JP4749801B2 - イオン交換樹脂を備えた切削装置 - Google Patents

Description

本発明は、被加工物を切削する際に切削水を使用する切削装置に関するものである。

高速回転する切削ブレードを半導体ウェーハ等の被加工物に切り込ませて切削を行う切削装置においては、切削ブレードと被加工物とを冷却するために、切削水が使用されている。

被加工物の腐食を防止するために、切削水としては、一般的には純水が用いられるが、切削水に不純物が混入されていても、ＳｉＣウェーハ等の不純物の影響を受けない材質によって被加工物が形成されている場合は、安価な市水が切削水として使用される場合もある（例えば特許文献１参照）。

特開平１０−４１２５７号公報

しかし、市水にはＣｌ⁻等の陰イオンが含まれるため、切削水として市水を使用すると、被加工物には悪影響を及ぼさない場合でも、切削装置を構成する切削ブレードが電鋳ブレードである場合は、電鋳により構成された切り刃部が腐食して磨耗が速くなり、寿命が短くなるという問題がある。

一方、切削水として純水を使用すれば、純水には陰イオンが含まれないため、切り刃部の磨耗を促進してしまうことはないが、純水は導電性が低いため、切削時に静電気が発生しやすく、その静電気が被加工物に帯電して当該被加工物にコンタミネーションが付着し、当該被加工物の品質を低下させるという問題がある。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、切削水の導電性を低下させないこと及び電鋳ブレードの切り刃部が腐食し磨耗が速くなるのを防止することである。

本発明は、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、切削ブレードと被加工物とに切削水を吐出するノズルを含む切削水供給手段とを少なくとも備えた切削装置に関するもので、切削水供給手段が、切削水を蓄える水源とノズルとの間にイオン交換樹脂を介在させ、水源から流出する切削水がイオン交換樹脂を介してノズルに供給される構成とし、水源に蓄えられた切削水は市水であり、切削ブレードは、電気メッキにより砥粒を金属によって固めて形成された切り刃部を有する電鋳ブレードであることを特徴とする。

イオン交換樹脂としては、切削水に含まれる陰イオンを炭酸イオンに交換する陰イオン交換樹脂が一例として挙げられる。陰イオンとしては、例えば塩化物イオンがある。

本発明では、水源とノズルとの間にイオン交換樹脂を介在させたため、イオン交換樹脂において、水源に蓄えられている切削水に含まれる陰イオンが除去され、切削ブレードと被加工物とに供給されるようになる。したがって、切削ブレードの切り刃部の磨耗が速くなるのを防止することができる。

図１に示す切削装置１は、チャックテーブル２に保持された被加工物を切削手段３によって切削する装置である。例えばウェーハＷを切削する場合は、ウェーハＷがテープＴを介してフレームＦと一体になった状態でウェーハカセット４に複数収容される。

ウェーハカセット４の−Ｙ方向側には、ウェーハカセット４から切削前のウェーハＷを搬出すると共に切削済みのウェーハをウェーハカセット４に収納する機能を有する搬出入手段５が配設されている。ウェーハカセット４と搬出入手段５との間には、フレームＦに支持されたウェーハＷが一時的に載置される仮置き領域６が設けられており、ウェーハカセット６から搬出されたウェーハＷは、仮置き領域６に載置される。

ウェーハカセット４から搬出され仮置き領域６に載置されたウェーハＷは、フレームＦと一体になった状態で搬送手段７によって保持され、その旋回によってチャックテーブル２に搬送される。

チャックテーブル２は、Ｘ軸方向に移動可能であると共に回転可能に構成されており、テープＴを介してウェーハＷを保持する。チャックテーブル２のＸ軸方向の移動経路の上方には、撮像部８０によりウェーハを撮像して切削すべき領域を検出するアライメント手段８が配設されている。チャックテーブル２に保持されたウェーハＷは、チャックテーブル２の＋Ｘ方向の移動により撮像部８０の直下に移動し、撮像部８０によってその表面が撮像され、アライメント手段８によって切削すべき領域が検出される。その後、チャックテーブル２が更に＋Ｘ方向に移動し、ウェーハＷが切削手段３の作用を受ける。

切削手段３においては、図２に示すように、ハウジング３０によって回転可能に支持されたスピンドル３１の先端部に切削ブレード３２が装着されてナット３３によって固定されており、切削ブレード３２はブレードカバー３４によって覆われている。

図３に示すように、切削ブレード３２は、切り刃部３２ａが母体金属３２ｂの外周側に固着されて構成されている。切削ブレード３２が電鋳ブレードである場合は、ダイヤモンド等からなる砥粒がニッケル等の金属のメッキ材によって電気めっきされて切り刃部３２ａが構成される。切削ブレード３２としては、ダイヤモンド等からなる砥粒がレジンボンド等のボンド材によって固められて切り刃部３２ａが構成されるタイプのものもある。

図２に戻って説明すると、ブレードカバー３４の下部には、切削ブレード３２の切り刃部３２ａとウェーハＷとの接触部に向けて切削水を吐出するノズル３５が設けられている。このノズル３５は、切削ブレード３２の前面側に位置しており、ノズル３５には、ブレードカバー３４の上部に設けられた切削水流入口３６から流入する切削水が供給される。なお、図２においては図示していないが、切削ブレード３２の後面側にも同様のノズルが配設されており、そのノズルには切削水流入口３７から流入する切削水が供給される。

切削水流入口３６、３７は、イオン交換樹脂３８を介して水源３９に連結されている。水源３９には切削水が蓄えられており、水源３９から流出する切削水は、イオン交換樹脂３８を介してノズル３５に供給される。切削水としては、市水または純水が用いられる。

イオン交換樹脂３８には、陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂とがある。イオン交換樹脂３８が陰イオン交換樹脂であり、切削水として市水が使用される場合は、イオン交換樹脂３８において、市水に含まれる陰イオンを除去する。除去された陰イオンは、例えば炭酸イオン（ＣＯ_３ ^２−）に交換される。市水に含まれる陰イオンとしては、例えば塩化物イオン（Ｃｌ⁻）がある。イオン交換樹脂３８としては、例えば、三菱化学株式会社のダイヤイオンＳＡＴ１０ＣＴや、住化ケムテックス株式会社のスミカイオンＡ１１６ＣＯ_３を使用することができる。ノズル３５とイオン交換樹脂３８と水源３９とで切削水供給手段が構成される。

図１に示したアライメント手段８によってウェーハＷの切削すべき領域が検出された後、チャックテーブル２と共にウェーハＷがＸ軸方向に移動しながら、切削ブレード３２の高速回転を伴って切削手段３が下降すると、アライメント手段８によって検出された領域に切削ブレード３２の切り刃部３２ａが切り込んで切削が行われる。切削中は、ノズル３５からウェーハＷ及び切削ブレード３２に対して切削水が供給される。また、切削手段３をＹ軸方向にインデックス送りしながらウェーハＷをＸ軸方向に往復移動させ、更にチャックテーブル２を９０度回転させてから同様の切削を行うと、ウェーハＷが縦横に切削されて個々のデバイスに分割される。

水源３９に蓄えられた切削水が市水である場合は、その中にＣｌ⁻、ＮＯ_３ ^２−、ＳＯ_４ ^２−等の陰イオンが含まれているが、イオン交換樹脂３８において陰イオン、特に電鋳ブレードの切り刃部を腐食させる塩化物イオン（Ｃｌ⁻）が除去されるため、切削ブレード３２が電鋳ブレードである場合には、切り刃部３２ａが腐食するのを防止することができる。具体的には、市水をそのまま切削水として使用する場合と比較して、切削ブレード３２の寿命が１．５倍になることが確認された。

一方、水源３９に蓄えられた切削水が純水である場合は、イオン交換樹脂３８を通すことにより、比抵抗値が１．０ＭΩから０．３ＭΩに低下することが確認された。したがって、切削水の導電性が増し、高速回転する切削ブレード３２と被加工物との間に生じる静電気を低下させることができ、被加工物の品質が低下するのを防止することができる。例えば、切削ブレード３２における切り刃部３２ａがレジンボンド材によって構成されている場合は、腐食の問題は生じないが、純水をイオン交換樹脂３８に通すことにより、導電性を向上させ、被加工物へのコンタミネーションの付着を防止することができる。

ダイヤモンド砥粒をニッケルめっきで固めて切り刃部が構成される電鋳ブレードを用い、下記２つの条件にて、それぞれＳｉＣウェーハに形成されたストリートを総距離で１０ｍ切削し、切り刃部の磨耗量を計測した。

（条件１）：イオン交換樹脂を用いずに市水をそのまま切削水として使用。
（条件２）：図２の構成で、イオン交換樹脂を通した市水を切削水として使用。

条件１における計測の結果、切り刃部の磨耗量は２４［μｍ］であった。一方、条件２における計測では、切り刃部の磨耗量は１５μｍであった。

切削装置の一例を示す斜視図である。 切削手段及び切削水供給手段の構成の一例を示す斜視図である。 切削ブレードの一例を示す斜視図である。

符号の説明

１：切削装置
２：チャックテーブル
３：切削手段
３０：ハウジング ３１：スピンドル
３２：切削ブレード ３３：ナット
３２ａ：切り刃部 ３２ｂ：母体金属
３４：ブレードカバー ３５：ノズル ３６，３７：切削水流入口
３８：イオン交換樹脂 ３９：水源
４：ウェーハカセット ５：搬出入手段 ６：仮置き領域 ７：搬送手段
８：アライメント手段
８０：撮像部

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、該切削ブレードと該被加工物とに切削水を吐出するノズルを含む切削水供給手段とを少なくとも備えた切削装置であって、
   該切削水供給手段は、切削水を蓄える水源と該ノズルとの間にイオン交換樹脂を介在させ、該水源から流出する切削水が該イオン交換樹脂を介して該ノズルに供給される構成とし、
   該水源に蓄えられた切削水は市水であり、
   該切削ブレードは、電気メッキにより砥粒を金属によって固めて形成された切り刃部を有する電鋳ブレードである
   切削装置。
2. 前記イオン交換樹脂は、前記切削水に含まれる陰イオンを炭酸イオンに交換する陰イオン交換樹脂である請求項１に記載の切削装置。
3. 前記陰イオンは塩化物イオンである請求項２に記載の切削装置。

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