半導体ウエーハの電極加工方法
【課題】 バイト等の切削工具で半導体ウエーハ表面のバンプの先端を削り取って高さを揃えるにあたり、切削工具の偏摩耗が抑えられて摩耗状態をほぼ均等にすることができ、切削工具の有効利用および寿命の長期化を図る。
【解決手段】 バイト２６が回転する切削ユニット２０に対して、チャックテーブル１７に回転しない状態で保持した半導体ウエーハＷを送り込んで往復動させ、往路送り（第１の切削工程）、復路送り（第２の切削工程）のいずれの過程においても、バイト２６を半導体ウエーハＷに作用させる。これによって、バイト２６の刃部２８における左右の刃先２８ａ，２８ｂの摩耗の進行を均等化させる。
【解決手段】 バイト２６が回転する切削ユニット２０に対して、チャックテーブル１７に回転しない状態で保持した半導体ウエーハＷを送り込んで往復動させ、往路送り（第１の切削工程）、復路送り（第２の切削工程）のいずれの過程においても、バイト２６を半導体ウエーハＷに作用させる。これによって、バイト２６の刃部２８における左右の刃先２８ａ，２８ｂの摩耗の進行を均等化させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエーハの表面に突出する複数の電極の先端を削り取って高さを揃えるための電極加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣやＬＳＩ等の電子回路が表面に形成された半導体チップは、各種電気・電子機器を小型化する上で今や必須のものとなっている。半導体チップは、円盤状の半導体ウエーハの表面に、ストリートと呼ばれる切断ラインで格子状の矩形領域を区画し、これら矩形領域に電子回路を形成した後、半導体ウエーハをストリートに沿って分割するといった工程で製造される。
【０００３】
ところで、近年では、電気・電子機器のさらなる小型化を可能とするために、半導体チップの表面に、電極として１５〜１００μｍ程度の高さの突起状のバンプを形成し、このバンプを、実装基板に形成された電極に直接接合するようにしたフリップチップと称する半導体チップが開発され、実用に供されている。また、インターポーザーと呼ばれている基板に複数の半導体チップを併設したり積層したりして小型化を図る技術も開発され、実用化されている。
【０００４】
上記いずれの技術も、デバイスの表面に形成した複数のバンプを介して基板どうしを圧着させて接合するものであり、このため、全てのバンプどうしが突き合わせられて接触するには、その高さが均一でなければならない。
【０００５】
そこで、バンプの高さを揃える加工が必要であり、その加工方法としては、半導体ウエーハに対して薬品を用いたＣＭＰ加工により電極の先端を除去したり、あるいは、研削工具でその先端を研削するといった方法が一般的であった。しかしながら、前者の方法では、加工時間が長いとともに作業性に劣るという欠点があり、後者の方法では、バンプが金等の比較的粘性の高い金属の場合には研削性に劣ることからバリが発生しやすく、そのバリが隣接するバンプに接触して短絡するといった欠点があった。
【０００６】
また、バンプを形成する方法として、金等の溶融金属粒を半導体ウエーハの表面に形成した電極に付着させ、電極となる粒状部分から突出するネック部分を破断してバンプを得るスタッドバンプ法がある。ところが、これによって形成されたバンプは、上記のようにネックを破断した際に、針状あるいは糸状の痕跡が先端に残るので研磨がしにくく、このため、加熱した板をバンプの先端に押し当てて高さを揃えることが行われている（特許文献１参照）。
【０００７】
ところが、このようにしてバンプの高さを揃えても、隣接するバンプどうしが短絡する不具合は発生した。そこで本出願人は、半導体ウエーハの表面から突出するバンプの先端をバイト等の切削工具で削り取って高さを揃える加工装置を提案した（特許文献２）。
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−５３０９７号公報
【特許文献２】特開２００４−３１９６９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記特許文献２に記載されるように、バイトによって半導体ウエーハ表面のバンプを除去する方法では、短絡を生じさせることなく容易にその高さを揃えることができるといった利点がある。この方法では、バイトの刃先を、半導体ウエーハの外周縁から内周側に向けて表面を撫でるようにして相対的に移動させてバンプの先端を切削し、この一方向のみの切削で加工を終了させている。このため、バイトの刃先のバンプに当たる片面のみが摩耗することになり、その刃先が使用不能なほど摩耗した場合には、他の片面が使用できるにもかかわらずバイトを破棄していた。したがって、バイトを効率よく使用しているとは言えず不経済であり、この点が課題となっていた。
【００１０】
よって本発明は、バイト等の切削工具で半導体ウエーハ表面のバンプの先端を削り取って高さを揃えるにあたり、切削工具の偏摩耗が抑えられて摩耗状態をほぼ均等にすることができ、その結果、切削工具の有効利用および寿命の長期化が図られる半導体ウエーハの電極加工方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、切削工具を備えた切削手段と、円盤状の半導体ウエーハを保持するチャックテーブルと、このチャックテーブルを、切削手段によって半導体ウエーハを加工する加工位置と、チャックテーブルに対して半導体ウエーハを着脱させる着脱位置とに位置付けるチャックテーブル移動手段と、切削手段の切削工具を、加工位置に位置付けられたチャックテーブルに対して接近・離間させる加工送り手段とを備えた電極加工装置を用いて、チャックテーブルに保持させた半導体ウエーハの表面に突出する複数の電極の先端を切削工具で削り取って高さを揃える半導体ウエーハの電極加工方法であって、着脱位置で、チャックテーブルに半導体ウエーハを保持させる半導体ウエーハ保持工程と、加工位置で、切削工具と半導体ウエーハとを相対的に往路送りさせる間に、切削工具により電極の先端を切削する第１の切削工程と、この第１の切削工程の後に、切削工具と半導体ウエーハとを相対的に復路送りさせて、切削工具により電極の先端を切削する第２の切削工程とを備えることを特徴としている。
【００１２】
本発明によれば、第１および第２の切削工程を行うことにより、切削工具は半導体ウエーハに対して相対的に往復動しながら電極を切削する。このため、従来では往路送りのみであったために片面しか摩耗しなかった切削工具は、復路送りの切削工程を加えられることにより他の片面も切削に作用するので、ほぼ均等に摩耗することになる。また、仕上げ加工を復路送りで行うことにより、切削工具を切削開始位置に戻してから仕上げを行う手間が省かれ、加工時間の短縮ならびに生産効率の向上が図られる。
【００１３】
切削工具と半導体ウエーハとを相対的に往復動させるには、チャックテーブル移動手段によって、半導体ウエーハを保持するチャックテーブルを上記加工位置において往復動させればよい。すなわち、切削工具は移動させず、半導体ウエーハを切削工具に対して往復動させて上記第１および第２の切削工程を行う。
【００１４】
本発明の切削手段は、切削工具が回転する形式と回転しない形式とが挙げられ、この違いによって、往復動操作が異なってくる。切削工具が回転する場合、切削手段は、切削工具を回転させる回転駆動部を有する。そして、切削方法としては、回転する切削工具に対し、チャックテーブルに保持した半導体ウエーハを非回転の状態で対向させ、第１の切削工程として、半導体ウエーハの外周縁の一端から他端に至る直径にわたって切削工具を作用させ、第２の切削工程として、半導体ウエーハの他端から一端に至る直径にわたって切削工具を作用させる。これによって、半導体ウエーハの表面全面に対して切削工具を作用させることができる。
【００１５】
一方、切削工具が回転しない場合、切削手段は、切削工具を固定状態で支持している。そして、切削方法としては、回転しない切削工具に対し、チャックテーブルに保持した半導体ウエーハを回転させた状態で対向させ、第１の切削工程として、半導体ウエーハの外周縁から回転中心に至る半径にわたって切削工具を作用させ、第２の切削工程として、半導体ウエーハの回転中心から外周縁に至る半径にわたって切削工具を作用させる。これによって、半導体ウエーハの表面全面に対して切削工具を作用させることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、半導体ウエーハ表面のバンプの先端を削り取って高さを揃えるにあたり、半導体ウエーハに対して切削工具を相対的に往復動させ、往路送り、復路送りのいずれの過程においても、切削工具を半導体ウエーハに作用させることにより、切削工具の偏摩耗が抑えられて摩耗状態をほぼ均等にすることができる。その結果、切削工具の有効利用および寿命の長期化が図られるといった効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
［１］装置の構成
図１は、本発明の電極加工方法を好適に実施し得る電極加工装置Ａの全体を示しており、図２は、該装置Ａで加工する円盤状の半導体ウエーハＷを示している。
【００１８】
半導体ウエーハＷは、図２（ａ）に示すように、表面に複数の半導体チップ１が格子状に形成されたものである。各半導体チップ１には、図２（ｂ）に示すように、複数のバンプ（電極）２が形成されている。バンプ２は半導体チップ１に形成された電子回路の電極に接合されており、かつ、半導体ウエーハＷの表面から突出している。これらバンプ２は、例えば周知のスタッドバンプ形成法等によって形成されており、高さは不揃いの場合が多い。電極加工装置Ａは、１枚の半導体ウエーハＷの表面から突出する全てのバンプ２の先端を削り取って高さを揃える加工を半導体ウエーハＷに対して施すものである。
【００１９】
その電極加工装置Ａは、図１に示すように、各種機構が搭載された基台１０を備えている。この基台１０は、横長の状態に設置されて基台１０の主体をなす直方体状のテーブル１１と、このテーブル１１の長手方向一端部（図１の奥側の端部）から、テーブル１１の幅方向かつ鉛直方向上方に延びる壁部１２とを有している。図１では、基台１０の長手方向、幅方向および鉛直方向を、それぞれＹ方向、Ｘ方向およびＺ方向で示している。
【００２０】
基台１０のテーブル１１上は、長手方向のほぼ中間部分から壁部１２側が加工エリア１１Ａとされ、この反対側が、加工エリア１１Ａに加工前の半導体ウエーハＷを供給し、かつ、加工後の半導体ウエーハＷを回収する供給・回収エリア１１Ｂとされている。
以下、電極加工装置Ａが備える各種機構を、加工エリア１１Ａに設けられるものと供給・回収エリア１１Ｂに設けられものとに分けて説明する。
【００２１】
（ａ）加工エリア１１Ａの機構
図１に示すように、加工エリア１１Ａには矩形状の凹所１３が形成されており、この凹所１３の底面には、矩形状のステージ（チャックテーブル移動手段）１４が、Ｙ方向に移動自在に設けられている。このテーブル１１は、ステージ１４内に配されたＹ方向に延びるガイドレールに摺動自在に取り付けられ、適宜な駆動機構（いずれも図示略）によって同方向を往復動させられる。
【００２２】
ステージ１４の移動方向両端部には、蛇腹１５，１６の一端が、それぞれ取り付けられており、これら蛇腹１５，１６の他端は、壁部１２の内面と、壁部１２に対向する凹所１３の内壁面に、それぞれ取り付けられている。これら、蛇腹１５，１６は、ステージ１４を上記ガイドレールに連結させるために凹所１３の底面に形成された図示せぬスリットを覆って、ステージ１４内に切削屑等が落下することを防ぐもので、ステージ１４の移動に伴って伸縮し、その移動を妨げない。
【００２３】
ステージ１４上には、Ｚ方向を回転中心とし、上面が水平とされた円盤状のチャックテーブル１７が回転自在に設けられている。半導体ウエーハＷは、バンプ２が形成された表面を上に向けて、このチャックテーブル１７上に同心的、かつ水平に載置される。チャックテーブル１７は、ステージ１４内に設けられた図示せぬ回転駆動機構によって、一方向または両方向に回転させられる。なお、本実施形態の後述する切削ユニット２０は、切削工具であるバイト２６を回転させるタイプであるから、半導体ウエーハＷを保持するチャックテーブル１７は、あえて回転自在とせずに固定式としてもよい。
【００２４】
チャックテーブル１７のチャック方式は、この場合、周知のバキュームチャックである。すなわち、この場合のチャックテーブル１７は、図３（ａ）に示すように、表面に複数の溝１７ａが同心的に、かつ等間隔をおいて形成されており、チャックテーブル１７内には、図３（ｂ）に示すように、各溝１７ａを連通し、かつ、裏面側に開口する空気吸引通路１７ｂが形成されている。この空気吸引通路１７ｂの裏面側への開口には、図示せぬバキューム装置の空気吸引口が接続され、バキューム装置を運転すると、半導体ウエーハＷがチャックテーブル１７上に吸着・保持されるようになっている。
【００２５】
チャックテーブル１７は、壁部１２側に移動すると加工位置に位置付けられ、その加工位置の上方には、切削ユニット（切削手段）２０が配されている。この切削ユニット２０は、基台１０の壁部１２に、送り機構（加工送り手段）３０を介してＺ方向に昇降自在に支持されている。送り機構３０は、鉛直面とされた壁部１２の内面に固定された互いに平行でＺ方向に延びる一対のガイドレール３１と、これらガイドレール３１に摺動自在に取り付けられたスライダ３２と、このスライダ３２をガイドレール３１に沿って往復動させるスライダ駆動機構３３とを備えている。
【００２６】
スライダ駆動機構３３は、スライダ３２と壁部１２との間の空間に、軸方向をＺ方向と平行にして配され、上端部および下端部が、それぞれ壁部１２に設けられた軸受３４，３５に回転自在に取り付けられた螺子ロッド３６と、この螺子ロッド３６を回転駆動するパルスモータ３７とを備えている。螺子ロッド３６は、スライダ３２の背面に突出形成された図示せぬブラケットに螺合して貫通している。これにより、スライダ３２は、パルスモータ３７が正転して螺子ロッド３６が一方向に回転した場合には下方（送り方向）に移動し、パルスモータ３７が逆転して螺子ロッド３６が逆方向に回転すると上方（退避方向）に移動する。
【００２７】
上記切削ユニット２０は、スライダ３２のテーブル１１側に面する前面に固定されたブロック２１と、軸方向がＺ方向に沿う状態にブロック２１に通され、かつ、このブロック２１に固定された円筒状のハウジング２２と、このハウジング２２内に同心的、かつ回転自在に支持された回転軸（回転駆動部）２３と、この回転軸２３を回転駆動するサーボモータ２４と、ハウジング２２から下方に突出する回転軸２３の下端に同心的に固定された円盤状のホイールマウント２５と、このホイールマウント２５に着脱可能に取り付けられたバイト（切削工具）２６とを備えている。この場合、回転軸２３およびホイールマウント２５は、サーボモータ２４によって図１の矢印（ホイールマウント２５の上面に記載）方向に回転させられる。
【００２８】
バイト２６は、図４に示すように、シャンク２７の先端にダイヤモンド等からなる刃部２８が固着されたものである。刃部２８は、図４（ｂ）に示すように、左右対称の形状であって、円弧状に形成された刃先で被加工物を切削する。バイト２６は、刃部２８を下に配し、かつ、刃部２８の切削方向（図４（ａ）の矢印方向）をホイールマウント２５の回転方向に向けた状態で、シャンク２７がホイールマウント２５に形成された取付孔２５ａに下から挿入されている。そして、その挿入状態が、ホイールマウント２５の外周面から取付孔２５ａに向けてねじ込まれるボルト２９によって固定されている。これによってバイト２６はホイールマウント２５の外周部から下に突出する状態に固定されている。
【００２９】
図５に示すように、ホイールマウント２５の外径は、半導体ウエーハＷの直径の１．５倍程度とされるが、寸法はこれに限定されるものではない。しかしながら、ホイールマウント２５への取付位置に基づくバイト２６の回転軌跡は、半導体ウエーハＷの表面全面を加工可能な大きさに設定される。また、チャックテーブル１７と切削ユニット２０とは、チャックテーブル１７上に同心的に保持される半導体ウエーハＷの回転中心と、ホイールマウント２５の回転中心を結ぶ線が、Ｙ方向に沿った状態となるように位置付けられている。
【００３０】
（ｂ）供給・回収エリア１１Ｂの機構
図１に示すように、基台１０のテーブル１１上に設定された上記供給・回収エリア１１Ｂには、上記凹所１３よりも狭く、かつ深い矩形状の凹所１８が形成されており、この凹所１８の底部には、昇降自在とされた２節リンク式の水平旋回アーム６０ａの先端にフォーク６０ｂが装着された移送機構６０が設置されている。
【００３１】
そして、凹所１８の周囲のテーブル１１上には、上から見た状態で、反時計回りに、カセット６１、位置合わせ台６２、１節の水平旋回アーム６３ａの先端に吸着板６３ｂが取り付けられた供給アーム６３、供給アーム６３と同じ構造で、水平旋回アーム６４ａおよび吸着板６４ｂを有する回収アーム６４、スピンナ式の洗浄装置６５、カセット６６が、それぞれ配置されている。
【００３２】
カセット６１、位置合わせ台６２および供給アーム６３は、半導体ウエーハＷをチャックテーブル１７に供給する手段であり、回収アーム６４、洗浄装置６５およびカセット６６は、加工後の半導体ウエーハＷをチャックテーブル１７から回収する手段である。２つのカセット６１，６６は同一の構造であるが、ここでは用途別に、供給カセット６１、回収カセット６６と称する。これらカセット６１，６６は、複数の半導体ウエーハＷを収容して持ち運びするためのもので、テーブル１１の所定位置にセットされる。
【００３３】
供給カセット６１には、当該電極加工装置Ａでバンプ２を加工すべき複数の半導体ウエーハＷが、積層された状態で収容される。移送機構６０は、アーム６０ａの昇降・旋回と、フォーク６０ｂの把持動作によって、供給カセット６１内から１枚の半導体ウエーハＷを取り出し、さらにその半導体ウエーハＷを、バンプ２が形成されている表面を上に向けた状態で、位置合わせ台６２上に載置する機能を有する。
【００３４】
位置合わせ台６２上に載置された半導体ウエーハＷは、一定の位置に決められた状態で載置される。供給アーム６３は、位置合わせ台６２上に載置された半導体ウエーハＷを吸着板６３ｂに吸着し、アーム６３ａを旋回させて、チャックテーブル１７上に半導体ウエーハＷを配し、この後、吸着動作を停止することにより、チャックテーブル１７上に半導体ウエーハＷを載置する機能を有する。位置合わせ台６２で位置決めされた半導体ウエーハＷを、供給・回収位置のチャックテーブル１７上に載置することにより、半導体ウエーハＷとチャックテーブル１７とは同心状となる。
【００３５】
回収アーム６４は、上記切削ユニット２０によってバンプ２が加工されたチャックテーブル１７上の半導体ウエーハＷを吸着板６４ｂに吸着し、アーム６４ａを旋回させて、半導体ウエーハＷを洗浄装置６５内に移送する機能を有する。洗浄装置６５は、半導体ウエーハＷを水洗した後、半導体ウエーハＷを回転させて水分を振り飛ばし除去する機能を有する。そして、洗浄装置６５によって洗浄された半導体ウエーハＷは、移送機構６０によって回収カセット６６内に移送、収容される。
【００３６】
なお、供給アーム６３と回収アーム６４の間には、チャックテーブル１７に高圧エアーを噴射してチャックテーブル１７を洗浄するチャックテーブル洗浄ノズル６７が配されている。上記のように、供給アーム６３によってチャックテーブル１７上に半導体ウエーハＷを載置し、また、回収アーム６４によってチャックテーブル１７上の半導体ウエーハＷを回収する際、すなわちチャックテーブル１７に対して半導体ウエーハＷを着脱させる際には、ステージ１４を供給・回収エリア１１Ｂ側に移動させて供給・回収位置で停止させる。その供給・回収位置は、各アーム６３，６４の吸着板６３ｂ，６４ｂに吸着された半導体ウエーハＷの中心と、チャックテーブル１７の回転中心と結ぶ線が、Ｚ方向に沿う位置である。
【００３７】
切削ユニット２０による半導体ウエーハＷの加工位置は、供給・回収位置よりも壁部１２側に所定距離移動した範囲とされ、チャックテーブル１７上の半導体ウエーハＷは、ステージ１４の移動によって、これら加工位置と供給・回収位置との間を行き来させられる。チャックテーブル洗浄ノズル６７によるチャックテーブル１７の洗浄は、供給・回収位置において行われる。
【００３８】
［２］装置の動作
続いて、以上の構成からなる上記電極加工装置Ａの使用方法ならびに動作を、以下に説明する。ここで説明する動作は、本発明の加工方法の具体例となる。
オペレータは、バンプ２を加工すべき複数の半導体ウエーハＷを収容した供給カセット６１と、空の回収カセット６６を、供給・回収エリア１１Ｂの所定位置にそれぞれセットして、加工の準備を行う。
【００３９】
続いて、移送機構６０によって、供給カセット６１内から１枚の半導体ウエーハＷが取り出され、さらにその半導体ウエーハＷは、移送機構６０によって裏面を上に向けた状態で位置合わせ台６２上に載置される。
【００４０】
次に、位置合わせ台６２に載置された半導体ウエーハＷは、供給アーム６３により、予め供給・回収位置に停止しているチャックテーブル１７上に、表面を上に向けて同心状に載置される。そして、半導体ウエーハＷは、バキューム装置によってチャックテーブル１７上に吸着、保持される（半導体ウエーハ保持工程）。
【００４１】
次に、切削ユニット２０の上下方向の位置を、バイト２６がバンプ２を所定の高さに切削し得る位置になるよう送り機構３０によって調製し、サーボモータ２４によってホイールマウント２５を回転させる。この状態から、ステージ１４を切削ユニット２０側に移動させて、固定させたままの状態のチャックテーブル１７上に保持した半導体ウエーハＷを、所定速度で切削ユニット２０の下方である加工位置に送り込んでいく（往路送り：第１の切削工程）。
【００４２】
図６（ａ）は第１の切削工程を模式的に示しており、この第１の工程でのバイト２６の刃部２８の刃先は、図６（ｂ）に示すように、送られてくる半導体ウエーハＷへの対向側である片面２８ａ側（供給・回収位置側）が、バンプ２に作用して摩耗する傾向にある。
【００４３】
第１の切削工程によって半導体ウエーハＷの表面のバンプ２の先端が、バイト２６の刃部２８によって削り取られていく。図５に示すように、半導体ウエーハＷがホイールマウント２５で覆われるまで、すなわち、半導体ウエーハＷの外周縁の、壁部１２側の一端から供給・回収位置側の他端に至る直径にわたって、バイト２６の刃部２８が作用し、半導体ウエーハＷの表面全面に対する切削加工が終わったら、第１の切削工程を終える。
【００４４】
続いて、切削ユニット２０を送り機構３０によって僅かに下降させて、バイト２６の位置を仕上げ加工の高さに調整する。そして、切削ユニット２０の運転を継続したまま、今度はステージ１４を供給・回収位置の方向に戻していく（復路送り：第２の切削工程）。
【００４５】
図７（ａ）は第２の切削工程を模式的に示しており、この第２の工程でのバイト２６の刃部２８の刃先は、図７（ｂ）に示すように、戻ってくる半導体ウエーハＷへの対向側である片面２８ｂ側（壁部１２側）が、バンプ２に作用して摩耗する傾向にある。
【００４６】
半導体ウエーハＷの外周縁の、供給・回収位置側の他端から壁部１２側の一端に至る直径にわたって、バイト２６の刃部２８が作用し、半導体ウエーハＷの表面全面に対する仕上げ加工が終わったら、第２の切削工程を終える。
【００４７】
本実施形態では、回転するバイト２６に対して、チャックテーブル１７が固定されていて回転しない半導体ウエーハＷを、Ｙ方向に往復動させて表面全面を加工するものである。バイト２６の切削模様であるソーマークは、図５の右側に示す半導体ウエーハＷのようになる。
【００４８】
以上の第１および第２の切削工程を経ることによって、半導体ウエーハＷの表面のバンプ２はバイト２６の刃部２８によって削り取られ、全てのバンプ２の高さが均一に揃えられる。ここで加工は終了し、切削ユニット２０を上昇させてホイールマウント２５の回転を停止させる。
【００４９】
なお、上記切削加工における好適な運転条件の例を挙げると、第１の切削工程におけるバイト２６の削り代（バンプ２の先端から切り込む深さ）は８μｍ、第２の切削工程での削り代は２μｍである。また、いずれの切削工程でのサーボモータ２４によるバイト２６の回転速度は２０００ＲＰＭ程度、ステージ１４の移動による半導体ウエーハＷの送り速度は０．５〜０．７ｍｍ／秒である。
【００５０】
続いて、バンプ２の高さが揃えられた加工後の半導体ウエーハＷを回収する動作を説明すると、まず、ステージ１４を供給・回収位置まで移動させるとともに、バキューム装置の動作を停止させ、チャックテーブル１７上での半導体ウエーハＷの保持状態を解除する。次に、その半導体ウエーハＷは、回収アーム６４によって洗浄装置６５内に移送される。ここで半導体ウエーハＷは水洗され、その後、回転させられて水分が除去される。
【００５１】
次いで、半導体ウエーハＷは、移送機構６０によって回収カセット６６内に移送、収容される。また、回収アーム６４によってチャックテーブル１７から半導体ウエーハＷが取り去られた後は、チャックテーブル洗浄ノズル６７から、供給・回収位置で停止しているステージ１４上のチャックテーブル１７に向けて高圧エアーが噴射され、チャックテーブル１７が洗浄される。
【００５２】
以上が１枚の半導体ウエーハＷに対してバンプ２の先端を切削加工し、この後、洗浄して回収するサイクルである。このサイクルを繰り返して、供給カセット６１内の半導体ウエーハＷが全て加工処理され、回収カセット６６内に収容されると、オペレータは回収カセット６６を回収して、加工後の複数の半導体ウエーハＷを次の製品化工程に運搬する。そして、バンプ２を加工すべき新たな複数の半導体ウエーハＷを収容した供給カセット６１と、空の回収カセット６６を、供給・回収エリア１１Ｂの所定位置にそれぞれセットし、引き続き上記サイクルで切削加工を行う。なお、回収カセット６６としては、空になった供給カセット６１を流用してもよい。
【００５３】
なお、上記のように半導体ウエーハＷのバンプ２を切削加工するに先立ち、バイト２６の刃先とチャックテーブル１７の上面との間隔を均一にするために、チャックテーブル１７の上面を、切削ユニット２０自身で切削するセルフカットを行う場合がある。このセルフカットの場合にも、上記と同様に、チャックテーブル１７の直径にわたってバイト２６を往復動させて、その表面をバイト２６で切削すればよい。
【００５４】
［３］効果
本実施形態の電極加工装置Ａを用いたバンプ２の加工方法によれば、切削ユニット２０のバイト２６に対して半導体ウエーハＷを往復動させ、その過程において、バンプ２の先端が削り取られて高さが揃えられる。したがって、従来では往路送りのみであったために片面（本実施形態では図６（ｂ）の２８ａで示す）しか摩耗しなかったバイト２６の刃先は、復路送りの切削工程を加えられることにより他の片面（２８ｂ）も切削に作用するので、ほぼ均等に摩耗することになる。その結果、バイト２６の有効利用および寿命の長期化が図られる。
【００５５】
また、仕上げ加工を復路送りで行うことにより、バイト２６を切削開始位置に戻してから仕上げを行う手間が省かれ、加工時間の短縮ならびに生産効率の向上が図られる。
【００５６】
［４］切削ユニットの別形態
図８は、切削ユニットの別形態を示している。この場合の切削ユニット７０は、上記送り機構３０のスライダ３２の前面に固定されたブロック７１と、このブロック７１に着脱自在に固定されるバイト２６とを備えている。バイト２６は、ブロック７１の反スライダ側の先端部に形成された取付孔７１ａに、上記実施形態と同様に挿入されてボルト２９によって固定されている。
【００５７】
切削ユニット７０を用いる場合には、チャックテーブル１７を回転させながらステージ１４を切削ユニット２０に向けて移動させ、チャックテーブル１７とともに回転する半導体ウエーハＷを加工位置に送り込み、固定状態のバイト２６によってバンプ２の先端を切削加工する（往路送り：第１の切削工程）。第１の切削工程では、図９に示すように、半導体ウエーハＷの外周縁から回転中心に至る半径にわたって、バイト２６をバンプ２に作用させる。
【００５８】
次に、バイト２６を仕上げ加工の高さに調製した後、半導体ウエーハＷの回転中心から外周縁に至る半径にわたって、バイト２６を作用させ、バンプ２を切削する（復路送り：第２の切削工程）。
【００５９】
以上の第１および第２の切削工程を経ることによって、半導体ウエーハＷの表面のバンプ２はバイト２６の刃部２８によって削り取られ、全てのバンプ２の高さが均一に揃えられる。
【００６０】
この実施形態では、固定状態のバイト２６に対して、チャックテーブル１７によって回転させられる半導体ウエーハＷを、Ｙ方向に往復動させて表面全面を加工するものである。この場合のバイト２６の切削模様であるソーマークは、図９の右側に示す半導体ウエーハＷのようになる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明方法を好適に実施し得る電極加工装置の全体斜視図である。
【図２】（ａ）は図１に示した電極加工装置でバンプが加工される半導体ウエーハの全体斜視図、（ｂ）は半導体ウエーハに形成された半導体チップの平面図である。
【図３】図１に示した電極加工装置が具備するチャックテーブルの（ａ）斜視図、（ｂ）一部断面図である。
【図４】図１に示した電極加工装置が具備する切削ユニットのバイトの（ａ）側面図、（ｂ）正面図である。
【図５】切削ユニットのホイールマウントとチャックテーブルに保持される半導体ウエーハとの位置関係、および半導体ウエーハのソーマークを示す平面図である。
【図６】（ａ）は第１の切削工程を模式的に示す図、（ｂ）は同工程におけるバイトの刃先の摩耗状態を示す図である。
【図７】（ａ）は第２の切削工程を模式的に示す図、（ｂ）は同工程におけるバイトの刃先の摩耗状態を示す図である。
【図８】切削ユニットの別形態を示す斜視図である。
【図９】図８に示した切削ユニットとチャックテーブルに保持される半導体ウエーハとの位置関係、および半導体ウエーハのソーマークを示す平面図である。
【符号の説明】
【００６２】
１…半導体チップ
２…バンプ（電極）
１４…ステージ（チャックテーブル移動手段）
１７…チャックテーブル
２０，７０…切削ユニット（切削手段）
２３…回転軸（回転駆動部）
２６…バイト（切削工具）
３０…送り機構（加工送り手段）
Ａ…電極加工装置
Ｗ…半導体ウエーハ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエーハの表面に突出する複数の電極の先端を削り取って高さを揃えるための電極加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣやＬＳＩ等の電子回路が表面に形成された半導体チップは、各種電気・電子機器を小型化する上で今や必須のものとなっている。半導体チップは、円盤状の半導体ウエーハの表面に、ストリートと呼ばれる切断ラインで格子状の矩形領域を区画し、これら矩形領域に電子回路を形成した後、半導体ウエーハをストリートに沿って分割するといった工程で製造される。
【０００３】
ところで、近年では、電気・電子機器のさらなる小型化を可能とするために、半導体チップの表面に、電極として１５〜１００μｍ程度の高さの突起状のバンプを形成し、このバンプを、実装基板に形成された電極に直接接合するようにしたフリップチップと称する半導体チップが開発され、実用に供されている。また、インターポーザーと呼ばれている基板に複数の半導体チップを併設したり積層したりして小型化を図る技術も開発され、実用化されている。
【０００４】
上記いずれの技術も、デバイスの表面に形成した複数のバンプを介して基板どうしを圧着させて接合するものであり、このため、全てのバンプどうしが突き合わせられて接触するには、その高さが均一でなければならない。
【０００５】
そこで、バンプの高さを揃える加工が必要であり、その加工方法としては、半導体ウエーハに対して薬品を用いたＣＭＰ加工により電極の先端を除去したり、あるいは、研削工具でその先端を研削するといった方法が一般的であった。しかしながら、前者の方法では、加工時間が長いとともに作業性に劣るという欠点があり、後者の方法では、バンプが金等の比較的粘性の高い金属の場合には研削性に劣ることからバリが発生しやすく、そのバリが隣接するバンプに接触して短絡するといった欠点があった。
【０００６】
また、バンプを形成する方法として、金等の溶融金属粒を半導体ウエーハの表面に形成した電極に付着させ、電極となる粒状部分から突出するネック部分を破断してバンプを得るスタッドバンプ法がある。ところが、これによって形成されたバンプは、上記のようにネックを破断した際に、針状あるいは糸状の痕跡が先端に残るので研磨がしにくく、このため、加熱した板をバンプの先端に押し当てて高さを揃えることが行われている（特許文献１参照）。
【０００７】
ところが、このようにしてバンプの高さを揃えても、隣接するバンプどうしが短絡する不具合は発生した。そこで本出願人は、半導体ウエーハの表面から突出するバンプの先端をバイト等の切削工具で削り取って高さを揃える加工装置を提案した（特許文献２）。
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−５３０９７号公報
【特許文献２】特開２００４−３１９６９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記特許文献２に記載されるように、バイトによって半導体ウエーハ表面のバンプを除去する方法では、短絡を生じさせることなく容易にその高さを揃えることができるといった利点がある。この方法では、バイトの刃先を、半導体ウエーハの外周縁から内周側に向けて表面を撫でるようにして相対的に移動させてバンプの先端を切削し、この一方向のみの切削で加工を終了させている。このため、バイトの刃先のバンプに当たる片面のみが摩耗することになり、その刃先が使用不能なほど摩耗した場合には、他の片面が使用できるにもかかわらずバイトを破棄していた。したがって、バイトを効率よく使用しているとは言えず不経済であり、この点が課題となっていた。
【００１０】
よって本発明は、バイト等の切削工具で半導体ウエーハ表面のバンプの先端を削り取って高さを揃えるにあたり、切削工具の偏摩耗が抑えられて摩耗状態をほぼ均等にすることができ、その結果、切削工具の有効利用および寿命の長期化が図られる半導体ウエーハの電極加工方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、切削工具を備えた切削手段と、円盤状の半導体ウエーハを保持するチャックテーブルと、このチャックテーブルを、切削手段によって半導体ウエーハを加工する加工位置と、チャックテーブルに対して半導体ウエーハを着脱させる着脱位置とに位置付けるチャックテーブル移動手段と、切削手段の切削工具を、加工位置に位置付けられたチャックテーブルに対して接近・離間させる加工送り手段とを備えた電極加工装置を用いて、チャックテーブルに保持させた半導体ウエーハの表面に突出する複数の電極の先端を切削工具で削り取って高さを揃える半導体ウエーハの電極加工方法であって、着脱位置で、チャックテーブルに半導体ウエーハを保持させる半導体ウエーハ保持工程と、加工位置で、切削工具と半導体ウエーハとを相対的に往路送りさせる間に、切削工具により電極の先端を切削する第１の切削工程と、この第１の切削工程の後に、切削工具と半導体ウエーハとを相対的に復路送りさせて、切削工具により電極の先端を切削する第２の切削工程とを備えることを特徴としている。
【００１２】
本発明によれば、第１および第２の切削工程を行うことにより、切削工具は半導体ウエーハに対して相対的に往復動しながら電極を切削する。このため、従来では往路送りのみであったために片面しか摩耗しなかった切削工具は、復路送りの切削工程を加えられることにより他の片面も切削に作用するので、ほぼ均等に摩耗することになる。また、仕上げ加工を復路送りで行うことにより、切削工具を切削開始位置に戻してから仕上げを行う手間が省かれ、加工時間の短縮ならびに生産効率の向上が図られる。
【００１３】
切削工具と半導体ウエーハとを相対的に往復動させるには、チャックテーブル移動手段によって、半導体ウエーハを保持するチャックテーブルを上記加工位置において往復動させればよい。すなわち、切削工具は移動させず、半導体ウエーハを切削工具に対して往復動させて上記第１および第２の切削工程を行う。
【００１４】
本発明の切削手段は、切削工具が回転する形式と回転しない形式とが挙げられ、この違いによって、往復動操作が異なってくる。切削工具が回転する場合、切削手段は、切削工具を回転させる回転駆動部を有する。そして、切削方法としては、回転する切削工具に対し、チャックテーブルに保持した半導体ウエーハを非回転の状態で対向させ、第１の切削工程として、半導体ウエーハの外周縁の一端から他端に至る直径にわたって切削工具を作用させ、第２の切削工程として、半導体ウエーハの他端から一端に至る直径にわたって切削工具を作用させる。これによって、半導体ウエーハの表面全面に対して切削工具を作用させることができる。
【００１５】
一方、切削工具が回転しない場合、切削手段は、切削工具を固定状態で支持している。そして、切削方法としては、回転しない切削工具に対し、チャックテーブルに保持した半導体ウエーハを回転させた状態で対向させ、第１の切削工程として、半導体ウエーハの外周縁から回転中心に至る半径にわたって切削工具を作用させ、第２の切削工程として、半導体ウエーハの回転中心から外周縁に至る半径にわたって切削工具を作用させる。これによって、半導体ウエーハの表面全面に対して切削工具を作用させることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、半導体ウエーハ表面のバンプの先端を削り取って高さを揃えるにあたり、半導体ウエーハに対して切削工具を相対的に往復動させ、往路送り、復路送りのいずれの過程においても、切削工具を半導体ウエーハに作用させることにより、切削工具の偏摩耗が抑えられて摩耗状態をほぼ均等にすることができる。その結果、切削工具の有効利用および寿命の長期化が図られるといった効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
［１］装置の構成
図１は、本発明の電極加工方法を好適に実施し得る電極加工装置Ａの全体を示しており、図２は、該装置Ａで加工する円盤状の半導体ウエーハＷを示している。
【００１８】
半導体ウエーハＷは、図２（ａ）に示すように、表面に複数の半導体チップ１が格子状に形成されたものである。各半導体チップ１には、図２（ｂ）に示すように、複数のバンプ（電極）２が形成されている。バンプ２は半導体チップ１に形成された電子回路の電極に接合されており、かつ、半導体ウエーハＷの表面から突出している。これらバンプ２は、例えば周知のスタッドバンプ形成法等によって形成されており、高さは不揃いの場合が多い。電極加工装置Ａは、１枚の半導体ウエーハＷの表面から突出する全てのバンプ２の先端を削り取って高さを揃える加工を半導体ウエーハＷに対して施すものである。
【００１９】
その電極加工装置Ａは、図１に示すように、各種機構が搭載された基台１０を備えている。この基台１０は、横長の状態に設置されて基台１０の主体をなす直方体状のテーブル１１と、このテーブル１１の長手方向一端部（図１の奥側の端部）から、テーブル１１の幅方向かつ鉛直方向上方に延びる壁部１２とを有している。図１では、基台１０の長手方向、幅方向および鉛直方向を、それぞれＹ方向、Ｘ方向およびＺ方向で示している。
【００２０】
基台１０のテーブル１１上は、長手方向のほぼ中間部分から壁部１２側が加工エリア１１Ａとされ、この反対側が、加工エリア１１Ａに加工前の半導体ウエーハＷを供給し、かつ、加工後の半導体ウエーハＷを回収する供給・回収エリア１１Ｂとされている。
以下、電極加工装置Ａが備える各種機構を、加工エリア１１Ａに設けられるものと供給・回収エリア１１Ｂに設けられものとに分けて説明する。
【００２１】
（ａ）加工エリア１１Ａの機構
図１に示すように、加工エリア１１Ａには矩形状の凹所１３が形成されており、この凹所１３の底面には、矩形状のステージ（チャックテーブル移動手段）１４が、Ｙ方向に移動自在に設けられている。このテーブル１１は、ステージ１４内に配されたＹ方向に延びるガイドレールに摺動自在に取り付けられ、適宜な駆動機構（いずれも図示略）によって同方向を往復動させられる。
【００２２】
ステージ１４の移動方向両端部には、蛇腹１５，１６の一端が、それぞれ取り付けられており、これら蛇腹１５，１６の他端は、壁部１２の内面と、壁部１２に対向する凹所１３の内壁面に、それぞれ取り付けられている。これら、蛇腹１５，１６は、ステージ１４を上記ガイドレールに連結させるために凹所１３の底面に形成された図示せぬスリットを覆って、ステージ１４内に切削屑等が落下することを防ぐもので、ステージ１４の移動に伴って伸縮し、その移動を妨げない。
【００２３】
ステージ１４上には、Ｚ方向を回転中心とし、上面が水平とされた円盤状のチャックテーブル１７が回転自在に設けられている。半導体ウエーハＷは、バンプ２が形成された表面を上に向けて、このチャックテーブル１７上に同心的、かつ水平に載置される。チャックテーブル１７は、ステージ１４内に設けられた図示せぬ回転駆動機構によって、一方向または両方向に回転させられる。なお、本実施形態の後述する切削ユニット２０は、切削工具であるバイト２６を回転させるタイプであるから、半導体ウエーハＷを保持するチャックテーブル１７は、あえて回転自在とせずに固定式としてもよい。
【００２４】
チャックテーブル１７のチャック方式は、この場合、周知のバキュームチャックである。すなわち、この場合のチャックテーブル１７は、図３（ａ）に示すように、表面に複数の溝１７ａが同心的に、かつ等間隔をおいて形成されており、チャックテーブル１７内には、図３（ｂ）に示すように、各溝１７ａを連通し、かつ、裏面側に開口する空気吸引通路１７ｂが形成されている。この空気吸引通路１７ｂの裏面側への開口には、図示せぬバキューム装置の空気吸引口が接続され、バキューム装置を運転すると、半導体ウエーハＷがチャックテーブル１７上に吸着・保持されるようになっている。
【００２５】
チャックテーブル１７は、壁部１２側に移動すると加工位置に位置付けられ、その加工位置の上方には、切削ユニット（切削手段）２０が配されている。この切削ユニット２０は、基台１０の壁部１２に、送り機構（加工送り手段）３０を介してＺ方向に昇降自在に支持されている。送り機構３０は、鉛直面とされた壁部１２の内面に固定された互いに平行でＺ方向に延びる一対のガイドレール３１と、これらガイドレール３１に摺動自在に取り付けられたスライダ３２と、このスライダ３２をガイドレール３１に沿って往復動させるスライダ駆動機構３３とを備えている。
【００２６】
スライダ駆動機構３３は、スライダ３２と壁部１２との間の空間に、軸方向をＺ方向と平行にして配され、上端部および下端部が、それぞれ壁部１２に設けられた軸受３４，３５に回転自在に取り付けられた螺子ロッド３６と、この螺子ロッド３６を回転駆動するパルスモータ３７とを備えている。螺子ロッド３６は、スライダ３２の背面に突出形成された図示せぬブラケットに螺合して貫通している。これにより、スライダ３２は、パルスモータ３７が正転して螺子ロッド３６が一方向に回転した場合には下方（送り方向）に移動し、パルスモータ３７が逆転して螺子ロッド３６が逆方向に回転すると上方（退避方向）に移動する。
【００２７】
上記切削ユニット２０は、スライダ３２のテーブル１１側に面する前面に固定されたブロック２１と、軸方向がＺ方向に沿う状態にブロック２１に通され、かつ、このブロック２１に固定された円筒状のハウジング２２と、このハウジング２２内に同心的、かつ回転自在に支持された回転軸（回転駆動部）２３と、この回転軸２３を回転駆動するサーボモータ２４と、ハウジング２２から下方に突出する回転軸２３の下端に同心的に固定された円盤状のホイールマウント２５と、このホイールマウント２５に着脱可能に取り付けられたバイト（切削工具）２６とを備えている。この場合、回転軸２３およびホイールマウント２５は、サーボモータ２４によって図１の矢印（ホイールマウント２５の上面に記載）方向に回転させられる。
【００２８】
バイト２６は、図４に示すように、シャンク２７の先端にダイヤモンド等からなる刃部２８が固着されたものである。刃部２８は、図４（ｂ）に示すように、左右対称の形状であって、円弧状に形成された刃先で被加工物を切削する。バイト２６は、刃部２８を下に配し、かつ、刃部２８の切削方向（図４（ａ）の矢印方向）をホイールマウント２５の回転方向に向けた状態で、シャンク２７がホイールマウント２５に形成された取付孔２５ａに下から挿入されている。そして、その挿入状態が、ホイールマウント２５の外周面から取付孔２５ａに向けてねじ込まれるボルト２９によって固定されている。これによってバイト２６はホイールマウント２５の外周部から下に突出する状態に固定されている。
【００２９】
図５に示すように、ホイールマウント２５の外径は、半導体ウエーハＷの直径の１．５倍程度とされるが、寸法はこれに限定されるものではない。しかしながら、ホイールマウント２５への取付位置に基づくバイト２６の回転軌跡は、半導体ウエーハＷの表面全面を加工可能な大きさに設定される。また、チャックテーブル１７と切削ユニット２０とは、チャックテーブル１７上に同心的に保持される半導体ウエーハＷの回転中心と、ホイールマウント２５の回転中心を結ぶ線が、Ｙ方向に沿った状態となるように位置付けられている。
【００３０】
（ｂ）供給・回収エリア１１Ｂの機構
図１に示すように、基台１０のテーブル１１上に設定された上記供給・回収エリア１１Ｂには、上記凹所１３よりも狭く、かつ深い矩形状の凹所１８が形成されており、この凹所１８の底部には、昇降自在とされた２節リンク式の水平旋回アーム６０ａの先端にフォーク６０ｂが装着された移送機構６０が設置されている。
【００３１】
そして、凹所１８の周囲のテーブル１１上には、上から見た状態で、反時計回りに、カセット６１、位置合わせ台６２、１節の水平旋回アーム６３ａの先端に吸着板６３ｂが取り付けられた供給アーム６３、供給アーム６３と同じ構造で、水平旋回アーム６４ａおよび吸着板６４ｂを有する回収アーム６４、スピンナ式の洗浄装置６５、カセット６６が、それぞれ配置されている。
【００３２】
カセット６１、位置合わせ台６２および供給アーム６３は、半導体ウエーハＷをチャックテーブル１７に供給する手段であり、回収アーム６４、洗浄装置６５およびカセット６６は、加工後の半導体ウエーハＷをチャックテーブル１７から回収する手段である。２つのカセット６１，６６は同一の構造であるが、ここでは用途別に、供給カセット６１、回収カセット６６と称する。これらカセット６１，６６は、複数の半導体ウエーハＷを収容して持ち運びするためのもので、テーブル１１の所定位置にセットされる。
【００３３】
供給カセット６１には、当該電極加工装置Ａでバンプ２を加工すべき複数の半導体ウエーハＷが、積層された状態で収容される。移送機構６０は、アーム６０ａの昇降・旋回と、フォーク６０ｂの把持動作によって、供給カセット６１内から１枚の半導体ウエーハＷを取り出し、さらにその半導体ウエーハＷを、バンプ２が形成されている表面を上に向けた状態で、位置合わせ台６２上に載置する機能を有する。
【００３４】
位置合わせ台６２上に載置された半導体ウエーハＷは、一定の位置に決められた状態で載置される。供給アーム６３は、位置合わせ台６２上に載置された半導体ウエーハＷを吸着板６３ｂに吸着し、アーム６３ａを旋回させて、チャックテーブル１７上に半導体ウエーハＷを配し、この後、吸着動作を停止することにより、チャックテーブル１７上に半導体ウエーハＷを載置する機能を有する。位置合わせ台６２で位置決めされた半導体ウエーハＷを、供給・回収位置のチャックテーブル１７上に載置することにより、半導体ウエーハＷとチャックテーブル１７とは同心状となる。
【００３５】
回収アーム６４は、上記切削ユニット２０によってバンプ２が加工されたチャックテーブル１７上の半導体ウエーハＷを吸着板６４ｂに吸着し、アーム６４ａを旋回させて、半導体ウエーハＷを洗浄装置６５内に移送する機能を有する。洗浄装置６５は、半導体ウエーハＷを水洗した後、半導体ウエーハＷを回転させて水分を振り飛ばし除去する機能を有する。そして、洗浄装置６５によって洗浄された半導体ウエーハＷは、移送機構６０によって回収カセット６６内に移送、収容される。
【００３６】
なお、供給アーム６３と回収アーム６４の間には、チャックテーブル１７に高圧エアーを噴射してチャックテーブル１７を洗浄するチャックテーブル洗浄ノズル６７が配されている。上記のように、供給アーム６３によってチャックテーブル１７上に半導体ウエーハＷを載置し、また、回収アーム６４によってチャックテーブル１７上の半導体ウエーハＷを回収する際、すなわちチャックテーブル１７に対して半導体ウエーハＷを着脱させる際には、ステージ１４を供給・回収エリア１１Ｂ側に移動させて供給・回収位置で停止させる。その供給・回収位置は、各アーム６３，６４の吸着板６３ｂ，６４ｂに吸着された半導体ウエーハＷの中心と、チャックテーブル１７の回転中心と結ぶ線が、Ｚ方向に沿う位置である。
【００３７】
切削ユニット２０による半導体ウエーハＷの加工位置は、供給・回収位置よりも壁部１２側に所定距離移動した範囲とされ、チャックテーブル１７上の半導体ウエーハＷは、ステージ１４の移動によって、これら加工位置と供給・回収位置との間を行き来させられる。チャックテーブル洗浄ノズル６７によるチャックテーブル１７の洗浄は、供給・回収位置において行われる。
【００３８】
［２］装置の動作
続いて、以上の構成からなる上記電極加工装置Ａの使用方法ならびに動作を、以下に説明する。ここで説明する動作は、本発明の加工方法の具体例となる。
オペレータは、バンプ２を加工すべき複数の半導体ウエーハＷを収容した供給カセット６１と、空の回収カセット６６を、供給・回収エリア１１Ｂの所定位置にそれぞれセットして、加工の準備を行う。
【００３９】
続いて、移送機構６０によって、供給カセット６１内から１枚の半導体ウエーハＷが取り出され、さらにその半導体ウエーハＷは、移送機構６０によって裏面を上に向けた状態で位置合わせ台６２上に載置される。
【００４０】
次に、位置合わせ台６２に載置された半導体ウエーハＷは、供給アーム６３により、予め供給・回収位置に停止しているチャックテーブル１７上に、表面を上に向けて同心状に載置される。そして、半導体ウエーハＷは、バキューム装置によってチャックテーブル１７上に吸着、保持される（半導体ウエーハ保持工程）。
【００４１】
次に、切削ユニット２０の上下方向の位置を、バイト２６がバンプ２を所定の高さに切削し得る位置になるよう送り機構３０によって調製し、サーボモータ２４によってホイールマウント２５を回転させる。この状態から、ステージ１４を切削ユニット２０側に移動させて、固定させたままの状態のチャックテーブル１７上に保持した半導体ウエーハＷを、所定速度で切削ユニット２０の下方である加工位置に送り込んでいく（往路送り：第１の切削工程）。
【００４２】
図６（ａ）は第１の切削工程を模式的に示しており、この第１の工程でのバイト２６の刃部２８の刃先は、図６（ｂ）に示すように、送られてくる半導体ウエーハＷへの対向側である片面２８ａ側（供給・回収位置側）が、バンプ２に作用して摩耗する傾向にある。
【００４３】
第１の切削工程によって半導体ウエーハＷの表面のバンプ２の先端が、バイト２６の刃部２８によって削り取られていく。図５に示すように、半導体ウエーハＷがホイールマウント２５で覆われるまで、すなわち、半導体ウエーハＷの外周縁の、壁部１２側の一端から供給・回収位置側の他端に至る直径にわたって、バイト２６の刃部２８が作用し、半導体ウエーハＷの表面全面に対する切削加工が終わったら、第１の切削工程を終える。
【００４４】
続いて、切削ユニット２０を送り機構３０によって僅かに下降させて、バイト２６の位置を仕上げ加工の高さに調整する。そして、切削ユニット２０の運転を継続したまま、今度はステージ１４を供給・回収位置の方向に戻していく（復路送り：第２の切削工程）。
【００４５】
図７（ａ）は第２の切削工程を模式的に示しており、この第２の工程でのバイト２６の刃部２８の刃先は、図７（ｂ）に示すように、戻ってくる半導体ウエーハＷへの対向側である片面２８ｂ側（壁部１２側）が、バンプ２に作用して摩耗する傾向にある。
【００４６】
半導体ウエーハＷの外周縁の、供給・回収位置側の他端から壁部１２側の一端に至る直径にわたって、バイト２６の刃部２８が作用し、半導体ウエーハＷの表面全面に対する仕上げ加工が終わったら、第２の切削工程を終える。
【００４７】
本実施形態では、回転するバイト２６に対して、チャックテーブル１７が固定されていて回転しない半導体ウエーハＷを、Ｙ方向に往復動させて表面全面を加工するものである。バイト２６の切削模様であるソーマークは、図５の右側に示す半導体ウエーハＷのようになる。
【００４８】
以上の第１および第２の切削工程を経ることによって、半導体ウエーハＷの表面のバンプ２はバイト２６の刃部２８によって削り取られ、全てのバンプ２の高さが均一に揃えられる。ここで加工は終了し、切削ユニット２０を上昇させてホイールマウント２５の回転を停止させる。
【００４９】
なお、上記切削加工における好適な運転条件の例を挙げると、第１の切削工程におけるバイト２６の削り代（バンプ２の先端から切り込む深さ）は８μｍ、第２の切削工程での削り代は２μｍである。また、いずれの切削工程でのサーボモータ２４によるバイト２６の回転速度は２０００ＲＰＭ程度、ステージ１４の移動による半導体ウエーハＷの送り速度は０．５〜０．７ｍｍ／秒である。
【００５０】
続いて、バンプ２の高さが揃えられた加工後の半導体ウエーハＷを回収する動作を説明すると、まず、ステージ１４を供給・回収位置まで移動させるとともに、バキューム装置の動作を停止させ、チャックテーブル１７上での半導体ウエーハＷの保持状態を解除する。次に、その半導体ウエーハＷは、回収アーム６４によって洗浄装置６５内に移送される。ここで半導体ウエーハＷは水洗され、その後、回転させられて水分が除去される。
【００５１】
次いで、半導体ウエーハＷは、移送機構６０によって回収カセット６６内に移送、収容される。また、回収アーム６４によってチャックテーブル１７から半導体ウエーハＷが取り去られた後は、チャックテーブル洗浄ノズル６７から、供給・回収位置で停止しているステージ１４上のチャックテーブル１７に向けて高圧エアーが噴射され、チャックテーブル１７が洗浄される。
【００５２】
以上が１枚の半導体ウエーハＷに対してバンプ２の先端を切削加工し、この後、洗浄して回収するサイクルである。このサイクルを繰り返して、供給カセット６１内の半導体ウエーハＷが全て加工処理され、回収カセット６６内に収容されると、オペレータは回収カセット６６を回収して、加工後の複数の半導体ウエーハＷを次の製品化工程に運搬する。そして、バンプ２を加工すべき新たな複数の半導体ウエーハＷを収容した供給カセット６１と、空の回収カセット６６を、供給・回収エリア１１Ｂの所定位置にそれぞれセットし、引き続き上記サイクルで切削加工を行う。なお、回収カセット６６としては、空になった供給カセット６１を流用してもよい。
【００５３】
なお、上記のように半導体ウエーハＷのバンプ２を切削加工するに先立ち、バイト２６の刃先とチャックテーブル１７の上面との間隔を均一にするために、チャックテーブル１７の上面を、切削ユニット２０自身で切削するセルフカットを行う場合がある。このセルフカットの場合にも、上記と同様に、チャックテーブル１７の直径にわたってバイト２６を往復動させて、その表面をバイト２６で切削すればよい。
【００５４】
［３］効果
本実施形態の電極加工装置Ａを用いたバンプ２の加工方法によれば、切削ユニット２０のバイト２６に対して半導体ウエーハＷを往復動させ、その過程において、バンプ２の先端が削り取られて高さが揃えられる。したがって、従来では往路送りのみであったために片面（本実施形態では図６（ｂ）の２８ａで示す）しか摩耗しなかったバイト２６の刃先は、復路送りの切削工程を加えられることにより他の片面（２８ｂ）も切削に作用するので、ほぼ均等に摩耗することになる。その結果、バイト２６の有効利用および寿命の長期化が図られる。
【００５５】
また、仕上げ加工を復路送りで行うことにより、バイト２６を切削開始位置に戻してから仕上げを行う手間が省かれ、加工時間の短縮ならびに生産効率の向上が図られる。
【００５６】
［４］切削ユニットの別形態
図８は、切削ユニットの別形態を示している。この場合の切削ユニット７０は、上記送り機構３０のスライダ３２の前面に固定されたブロック７１と、このブロック７１に着脱自在に固定されるバイト２６とを備えている。バイト２６は、ブロック７１の反スライダ側の先端部に形成された取付孔７１ａに、上記実施形態と同様に挿入されてボルト２９によって固定されている。
【００５７】
切削ユニット７０を用いる場合には、チャックテーブル１７を回転させながらステージ１４を切削ユニット２０に向けて移動させ、チャックテーブル１７とともに回転する半導体ウエーハＷを加工位置に送り込み、固定状態のバイト２６によってバンプ２の先端を切削加工する（往路送り：第１の切削工程）。第１の切削工程では、図９に示すように、半導体ウエーハＷの外周縁から回転中心に至る半径にわたって、バイト２６をバンプ２に作用させる。
【００５８】
次に、バイト２６を仕上げ加工の高さに調製した後、半導体ウエーハＷの回転中心から外周縁に至る半径にわたって、バイト２６を作用させ、バンプ２を切削する（復路送り：第２の切削工程）。
【００５９】
以上の第１および第２の切削工程を経ることによって、半導体ウエーハＷの表面のバンプ２はバイト２６の刃部２８によって削り取られ、全てのバンプ２の高さが均一に揃えられる。
【００６０】
この実施形態では、固定状態のバイト２６に対して、チャックテーブル１７によって回転させられる半導体ウエーハＷを、Ｙ方向に往復動させて表面全面を加工するものである。この場合のバイト２６の切削模様であるソーマークは、図９の右側に示す半導体ウエーハＷのようになる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明方法を好適に実施し得る電極加工装置の全体斜視図である。
【図２】（ａ）は図１に示した電極加工装置でバンプが加工される半導体ウエーハの全体斜視図、（ｂ）は半導体ウエーハに形成された半導体チップの平面図である。
【図３】図１に示した電極加工装置が具備するチャックテーブルの（ａ）斜視図、（ｂ）一部断面図である。
【図４】図１に示した電極加工装置が具備する切削ユニットのバイトの（ａ）側面図、（ｂ）正面図である。
【図５】切削ユニットのホイールマウントとチャックテーブルに保持される半導体ウエーハとの位置関係、および半導体ウエーハのソーマークを示す平面図である。
【図６】（ａ）は第１の切削工程を模式的に示す図、（ｂ）は同工程におけるバイトの刃先の摩耗状態を示す図である。
【図７】（ａ）は第２の切削工程を模式的に示す図、（ｂ）は同工程におけるバイトの刃先の摩耗状態を示す図である。
【図８】切削ユニットの別形態を示す斜視図である。
【図９】図８に示した切削ユニットとチャックテーブルに保持される半導体ウエーハとの位置関係、および半導体ウエーハのソーマークを示す平面図である。
【符号の説明】
【００６２】
１…半導体チップ
２…バンプ（電極）
１４…ステージ（チャックテーブル移動手段）
１７…チャックテーブル
２０，７０…切削ユニット（切削手段）
２３…回転軸（回転駆動部）
２６…バイト（切削工具）
３０…送り機構（加工送り手段）
Ａ…電極加工装置
Ｗ…半導体ウエーハ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
切削工具を備えた切削手段と、
円盤状の半導体ウエーハを保持するチャックテーブルと、
このチャックテーブルを、前記切削手段によって前記半導体ウエーハを加工する加工位置と、チャックテーブルに対して半導体ウエーハを着脱させる着脱位置とに位置付けるチャックテーブル移動手段と、
前記切削手段の前記切削工具を、前記加工位置に位置付けられた前記チャックテーブルに対して接近・離間させる加工送り手段とを備えた電極加工装置を用いて、
前記チャックテーブルに保持させた前記半導体ウエーハの表面に突出する複数の電極の先端を前記切削工具で削り取って高さを揃える半導体ウエーハの電極加工方法であって、
前記着脱位置で、前記チャックテーブルに前記半導体ウエーハを保持させる半導体ウエーハ保持工程と、
前記加工位置で、前記切削工具と前記半導体ウエーハとを相対的に往路送りさせる間に、切削工具により前記電極の先端を切削する第１の切削工程と、
この第１の切削工程の後に、前記切削工具と半導体ウエーハとを相対的に復路送りさせて、切削工具により前記電極の先端を切削する第２の切削工程とを備えることを特徴とする半導体ウエーハの電極加工方法。
【請求項２】
前記第１の切削工程および前記第２の切削工程における前記切削工具と前記半導体ウエーハとの相対的な往復送りを、前記チャックテーブル移動手段によって行うことを特徴とする請求項１に記載の半導体ウエーハの電極加工方法。
【請求項３】
前記切削手段は、前記切削工具を回転させる回転駆動部を有し、この回転駆動部によって回転させられる切削工具に対し、前記チャックテーブルに保持した前記半導体ウエーハを非回転の状態で対向させ、
前記第１の切削工程として、半導体ウエーハの外周縁の一端から他端に至る直径にわたって前記切削工具を作用させ、
前記第２の切削工程として、半導体ウエーハの前記他端から前記一端に至る直径にわたって前記切削工具を作用させることを特徴とする請求項２に記載の半導体ウエーハの電極加工方法。
【請求項４】
前記切削手段は、前記切削工具を固定状態で支持し、この切削工具に対し、前記チャックテーブルに保持した前記半導体ウエーハを回転させた状態で対向させ、
前記第１の切削工程として、半導体ウエーハの外周縁から回転中心に至る半径にわたって前記切削工具を作用させ、
前記第２の切削工程として、前記回転中心から前記外周縁に至る半径にわたって前記切削工具を作用させることを特徴とする請求項２に記載の半導体ウエーハの電極加工方法。
【請求項１】
切削工具を備えた切削手段と、
円盤状の半導体ウエーハを保持するチャックテーブルと、
このチャックテーブルを、前記切削手段によって前記半導体ウエーハを加工する加工位置と、チャックテーブルに対して半導体ウエーハを着脱させる着脱位置とに位置付けるチャックテーブル移動手段と、
前記切削手段の前記切削工具を、前記加工位置に位置付けられた前記チャックテーブルに対して接近・離間させる加工送り手段とを備えた電極加工装置を用いて、
前記チャックテーブルに保持させた前記半導体ウエーハの表面に突出する複数の電極の先端を前記切削工具で削り取って高さを揃える半導体ウエーハの電極加工方法であって、
前記着脱位置で、前記チャックテーブルに前記半導体ウエーハを保持させる半導体ウエーハ保持工程と、
前記加工位置で、前記切削工具と前記半導体ウエーハとを相対的に往路送りさせる間に、切削工具により前記電極の先端を切削する第１の切削工程と、
この第１の切削工程の後に、前記切削工具と半導体ウエーハとを相対的に復路送りさせて、切削工具により前記電極の先端を切削する第２の切削工程とを備えることを特徴とする半導体ウエーハの電極加工方法。
【請求項２】
前記第１の切削工程および前記第２の切削工程における前記切削工具と前記半導体ウエーハとの相対的な往復送りを、前記チャックテーブル移動手段によって行うことを特徴とする請求項１に記載の半導体ウエーハの電極加工方法。
【請求項３】
前記切削手段は、前記切削工具を回転させる回転駆動部を有し、この回転駆動部によって回転させられる切削工具に対し、前記チャックテーブルに保持した前記半導体ウエーハを非回転の状態で対向させ、
前記第１の切削工程として、半導体ウエーハの外周縁の一端から他端に至る直径にわたって前記切削工具を作用させ、
前記第２の切削工程として、半導体ウエーハの前記他端から前記一端に至る直径にわたって前記切削工具を作用させることを特徴とする請求項２に記載の半導体ウエーハの電極加工方法。
【請求項４】
前記切削手段は、前記切削工具を固定状態で支持し、この切削工具に対し、前記チャックテーブルに保持した前記半導体ウエーハを回転させた状態で対向させ、
前記第１の切削工程として、半導体ウエーハの外周縁から回転中心に至る半径にわたって前記切削工具を作用させ、
前記第２の切削工程として、前記回転中心から前記外周縁に至る半径にわたって前記切削工具を作用させることを特徴とする請求項２に記載の半導体ウエーハの電極加工方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００６−２４５４９３（Ｐ２００６−２４５４９３Ａ）
【公開日】平成１８年９月１４日（２００６．９．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−６２６８７（Ｐ２００５−６２６８７）
【出願日】平成１７年３月７日（２００５．３．７）
【出願人】（０００１３４０５１）株式会社ディスコ (2,397)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年９月１４日（２００６．９．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月７日（２００５．３．７）
【出願人】（０００１３４０５１）株式会社ディスコ (2,397)
【Ｆターム（参考）】
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