着剤で貼着し、該被加工物を該支持基台に押圧することにより、該接着剤を該被加工物の外周部側面に回り込ませ該外周部側面を固定して被加工物ユニットを形成する被加工物ユニット形成ステップと、該被加工物ユニットの該支持基台をチャックテーブルの保持面で保持し、該保持面と直交する回転軸により回転する研削砥石によって該被加工物の該裏面を研削し、該被加工物を湾曲可能な厚みまで薄化する研削ステップと、該被加工物の外周部側面から突出した該支持基台用保護部材の外周縁部に該支持基台用保護部材よりも粘着力の高い剥離テープを貼着して引き上げることにより、該研削ステップを実施した後の該被加工物と該被加工物用保護部材と該接着剤と該支持基台用保護部材とを一体として捲るように該支持基台から剥離する第１剥離ステップと、該第１剥離ステップを実施した後、該支持基台用保護部材の該外周縁部に該被加工物用保護部材よりも粘着力の高い剥離テープを貼着して引き上げることにより、該被加工物用保護部材と該接着剤と該支持基台用保護部材とを一体として該被加工物から剥離する第２剥離ステップとを備え、該接着剤で該被加工物の該外周部側面を支持して該被加工物の反りにより該支持基台から該被加工物の外周部が剥がれることを抑制することができる。
上記被加工物用保護部材および上記支持基台用保護部材は、粘着テープであることが好ましい。上記接着剤は、加熱または紫外線照射の処理により硬化する液状の樹脂であることが好ましい。
上記被加工物は、サファイアウェーハであることが好ましい。また、上記研削ステップを実施した後の上記被加工物の厚みは１００μｍ以下であること好ましい。
本発明に係る被加工物の研削方法は、被加工物の表面のデバイスが形成された領域を被加工物用保護部材で覆う第１表面保護ステップと、支持基台の表面を支持基台用保護部材で覆う第２表面保護ステップと、被加工物の表面のデバイスが形成された領域を覆った被加工物用保護部材側と支持基台の表面を覆った支持基台保護部材側とを接着剤で貼着し、被加工物を支持基台に対して押圧することにより、接着剤を被加工物の外周部側面に回り込ませ被加工物の外周部側面を固定して被加工物ユニットを形成する被加工物ユニット形成ステップと、被加工物を湾曲可能な厚みまで薄化する研削ステップと、薄化後の被加工物と被加工物用保護部材と接着剤と支持基台用保護部材とを一体として捲るように支持基台から剥離する第１剥離ステップと、被加工物用保護部材と接着剤と支持基台用保護部材とを一体として被加工物から剥離する第２剥離ステップとを備えたため、被加工物の研削中は、被加工物の外周部側面が接着剤で強固に固定されており、被加工物の外周部が支持基台から剥がれるのを抑制でき、被加工物に割れ、欠け、チッピングなどの研削不良が発生するのを防止することができる。
また、本発明によれば、接着剤が被加工物の外周部側面を固定しているのみで、支持基台の表面および被加工物の表面には接着剤が接触してないため、第１剥離ステップでは支持基台から容易に支持基台用保護部材を剥離することができ、第２剥離ステップでは被加工物の表面から容易に被加工物用保護部材を剥離することができる。
上記被加工物用保護部材および上記支持基台用保護部材が、粘着テープにより構成されている場合は、上記第１剥離ステップおよび上記第２剥離ステップを容易に実施することができる。また、上記接着剤が、加熱または紫外線照射の処理により硬化する液状の樹脂により構成されている場合は、被加工物ユニット形成ステップを実施するときに接着剤を被加工物の外周部側面に効率よく回り込ませることが可能となる。
上記被加工物が、サファイアウェーハである場合、薄化後の外周部の反りが大きくなりやすいが、本発明によれば、接着剤により被加工物の外周部側面が強固に固定されるため、硬質材の被加工物でも良好な研削を行うことができる。また、上記研削ステップを実施した後の上記被加工物の厚みが１００μｍ以下に設定される場合、薄化後の外周部に反りが生じやすいが、本発明によれば、薄化後の外周部の反りを抑制しながら所望の厚みに研削することができる。
第１表面保護ステップを示す斜視図である。 第２表面保護ステップを示す斜視図である。 （ａ）は、被加工物ユニット形成ステップを示す斜視図である。（ｂ）は、被加工物ユニットの構成を示す斜視図である。 被加工物ユニットの構成を示す断面図である。 研削ステップを示す断面図である。 研削後の薄化された状態の被加工物ユニットの部分拡大断面図である。 第１剥離ステップを示す断面図である。 第２剥離ステップを示す斜視図である。
図１に示す被加工物Ｗは、円形板状の基板を備え、格子状に形成された複数の分割予定ラインＳによって区画された各領域にそれぞれデバイスＤが形成された表面Ｗａを有している。被加工物Ｗの表面Ｗａと反対側の裏面Ｗｂは、例えば研削砥石による研削加工が施される被加工面となっている。本実施形態に示す被加工物Ｗは、例えば、サファイアウェーハによって構成されている。研削前の被加工物Ｗの厚みは、特に限定されないが、例えば７００μｍとなっている。以下では、被加工物Ｗの裏面Ｗｂを研削する被加工物の研削方法について説明する。
（１）第１表面保護ステップ
図１に示すように、被加工物Ｗの表面ＷａのデバイスＤが形成された領域を被加工物用保護部材１で覆う。本実施形態に示す被加工物用保護部材１は、粘着性を有し、かつ、被加工物Ｗと略同径の大きさを有している。また、被加工物用保護部材１は、例えば、ポリオレフィンやポリ塩化ビニル等なる基材に糊層（粘着層）が積層された粘着テープである。被加工物用保護部材１を被加工物Ｗの表面Ｗａに貼着して、その表面Ｗａの全面を覆うことにより、各デバイスＤが保護される。
（２）第２表面保護ステップ
図２に示すように、支持基台１０の表面１１を支持基台用保護部材２で覆う。支持基台１０は、研削加工中に被加工物Ｗを支持して補強するための支持部材であり、例えば、ガラスやセラミックスにより構成されている。支持基台用保護部材２についても、特に限定されず、被加工物用保護部材１と同様の粘着テープによって構成されている。支持基台用保護部材２を支持基台１０の表面１１に貼着して、その表面１１の全面を覆うことにより、表面１１が保護される。なお、支持基台１０及び支持基台用保護部材２は、被加工物Ｗの外径よりも大きい径を有している。
本実施形態では、第１表面保護ステップを実施してから第２表面保護ステップを実施したが、この場合に限られず、第１表面保護ステップと第２表面保護ステップとを同時に実施してもよいし、第２表面保護ステップを実施してから第１表面保護ステップを実施してもよい。
（３）被加工物ユニット形成ステップ
図３に示すように、被加工物Ｗと支持基台１０とを接着剤３によって接着固定する。接着剤３は、加熱または紫外線の照射による処理によって硬化する液状の樹脂で構成されていることが好ましい。図３（ａ）に示すように、図示の例では、硬化する前の接着剤３を、支持基台１０の表面１１に貼着された支持基台用保護部材２の上に予め塗布しておくとよい。
また、接着剤３は、後述する被加工物Ｗの研削中に被加工物Ｗと支持基台１０とが剥がれないようにするために、より硬度が高く、より粘度が高いタイプの樹脂を選定して使用することが好適である。本実施形態に示す接着剤３は、例えば、株式会社テスク社製の製品［品番：Ｂ－１０１４Ｂ］によって構成されているものとする。かかる接着剤３は、１００℃以上の加熱処理によって硬化する熱硬化性を有するエポキシ樹脂となっている。
図３（ａ）に示すように、被加工物Ｗの表裏を反転させ、被加工物Ｗの表面ＷａのデバイスＤが形成された領域を覆った被加工物用保護部材１側と支持基台１０の表面１１を覆った支持基台用保護部材２側とを対面させてから、被加工物Ｗを支持基台１０の上に塗布された接着剤３に接近する方向に移動させる。続いて、図３（ｂ）に示すように、被加工物Ｗの被加工物用保護部材１側から接着剤３に押し付けて被加工物用保護部材１側と支持基台用保護部材２側とを接着剤３で貼着する。
ここで、被加工物Ｗを下方に押圧することにより、接着剤３を径方向外側に引き伸ばし、図４に示すように、被加工物用保護部材１の外周部１ａと支持基台用保護部材２の外周側との間から接着剤３を外側にはみ出させ被加工物Ｗの外周部側面Ｗｃに回り込ませ被覆する。硬化前の接着剤３は、液状からなるため、被加工物Ｗの押圧によって効率よく外周部側面Ｗｃに回り込ませることができる。この状態において、例えば、ヒータ等の加熱手段を用いて例えば１００℃以上で接着剤３を加熱処理することにより、接着剤３を硬化させる。接着剤３が硬化することにより被加工物Ｗと支持基台１０とを固定して被加工物ユニット４を形成する。被加工物ユニット４のうち、被加工物Ｗの外周部側面Ｗｃは硬化した接着剤３によって支持基台１０に対して強固に固定されており、支持基台１０から被加工物Ｗの外周部Ｃが剥がれにくい状態となっている。接着剤３が紫外線硬化樹脂からなる場合は、例えば、ＵＶランプを用いて接着剤３に向けて紫外線照射による外的刺激処理を施すことにより、接着剤３を硬化させるとよい。
（４）研削ステップ
被加工物ユニット形成ステップを実施した後、図５に示すように、被加工物ユニット４をチャックテーブル２０の保持面２１で保持し、チャックテーブル２０の上方側に配設された研削手段３０によって被加工物Ｗの裏面Ｗｂを研削する。研削手段３０は、保持面２１と直交する鉛直方向の軸心を有する回転軸３１と、回転軸３１の下端にマウント３２を介して装着された研削ホイール３３と、研削ホイール３３の下部にリング状に固着された研削砥石３４とを備えている。研削手段３０には、図示しない昇降手段が接続されており、昇降手段によって研削ホイール３３を回転させながら研削手段３０の全体を昇降させることができる。
被加工物Ｗを研削する場合は、被加工物ユニット４の支持基台１０側をチャックテーブル２０の保持面２１で保持して、被加工物Ｗの裏面Ｗｂを上向きに露出させ、チャックテーブル２０を例えば矢印Ｒ方向に回転させる。続いて、研削手段３０は、研削ホイール３３を例えば矢印Ｒ方向に回転させながら、所定の研削送り速度で下降させ、回転する研削砥石３４で被加工物Ｗの裏面Ｗｂを押圧しながら図６に示す湾曲可能な厚みＴに至るまで研削して薄化する。本実施形態に示す湾曲可能な厚みＴとは、被加工物Ｗの外周部Ｃに反りが発生する厚みであるとともに、所定の仕上げ厚みを意味する。湾曲可能な厚みＴとしては、例えば１００μｍ以下に設定されていることが好ましく、本実施形態では、例えば５０μｍに設定されているものとする。
被加工物Ｗの研削中、被加工物Ｗの厚みが１００μｍ以下に薄化されると、被加工物Ｗの外周部Ｃに支持基台１０から剥がれる方向（上方向）に湾曲して反りが発生しやすくなるが、被加工物Ｗの外周部側面Ｗｃが接着剤３により支持基台１０に対して強固に固定されているため、外周部Ｃの反りの発生を抑えることができ、研削中に支持基台１０から外周部Ｃが剥がれるのを抑制することができる。そして、研削動作によって被加工物Ｗを湾曲可能な厚みＴに薄化した時点で、研削ステップが終了する。
（５）第１剥離ステップ
研削ステップを実施した後、図７に示すように、支持基台１０に接着され被加工物Ｗの外周部側面Ｗｃから外側に突出した支持基台用保護部材２の外周縁部２ａに、例えば、支持基台用保護部材２よりも粘着力の高い剥離テープを貼着してこれを引き上げることにより、支持基台１０から被加工物Ｗと被加工物用保護部材１と接着剤３と支持基台用保護部材２とを一体として捲るように剥離する。これにより、支持基台１０の表面１１から容易に支持基台用保護部材２を引き剥がし、被加工物Ｗの外周部Ｃ側を持ち上げることができる。そして、支持基台１０の表面１１の全面から支持基台用保護部材２を引き剥がすことにより、支持基台１０から被加工物Ｗを完全に剥離する。
（６）第２剥離ステップ
第１剥離ステップを実施した後、図８に示すように、被加工物Ｗの表裏を反転させ、被加工物Ｗの表面Ｗａを上向きにさせる。第２剥離ステップの剥離する動作は、第１剥離ステップと同様の動作により行うとよい。すなわち、支持基台用保護部材２の外周縁部２ａに、例えば、被加工物用保護部材１よりも粘着力の高い剥離テープを貼着してこれを引き上げることにより、被加工物Ｗの表面Ｗａから被加工物用保護部材１と接着剤３と支持基台用保護部材２とを一体として捲るように剥離する。このとき、被加工物Ｗの表面Ｗａには、被加工物用保護部材１のみが貼着されているだけであるため、剥離テープにより被加工物Ｗの表面Ｗａから容易に被加工物用保護部材１を引き剥がすことができる。そして、被加工物Ｗの表面Ｗａの全面から被加工物用保護部材１を引き剥がすことにより、被加工物Ｗの表面Ｗａの全面を露出させることができる。このようにして、加工精度の良好な被加工物Ｗを得ることができる。
以上のとおり、本発明に係る被加工物の研削方法は、被加工物Ｗの表面ＷａのデバイスＤが形成された領域を被加工物用保護部材１で覆う第１表面保護ステップと、支持基台１０の表面１１を支持基台用保護部材２で覆う第２表面保護ステップと、被加工物Ｗの表面ＷａのデバイスＤが形成された領域を覆った被加工物用保護部材１側と支持基台１０の表面１１を覆った支持基台用保護部材２側とを接着剤３で貼着し、被加工物Ｗを支持基台１０に対して押圧することにより、接着剤３を被加工物Ｗの外周部側面Ｗｃに回り込ませ被加工物Ｗの外周部側面Ｗｃを固定して被加工物ユニット４を形成する被加工物ユニット形成ステップと、被加工物Ｗを湾曲可能な厚みＴまで薄化する研削ステップと、薄化後の被加工物Ｗと被加工物用保護部材１と接着剤３と支持基台用保護部材２とを一体として捲るように支持基台１０から剥離する第１剥離ステップと、被加工物用保護部材１と接着剤３と支持基台用保護部材２とを一体として被加工物Ｗから剥離する第２剥離ステップとを備えたため、被加工物Ｗの研削中は、被加工物Ｗの外周部側面Ｗｃが接着剤３で強固に固定されており、被加工物Ｗの外周部Ｃが支持基台１０から剥がれるのを抑制でき、被加工物Ｗに割れ、欠け、チッピングなどの研削不良が発生するのを防止することができる。
また、本発明では、接着剤３で被加工物Ｗの外周部側面Ｗｃを固定しているだけで、支持基台１０の表面１１および被加工物Ｗの表面Ｗａには接着剤３が接触していないため、第１剥離ステップでは支持基台１０から容易に支持基台用保護部材２を剥離可能となり、第２剥離ステップでは被加工物Ｗの表面Ｗａから容易に被加工物用保護部材１を剥離可能となる。
１：被加工物用保護部材 ２：支持基台用保護部材 ３：接着剤 ４：被加工物ユニット
１０：支持基台 １１：表面
２０：チャックテーブル ２１：保持面
３０：研削手段 ３１：回転軸 ３２：マウント ３３：研削ホイール ３４：研削砥石

Claims (5)

  1. 格子状に形成された複数の分割予定ラインに区画された領域にデバイスが形成された表面を有する被加工物の裏面を、研削砥石で研削する被加工物の研削方法であって、
    該被加工物の該表面の該デバイスが形成された領域を被加工物用保護部材で覆う第１表面保護ステップと、
    支持基台の表面を支持基台用保護部材で覆う第２表面保護ステップと、
    該被加工物の該表面の該デバイスが形成された領域を覆った該被加工物用保護部材側と該支持基台の該表面を覆った該支持基台保護部材側とを接着剤で貼着し、該被加工物を該支持基台に押圧することにより、該接着剤を該被加工物の外周部側面に回り込ませ該外周部側面を固定して被加工物ユニットを形成する被加工物ユニット形成ステップと、
    該被加工物ユニットの該支持基台をチャックテーブルの保持面で保持し、該保持面と直交する回転軸により回転する研削砥石によって該被加工物の該裏面を研削し、該被加工物を湾曲可能な厚みまで薄化する研削ステップと、
    該被加工物の外周部側面から突出した該支持基台用保護部材の外周縁部に該支持基台用保護部材よりも粘着力の高い剥離テープを貼着して引き上げることにより、該研削ステップを実施した後の該被加工物と該被加工物用保護部材と該接着剤と該支持基台用保護部材とを一体として捲るように該支持基台から剥離する第１剥離ステップと、
    該第１剥離ステップを実施した後、該支持基台用保護部材の該外周縁部に該被加工物用保護部材よりも粘着力の高い剥離テープを貼着して引き上げることにより、該被加工物用保護部材と該接着剤と該支持基台用保護部材とを一体として該被加工物から剥離する第２剥離ステップとを備え、
    該接着剤で該被加工物の該外周部側面を支持して該被加工物の反りにより該支持基台から該被加工物の外周部が剥がれることを抑制する被加工物の研削方法。
  2. 前記被加工物用保護部材および前記支持基台用保護部材は、粘着テープであることを特徴とする請求項１記載の被加工物の研削方法。
  3. 前記接着剤は、加熱または紫外線照射の処理により硬化する液状の樹脂であることを特徴とする請求項１記載の被加工物の研削方法。
  4. 前記被加工物は、サファイアウェーハである請求項１記載の被加工物の研削方法。
  5. 前記研削ステップを実施した後の前記被加工物の厚みは１００μｍ以下である請求項４記載の被加工物の研削方法。
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