(57)【要約】【課題】材料基板から円形基板を分離する際に、円形基板の縁部の破損を抑制し、円形基板の品質の向上を図った円形基板の製造方法を提供すること。【解決手段】ベアウエーハより小さい直径のコアドリルをベアウエーハの表面から切り込ませ、所定厚さに至る深さの環状溝を該表面に形成する環状溝形成ステップＳ２と、表面に保護部材を貼着する保護部材貼着ステップＳ４と、該保護部材を介してチャックテーブルで保持したベアウエーハを裏面から研削し、所定厚さに薄化するとともに環状溝を裏面に露出させ、ベアウエーハからウエーハを分離する薄化ステップＳ５と、保護部材をベアウエーハから剥離し、ベアウエーハからウエーハを離脱させる離脱ステップＳ６とを備える。【選択図】図１
2018014458.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
材料基板から所定厚さの円形基板を製造する円形基板の製造方法であって、
第１の面と該第１の面と反対側の第２の面とを有し、該所定厚さより厚い材料基板を準備する材料基板準備ステップと、
該材料基板より小さい直径のコアドリルを該材料基板の第１の面から切り込ませ、該所定厚さに至る深さの環状溝を該第１の面に形成する環状溝形成ステップと、
該環状溝が形成された該第１の面に保護部材を貼着する保護部材貼着ステップと、
該保護部材を介してチャックテーブルで保持した該材料基板を該第２の面から研削砥石で研削し、該所定厚さに薄化するとともに該環状溝を該第２の面に露出させ、該材料基板から円形基板を分離する薄化ステップと、
該薄化ステップを実施した後、該保護部材を該円形基板から剥離し、該保護部材で連結していた該材料基板から該円形基板を離脱させる離脱ステップと、
を備える円形基板の製造方法。
【請求項２】
該離脱ステップを実施する前に、該材料基板に形成された該材料基板の向きを示す目印に基づいて、該円形基板に目印部を形成する目印部形成ステップを備える請求項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】
一般に、半導体デバイスやＬＥＤなどの光デバイスが形成される各種ウエーハ、または、ガラス基板やセラミックス基板などの様々な基板からデバイスチップが形成されている。通常、所定の規格の大きさに形成されたウエーハや基板にデバイスが形成されるが、取り回しを良くするため、または、材料基板の質が所定の領域以外不良だった場合などには、材料基板の一部をくり抜いて小径の円形基板としてのウエーハを形成したいという要望がある。このため、従来、コアドリルを用いて、材料基板の一部をくり抜いて分離し、安価に素早く小径の円形基板を形成する技術が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１１３８０１号公報
【特許文献２】特開２０１２−２４８２６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の技術では、材料基板からくり抜かれた円形基板がコアドリルの内部に嵌ってしまったり、くり抜かれた直後の円形基板がコアドリルから離脱して飛散してしまったりする問題があった。このため、くり抜き加工の際に円形基板の縁部に欠け（チッピング）などの破損が生じ、円形基板の品質が低下するおそれがあった。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、材料基板から円形基板を分離する際に、円形基板の縁部の破損を抑制し、円形基板の品質の向上を図った円形基板の製造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】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、材料基板から所定厚さの円形基板を製造する円形基板の製造方法であって、第１の面と該第１の面と反対側の第２の面とを有し、該所定厚さより厚い材料基板を準備する材料基板準備ステップと、該材料基板より小さい直径のコアドリルを該材料基板の第１の面から切り込ませ、該所定厚さに至る深さの環状溝を該第１の面に形成する環状溝形成ステップと、該環状溝が形成された該第１の面に保護部材を貼着する保護部材貼着ステップと、該保護部材を介してチャックテーブルで保持した該材料基板を該第２の面から研削砥石で研削し、該所定厚さに薄化するとともに該環状溝を該第２の面に露出させ、該材料基板から円形基板を分離する薄化ステップと、該薄化ステップを実施した後、該保護部材を該円形基板から剥離し、該保護部材で連結していた該材料基板から該円形基板を離脱させる離脱ステップと、を備える。
【０００７】
この構成によれば、材料基板の第１の面にコアドリルで環状溝を形成するのみに留め、第１の面と反対側の第２の面からの研削により円形基板を材料基板から分離するため、円形基板がコアドリルの内部に嵌ってしまったり、該円形基板がコアドリルから離脱して飛散してしまったりする事態を防止できる。このため、材料基板から円形基板を分離する際に、円形基板の縁部の破損を抑制し、品質の向上を実現した円形基板を形成することができる。また、予め材料基板を薄化してからくり抜いて円形基板を分離する場合に比べ、材料基板を薄化するステップにより、円形基板が分離されるため、薄い基板を搬送するステップを低減することができ、搬送による基板の割れリスクが低減されるという効果も奏する。
【０００８】
この構成において、該離脱ステップを実施する前に、該材料基板に形成された該材料基板の向きを示す目印に基づいて、該円形基板に目印部を形成してもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、材料基板の第１の面にコアドリルで溝を形成するのみに留め、第１の面と反対側の第２の面からの研削により円形基板を材料基板から分離するため、円形基板がコアドリルの内部に嵌ってしまったり、該円形基板がコアドリルから離脱して飛散してしまったりする事態を防止できる。このため、円形基板の縁部の破損を抑制し、品質の向上を実現した円形基板を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本実施形態に係る円形基板の製造方法の手順を示すフローチャートである。
【図２】図２は、材料基板の一例であるベアウエーハの外観斜視図である。
【図３】図３は、ベアウエーハに環状溝を形成する構成の斜視図である。
【図４】図４は、ベアウエーハに環状溝を形成する構成の側断面図である。
【図５】図５は、目印部を形成する構成の一例を示す斜視図である。
【図６】図６は、目印部を形成する構成の他の例を示す斜視図である。
【図７】図７は、目印部を形成する構成の他の例を示す斜視図である。
【図８】図８は、紫外線硬化型粘着テープが貼着されたベアウエーハを示す側断面図である。
【図９】図９は、ベアウエーハの裏面を研削する構成を示す側断面図である。
【図１０】図１０は、ベアウエーハからウエーハを離脱させる状態を示す側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。
【００１２】
図１は、本実施形態に係る円形基板の製造方法の手順を示すフローチャートである。本実施形態の円形基板の製造方法は、材料基板から所定厚さの円形基板を分離して該円形基板を形成するものである。円形基板の製造方法は、図１に示すように、材料基板準備ステップＳ１、環状溝形成ステップＳ２、目印部形成ステップＳ３、保護部材貼着ステップＳ４、薄化ステップＳ５および離脱ステップＳ６を備えて構成されている。これら各ステップの順序は、図１に限るものではなく、例えば、目印形成ステップＳ３は、環状溝形成ステップＳ２と離脱ステップＳ６の間であれば順序を適宜変更することが可能である。次に、これらの各ステップについて説明する。
【００１３】
[材料基板準備ステップＳ１]
図２は、材料基板の一例であるベアウエーハの外観斜視図である。材料基板準備ステップＳ１では、材料基板として機能するベアウエーハ１０を準備する。ベアウエーハ１０は、図２に示すように、表面（第１の面）１０ａと該表面１０ａの反対側に位置する裏面（第２の面）１０ｂとを有して円板状に形成されている。ベアウエーハ１０は、例えば、シリコン、サファイア、ガリウムなどの円柱状のインゴット（不図示）から円板状に切り出された後、表面１０ａ及び裏面１０ｂをそれぞれ研削・研磨して形成される。また、ベアウエーハ１０の縁部には、ベアウエーハ１０の結晶方位を示す窪み（目印）１０ｃが形成されている。本実施形態では、１つのベアウエーハ１０から該ベアウエーハ１０よりも小径のウエーハ（円形基板；後述する）が複数形成される。例えば、直径Ｄ１が８インチのベアウエーハ１０から直径が１〜３インチのウエーハが複数形成される。また、ベアウエーハ１０の厚みＨ１は、形成されるウエーハの厚み（所定厚さ）よりも厚くされており、例えば６００〜７５０μｍに形成される。なお、ベアウエーハ１０の形状、直径（大きさ）、厚みは、適宜変更することが可能であり、矩形状のベアウエーハを用いても構わない。
【００１４】
[環状溝形成ステップＳ２]
図３は、ベアウエーハに環状溝を形成する構成の斜視図であり、図４は、ベアウエーハに環状溝を形成する構成の側断面図である。準備したベアウエーハ１０は、図３に示すように、表面１０ａを上にしてチャックテーブル２０の上に載置される。チャックテーブル２０は、ベアウエーハ１０を吸引して保持し、図示しない回転機構によってベアウエーハ１０と共に回転可能に構成されている。チャックテーブル２０に保持されたベアウエーハ１０の表面１０ａには、コアドリル２２によって、複数（図３では３つ）の環状溝１１が形成される。コアドリル２２は、円筒状に形成されたコアドリル本体２３とシャフト２４とを備え、シャフト２４の軸心２４ａ周りに回転駆動する。コアドリル本体２３の先端（下端）には、ベアウエーハ１０に環状溝を形成するための切削刃２５が設けられている。コアドリル２２は、図示しない昇降機構により、切削刃２５をベアウエーハ１０（チャックテーブル２０）に対して高さ方向に進退自在に移動する。このため、切削刃２５が回転しつつ、ベアウエーハ１０の表面１０ａから切り込ませることにより、ベアウエーハ１０の表面１０ａに環状溝１１を形成する。
【００１５】
本実施形態では、図３に示すように、環状溝１１により区画される円形領域１２は、最終的な製造目的物であるウエーハ（円形基板）１３となる。円形領域１２の直径Ｄ２は、コアドリル２２の切削刃２５の内径Ｄ２（図４）により規定される。また、切削刃２５は、図４に示すように、ベアウエーハ１０の表面１０ａ側から、ウエーハ１３の厚みに至る深さＨ２まで切削し、該深さＨ２の環状溝１１を形成する。また、コアドリル２２は、図示しない移動機構により、ベアウエーハ１０（チャックテーブル２０）に対して水平方向に移動する。これにより、ベアウエーハ１０の表面１０ａに、位置を変えて、環状溝１１を形成することができる。なお、上記した昇降機構および移動機構は、コアドリル２２とチャックテーブル２０とが相対的に昇降および移動すればよく、チャックテーブル２０が昇降および移動する構成としてもよい。
【００１６】
[目印部形成ステップＳ３]
次に、環状溝１１により区画された円形領域１２にそれぞれ目印部１４を形成する。図５は、目印部を形成する構成の一例を示す斜視図である。目印部１４は、ベアウエーハ１０の窪み１０ｃと同様に、ベアウエーハ１０の結晶方位を示すための目印として機能する。ベアウエーハ１０から円形領域１２をウエーハ１３として分離した場合、結晶方位が不明となってしまうため、分離する前に窪み１０ｃに基づいて目印部１４を形成する。本実施形態では、目印部１４は、図５に示すように、ドリル装置２６により形成される。ドリル装置２６は、所定径の切刃２６ａを回転自在に保持し、この切刃２６ａにより、円形領域１２内におけるベアウエーハ１０の表面１０ａに目印部１４となる凹部を形成する。目印部１４は、ウエーハ１３に加工をする工程において、結晶方位を判別できる目印として機能すればよく、ベアウエーハ１０を貫通しない凹部としても貫通孔としてもよい。このドリル装置２６は、コアドリル２２と同様に、チャックテーブル２０に対して、相対的に昇降および移動する機構を備えている。
【００１７】
また、目印部１４は、他の構成によって形成することもできる。図６は、目印部を形成する構成の他の例を示す斜視図である。この例では、レーザー光線照射装置２１を用いて、レーザー加工によってベアウエーハ１０の表面１０ａに目印部１４を形成する。レーザー光線照射装置２１は、チャックテーブル２０に保持されたベアウエーハ１０の表面１０ａに向けてレーザー光線Ｌを照射する。レーザー光線照射装置２１は、図６に示すように、レーザー光線Ｌを発振する発振器２７と、この発振器２７により発振されたレーザー光線Ｌを集光する集光器２９と、加工対象であるベアウエーハ１０を撮像するアライメント用のカメラ２８と、を備えている。発振器２７は、ベアウエーハ１０の種類、加工形態などに応じて、発振するレーザー光線Ｌの周波数が適宜調整される。集光器２９は、発振器２７により発振されたレーザー光線Ｌの進行方向を変更する全反射ミラーやレーザー光線Ｌを集光する集光レンズなどを含んで構成される。レーザー光線照射装置２１から照射されたレーザー光線Ｌにより、円形領域１２内におけるベアウエーハ１０の表面１０ａに目印部１４となる凹部を形成する。このレーザー光線照射装置２１は、コアドリル２２と同様に、チャックテーブル２０に対して、相対的に昇降および移動する機構を備えている。
【００１８】
図７は、目印部を形成する構成の他の例を示す斜視図である。この例では、切削装置３０を用いて、切削加工によってベアウエーハ１０の表面１０ａに目印部１４Ａを形成する。切削装置３０は、図７に示すように、回転駆動される回転スピンドル３１に装着された切削ブレード３２を備え、この切削ブレード３２により、円形領域１２内におけるベアウエーハ１０の表面１０ａに目印部１４Ａとなる溝部を形成する。この切削装置３０は、コアドリル２２と同様に、チャックテーブル２０に対して、相対的に昇降および移動する機構を備えている。なお、図７の例では、目印部１４Ａとしての溝部は、円形領域１２の内側にのみ形成されているが、この溝部が円形領域１２の外側のベアウエーハ１０まで延びてもよい。
【００１９】
[保護部材貼着ステップＳ４]
図８は、紫外線硬化型粘着テープが貼着されたベアウエーハを示す側断面図である。図８に示すように、環状溝１１が形成されたベアウエーハ１０の表面１０ａに保護部材としての紫外線硬化型粘着テープ３３を貼着する。紫外線硬化型粘着テープ３３は、糊層（粘着層）が所定波長（３００〜４００ｎｍ）の紫外線を照射することによって粘着力が低下するものであり、ベアウエーハ１０の表面１０ａに貼着されて該表面１０ａを保護する。紫外線硬化型粘着テープ３３は、ベアウエーハ１０と同一の大きさおよび形状に形成されてほぼ均一の厚みを有する。このため、紫外線硬化型粘着テープ３３をベアウエーハ１０に貼着することで、紫外線硬化型粘着テープ３３とベアウエーハ１０とが一体化して、ベアウエーハ１０の剛性が向上し、ベアウエーハ１０の搬送や加工などの取り扱いを容易に行うことができる。また、紫外線硬化型粘着テープ３３に上記した紫外線を照射することにより、糊層（粘着層）が硬化して粘着力が低下するため、紫外線硬化型粘着テープ３３を取り外すことも容易である。また、保護部材としてガラス基板（不図示）を用いることもできる。このガラス基板は、例えば、ワックスなどの温度により軟化する材料によって固定される。この構成によっても、ベアウエーハ１０を保護しつつ、加熱することによりガラス基板を容易に取り外すことができる。
【００２０】
[薄化ステップＳ５]
図９は、ベアウエーハの裏面を研削する構成を示す側断面図である。続いて、紫外線硬化型粘着テープ３３が貼着されたベアウエーハ１０を反転させ、ベアウエーハ１０の裏面１０ｂ側が上面になるようにチャックテーブル２０に載置する。そして、ベアウエーハ１０の裏面１０ｂ側を研削装置４０によって研削する。研削装置４０は、円柱状に形成された研削装置本体４１とスピンドル４２とを備え、スピンドル４２の軸心４２ａ周りに回転駆動する。研削装置本体４１の周縁部の先端（下端）には、一または複数の研削砥石４３が環状に配置されている。研削装置４０は、軸心４２ａがチャックテーブル２０の軸心２０ａから偏心した位置に設けられ、研削砥石４３はチャックテーブル２０の軸心２０ａとオーバーラップするように配置される。この構成によれば、チャックテーブル２０および研削装置４０をそれぞれ軸心周りに回転駆動させることにより、研削砥石４３は、チャックテーブル２０上のベアウエーハ１０の裏面１０ｂを一様に研削することができる。また、研削装置４０は、チャックテーブル２０に対して、相対的に昇降する機構を備えている。
【００２１】
研削装置４０は、図９に示すように、チャックテーブル２０で保持されたベアウエーハ１０の裏面１０ｂを研削し、ベアウエーハ１０を所定厚みＨ２になるまで薄化する。ここで、環状溝１１は、上述のように、深さＨ２に形成しているため、ベアウエーハ１０を環状溝１１の深さＨ２と同一の厚みＨ２に薄化することにより、環状溝１１が裏面１０ｂに露出する。このため、環状溝１１で区画された円形領域１２は、ウエーハ１３としてベアウエーハ１０から分離される。
【００２２】
［離脱ステップＳ６］
図１０は、ベアウエーハからウエーハを離脱させる状態を示す側断面図である。離脱ステップＳ６では、図１０に示すように、ベアウエーハ１０から分離されたウエーハ１３を離脱させる。ウエーハ１３は、ベアウエーハ１０の研削により、該ベアウエーハ１０から分離されるものの、紫外線硬化型粘着テープ３３によりベアウエーハ１０に連結されている。このため、紫外線硬化型粘着テープ３３に所定波長（３００〜４００ｎｍ）の紫外線を照射することによって、糊層（粘着層）を硬化させて粘着力を低下させる。これによれば、紫外線硬化型粘着テープ３３を容易にウエーハ１３から剥離することができるため、ウエーハ１３を離脱させることができる。
【００２３】
本実施形態によれば、環状溝形成ステップＳ２によりベアウエーハ１０の表面１０ａにコアドリル２２で環状溝１１を形成するのみに留め、薄化ステップＳ５によりベアウエーハ１０の裏面１０ｂからの研削によりウエーハ１３をベアウエーハ１０から分離するため、従来のように、ウエーハ１３がコアドリル２２の内部に嵌ってしまったり、該ウエーハ１３がコアドリル２２から離脱して飛散してしまったりする事態を防止できる。このため、ベアウエーハ１０からウエーハ１３を分離する際に、ウエーハ１３の縁部に生じるチッピングを抑制し、ウエーハ１３の品質の向上を実現することができる。また、ベアウエーハを予め薄化してからウエーハ１３をくり抜いて分離する構成と比べて、薄化ステップＳ５により、ウエーハ１３が分離されるため、薄いベアウエーハを搬送するステップを低減することができ、搬送によるベアウエーハの割れリスクが低減される。
【００２４】
また、本実施形態によれば、離脱ステップＳ６を実施する前に、ベアウエーハ１０に形成された該ベアウエーハ１０の結晶方位を示す窪み１０ｃに基づいて、環状溝１１により区画される円形領域１２に目印部１４を形成するため、円形領域１２をベアウエーハ１０から分離して形成されたウエーハ１３の結晶方位を容易に判別することができる。
【００２５】
次に、本実施形態により形成されたウエーハ１３の品質について説明する。
［実施例］
ベアウエーハ１０として、直径Ｄ１が８インチで厚みＨ１が７２５μｍのものを準備し、このベアウエーハ１０の表面１０ａに、コアドリル２２を用いて、直径Ｄ２が３インチで深さＨ２が４００μｍの環状溝１１を３つ形成した。そして、ベアウエーハ１０の表面１０ａに紫外線硬化型粘着テープ３３を貼着し、裏面１０ｂ側を研削装置４０により、厚みＨ２が３８０μｍとなるまで研削した。そして、紫外線硬化型粘着テープ３３に紫外線を照射すると共に、研削により分離されたウエーハ１３をベアウエーハ１０から離脱させた。この実施例に基づき、ウエーハ１３を３０個形成した。
【００２６】
形成されたウエーハ１３について、例えば、顕微鏡を用いて、ウエーハ１３の表面および裏面の縁部に発生するチッピングの大きさを測定することにより、ウエーハ１３の品質の評価を判定した。具体的には、発生するチッピングの大きさの最大値が、１００μｍ未満であれば良好（○）とし、１００μｍ以上であれば不可（×）とした。
【００２７】
[比較例]
ベアウエーハとして、直径Ｄ１が８インチで厚みＨ１が３８０μｍのものを準備し、このベアウエーハに、コアドリル２２を用いて、直径Ｄ２が３インチのウエーハを３つくり抜き、ベアウエーハから離脱させた。この比較例に基づき、ウエーハを３０個形成した。この比較例の方法で形成されたウエーハについても、顕微鏡を用いて、ウエーハ１３の表面および裏面の縁部に発生するチッピングの大きさを測定することにより、ウエーハ１３の品質の評価を判定した。
【００２８】
【表１】
2018014458.tif 000003
【００２９】
表１は、上記した実施例および比較例によるチッピングの大きさおよび判定結果を記載した表である。この表１によれば、実施例は、表面側のチッピングについて、比較例と差異はないが、裏面側のチッピングについては、比較例に比べてチッピングの大きさを低減していることがわかる。さらに、表面側のチッピングよりもチッピングの大きさを低減している。このように、ベアウエーハ１０の表面１０ａにコアドリル２２で環状溝１１を形成するのみに留め、ベアウエーハ１０の裏面１０ｂからの研削によりウエーハ１３をベアウエーハ１０から分離する手法により、ベアウエーハ１０からウエーハ１３を分離する際に、ウエーハ１３の縁部に生じるチッピングの大きさを低減することができ、ウエーハ１３の品質の向上を実現することができる。
【００３０】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、上記実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。例えば、本実施形態では、環状溝１１を深さＨ２としたが、この環状溝１１の深さをＨ２よりも大きく形成し、裏面１０ｂ側の研削量（高さ）によって、形成されるウエーハ１３の厚みＨ２を調整してもよい。
【符号の説明】
【００３１】
１０  ベアウエーハ（材料基板）
１０ａ  表面（第１の面）
１０ｂ  裏面（第２の面）
１１  環状溝
１２  円形領域
１３  ウエーハ（円形基板）
１４、１４Ａ  目印部
２０  チャックテーブル
２１  レーザー光線照射装置
２２  コアドリル
２７  発振器
２９  集光器
３３  紫外線硬化型粘着テープ（保護部材）
４０  研削装置
４３  研削砥石
【図１】
2018014458.tif 000004
【図２】
2018014458.tif 000005
【図３】
2018014458.tif 000006
【図４】
2018014458.tif 000007
【図５】
2018014458.tif 000008
【図６】
2018014458.tif 000009
【図７】
2018014458.tif 000010
【図８】
2018014458.tif 000011
【図９】
2018014458.tif 000012
【図１０】
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