(57)【要約】      （修正有）【課題】ウェーハの突起部に切削工具を接触させ突起部を損傷させることなく、そしてまた、円環状ブレードの刃出し部の長さの増大による切削工具の破損を防ぎ、切削工具の交換頻度を減少することができる切削工具を提供する。【解決手段】表面に複数個の突起部１０を有し、突起部の間に切削ライン６ａが規定されているウェーハを切削するための切削工具２６であって、円環状支持基台２８と支持基台２８に装着され且つ支持基台２８の外周縁２９を越えて半径方向に延出する刃出し部を有する円環状ブレードとを具備している。円環状ブレードの刃出し部は、比較的肉厚の非切削補強部３４と、非切削補強部３４から半径方向に延出する比較的肉薄の切削部３６とから構成されている。切削部３６の側面と非切削補強部３４の側面との段差Ｄはウェーハ４の突起部１０外縁から切削ライン６ａまでの間隔Ｗよりも小さい。【選択図】図６
2011054632.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に複数個の突起部を有し該突起部の間に切削ラインが規定されているウェーハを切削するための切削工具であって、
円環状支持基台と該支持基台に装着され且つ該支持基台の外周縁を越えて半径方向に延出する刃出し部を有する円環状ブレードとを具備し、
該円環状ブレードの該刃出し部は、比較的肉厚の非切削補強部と、該非切削補強部から半径方向に延出する比較的肉薄の切削部とから構成され、
該切削部の側面と該非切削補強部の側面との段差Ｄは該ウェーハの該突起部外縁から該切削ラインまでの間隔Ｗよりも小さい、ことを特徴とする切削工具。
【請求項２】
該非切削補強部及び該切削部はニッケル系電着層で形成され、少なくとも該切削部には切削用砥粒が含有している、請求項１に記載の切削工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円環状支持基台と支持基台に装着され支持基台の外周縁を越えて延出する円環状ブレードとを具備し、表面に複数個の突起部を有し突起部の間に切削ラインを有するウェーハを切削するのに適用される切削工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
表面に複数個の突起部、例えばボール電極を有し、突起部の間に切削ラインを有するウェーハ、例えばフリップチップタイプのデバイスが形成された半導体ウェーハは、例えば特許文献１に記載されているように切削工具にて個々のデバイスに分割される。かかる切削工具は、円環状支持基台と支持基台に装着され且つ支持基台の外周縁を越えて半径方向に延出する刃出し部を有する円環状ブレードとを具備する。かかる円環状ブレードは、ダイヤモンド等の砥粒をニッケル系電着層により保持して形成される。円環状ブレードの、支持基台の外周縁を越えて延出する刃出し部の長さ（mm）／円環状ブレードの刃厚（mm）で示されるアスペクト比には、ニッケル系電着層の種類及び円環状ブレードの刃厚に応じて適切な数値範囲が存在する。適切な数値範囲のアスペクト比よりも刃出し部の長さを長くすると円環状ブレードの撓みや曲がりが発生し易く、ひいては円環状ブレードが破損してしまう虞がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０８−６４７２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の切削工具でボール電極を有するフリップチップタイプのデバイスが形成された半導体ウェーハを加工する際において、ボール電極の外縁から切削ラインまでの間隔が数十μｍ程度と近接している場合には、切削時に円環状ブレードが消耗し円環状ブレードの刃出し部の長さが短くなった際には、切削工具の円環状支持基台がボール電極に接触しボール電極が破損してしまう。また、ボール電極等の突起部に切削工具の円環状支持基台を接触させることを回避するために円環状ブレードの刃出し部の長さを長くした切削工具を使用することも考えられる。しかし、上記のように適切なアスペクト比よりも刃出し部の長さを長くすると円環状ブレードの撓みや曲がりが発生し易く、ひいては円環状ブレードが破損してしまう虞がある。そのため、円環状ブレードの刃出し部の長さを突起部に応じて長くすることも不可能であり、表面に突起部が存在しない半導体ウェーハの加工時と比較して実質的に切削に寄与する刃出し部の長さが極端に短くなってしまい頻繁に切削工具の交換が必要になる、という問題がある。
【０００５】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、ウェーハの突起部に切削工具を接触させ突起部を損傷させることなく、そしてまた、円環状ブレードの刃出し部の長さの増大による切削工具の破損を防ぎ、切削工具の交換頻度を減少することができる新規且つ改良された切削工具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、上記主たる技術的課題を達成する切削工具として、表面に複数個の突起部を有し該突起部の間に切削ラインが規定されているウェーハを切削するための切削工具であって、
円環状支持基台と該支持基台に装着され且つ該支持基台の外周縁を越えて半径方向に延出する刃出し部を有する円環状ブレードとを具備し、
該円環状ブレードの該刃出し部は、比較的肉厚の非切削補強部と、該非切削補強部から半径方向に延出する比較的肉薄の切削部とから構成され、
該切削部の側面と該非切削補強部の側面との段差Ｄは該ウェーハの該突起部外縁から該切削ラインまでの間隔Ｗよりも小さい、ことを特徴とする切削工具が提供される。
【０００７】
好ましくは、該非切削補強部及び該切削部はニッケル系電鋳層で形成され、少なくとも該切削部には切削用砥粒が含有しているのが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る切削工具においては、ウェーハの突起部に切削工具を接触させ突起部を損傷させることなく、そしてまた、円環状ブレードの刃出し部の長さの増大による切削工具の破損を防ぎ、切削工具の交換頻度を減少することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】保護テープを介してウェーハを環状フレームで支持した状態を示す斜視図。
【図２】分割後のチップを示す斜視図。
【図３】切削装置を示す要部斜視図。
【図４】本発明に従って構成された切削工具の第一の実施形態を示す断面図。
【図５】第一の実施形態の切削工具の製造方法を示す要部断面図。
【図６】（ａ）従来の切削工具による切削時の状態を示す要部断面図。                    （ｂ）第一の実施形態の切削工具による切削時の状態を示す要部断面図。
【図７】本発明に従って構成された切削工具の第二の実施形態を示す断面図。
【図８】第二の実施形態の切削工具の製造方法を示す要部断面図。
【図９】第一の実施形態の切削工具の他の構成を示す要部断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明に従って構成された切削工具の好適実施形態を図示している添付図面を参照して更に説明する。
【００１１】
図１には、本発明の切削工具により切削ライン６に沿って分割した後のウェーハ４を示す。ウェーハ４は、シリコン基板９とその表面に切削ライン６によって区画された複数個の領域の各々に配設されたデバイス８とからなり、各デバイス８の表面には複数個の突起部１０を有している。突起部１０は、個片化したチップの斜視図である図２から明確に理解されるように、例えばフリップチップ実装のためのボール電極であり、デバイス８表面上に直径５０〜３００μｍのボール形状の電極が形成されているものである。かかるウェーハ４は、裏面側をウェーハ４の外周から延出する大きさの保護テープ１２に貼着され、保護テープ１２の外周部は環状の支持フレーム１４に貼着され、ウェーハ４は環状支持フレーム１４に固定されている。
【００１２】
上記のウェーハ４は切削装置にて切削ライン６に沿って分割される。図３には、本発明の切削工具を使用する切削装置の典型例の要部が図示されている。切削装置の全体構成については例えば特開2003-203885号公報を参照されたい。切削装置の所定位置に図３に図示する切削手段１６及びチャックテーブル１８が配設されている。チャックテーブル１８は、中心軸線を中心にして回転可能に配設され、表面に多孔質のセラミックで形成されたチャック板２０を有する。チャック板２０の下方には配管（図示していない）が形成され、配管は真空吸引源（図示していない）に接続されている。支持フレーム１４に固定されたウェーハ４はチャックテーブル１８のチャック板２０上に載置され、チャック板２０が真空吸引源に連通することでウェーハ４はチャック板２０上に吸引保持される。チャックテーブル１８の外周外側には、支持フレーム１４を載置台（図示していない）の上面に載置されフレームクランプ（図示していない）によって把持される。また、チャックテーブル１８は図３においてＸ軸方向に移動可能に配設されている。
【００１３】
切削手段１６は、ハウジング２２と、ハウジング２２の先端部に装着されたホイールカバー２４と、本発明に従って構成された切削工具２６とを含んでいる。切削工具２６は、スピンドル（図示していない）の先端に工具マウント（図示していない）を介して装着される。スピンドルはハウジング２２内に回転可能に配設されている。また、切削手段１６は、図３においてＹ軸方向及びＺ軸方向に移動可能に配設されている。
【００１４】
次いで、本発明に従って構成された第一の実施形態である切削工具２６について、図４及び図５を参照して説明する。切削工具２６は、円環状の支持基台２８と支持基台２８に装着され支持基台２８の外周縁２９を越えて延出する円環状ブレード３０とを具備している。支持基台２８はアルミニウムで形成され、片面３８は平坦な面であり、その他面３９はオペレータ等が把持するための、片面３８に対して垂直な外周面を有する円筒形状の把持部４１を有している。把持部４１の外径は外周縁２９の外径よりも小さく形成され、外周縁２９と把持部４１との間には円錐台形状の斜部４３が形成されている。また支持基台２８の回転中心部にはスピンドルの先端に装着された工具マウントに被嵌される装着孔３２が形成されている。
【００１５】
円環状ブレード３０は支持基台２８の片面３８の外周に、支持基台２８の外周縁２９を越えて半径方向に延出して装着されている。かかる支持基台２８の外周縁２９を越えて半径方向に延出する部分を刃出し部Ｐ（図４乃至図８に図示している）と称する。刃出し部Ｐは、比較的肉厚の非切削補強部３４と、非切削補強部３４から延出する比較的肉薄の切削部３６とから構成される。円環状ブレード３０の両側面において非切削補強部３４と切削部３６の段差Ｄを形成している。円環状ブレード３０は、砥粒をニッケルメッキで固定して形成され、砥粒はダイヤモンド砥粒を用いることが望ましい。
【００１６】
上記のように構成された切削工具２６の製造方法を説明する。最初に、図５に図示するように、支持基台２８の片面３８に周知の電着法によって、非切削補強部３４と同一厚みＴ１(ｍｍ)で且つ刃出し部Ｐの長さＡ（ｍｍ）に想到する長さで、周知形態の円環状ブレード３０aを形成する（図５に点線で示す）。周知形態の円環状ブレードの電着法に関しては、例えば特開平６−２１０５７０号公報に記載の方法でよく本明細書では詳細説明を省略する。
【００１７】
次いで、図５に図示するように、支持基台２８の外周縁２９からＬ(ｍｍ)延出する位置まで、円環状ブレード３０aの側面両面をマスキング材４０でマスキングする。マスキング材は例えばシリコン樹脂等を使用することができる。次いで、マスキング材４０で覆われていない箇所（図５では二点鎖線で記載してある箇所）のみをエッチング等で側面からＤ（ｍｍ）溶解除去する。その結果、環状ブレード３０の両側面に段差が形成される。その後、シリコン樹脂を剥離することで、切削工具２６が得られる。
【００１８】
上記のように形成される切削工具２６の、非切削補強部３４の支持基台２８の外周縁２９から延出する非切削補強部の半径方向の長さＬ（ｍｍ）並びに切削部３６の側面から非切削補強部３４の側面までの段差Ｄ（mm）は、切削加工を施すウェーハ４の突起部１０の外縁から切削ライン６までの間隔Ｗ（図６に記載）に応じて設定される。切削工具２６における具体例を挙げて説明する。図６（a）はウェーハ４の切削ライン６に沿って従来の切削工具４４が切り込んでいる様子を示す概略断面図であり、図６（ｂ）はウェーハ４の切削ライン６に沿って本発明に従って構成された切削工具２６が切り込んでいる様子を示す概略断面図である。ウェーハ４は、例えば表面にデバイス８が形成された厚みが３５０μｍのシリコン基板９であり、その表面には外径２５０μｍのボール電極１０が切削ライン６の淵６aから５０μｍの間隔をおいて（ウェーハの突起部外縁から切削ラインまでの間隔Ｗ）形成されている。
【００１９】
図６（a）は、従来の切削工具４４のライフエンド近辺の状態、即ち使用開始時からＢ（ｍｍ）の長さの環状ブレード４６が消耗している状態を示している。即ち、これ以上加工を継続し環状ブレード４６が消耗すると支持基台４８の円錐台形状の斜部４３とボール電極１０が接触しボール電極１０が破損してしまう虞があり、加工を継続することはできない。一般的に、ニッケルメッキで形成された電鋳ブレードの場合はアスペクト比２０〜６０が適切値である。環状ブレード４６の厚みt0は、切削を施すウェーハの切削ライン６の間隔により規定され、その後、適切なアスペクト比から切削部の長さＣ（ｍｍ）が規定される。この切削部の長さＣ（mm）より長く延出させると環状ブレード４６自体の剛性が弱くなり、切削時に蛇行や破損等の不具合が発生する虞がある。従って、図６（ａ）に示す切削工具４４はこれ以上切削部の長さを長くすることは不可能である。そのため、表面に突起部１０を有したウェーハの切削では、通常のブレードライフよりも短くなってしまう。例えば、アスペクト比３０が適切値である刃厚３０μｍの切削工具４４の場合には、刃出し部Ｐの長さＡは０．９（ｍｍ）となる。従って、環状ブレード４６の刃出し部Ｐの長さＡ０．９mmのうちシリコン基板９の厚み３５０μｍに加えてボール電極１０の高さ２５０μｍは加工に使用することができない。
【００２０】
一方で、本発明に従って構成された切削工具２６を使用する場合には、図６（ｂ）に示すように、非切削補強部３４が形成されているので、Ｂ（ｍｍ）消耗した後に更にＫ（ｍｍ）加工を継続することができる。切削工具２６の比較的肉厚の非切削補強部３４と比較的肉薄の切削部３６の段差Ｄ（mm）は、ボール電極４４の外縁から切削ライン６の淵６aまでの間隔Ｗが５０μｍであるので、その間隔よりも小さい例えば１０μｍに設定する。また、支持基台２８の外周縁２９から延出する非切削補強部３４の長さＬ（mm）は、ウェーハ４の突起部１０の高さＨ（mm）即ちボール電極４４の高さ２５０μｍと同等かまたはそれよりも長く設定する。切削工具２６はアスペクト比３０が適切値であり刃厚３０μｍの場合には、Ｃの長さは０．９（ｍｍ）となる。比較的肉厚の非切削補強部３４を設けることで、段差Ｄが両側合わせて２０μｍの場合には、２０μｍ×３０倍＝６００μｍまでＬ（ｍｍ）の長さを設定しても強度的に問題はない。また、段差Ｄは突起部１０の外縁と切削ライン６との間隔Ｗ（mm）よりも小さく設定しているため、非切削補強部３４及び支持基台２８が突起部１０に接触することは無く、切削部３６が消耗し非切削補強部３４がウェーハ４の表面に近接するまで切削を継続して遂行することが出来る。
【００２１】
刃出し部Ｐの長さＡをより長くしたい場合には、上述の第一の実施形態である切削工具２６の如く、円環状ブレードの両側面に段差Ｄを設けるのが望ましい。一方で、それほど長さが必要ない場合には、図７及び図８に示す第二の実施形態にすることもできる。第二の実施形態である切削工具２７は、円環状ブレード３１の支持基台２８側の側面のみに非切削補強部３５と切削部３７の段差Ｄが形成されている。切削工具２７の製造方法としては、図８に図示するように、非切削補強部３５と同一厚みＴ２（ｍｍ）で且つ刃出し部Ｐの長さＡ（ｍｍ）に想到する長さを外周縁２９から延出させて、周知形態の円環状ブレード３１aを形成する（図８に二点鎖線で示す）。その後、支持基台２８側の側面は外周縁２９からＬ（ｍｍ）延出する位置まで且つ他側面は全ての面をマスキング材４２でマスキングする。次いで、マスキング材４２で覆われていない箇所（図８では二点鎖線で記載してある箇所）のみをエッチング等で側面からＤ（ｍｍ）溶解除去する。その結果、環状ブレード３１の片側面側のみに段差Ｄが形成される。その後、マスキング材４２を剥離することで切削工具２７が得られる。なお、円環状ブレード３０の斜部４３側の側面に非切削補強部３５と切削部３７の段差Ｄを形成しても良い。
【００２２】
上記は、非切削補強部３４及び切削部３６の全体にダイヤモンド砥粒が含有する切削工具２６（及び２７）を示したが、少なくとも切削部３６全体に切削用ダイヤモンド砥粒を含有させ、非切削補強部３４にはダイヤモンド砥粒を含有させない箇所が存在する構成にしてもよい。例えば、図９（c）に図示するように、切削部３６全体にはダイヤモンド砥粒を含むが、非切削補強部３４’と切削部３６の段差Ｄにはダイヤモンド砥粒を含まず、ニッケルメッキのみで形成された切削工具２６”を使用してもよい。非切削補強部３４’と切削部３６の段差Ｄにはダイヤモンド砥粒を含有させないで形成することで、段差Ｄにも砥粒を含有した切削工具３６と比較して強度が高い。
【００２３】
切削工具２６”の製造方法を説明する。図９（a）に示すように、最初に、支持基台２８よりも大きい外径を有する基台２８’の片面３８の円環状ブレードを電着させる長さＱｍｍの電着領域以外の基台２８’をコーティング剤５０でマスクする。次いで、基台２８’の片面３８の電着領域にダイヤモンド砥粒の含有しない電鋳層５２aを所定の段差Ｄの厚みで電着させる。引き続き、切削部３６と同一厚みt1ｍｍの厚みでダイヤモンド砥粒が含有する電着層３６’を電着させ、次いで、段差Ｄの厚みでダイヤモンド砥粒が含有しない電鋳層５２ｂを電着させる（図９（a）参照）。続いて、図９（ｂ）に示すように基台２８’のコーティング剤５０の一部を除去し、図９（ｃ）に示すように、ケミカルエッチング等により基台２８’の一部を融解除去し、最後に、コーティング剤５０を除去することで、円形基台２８に装着され３層で形成された円環状ブレード３０”が得られる。
【００２４】
その後、所望の非切削補強部３４’の長さＬ（ｍｍ）を残すように、円形基台２８の外周縁２９からＬ（ｍｍ）延出する位置まで、円環状ブレード３０”の側面をマスキング剤４０でマスキングし、次いで、マスキング材４０で覆われていない箇所（図９（ｃ）では二点鎖線で記載してある箇所）のみをエッチング等で側面からＤ（ｍｍ）溶解除去する。その結果、環状ブレード３０”の両側面に段差Ｄ（ｍｍ）が形成される。その後、シリコン樹脂を剥離することで、切削工具２６”が得られる。
【符号の説明】
【００２５】
４            ウェーハ
１０          突起部
１６          切削手段
１８          チャックテーブル
２６、２７    切削工具
３４、３５    非切削補強部
３６、３７    切削部
Ａ            刃出し部の長さ
Ｃ            従来の切削工具の切削部の長さ
Ｂ            切削で消耗した量
Ｄ            非切削補強部と切削部の段差
Ｈ            突起部の高さ
Ｌ            非切削補強部の長さ
Ｗ            突起部の外縁と切削ラインとの間隔
【図１】
2011054632.tif 000003
【図２】
2011054632.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2011054632.tif 000009
【図８】
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【図９】
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