JP2009028810A - 切削方法及び切削装置 - Google Patents

Abstract

【課題】個片に分割されたデバイスの品質を向上させることが可能な切削方法及び切削装置を提供する。
【解決手段】被加工物Ｗを保持するチャックテーブル１８と、該チャックテーブル１８に保持された被加工物Ｗを切削する切削ブレード２８を含む切削手段２４と、該切削ブレード２８に切削水を供給する切削水供給手段と、前記チャックテーブル１８と前記切削手段２４とを相対的に切削送りする切削送り手段と、前記チャックテーブル１８と前記切削手段とを相対的に割り出し送りする割り出し送り手段とを備えた切削装置２Ａ，２Ｂにおける切削方法であって、前記切削装置２Ａ，２Ｂが気温が−５℃〜＋１０℃の冷蔵室３０内に設置されて、被加工物Ｗの切削が遂行されることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、チャックテーブルに保持されたウエハ等の被加工物を切削する切削方法及び切削装置に関する。

ＩＣ、ＬＳＩ等の数多くのデバイスが表面に形成され、且つ個々のデバイスが分割予定ラインによって区画された半導体ウエハは、研削装置によって裏面が研削されて所定の厚みに加工された後、切削装置によって分割予定ラインを切削して個々のデバイスに分割され、携帯電話、パソコン等の電気機器に利用される。

切削装置は、被加工物を保持するチャックテーブルと、チャックテーブルに保持された被加工物を切削する切削ブレードを含む切削手段と、切削ブレードに切削水を供給する切削水供給手段と、チャックテーブルと切削手段とを相対的に切削送りする切削送り手段と、チャックテーブルと切削手段とを相対的に割り出し送りする割り出し送り手段とを備えて構成され、半導体ウエハ等の被加工物を高精度に個々のデバイスに分割することができる。

しかし、ウエハの表面に低誘電率絶縁膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）が積層されているウエハを切削ブレードで切削すると、低誘電率絶縁膜が雲母のように剥離してデバイスの品質を低下させるという問題がある。

また、ＤＡＦ（ダイ・アタッチ・フィルム）と称する粘着剤がウエハの裏面に配設されたウエハをＤＡＦとともに個々のデバイスに分割すると、特にデバイスの裏面側に多くのチッピングが発生しデバイスの機能を損ねるという問題があるとともに、糸状の切削屑が発生してボンディング不良の原因になるという問題がある。

この問題を解決するために、特開平５−２２６４６８号公報では、チャックテーブル内に冷却機構を備え、ウエハを冷却して切削を遂行することでデバイスの品質を向上させる技術が提案されている。

また、特開２００７−１０３８３３号公報では、筐体内に乾燥空気を供給する乾燥空気供給手段を備え、必要に応じて筐体内に乾燥空気を供給することにより、筐体内での結露発生を防止して、結露が原因で切削装置に電気的なトラブル等が発生するのを防止するようにした切削装置が開示されている。
特開平５−２２６４６８号公報 特開２００７−１０３８３３号公報

ところが、特許文献１に開示された切削装置のようにチャックテーブルを冷却すると、冷却に関わる領域に結露が生じて切削装置に電気的なトラブルを引き起こす等の問題があり、特許文献２に開示されるごとく結露対策を余儀なくされる。

本発明はこのような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、特に結露対策を講じることなく被加工物を効果的に冷却して切削できる切削方法及び切削装置を提供することである。

本発明の一側面によると、被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物を切削する切削ブレードを含む切削手段と、該切削ブレードに切削水を供給する切削水供給手段と、前記チャックテーブルと前記切削手段とを相対的に切削送りする切削送り手段と、前記チャックテーブルと前記切削手段とを相対的に割り出し送りする割り出し送り手段とを備えた切削装置における切削方法であって、前記切削装置が気温が−５℃〜＋１０℃の冷蔵室内に設置されて、被加工物の切削が遂行されることを特徴とする切削方法が提供される。

好ましくは、切削水としてエチレングリコール等の凝固点硬化剤を混入した不凍液が使用される。

本発明の他の側面によると、被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物を切削する切削ブレードを含む切削手段と、該切削ブレードに切削水を供給する切削水供給手段と、前記チャックテーブルと前記切削手段とを相対的に切削送りする切削送り手段と、前記チャックテーブルと前記切削手段とを相対的に割り出し送りする割り出し送り手段とを備えた切削装置において、該切削装置が気温が−５℃〜＋１０℃の冷蔵室内に設置されたことを特徴とする切削装置が提供される。

本発明によると、切削装置自体を冷蔵室内に設置して装置全体を冷却し、被加工物の切削を遂行するようにしたので、装置自体に結露を生じさせることがないとともに、切削により個片に分離されたデバイスの品質の低下を防止することができる。

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を参照すると、複数の切削装置２Ａ，２Ｂが冷蔵室３０内に設置されている。３２は冷蔵室３０内に作業者（オペレータ）が出入りするための扉である。

図１はウエハをダイシングして個々のデバイス（チップ）に分割することのできる切削装置２Ａ，２Ｂの外観を示している。切削装置２Ａ，２Ｂは同一構成を有しているので、以下の説明では代表して切削装置２Ａについて詳細に説明する。

切削装置２Ａ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手段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後述する撮像手段によって撮像された画像が表示されるＣＲＴ等の表示手段６が設けられている。

図２に示すように、ダイシング対象のウエハＷの表面においては、第１のストリートＳ１と第２ストリートＳ２とが直交して形成されており、第１のストリートＳ１と第２のストリートＳ２とによって区画されて多数のデバイスＤがウエハＷ上に形成されている。

ウエハＷは粘着テープであるダイシングテープＴに貼着され、ダイシングテープＴの外周縁部は環状フレームＦに貼着されている。これにより、ウエハＷはダイシングテープＴを介してフレームＦに支持された状態となり、図１に示したウエハカセット８中にウエハが複数枚（例えば２５枚）収容される。ウエハカセット８は上下動可能なカセットエレベータ９上に載置される。

ウエハカセット８の後方には、ウエハカセット８から切削前のウエハＷを搬出するとともに、切削後のウエハをウエハカセット８に搬入する搬出入手段１０が配設されている。ウエハカセット８と搬出入手段１０との間には、搬出入対象のウエハが一時的に載置される領域である仮置き領域１２が設けられており、仮置き領域１２には、ウエハＷを一定の位置に位置合わせする位置合わせ手段１４が配設されている。

仮置き領域１２の近傍には、ウエハＷと一体となったフレームＦを吸着して搬送する旋回アームを有する搬送手段１６が配設されており、仮置き領域１２に搬出されたウエハＷは、搬送手段１６により吸着されてチャックテーブル１８上に搬送され、このチャックテーブル１８に吸引されるとともに、複数の固定手段１９によりフレームＦが固定されることでチャックテーブル１８上に保持される。

チャックテーブル１８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１８のＸ軸方向の移動経路の上方には、ウエハＷの切削すべきストリートを検出するアライメント手段２０が配設されている。

アライメント手段２０は、ウエハＷの表面を撮像する撮像手段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ストリートを検出することができる。撮像手段２２によって取得された画像は、表示手段６に表示される。

アライメント手段２０の左側には、チャックテーブル１８に保持されたウエハＷに対して切削加工を施す切削手段２４が配設されている。切削手段２４はアライメント手段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。

切削手段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は撮像手段２２のＸ軸方向の延長線上に位置している。

切削装置２Ａ，２Ｂは以上説明したように構成されており、防寒具を装着した作業者が扉３２を介して冷蔵室３０内に出入りして、切削すべき複数枚のウエハを収容したウエハカセット８をカセットエレベータ９上に載置すると、切削装置２Ａ，２Ｂはウエハカセット８中からウエハＷを自動的に取り出して、以下に説明するようにウエハＷを自動的に切削して個々のデバイス（チップ）に分離する。

結露を防止するためには、冷蔵室３０内の温度は実験により１０℃以下であるのが望ましいことが判明した。１０℃以下であれば切削装置２Ａ，２Ｂの結露は防止できるが、冷蔵室３０内に作業者が出入りして切削作業が行われるため、作業環境及び切削水の氷結防止を考慮すると、冷蔵室３０内の温度は−５℃以上であるのが望ましい。

尚、切削水の凍結を防止するために、切削水にはエチレングリコール等の凝固点降下剤が混入された不凍液が使用されることが好ましい。

以下、切削装置２Ａ，２Ｂの作動について詳細に説明する。ウエハカセット８に収容されたウエハＷは、搬出入手段１０によってフレームＦが挟持され、搬出入手段１０が装置後方（Ｙ軸方向）に移動し、仮置き領域１２においてその挟持が解除されることにより、仮置き領域１２に載置される。そして、位置合わせ手段１４が互いに接近する方向に移動することにより、ウエハＷが一定の位置に位置づけられる。

次いで、搬送手段１６によってフレームＦは吸着され、搬送手段１６が旋回することによりフレームＦと一体となったウエハＷがチャックテーブル１８に搬送されてチャックテーブル１８により保持される。そして、チャックテーブル１８がＸ軸方向に移動してウエハＷはアライメント手段２０の直下に位置づけられる。

アライメント手段２０が切削すべきストリートを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は、切削前に予め取得しておく必要がある。そこで、ウエハＷがアライメント手段２０の直下に位置づけられると、撮像手段２２がウエハＷの表面を撮像し、撮像した画像を表示手段６に表示させる。

切削装置２のオペレータは、操作手段４を操作することにより、撮像手段２２をゆっくりと移動させながら、必要に応じてチャックテーブル１８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を探索する。

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のアライメント手段２０に備えたメモリに記憶される。また、そのキーパターンとストリートＳ１，Ｓ２の中心線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。

更に、撮像手段２２を移動させることにより、隣り合うストリートとストリートとの間隔（ストリートピッチ）を座標値等によって求め、ストリートピッチの値についてもアライメント手段２０のメモリに記憶させておく。

ウエハＷのストリート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手段２２により撮像されて取得した画像とのパターンマッチングをアライメント手段２０にて行う。

そして、パターンがマッチングしたときは、キーパターンとストリートの中心線との距離分だけ切削手段２４をＹ軸方向に移動させることにより、切削しようとするストリートと切削ブレード２８との位置合わせを行う。

切削しようとするストリートと切削ブレード２８との位置合わせが行われた状態で、チャックテーブル１８をＸ軸方向に移動させるとともに、切削ブレード２８を高速回転させながら切削手段２４を下降させると、位置合わせされたストリートが切削される。

メモリに記憶されたストリートピッチずつ切削手段２４をＹ軸方向にインデックス送りにしながら切削を行うことにより、同方向のストリートＳ１が全て切削される。更に、チャックテーブル１８を９０°回転させてから、上記と同様の切削を行うと、ストリートＳ２も全て切削され、個々のデバイスＤに分割される。

切削が終了したウエハＷはチャックテーブル１８をＸ軸方向に移動してから、Ｙ軸方向に移動可能な搬送手段２５により把持されて洗浄装置２７まで搬送される。洗浄装置２７では、洗浄ノズルから水を噴射しながらウエハＷを低速回転（例えば３００ｒｐｍ）させることによりウエハを洗浄する。

洗浄後、ウエハＷを高速回転（例えば３０００ｒｐｍ）させながら、エアノズルからエアを噴出させてウエハＷを乾燥させた後、搬送手段１６によりウエハＷを吸着して仮置き領域１２に戻し、更に搬出入手段１０によりウエハカセット８の元の収納場所にウエハＷが戻される。

上述した本発明実施形態によると、切削装置２Ａ，２Ｂ全体を冷蔵室３０内に設置して切削作業を行うため、チャックテーブル１８を含む切削装置２Ａ，２Ｂの全体に結露が発生することはない。よって、特別な結露防止対策を施すことなく、ウエハＷを高品質の個々のデバイスに分割することができる。

冷蔵室内に設置された切削装置の外観斜視図である。 フレームと一体化されたウエハを示す斜視図である。

符号の説明

２Ａ，２Ｂ 切削装置
１８ チャックテーブル
２４ 切削手段
２６ スピンドル
２８ 切削ブレード
３０ 冷蔵室
３２ 扉

Claims (3)

1. 被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物を切削する切削ブレードを含む切削手段と、該切削ブレードに切削水を供給する切削水供給手段と、前記チャックテーブルと前記切削手段とを相対的に切削送りする切削送り手段と、前記チャックテーブルと前記切削手段とを相対的に割り出し送りする割り出し送り手段とを備えた切削装置における切削方法であって、
   前記切削装置が気温が−５℃〜＋１０℃の冷蔵室内に設置されて、被加工物の切削が遂行されることを特徴とする切削方法。
2. 切削水としてエチレングリコール等の凝固点降下剤が混入した不凍液が使用されることを特徴とする請求項１記載の切削方法。
3. 被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物を切削する切削ブレードを含む切削手段と、該切削ブレードに切削水を供給する切削水供給手段と、前記チャックテーブルと前記切削手段とを相対的に切削送りする切削送り手段と、前記チャックテーブルと前記切削手段とを相対的に割り出し送りする割り出し送り手段とを備えた切削装置において、
   該切削装置が気温が−５℃〜＋１０℃の冷蔵室内に設置されたことを特徴とする切削装置。

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