JP2009059749A - Wafer cutting method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体ウエーハ等のウエーハを切削するウエーハの切削方法に関する。 The present invention relates to a wafer cutting method for cutting a wafer such as a semiconductor wafer.
半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に配列されたストリートと呼ばれる分割予定ラインによって複数の領域が区画され、この区画された領域にIC、LSI等のデバイスを形成する。そして、半導体ウエーハをストリートに沿って切断することによりデバイスが形成された領域を分割して個々の半導体チップを製造している。また、サファイヤ基板の表面に窒化ガリウム系化合物半導体等が積層された光デバイスウエーハもストリートに沿って切断することにより個々の発光ダイオード、レーザーダイオード等の光デバイスに分割され、電気機器に広く利用されている。 In the semiconductor device manufacturing process, a plurality of regions are partitioned by dividing lines called streets arranged in a lattice pattern on the surface of a substantially wafer-shaped semiconductor wafer, and devices such as ICs, LSIs, etc. are partitioned in the partitioned regions. Form. Then, the semiconductor wafer is cut along the streets to divide the region in which the device is formed to manufacture individual semiconductor chips. In addition, optical device wafers with gallium nitride compound semiconductors laminated on the surface of a sapphire substrate are also divided into individual optical devices such as light emitting diodes and laser diodes by cutting along the streets, and are widely used in electrical equipment. ing.
上述した半導体ウエーハや光デバイスウエーハ等のストリートに沿った切断は、通常、ダイサーと呼ばれる切削装置によって行われている。この切削装置は、半導体ウエーハ等のウエーハ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ウエーハを切削するための切削ブレードを備えた切削手段と、切削ブレードに切削水を供給する切削水供給手段を具備し、該切削水供給手段によって切削水を回転する切削ブレードに供給することにより切削ブレードを冷却するとともに、切削ブレードによるウエーハの切削部に切削水を供給しつつ切削作業を実施する。 Cutting along the streets of the above-described semiconductor wafer, optical device wafer or the like is usually performed by a cutting device called a dicer. This cutting apparatus includes a chuck table for holding a wafer such as a semiconductor wafer, a cutting means having a cutting blade for cutting the wafer held by the chuck table, and a cutting water supply for supplying cutting water to the cutting blade. The cutting blade is cooled by supplying the cutting water to the rotating cutting blade by the cutting water supply means, and the cutting operation is performed while supplying the cutting water to the cutting portion of the wafer by the cutting blade.
上述した切削ブレードによるウエーハの切削部に供給される切削水としては、デバイスの品質の低下を防止するために純水が用いられるが、純水は比抵抗値(抵抗率)が高く導電性が低いために摩擦によって静電気が発生しウエーハに帯電しやすく、静電気の帯電によってコンタミがデバイスに形成されたボンディングパッドに付着して、デバイスの品質を著しく低下させる。このような問題を解消するために、純水に二酸化炭素を混入して切削水に適度な導電性を与えることにより、ウエーハへの静電気の帯電を防止する方法が下記特許文献に開示されている。
而して、純水に二酸化炭素を混入すると酸性となり、デバイスに形成された金属からなるボンディングパッドが腐食するという問題がある。特に、アルミニウムによって形成されたボンディングパッドは腐食が激しい。 Thus, when carbon dioxide is mixed into pure water, it becomes acidic, and there is a problem that the bonding pad made of metal formed on the device is corroded. In particular, the bonding pad formed of aluminum is severely corroded.
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、デバイスに形成されたボンディングパッドを腐食することなく、コンタミがデバイスの表面に付着することを防止できるウエーハの切削方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned facts, and a main technical problem thereof is a wafer cutting method capable of preventing contamination from adhering to the surface of a device without corroding a bonding pad formed on the device. Is to provide.
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、チャックテーブルに保持されたウエーハを回転する切削ブレードにより切削水を供給しつつ切削するウエーハの切削方法であって、
回転する切削ブレードおよび該切削ブレードによるウエーハの切削部に切削水として水素水を供給しつつウエーハを切削する、
ことを特徴とするウエーハの切削方法が提供される。
In order to solve the above main technical problem, according to the present invention, a wafer cutting method of cutting while supplying cutting water with a cutting blade that rotates a wafer held on a chuck table,
Cutting the wafer while supplying hydrogen water as cutting water to the rotating cutting blade and the cutting portion of the wafer by the cutting blade;
A method for cutting a wafer is provided.
上記水素水には超音波振動が付与されることが望ましい。 It is desirable that ultrasonic vibration is applied to the hydrogen water.
本発明によるウエーハの切削方法においては、切削水として還元性の高い水素水が切削ブレードおよび該切削ブレードによるウエーハの切削部に供給されるので、ウエーハの表面が還元されコンタミの付着が防止される。また、本発明によるウエーハの切削方法においては、切削水として還元性の高い水素水が使用されるので、ウエーハに形成されているデバイスに設けられたボンディングパッドを腐食することはない。 In the wafer cutting method according to the present invention, hydrogen water having high reducibility is supplied as cutting water to the cutting blade and the cutting portion of the wafer by the cutting blade, so that the surface of the wafer is reduced and contamination is prevented. . Further, in the wafer cutting method according to the present invention, hydrogen water having high reducibility is used as the cutting water, so that the bonding pad provided on the device formed on the wafer is not corroded.
以下、本発明によるウエーハの切削方法の好適な実施形態について、添付図面を参照して、更に詳細に説明する。 Preferred embodiments of a wafer cutting method according to the present invention will be described below in more detail with reference to the accompanying drawings.
図1には、本発明によるウエーハの切削方法を実施するための切削装置の斜視図が示されている。図1に示す切削装置1は、略直方体状の装置ハウジング2を具備している。この装置ハウジング2内には、被加工物を保持するチャックテーブル3が切削送り方向である矢印Xで示す方向に移動可能に配設されている。チャックテーブル3は、吸着チャック支持台31と、該吸着チャック支持台31上に配設された吸着チャック32を具備しており、該吸着チャック32の上面である保持面上に被加工物を図示しない吸引手段を作動することによって吸引保持するようになっている。また、チャックテーブル3は、図示しない回転機構によって回転可能に構成されている。なお、チャックテーブル31には、被加工物として後述するウエーハをダイシングテープを介して支持する環状のフレームを固定するためのクランプ33が配設されている。このように構成されたチャックテーブル3は、図示しない切削送り手段によって、矢印Xで示す切削送り方向に移動せしめられるようになっている。
FIG. 1 is a perspective view of a cutting apparatus for carrying out the wafer cutting method according to the present invention. A cutting device 1 shown in FIG. 1 includes a
図1に示す切削装置1は、切削手段としてのスピンドルユニット4を具備している。スピンドルユニット4は、図示しない割り出し送り手段によって図1において矢印Yで示す割り出し送り方向に移動せしめられるとともに、図示しない切り込み送り手段によって図1において矢印Zで示す切り込み送り方向に移動せしめられるようになっている。このスピンドルユニット4は、図示しない移動基台に装着され割り出し方向である矢印Yで示す方向および切り込み方向である矢印Zで示す方向に移動調整されるスピンドルハウジング41と、該スピンドルハウジング41に回転自在に支持された回転スピンドル42と、該回転スピンドル42の前端部に装着された切削ブレード43とを具備している。切削ブレード43は、例えば図2に示すようにアルミニウムによって形成された円盤状の基台431と、該基台431の外周部側面にダイヤモンド砥粒をニッケルメッキで固めて厚さが15〜30μmに形成された砥石部432からなっている。
A cutting apparatus 1 shown in FIG. 1 includes a spindle unit 4 as cutting means. The spindle unit 4 is moved in an index feed direction indicated by an arrow Y in FIG. 1 by an index feed means (not shown), and is moved in a cut feed direction indicated by an arrow Z in FIG. 1 by a notch feed means (not shown). ing. The spindle unit 4 is mounted on a moving base (not shown) and is adjusted to move in a direction indicated by an arrow Y that is an indexing direction and a direction indicated by an arrow Z that is a cutting direction, and the spindle housing 41 is freely rotatable. And a
図2を参照して説明を続けると、上記スピンドルハウジング41の前端部には、切削ブレード43の上半部を覆うブレードカバー44が取り付けられている。ブレードカバー44は、図示の実施形態においてはスピンドルハウジング41に装着された第1のカバー部材441と、該第1のカバー部材441に装着される第2のカバー部材442とからなっている。第1のカバー部材441の側面には雌ネジ穴441aと2個の位置決めピン441bが設けられており、第2のカバー部材442には上記雌ネジ穴441aと対応する位置に挿通穴442aが設けられている。また、第2のカバー部材442の第1のカバー部材441と対向する面には、上記2個の位置決めピン441bが嵌合する図示しない2個の凹部が形成されている。このように構成された第1のカバー部材441と第2のカバー部材442は、第2のカバー部材442に形成された図示しない2個の凹部を第1のカバー部材441に設けられた2個の位置決めピン441bに嵌合することによって位置決めする。そして、締結ボルト443を第2のカバー部材442の挿通穴442aに挿通し、第1のカバー部材441に設けられた雌ネジ穴441aと螺合することにより、第2のカバー部材442を第1のカバー部材441に装着する。
Continuing with reference to FIG. 2, a
上記ブレードカバー44を構成する第1のカバー部材441と第2のカバー部材442には、それぞれ切削水供給管451、452が配設されている。この切削水供給管451、452の上端は切削水供給手段5に接続されている。図示の実施形態における切削水供給手段5は、水素水供給源51と、該水素水供給源51と上記切削水供給管451、452とを接続する水素水供給管52と、該水素水供給管52に配設された電磁開閉弁53とからなっている。このように構成された切削水供給手段5は、電磁開閉弁53が除勢(OFF)され閉路している状態では水素水供給源51と切削水供給管451、452との連通が遮断されており、電磁開閉弁53が附勢(ON)され開路すると水素水供給源51と切削水供給管451、452が水素水供給管52を介して連通せしめられる。なお、上記水素水供給源51に貯留される水素水は、純水に水素ガスが1〜2ppm混入されている。
Cutting
上記切削水供給管451、452の下端には、それぞれ切削ブレード43の砥石部432の両側にそれぞれ配設され砥石部432の両側面に向けて切削水を噴射する切削水供給ノズル461、462が接続されている。なお、切削水供給ノズル461、462の先端にはそれぞれ超音波振動付与手段47が装着されている(図2においては、一方の切削水供給ノズル462に装着された超音波振動付与手段47だけが示されている)。この超音波振動付与手段47は、例えばチタン酸ジルコン酸鉛(PB(Zi,Ti)O3)によって構成された超音波振動子からなり、図示しない交流電圧を印加する電圧印加手段に接続されている。
At the lower ends of the cutting
図1に戻って説明を続けると、切削装置1は、上記チャックテーブル3上に保持された被加工物の表面を撮像し、上記切削ブレード43によって切削すべき領域を検出するための撮像手段6を具備している。この撮像手段6は、顕微鏡やCCDカメラ等の光学手段からなっている。また、切削装置1は、撮像手段6によって撮像された画像を表示する表示手段7を具備している。
Returning to FIG. 1, the description will be continued. The cutting device 1 images the surface of the workpiece held on the chuck table 3 and detects an area to be cut by the
上記装置ハウジング2におけるカセット載置領域8aには、被加工物を収容するカセットを載置するカセット載置テーブル8が配設されている。このカセット載置テーブル8は、図示しない昇降手段によって上下方向に移動可能に構成されている。カセット載置テーブル8上には、被加工物としての半導体ウエーハ10を収容するカセット9が載置される。カセット9に収容される半導体ウエーハ10は、表面に格子状のストリートが形成されており、この格子状のストリートによって区画された複数の矩形領域にIC、LSI等のデバイスが形成されている。このように形成された半導体ウエーハ10は、環状の支持フレーム11に装着されたダイシングテープ12の表面に裏面が貼着された状態でカセット9に収容される。
In the cassette mounting area 8a of the
また、図示の実施形態における切削装置は、カセット載置テーブル8上に載置されたカセット9に収容されている半導体ウエーハ10(環状のフレーム11にダイシングテープ12を介して支持されている状態)を仮置きテーブル13に搬出する搬出・搬入手段14と、仮置きテーブル13に搬出された半導体ウエーハ10を上記チャックテーブル3上に搬送する第1の搬送手段15と、チャックテーブル3上で切削加工された半導体ウエーハ10を洗浄する洗浄手段16と、チャックテーブル3上で切削加工された半導体ウエーハ10を洗浄手段16へ搬送する第2の搬送手段17を具備している。
Further, the cutting apparatus in the illustrated embodiment is a
次に、上述した切削装置1を用いて半導体ウエーハ10を所定のストリートに沿って切断する切削作業行について説明する。
カセット載置テーブル8上に載置されたカセット9の所定位置に収容されている半導体ウエーハ10(環状のフレーム11にダイシングテープ12を介して支持されている状態)は、図示しない昇降手段によってカセット載置テーブル8が上下動することにより搬出位置に位置付けられる。次に、搬出・搬入手段14が進退作動して搬出位置に位置付けられた半導体ウエーハ10を仮置きテーブル13上に搬出する。仮置きテーブル13に搬出された半導体ウエーハ10は、第1の搬送手段15の旋回動作によって上記チャックテーブル3上に搬送される。
Next, a description will be given of a cutting operation line for cutting the
A semiconductor wafer 10 (supported by an
チャックテーブル3上に半導体ウエーハ10が載置されたならば、図示しない吸引手段が作動して半導体ウエーハ10をチャックテーブル3上に吸引保持する。また、半導体ウエーハ10をダイシングテープ12を介して支持する環状のフレーム11は、上記クランプ33によって固定される。このようにして半導体ウエーハ10を保持したチャックテーブル3は、撮像手段6の直下まで移動せしめられる。チャックテーブル3が撮像手段6の直下に位置付けられると、撮像手段6によって半導体ウエーハ10に形成されているストリートが検出され、スピンドルユニット4を割り出し方向である矢印Y方向に移動調節してストリートと切削ブレード43との精密位置合わせ作業が行われる。
When the
その後、チャックテーブル3を切削ブレード43の下方である切削加工領域に移動し、図3に示すように切削ブレード43を矢印43aで示す方向に回転せしめるとともに、矢印Z1で示す方向に所定量切り込み送りし、切削ブレード43の最下端がダイシングテープ12に達する位置に位置付ける。そして、半導体ウエーハ10を吸引保持したチャックテーブル3を切削送り方向である矢印X1で示す方向に所定の切削送り速度で移動する。この結果、チャックテーブル3上に保持された半導体ウエーハ10は、切削ブレード43により所定のストリートに沿って切断される(切削工程)。この切削工程を実施する際には、切削水供給手段5の電磁開閉弁53が附勢(ON)される。従って、上述したように電磁開閉弁61が開路して、水素水供給源51と切削水供給管451、452が水素水供給管52を介して連通せしめられるので、水素水供給源51の水素水が水素水供給管52と切削水供給管451、452および切削水供給ノズル461、462(図2においては、一方の切削水供給ノズル462だけが示されている)を介して切削ブレード43の砥石部432の側面に向けて噴射される。このようにして切削ブレード43の砥石部432の側面に向けて噴射される水素水の供給量は、1分間に2リットル(2リットル/分)程度でよい。また、上記切削工程においては、図示しない電圧印加手段を作動して切削水供給ノズル461、462にそれぞれ装着された超音波振動付与手段47に交流電圧を印加する。この結果、切削水供給ノズル461、462から噴射される水素水には超音波振動が付与される。なお、超音波振動付与手段47によって付与される超音波の周波数は、1〜3MHzが望ましい。
Thereafter, the chuck table 3 is moved to a cutting region below the
上述した切削工程においては、切削水として還元性の高い水素水が切削水供給ノズル461、462から切削ブレード43の砥石部432の側面に向けて噴射され半導体ウエーハ10の切削部に供給されるので、半導体ウエーハ10の表面が還元されコンタミの付着が防止される。また、切削水供給ノズル461、462から噴射される水素水には超音波振動付与手段47によって超音波振動が付与されるので、コンタミの付着防止効果がより向上する。なお、切削水として還元性の高い水素水が使用されているので、半導体ウエーハ10に形成されているデバイスに設けられたボンディングパッドを腐食することはない。
本発明者による実験によると、水素濃度が1.2ppmの水素水を2リットル/分の割合で供給したところ、デバイスに設けられたボンディングパッド等に僅かなコンタミの付着は見られたものの、切削水として純水を使用した場合と比較してコンタミの付着は1/10程度であった。また、切削水供給ノズル461、462から噴射される水素水に1.5MHzの超音波振動を付与したところ、デバイスに設けられたボンディングパッド等にコンタミの付着は見られなかった。
In the cutting process described above, highly reducing hydrogen water as the cutting water is sprayed from the cutting
According to an experiment by the present inventor, when hydrogen water having a hydrogen concentration of 1.2 ppm was supplied at a rate of 2 liters / minute, a slight amount of contamination was found on the bonding pad provided in the device, but cutting was performed. Contamination adherence was about 1/10 compared with the case where pure water was used as water. In addition, when 1.5 MHz ultrasonic vibration was applied to the hydrogen water sprayed from the cutting
以上のようにして、半導体ウエーハ10を所定のストリートに沿って切断したら、チャックテーブル3を図1において矢印Yで示す方向にストリートの間隔だけ割り出し送りし、上記切削工程を実施する。そして、半導体ウエーハ10の所定方向に延在するストリートの全てに沿って切削工程を実施したならば、チャックテーブル3を90度回転させて、半導体ウエーハ10の所定方向と直交する方向に延在するストリートに沿って切削工程を実行することにより、半導体ウエーハ10に格子状に形成された全てのストリートが切削されて個々のデバイスに分割される。なお、分割された個々のデバイスは、ダイシングテープ12の作用によってバラバラにはならず、環状のフレーム11に支持されたウエーハの状態が維持されている。
When the
上述したように半導体ウエーハ10のストリートに沿って切削工程が終了したら、半導体ウエーハ10を保持したチャックテーブル3は最初に半導体ウエーハ10を吸引保持した位置に戻される。そして、半導体ウエーハ10の吸引保持を解除する。次に、半導体ウエーハ10は第2の搬送手段17によって洗浄手段16に搬送される。洗浄手段16に搬送された半導体ウエーハ10は、ここで洗浄される。このようにして洗浄された半導体ウエーハ10は、乾燥後に第1の搬送手段15によって仮置きテーブル13に搬送される。そして、半導体ウエーハ10は、搬出・搬入手段14によってカセット9の所定位置に収納される。
As described above, when the cutting process is completed along the street of the
1:切削装置
2:装置ハウジング
3:チャックテーブ
4:スピンドルユニット
43:切削ブレード
44:ブレードカバー
461,462:切削水供給ノズル
5:切削水供給手段
51:水素水供給源
52:水素水供給管
53:電磁開閉弁
6:撮像手段
7:表示手段
9:カセット
10:半導体ウエーハ
11:環状の支持フレーム
12:ダイシングテープ
13:仮置きテーブル
14:搬出・搬入手段
15:第1の搬送手段
16:洗浄手段
17:第2の搬送手段
1: Cutting device 2: Device housing 3: Chuck table 4: Spindle unit 43: Cutting blade 44: Blade cover 461, 462: Cutting water supply nozzle 5: Cutting water supply means 51: Hydrogen water supply source 52: Hydrogen water supply pipe 53: Electromagnetic on-off valve 6: Imaging means 7: Display means 9: Cassette 10: Semiconductor wafer 11: Annular support frame 12: Dicing tape 13: Temporary table 14: Unloading / loading means 15: First conveying means 16: Cleaning means 17: second conveying means
Claims (2)
回転する切削ブレードおよび該切削ブレードによるウエーハの切削部に切削水として水素水を供給しつつウエーハを切削する、
ことを特徴とするウエーハの切削方法。 A wafer cutting method of cutting while supplying cutting water with a cutting blade that rotates a wafer held on a chuck table,
Cutting the wafer while supplying hydrogen water as cutting water to the rotating cutting blade and the cutting portion of the wafer by the cutting blade;
A wafer cutting method characterized by the above.
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