JP2010245446A - 被加工物の切削方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】 撥水製の高い被加工物をデバイス不良を発生させることなく切削可能な切削方法を提供することである。
【解決手段】 純水に対して接触角60度以上の撥水性を有する被加工物の切削方法であって、該被加工物の裏面に基材と糊層とから構成される粘着テープの該糊層側を貼着するテープ貼着ステップと、該粘着テープの外周部を環状フレームに貼着して、該被加工物を該環状フレームで支持する支持ステップと、該被加工物を該粘着テープを介して切削装置のチャックテーブルで保持する保持ステップと、切削ブレードを該被加工物の裏面と該糊層との界面の高さに位置づける位置付けステップと、該切削ブレードと該被加工物に切削水を供給しながら、該界面の高さに位置づけられた該切削ブレードと該チャックテーブルとを相対的に移動させて該被加工物を切削する切削ステップと、を具備したことを特徴とする。
【選択図】図4

Description

本発明は、純水に対して60度以上の接触角を有する被加工物の切削方法に関する。
複数の撮像デバイスが形成されたウエーハや光デバイスが形成された基板等の被加工物は、切削装置によって個々のデバイスへと分割され、分割されたデバイスは各種電気機器に広く利用されている。
切削装置としては、ダイアモンドやCBN(Cubic Boron Nitride)等の超砥粒を金属や樹脂、ガラス等で固めた切削ブレードを備えた、例えば特開平11−74228号公報に開示されるダイサーと称される切削装置が広く使用されている。
ダイサーで切削される被加工物の裏面には、例えば特開2004−356435号公報に開示されるような粘着テープが貼着されるとともに、粘着テープの外周部は環状フレームに貼着されて被加工物は粘着テープを介して環状フレームで支持される。
通常、粘着テープは100μm程度の厚みのPO(ポリオレフィン)やPVC(ポリ塩化ビニル)等からなる基材と、基材上に形成された5〜20μm程度の厚みのアクリル系やゴム系の糊層とから構成され、被加工物は糊層に貼着される。
そして、切削ブレードが基材の厚み方向の途中まで切り込みながら被加工物を切削することで、切削されて複数の個片になった被加工物は飛散することなく粘着テープに保持された状態が保たれる。
一方、切削によって生じる加工熱を冷却するためと、切削によって生じる切削屑を被加工物上から排出するために、ダイサーでは加工点と被加工物上面に切削水を供給しながら切削が行われる。
特に被加工物がCMOSやCCD等の撮像デバイスが表面に形成されたウエーハやフィルター、光ピックアップデバイス等の光デバイスが形成された基板である場合には、切削屑がデバイス上に付着するとデバイス不良を引き起こすため、切削屑の付着を防止することが非常に重要視されている。
特開平11−74228号公報 特開2004−356435号公報
ところが、これらの撮像デバイスや光デバイスは一般に撥水性の高いものが多く(純水に対する接触角が60度以上)、切削水を供給しながら切削しても加工中に被加工物上面が乾いてしまうという傾向がある。
一方、切削ブレードで被加工物を切削する際には、従来の切削方法では、切削ブレードが基材の厚み方向の途中まで切り込みながら被加工物を切削するため、被加工物の切削屑及び粘着テープの糊層と基材の切削屑が発生する。
被加工物の撥水性が高い場合には、切削水を供給しながらの切削中に十分に切削屑を除去することが難しいため、撥水性が低い被加工物に比べて、糊層の切削屑が被加工物や基材の切削屑を取り込んだ状態で被加工物上面に付着しやすい。
更に、付着した切削屑が乾燥されることで切削屑は被加工物上面に固着し、切削後の洗浄工程で被加工物を洗浄しても切削屑を除去できず、デバイス不良を引き起こすという問題が生じる。
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、撥水性の高い被加工物をデバイス不良を発生させることなく切削可能な被加工物の切削方法を提供することである。
本発明によると、純水に対して接触角60度以上の撥水性を有する被加工物の切削方法であって、該被加工物の裏面に基材と糊層とから構成される粘着テープの該糊層側を貼着するテープ貼着ステップと、該粘着テープの外周部を環状フレームに貼着して、該被加工物を該環状フレームで支持する支持ステップと、該被加工物を該粘着テープを介して切削装置のチャックテーブルで保持する保持ステップと、切削ブレードを該被加工物の裏面と該糊層との界面の高さに位置づける位置付けステップと、該切削ブレードと該被加工物に切削水を供給しながら、該界面の高さに位置づけられた該切削ブレードと該チャックテーブルとを相対的に移動させて該被加工物を切削する切削ステップと、を具備したことを特徴とする被加工物の切削方法が提供される。
好ましくは、被加工物はCMOS、CCD等の撮像デバイスから構成される。
本発明の切削方法によると、切削ブレードが粘着テープの糊層に切り込まないで切削するため、糊層の切削屑が発生せず、従来のように糊層の切削屑が被加工物や基材の切削屑を取り込んだ状態で被加工物上面に付着することが防止され、切削屑の付着を低減できる。
本発明の切削方法を実施するのに適した切削装置の外観斜視図である。 粘着テープを介して環状フレームに支持された半導体ウエーハの表面側斜視図である。 切削ブレード及びホイールカバー部分の側面図である。 本発明実施形態の切削方法を示す断面図である。 本発明実施例及び比較例で切削屑の付着数をカウントした領域を示す図である。 実施例及び比較例1、2の切削屑付着個数を示すグラフである。
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は本発明の切削方法を実施するのに適した、半導体ウエーハを切削して個々のチップ(デバイス)に分割する切削装置2の外観を示している。
切削装置2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ーハWの表面においては、第1のストリートS1と第2のストリート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がウエーハW上に形成されている。
ウエーハ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、ウエーハ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に示したウエーハカセット8中にウエーハが複数枚(例えば25枚)収容される。ウエーハカセット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。
ウエーハカセット8の後方には、ウエーハカセット8から切削前のウエーハWを搬出するとともに、切削後のウエーハをウエーハカセット8に搬入する搬出入手段10が配設されている。ウエーハカセット8と搬出入手段10との間には、搬出入対象のウエー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、ウエーハ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、ウエーハ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に搬出されたウエーハ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、複数のクランプ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、ウエーハ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、ウエーハ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に保持されたウエーハ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。
図3を参照すると、切削ブレード及びホイールカバー部分の側面図が示されている。30は切削ブレード28をカバーするホイールカバーであり、ホイールカバー30にはブレード破損検出器32が取り付けられている。
ブレード破損検出器32は、光ファイバ36に接続された発光部34の先端と、同じく光ファイバに接続された受光部の先端とが切削ブレード28の切刃28aを挟んで対向するように位置づけられて構成されている。
38はブレード破損検出器32の位置を調整する調整ねじであり、40は調整された位置でブレード破損検出器32を固定する固定ねじである。発光部34の先端にはマーカ42が形成されている。
44は冷却ノズルアセンブリであり、ブレードカバー30に取り付けられている。冷却ノズルアセンブリ44は、ホース50が接続される接続パイプ46と、接続パイプ46から分岐して切削ブレード28の両側に配置される一対の冷却ノズル48を含んでいる。各冷却ノズル48の外側には飛沫カバー52が設けられている。
56はノズルブロックであり、ねじ58によりホイールカバー30に締結されている。ノズルブロック56は切削ブレード28の先端に切削水を供給するシャワーノズル60と、切削後の被加工物の上面に切削水を供給するスプレーノズル62とを有している。
シャワーノズル60は接続パイプ64を介してホース66に接続され、スプレーノズル62は接続パイプ68を介してホース70に接続されている。各ホース50,66,70は図示しない切削水源に接続されている。
被加工物の切削時には、シャワーノズル60から切削ブレード28の切刃28aに向かって所定量の切削水を供給し、冷却ノズル48から切削ブレード28の側面下部に所定量の切削水を供給するとともに、スプレーノズル62から切削後の被加工物上面に所定量の切削水を供給しながら被加工物の切削を実施する。
本発明の被加工物の切削方法は、純水に対して接触角60度以上の撥水性を有する被加工物に特に適した切削方法である。図4に示すように、ウエーハWは表面にCMOSやCCD等の撮像デバイスが形成されたウエーハであり、純水に対して60度以上の接触角を有しており、非常に撥水性の高い被加工物である。
本発明の切削方法では、まず被加工物であるウエーハWの裏面に基材29と糊層31とから構成される粘着テープTの糊層31側を貼着する。粘着テープTの外周部は環状フレームFに貼着されており、これによりウエーハWは粘着テープTを介して環状フレームFにより支持される。
切削手段24は、スピンドルハウジング33中に回転可能に収容されたスピンドル26と、スピンドル26の先端に装着された切削ブレード28を含んでおり、スピンドル26は図示しないモータにより例えば30000rpm等の高速で回転される。
環状フレームFにより支持されたウエーハWはチャックテーブル18上に搭載されて粘着テープTを介して吸引保持されるとともに、環状フレームFはクランプ19により固定される。
本発明の切削方法では、図4に示すように切削ブレード28はウエーハWの裏面と粘着テープTの糊層31との界面の高さ位置に位置づけられて切削が遂行される。
次いで、シャワーノズル60、冷却ノズル48及びスプレーノズル62から所定量の切削水を切削ブレード28とウエーハWに供給しながら、図1でチャックテーブル18を切削ブレード28に対してX軸方向に移動させてウエーハWをストリートS1又はS2に沿って切削する。
本発明の切削方法の特徴は、従来の切削方法では切削ブレード28が粘着テープTの基材29の厚み方向の途中まで切り込みながらウエーハWを切削していたのに対して、切削ブレード28をウエーハWの裏面と糊層31との界面の高さ位置に位置づけて切削することであり、これにより糊層31の切削屑が発生しないで切削が遂行される。
下記の切削ブレード及び粘着テープを用いて被加工物を下記の加工条件で切削し、スピンナ洗浄装置で洗浄した。洗浄後の被加工物を下記の測定装置を用いて測定した。
使用した切削装置:株式会社ディスコ製 DFD6340
切削ブレード:株式会社ディスコ製 ハブタイプブレード ZH05‐SD2000‐N1‐90 FF
被加工物:純水に対する接触角60度以上の樹脂膜付き8インチSiウエーハ
使用粘着テープ:リンテック社製 D‐650
加工条件:
送り速度 30mm/秒
スピンドル回転数 30000rpm
インデックスサイズ 5×5mm
切削水量(シャワーノズル) 2.0L/分
切削水量(冷却ノズル) 1.0L/分
切削水量(スプレーノズル) 1.0L/分
洗浄条件:
洗浄タイプ 水とエアーとの2流体洗浄
水量 200mL/分
エアー圧 0.4MPa
洗浄時間 100秒
洗浄時テーブル回転数 800rpm
乾燥時間 100秒
乾燥時テーブル回転数 2000rpm
測定方法:
顕微鏡 株式会社ミツトヨ製 MF‐UA1020THD
対物レンズ BD Plan Apo 20×/0.42
CCDカメラ 池上通信機株式会社製 SKC‐151
画像処理ソフト 株式会社ファースト製 FV‐Pixellence
設定閾値 5
実施例1の実験では、図5に示すようにウエーハWの上面内にA,B,C,D,Eの5ポイントを選択し、各ポイントにおいて拡大図に示すように5視野の切削屑付着数をカウントした。その結果を図6に示す。
(比較例1)
粘着テープTへの切削ブレード28の切り込み深さを20μmに設定し、他の条件は上述した実施例と同様な状態で切削を行い、実施例と同様にA〜Eの5ポイントにおける5視野の切削屑付着数をカウントした。その結果を図6に示す。
(比較例2)
粘着テープTへの切削ブレード28の切り込み深さを5μmに設定し、他の条件は上述した実施例と同様にして切削した。実施例と同様にA〜Eの5ポイントにおける5視野の切削屑付着数をカウントした。その結果を図6に示す。
図6の実験結果を示すグラフを参照すると明らかなように、本発明実施例の切削方法によると、比較例1及び比較例2に比べて、切削屑付着数が顕著に減少していることが見て取れる。
これは、本発明実施例では、切削ブレード28をウエーハWの裏面と糊層31との界面に位置づけてウエーハWの切削を行うため、糊層31の切削屑がほとんど発生しないので、糊層31の切削屑がウエーハWの切削屑や基材29の切削屑を取り込んだ状態でウエーハWの表面に付着しないためであると考えられる。
W ウエーハ
T 粘着テープ
F 環状フレーム
28 切削ブレード
29 基材
31 糊層

Claims (2)

  1. 純水に対して接触角60度以上の撥水性を有する被加工物の切削方法であって、
    該被加工物の裏面に基材と糊層とから構成される粘着テープの該糊層側を貼着するテープ貼着ステップと、
    該粘着テープの外周部を環状フレームに貼着して、該被加工物を該環状フレームで支持する支持ステップと、
    該被加工物を該粘着テープを介して切削装置のチャックテーブルで保持する保持ステップと、
    切削ブレードを該被加工物の裏面と該糊層との界面の高さに位置づける位置付けステップと、
    該切削ブレードと該被加工物に切削水を供給しながら、該界面の高さに位置づけられた該切削ブレードと該チャックテーブルとを相対的に移動させて該被加工物を切削する切削ステップと、
    を具備したことを特徴とする被加工物の切削方法。
  2. 前記被加工物は撮像デバイスから構成される請求項1記載の被加工物の切削方法。
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