JP2024030015A - 被加工物の加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】所定の周波数の超音波振動を付与した切削ブレードで切削溝を洗浄する場合に比べて、切削溝に付着する切削屑の量を低減する。【解決手段】被加工物の加工方法であって、チャックテーブルで被加工物を保持する保持工程と、チャックテーブルで保持された被加工物に液体を供給しながら第１の切削ブレードで被加工物に切削溝を形成する切削溝形成工程と、第１の切削ブレードの厚さよりも薄い厚さを有する板状又は棒状の挿入部材に超音波振動を付与すると共に挿入部材に付与する周波数を所定の範囲で変化させながら、且つ、チャックテーブルで保持された被加工物に液体を供給しながら、挿入部材を該切削溝内において移動させることにより、挿入部材と切削溝との間にある液体を振動させて、切削溝を洗浄する洗浄工程と、を備える被加工物の加工方法を提供する。【選択図】図１

Description

本発明は、被加工物に切削溝を形成した後に当該切削溝を洗浄する被加工物の加工方法に関する。

携帯電話、パーソナルコンピュータ等の電子機器には、半導体デバイスチップが搭載されている。半導体デバイスチップは、通常、シリコン等の半導体材料で形成された単結晶基板（即ち、ウェーハ）を有する円板状の被加工物を加工することで製造される。

被加工物の表面側には、格子状に複数の分割予定ライン（即ち、ストリート）が設定されており、複数のストリートで区画された矩形領域の各々には、ＩＣ（Integrated Circuit）等のデバイスが形成されている。

半導体デバイスチップを製造する際には、例えば、被加工物の裏面側を研削して薄化した後、各ストリートに沿って被加工物を切削する。これにより、被加工物は、複数の半導体デバイスチップに分割される。

被加工物の切削には、切削装置が使用される。切削装置は、高速で回転可能なスピンドルを含む切削ユニットを有する。スピンドルの先端部には、例えば、円板状の基台に円環状の切刃が固定されたハブ型の切削ブレードが装着される（特許文献１参照）。

切削後の被加工物は、切削装置内に設けられているスピンナ洗浄ユニットで洗浄されるが、切削溝中に残存する切削屑が十分には除去されず、この残存した切削屑が後工程で問題になることがあった。

そこで、第１の切削ブレードでストリートに沿って被加工物を切削することで切削溝を形成した後、第１の切削ブレードの刃厚よりも薄い刃厚を有する第２の切削ブレードに所定の周波数の超音波振動を付与した状態で、ストリートに沿って切削溝内で第２の切削ブレードを移動させることで、切削溝を洗浄する方法を出願人は開発した。

しかし、所定の周波数の超音波振動を付与した第２の切削ブレードを用いると、比較的小さいサイズ（即ち、定方向径、相当径、有効径等の所定の径において１００μｍ未満）の切削屑は確かに除去されるが、比較的大きなサイズ（即ち、同所定の径において１００μｍ以上）の切削屑は除去され難いことが判明した。

特開２０００－８７２８２号公報 特開２０１９－１０６４３７号公報

本発明は係る問題点に鑑みてなされたものであり、所定の周波数の超音波振動を付与した切削ブレードで切削溝を洗浄する場合に比べて、切削溝に付着する切削屑の量を低減することを目的とする。

本発明の一態様によれば、被加工物の加工方法であって、チャックテーブルで該被加工物を保持する保持工程と、該チャックテーブルで保持された該被加工物に液体を供給しながら第１の切削ブレードで該被加工物に切削溝を形成する切削溝形成工程と、該第１の切削ブレードの厚さよりも薄い厚さを有する板状又は棒状の挿入部材に超音波振動を付与すると共に該挿入部材に付与する周波数を所定の範囲で変化させながら、且つ、該チャックテーブルで保持された該被加工物に液体を供給しながら、該挿入部材を該切削溝内において移動させることにより、該挿入部材と該切削溝との間にある該液体を振動させて、該切削溝を洗浄する洗浄工程と、を備える被加工物の加工方法が提供される。

好ましくは、該洗浄工程では、該挿入部材に付与する周波数を周波数変調又はスイープ処理により周期的に増減させることで、５０Ｈｚ以上１５０Ｈｚ以下の低周波で該液体を振動させる。

好ましくは、該洗浄工程では、該挿入部材の固有振動数を含む該所定の範囲で該挿入部材に付与する周波数を変化させる。

好ましくは、板状の該挿入部材は、該第１の切削ブレードよりも薄い厚さを有する第２の切削ブレードであり、該洗浄工程では、該第２の切削ブレードを所定の回転軸の周りで回転させながら、該切削溝内において該第２の切削ブレードを移動させる。

本発明の一態様に係る洗浄工程では、挿入部材に超音波振動を付与すると共に挿入部材に付与する周波数を所定の範囲で変化させながら、且つ、該チャックテーブルで保持された該被加工物に液体を供給しながら、挿入部材を切削溝内において移動させることにより、挿入部材と切削溝との間にある液体を振動させて、切削溝を洗浄する。

挿入部材に付与する周波数を所定の範囲で変化させることで、超音波振動よりも低い周波の振動（即ち、低周波振動）を発生させることができるので、超音波振動により比較的小さいサイズの切削屑を除去できると共に、低周波振動で比較的大きなサイズの切削屑も除去できる。従って、所定の周波数の超音波振動のみを付与した切削ブレードで切削溝を洗浄する場合に比べて、切削溝に付着する切削屑の量を低減できる。

被加工物の加工方法のフロー図である。 被加工物ユニットの斜視図である。 切削装置の斜視図である。 第２の切削ユニットの一部断面側面図である。 保持工程を示す図である。 切削溝形成工程を示す図である。 切削溝形成工程を示す拡大断面図である。 洗浄工程を示す図である。 洗浄工程を示す拡大断面図である。 第２の切削ブレードの振幅の時間変化の一例を示すグラフである。 図１１（Ａ）及び（Ｂ）は超音波振動を付与せずに切削溝を洗浄したときの切削溝の一部における底部の画像であり、図１１（Ｃ）及び（Ｄ）は所定の周波数の超音波振動を付与して切削溝を洗浄したときの切削溝の一部における底部の画像であり、図１１（Ｅ）及び（Ｆ）は超音波振動を付与すると共に超音波の周波数を所定の範囲で変化させながら洗浄工程を行ったときの切削溝の一部における底部の画像である。 第２の実施形態に係る洗浄工程での周波数の時間変化の一例を説明するグラフである。 図１３（Ａ）は第１変形例に係る切削溝洗浄ユニットの側面図であり、図１３（Ｂ）はエンドミルの拡大斜視図であり、図１３（Ｃ）は第２変形例に係る挿入部材を示す拡大斜視図であり、図１３（Ｄ）は第３変形例に係る挿入部材を示す拡大斜視図である。

添付図面を参照して、本発明の一態様に係る実施形態について説明する。図１は、被加工物１１（図２参照）の加工方法のフロー図である。本実施形態では、このフロー図に従って、被加工物１１に対して切削、洗浄等の加工を施す。そこで、まずは、図２を参照し、被加工物１１について説明する。

本実施形態の被加工物１１は、円板状のシリコン単結晶基板（即ち、ウェーハ）を有する。但し、被加工物１１の材料、構造、大きさ等に制限はない。被加工物１１は、他の半導体材料で形成された単結晶基板や、セラミックス、樹脂、金属等の材料で形成された基板を有してもよい。

なお、セラミックスの材料で形成される基板は、単結晶基板であってもよい。つまり、被加工物１１は、タンタル酸リチウム（ＬＴ）、ニオブ酸リチウム（ＬＮ）等の酸化物単結晶基板を有してもよい。

被加工物１１の表面１１ａには、複数の分割予定ライン（ストリート）１３が格子状に設定されている。複数の分割予定ライン１３で区画された矩形状の領域の各々には、ＩＣ等のデバイス１５が形成されている。なお、デバイス１５の種類、数量、形状、構造、大きさ等にも制限はない。

被加工物１１を切削する際には、円形のダイシングテープ１７の中央部を被加工物１１の裏面１１ｂ側に貼り付けると共に、ダイシングテープ１７の外周部を金属製で環状のフレーム１９の一面に貼り付ける。

これにより、ダイシングテープ１７を介して被加工物１１がフレーム１９で支持された被加工物ユニット２１が形成される。図２は、被加工物ユニット２１の斜視図である。ダイシングテープ１７は、基材層と、粘着層と、の積層構造を有する。

基材層は、例えば、ポリオレフィン、塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート等の樹脂材料で形成されており、粘着層は、例えば、アクリル系、エポキシ系、ゴム系の樹脂材料で形成されている。粘着層の好適な一例は、紫外線（ＵＶ）硬化樹脂である。

被加工物１１は、被加工物ユニット２１の態様で切削装置２（図３参照）へ搬入される。図３は、切削装置２の斜視図である。図３に示すＸ軸方向、Ｙ軸方向、及び、Ｚ軸方向は、互いに直交する。

Ｘ軸方向は、加工送り方向と平行であり、Ｙ軸方向は、割り出し送り方向と平行であり、Ｚ軸方向は、切り込み送り方向（高さ方向）と平行である。なお、図３では、一部の構成要素を機能ブロックで示す。

切削装置２は、切削装置２の構成要素を支持する基台４を備える。基台４の前方の角部には、矩形状の開口４ａが形成されている。開口４ａ内には、カセットエレベータ（不図示）が設けられている。

カセット支持台６は、カセットエレベータで支持されている。カセット支持台６の上面には、１以上の被加工物ユニット２１を収容可能なカセット８が載置される。なお、図３では、説明の便宜上、カセット８の輪郭のみを示す。

開口４ａの後方側（Ｙ軸方向の一方側）には、長手部がＸ軸方向に沿って配置された開口４ｂが形成されている。開口４ｂの下方には、ボールねじ式のＸ軸方向移動機構（不図示）が設けられている。

Ｘ軸方向移動機構は、Ｘ軸方向に移動可能な移動テーブル（不図示）を有する。移動テーブルは、各々Ｘ軸方向に略平行に配置された一対のＸ軸ガイドレール（不図示）によりスライド可能に支持されている。

移動テーブルの下面側にはナット部（不図示）が設けられており、ナット部には、Ｘ軸方向に略平行に配置されたねじ軸（不図示）が複数のボール（不図示）を介して回転可能に連結されている。

ねじ軸の一端部には、ステッピングモータ等の第１駆動源（不図示）が設けられている。第１駆動源を動作させれば、移動テーブルはＸ軸方向に沿って移動する。移動テーブルの上部には、テーブルカバー１０が設けられている。

テーブルカバー１０のＸ軸方向の両側には、Ｘ軸方向に沿って伸縮可能な蛇腹状のカバー部材１２が設けられている。テーブルカバー１０上には、被加工物ユニット２１を吸引保持可能な円板状のチャックテーブル１４が設けられている。

チャックテーブル１４は、上述のＸ軸方向移動機構によりＸ軸方向に沿って移動する。また、チャックテーブル１４は、Ｚ軸方向に略平行な回転軸（θ軸）の周りに回転可能に構成されている。

チャックテーブル１４は、ステンレス鋼等の金属で形成された円板状の枠体を有する。枠体の上面側の中央部には、円板状の凹部が形成されている。この凹部には、多孔質セラミックスで形成された円板状の多孔質板が固定されている。

枠体に形成されている所定の流路を介して、多孔質板には、真空ポンプ等の吸引源（不図示）が接続されている。吸引源からの負圧が多孔質板へ伝達されると、多孔質板の上面には負圧が生じる。

枠体の上面と、多孔質板の上面とは、略面一となっており、被加工物ユニット２１（被加工物１１）を吸引保持する保持面１４ａとして機能する。保持面１４ａは、略平坦でＸＹ平面に略平行である。なお、枠体の外周部には、被加工物ユニット２１のフレーム１９を挟持するためのクランプユニット１４ｂが設けられている。

開口４ｂの上方には、門型の支持構造１６が開口４ｂを跨ぐ様に設けられている。支持構造１６の表面側（Ｘ軸方向の一方側）には、Ｙ軸方向移動ユニット１８が設けられている。Ｙ軸方向移動ユニット１８は、各々Ｙ軸方向に略平行に配置された一対のＹ軸ガイドレール２０を有する。

一対のＹ軸ガイドレール２０には、Ｙ軸方向移動板２２ａ，２２ｂが、スライド可能に取り付けられている。Ｙ軸方向移動板２２ａ，２２ｂの各々の裏面側（Ｘ軸方向の他方側）には、ナット部（不図示）が設けられている。

Ｙ軸方向移動板２２ａのナット部には、Ｙ軸方向に略平行に配置されたねじ軸２４ａが複数のボール（不図示）を介して回転可能に連結されている。ねじ軸２４ａの一端部には、ステッピングモータ等の第２駆動源（不図示）が設けられている。第２駆動源を動作させれば、Ｙ軸方向移動板２２ａはＹ軸方向に沿って移動する。

同様に、Ｙ軸方向移動板２２ｂのナット部には、ねじ軸２４ｂが複数のボール（不図示）を介して回転可能に連結されている。ねじ軸２４ｂの一端部には、第２駆動源２６が設けられている。第２駆動源２６を動作させれば、Ｙ軸方向移動板２２ｂはＹ軸方向に沿って移動する。

Ｙ軸方向移動板２２ａの表面側には、Ｚ軸方向移動ユニット２８ａが設けられている。Ｚ軸方向移動ユニット２８ａは、Ｙ軸方向移動板２２ａの表面に固定された一対のＺ軸ガイドレール３０を有する。

一対のＺ軸ガイドレール３０は、各々Ｚ軸方向に略平行に配置されている。一対のＺ軸ガイドレール３０には、Ｚ軸方向移動板３２が、スライド可能に取り付けられている。Ｚ軸方向移動板３２の裏面側には、ナット部（不図示）が設けられている。

ナット部には、Ｚ軸方向に略平行に配置されたねじ軸３４が複数のボール（不図示）を介して回転可能に連結されている。ねじ軸３４の上端部には、ステッピングモータ等の第３駆動源３６が設けられている。

第３駆動源３６を動作させれば、Ｚ軸方向移動板３２はＺ軸方向に沿って移動する。Ｚ軸方向移動ユニット２８ａにおいて、Ｚ軸方向移動板３２の下端部には、第１の切削ユニット４０が固定されている。

第１の切削ユニット４０は、長手部がＹ軸方向に沿って配置された角柱状のスピンドルハウジング４２を有する。スピンドルハウジング４２には、円柱状のスピンドル４４（図６参照）がエアベアリングにより回転可能に保持されている。

図６に示す様に、スピンドル４４は、その長手部がＹ軸方向に沿って配置されている。スピンドル４４の一端部の近傍にはサーボモータ等の回転駆動源（不図示）が設けられている。スピンドル４４の他端部には、円環状の第１の切削ブレード４６が装着されている。

第１の切削ブレード４６は、砥粒と、砥粒を固定するボンド材と、を有する。砥粒は、例えば、ダイヤモンド又はｃＢＮ（cubic boron nitride）である。ボンド材は、例えば、レジンボンド、ビトリファイドボンド又はメタルボンドである。

第１の切削ブレード４６では、ダイヤモンド製の砥粒が電着法によりニッケル製のボンド材で固定されている。但し、第１の切削ブレード４６を構成する砥粒及びボンド材は、この例に限定されない。

第１の切削ブレード４６は、所定の刃厚（例えば、１００μｍ）を有する。この第１の切削ブレード４６は、その刃厚方向において受けフランジ４６ａと押えフランジ４６ｂとにより挟まれて、スピンドル４４に対して固定されている。

スピンドルハウジング４２には、第１の切削ブレード４６の下端部をＹ軸方向で挟む様に一対の第１ノズル（ブレードノズル）４６ｃが固定されている。一対の第１ノズル４６ｃは、切削時に、純水等の切削液（液体）２３を第１の切削ブレード４６等に供給する。

なお、スピンドルハウジング４２には、第１の切削ユニット４０の上面視でＸ軸方向に沿う様に純水等の切削液（液体）２３を第１の切削ブレード４６の外周部に供給する不図示の第２ノズル（シャワーノズル）が設けられている。

図３に戻って、Ｚ軸方向移動板３２の下端部には、スピンドルハウジング４２に隣接する様に撮像ユニット４８が設けられている。撮像ユニット４８は、集光レンズ、イメージセンサ等（いずれも不図示）を有する顕微鏡カメラユニットである。

Ｙ軸方向移動板２２ｂの表面側には、Ｚ軸方向移動ユニット２８ｂが設けられている。Ｚ軸方向移動ユニット２８ｂは、Ｚ軸方向移動ユニット２８ａと同様に、Ｙ軸方向移動板２２ｂの表面に固定された一対のＺ軸ガイドレール３０を有する。

一対のＺ軸ガイドレール３０には、Ｚ軸方向移動板３２が、スライド可能に取り付けられている。Ｚ軸方向移動板３２の裏面側に設けられているナット部（不図示）には、ねじ軸３４が複数のボール（不図示）を介して回転可能に連結されている。

ねじ軸３４の上端部に設けられている第３駆動源３６を動作させれば、Ｚ軸方向移動板３２はＺ軸方向に沿って移動する。Ｚ軸方向移動ユニット２８ｂにおいて、Ｚ軸方向移動板３２の下端部には、第２の切削ユニット（切削溝洗浄ユニット）５０が固定されている。

図４は、第２の切削ユニット５０の一部断面側面図である。なお、図４では、第２の切削ユニット５０に電気的に接続されている複数の要素を機能ブロック及び記号で示す。

第２の切削ユニット５０は、長手部がＹ軸方向に沿って配置された角柱状のスピンドルハウジング５２を有する。スピンドルハウジング５２には、長手部がＹ軸方向に沿って配置された円柱状のスピンドル５４がエアベアリングにより回転可能に保持されている。

スピンドル５４の一端部の近傍にはサーボモータ等の回転駆動源５６が設けられている。回転駆動源５６は、スピンドル５４に連結されたロータ５６ａと、ロータ５６ａを回転させるステータ５６ｂと、を含む。

ステータ５６ｂには、モータ制御ユニット５８が電気的に接続されている。モータ制御ユニット５８は、サーボアンプ等を含む。モータ制御ユニット５８には、電源６０から電力が供給されると共に、サーボコントローラ（不図示）から、モータの回転速度等を指定する指令信号が供給される。

ロータ５６ａには、超音波振動子６２が連結されている。超音波振動子６２は、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛で形成された電歪型振動子を有する。但し、電歪型振動子は、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム等の材料で形成されてもよい。

超音波振動子６２には、ロータリートランス６４を介して、信号発生部６６から交流電圧が供給される。信号発生部６６は、電源６０から供給される電力で動作する。

信号発生部６６は、例えば、株式会社エヌエフ回路設計ブロックによりそれぞれ販売されているファンクションジェネレータ（例えば、型番：ＷＦ－１９７３）及び高速バイポーラ電源（例えば、型番：ＨＳＡ４０５２）を含む。

ファンクションジェネレータは、高速バイポーラ電源へ入力する交流電圧信号の周波数を、０Ｈｚ（即ち、直流）以上５００ｋＨｚ以下の範囲で調整できる。本実施形態のファンクションジェネレータは、超音波帯域の周波数（２０ｋＨｚ以上）の交流電圧信号を高速バイポーラ電源に入力する。

高速バイポーラ電源に入力された交流電圧信号は、所定のレベルに増幅された上で、ロータリートランス６４へ入力される。増幅された交流電圧信号は、ロータリートランス６４から超音波振動子６２へ入力され、超音波振動子６２は、超音波の周波数帯域で振動する。

スピンドル５４の他端部には、円環状の第２の切削ブレード（板状の挿入部材）６８が装着されている。第２の切削ブレード６８も、砥粒と、砥粒を固定するボンド材と、を有する。第２の切削ブレード６８では、ダイヤモンド製の砥粒が電着法によりニッケル製のボンド材で固定されている。但し、第２の切削ブレード６８の材料は、この例に限定されない。

第２の切削ブレード６８は、第１の切削ブレード４６の刃厚よりも薄い所定の刃厚を有する。例えば、第１の切削ブレード４６の刃厚が１００μｍである場合、第２の切削ブレード６８の刃厚は５０μｍである。

第２の切削ブレード６８は、受けフランジ６８ａ及び押えフランジ６８ｂによりスピンドル５４に対して固定されており、超音波振動子６２の振動は、スピンドル５４を介して第２の切削ブレード６８へ伝達される。例えば、超音波振動子６２がＹ軸方向に沿って振動すると、第２の切削ブレード６８には、その径方向に沿う振動が生じる。

スピンドルハウジング５２には、第２の切削ブレード６８の下端部をＹ軸方向で挟む様に一対の第１ノズル（ブレードノズル）６８ｃが設けられている。一対の第１ノズル６８ｃは、切削溝１１ｃ（図８参照）の洗浄時に、第２の切削ブレード６８に純水等の切削液（液体）２３を供給する。

なお、スピンドルハウジング５２には、第１の切削ユニット４０の上面視でＸ軸方向に沿う様に第２の切削ブレード６８の外周部に純水等の切削液（液体）２３を供給する不図示の第２ノズル（シャワーノズル）が設けられている。

図３に戻って、Ｚ軸方向移動板３２の下端部には、スピンドルハウジング５２に隣接する様に撮像ユニット７０が設けられている。撮像ユニット７０は、集光レンズ、イメージセンサ等（いずれも不図示）を有する顕微鏡カメラユニットである。

開口４ｂの後方側には、円形の開口４ｃが形成されている。開口４ｃ内には切削後の被加工物１１を洗浄するためのスピンナ洗浄ユニット７２が配置されている。スピンナ洗浄ユニット７２は、高速で回転可能なスピンナテーブル７４を有する。

スピンナテーブル７４の上方には、上面視でスピンナテーブル７４の回転中心を横切る様にＸＹ平面内で揺動可能な洗浄ノズル７６が設けられている。スピンナ洗浄ユニット７２は、被加工物１１の上面（例えば、表面１１ａ）側を主として洗浄する。

切削装置２は、不図示の筐体を有する。筐体の一側面には、タッチパネル７８が設けられている。タッチパネル７８は、オペレータが切削装置２へ加工条件や所定の指令を入力するための入力装置として機能すると共に、撮像ユニット４８，７０で取得された画像を表示する表示装置として機能する。

切削装置２の各構成要素の動作は、制御ユニット（コントローラ）８０によって制御される。制御ユニット８０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）に代表されるプロセッサ（処理装置）と、メモリ（記憶装置）と、を含むコンピュータを有する。

記憶装置は、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の主記憶装置と、フラッシュメモリ、ハードディスクドライブ、ソリッドステートドライブ等の補助記憶装置と、を含む。

補助記憶装置には、所定のプログラムを含むソフトウェアが記憶されている。このソフトウェアに従いプロセッサ等を動作させることによって、制御ユニット８０の機能が実現される。なお、制御ユニット８０は、上述のモータ制御ユニット５８を制御するサーボコントローラ等も含む。

次に、図１に示すフロー図を、図５から図１０を参照しながら説明する。まず、被加工物ユニット２１をカセット８から搬出し、被加工物ユニット２１をチャックテーブル１４で保持する（保持工程Ｓ１０）。

図５は、保持工程Ｓ１０を示す図である。保持工程Ｓ１０では、ダイシングテープ１７を介して被加工物１１を保持面１４ａで吸引保持すると共に、フレーム１９の四方をクランプユニット１４ｂで挟んで固定する。このとき、表面１１ａ側が上方に露出される。

保持工程Ｓ１０の後、第１の切削ユニット４０を用いて、チャックテーブル１４で吸引保持された被加工物１１に複数の切削溝１１ｃを形成する（切削溝形成工程Ｓ２０）。図６は、切削溝形成工程Ｓ２０を示す図である。

切削溝形成工程Ｓ２０では、まず、撮像ユニット４８を利用して一の方向に沿う分割予定ライン１３がＸ軸方向と略平行になる様にチャックテーブル１４の向きを回転軸の周りで調整する。

次いで、第１の切削ブレード４６をＸ軸方向においてチャックテーブル１４の外側に配置した状態で、第１の切削ブレード４６を所定の回転数で回転させると共に、第１の切削ブレード４６の下端の位置を、保持面１４ａと裏面１１ｂとの間に配置する。

そして、第１の切削ユニット４０における一対の第１ノズル４６ｃ及び第２ノズル（不図示）からそれぞれ所定の流量で切削液２３を供給しながら、チャックテーブル１４を加工送りする。図７は、切削溝形成工程Ｓ２０を示す拡大断面図である。

一の分割予定ライン１３に沿って切削溝１１ｃを形成した後、Ｙ軸方向に沿って所定量だけ第１の切削ユニット４０を割り出し送りする。その後、同様に、被加工物１１に切削溝１１ｃを形成する。一の方向に沿う全ての分割予定ライン１３に沿って切削溝１１ｃを形成した後、チャックテーブル１４を回転軸の周りに略９０°回転させる。

そして、一の方向と直交する他の方向に沿う全ての分割予定ライン１３に沿って、切削溝１１ｃを形成する。切削溝形成工程Ｓ２０における加工条件は、例えば、次の通りである。

スピンドルの回転数 ：３０，０００ｒｐｍ
加工送り速度 ：３０ｍｍ／ｓ
一対の第１ノズルからの切削液の流量：０．５Ｌ／ｍｉｎ
第２ノズルからの切削液の流量 ：０．２Ｌ／ｍｉｎ

切削溝形成工程Ｓ２０において被加工物１１を複数のチップ（不図示）に分割した後、各切削溝１１ｃを洗浄する（洗浄工程Ｓ３０）。図８は、洗浄工程Ｓ３０を示す図であり、図９は、洗浄工程Ｓ３０を示す拡大断面図である。

洗浄工程Ｓ３０では、チャックテーブル１４で吸引保持された被加工物１１の切削溝１１ｃに切削液２３を供給すると共に、第２の切削ブレード６８を所定の回転数で回転させながらチャックテーブル１４を加工送りする。これにより、被加工物１１を切削することなく第２の切削ブレード６８を切削溝１１ｃ内において各切削溝１１ｃのＸ軸方向の一端から他端まで移動させる。

洗浄工程Ｓ３０では、第２の切削ブレード６８に超音波振動を付与する。超音波振動子６２からスピンドル５４を介して第２の切削ブレード６８に超音波振動が伝達されると、第２の切削ブレード６８は、その径方向に沿って振動する。

特に、洗浄工程Ｓ３０では、第２の切削ブレード６８に超音波振動を付与すると共に、第２の切削ブレード６８に付与する周波数を所定の範囲で変化させながら、切削溝１１ｃ内において各切削溝１１ｃのＸ軸方向の一端から他端まで第２の切削ブレード６８を移動させる。

第２の切削ブレード６８は所定の固有振動数（例えば、４１ｋＨｚ）を有する。洗浄工程Ｓ３０では、この固有振動数を含む所定の周波数の範囲で、第２の切削ブレード６８に付与する周波数を変化させる。

本実施形態の信号発生部６６は、周波数変調により、第２の切削ブレード６８に付与する周波数を４０．９ｋＨｚ以上４１．１ｋＨｚ以下の範囲（即ち、第２の切削ブレード６８の固有振動数である４１ｋＨｚを含む４１ｋＨｚ±１００Ｈｚの範囲）で周期的に増減させる。

図１０は、第２の切削ブレード６８の振幅の時間変化の一例を示すグラフである。図１０において、横軸は時間であり、縦軸は第２の切削ブレード６８の振幅である。

図１０に示す例では、時間ｔ_１，ｔ_３，ｔ_５…において第２の切削ブレード６８が固有振動数に対応する周波数（４１ｋＨｚ）で振動し、第２の切削ブレード６８の振幅が極大となる。これに対して、時間ｔ_０，ｔ_２，ｔ_４，ｔ_６…では、第２の切削ブレード６８が４１ｋＨｚ±１００Ｈｚで振動し、第２の切削ブレード６８の振幅は極小となる。

より具体的には、第２の切削ブレード６８に付与される周波数は、４１．１ｋＨｚ（ｔ_０）、４１．０ｋＨｚ（ｔ_１）、４０．９ｋＨｚ（ｔ_２）、４１．０ｋＨｚ（ｔ_３）、４１．１ｋＨｚ（ｔ_４）…と、周期的に変化する。

なお、上述のファンクションジェネレータは、１２０×１０^６Ｓ／ｓ（Sample per second）のレートで周波数を変調できるので、ｔ_０ｔ_１間、ｔ_１ｔ_２間、ｔ_２ｔ_３間…等の各時間の間においても、第２の切削ブレード６８に付与される周波数は段階的に変化している。

第２の切削ブレード６８の振幅の包絡線と略同じ形状の波を、図１０において破線で示す。破線で示す様に、第２の切削ブレード６８には、超音波振動に比べて十分に低い周波数の低周波振動が超音波振動と複合的に生じる。低周波振動の周波数は、例えば、１００Ｈｚであり、このとき周期（即ち、時間ｔ_０からｔ_４までの時間）は、０．０１ｓとなる。

第２の切削ブレード６８の超音波振動と低周波振動とで、第２の切削ブレード６８と切削溝１１ｃとの間にある切削液２３が振動し、切削溝１１ｃの底部及び側壁に付着している切削屑は、底部及び側壁から剥離される。

それゆえ、超音波振動により比較的小さいサイズの切削屑を除去できると共に、低周波振動で比較的大きなサイズの切削屑も除去できる。従って、所定の周波数の超音波振動のみを付与した切削ブレードで切削溝１１ｃを洗浄する場合に比べて、切削溝１１ｃに付着する切削屑の量を低減できる。

なお、比較的小さいサイズの切削屑とは、例えば、シリコン単結晶基板の切粉である。これに対して、比較的大きなサイズの切削屑とは、例えば、被加工物１１に貼り付けられたダイシングテープ１７の屑（即ち、テープ屑）や、テープ屑及び切削屑の混合物である。

なお、第２の切削ブレード６８の固有振動数は４１ｋＨｚに限定されない。固有振動数は、切削ブレードに応じて適宜定められる。また、周波数の所定の範囲は、発生させる低周波の周波数に応じて定めることができる。

例えば、洗浄工程Ｓ３０で発生させる低周波を、５０Ｈｚ以上１５０Ｈｚ以下の所定値とすることもできる。低周波の周波数を５０Ｈｚにする場合、第２の切削ブレード６８に付与する周波数の所定の範囲を、例えば、４０．９５ｋＨｚ以上４１．０５ｋＨｚ以下の範囲（即ち、４１ｋＨｚ±５０Ｈｚの範囲）を５０Ｈｚで周期的に増減させる。

同様に、低周波の周波数を１５０Ｈｚにする場合、第２の切削ブレード６８に付与する周波数の所定の範囲を、例えば、４０．８５ｋＨｚ以上４１．１５ｋＨｚ以下の範囲（即ち、４１ｋＨｚ±１５０Ｈｚの範囲）を１５０Ｈｚで周期的に増減させる。

なお、洗浄工程Ｓ３０における他の加工条件は、例えば、次の通りである。

スピンドルの回転数 ：３０，０００ｒｐｍ
加工送り速度 ：１０ｍｍ／ｓ
一対の第１ノズルからの切削液の流量：１．０Ｌ／ｍｉｎ
第２ノズルからの切削液の流量 ：１．０Ｌ／ｍｉｎ

特に、洗浄工程Ｓ３０では、切削液２３の流量を切削溝形成工程Ｓ２０での切削液２３の流量よりも高くする。これにより、切削溝１１ｃを切削液２３で確実に充填できるので、切削溝１１ｃに切削液２３が充填されていない場合に比べて、超音波振動を切削屑へ確実に伝達できる。

更に、洗浄工程Ｓ３０では、加工送り速度を切削溝形成工程Ｓ２０に比べて低くする。これにより、切削溝形成工程Ｓ２０と同じとする場合に比べて、洗浄効果を高めることができる。洗浄工程Ｓ３０の後、被加工物ユニット２１は、スピンナ洗浄ユニット７２へ搬送される。

スピンナ洗浄ユニット７２で、各チップの表面１１ａ側を洗浄した後、被加工物ユニット２１をカセット８へ搬送し、一連の加工工程が終了する。次に、図１１（Ａ）から（Ｆ）を参照し、洗浄工程Ｓ３０での実験結果を説明する。

図１１（Ａ）及び（Ｂ）は、第２の切削ブレード６８に超音波振動を付与せずに切削溝１１ｃを洗浄したときの切削溝１１ｃの一部における底部の画像である。スピンドル５４の回転数、加工送り速度及び切削液２３の流量は、洗浄工程Ｓ３０で記載した加工条件と同じとした。

図１１（Ｃ）及び（Ｄ）は、第２の切削ブレード６８に所定の周波数の超音波振動を付与して切削溝１１ｃを洗浄したときの切削溝１１ｃの一部における底部の画像である。所定の周波数は、４１ｋＨｚとしたが、周波数を変化させず固定とした。スピンドル５４の回転数、加工送り速度及び切削液２３の流量は、洗浄工程Ｓ３０で記載した加工条件と同じとした。

図１１（Ｅ）及び（Ｆ）は、第２の切削ブレード６８に超音波振動を付与すると共に超音波の周波数を所定の範囲で変化させながら洗浄工程Ｓ３０を行ったときの切削溝１１ｃの一部における底部の画像である。

洗浄後に、表面１１ａ側に配置された光源から被加工物１１に可視光を照射し、ダイシングテープ１７側に配置された可視光用の顕微鏡カメラユニット（不図示）で切削溝１１ｃ及びダイシングテープ１７を通過した透過光を撮像することで、各画像を得た。

図１１（Ａ）、（Ｃ）、（Ｅ）の各々は、複数の分割予定ライン１３のうち一の方向に沿う１つの分割予定ライン１３（以下、便宜的に、第１ストリートと称する）に形成された切削溝１１ｃの一部の画像である。

また、図１１（Ｂ）、（Ｄ）、（Ｆ）の各々は、複数の分割予定ライン１３のうち一の方向と直交する他の方向に沿う１つの分割予定ライン１３（以下、便宜的に、第２ストリートと称する）に形成された切削溝１１ｃの一部の画像である。

図１１（Ａ）から（Ｅ）において、濃い色の領域は、ダイシングテープ１７に付着する態様で切削屑が残存している領域である。これに対して、淡い色の領域は、切削屑が除去され、残存していない領域である。

図１１（Ａ）から（Ｅ）の各々において、画像の面積は同じであるが、画像全体の面積における淡い色の領域の面積（以下、単に、除去面積比率）は異なった。表１に、図１１（Ａ）から（Ｅ）と、除去面積比率と、を記載する。

図１１（Ｅ）及び（Ｆ）では、図１１（Ａ）及び（Ｂ）に比べて除去面積比率が４倍から５倍程度となり、図１１（Ｃ）及び（Ｄ）に比べて除去面積比率が２倍から３倍程度となった。この様に、洗浄工程Ｓ３０での超音波振動及び低周波振動は、切削屑の洗浄に効果的であった。

なお、図１１（Ａ）から（Ｆ）に示す実験結果では、切削溝１１ｃの底部に位置するダイシングテープ１７の粘着層から除去された切削屑の量を相対的に評価しているが、切削溝１１ｃの両側面からは、底部に比べて更に多くの切削屑が除去されると推測される。

（第２の実施形態）次に、図１２を参照し、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態では、周波数変調に代えてスイープ処理（即ち、周波数掃引）により、第２の切削ブレード６８に付与する周波数を周期的に増減させる。

図１２は、第２の実施形態に係る洗浄工程Ｓ３０での周波数の時間変化の一例を説明するグラフである。図１２において、横軸は時間であり、縦軸は超音波振動子６２へ入力される振動数（ｋＨｚ）である。

本実施形態では、第２の切削ブレード６８の固有振動数（４１ｋＨｚ）を中央値として、４０．９ｋＨｚ以上４１．１ｋＨｚ以下（即ち、４１±０．１ｋＨｚの範囲）において、４０ｋＨｚ／ｓの速度で周波数を掃引する。

これにより、第２の切削ブレード６８に付与する周波数を周期的に増減させる。図１２の時間ｔ_１，ｔ_３，ｔ_５では、図１０の時間ｔ_１，ｔ_３，ｔ_５に示す様に、第２の切削ブレード６８の振幅が極大となる。

第２の実施形態でも、所定の周波数の超音波振動のみを付与した切削ブレードで切削溝１１ｃを洗浄する場合に比べて、切削溝１１ｃに付着する切削屑の量を低減できる。なお、周波数掃引の態様は、図１２に示す三角波に限定されない。例えば、掃引速度２０ｋＨｚ／ｓのノコギリ波としてもよい。

（第１変形例）次に、第２の切削ユニット５０の各種の変形例について説明する。図１３（Ａ）は、第１変形例に係る切削溝洗浄ユニット９０の側面図である。切削溝洗浄ユニット９０は、Ｚ軸方向移動板３２に固定された円筒状のスピンドルハウジング９２を有する。

スピンドルハウジング９２の長手方向は、Ｚ軸方向に略平行に配置されている。スピンドルハウジング９２には、円柱状のスピンドル（不図示）の一部が回転可能に収容されている。スピンドルの長手方向は、Ｚ軸方向に略平行に配置されている。

スピンドルには、上述の回転駆動源５６及び超音波振動子６２が連結されている（図４参照）。スピンドルの下端部には、エンドミル（棒状の挿入部材）９４が連結されている。超音波振動子６２を振動させることにより、エンドミル９４には超音波振動が付与される。

図１３（Ｂ）はエンドミル９４の拡大斜視図である。エンドミル９４の径９４ａは、切削溝１１ｃの幅よりも小さい。エンドミル９４の径９４ａは、例えば、５０μｍであるが、５０μｍより小さくてもよい。

エンドミル９４を用いて切削溝１１ｃを洗浄するときには、スピンドルを動作させてエンドミル９４を回転させると共に純水等の液体（不図示）を切削溝１１ｃに供給しながら、切削溝１１ｃ内において各切削溝１１ｃのＸ軸方向の一端から他端までエンドミル９４を移動させる。

特に、エンドミル９４に超音波振動を付与すると共に、エンドミル９４に付与する周波数を所定の範囲で変化させながら、被加工物１１に対して相対的にエンドミル９４をＸ軸方向に沿って移動させる。これにより、切削溝１１ｃとエンドミル９４との間にある液体を振動させて、切削溝１１ｃを洗浄する。

なお、エンドミル９４に超音波振動を付与することができれば、エンドミル９４は必ずしも回転させなくてもよい。

（第２変形例）切削溝洗浄ユニット９０は、エンドミル９４に代えて、角柱状の挿入部材（棒状の挿入部材）９６が装着されてもよい。図１３（Ｃ）は、第２変形例に係る挿入部材９６を示す拡大斜視図である。

挿入部材９６の横幅９６ａは、切削溝１１ｃの幅よりも小さい。挿入部材９６の横幅９６ａは、例えば、５０μｍであるが、５０μｍより小さくてもよい。洗浄工程Ｓ３０では、挿入部材９６の長手方向はＺ軸方向と略平行に配置される。

このとき、挿入部材９６の横幅方向は、Ｙ軸方向と略平行に配置され、挿入部材９６の縦幅９６ｂに沿う縦幅方向は、Ｘ軸方向と略平行に配置される。第２変形例では、スピンドルを動作させずに純水等の液体（不図示）を切削溝１１ｃに供給しながら、切削溝１１ｃ内において各切削溝１１ｃのＸ軸方向の一端から他端まで挿入部材９６を移動させる。

特に、挿入部材９６に超音波振動を付与すると共に、挿入部材９６に付与する周波数を所定の範囲で変化させながら、被加工物１１に対して相対的に挿入部材９６をＸ軸方向に沿って移動させる。これにより、切削溝１１ｃと挿入部材９６との間にある液体を振動させて、切削溝１１ｃを洗浄する。

（第３変形例）切削溝洗浄ユニット９０は、エンドミル９４に代えて、薄板状の挿入部材（板状の挿入部材）９８が装着されてもよい。図１３（Ｄ）は、第３変形例に係る挿入部材９８を示す拡大斜視図である。

挿入部材９８の横幅９８ａは、切削溝１１ｃの幅よりも小さい。挿入部材９８の横幅９８ａは、例えば、５０μｍであるが、５０μｍより小さくてもよい。洗浄工程Ｓ３０では、挿入部材９８の長手方向はＺ軸方向と略平行に配置される。

このとき、挿入部材９８の横幅方向は、Ｙ軸方向と略平行に配置され、挿入部材９８の縦幅９８ｂに沿う縦幅方向は、Ｘ軸方向と略平行に配置される。縦幅９８ｂは、横幅９８ａよりも大きく、例えば、横幅９８ａの２倍以上である。

第３変形例でも、スピンドルを動作させずに純水等の液体（不図示）を切削溝１１ｃに供給しながら、切削溝１１ｃ内において各切削溝１１ｃのＸ軸方向の一端から他端まで挿入部材９８を移動させる。

特に、挿入部材９８に超音波振動を付与すると共に、挿入部材９８に付与する周波数を所定の範囲で変化させながら、被加工物１１に対して相対的に挿入部材９８をＸ軸方向に沿って移動させる。これにより、切削溝１１ｃと挿入部材９８との間にある液体を振動させて、切削溝１１ｃを洗浄する。

その他、上述の実施形態に係る構造、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。例えば、切削溝形成工程Ｓ２０及び洗浄工程Ｓ３０を行う具体的態様は、上述の例に限定されない。

切削溝形成工程Ｓ２０において全ての第１ストリートを切削した後、洗浄工程Ｓ３０において全ての第１ストリートに対応する切削溝１１ｃを洗浄し、次いで、切削溝形成工程Ｓ２０に戻り全ての第２ストリートを切削した後、洗浄工程Ｓ３０において全ての第２ストリートに対応する切削溝１１ｃを洗浄することもできる。

また、上述の洗浄工程Ｓ３０では、板状又は棒状の挿入部材に付与する周波数を、当該挿入部材の固有振動数を含む所定の範囲で変化させるとした。しかし、当該挿入部材に超音波振動を付与した状態で振動の周波数を所定の範囲で変化させて低周波振動を発生させることができれば、所定の範囲には当該挿入部材の固有振動数が必ずしも含まれなくてもい。

２：切削装置、４：基台、４ａ，４ｂ，４ｃ：開口
６：カセット支持台、８：カセット、１０：テーブルカバー、１２：カバー部材
１１：被加工物、１１ａ：表面、１１ｂ：裏面、１１ｃ：切削溝、１３：分割予定ライン
１４：チャックテーブル、１４ａ：保持面、１４ｂ：クランプユニット
１５：デバイス、１７：ダイシングテープ、１９：フレーム、２１：被加工物ユニット
１６：支持構造、１８：Ｙ軸方向移動ユニット、２０：Ｙ軸ガイドレール
２２ａ，２２ｂ：Ｙ軸方向移動板、２４ａ，２４ｂ：ねじ軸、２６：第２駆動源
２３：切削液（液体）
２８ａ，２８ｂ：Ｚ軸方向移動ユニット、３０：Ｚ軸ガイドレール
３２：Ｚ軸方向移動板、３４：ねじ軸、３６：第３駆動源
４０：第１の切削ユニット、４２：スピンドルハウジング、４４：スピンドル
４６：第１の切削ブレード、４６ａ：受けフランジ、４６ｂ：押えフランジ
４６ｃ：第１ノズル、４８：撮像ユニット
５０：第２の切削ユニット、５２：スピンドルハウジング、５４：スピンドル
５６：回転駆動源、５６ａ：ロータ、５６ｂ：ステータ
５８：モータ制御ユニット、６０：電源、６２：超音波振動子
６４：ロータリートランス、６６：信号発生部
６８：第２の切削ブレード（板状の挿入部材）
６８ａ：受けフランジ、６８ｂ：押えフランジ
６８ｃ：第１ノズル、７０：撮像ユニット
７２：スピンナ洗浄ユニット、７４：スピンナテーブル、７６：洗浄ノズル
７８：タッチパネル、８０：制御ユニット
９０：切削溝洗浄ユニット、９２：スピンドルハウジング
９４：エンドミル（棒状の挿入部材）、９４ａ：径
９６：挿入部材（棒状の挿入部材）、９６ａ：横幅、９６ｂ：縦幅
９８：挿入部材（板状の挿入部材）、９８ａ：横幅、９８ｂ：縦幅
Ｓ１０：保持工程、Ｓ２０：切削溝形成工程、Ｓ３０：洗浄工程

Claims (4)

1. 被加工物の加工方法であって、
   チャックテーブルで該被加工物を保持する保持工程と、
   該チャックテーブルで保持された該被加工物に液体を供給しながら第１の切削ブレードで該被加工物に切削溝を形成する切削溝形成工程と、
   該第１の切削ブレードの厚さよりも薄い厚さを有する板状又は棒状の挿入部材に超音波振動を付与すると共に該挿入部材に付与する周波数を所定の範囲で変化させながら、且つ、該チャックテーブルで保持された該被加工物に液体を供給しながら、該挿入部材を該切削溝内において移動させることにより、該挿入部材と該切削溝との間にある該液体を振動させて、該切削溝を洗浄する洗浄工程と、
   を備えることを特徴とする被加工物の加工方法。
2. 該洗浄工程では、該挿入部材に付与する周波数を周波数変調又はスイープ処理により周期的に増減させることで、５０Ｈｚ以上１５０Ｈｚ以下の低周波で該液体を振動させることを特徴とする請求項１に記載の被加工物の加工方法。
3. 該洗浄工程では、該挿入部材の固有振動数を含む該所定の範囲で該挿入部材に付与する周波数を変化させることを特徴とする請求項２に記載の被加工物の加工方法。
4. 板状の該挿入部材は、該第１の切削ブレードよりも薄い厚さを有する第２の切削ブレードであり、
   該洗浄工程では、該第２の切削ブレードを所定の回転軸の周りで回転させながら、該切削溝内において該第２の切削ブレードを移動させることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の被加工物の加工方法。

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