特許 6151609 切削装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6151609

(24)【登録日】2017年6月2日

(45)【発行日】2017年6月21日

(54)【発明の名称】切削装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/301 20060101AFI20170612BHJP

   H01L 21/304 20060101ALI20170612BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/78 F

   H01L21/304 645D

【請求項の数】1

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2013-182814(P2013-182814)

(22)【出願日】2013年9月4日

(65)【公開番号】特開2015-50406(P2015-50406A)

(43)【公開日】2015年3月16日

【審査請求日】2016年7月19日

(73)【特許権者】

【識別番号】000134051

【氏名又は名称】株式会社ディスコ

(74)【代理人】

【識別番号】100075177

【弁理士】

【氏名又は名称】小野 尚純

(74)【代理人】

【識別番号】100113217

【弁理士】

【氏名又は名称】奥貫 佐知子

(74)【代理人】

【識別番号】100186897

【弁理士】

【氏名又は名称】平川 さやか

(72)【発明者】

【氏名】関家 一馬

【審査官】 正山 旭

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−２９５０５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１６１９９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／０２１７３１０（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／３０１

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被加工物を保持する被加工物保持手段と、該被加工物保持手段に保持された被加工物を切削するための切削ブレードを備えた切削手段と、該切削ブレードによる切削加工部に切削水を供給する切削水供給ノズルを備えた切削水供給手段と、該被加工物保持手段と切削手段とを相対的に切削送り方向に移動せしめる切削送り手段と、該被加工物保持手段と切削手段とを相対的に切削送り方向と直交する割り出し送り方向に移動せしめる割り出し送り手段と、を具備する切削装置において、
該切削水供給ノズルに隣接して配設され該被加工物保持手段に保持された被加工物の上面に紫外線を照射する紫外線照射手段を備えている、
ことを特徴とする切削装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体ウエーハ等の被加工物を切削加工するための切削装置に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に配列形成された分割予定ラインによって複数の領域が区画され、この区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスを形成する。そして、半導体ウエーハを分割予定ラインに沿って切断することによりデバイスが形成された領域を分割して個々のデバイスを製造している。また、サファイヤ基板の表面に窒化ガリウム系化合物半導体等が積層された光デバイスウエーハも分割予定ラインに沿って切断することにより個々の発光ダイオード、レーザーダイオード等の光デバイスに分割され、電気機器に広く利用されている。

【0003】

上述した半導体ウエーハや光デバイスウエーハ等の分割予定ラインに沿った切断は、通常、ダイサーと呼ばれている切削装置によって行われている。この切削装置は、半導体ウエーハ等の被加工物を保持する被加工物保持手段と、該被加工物保持手段に保持された被加工物を切削する切削ブレードを備えた切削手段と、被加工物保持手段と切削手段とを相対的に切削送り方向に移動せしめる切削送り手段と、被加工物保持手段と切削手段とを相対的に切削送り方向と直交する割り出し送り方向に移動せしめる割り出し送り手段と、を具備している。切削手段は、回転スピンドルと該スピンドルに装着された切削ブレードおよび回転スピンドルを回転駆動する駆動機構を備えたスピンドルユニットを含んでおり、切削時には切削ブレードによる切削部に切削水を供給しつつ切削する（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００６−１８１７００号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

而して、上述した切削装置においては、切削ブレードによってウエーハを切削した際に発生する切削屑が切削水に混入してウエーハの表面を漂い、ウエーハの表面に切削屑が付着して汚染するという問題がある。即ち、ウエーハの切削によって発生した切削屑は、切削水に混入してウエーハの表面を漂っている際にウエーハの表面に付着するとともに、切削水が撥水して乾燥するとウエーハの表面に強固に付着してデバイスの品質を低下させるという問題がある。

【0006】

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、切削時に発生する切削屑を被加工物の表面に付着するのを防止することができる切削装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、被加工物を保持する被加工物保持手段と、該被加工物保持手段に保持された被加工物を切削するための切削ブレードを備えた切削手段と、該切削ブレードによる切削加工部に切削水を供給する切削水供給ノズルを備えた切削水供給手段と、該被加工物保持手段と切削手段とを相対的に切削送り方向に移動せしめる切削送り手段と、該被加工物保持手段と切削手段とを相対的に切削送り方向と直交する割り出し送り方向に移動せしめる割り出し送り手段と、を具備する切削装置において、
該切削水供給ノズルに隣接して配設され該被加工物保持手段に保持された被加工物の上面に紫外線を照射する紫外線照射手段を備えている、
ことを特徴とする切削装置が提供される。

【発明の効果】

【0008】

本発明による切削装置は、切削水供給ノズルに隣接して配設され該被加工物保持手段に保持された被加工物の上面に紫外線を照射する紫外線照射手段を備えているので、切削作業時に被加工物保持手段に保持された被加工物の上面に紫外線を照射することにより、被加工物の上面に照射された紫外線によって親水性が向上し、被加工物の上面に水の層が形成されるため切削屑が遮断されて被加工物の上面への切削屑の付着が防止される。従って、被加工物としてのウエーハの表面に切削屑が付着してデバイスの品質を低下させるという問題を解消することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明に従って構成された切削装置の斜視図。

【図2】図１に示す切削装置に装備される切削手段および切削水供給手段の要部を分解して示す斜視図。

【図3】図１に示す切削装置を構成する切削水供給手段の切削水供給ノズルに紫外線照射手段が配設された状態を示す斜視図。

【図4】図１に示す切削装置に装備される切削ブレードと切削水供給手段の第１の切削水供給ノズルおよび第２の切削水供給ノズルと紫外線照射手段の位置関係を示す正面図。

【図5】図１に示す切削装置に装備されるブレードカバーに紫外線照射手段が配設された状態を示す要部断面図。

【図6】図１に示す切削装置によって実施する切削工程の説明図。

【図7】図６に示す切削工程における切削ブレードと切削水供給手段の第１の切削水供給ノズルおよび第２の切削水供給ノズルと第１の切削水供給ノズルおよび第２の切削水供給ノズルに配設された紫外線照射手段の正面図。

【発明を実施するための最良の形態】

【0010】

以下、本発明によって構成された切削装置の好適な実施形態について、添付図面を参照して、更に詳細に説明する。

【0011】

図１には、本発明によって構成された切削装置の斜視図が示されている。図１に示す切削装置は、略直方体状の装置ハウジング２を具備している。この装置ハウジング２内には、被加工物を保持する被加工物保持手段としてのチャックテーブル３が切削送り方向である矢印Ｘで示す方向（Ｘ軸方向）に移動可能に配設されている。チャックテーブル３は、吸着チャック支持台３１と、該吸着チャック支持台３１上に配設された吸着チャック３２を具備しており、該吸着チャック３２の上面である保持面上に被加工物を図示しない吸引手段を作動することによって吸引保持するようになっている。また、チャックテーブル３は、図示しない回転機構によって回転可能に構成されている。なお、チャックテーブル３には、被加工物として後述するウエーハをダイシングテープを介して支持する環状のフレームを固定するためのクランプ３３が配設されている。このように構成されたチャックテーブル３は、図示しない切削送り手段によって、矢印Ｘで示す切削送り方向（Ｘ軸方向）に移動せしめられるようになっている。

【0012】

図１に示す切削装置は、切削手段としてのスピンドルユニット４を具備している。スピンドルユニット４は、切削送り方向（Ｘ軸方向）と直交する矢印Yで示す割り出し送り方向（Y軸方向）に沿って配設されている。スピンドルユニット４は、図示しない割り出し送り手段によって割り出し送り方向（Y軸方向）に移動せしめられるとともに、図示しない切り込み送り手段によって図１において矢印Ｚで示す切り込み送り方向（Ｚ軸方向）に移動せしめられるようになっている。このスピンドルユニット４は、図示しない移動基台に装着され割り出し方向（Y軸方向）および切り込み方向（Ｚ軸方向）に移動調整されるスピンドルハウジング４１と、該スピンドルハウジング４１に回転自在に支持された回転スピンドル４２と、該回転スピンドル４２の前端部に装着された切削ブレード４３とを具備している。回転スピンドル４２は、図示しないサーボモータによって回転せしめられるように構成されている。上記切削ブレード４３は、例えば図２に示すようにアルミニウムによって形成された円盤状の基台４３１と、該基台４３１の外周部側面にダイヤモンド砥粒をニッケルメッキで固めて厚さが１５〜３０μmに形成された環状の切刃４３２からなっている。

【0013】

上記スピンドルハウジング４１の前端部には、切削ブレード４３の上半部を覆うブレードカバー４４が取り付けられている。ブレードカバー４４は、図示の実施形態においてはスピンドルハウジング４１に装着された第１のカバー部材４４１と、該第１のカバー部材４４１に装着される第２のカバー部材４４２とからなっている。第１のカバー部材４４１は、一端部が切削ブレード４３側に突出して形成された前カバー部４４１aを備えている。また、第１のカバー部材４４１の側面には雌ネジ穴４４１bと２個の位置決めピン４４１cが設けられており、第２のカバー部材４４２には上記雌ネジ穴４４１bと対応する位置に挿通穴４４２aが設けられている。また、第２のカバー部材４４２の第１のカバー部材４４１と対向する面には、上記２個の位置決めピン４４１cが嵌合する図示しない２個の凹部が形成されている。このように構成された第１のカバー部材４４１と第２のカバー部材４４２は、第２のカバー部材４４２に形成された図示しない２個の凹部を第１のカバー部材４４１に設けられた２個の位置決めピン４４１cに嵌合することによって位置決めする。そして、締結ボルト４４３を第２のカバー部材４４２の挿通穴４４２aに挿通し、第１のカバー部材４４１に設けられた雌ネジ穴４４１bと螺合することにより、第２のカバー部材４４２を第１のカバー部材４４１に装着する。

【0014】

図２を参照して説明を続けると、図示の実施形態における切削装置は、上記切削ブレード４３の環状の切刃４３２による切削加工部に切削水を供給する切削水供給手段５を具備している。この切削水供給手段５は、上記ブレードカバー４４を構成する第１のカバー部材４４１および第２のカバー部材４４２に配設された第１の切削水供給管５１１および第２の切削水供給管５１２と、該第１の切削水供給管５１１および第２の切削水供給管５１２に切削水を送給する切削水送給手段５２と、上記第１の切削水供給管５１１および第２の切削水供給管５１２にそれぞれ接続された第１の切削水供給ノズル５３１および第２の切削水供給ノズル５３２を具備している。

【0015】

第１の切削水供給管５１１および第２の切削水供給管５１２は、それぞれ上記ブレードカバー４４を構成する第１のカバー部材４４１および第２のカバー部材４４２に配設されており、その上端が切削水送給手段５２に接続され、その下端にはそれぞれ第１の切削水供給ノズル５３１および第２の切削水供給ノズル５３２が接続される。上記切削水送給手段５２は、切削水供給源５２１と、該切削水供給源５２１と上記切削水供給管５１１、５１２とを接続する切削水送給管５２２と、該切削水送給管５２２に配設された電磁開閉弁５２３とからなっている。このように構成された切削水送給手段５２は、電磁開閉弁５２３が除勢(OFF)され閉路している状態では切削水供給源５２１と第１の切削水供給管５１１および第２の切削水供給管５１２との連通が遮断されており、電磁開閉弁５２３が附勢(ON)され開路すると切削水供給源５２１と第１の切削水供給管５１１および第２の切削水供給管５１２が切削水送給管５２２を介して連通せしめられる。

【0016】

上記第１の切削水供給ノズル５３１および第２の切削水供給ノズル５３２は、図３に示すように下面が平坦なパイプ材によって形成され、図４に示すように切削ブレード４３の環状の切刃４３２を挟んで両側に図４において紙面に垂直な切削送り方向（Ｘ軸方向）に沿って配設されている。このパイプ材からなる第１の切削水供給ノズル５３１および第２の切削水供給ノズル５３２は、それぞれ先端が閉塞され、切削ブレード４３の環状の切刃４３２による切削加工部に向けて切削水を噴射する複数の第１の噴口５３１aおよび第２の噴口５３２aが設けられている。

【0017】

図２乃至図４を参照して説明を続けると、図示の実施形態における切削装置は、上記切削水供給手段５の第１の切削水供給ノズル５３１および第２の切削水供給ノズル５３２のそれぞれ下側に配設されチャックテーブル３に保持された被加工物の上面に紫外線を照射する紫外線照射手段６aを備えている。この紫外線照射手段６aは、図示の実施形態においては第１の切削水供給ノズル５３１および第２の切削水供給ノズル５３２に沿ってそれぞれ配設された複数の紫外線LED６１からなっている。このように構成された紫外線照射手段６aは、複数の紫外線LED６１が図示しない電力供給手段に接続されている。

【0018】

図２および図５を参照して説明を続けると、上記ブレードカバー４４を構成する第１のカバー部材４４１における前カバー部４４１aの下面にも、チャックテーブル３に保持された被加工物Wの上面に紫外線を照射する紫外線照射手段６bが配設されている。この紫外線照射手段６bは、図示の実施形態においては第１のカバー部材４４１の前カバー部４４１aの下面に切削ブレード４３の軸方向に沿って配設された複数の紫外線LED６１からなっている。このように構成された紫外線照射手段６bは、複数の紫外線LED６１が図示しない電力供給手段に接続されている。

【0019】

図１に戻って説明を続けると、図示の実施形態における切削装置は、上記チャックテーブル３上に保持された被加工物の表面を撮像し、上記切削ブレード４３によって切削すべき領域を検出するための撮像手段７を具備している。この撮像手段７は、顕微鏡やＣＣＤカメラ等の光学手段からなっている。また、切削装置は、撮像手段７によって撮像された画像を表示する表示手段８を具備している。

【0020】

上記装置ハウジング２におけるカセット載置領域９aには、被加工物を収容するカセットを載置するカセット載置テーブル９が配設されている。このカセット載置テーブル９は、図示しない昇降手段によって上下方向に移動可能に構成されている。カセット載置テーブル９上には、被加工物としての半導体ウエーハ１０を収容するカセット１１が載置される。カセット１１に収容される半導体ウエーハ１０は、表面に格子状のストリートが形成されており、この格子状の分割予定ラインによって区画された複数の矩形領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスが形成されている。このように形成された半導体ウエーハ１０は、環状の支持フレームFに装着されたダイシングテープTの表面に塗布された粘着層に裏面が貼着された状態でカセット１１に収容される。

【0021】

また、図示の実施形態における切削装置は、カセット載置テーブル９上に載置されたカセット１１に収容されている半導体ウエーハ１０（環状のフレームFにダイシングテープTを介して支持されている状態）を仮置きテーブル１２に搬出する搬出・搬入手段１３と、仮置きテーブル１２に搬出された半導体ウエーハ１０を上記チャックテーブル３上に搬送する第１の搬送手段１４と、チャックテーブル３上で切削加工された半導体ウエーハ１０を洗浄する洗浄手段１５と、チャックテーブル３上で切削加工された半導体ウエーハ１０を洗浄手段１５へ搬送する第２の搬送手段１６を具備している。

【0022】

次に、上述した切削装置を用いて半導体ウエーハ１０を所定のストリートに沿って切断する切削作業について説明する。
カセット載置テーブル９上に載置されたカセット１１の所定位置に収容されている半導体ウエーハ１０（環状のフレームFにダイシングテープTを介して支持されている状態）は、図示しない昇降手段によってカセット載置テーブル９が上下動することにより搬出位置に位置付けられる。次に、搬出・搬入手段１３が進退作動して搬出位置に位置付けられた半導体ウエーハ１０を仮置きテーブル１２上に搬出する。仮置きテーブル１２に搬出された半導体ウエーハ１０は、第１の搬送手段１４の旋回動作によって上記チャックテーブル３上に搬送される。

【0023】

チャックテーブル３上に半導体ウエーハ１０が載置されたならば、図示しない吸引手段が作動して半導体ウエーハ１０をチャックテーブル３上に吸引保持する。また、半導体ウエーハ１０をダイシングテープTを介して支持する環状のフレームFは、上記クランプ３３によって固定される。このようにして半導体ウエーハ１０を吸引保持したチャックテーブル３は、撮像手段７の直下まで移動せしめられる。チャックテーブル３が撮像手段７の直下に位置付けられると、撮像手段７によって半導体ウエーハ１０に形成されているストリートを検出するとともに、スピンドルユニット４を割り出し方向である矢印Ｙ方向に移動調整して分割予定ラインと切削ブレード４３との精密位置合わせ作業を実施する（アライメント工程）。

【0024】

上述したようにアライメント工程が実施されたならば、チャックテーブル３を切削作業領域に移動し、図６の(a)に示すように所定の分割予定ラインの一端を切削ブレード４３の直下より図６の(a)において僅かに右側に位置付ける。次に、切削ブレード４３を矢印４３aで示す方向に回転するとともに、図示しない切り込み送り手段を作動して切削ブレード４３を２点鎖線で示す退避位置から矢印Ｚ１で示す方向に所定量切り込み送りする。なお、上記切り込み送り量は、切削ブレード４３の環状の切れ刃４３２がダイシングテープTに達する位置に設定されている。そして、図示しない切削送り手段を作動してチャックテーブル３を図６の(a)において矢印X1で示す方向に所定の切削送り速度で移動し、チャックテーブル３に保持された半導体ウエーハ１０の所定の分割予定ラインの他端が図６の(b)に示すように切削ブレード４３の直下より僅かに左側に達したら、チャックテーブル３の移動を停止するとともに、切削ブレード４３を矢印Ｚ２で示す方向に２点鎖線で示す退避位置まで上昇せしめる。この結果、半導体ウエーハ１０は、所定の分割予定ラインに沿って切断される(切削工程)。

【0025】

上述した切削工程を実施する際には、上記第１の切削水供給ノズル５３１および第２の切削水供給ノズル５３２に隣接して配設された紫外線照射手段６aおよび紫外線照射手段６bの複数の紫外線LED６１を点灯するとともに、上記切削水供給手段５を構成する切削水送給手段５２の電磁開閉弁５２３が附勢(ON)される。従って、図７の(a)および(b)に示すようにチャックテーブル３に保持された半導体ウエーハ１０の表面（上面）に紫外線が照射されるとともに、上述したように電磁開閉弁５２３が開路して、切削水供給源５２１と第１の切削水供給管５１１および第２の切削水供給管５１２が切削水送給管５２２を介して連通せしめられるので、切削水供給源５２１の切削水が切削水送給管５２２と第１の切削水供給管５１１および第２の切削水供給管５１２を介して第１の切削水供給ノズル５３２に設けられた第１の噴口５３１aおよび第２の切削水供給ノズル５３２に設けられた第２の噴口５３２aから切削ブレード４３の環状の切刃４３２による切削加工部Aに向けて噴射される。

【0026】

以上のように、切削工程を実施する際には、第１の切削水供給ノズル５３１および第２の切削水供給ノズル５３２に隣接して配設された紫外線照射手段６aおよび紫外線照射手段６bの複数の紫外線LED６１を点灯してチャックテーブル３に保持された半導体ウエーハ１０の表面（上面）に紫外線を照射するので、半導体ウエーハ１０の表面（上面）に照射された紫外線によって親水性が向上し、半導体ウエーハ１０の表面（上面）に水の層が形成されるため切削屑が遮断されて半導体ウエーハ１０の表面（上面）への切削屑の付着が防止される。なお、紫外線照射手段６bは、半導体ウエーハ１０を切削する直前の領域に紫外線を照射するので、効果的に親水性を付与することができる。

【0027】

以上のようにして、半導体ウエーハ１０を所定のストリートに沿って切断したら、チャックテーブル３を図１において矢印Ｙで示す方向に分割予定ラインの間隔だけ割り出し送りし、上記切削工程を実施する。そして、半導体ウエーハ１０の所定方向に延在する分割予定ラインの全てに沿って切削工程を実施したならば、チャックテーブル３を９０度回転させて、半導体ウエーハ１０の所定方向と直交する方向に形成された分割予定ラインに沿って切削工程を実行することにより、半導体ウエーハ１０に格子状に形成された全てのストリートが切削されて個々のデバイスに分割される。なお、分割された個々のデバイスは、ダイシングテープTの作用によってバラバラにはならず、環状のフレームFに支持されたウエーハの状態が維持されている。

【0028】

上述したように半導体ウエーハ１０のストリートに沿って切削工程が終了したら、半導体ウエーハ１０を保持したチャックテーブル３は最初に半導体ウエーハ１０を吸引保持した位置に戻される。そして、半導体ウエーハ１０の吸引保持を解除する。次に、半導体ウエーハ１０は第２の搬送手段１６によって洗浄手段１５に搬送される。洗浄手段１５に搬送された半導体ウエーハ１０は、ここで洗浄される。このようにして洗浄された半導体ウエーハ１０は、乾燥後に第１の搬送手段１４によって仮置きテーブル１２に搬送される。そして、半導体ウエーハ１０は、搬出・搬入手段１３によってカセット１１の所定位置に収納される。

【符号の説明】

【0029】

２：装置ハウジング
３：チャックテーブル
４：スピンドルユニット
４３：切削ブレード
４４：ブレードカバー
５：切削水供給手段
５１１：第１の切削水供給管
５１２：第２の切削水供給管
５２：切削水送給手段
５３１：第１の切削水供給ノズル
５３２：第２の切削水供給ノズル
６：紫外線照射手段
７：撮像手段
１０：半導体ウエーハ
１１：カセット
１２：仮置きテーブル
１３：搬出・搬入手段
１４：第１の搬送手段
１５：洗浄手段
１６：第２の搬送手段
Ｆ：環状の支持フレーム
Ｔ：ダイシングテープ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】