JP6227985B2

JP6227985B2 - 切削装置

Info

Publication number: JP6227985B2
Application number: JP2013245720A
Authority: JP
Inventors: 芳昭清水; 滋服部
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2013-11-28
Filing date: 2013-11-28
Publication date: 2017-11-08
Anticipated expiration: 2033-11-28
Also published as: JP2015100909A

Description

本発明は、切削水を供給しながらウエーハを切削する切削装置に関する。

切削装置では、切削ブレードを挟んで対向配置された一対の切削ノズルから切削ブレードに切削水が噴射されると共に、切削方向の前方に配置されたシャワーノズルからウエーハの上面に切削水が噴射される。切削ブレードに切削水が噴射されることで、切削ブレードとウエーハとの間に生じる切削時の摩擦熱が抑えられている。また、切削方向の前方側からウエーハの表面にシャワー状の切削水が噴射されることで、切削時に生じる微細な切削屑が洗い流されて、切削水中に含まれる切削屑等の不純物がウエーハの表面に付着することが防止されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−１８７８４９号公報

特許文献１の切削装置においては、切削ノズルやシャワーノズルから噴射される切削水の流量を増加させることで、切削水中の不純物をウエーハの表面に更に付着させ難くすることができる。しかしながら、切削水の流量を増加させると、切削によって小片化されたチップが切削水の勢いによって吹き飛ばされてしまうという問題があり、ウエーハの表面に対する不純物の付着を効果的に防止することができなかった。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、切削水の流量を増加させることなく、ウエーハの表面に対する切削水中の不純物の付着を効果的に防止できる切削装置を提供することを目的とする。

本発明の切削装置は、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るウエーハを切削する切削手段と、該切削手段による切削に用いる切削水を供給する切削水供給手段と、を少なくとも備える切削装置であって、該切削水供給手段からウエーハの上面に供給された該切削水によって電気的に接続されるように、該チャックテーブルを囲繞し該チャックテーブルを挟んで対峙して配設されたプラス電極とマイナス電極と、該プラス電極と該マイナス電極とを通電させる電源部と、を備え、該切削水供給手段にて供給される該切削水によって該プラス電極と該マイナス電極とを接続させ、該電源部にて該プラス電極と該マイナス電極とを通電させ該チャックテーブルに保持されるウエーハの表面に在る該切削水に含まれる不純物を該プラス電極及びマイナス電極の少なくとも一方に付着させることを特徴とする。
また本発明の他の切削装置は、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るウエーハを切削する切削手段と、該切削手段による切削に用いる切削水を供給する切削水供給手段と、を少なくとも備える切削装置であって、該切削水供給手段からウエーハの上面に供給された該切削水によって電気的に接続されるように、該チャックテーブルを囲繞して配設されたプラス電極と該チャックテーブルに配設されたマイナス電極と、該プラス電極と該マイナス電極とを通電させる電源部と、を備え、該切削水供給手段にて供給される該切削水によって該プラス電極と該マイナス電極とを接続させ、該電源部にて該プラス電極と該マイナス電極とを通電させ該チャックテーブルに保持されるウエーハの表面に在る該切削水に含まれる不純物を該プラス電極及びマイナス電極の少なくとも一方に付着させることを特徴とする。

この構成によれば、ウエーハの表面に供給された切削水には、ウエーハの切削時に生じた不純物がプラス又はマイナスに帯電された状態で含まれている。このため、プラス電極とマイナス電極とを切削水を介して通電することで、マイナスに帯電された不純物がプラス電極側に引き寄せられ、プラスに帯電された不純物がマイナス電極側に引き寄せられる。このように、電気泳動によって切削水中の不純物をプラス電極又はマイナス電極に付着させて、ウエーハの表面に対する不純物の付着を防止することができる。また、強い水流を必要しないため、切削によって小片化されたチップが水流によって飛ばされることがない。

本発明によれば、切削水を介してプラス電極とマイナス電極を通電させて、切削水中の不純物を電気泳動させることで、切削水の流量を増加させることなく、ウエーハの表面に対する不純物の付着を効果的に防止できる。

第１の実施の形態に係る切削装置の斜視図である。第１の実施の形態に係る切削装置による切削加工の説明図である。図２の部分拡大図である。第２の実施の形態に係る切削装置による切削加工の説明図である。第３の実施の形態に係る切削装置による切削加工の説明図である。

以下、添付図面を参照して、第１の実施の形態に係る切削装置について説明する。図１は、第１の実施の形態に係る切削装置の斜視図である。なお、図１においては、主にチャックテーブルの周辺構成についてのみ図示しており、その他の構成については記載を省略している。また、本実施の形態に係る切削装置は、図１に示す構成に限定されない。切削装置は、切削屑等の切削水中の不純物に電気泳動を起こさせる構成であれば、どのように構成されてもよい。

図１に示すように、切削装置１は、切削水３５（図２参照）を供給しながら切削ブレード２５でウエーハＷを切削する際に、切削時に生じた切削水３５中の不純物３６（図２参照）を電気泳動によってウエーハＷの表面３１から除去するように構成されている。ウエーハＷは、略円板状に形成されており、表面３１が不図示の分割予定ラインによって複数の領域に区画されている。分割予定ラインで区画された各領域には、ＩＣ、ＬＳＩ等の各種デバイスが形成されている。ウエーハＷの裏面３２（図２参照）には保護テープＴが貼着されている。

なお、ウエーハＷは、シリコン、ガリウムヒ素等の半導体ウエーハでもよいし、セラミック、ガラス、サファイア等の光デバイスウエーハでもよい。また、保護テープＴは、例えば、シート状のＰＥＴ（polyethylene terephthalate）でもよい。

切削装置１の基台１１上には、ウエーハＷを保持する円形状のチャックテーブル１２が設けられている。チャックテーブル１２の上面には、ポーラスセラミックス材により保持面２１（図２参照）が形成されている。保持面２１は、チャックテーブル１２内の流路を通じて吸引源（不図示）に接続されており、保持面２１上に生じる負圧によって保護テープＴを介してウエーハＷが吸着保持される。また、チャックテーブル１２の周囲には、チャックテーブル１２を挟んで対峙するように円弧状のプラス電極１３とマイナス電極１４が配設されている。プラス電極１３及びマイナス電極１４は、基台１１に立設された柱部２３によってチャックテーブル１２の上面高さ付近で支持されている。

また、プラス電極１３及びマイナス電極１４は、チャックテーブル１２の外縁に対して僅かな隙間Ｌを空けて配置されている。この隙間Ｌは、チャックテーブル１２の外縁から切削水３５を排出させる一方で、排出時の切削水３５によって満たされる程度の大きさに設計されている。このため、チャックテーブル１２上に切削水３５が供給されると、チャックテーブル１２上の切削水３５を通じてプラス電極１３とマイナス電極１４とが電気的に接続される。プラス電極１３及びマイナス電極１４には電源部１５が接続されており、電源部１５によってプラス電極１３とマイナス電極１４とが切削水３５を通じて通電される。

チャックテーブル１２の上方には、チャックテーブル１２に保持されるウエーハＷを切削する切削手段１６が設けられている。切削手段１６の切削ブレード２５は、スピンドルケース２６のスピンドル軸２７の先端に設けられている。切削ブレード２５は、例えば、ダイアモンド砥粒をレジンボンドで固めて円形にしたレジンブレードで構成される。また、切削ブレード２５は、ブレードカバー（不図示）によって周囲が覆われており、ブレードカバーには切削手段１６による切削に用いる切削水３５を供給する切削水供給手段１７（図２参照）が設けられている。切削水供給手段１７は、配管を通じて切削水３５の供給源（不図示）に接続されている。

このように構成された切削装置１では、切削水３５を噴射しながら、高速回転する切削ブレード２５をウエーハＷに切り込ませることより、分割予定ラインに沿ってウエーハＷが切削される。このとき、切削水３５が切削ブレード２５やウエーハＷの表面に供給されることで、切削時に生じる微細な切削屑が不純物３６（図２参照）として切削水３５に混ざり込み、これら不純物３６がウエーハＷの表面３１に付着するおそれがある。本実施の形態に係る切削装置１は、切削水３５中の不純物３６がプラス又はマイナスに帯電することに着目してなされたものであり、切削水３５中の不純物３６に電気泳動を起こさせることで、不純物３６をプラス電極１３及びマイナス電極１４の少なくとも一方に付着させている。

以下、図２及び図３を参照して、第１の実施の形態に係る切削装置による切削加工について説明する。図２は、第１の実施の形態に係る切削装置による切削加工の説明図である。図３は、図２の部分拡大図である。なお、ここでは切削水中の不純物がマイナスに帯電しているものとして説明するが、不純物がプラスに帯電していても同様にしてウエーハ上から不純物を除去することが可能である。

図２及び図３に示すように、チャックテーブル１２の保持面２１には、保護テープＴを介してウエーハＷが保持されている。切削ブレード２５は、ウエーハＷの径方向外側において分割予定ラインに対して切削ブレード２５が位置合わせされ、ウエーハＷの表面３１からの切削ブレード２５の深さ位置がウエーハＷの厚み方向の略中間位置に調整される。そして、切削水供給手段１７から切削水３５が供給されながら、高速回転する切削ブレード２５に対してチャックテーブル１２上のウエーハＷが切削送りされる。これにより、切削ブレード２５によってウエーハＷが切削されて、分割予定ラインに沿ってウエーハＷがハーフカットされる。

このとき、切削水供給手段１７から供給された切削水３５は、ウエーハＷの表面３１に広がって切削水３５の層を形成しながらチャックテーブル１２の外縁に向かって流れている。この切削水３５には、ウエーハＷの切削によって生じた切削屑（ウエーハ粉）が、マイナスに帯電した不純物３６として混在されている。そして、チャックテーブル１２の外縁とプラス電極１３との隙間Ｌが切削水３５で満たされると共に、チャックテーブル１２の外縁とマイナス電極１４との隙間Ｌが切削水３５で満たされる。よって、プラス電極１３とマイナス電極１４とが切削水３５の層を通じて電気的に接続される。

プラス電極１３及びマイナス電極１４が電源部１５によって通電されると、マイナスに帯電した切削水３５中の不純物３６がプラス電極１３に向かって電気泳動する。これにより、ウエーハＷの表面３１に在る切削水３５中の不純物３６がプラス電極１３に吸着され、ウエーハＷに対する不純物３６の付着が防止される。なお、ここでは、ウエーハＷが切削ブレード２５でハーフカットされる構成について説明したが、ウエーハＷが表面３１から保護テープＴまで切り込まれてフルカットされてもよい。この場合、保護テープＴの切削屑もマイナスに帯電されるため、プラス電極１３に付着させることができる。

また、本実施の形態では、チャックテーブル１２が矢印方向に切削送りされるため、切削ブレード２５がプラス電極１３側からマイナス電極１４側にウエーハＷに対して相対的に動かされている。さらに、切削ブレード２５の前方、すなわちマイナス電極１４側からプラス電極１３側に向けて切削水３５が供給されている。よって、切削ブレード２５の後方で生じた不純物３６は切削水３５に巻き込まれてプラス電極１３側に流されている。このように切削ブレード２５の後方にプラス電極１３を配置することで、マイナスに帯電した不純物３６をプラス電極１３に付着させ易くして、ウエーハＷの表面３１から効率的に切削水３５中の不純物３６を除去している。

以上のように、第１の実施の形態に係る切削装置１によれば、ウエーハＷの表面３１に供給された切削水３５には、ウエーハＷの切削時に生じた不純物３６がマイナスに帯電された状態で含まれている。このため、プラス電極１３とマイナス電極１４とを切削水３５を介して通電することで、不純物３６がプラス電極側に引き寄せられてプラス電極１３に付着され、ウエーハＷの表面３１に対する不純物３６の付着が防止される。また、強い水流を必要しないため、切削によって小片化された場合でも、チップが水流によって飛ばされることがない。

次に、図４を参照して、第２の実施の形態に係る切削装置１について説明する。図４は、第２の実施の形態に係る切削装置による切削加工の説明図である。なお、第２の実施の形態は、チャックテーブルの周囲にプラス電極を配設して、チャックテーブルにマイナス電極を配設した点で第１の実施の形態と相違している。したがって、主に相違点について詳細に説明する。また、図４において、説明の便宜上、第１の実施の形態と同一の名称については同一の符号を付して説明する。

図４に示すように、第２の実施の形態に係る切削装置１では、環状のプラス電極１３がチャックテーブル１２を囲繞して配設され、チャックテーブル１２自体がマイナス電極１４になっている。また、プラス電極１３とチャックテーブル１２の外縁との間には、切削水３５を排出すると共に、排出時の切削水３５によって満たされる程度の隙間Ｌが設けられている。切削水供給手段１７から切削水３５が供給されながら、高速回転する切削ブレード２５に対してチャックテーブル１２上のウエーハＷが切削送りされる。これにより、切削ブレード２５によってウエーハＷが切削されて、分割予定ラインに沿ってウエーハＷがハーフカットされる。

このとき、プラス電極１３とチャックテーブル１２（マイナス電極１４）とが切削水３５の層を通じて電気的に接続される。プラス電極１３及びマイナス電極１４が電源部１５によって通電されると、切削時に生じた切削水３５中のマイナス帯電した不純物３６が電気泳動してプラス電極１３に吸着される。また、チャックテーブル１２がマイナス電極１４になっているため、切削水３５中のマイナスに帯電した不純物３６がチャックテーブル１２に付着することが防止される。なお、ウエーハＷが切削ブレード２５でハーフカットされる構成に限らず、フルカットされてもよい。保護テープＴの切削屑もマイナスに帯電されるため、プラス電極１３に付着させることができる。

以上のように、第２の実施の形態に係る切削装置１では、プラス電極１３とチャックテーブル１２（マイナス電極１４）とを切削水３５を介して通電することで、不純物３６をプラス電極１３に付着させてウエーハＷの表面３１に対する不純物３６の付着を防止できる。また、チャックテーブル１２に対する切削水３５中の不純物３６の付着が抑制されるため、チャックテーブル１２からウエーハＷに不純物３６が付着することを防止できる。また、プラス電極１３がチャックテーブル１２の全周に亘って配設されているため、切削水３５中の不純物３６を効果的に除去することができる。

次に、図５を参照して、第３の実施の形態に係る切削装置について説明する。図５は、第３の実施の形態に係る切削装置による切削加工の説明図である。なお、第３の実施の形態は、チャックテーブルの周囲にプラス電極を配設して、チャックテーブル及び切削手段にマイナス電極を配設した点で第１の実施の形態と相違している。したがって、主に相違点について詳細に説明する。また、図５において、説明の便宜上、第１の実施の形態と同一の名称については同一の符号を付して説明する。

図５に示すように、第３の実施の形態に係る切削装置１では、環状のプラス電極１３がチャックテーブル１２を囲繞して配設され、チャックテーブル１２自体及び切削手段１６自体がマイナス電極１４になっている。また、プラス電極１３とチャックテーブル１２の外縁との間には、切削水３５（図３参照）を排出すると共に、排出時の切削水３５によって満たされる程度の隙間Ｌが設けられている。切削水供給手段１７から切削水３５が供給されながら、高速回転する切削ブレード２５に対してチャックテーブル１２上のウエーハＷが切削送りされる。これにより、切削ブレード２５によってウエーハＷが切削されて、分割予定ラインに沿ってウエーハＷがハーフカットされる。

このとき、プラス電極１３とチャックテーブル１２（マイナス電極１４）とが切削水３５の層を通じて電気的に接続され、プラス電極１３と切削手段１６（マイナス電極１４）とが切削水３５の層を通じて電気的に接続される。プラス電極１３及びマイナス電極１４が電源部１５によって通電されると、切削時に生じた切削水３５中のマイナス帯電した不純物３６（図３参照）が電気泳動してプラス電極１３に吸着される。なお、ウエーハＷが切削ブレード２５でハーフカットされる構成に限らず、フルカットされてもよい。保護テープＴの切削屑もマイナスに帯電されるため、プラス電極１３に付着させることができる。

以上のように、第３の実施の形態に係る切削装置１では、プラス電極１３とチャックテーブル１２（マイナス電極１４）が切削水３５を介して通電され、プラス電極１３と切削手段１６（マイナス電極１４）とが切削水３５を介して通電される。これにより、不純物３６をプラス電極１３に付着させてウエーハＷの表面３１に対する不純物３６の付着を防止できる。また、チャックテーブル１２及び切削手段１６に対する切削水３５中の不純物３６の付着が抑制されるため、チャックテーブル１２や切削手段１６からウエーハＷに不純物３６が付着することを防止できる。また、プラス電極１３がチャックテーブル１２の全周に亘って配設されているため、切削水３５中の不純物３６を効果的に除去することができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、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することが可能である。

例えば、上記した各実施の形態において、切削水３５中の不純物３６をプラス電極１３に付着させる構成としたが、この構成に限定されない。切削対象であるウエーハＷや保護テープＴの材質に応じて、マイナス電極１４に付着させる構成にしてもよい。なお、不純物３６の帯電状態は、切削ブレード２５の材質、切削対象の材質に応じて変化する。

また、上記した各実施の形態では、プラス電極１３とマイナス電極１４とが固定されたが、プラス電極１３とマイナス電極１４とが切り替え可能に構成されてもよい。例えば、図２に示す第１の実施の形態では、不純物３６の帯電状態や切削送り方向（切削ブレード２５の回転方向）に応じてプラス電極１３とマイナス電極１４とを切り替えることで、切削水３５中の不純物３６を効果的に除去することができる。また、図４及び図５に示す第２、第３の実施の形態では、不純物３６の帯電状態に応じてプラス電極１３とマイナス電極１４とを切り替えることで、チャックテーブル１２や切削手段１６への不純物３６の付着を抑えつつ、切削水３５中の不純物３６を効果的に除去することができる。

また、上記した第１の実施の形態では、プラス電極１３及びマイナス電極１４が円弧状に形成されたが、この構成に限定されない。プラス電極１３及びマイナス電極１４は、チャックテーブル１２の外縁に対して、切削水３５によって満たされる程度の隙間Ｌを空けて配設されていればよく、特に形状は限定されない。また、プラス電極１３及びマイナス電極１４でチャックテーブル１２を囲繞する構成にしたが、プラス電極１３及びマイナス電極１４でチャックテーブル１２を部分的に囲繞する構成にしてもよい。

また、上記した第２、第３の実施の形態では、プラス電極１３が環状に形成されたが、この構成に限定されない。プラス電極１３は、チャックテーブル１２の外縁に対して、切削水３５によって満たされる程度の隙間Ｌを空けて配設されていればよく、特に形状は限定されない。また、プラス電極１３でチャックテーブル１２を囲繞する構成にしたが、プラス電極１３及びマイナス電極１４でチャックテーブル１２を部分的に囲繞する構成にしてもよい。

また、上記した第３の実施の形態では、チャックテーブル１２及び切削ブレード２５にマイナス電極１４を配設する構成としたが、切削ブレード２５にのみマイナス電極１４を配設する構成にしてもよい。

また、上記した各実施の形態に関わらず、プラス電極１３及びマイナス電極１４は、切削水供給手段１７からウエーハＷの表面３１に供給された切削水３５によって電気的に接続されるように配設されれば、どのように配設されてもよい。また、切削時において、切削水３５はウエーハＷの全面に存在する必要はなく、少なくともプラス電極１３とマイナス電極１４を接続するように存在していればよい。また、切削装置１は、単一のプラス電極１３及びマイナス電極１４を備える構成に限らず、複数のプラス電極１３及びマイナス電極１４を備える構成にしてもよい。

以上説明したように、本発明は、切削水の流量を増加させることなく、ウエーハの表面に対する切削水中の不純物の付着を効果的に防止できるという効果を有し、特に、半導体ウエーハを切削する切削装置に有用である。

１切削装置
１２チャックテーブル
１３プラス電極
１４マイナス電極
１５電源部
１６切削手段
１７切削水供給手段
２５切削ブレード
３１ウエーハの表面
３５切削水
３６不純物
Ｗウエーハ

Claims

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るウエーハを切削する切削手段と、該切削手段による切削に用いる切削水を供給する切削水供給手段と、を少なくとも備える切削装置であって、
該切削水供給手段からウエーハの上面に供給された該切削水によって電気的に接続されるように、該チャックテーブルを囲繞し該チャックテーブルを挟んで対峙して配設されたプラス電極とマイナス電極と、
該プラス電極と該マイナス電極とを通電させる電源部と、を備え、
該切削水供給手段にて供給される該切削水によって該プラス電極と該マイナス電極とを接続させ、該電源部にて該プラス電極と該マイナス電極とを通電させ該チャックテーブルに保持されるウエーハの表面に在る該切削水に含まれる不純物を該プラス電極及びマイナス電極の少なくとも一方に付着させることを特徴とする切削装置。
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るウエーハを切削する切削手段と、該切削手段による切削に用いる切削水を供給する切削水供給手段と、を少なくとも備える切削装置であって、
該切削水供給手段からウエーハの上面に供給された該切削水によって電気的に接続されるように、該チャックテーブルを囲繞して配設されたプラス電極と該チャックテーブルに配設されたマイナス電極と、
該プラス電極と該マイナス電極とを通電させる電源部と、を備え、
該切削水供給手段にて供給される該切削水によって該プラス電極と該マイナス電極とを接続させ、該電源部にて該プラス電極と該マイナス電極とを通電させ該チャックテーブルに保持されるウエーハの表面に在る該切削水に含まれる不純物を該プラス電極及びマイナス電極の少なくとも一方に付着させることを特徴とする切削装置。