JP2003234308A - 切削装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 切削水を供給しながら半導体ウェーハ等の被
加工物を切削することにより滞留したコンタミネーショ
ンが混じった切削水を、経済的な方法で確実かつ効率的
に除去できるようにする。 【解決手段】 チャックテーブル１５に保持された被加
工物を切削手段１７を用いて切削する場合に、チャック
テーブル１５の移動経路に交差する方向に配設されるノ
ズル６１から洗浄水とエアーとを混合させた混合流体を
噴出することにより、被加工物の上に滞留した切削水を
確実に排除する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被加工物を切削す
る切削装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば半導体ウェーハをダイシングする
場合には、図５に示すように、チャックテーブル１５に
おいて半導体ウェーハＷを保持し、切削水ノズル２３か
ら切削水を切削箇所に供給すると共に、切削ブレード２
２が高速回転しながら切削手段１７が下降することによ
り、切削ブレード２２が半導体ウェーハＷのストリート
に切り込んで切削が行われる。そして、このような切削
をすべてのストリートについて縦横に行うことにより個
々の半導体チップに分割される。

【０００３】このようにして切削を行うと、切削屑（コ
ンタミネーション）が発生し、そのコンタミネーション
を含んだ切削水が半導体ウェーハＷ上に滞留し、コンタ
ミネーションが半導体ウェーハＷ上に付着する。コンタ
ミネーションが付着したままでは、半導体チップの品質
が低下し、歩留まりも低下する。また、コンタミネーシ
ョンは静電気によって付着するものもあり、直ちに取り
除かなければ除去することが困難となる。

【０００４】そこで、例えば特開平４−２４０７４９号
公報や特開平２０００−３０６８７８号公報に開示され
た切削装置のように、半導体ウェーハの表面にノズルか
ら洗浄水を噴出することにより、付着したコンタミネー
ション及び切削水を除去することが通常行われている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、洗浄水
の噴出によってコンタミネーションを除去するには大量
の洗浄水が必要となるため、不経済であると共に非効率
的であるという問題がある。

【０００６】また、半導体ウェーハのサイズが大きくな
ると、ノズルから噴出される洗浄水が半導体ウェーハの
全面に行き渡らないことがあるため、ノズルから遠い位
置にあるコンタミネーションを完全に排除することがで
きないという問題もある。

【０００７】噴出される洗浄水の圧力を高くすることに
より、洗浄水の使用量を増やすことなくサイズの大きな
半導体ウェーハの上に滞留したコンタミネーションを除
去することも可能ではあるが、洗浄水の圧力を高くする
ためのポンプ等が必要となり、また、配管も高圧に対応
するものに変更しなければならないため、かえって不経
済となってしまう。更に、洗浄水を高圧にした場合は、
洗浄水を噴出するノズルが短期間に磨耗するおそれもあ
る。

【０００８】このように、切削水を供給しながら半導体
ウェーハ等の被加工物を切削する場合においては、コン
タミネーションを含んだ切削水のすべてを、経済的な方
法で確実かつ効率的に除去できるようにすることに課題
を有している。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の具体的手段として本発明は、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
物を切削領域において切削する切削手段と、チャックテ
ーブルを切削方向に駆動する切削送り手段とを少なくと
も備えた切削装置であって、チャックテーブルの移動経
路に交差する方向に配設されるノズルと、ノズルに装着
され洗浄水とエアーとを混合して混合流体を生成する混
合部と、混合部に洗浄水を供給する洗浄水供給部と、混
合部にエアーを供給するエアー供給部とから構成される
洗浄手段が配設された切削装置を提供する。

【００１０】そしてこの切削装置は、混合部がノズルの
長手方向の両端に装着されること、ノズルが切削領域に
配設され、切削された被加工物に対して混合流体が噴出
されること、切削手段の両側に対向してノズルが２本配
設され、切削された対して被加工物に混合流体が噴出さ
れること、洗浄水の圧力は０．２ＭＰａ以上であり、エ
アーの圧力は０．３ＭＰａ以上であることを付加的な要
件とする。

【００１１】このように構成される切削装置において
は、洗浄手段を構成するノズルが被加工物を保持するチ
ャックテーブルの移動経路に交差する方向に配設され、
ノズルには洗浄水とエアーとが供給されることにより、
エアーの圧力によって洗浄水が助勢されて噴出するた
め、高圧水を用いることなく、洗浄水を被加工物の全面
に確実に供給することができる。しかも、洗浄水は混合
流体となってミスト化するため、わずかな水量でも十分
な洗浄力を得ることができる。

【００１２】また、洗浄水がエアーによって助勢され勢
い良く噴出されるため、ミスト化された洗浄水が直接当
たる部位については、高い衝撃力によって付着している
コンタミネーションを除去することができる。

【００１３】更に、洗浄水及びエアーの圧力が比較的低
いため、高圧水を使用した場合に比べてノズルが磨耗し
にくい。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態の一例とし
て、図１に示す切削装置１０について説明する。なお、
従来例と同様に構成される部位については同一の符号を
付して説明する。

【００１５】図１の切削装置１０には、被加工物、例え
ば半導体ウェーハＷが収容されるウェーハカセット１１
が載置されるカセット載置領域１２と、ウェーハカセッ
ト１１からの半導体ウェーハＷの搬出及びウェーハカセ
ット１１への半導体ウェーハＷの搬入を行う搬出入手段
１３と、半導体ウェーハＷの搬送を行う搬送手段１４
と、半導体ウェーハＷを保持するチャックテーブル１５
と、切削溝を形成すべきストリートを検出するアライメ
ント手段１６と、ストリートを切削する切削手段１７
と、洗浄のための混合流体を噴出する洗浄手段１８とを
備えている。

【００１６】この切削装置１０を用いて半導体ウェーハ
Ｗの表面に切削溝を形成しようとする場合は、半導体ウ
ェーハＷは、保持テープＴを介してフレームＦと一体と
なった状態でウェーハカセット１１に複数収納され、搬
出入手段１３によってウェーハカセット１１から搬出さ
れて仮置き領域１３ａに一時的に載置される。そしてそ
の後搬送手段１４に吸着され搬送手段１４が旋回動する
ことによりチャックテーブル１５に搬送されて載置さ
れ、吸引保持される。

【００１７】次に、半導体ウェーハＷを保持したチャッ
クテーブル１５は、＋Ｘ方向に移動することによりアラ
イメント手段１６の直下に位置付けられる。アライメン
ト手段１６には、ＣＣＤカメラ等の撮像手段を備えてお
り、アライメント手段１６がＹ軸方向に移動しながら半
導体ウェーハＷの表面を撮像し、予めメモリ等に記憶さ
れたキーパターン画像と撮像した画像とのパターンマッ
チング処理を行うことにより切削すべきストリートが検
出される（アライメントされる）。こうして切削すべき
ストリートが検出されると、更にチャックテーブル１５
が同方向に移動して、実際の切削が行われる切削領域１
９に位置付けられる。

【００１８】図２に示すように、切削手段１７において
は、Ｙ軸方向に配設されたスピンドル２０がスピンドル
ハウジング２１によって回転可能に支持され、スピンド
ル２０の先端部に切削ブレード２２が装着されており、
スピンドル２０の回転に伴って切削ブレード２２が回転
する構成となっている。また、切削ブレード２２を前後
から挟むようにして一対の切削水ノズル２３が配設され
ている。

【００１９】図示していないが図１のアライメント手段
１６と切削手段１７とは一体に形成されており、切削す
べきストリートが検出されると同時に、そのストリート
と切削ブレード２１とのＹ軸方向の位置合わせがなされ
る。

【００２０】切削手段１７は、切り込み送り手段３０に
よって切り込み方向であるＺ軸方向に移動可能に支持さ
れており、更にこの切り込み送り手段３０は、割り出し
送り手段４０によって割り出し方向であるＹ軸方向に移
動可能に支持されている。

【００２１】切り込み送り手段３０は、立設する壁部３
１と、壁部３１の側面においてＺ軸方向に配設されたＺ
軸ガイドレール３２と、切削手段１７を支持すると共に
Ｚ軸ガイドレール３２に摺動可能に支持された昇降部３
３と、Ｚ軸方向に配設されて昇降部３３に形成されたナ
ット（図示せず）に螺合するＺ軸ボールネジ（図示せ
ず）と、Ｚ軸ボールネジを回転駆動するＺ軸パルスモー
タ３４とから構成され、Ｚ軸パルスモータ３４の駆動に
よりＺ軸ボールネジが回転することにより昇降部３３が
Ｚ軸方向に昇降し、これに伴い切削手段１７が昇降する
構成となっている。

【００２２】一方、割り出し送り手段４０は、Ｙ軸方向
に配設されたＹ軸ガイドレール４１と、Ｙ軸ガイドレー
ル４１に摺動可能に支持され壁部３１と一体形成された
Ｙ軸移動基台４２と、Ｙ軸移動基台４２に形成されたナ
ット部（図示せず）に螺合するＹ軸ボールネジ４３と、
Ｙ軸ボールネジ４３を回転駆動するＹ軸パルスモータ４
４とから構成され、Ｙ軸パルスモータ４４の駆動によっ
てＹ軸ボールネジ４３が回転することによりＹ軸移動基
台４０がＹ軸方向に移動し、これに伴い切削手段１７も
同方向に移動する構成となっている。

【００２３】チャックテーブル１５は、切削送り手段５
０によってＸ軸方向に移動可能に支持されている。切削
送り手段５０は、切削方向であるＸ軸方向に配設された
Ｘ軸ガイドレール５１と、Ｘ軸ガイドレール５１に摺動
可能に支持されたＸ軸移動基台５２と、Ｘ軸移動基台５
２に形成されたナット部（図示せず）に螺合するＸ軸ボ
ールネジ５３と、Ｘ軸ボールネジ５３を回転駆動するＸ
軸パルスモータ５４と、Ｘ軸移動基台５２に固定されチ
ャックテーブル１５を回転可能に支持する支持基台５５
と、支持基台５５の両側部に固定されチャックテーブル
１５の移動に伴って伸縮する蛇腹部５６とから概ね構成
される。

【００２４】Ｘ軸パルスモータ５４に駆動されてＸ軸ボ
ールネジ５３が回転することによりＸ軸移動基台５２が
Ｘ軸方向に移動し、これに伴って支持基台５５が蛇腹部
５６の伸縮を伴って移動することによりチャックテーブ
ル１５がＸ軸方向に移動する。

【００２５】図３は、洗浄手段１８の構成の一例を示し
たもので、洗浄手段１８は、複数の噴出口６０を長手方
向に備えたノズル６１と、ノズル６１の一方の端部に装
着された混合部６２と、混合部６２に洗浄水を供給する
洗浄水供給部６３と、混合部６３にエアーを供給するエ
アー供給部６４とから構成され、洗浄水供給部６３はバ
ルブ６５を介して洗浄水源６６に連結され、エアー供給
部６４はバルブ６７を介してエアー源６８に連結されて
いる。

【００２６】混合部６２においては、バルブ６５を介し
て洗浄水源６６から供給される洗浄水と、バルブ６７を
介してエアー源６８から供給されるエアーとが混合され
てミスト状の混合流体が生成される。そして、エアーの
圧力によって混合流体が複数の噴出口６０から噴出す
る。

【００２７】このように複数の噴出口６０を備えたノズ
ル６１は、チャックテーブル１５に保持された被加工物
の全面に対して洗浄水を噴出できる位置、例えば図１及
び図２に示したように、チャックテーブル１５の移動経
路に交差する位置に配設される。

【００２８】図２を参照して説明を続けると、チャック
テーブル１５に保持された半導体ウェーハＷがアライメ
ントの後に切削領域１９に位置付けられると、チャック
テーブル１５が更に＋Ｘ方向に移動すると共に、切削ブ
レード２２が高速回転しながら切り込み送り手段３０に
よる駆動の下で切削手段１７が下降し、アライメントに
より検出されたストリートに切り込んでそのストリート
が切削される。このとき、切削ブレード２２と半導体ウ
ェーハＷとの接触部位には、切削水ノズル２３から切削
水が供給される。

【００２９】そして、切削送り手段５０による駆動の下
でチャックテーブル１５がＸ軸方向に往復移動すると共
に、割り出し送り手段４０による駆動の下で、切削手段
１７がＹ軸方向にストリート間隔ずつ移動しながら切削
ブレード２２が各ストリートに切り込むことにより、同
方向のすべてのストリートが順次切削される。

【００３０】また、チャックテーブル１５を９０度回転
させて上記と同様の切削を行うと、すべてのストリート
が縦横に切削される。

【００３１】こうして切削水の供給と共に切削が行われ
ると、切削により生じたコンタミネーションが含まれた
切削水が半導体ウェーハＷの上に滞留するため、この切
削水を洗浄手段１８を用いて除去する。

【００３２】洗浄手段１８を構成するノズル６１は、チ
ャックテーブル１５の移動経路に交差して配設されてい
るため、ノズル６１から洗浄水を噴出すると共にチャッ
クテーブル１５をＸ軸方向を移動させることによって、
チャックテーブル１５に保持された半導体ウェーハＷの
全面にミスト状の混合流体が行き渡り、切削水を確実に
排除することができる。

【００３３】その上、洗浄手段１８にはエアーと洗浄水
とを混合する混合部６４を備え、洗浄水がエアーによる
圧力によって助勢されて噴出するため、コンタミネーシ
ョンが混じった切削水を効果的に除去することができ
る。例えば、洗浄水の圧力は０．２ＭＰａ以上、エアー
の圧力は０．３ＭＰａ以上とすることができ、従来のよ
うに高圧水（例えば圧力が１０ＭＰａ）を用いる場合と
比較すると、圧力は低い。従って、ノズル６１が磨耗し
にくい。

【００３４】また、図示したようにノズル６１を切削領
域１９に配設した場合には、切削によって発生したコン
タミネーションを切削直後に除去することができるた
め、コンタミネーションが静電気により半導体ウェーハ
Ｗに付着するのを防止することができる。

【００３５】なお、洗浄水供給部６３に洗浄水を供給せ
ず、エアーのみを噴出口６０から噴出することによって
もコンタミネーションが混じった切削水を除去すること
ができる。

【００３６】また、切削中は、エアーのみを噴出口６０
から噴出することによってエアーカーテンを形成すれ
ば、切削水が切削領域１９から装置内の他の領域（例え
ばアライメントが行われる領域）に流出するのを防止す
ることできる。

【００３７】洗浄手段は、図４のように構成することも
できる。図４に示した構成の洗浄手段１８ａにおいて
は、噴出口６９が複数形成されたノズル７０の両端に第
一の混合部７１、第二の混合部７２が装着され、第一の
混合部７１には第一の洗浄水供給部７３及び第一のエア
ー供給部７４が形成され、第二の混合部７２には第二の
洗浄水供給部７５及び第二のエアー供給部７６が形成さ
れている。

【００３８】そして、第一の洗浄水供給部７３及び第二
の洗浄水供給部７５にはバルブ７７を介して洗浄水源７
８が連結され、第二のエアー供給源７４及び第二のエア
ー供給源７５にはバルブ７９を介してエアー源８０が連
結されている。

【００３９】洗浄水源７８から第一の洗浄水供給部７３
を介してノズル７０に流入した洗浄水は、エアー源８０
から第一のエアー供給部７４を介して流入したエアーに
よって助勢される。同様に、洗浄水源７８から第二の洗
浄水供給部７５を介してノズル７０に流入した洗浄水
は、エアー源８０から第二のエアー供給部７６を介して
流入したエアーによって助勢される。従って、ノズル７
０の両端からバランス良く供給され助勢された洗浄水
は、すべての噴出口６９から半導体ウェーハＷの全面に
向けて均等に噴出されるため、コンタミネーションが混
じった切削水を確実に排除することができる。

【００４０】なお、本実施の形態においては、ノズル６
１を１本配設した場合を例に挙げて説明したが、２本以
上配設してもよい。例えば、切削手段１７を挟んでＸ軸
方向において対向する位置に２本のノズルを配設した場
合には、チャックテーブル１５の位置に応じてそれぞれ
のノズルから混合流体を噴出することにより効率良く切
削水を排除することができる。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る切削
装置においては、洗浄手段を構成するノズルが被加工物
を保持するチャックテーブルの移動経路に交差する方向
に配設され、ノズルには洗浄水とエアーとが供給される
ため、エアーの圧力によって洗浄水が助勢されて噴出す
る。従って、高圧水を用いることなく洗浄水を被加工物
の全面に供給することができるため、コンタミネーショ
ンが混入した切削水を除去することができる。しかも、
洗浄水は混合流体となってミスト化し、わずかな水量で
も十分な洗浄力を得ることができるため、洗浄水の消費
量が少なく経済的である。

【００４２】また、洗浄水がエアーによって助勢され勢
い良く噴出されるため、ミスト化された洗浄水が直接当
たる部位については、高い衝撃力によって付着している
コンタミネーションを確実に除去することができる。

【００４３】更に、洗浄水及びエアーの圧力が比較的低
いため、高圧水を使用した場合に比べてノズルが磨耗し
にくく、寿命を長くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る切削装置の一例を示す斜視図であ
る。

【図２】同切削装置を構成する切削領域を拡大して示す
斜視図である。

【図３】同切削装置を構成する洗浄手段の第一の例を示
す断面図である。

【図４】同切削装置を構成する洗浄手段の第二の例を示
す断面図である。

【図５】半導体ウェーハを切削する様子を示す斜視図で
ある。

【符号の説明】

１０…切削装置 １１…ウェーハカセット １２…カセット載置領域 １３…搬出入手段 １４…搬送手段 １５…チャックテーブル １６…アライメント手段 １７…切削手段 １８…洗浄手段 １９…切削領域 ２０…スピンドル ２１…スピンドルハウジング ２２…切削ブレード ２３…切削水ノズル ３０…切り込み送り手段 ３１…壁部 ３２…Ｚ軸ガイドレール ３３…昇降部 ３４…Ｚ軸パルスモータ ４０…割り出し送り手段 ４１…Ｙ軸ガイドレール ４２…Ｙ軸移動基台 ４３…Ｙ軸ボールネジ ４４…Ｙ軸パルスモータ ５０…切削送り手段 ５１…Ｘ軸ガイドレール ５２…Ｘ軸移動基台 ５３…Ｘ軸ボールネジ ５４…Ｘ軸パルスモータ ５５…支持基台 ５６…蛇腹部 ６０…噴出口 ６１…ノズル ６２…混合部 ６３…洗浄水供給部 ６４…エアー供給部 ６５…バルブ ６６…洗浄水源 ６７…バルブ ６８…エアー源 ６９…噴出口 ７０…ノズル ７１…第一の混合部 ７２…第二の混合部 ７３…第一の洗浄水供給部 ７４…第一のエアー供給部 ７５…第二の洗浄水供給部 ７６…第二のエアー供給部 ７７…バルブ ７８…洗浄水源 ７９…バルブ ８０…エアー源

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項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領
   域において切削する切削手段と、該チャックテーブルを
   切削方向に駆動する切削送り手段とを少なくとも備えた
   切削装置であって、 該チャックテーブルの移動経路に交差する方向に配設さ
   れるノズルと、該ノズルに装着され洗浄水とエアーとを
   混合して混合流体を生成する混合部と、該混合部に洗浄
   水を供給する洗浄水供給部と、該混合部にエアーを供給
   するエアー供給部とから構成される洗浄手段が配設され
   た切削装置。
2. 【請求項２】 混合部は、ノズルの長手方向の両端に装
   着される請求項１に記載の切削措置。
3. 【請求項３】 ノズルは切削領域に配設され、切削され
   た被加工物に対して混合流体が噴出される請求項１また
   は２に記載の切削装置。
4. 【請求項４】 切削手段の両側に対向してノズルが２本
   配設され、切削された被加工物に対して混合流体が噴出
   される請求項１または２に記載の切削装置。
5. 【請求項５】 洗浄水の圧力は０．２ＭＰａ以上であ
   り、エアーの圧力は０．３ＭＰａ以上である請求項１乃
   至４に記載の切削装置。