JP2012064617A

JP2012064617A - 切削方法

Info

Publication number: JP2012064617A
Application number: JP2010205140A
Authority: JP
Inventors: Naoko Yamamoto; 直子山本
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2010-09-14
Filing date: 2010-09-14
Publication date: 2012-03-29

Abstract

【課題】被加工物に発生する欠けや破損、又はひげ状のバリの発生等の不良を低減可能な切削方法を提供することである。
【解決手段】切削ブレードの表裏面側に配設されたそれぞれ複数の切削水噴出口を有する一対の切削水供給ノズルから切削水を該切削ブレードへ供給しつつ、被加工物と該切削ブレードとを相対移動させることで被加工物を該切削ブレードで切削する切削方法であって、該切削水噴出口から噴出される切削水の流速が７ｍ／ｓ〜１０ｍ／ｓの範囲内であることを特徴とする。
【選択図】図７

Description

本発明は、切削水を切削ブレードへ供給しつつ被加工物を切削ブレードで切削する切削方法に関する。

例えば、半導体デバイスの製造プロセスでは、ウエーハの表面にＩＣやＬＳＩ等の半導体デバイスが複数形成される。そして、各デバイスを区分するストリートと呼ばれる分割予定ラインに沿って切削装置でウエーハを切削することにより個々のデバイスへと分割する。

切削装置としては、ダイサーと呼ばれる例えば特開２００９−２８５７９９号公報に開示されるような切削装置が広く使用されており、ダイサーは切削ブレードを含む切削手段を備えている。

切削ブレードはダイアモンドやＣＢＮ（ＣｕｂｉｃＢｏｒｏｎＮｉｔｒｉｄｅ）等の砥粒を金属や樹脂で固めて数十〜数百ミクロン程度の厚みとした切刃を有し、切削ブレードが３００００ｒｐｍ程度の高速で回転しつつ切刃が被加工物へと切り込み、被加工物の一部を除去することで被加工物を分割する。

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、ダイサーでは切削ブレードに切削水を供給しながら切削が行われる。切削水は、切削ブレードの表裏両面に配設された一対のノズル（ブレードクーラー）から切削ブレードの表裏面へ向かって供給されるとともに、切削ブレードの外周側に配設されたノズル（シャワーノズル）から切削ブレードの中心方向へ向かって供給される。

特開２００９−２８５７９９号公報

ところが、例えばビスマステルル（Ｂｉ_２Ｔｅ_３）のように劈開性が強く非常に脆い性質をもつ被加工物を切削する場合や、超音波振動子の加工のように被加工物へ幅数十μｍ、高さ数百μｍの柱状に加工を施す場合等、切削水を勢いよく噴出して切削加工すると被加工物に欠けを生じさせたり、被加工物を破損させてしまう等の問題が生じる。

特に、ＭＣＰ（ＭｕｌｔｉＣｈｉｐＰａｃｋａｇｅ）、ＳｉＰ（ＳｙｓｔｅｍｉｎＰａｃｋａｇｅ）等の複数の半導体デバイスを積層した積層型パッケージでは、半導体デバイスとして、半導体デバイスの裏面にＤＡＦ（ＤｉｅＡｔｔａｃｈＦｉｌｍ）と呼ばれるダイボンディング用の接着フィルムが貼着された半導体デバイスが使用される。

このように裏面にＤＡＦを有する半導体デバイスは、裏面にＤＡＦを貼着した半導体ウエーハから切削ブレードで切削されて分割されるが、切削ブレードに切削水を勢いよく噴出してＤＡＦ付き半導体ウエーハを切削すると、ひげ状のＤＡＦのバリが発生して半導体デバイスの表面に巻き上がり、接触不良を生じさせる等の不具合がある。

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、被加工物に発生する欠けや破損、又はひげ状のバリの発生等の不良を低減可能な切削方法を提供することである。

本発明によると、切削ブレードの表裏面側に配設されたそれぞれ複数の切削水噴出口を有する一対の切削水供給ノズルから切削水を該切削ブレードへ供給しつつ、被加工物と該切削ブレードとを相対移動させることで被加工物を該切削ブレードで切削する切削方法であって、該切削水噴出口から噴出される切削水の流速が７ｍ／ｓ〜１０ｍ／ｓの範囲内であることを特徴とする切削方法が提供される。

好ましくは、被加工物は、裏面に接着フィルムが配設された半導体ウエーハである。

本発明の切削方法によると、切削水噴出口から噴出される切削水の流速を７ｍ／ｓ〜１０ｍ／ｓの範囲内に規制したため、被加工物に発生するバリ等の不良を低減することができる。

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。フレームと一体化されたＤＡＦ付きウエーハを示す斜視図である。スピンドルと、スピンドルに固定されるべきマウントフランジとの関係を示す分解斜視図である。スピンドルと、スピンドルに装着されるべき切削ブレードとの関係を示す分解斜視図である。切削ブレードがスピンドルに装着された状態の斜視図である。切削ブレードとホイールカバー部分の斜視図である。切削ブレードを省略したホイールカバー部分の斜視図である。切削ブレード及びホイールカバー部分の側面図である。切削ブレードを取り外してブレードクーラーアセンブリをホイールカバーに対して離間させた状態の側面図である。

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は半導体ウエーハをダイシングして個々のチップ（デバイス）に分割することのできる切削装置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、ダイシング対象の半導体ウエーハ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の裏面にはエポキシ樹脂等から形成されたダイアタッチフィルム（ＤＡＦ）と称される接着フィルム２９が貼着されており、ウエーハＷのＤＡＦ２９側が粘着テープであるダイシングＴに貼着され、ダイシングテープＴの外周部は環状フレーム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がクランプ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、スピンドルと、スピンドルに装着されるブレードマウントとの関係を示す分解斜視図が示されている。スピンドルユニット３０のスピンドルハウジング３２中には、図示しないサーボモータにより回転駆動されるスピンドル２６が回転可能に収容されている。スピンドル２６はテーパ部２６ａ及び先端小径部２６ｂを有しており、先端小径部２６ｂには雄ねじ３４が形成されている。

３６はボス部（凸部）３８と、ボス部３８と一体的に形成された固定フランジ４０とから構成されるマウントフランジであり、ボス部３８には雄ねじ４２が形成されている。さらに、マウントフランジ３６は装着穴４３を有している。

マウントフランジ３６は、装着穴４３をスピンドル２６の先端小径部２６ｂ及びテーパ部２６ａに挿入して、ナット４４を雄ねじ３４に螺合して締め付けることにより、図４に示すようにスピンドル２６の先端部に取り付けられる。

図４はマウントフランジ３６が固定されたスピンドル２６と、切削ブレード２８との装着関係を示す分解斜視図である。切削ブレード２８はハブブレードと呼ばれ、円形ハブ４８を有する円形基台４６の外周にニッケル母材中にダイアモンド砥粒が分散された切刃５０が電着されて構成されている。

切削ブレード２８の装着穴５２をマウントフランジ３６のボス部３８に挿入し、固定ナット５４をボス部３８の雄ねじ４２に螺合して締め付けることにより、図５に示すように切削ブレード２８がスピンドル２６に取り付けられる。

図６を参照すると、スピンドルに装着された切削ブレードをホイールカバー（ブレードカバー）で包囲した状態の斜視図が示されている。図７は切削ブレードを省略した状態のホイールカバー部分の斜視図である。ホイールカバー６０にはブレード破損検出器６２が取り付けられている。

ブレード破損検出器６２は、図８に示すように光ファイバー６６に接続された発光部６４の先端と、同じく光ファイバーに接続された受光部の先端とが切削ブレード２８の切刃５０を挟んで対向するように位置付けられて構成されている。

６８はブレード破損検出器６２の位置を調整する調整ねじであり、７０は調整された位置でブレード破損検出器６２を固定する固定ねじである。発光部６４の先端にはマーカー７２が形成されている。

図９を参照すると、切削ブレード２８を取り外した状態のホイールカバー部分の側面図が示されている。ホイールカバー６０内には図示しないエアーシリンダが収容されており、図９はエアーシリンダのピストンロッド７４が伸長された状態を示している。

ピストンロッド７４の先端には図示しない取り付けプレートが固定されており、この取り付けプレートにブレードクーラーアセンブリ７６がねじ８６により締結されている。図７に最もよく示されるように、ブレードクーラーアセンブリ７６は、ホース８２が接続される接続パイプ７８と、接続パイプ７８から分岐したブレードクーラー（切削水供給ノズル）８０ａ，８０ｂを含んでいる。

８１はブレードクーラー８０ａ，８０ｂに形成された切削水噴出口（スリット）であり、各ブレードクーラー８０ａ，８０ｂにそれぞれ３個設けられ、図７の一部拡大図に示すように長方形状をしている。各ブレードクーラー８０ａ，８０ｂの外側には飛沫カバー８４が設けられている。

８８はシャワーノズルブロックであり、ねじ９０によりホイールカバー６０に締結されている。シャワーノズルブロック８８は、ホース９６に接続される接続パイプ９２と、接続パイプ９２に接続されたシャワーノズル９４（図８参照）とを含んでいる。

シャワーノズル９４の先端（切削水噴出口）は切削ブレード２８の切刃５０に向かって開口している。図７に示すように、ブレードクーラーアセンブリ７６は矢印Ａ方向に調整可能であり、シャワーノズルブロック８８は矢印Ｂ方向に調整可能である。

以下、上述したように構成した切削装置２を使用して図２に示したような裏面にＤＡＦ２９の貼着された半導体ウエーハＷの本発明の切削方法について説明する。本発明の切削方法は、切削時に発生するひげ状のＤＡＦのバリの低減を目的とするものであり、シャワーノズル９４から噴出される切削水は切削ブレード２８の回転に連れ回るため、ＤＡＦのバリの発生にはあまり大きな影響はないと考えられる。

これに対して、ブレードクーラー（切削水供給ノズル）８０ａ，８０ｂから噴出される切削水は切削ブレード２８に供給されるとともにウエーハＷとＤＡＦ２９とからなる被加工物上にも供給されるので、バリの発生に大きな影響があると考え、ブレードクーラー８０ａ，８０ｂから噴出される切削水の流速を変化させてＤＡＦのバリの発生数をカウントした。

以下の実験では、切削ブレード２８で図２に示されているようにＤＡＦ２９が裏面に貼着された半導体ウエーハＷ（φ１２インチ、厚み約８０μｍ）をＤＡＦ２９と共に完全切断し、発生したＤＡＦのひげ状のバリ（ウィスカー）の数をウエーハ全面においてカウントした。

この実験では以下の加工条件を採用した。

切削ブレード：＃４８００電鋳タイプ切刃
スピンドル回転数：３５０００ｒｐｍ
ダイシングテープＴへの切り込み深さ：３０μｍ
加工送り速度：６０ｍｍ／ｓ

ホース８２から導入されてブレードクーラー８０ａ，８０ｂから噴出される切削水の水量を０．５Ｌ／ｍｉｎ〜１．５Ｌ／ｍｉｎまで８段階に変化させて切削水噴出口（スリット）８１から噴出される切削水の速度を計算し、ＤＡＦのバリの数をカウントした。

ブレードクーラー８０ａ，８０ｂのスリット８１のサイズを２段階に変化させて実験を行った。第１のスリット８１（タイプＡ）のサイズは幅０．２ｍｍ、長さ１．５ｍｍであり、第２のスリット８１（タイプＢ）のサイズは幅０．４ｍｍ、長さ０．８ｍｍであった。何れのサイズのスリット８１も片側で３個、合計で６個のスリット（切削水噴出口）８１を有するブレードクーラー８０ａ，８０ｂを使用した。

切削水量を０．５（Ｌ／ｍｉｎ）、０．７、０．８、０．９、１．０、１．１、１．２、１．５と８段階に変化させてスリット８１から噴出される切削水の流速を計算し、ウエーハＷの全面においてＤＡＦのひげ状のバリをカウントしたところ表１に示すような結果が得られた。

表１に示した実験結果から、タイプＡのスリットで水量１．１（Ｌ／ｍｉｎ）以下の場合とタイプＢのスリットで水量１．２（Ｌ／ｍｉｎ）以下の場合では、ひげ状のバリの発生は殆どないことが判明した。

但し、どちらのタイプのスリットサイズでも、水量が０．７（Ｌ／ｍｉｎ）未満の場合には、切削後のチップにおいてチッピングが大きく発生した上、ウエーハ表面への切削屑の付着が激しかったため、スリット８１から噴出される切削水の流速が不足し、不可と判断した。

よって、表１に示した実験結果から、切削水噴出口（スリット）８１から噴出される切削水の流速が７ｍ／ｓ〜１０ｍ／ｓの範囲内である場合に良好な切削結果が得られると結論付けられる。

Ｗ半導体ウエーハ
Ｓ１，Ｓ２ストリート
Ｄデバイス
Ｔダイシングテープ
Ｆ環状フレーム
２切削装置
２８切削ブレード
２９ＤＡＦ
８０ａ，８０ｂブレードクーラー（切削水供給ノズル）
８１切削水噴出口（スリット）
９４シャワーノズル

Claims

切削ブレードの表裏面側に配設されたそれぞれ複数の切削水噴出口を有する一対の切削水供給ノズルから切削水を該切削ブレードへ供給しつつ、被加工物と該切削ブレードとを相対移動させることで被加工物を該切削ブレードで切削する切削方法であって、
該切削水噴出口から噴出される切削水の流速が７ｍ／ｓ〜１０ｍ／ｓの範囲内であることを特徴とする切削方法。
前記被加工物は、裏面に接着フィルムが配設された半導体ウエーハである請求項１記載の切削方法。