JP6887722B2 - ウェーハの加工方法及び切削装置 - Google Patents

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Description

本発明は複数のデバイスが表面に形成されたウェーハを切削ブレードで切削するウェーハの加工方法及び切削装置に関する。
切削装置では、高速回転する切削ブレードでウェーハ等の被加工物に切り込んで切削を実施するが、通常、切削ブレード及び被加工物を冷却するために、或いは被加工物上から切削屑を洗い流して除去するために、切削水を供給しながら切削加工が実施される。
切削加工中には、高速回転する切削ブレードと切削水との摩擦によって切削中に発生した静電気でデバイスが静電破壊を起こしたり、デバイスに切削屑が付着するという問題がある。
そこで、純水中に二酸化炭素を吹き込んで純水より低い比抵抗値の切削水を使用することで、静電気を被加工物上から速やかに逃がしデバイスへの帯電を防止して、デバイスの静電破壊やデバイスへのコンタミ付着を防止している。
特開2000−198044号公報
ところが、上述したように純水中に二酸化炭素を吹き込んで切削水の比抵抗値を下げ、低比抵抗値の切削水を切削ブレードに供給しながら切削を実施すると、切削水によって切削ブレードが腐食して切削ブレードの寿命が短命化する恐れがある。
切削ブレードの寿命が短命化すると、切削ブレードの交換が頻繁になり、作業性が悪化する上、デバイスチップの製造コストもかさむという問題がある。
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、デバイスへの帯電を防止すると共に切削ブレードの腐食を防止して、切削ブレードの寿命の短命化を防止可能なウェーハの加工方法及び切削装置を提供することである。
請求項1記載の発明によると、交差する複数の切削予定ラインで区画された各領域にそれぞれデバイスが形成された表面を有するウェーハの加工方法であって、ウェーハの表面を露出させた状態でウェーハをチャックテーブルで保持する保持ステップと、該チャックテーブルに保持されたウェーハの該切削予定ラインを切削ブレードで切削する切削ステップと、を備え、該切削ステップでは、該切削ブレードが挿入されるブレードカバーから離れて配置された低比抵抗値切削水供給手段からウェーハの表面に低比抵抗値の切削水を供給すると共に、該切削ブレードの一部を該ブレードカバーの底部に設けられた開口から突出させ、且つ、該切削ブレードの該一部を除いて該切削ブレードが該ブレードカバーの空間部に挿入されて覆われた状態で、該ブレードカバーに設けられた噴出口から該空間部に配置された該切削ブレードに高比抵抗値の切削水を供給し、該切削ブレードの回転に伴って飛散する高比抵抗値の切削水を、該ブレードカバーに連結された廃水回収手段で吸引し、且つ、該廃水回収手段が有する筒体の該ブレードカバー側の一端部の底部に形成されている開口から切削屑を含む切削水を取り込みつつ切削を遂行するウェーハの加工方法が提供される。
請求項2記載の発明によると、複数のデバイスを有するウェ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たウェーハを切削する切削ブレードと、を備えた切削装置であって、該切削ブレードの一部を突出させるために底部に設けられた開口と、該切削ブレードの該一部を除いて該切削ブレードが挿入されて覆われる空間部と、を有するブレードカバーと、該ブレードカバーから離れて配置され、ウェーハの表面に低比抵抗値の切削水を供給する低比抵抗値切削水供給手段と、該ブレードカバーに設けられた切削水供給路と、該切削水供給路の一端に接続された高比抵抗値切削水供給源と、該ブレードカバーに設けられ、該切削水供給路から該空間部に高比抵抗値の切削水を供給するための噴出口と、を有し、該切削ブレードに高比抵抗値の切削水を供給する高比抵抗値切削水供給手段と、該ブレードカバーにおいて、該切削ブレードに供給される高比抵抗値の切削水が該切削ブレードの回転に伴って飛散される側に一端が連結された筒体と、該筒体の他端に接続された吸引源と、を有する廃水回収手段と、を更に備え、該廃水回収手段が有する該筒体の該ブレードカバー側の一端部の底部には、切削屑を含む切削水を取り込み可能な開口が形成されている切削装置が提供される。
本発明のウェーハの加工方法によると、切削中にウェーハへ低比抵抗値の切削水を供給すると共に、切削ブレードにはウェーハに供給した切削水よりも高い比抵抗値を有した高比抵抗値の切削水を供給する。よって、デバイスへの帯電が防止されると共に、切削ブレードの腐食が防止され切削ブレードの寿命の短命化が防止される。
従って、切削ブレードの寿命が短命化することがないため、切削ブレードの交換が頻繁になり作業性が悪化することが防止できる上、デバイスチップの製造コストがかさむ恐れを低減できる。
切削装置の斜視図である。 保持ステップを示す一部断面側面図である。 第1実施形態の切削ステップを示す斜視図である。 第2実施形態のブレードカバーの斜視図である。 第2実施形態のブレードカバーを使用した切削ステップを示す縦断面図である。
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を参照すると、第1実施形態のブレードカバーを備えた切削装置の斜視図が示されている。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パネル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ユニットによって撮像された画像が表示されるCRT等の表示ユニット6が設けられている。
図3に示すように、切削対称の半導体ウェーハ(以下単にウェーハと略称することがある)Wの表面においては、複数の切削予定ライン13が格子状に形成されており、切削予定ライン13により区画された各領域にデバイス15が形成されている。
ウェーハ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の外周縁部が環状フレームFに貼着されたフレームユニット17が形成される。図1に示した収容カセット8中にはフレームユニット17が複数枚(例えば25枚)収容される。収容カセット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。
収容カセット8の後方には、収容カセット8から切削前のウェーハWを搬出するとともに、切削後のウェーハWを収容カセット8に搬入する搬出入ユニット10が配設されている。
搬出入ユニット10はクランプ11を有しており、クランプ11がフレームユニット17の環状フレームFを把持して、収容カセット8に対してフレームユニット17を搬出及び搬入する。搬出入ユニット10はY軸方向に直線移動される。
収容カセット8と搬出入ユニット10との間には、搬出入対象のフレームユニット17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、フレームユニット17の環状フレームFをセンタリングする一対の位置決め部材14が配設されている。
仮置き領域12の近傍には、フレームユニット17を吸着して搬送する旋回アームを有する搬送ユニット16が配設されており、仮置き領域12に搬出されたフレームユニット17は、搬送ユニット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の吸引保持部19に吸引保持されるとともに、複数のフレームクランプ21により環状フレームFがクランプされて固定される。
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、ウェーハWの切削すべきストリートを検出するアライメントユニット20が配設されている。
アライメントユニット20は、ウェーハWの表面を撮像する撮像素子及び顕微鏡を有する撮像ユニット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画像処理によって切削すべき切削予定ラインを検出することができる。撮像ユニット22によって取得された画像は、表示ユニット6に表示される。
アライメントユニット20の左側には、チャックテーブル18に保持されたウェーハWに対して切削加工を施す切削ユニット24が配設されている。切削ユニット24はアライメントユニット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。
切削ユニット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は撮像ユニット22のX軸方向の延長線上に位置している。
25は切削加工の終了したフレームユニット17を吸着してスピンナ洗浄ユニット27まで搬送する搬送ユニットであり、スピンナ洗浄ユニット27ではフレームユニット17がスピン洗浄及びスピン乾燥される。
以下、上述した切削装置2を使用した本発明実施形態に係るウェーハの加工方法について説明する。このウェーハの加工方法では、まず、図2に示すように、ウェーハWの表面を露出させた状態でウェーハWをチャックテーブル18の吸引保持部19で保持する保持ステップを実施する。環状フレームFはクランプ21でクランプして固定する。
このようにチャックテーブル18でウェーハWを保持した状態で、ウェーハWの切削予定ライン13を切削ブレードで切削する切削ステップを実施する。第1実施形態の切削ステップについて、図3を参照して説明する。
切削ユニット24は、スピンドルハウジング30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の先端部に着脱可能に装着された切削ブレード28を含んでいる。スピンドルハウジング30には、切削ブレード28の概略上半分を覆うブレードカバー32が取り付けられている。
ブレードカバー32には、切削ブレード28の両側に沿って水平方向に伸長する一対の(1本のみ図示)ブレードクーラーノズル34が取り付けられている。ブレードクーラーノズル34は接続パイプ36に連通しており、接続パイプ36は図示しない純水からなる高比抵抗値切削水供給源に接続されている。
ブレードカバー32には更に、接続パイプ38,40が取り付けられており、接続パイプ38は切削ブレード28の外周部の切り刃に向かって切削水を供給する図示しないシャワーノズルに連通されている。接続パイプ38も、図示しない純水からなる高比抵抗値切削供給源に接続されている。
一方、接続パイプ40はウェーハWの表面に切削水を供給してウェーハ表面を洗浄する一対のスプレーノズル42に連通している。接続パイプ40は、図示しない純水中に二酸化炭素を吹き込んだ低比抵抗値切削水供給源に接続されている。
本実施形態では更に、ウェーハWの切削中に低比抵抗値の切削水を供給するパイプ44が加工送り方向であるX1方向に直交する方向に伸長するように配設されている。パイプ44は低比抵抗値の切削水45を噴出する複数の噴出口を有している。ここで、高比抵抗値とは、純水の比抵抗値である約1MΩ・cmであり、低比抵抗値とは0.1MΩ・cm〜0.5MΩ・cmの範囲内である。
本実施形態の切削ステップでは、ブレードクーラーノズル34及び図示しないシャワーノズルから純水からなる高比抵抗値の切削水を供給すると共に、スプレーノズル42及びパイプ44から純水中に二酸化炭素を吹き込んだ低比抵抗値の切削水を供給しながら、切削ブレード28でダイシングテープTに達するまでウェーハWの切削予定ライン13に切り込み、フレームユニット17を保持したチャックテーブル18を矢印X1方向に加工送りしながら、ウェーハWを切削する。
ウェーハWの切削中には、ブレードクーラーノズル34及び図示しないシャワーノズルから純水のみからなる高比抵抗値の切削水を切削ブレード28に供給しながら切削を遂行するので、切削ブレード28の腐食が防止され、切削ブレード28の寿命の短命化を防止することができる。
一方、ウェーハWの表面にはスプレーノズル42及びパイプ44から純水中に二酸化炭素を吹き込んだ、切削ブレードに供給した切削水よりも比抵抗値の低い低比抵抗値の切削水を供給しながら切削が遂行される。従って、ウェーハWに形成されたデバイス15への帯電が効果的に防止され、デバイス15の静電破壊やデバイス15へのコンタミの付着を防止することができる。
次に、図4及び図5に示すようなブレードカバー58を具備した本発明第2実施形態の切削装置によるウェーハの加工方法について説明する。図4に示すように、ブレードカバー58は、第1カバー60と、第1カバー60に例えば締結ねじ等により着脱可能に固定される第2カバー62とから構成される。
ブレードカバー58は、天井部58aと、切削ブレード28の先端が突出する開口64を有する天井部58aに対向する底部58bと、天井部58aと底部58bを連結する側壁部58cとから構成される。
ブレードカバー58は空間部66を画成しており、この空間部66中に切削ブレード28が挿入され、開口64から突出される加工点として作用する切削ブレード28の先端部を除いて切削ブレード28はブレードカバー58により覆われる。
ブレードカバー58は切削水供給路68を有しており、切削水供給路68の一端は純水から成る高比抵抗値切削水供給源70に接続され、他端には切削ブレード28が挿入される空間部66に切削水を噴出する噴出口72が形成されている。切削水供給路68、切削水供給源70及び切削水噴出口72により切削水供給手段を構成する。
74は廃水回収手段であり、一端がブレードカバー58の側壁部58cに連結され、所定角度傾斜して取り付けられた流入路(筒体)76と、筒体76の他端部に接続された吸引源80とから構成される。
流入路(筒体)76の傾斜角度は、チャックテーブル18の保持面19に対して30°以下が好ましい。この傾斜角度が小さい程、吸引源80による安定した連続吸引が可能となる。廃水回収手段74は、切削ブレード28に供給される切削水が切削ブレード28の回転に伴って飛散する側に配設されている。
次に、図5を参照して、上述した第2実施形態の作用について説明する。被加工物であるウェーハWは、図3に示すように、ダイシングテープTを介して環状フレームFに支持されたフレームユニット17の状態でチャックテーブル18により吸引保持される。
切削ステップでは、図5に示すように、切削水供給路68を介して高比抵抗値の切削水を切削ブレード28に供給しながら、切削ブレード28を矢印A方向に30000rpm程度の高速で回転しつつダイシングテープTに届くまでウェーハWを切削予定ライン13に切り込ませ、チャックテーブル18を矢印B方向に加工送りすることにより、位置合わせされた切削予定ライン13が切削される。
切削ブレード28による切削予定ライン13の切削の際に、低比抵抗値切削水供給パイプ44から純水中に二酸化炭素を吹き込んだ低比抵抗値の切削水45を供給して、チャックテーブル18に保持されたウェーハWのブレードカバー58の底部との間を切削水45で満たすと共に、切削水噴出口72から切削ブレード28の切り刃に向かって高比抵抗値の切削水を噴出しながら、ウェーハWの切削予定ライン13の切削を遂行する。
切削により発生した切削屑の一部は切削水と共に切削ブレード28の回転に伴って連れ回り、切削屑を含む切削水の一部はブレードカバー58の側壁部58cに形成された吸引口66aを介して廃水回収手段74の流入路(筒体)76内に矢印Cに示すように取り込まれ、吸引源80の作動により吸引除去される。
噴出口72が切削水の流れの上流側に配設され、且つ、切削ブレード28に供給される切削水は切削ブレード28の外周に対して接線方向に噴出するように形成されているため、切削ブレード28の回転に伴って連れ回る切削屑を含んだ切削水の流れを阻害することなく、切削屑を含んだ廃水を効果的に排出できる。
一方、切削により発生し、切削中に取り込まれなかった残りの切削屑は低比抵抗値の切削水45中に浮遊する。この切削水45の一部は、廃水回収手段74の流入路76の開口76aを介して流入路(筒体)76内に取り込まれ、吸引源80の作動によりウェーハW上から吸引除去される。
ブレードカバー58を具備した本実施形態の切削装置では、ウェーハWの切削中に切削ブレード28に切削水供給路68を介して高比抵抗値の切削水が供給され、ウェーハWの表面には低比抵抗値切削水供給パイプ44から純水中に二酸化炭素を吹き込んだ低比抵抗値の切削水が供給され、ウェーハWは切削ブレードに供給した切削水よりも低い比抵抗値を有した低比抵抗値の切削水45に浸漬される。
従って、切削ブレード28の腐食が防止され、切削ブレード28の寿命の短命化が防止されると共に、ウェーハWは低比抵抗値の切削水45中に浸漬されるので、デバイス15の帯電が防止され、デバイス15の静電破壊やデバイス15へのコンタミの付着を防止できる。
W ウェーハ
T ダイシングテープ
F 環状フレーム
2 切削装置
17 フレームユニット
18 チャックテーブル
24 切削ユニット
28 切削ブレード
32,58 ブレードカバー
34 ブレードクーラーノズル
42 シャワーノズル
44 低比抵抗値切削水供給パイプ
68 切削水供給路
70 高比抵抗値切削水供給源
74 廃水回収手段
76 流入路(筒体)
80 吸引源

Claims (2)

  1. 交差する複数の切削予定ラインで区画された各領域にそれぞれデバイスが形成された表面を有するウェーハの加工方法であって、
    ウェーハの表面を露出させた状態でウェーハをチャックテーブルで保持する保持ステップと、
    該チャックテーブルに保持されたウェーハの該切削予定ラインを切削ブレードで切削する切削ステップと、を備え、
    該切削ステップでは、該切削ブレードが挿入されるブレードカバーから離れて配置された低比抵抗値切削水供給手段からウェーハの表面に低比抵抗値の切削水を供給すると共に、該切削ブレードの一部を該ブレードカバーの底部に設けられた開口から突出させ、且つ、該切削ブレードの該一部を除いて該切削ブレードが該ブレードカバーの空間部に挿入されて覆われた状態で、該ブレードカバーに設けられた噴出口から該空間部に配置された該切削ブレードに高比抵抗値の切削水を供給し、該切削ブレードの回転に伴って飛散する高比抵抗値の切削水を、該ブレードカバーに連結された廃水回収手段で吸引し、且つ、該廃水回収手段が有する筒体の該ブレードカバー側の一端部の底部に形成されている開口から切削屑を含む切削水を取り込みつつ切削を遂行することを特徴とするウェーハの加工方法。
  2. 複数のデバイスを有するウェ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たウェーハを切削する切削ブレードと、を備えた切削装置であって、
    該切削ブレードの一部を突出させるために底部に設けられた開口と、該切削ブレードの該一部を除いて該切削ブレードが挿入されて覆われる空間部と、を有するブレードカバーと、
    該ブレードカバーから離れて配置され、ウェーハの表面に低比抵抗値の切削水を供給する低比抵抗値切削水供給手段と、
    該ブレードカバーに設けられた切削水供給路と、該切削水供給路の一端に接続された高比抵抗値切削水供給源と、該ブレードカバーに設けられ、該切削水供給路から該空間部に高比抵抗値の切削水を供給するための噴出口と、を有し、該切削ブレードに高比抵抗値の切削水を供給する高比抵抗値切削水供給手段と、
    該ブレードカバーにおいて、該切削ブレードに供給される高比抵抗値の切削水が該切削ブレードの回転に伴って飛散される側に一端が連結された筒体と、該筒体の他端に接続された吸引源と、を有する廃水回収手段と、
    を更に備え
    該廃水回収手段が有する該筒体の該ブレードカバー側の一端部の底部には、切削屑を含む切削水を取り込み可能な開口が形成されていることを特徴とする切削装置。
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