(57)【要約】【課題】コアドリルで基板をくり抜く際に発生する熱を適切に排出できる円形基板の製造方法を提供する。【解決手段】一方の面と他方の面とを有する基板から、基板よりも小さい円形基板を製造する円形基板の製造方法であって、基板の他方の面にテープを貼着するテープ貼着ステップと、テープを介して基板を保持テーブルで保持する保持ステップと、基板よりも小さい直径のコアドリルを回転させて、コアドリルに加工液を供給しながらコアドリルを基板の一方の面から他方の面まで切り込ませることにより基板をコアドリルでくり抜いて円形基板を形成するくり抜きステップと、テープから円形基板を剥離して取り外す取り外しステップと、を含み、くり抜きステップでは、コアドリルを基板の一方の面から他方の面まで切り込ませる間に、コアドリルに超音波振動を伝播させる。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の面と該一方の面とは反対側の他方の面とを有する基板から、該基板よりも小さい円形基板を製造する円形基板の製造方法であって、
該基板の該他方の面にテープを貼着するテープ貼着ステップと、
該テープ貼着ステップを実施した後、該テープを介して該基板を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、該基板よりも小さい直径のコアドリルを回転させて、該コアドリルに加工液を供給しながら該コアドリルを該基板の該一方の面から該他方の面まで切り込ませることにより該基板を該コアドリルでくり抜いて該円形基板を形成するくり抜きステップと、
該くり抜きステップを実施した後、該テープから該円形基板を剥離して取り外す取り外しステップと、を備え、
該くり抜きステップでは、該コアドリルを該基板の該一方の面から該他方の面まで切り込ませる間に、該コアドリルに超音波振動を伝播させて、該コアドリルが該基板を加工する加工点に該加工液を浸入させることを特徴とする円形基板の製造方法。
【請求項２】
該取り外しステップを実施する前に、該円形基板の方向を示すマークを形成するマーク形成ステップを更に備えることを特徴とする請求項１に記載の円形基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円形基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種の電子機器に組み込まれるデバイスチップの生産には、例えば、シリコン等の半導体材料でなる円形（円盤状）のウェーハが使用される。このウェーハは、円柱状のインゴットをワイヤーソー等でスライスして円形のアズスライスウェーハを形成し、その表裏面の平坦度をラッピング処理によって高めた後に、外周部に残る角を面取り加工によって落とすことで得られる。
【０００３】
ところで、ウェーハの品質に問題があると、性能が不十分なデバイスチップが生産され易いので、そのような場合には、例えば、対象のウェーハが廃棄される。一方で、ウェーハの一部の品質だけに問題があるにもかかわらず、ウェーハの全体を廃棄してしまうと、品質に問題のない大部分を併せて廃棄することになり不経済である。
【０００４】
そこで、ウェーハの一部の品質だけに問題がある場合には、ウェーハを円形にくり抜いて、この品質に問題のある一部を含まない小さな径のウェーハを形成することがある。また、デバイスチップの生産に用いられる設備等の関係で大きな径のウェーハを使用できない場合には、このウェーハを円形にくり抜いて、小さな径のウェーハを形成することもある。
【０００５】
ウェーハのような板状の部材（以下、基板）から円形の部材（以下、円形基板）をくり抜く際には、例えば、複数の砥粒を結合材で固定してなる切削ブレード（例えば、特許文献１参照）や、コアドリル等の工具が使用される。コアドリルは、基板のくり抜きに適した円筒状に形成されているので、切削ブレードに比べて短時間に基板をくり抜いて円形基板を形成できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−５４４６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
コアドリルで基板をくり抜く際には、切削ブレードを用いて基板を加工する場合等と同様に、コアドリルと基板とが接触する加工点に水等の加工液を供給する。ところが、コアドリルの構造上、加工点に大量の加工液を供給するのは難しいので、加工点で発生する熱が排出され難く、この熱による加工精度の低下やコアドリルの異常摩耗等が問題になっていた。
【０００８】
本発明はかかる問題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、コアドリルで基板をくり抜く際に発生する熱を適切に排出できる円形基板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】
【０００９】
本発明の一態様によれば、一方の面と該一方の面とは反対側の他方の面とを有する基板から、該基板よりも小さい円形基板を製造する円形基板の製造方法であって、該基板の該他方の面にテープを貼着するテープ貼着ステップと、該テープ貼着ステップを実施した後、該テープを介して該基板を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、該基板よりも小さい直径のコアドリルを回転させて、該コアドリルに加工液を供給しながら該コアドリルを該基板の該一方の面から該他方の面まで切り込ませることにより該基板を該コアドリルでくり抜いて該円形基板を形成するくり抜きステップと、該くり抜きステップを実施した後、該テープから該円形基板を剥離して取り外す取り外しステップと、を備え、該くり抜きステップでは、該コアドリルを該基板の該一方の面から該他方の面まで切り込ませる間に、該コアドリルに超音波振動を伝播させて、該コアドリルが該基板を加工する加工点に該加工液を浸入させる円形基板の製造方法が提供される。
【００１０】
本発明の一態様において、該取り外しステップを実施する前に、該円形基板の方向を示すマークを形成するマーク形成ステップを更に備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の一態様にかかる円形基板の製造方法では、基板をコアドリルでくり抜いて円形基板を形成する際に、コアドリルに超音波振動を伝播させて、コアドリルが基板を加工する加工点に加工液を浸入させるので、加工点に十分な量の加工液を供給できる。その結果、この加工液によって、コアドリルで基板をくり抜く際に発生する熱を適切に排出できる。
【００１２】
また、本発明の一態様にかかる円形基板の製造方法では、基板の他方の面にテープを貼着した上で、この基板の一方の面から他方の面までコアドリルを切り込ませることにより基板をコアドリルでくり抜いて円形基板を形成するので、円形基板は、テープを介して基板と連結された状態になる。よって、円形基板がコアドリルに嵌って取り出せなくなることもない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】基板の構成例を模式的に示す斜視図である。
【図２】基板にテープが貼着された状態を模式的に示す斜視図である。
【図３】保持テーブルによって基板が保持された状態を模式的に示す一部断面側面図である。
【図４】方向を示すマークが基板に形成される様子を模式的に示す斜視図である。
【図５】マークが形成された基板を模式的に示す平面図である。
【図６】コアドリルの構造を模式的に示す一部断面側面図である。
【図７】基板がコアドリルでくり抜かれる様子を模式的に示す斜視図である。
【図８】テープから円形基板が取り外される様子を模式的に示す斜視図である。
【図９】変形例において、方向を示すマークが基板に形成される様子を模式的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。図１は、本実施形態にかかる円形基板の製造方法で使用される基板１１の構成例を模式的に示す斜視図である。本実施形態で使用される基板１１は、例えば、結晶性のシリコン（Ｓｉ）でなる円形（円盤状）のウェーハであり、概ね平坦な第１面（一方の面）１１ａと、この第１面１１ａとは反対側の第２面（他方の面）１１ｂと、を有している。
【００１５】
基板１１の外周縁には、結晶方位を示すノッチ１１ｃが設けられている。ただし、ノッチ１１ｃの代わりに、オリエンテーションフラット等が設けられていることもある。この基板１１の直径（＝Ｄ１）は、本実施形態で製造される円形基板の直径よりも大きい。基板１１の厚さ（＝Ｔ１）は、本実施形態で製造される円形基板の厚さ以上である。
【００１６】
なお、本実施形態では、結晶性のシリコンでなる円形（円盤状）のウェーハを基板１１として用いるが、基板１１の材質、形状、構造、大きさ等に制限はない。例えば、他の半導体、セラミックス、樹脂、金属等の材料でなる任意の形状の基板１１を用いることもできる。
【００１７】
本実施形態にかかる円形基板の製造方法では、まず、上述した基板１１の第２面１１ｂにテープを貼着（貼付）する（テープ貼着ステップ）。図２は、基板１１にテープ１３が貼着された状態を模式的に示す斜視図である。本実施形態では、例えば、基板１１の第２面１１ｂ側に、基板１１よりも径の大きいテープ１３を貼着する。
【００１８】
テープ１３は、代表的には、フィルム状の基材と、基材の表面に設けられた糊層と、を含む。テープ１３の糊層を基板１１の第２面１１ｂに密着させることで、テープ１３は基板１１に貼着される。また、このテープ１３の外周部分は、基板１１を囲む環状のフレーム１５に固定される。これにより、基板１１は、テープ１３を介してフレーム１５に支持された状態になる。
【００１９】
ただし、テープ１３の材質、形状、構造、大きさ等に制限はない。テープ１３は、例えば、基板１１をくり抜いて形成される円形基板と基板１１とを連結できるものであれば良い。そのため、基板１１より小さいテープ１３を、基板１１の第２面１１ｂに貼着することもできる。なお、テープ１３が基板１１より小さい場合には、このテープ１３にフレーム１５を固定しない。このように、テープ１３には、必ずしもフレーム１５を固定しなくて良い。
【００２０】
基板１１の第２面１１ｂにテープ１３を貼着した後には、このテープ１３を介して基板１１を保持テーブル（チャックテーブル）で保持する（保持ステップ）。図３は、保持テーブル（チャックテーブル）２によって基板１１が保持された状態を模式的に示す一部断面側面図である。保持テーブル２は、例えば、ステンレス鋼に代表される金属材料でなる円筒状の枠体４と、多孔質材料でなり枠体４の上部に配置される保持板６と、を含む。
【００２１】
保持板６の上面は、テープ１３を介して基板１１を保持する保持面６ａとなる。保持板６の下面側は、枠体４の内部に設けられた流路４ａ等を介して吸引源（不図示）に接続されている。流路４ａ等には、流体の流れを制御するバルブ（不図示）が設けられている。そのため、バルブを開けば、吸引源の負圧を保持面６ａに作用させることができる。
【００２２】
枠体４の周囲には、フレーム１５の固定に使用される複数のクランプ８が設けられている。枠体４（保持テーブル２）は、モータ等の回転駆動源（不図示）に連結されており、上述した保持面６ａに対して概ね垂直な回転軸の周りに回転する。また、枠体４（保持テーブル２）は、移動機構（不図示）によって支持されており、上述した保持面６ａに対して概ね平行な方向（水平方向）に移動する。
【００２３】
保持テーブル２で基板１１を保持する際には、まず、基板１１に貼着されているテープ１３の基材側を、保持テーブル２の保持面６ａに接触させる。そして、バルブを開いて、保持面６ａに吸引源の負圧を作用させる。これにより、テープ１３が保持面６ａに吸着され、基板１１は、第１面１１ａ側が上方に露出した状態で保持テーブル２に保持される。また、フレーム１５は、クランプ８によって固定される。
【００２４】
基板１１を保持テーブル２で保持した後には、この基板１１にマークを形成する（マーク形成ステップ）。図４は、マーク１１ｄが基板１１に形成される様子を模式的に示す斜視図であり、図５は、マーク１１ｄが形成された基板１１を模式的に示す平面図である。本実施形態では、結晶方位（方向）を示すマーク１１ｄを基板１１に形成する。つまり、ノッチ１１ｃに相当する情報を持つマーク１１ｄが基板１１に形成される。
【００２５】
このマーク１１ｄは、後にコアドリルを切り込ませる円形の加工予定ライン１１ｅの内側の領域にも形成される。つまり、円形基板となる領域内にも、マーク１１ｄが形成される。このようなマーク１１ｄにより、基板１１から分離された後にも円形基板の結晶方位を容易に確認できるようになる。
【００２６】
ただし、基板１１には、円形基板の方向を示す他のマーク１１ｄを形成することもできる。つまり、マーク１１ｄによって示される方向は、結晶方位でなくとも良い。なお、マーク１１ｄの形成方法に特段の制限はないが、本実施形態では、基板１１の第１面１１ａを切削する方法が用いられる。図４に示すように、保持テーブル２によって保持された基板１１の上方には、切削ユニット１２が配置されている。
【００２７】
切削ユニット１２は、例えば、筒状のスピンドルハウジング１４を含んでいる。このスピンドルハウジング１４の内側の空間には、保持テーブル２の保持面６ａに対して概ね平行な回転軸となるスピンドル１６が収容されている。スピンドル１６の一端側には、砥粒を結合材で固定してなる環状の切削ブレード１８が装着されている。
【００２８】
スピンドル１６の他端側には、モータ等の回転駆動源（不図示）が連結されており、スピンドル１６の一端側に装着された切削ブレード１８は、回転駆動源が生じる力によって回転する。この切削ユニット１２（スピンドルハウジング１４）は、例えば、移動機構（不図示）によって支持されており、保持面６ａに対して概ね垂直な方向（鉛直方向）と、保持面６ａに対して概ね平行な方向（水平方向）とに移動する。
【００２９】
基板１１にマーク１１ｄを形成する際には、例えば、切削ブレード１８を回転させて、この切削ブレード１８の下端が基板１１の第１面１１ａより低くなるように、保持テーブル２に対する切削ユニット１２の高さを調整する。そして、マーク１１ｄの被形成領域に沿って切削ブレード１８が移動するように、保持テーブル２と切削ユニット１２とを相対的に移動させる。
【００３０】
これにより、図４に示すように、マーク１１ｄの被形成領域に沿って基板１１の第１面１１ａに切削ブレード１８を切り込ませ、結晶方位を示すマーク１１ｄを形成できる。マーク１１ｄは、基板１１のノッチ１１ｃに相当する情報を持つので、このマーク１１ｄに基づいて、基板１１から切り出される円形基板の結晶方位を確認できるようになる。図５に示すように、本実施形態では、円形基板となる全ての領域にマーク１１ｄを形成する。
【００３１】
基板１１にマーク１１ｄを形成した後には、この基板１１よりも小さい直径のコアドリルで基板１１をくり抜いて円形基板を形成する（くり抜きステップ）。図６は、コアドリル２２の構造を模式的に示す一部断面側面図であり、図７は、基板１１がコアドリル２２でくり抜かれる様子を模式的に示す斜視図である。図６及び図７に示すように、コアドリル２２は、例えば、保持面６ａに対して概ね垂直な回転軸となるスピンドル２４を備えている。
【００３２】
スピンドル２４の一端側には、ビット２６が装着されている。ビット２６は、金属等でなる円筒状の中空ボディ２８と、中空ボディ２８の環状の下面に設けられた切削刃３０とを含む。切削刃３０は、例えば、砥粒が結合材で固定された砥石である。中空ボディ２８の直径は、円形の加工予定ライン１１ｅの直径（＝Ｄ２）に対応しており、基板１１の直径（＝Ｄ１）よりも小さい。
【００３３】
中空ボディ２８の内側の壁面には、超音波（超音波振動）を発生できる超音波振動子３２が固定されている。超音波振動子３２は、例えば、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム等の圧電材料でなる圧電材料層と、圧電材料層を挟む一対の電極層とを含む。
【００３４】
超音波振動子３２の電極層は、配線３４を介して交流電源３６に接続されている。交流電源３６の交流電力を超音波振動子３２に供給すれば、この超音波振動子３２は、交流電源３６から供給される交流電力の周波数に応じた振動数で振動する。つまり、超音波振動子３２から超音波を発生させることができる。
【００３５】
スピンドル２４の他端側には、モータ等の回転駆動源（不図示）が連結されており、スピンドル２４の一端側に装着されたビット２６は、回転駆動源が生じる力によって回転する。このコアドリル２２のスピンドル２４は、例えば、移動機構（不図示）によって支持されており、保持面６ａに対して概ね垂直な方向（鉛直方向）と、保持面６ａに対して概ね平行な方向（水平方向）とに移動する。コアドリル２２の側方には、ノズル４２が配置されている。
【００３６】
コアドリル２２で基板１１をくり抜く際には、円形の加工予定ライン１１ｅの直上に切削刃３０が配置されるように、基板１１を保持する保持テーブル２に対してコアドリル２２の位置を調整する。そして、ビット２６を回転させ、ノズル４２から切削刃３０に純水等の加工液４４を供給しながら、保持テーブル２へと近づく方向（下方）にコアドリル２２を移動させる。
【００３７】
これにより、図７に示すように、円形の加工予定ライン１１ｅに沿って基板１１に切削刃３０を切り込ませ、この基板１１を円形にくり抜くことができる。つまり、本実施形態では、コアドリル２２（切削刃３０）を基板１１の第１面１１ａから第２面１１ｂまで切り込ませることで、加工予定ライン１１ｅに沿って基板１１を切断する。だだし、このコアドリル２２でテープ１３が切断されないように、保持テーブル２に対するコアドリル２２の高さを調整する必要がある。
【００３８】
ところで、上述のようなコアドリル２２の構造上、コアドリル２２が基板１１を加工する加工点（すなわち、切削刃３０と基板１１とが接触する接触点）に対して、大量の加工液４４を供給するのは難しい。そのため、加工点で発生する熱が適切に排出されず、この熱による加工精度の低下や切削刃３０の異常摩耗等が問題になり易かった。
【００３９】
そこで、本実施形態にかかる円形基板の製造方法では、コアドリル２２（切削刃３０）を基板１１の第１面１１ａから第２面１１ｂまで切り込ませるまでの間に、このコアドリル２２に超音波振動を伝播させる。具体的には、中空ボディ２８に設けられている超音波振動子３２から超音波を発生させる。
【００４０】
これにより、コアドリル２２（切削刃３０）によって基板１１に形成される溝（加工痕）１１ｆ（図８参照）と切削刃３０との間に僅かな隙間を形成して、ノズル４２から供給される加工液４４を、溝１１ｆと切削刃３０との隙間に供給できる。超音波振動子３２から発生させる超音波（超音波振動）の条件は、溝１１ｆと切削刃３０との隙間に適切な量の加工液４４が供給される範囲で調整される。例えば、超音波の周波数を１０ｋＨｚ〜５００ｋＨｚ、超音波の振幅（上下方向の振幅）を２μｍ〜１０μｍ程度にすると良い。ただし、超音波は、必ずしもこれらの条件を満たさなくて良い。
【００４１】
このように、コアドリル２２への超音波振動の付与によって、加工点（溝１１ｆの内側）には適切な量の加工液４４が侵入するので、加工点で発生する熱も適切に排出され易くなる。任意の加工予定ライン１１ｅに沿ってコアドリル２２で基板１１をくり抜き、円形基板１７（図８参照）を形成した後には、同様の手順で、他の全ての加工予定ライン１１ｅに沿ってコアドリル２２で基板１１をくり抜き、円形基板１７を形成する。
【００４２】
上述のように、基板１１の第２面１１ｂには、テープ１３が貼着されている。また、このテープ１３は、コアドリル２２で切断されない。そのため、基板１１をコアドリル２２でくり抜いて形成された円形基板１７は、テープ１３を介して基板１１の残りの部分と連結された状態になる。
【００４３】
よって、基板１１をコアドリル２２でくり抜いた後に、このコアドリル２２を上方に移動させたとしても、円形基板１７は、基板１１の残りの部分と同じ高さに留まることになる。つまり、円形基板１７がコアドリル２２のビット２６に嵌って取り出せなくなることもない。
【００４４】
全ての加工予定ライン１１ｅに沿ってコアドリル２２で基板１１をくり抜き、円形基板１７を形成した後には、テープ１３から円形基板１７を剥離して取り外す（取り外しステップ）。図８は、テープ１３から円形基板１７が取り外される様子を模式的に示す斜視図である。
【００４５】
例えば、テープ１３の糊層が光によって硬化する硬化型の樹脂を含んでいる場合には、このテープ１３に光を照射して糊層の接着力を低下させることにより、テープ１３から円形基板１７を容易に剥離して取り外すことができる。なお、テープ１３から円形基板１７を剥離して取り外すための具体的な方法に特段の制限はない。
【００４６】
テープ１３から取り外された円形基板１７は、図８に示すように、基板１１の第１面１１ａに相当する第１面（一方の面）１７ａと、基板１１の第２面１１ｂに相当する第２面（他方の面）１７ｂと、を有している。この円形基板１７の直径（＝Ｄ２）は、基板１１に設定される円形の加工予定ライン１１ｅの直径（＝Ｄ２）に等しい。また、マーク１１ｄの一部が、円形基板１７の結晶方位（方向）を示すマーク１７ｃとなる。
【００４７】
以上のように、本実施形態にかかる円形基板の製造方法では、基板１１をコアドリル２２でくり抜いて円形基板１７を形成する際に、コアドリル２２に超音波振動を伝播させて、コアドリル２２が基板１１を加工する加工点に加工液４４を浸入させるので、加工点に十分な量の加工液４４を供給できる。その結果、この加工液４４によって、コアドリル２２で基板１１をくり抜く際に発生する熱を適切に排出できる。
【００４８】
また、本実施形態にかかる円形基板の製造方法では、基板１１の第２面（他方の面）１１ｂにテープ１３を貼着した上で、この基板１１の第１面（一方の面）１１ａから第２面１１ｂまでコアドリル２２を切り込ませることにより基板１１をコアドリル２２でくり抜いて円形基板１７を形成するので、円形基板１７は、テープ１３を介して基板１１と連結された状態になる。よって、円形基板１７がコアドリル２２に嵌って取り出せなくなることもない。
【００４９】
なお、本発明は、上述した実施形態の記載に制限されず種々変更して実施可能である。例えば、上述した実施形態では、基板１１にマーク１１ｄを形成してから、この基板１１をコアドリル２２でくり抜いているが、マーク１１ｄは、少なくとも、テープ１３から円形基板１７を剥離して取り外す前に、基板１１に形成されていればよい。すなわち、マーク形成ステップは、取り外しステップの前の任意のタイミングで実施することができる。
【００５０】
図９は、変形例において、方向を示すマーク１１ｄが基板１１に形成される様子を模式的に示す斜視図である。この変形例では、基板１１をコアドリル２２でくり抜いた後に、基板１１にマーク１１ｄを形成している。具体的な手順の細部は、上述した実施形態と同様である。
【００５１】
また、上述した実施形態では、基板１１の第１面１１ａを切削する方法でマーク１１ｄを形成しているが、このマーク１１ｄを形成する方法に特段の制限はい。例えば、基板１１に吸収される波長（吸収性を持つ波長）のレーザビームを基板１１の第１面１１ａに照射する方法でマーク１１ｄを形成することもできる。同様に、マーク１１ｄの形状や、マーク１１ｄが形成される位置等にも特段の制限はない。
【００５２】
その他、上述した実施形態や変形例にかかる構造、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。
【符号の説明】
【００５３】
１１    ：基板
１１ａ  ：第１面（一方の面）
１１ｂ  ：第２面（他方の面）
１１ｃ  ：ノッチ
１１ｄ  ：マーク
１１ｅ  ：加工予定ライン
１１ｆ  ：溝（加工痕）
１３    ：テープ
１５    ：フレーム
１７    ：円形基板
１７ａ  ：第１面（一方の面）
１７ｂ  ：第２面（他方の面）
１７ｃ  ：マーク
２      ：保持テーブル（チャックテーブル）
４      ：枠体
４ａ    ：流路
６      ：保持板
６ａ    ：保持面
８      ：クランプ
１２    ：切削ユニット
１４    ：スピンドルハウジング
１６    ：スピンドル
１８    ：切削ブレード
２２    ：コアドリル
２４    ：スピンドル
２６    ：ビット
２８    ：中空ボディ
３０    ：切削刃
３２    ：超音波振動子
３４    ：配線
３６    ：交流電源
４２    ：ノズル
４４    ：加工液
【図１】
2020188102.tif 000003
【図２】
2020188102.tif 000004
【図３】
2020188102.tif 000005
【図４】
2020188102.tif 000006
【図５】
2020188102.tif 000007
【図６】
2020188102.tif 000008
【図７】
2020188102.tif 000009
【図８】
2020188102.tif 000010
【図９】
2020188102.tif 000011