(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
交差する複数の分割予定ラインによって区画された表面の各領域にそれぞれ機能部の外周に電極を有するデバイスが形成されたデバイスウェーハと、該デバイスの該電極の内側に該機能部を囲繞するように配設されたシール材を介して該デバイスウェーハに積層され該機能部を保護するカバープレートと、から構成された積層ウェーハを加工する積層ウェーハの加工方法であって、
保持手段で該積層ウェーハの該デバイスウェーハ側を保持して該カバープレートを露出させた状態にする積層ウェーハ保持ステップと、
該保持手段に保持された該積層ウェーハの該カバープレートに切削ブレードを位置付けて該分割予定ラインを挟む第一の切削ラインと第二の切削ラインとを切削し、該電極と該分割予定ラインとを露出させるカバープレート除去ステップと、を備え、
該カバープレート除去ステップは、該第一の切削ラインを切削する第一の切削ステップと、
該第一の切削ステップの後に行われ、該第二の切削ラインを切削する第二の切削ステップと、を含み、
該第一の切削ステップでは、該切削ブレードの回転方向が該切削ブレードと該カバープレートとの接点において切削方向と逆方向に設定されたダウンカットで切削を遂行し、
該第二の切削ステップでは、該切削ブレードの回転方向が該切削ブレードと該カバープレートとの接点において切削方向と同一方向に設定されたアッパーカットで切削を遂行して、該カバープレートの該第一の切削ラインと該第二の切削ラインとによって挟まれた部位を該積層ウェーハ上から飛散させ、
該第一の切削ステップの切削方向と該第二の切削ステップの切削方向とが互いに逆向きであることを特徴とする積層ウェーハの加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェーハ等の被加工物を切削加工する被加工物の加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば加速度センサや圧力センサ等のＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）デバイスの製造工程では、ウェーハ上に形成された複数の分割予定ラインで区画された各領域にＭＥＭＳデバイスを配設したデバイスウェーハが形成される。その後、デバイスウェーハを分割予定ラインに沿って例えば特許文献１で開示される切削装置で切削して分割することで、個々のＭＥＭＳデバイスを製造する。
【０００３】
多くのＭＥＭＳデバイスには、ＭＥＭＳ構造を保護するキャップと呼ばれる保護カバーが配設されている。保護カバーは、ＭＥＭＳデバイス上に配設されたボンディングパッドを露出した状態でデバイス表面を覆ってＭＥＭＳ構造を保護する。
【０００４】
このような保護カバーが配設されたＭＥＭＳデバイスは、従来、次の手法で製造されていた。まず、デバイスウェーハのボンディングパッドに対応させた除去領域を有するカバープレートとデバイスウェーハとを貼り合せ積層ウェーハを形成した後、積層ウェーハからカバープレートの除去領域を除去する。その後、積層ウェーハを分割予定ラインに沿って分割することによりＭＥＭＳデバイスが製造される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−３０７６４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
カバープレートの除去領域は、切削ブレードにより切削して除去することができる。例えば、除去領域が分割予定ラインと平行な帯状のものであり、カバープレートがデバイスウェーハのデバイスを囲繞するシール材でデバイスウェーハに貼り合せられている積層ウェーハの形態では、帯状の除去領域についてその長手方向に二列の切削加工をすることで、除去領域をカバープレートから切り離すことができることになる。
【０００７】
ところが、カバープレートの除去領域が切り離されて生じた端材がデバイスウェーハ上に落ちてデバイスウェーハを傷つけるおそれや、端材がデバイスウェーハ上に残存して除去作業が発生するおそれがある。
【０００８】
本発明は、カバープレートの除去領域が切り離されて生じた端材がデバイスウェーハ上に落ちてデバイスウェーハを傷つけるおそれや、端材がデバイスウェーハ上に残存して除去作業が発生するおそれを低減する積層ウェーハの加工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の発明によると、交差する複数の分割予定ラインによって区画された表面の各領域にそれぞれ機能部の外周に電極を有するデバイスが形成されたデバイスウェーハと、デバイスの電極の内側に機能部を囲繞するように配設されたシール材を介してデバイスウェーハに積層され機能部を保護するカバープレートと、から構成された積層ウェーハを加工する積層ウェーハの加工方法であって、保持手段で積層ウェーハのデバイスウェーハ側を保持してカバープレートを露出させた状態にする積層ウェーハ保持ステップと、保持手段に保持された積層ウェーハのカバープレートに切削ブレードを位置付けて分割予定ラインを挟む第一の切削ラインと第二の切削ラインとを切削し、電極と分割予定ラインとを露出させるカバープレート除去ステップと、を備え、カバープレート除去ステップは、第一の切削ラインを切削する第一の切削ステップと、第一の切削ステップの後に行われ、第二の切削ラインを切削する第二の切削ステップと、を含み、第一の切削ステップでは、切削ブレードの回転方向が切削ブレードとカバープレートとの接点において切削方向と逆方向に設定されたダウンカットで切削を遂行し、第二の切削ステップでは、切削ブレードの回転方向が切削ブレードとカバープレートとの接点において切削方向と同一方向に設定されたアッパーカットで切削を遂行して、カバープレートの第一の切削ラインと第二の切削ラインとによって挟まれた部位を積層ウェーハ上から飛散させ、第一の切削ステップの切削方向と第二の切削ステップの切削方向とが互いに逆向きであることを特徴とする積層ウェーハの加工方法が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によると、カバープレートの除去領域を切り離す際に、切削ブレードの回転方向は、切削ブレードとカバープレートとの接点において切削方向と同一方向に設定されたアッパーカット方向、即ち、被加工物に対して下から上に向かうアッパーカット方向に設定されることで、カバープレートの除去領域を積層ウェーハ上から飛散させることが可能となり、カバープレートの除去領域がデバイスウェーハ上に落ちたり残存するおそれを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】（Ａ）はウェーハとカバープレートの斜視図である。（Ｂ）は積層ウェーハの斜視図である。
【図２】デバイスウェーハの斜視図である。
【図３】カバープレートの裏面側斜視図である。
【図４】切削装置の外観について示す斜視図である。
【図５】溝部の加工について示す斜視図である。
【図６】積層ウェーハ保持ステップについて示す一部断面側面図である。
【図７】第一の切削ステップについて示す一部断面側面図である。
【図８】第一の切削ステップについて示す斜視図である。
【図９】第二の切削ステップについて示す一部断面側面図である。
【図１０】第二の切削ステップについて示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１（Ａ）（Ｂ）に示されるように、積層ウェーハ１０は、表面１１ａに半導体デバイスＤ（以下、「デバイスＤ」とする）が形成される半導体ウェーハ１１（以下、「ウェーハ１１」とする）と、このウェーハ１１の表面１１ａに対して貼り合わせられるシリコン等からなるカバープレート１２から構成される。
【００１３】
図２に示すように、円盤状のウェーハ１１の表面１１ａには、第１の分割予定ラインＳ１と第２の分割予定ラインＳ２とが直交して形成されており、第１の分割予定ラインＳ１と第２の分割予定ラインＳ２とによって区画されて多数のデバイスＤがウェーハ１１上に形成されている。
【００１４】
デバイスＤは、例えば、加速度センサや圧力センサ等の特定の機能を有するＭＥＭＳデバイスであり、図２において拡大して示すように、特定の機能を発揮するための機能部Ｋと、機能部Ｋの外周に配置されて電極として機能するボンディングパッドＰを有して構成されている。さらに、機能部Ｋを囲繞するようにシール材Ｔが配設されており、このシール材Ｔを介してデバイスＤとカバープレート１２（図６参照）が接着される。
【００１５】
各デバイスＤのボンディングパッドＰは、本実施形態では、第１の分割予定ラインＳ１に平行であって、さらに、第１の分割予定ラインＳ１を挟んで互いに対向するように配設され、各列ごとにボンディングパッド列Ｐ１，Ｐ２を構成している。なお、このほか、例えばデバイスＤにおいて、分割予定ラインＳ２に平行となるようにボンディングパッドＰが配設される場合や、機能部Ｋを囲繞するようにボンディングパッドＰが形成される場合についても、本発明は実施可能である。
【００１６】
このようなウェーハ１１の表面１１ａに対し、図３に示される円盤状のカバープレート１２が積層される。カバープレート１２の外周部には、ウェーハ１１の外周部に形成されるノッチ１１ｃ（図２参照）と位置合わせをするための位置決めマーク１２ｃが形成されている。そして、カバープレート１２の裏面１２ｂには、ノッチ１１ｃに位置決めマーク１２ｃの位置を合わせてウェーハ１１に積層した際に、ウェーハ１１の第１の分割予定ラインＳ１に対応する位置に配置される溝部１３が形成されている。
【００１７】
カバープレート１２への溝部１３の形成は、予め、図４及び図５の例に示される切削装置２の切削ユニット２４を用いたカバープレート溝加工ステップにて行うことができる。カバープレート１２は、裏面１２ｂが露出した状態でチャックテーブル５１に保持される。このチャックテーブル５１は、回転可能且つＸ軸方向に往復動可能に構成され、切削ユニット２４の位置へと移動される。切削ユニット２４は、回転可能なスピンドル２６の先端に切削ブレード２８が装着されて構成され、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動可能となっている。
【００１８】
切削ブレード２８を高速回転させた状態で切削ユニット２４を所定の位置に下降させ、チャックテーブル５１をＸ軸方向に加工送りすると、所定の深さを有する溝部１３が切削により形成される。Ｙ軸方向における切削ブレード２８の位置を変更し、同一の溝部１３について複数回の切削を行うことで、所定の幅の溝部１３を形成することができる。溝部１３を１本形成した後は、切削ユニット２４をＹ軸方向に所定距離移動させて同様の切削を行ない、順次、溝部１３を形成していく。このようにして、図３に示すように、カバープレート１２の裏面１２ｂに複数本の溝部１３が形成される。
【００１９】
そして、図１（Ａ）に示すように、このように溝部１３が形成されたカバープレート１２の裏面１２ｂを、ウェーハ１１の表面１１ａに対して貼着することで、図１（Ｂ）に示される積層ウェーハ１０が構成される。図６に示すように、本実施形態では、カバープレート１２の裏面１２ｂをウェーハ１１の表面１１ａに対面させた場合に、分割予定ラインＳ１の両側に隣接して形成されている２列のボンディングパッド列Ｐ１，Ｐ２を構成する各ボンディングパッドＰが、１つの溝部１３に収容される。
【００２０】
以上のようにして、交差する複数の分割予定ラインＳ１，Ｓ２によって区画された各領域にそれぞれ機能部Ｋの外周に電極となるボンディングパッドＰを有したデバイスＤが表面に形成されたウェーハ１１と、デバイスＤのボンディングパッドＰの内側に機能部Ｋを囲繞するようにシール材Ｔが配設されてウェーハに積層された機能部Ｋを保護するカバープレート１２から構成された積層ウェーハ１０が形成される。
【００２１】
この積層ウェーハ１０について、図４に示される切削装置２を用いた加工が行われる。まず、図６に示すように、保持手段となるチャックテーブル５１で積層ウェーハ１０のウェーハ１１側を保持してカバープレート１２の表面１２ａを露出させた状態にする積層ウェーハ保持ステップが行われる。
【００２２】
次いで、図７乃至図１０に示すように、チャックテーブル５１に保持された積層ウェーハ１０のカバープレート１２に切削ブレード２８を位置付けて、分割予定ラインＳ１を挟む第一の切削ラインＬ１と第二の切削ラインＬ２を切削して、ボンディングパッド列Ｐ１，Ｐ２と分割予定ラインＳ１とを露出させるカバープレート除去ステップが実施される。
【００２３】
このカバープレート除去ステップは、図４に示す形態の切削装置２を用いて行うことができる。切削装置２の前面側には、オペレータが加工条件等の装置に対する指示を入力するための操作ユニット４が設けられている。装置上部には、オペレータに対する案内画面や撮像ユニット２２によって撮像された画像が表示されるＣＲＴ等の表示モニタ６が設けられている。
【００２４】
チャックテーブル５１は、回転可能且つＸ軸方向に往復動可能に構成されており、チャックテーブル５１のＸ軸方向の移動経路の上方には、ウェーハ１１の切削すべき分割予定ラインＳ１や、カバープレート１２の第一の切削ラインＬ１、第二の切削ラインＬ２を検出するアライメント機構２０が配設されている。
【００２５】
アライメント機構２０は、例えば、カバープレート１２を赤外線で透過させ、ウェーハ１１の表面を撮像可能とする撮像ユニット２２を備えており、撮像により取得した画像に基づき、パターンマッチング等の処理によって切削すべき分割予定ラインＳ１や、第一の切削ラインＬ１、第二の切削ラインＬ２を検出することができる。撮像ユニット２２によって取得された画像は、表示モニタ６に表示される。
【００２６】
アライメント機構２０の左側には、チャックテーブル５１に保持されたウェーハ１１に対して切削加工を施す切削ユニット２４が配設されている。切削ユニット２４はアライメント機構２０と一体的に構成されており、両者が連動してＹ軸方向及びＺ軸方向に移動する。
【００２７】
切削ユニット２４は、回転可能なスピンドル２６の先端に切削ブレード２８が装着されて構成され、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動可能となっている。切削ブレード２８は撮像ユニット２２のＸ軸方向の延長線上に位置している。
【００２８】
このように構成された切削装置２において、積層ウェーハ１０は、チャックテーブル５１により吸引保持され、チャックテーブル５１がＸ軸方向に移動して積層ウェーハ１０は撮像ユニット２２の直下に位置づけられる。
【００２９】
ここで、アライメント機構２０が分割予定ラインＳ１や、第一の切削ラインＬ１、第二の切削ラインＬ２を自動検出するアライメントの際のパターンマッチングに用いる画像（キーパターン）は、切削前に予め取得しておく必要がある。このパターンマッチングに用いる画像を取得するためのティーチング作業は、まず、ウェーハ１１を撮像ユニット２２の直下に位置づけ、撮像ユニット２２でウェーハ１１の表面を撮像し、撮像した画像を表示モニタ６に表示させる。
【００３０】
オペレータは、操作ユニット４を操作することにより、撮像ユニット２２を移動させながら、必要に応じてチャックテーブル５１も移動させて、パターンマッチングのターゲットとなるパターン、即ち、キーパターンを探索する。
【００３１】
オペレータがキーパターンを決定すると、そのキーパターンを含む画像が切削装置２のコントローラに備えたメモリに記憶される。また、そのキーパターンと分割予定ラインＳ１，Ｓ２の中心線との距離や、キーパターンと第一の切削ラインＬ１との距離を座標値等によって求め、その値もメモリに記憶させておく。加えて、カバープレート１２の除去領域１５の幅に対応するインデックス距離Ｗ１（図９参照）となる第一の切削ラインＬ１から第二の切削ラインＬ２までの距離、及び、カバープレート１２において除去されない部位の幅に対応するインデックス距離Ｗ２となる第二の切削ラインＬ２から第一の切削ラインＬ１までの距離についてもコントローラのメモリに記憶させておく。
【００３２】
更に、撮像ユニット２２を移動させることにより、隣り合う分割予定ラインと分割予定ラインとの間隔（分割予定ラインピッチ）を座標値等によって求め、分割予定ラインピッチの値についてもコントローラのメモリに記憶させておく。以上のティーチング作業により、キーパターン、キーパターンと分割予定ラインＳ１，Ｓ２の中心線との距離、キーパターンと第一の切削ラインＬ１との距離、分割予定ラインピッチ、インデックス距離Ｗ１，Ｗ２がメモリに予め記憶された状態となる。
【００３３】
そして、チャックテーブル５１により吸引保持された積層ウェーハ１０の第一の切削ラインＬ１に沿った切断の際には、記憶させたキーパターンの画像と実際に撮像ユニット２２により撮像されて取得された画像とのパターンマッチングがアライメント機構２０にて自動的に行なわれる。
【００３４】
このパターンマッチングをＸ軸方向に離れた２点で行ない、２点を結んだ直線がＸ軸方向に平行となるようにチャックテーブル５１を回転する。次いで、キーパターンと第一の切削ラインＬ１の距離分だけ切削ユニット２４をＹ軸方向に移動させることで、第一の切削ラインＬ１と切削ブレード２８の位置合わせを行うことができる。
【００３５】
以上の構成とする切削装置２を用い、カバープレート除去ステップでは、まず図７及び図８に示すように、切削ユニット２４をＹ軸方向に移動させて、切削しようとする第一の切削ラインＬ１と切削ブレード２８との位置合わせが行なわれる。
【００３６】
第一の切削ラインＬ１は、溝部１３の幅方向の一端側に位置するライン（線）であって、分割予定ラインＳ１と平行に設定される。切削ユニット２４を所定の位置に下降させた位置で切削ブレード２８を高速回転させた状態とし、チャックテーブル５１をＸ軸方向（図８で矢印Ｎ１方向）へ移動させることで、第一の切削ラインＬ１を切削する第一の切削ステップが実施される。
【００３７】
第一の切削ステップにおいて、切削ブレード２８の高さ位置は、ボンディングパッドＰやデバイスＤに到達しない高さ位置に設定されることで、カバープレート１２についてのみ切削加工が行われる。
【００３８】
切削ブレード２８の回転方向は、図８の矢印Ｒ１で示される方向、即ち、ダウンカットで切削が遂行される方向とする。
【００３９】
ここで、「ダウンカットで切削が遂行される方向」とは、切削ブレード２８の回転方向（矢印Ｒ１）が、切削ブレード２８とカバープレート１２との接点Ａにおいて、切削方向Ｍ１（切削が進行する方向）と逆方向のことを意味するものであり、カバープレートに対して切削ブレードが上から下に向かって切削する。図８においては、接点Ａにおける矢印Ｒ１と切削方向Ｍ１が逆方向になることが示されている。
【００４０】
チャックテーブル５１をＸ軸方向に移動させて第一の切削ラインＬ１についての切削を行った後に、図９及び図１０に示すように、切削ユニット２４を所定の位置に下降させた位置で切削ブレード２８を高速回転させた状態とし、チャックテーブル５１をＸ軸方向（図１０で矢印Ｎ２方向）へ移動させることで、第二の切削ラインＬ２を切削する第二の切削ステップが実施される。
【００４１】
まず、切削ユニット２４をＹ軸方向にインデックス距離Ｗ１に相当する距離だけ移動させて、切削しようとする第二の切削ラインＬ２と切削ブレード２８との位置合わせが行なわれる。第二の切削ラインＬ２は、第一の切削ラインＬ１と同様に、溝部１３の幅方向の他端側に位置するライン（線）であって、分割予定ラインＳ１と平行に設定される。
【００４２】
第二の切削ステップにおいて、切削ブレード２８の高さ位置は、ボンディングパッドＰやデバイスＤに到達しない高さ位置に設定されることで、カバープレート１２についてのみ切削加工が行われる。
【００４３】
そして、図９に示されるように、第一の切削ラインＬ１の部位が既に切削されて除去されているため、第二の切削ラインＬ２が切削されて除去されることにより、第一の切削ラインＬ１と第二の切削ラインＬ２によって挟まれた除去領域１５となる部位が、端材１４となってカバープレート１２から分離される。端材１４が分離されることにより、ボンディングパッド列Ｐ１，Ｐ２を露出させることができる。
【００４４】
次いで、切削手段２４をＹ軸方向にインデックス距離Ｗ２に相当する距離だけ移動させ、次の第一の切削ラインＬ１についての加工が行い、残りの除去領域１５についても同様に、除去領域１５の除去をカバープレート１２から分離させる。
【００４５】
ここで注意すべきは、第二の切削ステップにおいて、切削ブレード２８の回転方向は、図１０において矢印Ｒ１で示される方向、即ち、アッパーカットで切削が遂行される方向とすることである。
【００４６】
ここで、「アッパーカットで切削が遂行される方向」とは、切削ブレード２８の回転方向（矢印Ｒ１）が、切削ブレード２８とカバープレート１２との接点Ａにおいて、切削方向Ｍ２（切削が進行する方向）と同一方向のことを意味するものであり、カバープレートに対して切削ブレードが下から上に向かって切削する。図１０においては、接点Ａにおける矢印Ｒ１と切削方向Ｍ２が同一方向になることが示されている。
【００４７】
そして、このように、アッパーカットで切削が遂行されることにより、カバープレート１２から分離された端材１４を飛散しやすくすることが可能となる。即ち、アッパーカットで切削を遂行した場合の方が、ダウンカットにて切削を遂行する場合と比較して、カバープレート１２の除去領域１５である端材１４がウェーハ１１上に落ちたり、ウェーハ１１上に残存するおそれを低減できることになる。
【００４８】
加えて、以上の実施形態では、図８及び図１０に示すように、第一の切削ステップ及び第二の切削ステップのいずれにおいても、切削ブレード２８を矢印Ｒ１の方向に回転させこととしているため、第一の切削ステップでチャックテーブル５１を矢印Ｎ１方向に移動（図８）させてダウンカットで切削を遂行した後に、そのまま、チャックテーブル５１を逆方向の矢印Ｎ２の方向に移動（図１０）させることでアッパーカットによる切削を遂行することができる。つまり、チャックテーブル５１を往復移動させることで、第一の切削ステップにおけるダウンカット、第二の切削ステップにおけるアッパーカット、を連続的に行うことができる「往復カット」が可能となり、加工時間の短縮を図ることが可能となる。
【００４９】
なお、第二の切削ステップにおけるアッパーカットによる切削の遂行によれば、端材１４を飛散しやすくすることが可能となるものであるため、第一の切削ステップにおいては、図８における矢印Ｒ２の方向に切削ブレード２８を回転させ、アッパーカットで切削が遂行されることとしてもよい。
【００５０】
図９に示すように、第一の切削ラインＬ１と第二の切削ラインＬ２によって挟まれる除去領域１５が、端材１４として除去されることで、ボンディングパッドＰが露出した状態となる一方、デバイスＤの機能部Ｋについては、カバープレート１２によって保護された状態が維持されることになる。
【００５１】
そして、すべての溝部１３における第一の切削ラインＬ１、第二の切削ラインＬ２の切削を行って除去領域１５が除去された後に、分割予定ラインＳ１に沿ってウェーハ１１の切削を行うとともに、さらに、チャックテーブル５１を９０°回転させて、分割予定ラインＳ２に沿ってウェーハ１１の切削を行うことにより、ウェーハ１１が個々のデバイスＤに分割される。この分割予定ラインＳ１，Ｓ２の切削は、切削ブレード２８により行うこととするほか、レーザービームの照射によって行ってもよい。
【００５２】
製造されたデバイスＤは、カバープレート１２の残存部分が保護カバーとなってＭＥＭＳ構造の部位が保護され、ボンディングパッドＰが露出したＭＥＭＳデバイスとして構成される。
【符号の説明】
【００５３】
２    切削装置
１０    積層ウェーハ
１１    ウェーハ
１２    カバープレート
１３    溝部
１４    端材
１５    除去領域
Ｄ    デバイス
Ｋ    機能部
Ｌ１    切削ライン
Ｌ２    切削ライン
Ｐ    ボンディングパッド
Ｐ１    ボンディングパッド列
Ｐ２    ボンディングパッド列
Ｔ    シール材
Ｓ１    分割予定ライン
Ｓ２    分割予定ライン
【図１】
0005875267.tif 000002
【図２】
0005875267.tif 000003
【図３】
0005875267.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0005875267.tif 000008
【図８】
0005875267.tif 000009
【図９】
0005875267.tif 000010
【図１０】
0005875267.tif 000011