特許 6887722 ウェーハの加工方法及び切削装置

(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】6887722

(24)【登録日】2021年5月21日

(45)【発行日】2021年6月16日

(54)【発明の名称】ウェーハの加工方法及び切削装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/301 20060101AFI20210603BHJP

   B24B 27/06 20060101ALI20210603BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/78 F

   B24B27/06 M

【請求項の数】2

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2016-208313(P2016-208313)

(22)【出願日】2016年10月25日

(65)【公開番号】特開2018-73874(P2018-73874A)

(43)【公開日】2018年5月10日

【審査請求日】2019年8月14日

【前置審査】

(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】100075384

【弁理士】

【氏名又は名称】松本 昂

(74)【代理人】

【識別番号】100172281

【弁理士】

【氏名又は名称】岡本 知広

(74)【代理人】

【識別番号】100206553

【弁理士】

【氏名又は名称】笠原 崇廣

(72)【発明者】

【氏名】関家 一馬

【審査官】 内田 正和

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０６−００５７００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０９９８０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０１−０３１６０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０８２６４６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／３０１

Ｂ２４Ｂ ２７／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項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。

【請求項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。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

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。

【背景技術】

【0002】

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。

【0003】

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。

【0004】

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。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０００−１９８０４４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

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。

【0007】

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。

【0008】

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。

【課題を解決するための手段】

【0009】

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。

【0010】

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。

【発明の効果】

【0011】

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。

【0012】

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。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】切削装置の斜視図である。

【図2】保持ステップを示す一部断面側面図である。

【図3】第１実施形態の切削ステップを示す斜視図である。

【図4】第２実施形態のブレードカバーの斜視図である。

【図5】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。

【発明を実施するための形態】

【0014】

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。

【0015】

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。

【0016】

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。

【0017】

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。

【0018】

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。

【0019】

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。

【0020】

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。

【0021】

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。

【0022】

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。

【0023】

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。

【0024】

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。

【0025】

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。

【0026】

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。

【0027】

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。

【0028】

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。

【0029】

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。

【0030】

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。

【0031】

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。

【0032】

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。

【0033】

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。

【0034】

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。

【0035】

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。

【0036】

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。

【0037】

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。

【0038】

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。

【0039】

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。

【0040】

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。

【0041】

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。

【0042】

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。

【0043】

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。

【0044】

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。

【0045】

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。

【0046】

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。

【0047】

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。

【0048】

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。

【0049】

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。

【符号の説明】

【0050】

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

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】