JP2011108979A - 被加工物の切削方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 不良の発生を防止可能な被加工物の切削方法を提供することである。
【解決手段】 切削ブレードを用いて被加工物を切削する切削方法であって、被加工物の一面に粘着シートを配設するステップと、被加工物の該粘着シートが配設された側を保持手段で保持するステップと、１０℃以下の温度の切削液を切削ブレードに供給しながら該切削ブレードを該粘着シートに至るまで切り込ませて被加工物を切削するステップと、を具備したことを特徴とする。
【選択図】図５
【解決手段】 切削ブレードを用いて被加工物を切削する切削方法であって、被加工物の一面に粘着シートを配設するステップと、被加工物の該粘着シートが配設された側を保持手段で保持するステップと、１０℃以下の温度の切削液を切削ブレードに供給しながら該切削ブレードを該粘着シートに至るまで切り込ませて被加工物を切削するステップと、を具備したことを特徴とする。
【選択図】図５
Description
本発明は、切削ブレードを用いて半導体ウエーハ等の被加工物を切削する被加工物の切削方法に関する。
表面にＩＣ，ＬＳＩ等のデバイスが複数形成された半導体ウエーハや、電子部品に使用される各種セラミック基板、樹脂基板、ガラス基板、サファイア基板等の被加工物はダイシング装置によって個々のチップに分割され、分割されたチップは各種電気機器に広く利用されている。
分割された個々のチップのハンドリングを容易にするためと被加工物を完全切断するために、分割に際して被加工物は粘着シートであるダイシングテープに貼着され、ダイシングテープを介して環状フレームにより支持される。
ダイシング装置は粘着シートに貼着された被加工物を保持するチャックテーブル（保持手段）と、チャックテーブルに保持された被加工物を切削する切削ブレードを含む切削手段と、切削ブレードに切削液を供給するノズルとを備え、切削ブレードが回転しながら粘着シートまで切り込むことで被加工物が分割される（例えば、特開２０００−３４９０４６号公報参照）。
一般に粘着シートはポリ塩化ビニル、ポリオレフィン、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等の基材と、基材上に形成されたアクリル系やゴム系の粘着剤層とで構成される。そして、被加工物はこの粘着剤層上に貼着される（例えば、特開平５−１５６２１４号公報参照）。
従来の半導体ウエーハ等の被加工物の切削方法では、ダイシング装置をクリーンルーム内に設置し、２１〜２２℃の温度範囲で恒温調整された切削水を供給しながら被加工物の切削を遂行している。
ところが、被加工物を支持している粘着剤層は軟らかいため、粘着シートに貼着された被加工物を切削ブレードで切削する際、チップが動いてしまうという問題がある。特に、被加工物を１０ｍｍ以下と小サイズのチップへ分割する場合において、チップの動きが顕著に発生する。
切削中にチップが動いてしまうと、分割されたチップにはチップ側面が垂直に形成されない所謂異形状と呼ばれる不良や、チップの表裏面にチッピング、クラック等の不良が大きく発生する。
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、不良の発生を防止可能な被加工物の切削方法を提供することである。
本発明によると、切削ブレードを用いて被加工物を切削する切削方法であって、被加工物の一面に粘着シートを配設するステップと、被加工物の該粘着シートが配設された側を保持手段で保持するステップと、１０℃以下の温度の切削液を切削ブレードに供給しながら該切削ブレードを該粘着シートに至るまで切り込ませて被加工物を切削するステップと、を具備したことを特徴とする被加工物の切削方法が提供される。
本発明によると、１０℃以下の温度の切削液が切削ブレードに供給されつつ、被加工物の切削が遂行されるので、切削ブレードの先端である加工点に回り込んだ切削液や被加工物上に飛散した切削液によって粘着シートの粘着剤層が冷却されて硬化する。これにより、切削中のチップの動きが抑制され、不良の発生を抑えることができる。
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は本発明の切削方法を実施するのに適した切削装置（ダイシング装置）２の外観斜視図である。
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手段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手段によって撮像された画像が表示されるＣＲＴ等の表示手段６が設けられている。
図２に示すように、ダイシング対象の半導体ウエーハＷの表面においては、第１のストリートＳ１と第２のストリートＳ２とが直交して形成されており、第１のストリートＳ１と第２のストリートＳ２とによって区画されて多数のデバイスＤがウエーハＷ上に形成されている。
ウエーハＷは粘着シート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の外周縁部は環状フレームＦに貼着されている。これにより、ウエーハＷはダイシングテープＴを介してフレームＦに支持された状態となり、図１に示したウエーハカセット８中にウエーハが複数枚（例えば２５枚）収容される。ウエーハカセット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。
ウエーハカセット８の後方には、ウエーハカセット８から切削前のウエーハＷを搬出するとともに、切削後のウエーハをウエーハカセット８に搬入する搬出入手段１０が配設されている。ウエーハカセット８と搬出入手段１０との間には、搬出入対象のウエーハ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、ウエーハＷを一定の位置に位置合わせする位置合わせ手段１４が配設されている。
仮置き領域１２の近傍には、ウエーハＷと一体となったフレームＦを吸着して搬送する旋回アームを有する搬送手段１６が配設されており、仮置き領域１２に搬出されたウエーハＷは、搬送手段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に吸引されるとともに、複数のクランプ１９によりフレームＦが固定されることでチャックテーブル１８上に保持される。
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、ウエーハＷの切削すべきストリートを検出するアライメント手段２０が配設されている。
アライメント手段２０は、ウエーハＷの表面を撮像する撮像手段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処理によって切削すべきストリートを検出することができる。撮像手段２２によって取得された画像は、表示手段６に表示される。
アライメント手段２０の左側には、チャックテーブル１８に保持されたウエーハＷに対して切削加工を施す切削手段２４が配設されている。切削手段２４はアライメント手段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。
切削手段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は撮像手段２２のＸ軸方向の延長線上に位置している。
２５は切削が終了したウエーハＷを洗浄装置２７まで搬送する搬送手段であり、洗浄装置２７では、ウエーハＷを洗浄するとともにエアノズルからエアを噴出させてウエーハＷを乾燥する。
図３を参照すると、スピンドル２６に装着された切削ブレード２８をホイールカバー（ブレードカバー）３０で包囲した状態の斜視図が示されている。ホイールカバー３０にはブレード破損検出器３２が取り付けられている。
ブレード破損検出器３２は、図４に示すように光ファイバー３６に接続された発光部３４の先端と、同じく光ファイバーに接続された受光部の先端とが切削ブレード２８の切刃２８ａを挟んで対向するように位置づけられて構成されている。３８はブレード破損検出器３２の位置を調整する調整ねじであり、４０は調整された位置でブレード破損検出器３２を固定する固定ねじである。
ホイールカバー３０内には図示しないエアーシリンダが収容されており、エアーシリンダのピストンロッドの先端には図示しない取り付けプレートが固定されている。この取り付けプレートに冷却水ノズルアセンブリ４２がねじ４４により締結されている。
冷却水ノズルアセンブリ４２は、ホース４８に接続される接続パイプ４６と、接続パイプ４６から分岐して切削ブレード２８を挟んで伸長する冷却水ノズル５０ａ，５０ｂを含んでいる。各冷却水ノズル５０ａ，５０ｂの外側には飛沫カバー５２が設けられている。
５４は切削水ブロックであり、ねじ５６によりホイールカバー３０に締結されている。切削水ブロック５４は、ホース６０に接続される接続パイプ５８と、接続パイプ５８に接続された切削水ノズル６２とを含んでいる。切削水ノズル６２の先端（切削水供給口）は切削ブレード２８の切刃２８ａに向かって開口している。
以下、このように構成された切削装置２を用いて被加工物であるウエーハＷを切削する本発明の切削方法について説明する。被加工物であるウエーハＷは、図２に示すように粘着シートであるダイシングテープＴを介して環状フレームＦに支持された状態でチャックテーブル１８により吸引保持される。
ダイシングテープＴは、ポリ塩化ビニル、ポリオレフィン、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等の基材と、基材上に形成されたアクリル系やゴム系の粘着剤層とから構成される。ウエーハＷはダイシングテープＴの粘着剤層上に貼着される。
チャックテーブル１８により保持されたウエーハＷをＸ軸方向に撮像手段２２の直下に移動し、撮像手段２２でウエーハＷを撮像して、アライメント手段２０で切削すべきストリートを検出するアライメントを実施する。
このアライメントに基づいて、切削しようとするストリートと切削ブレード２８との位置合わせが行われた状態で、切削ブレード２８を３００００ｒｐｍ程度の高速で回転しつつウエーハＷに切り込ませ、更にチャックテーブル１８をＸ軸方向に加工送りすることにより、位置合わせされたストリートが切削される。
本発明では、この切削時に冷却水ノズル５０ａ，５０ｂから切削ブレード２８に向かって１０℃以下の温度に冷却された切削水が噴出されるとともに、切削水ノズル６２から切削ブレード２８の切刃２８ａに向かって同じく１０℃以下の温度に冷却された切削水が噴出される。
本発明では、冷却水ノズル５０ａ，５０ｂから噴出される切削水及び切削水ノズル６２から噴出される切削水は１０℃以下の温度に冷却されていることが必要であり、その下限は特に限定されない。
例えば、切削水に不凍液を混入することにより、切削水を凝固させずにマイナス数十度に冷却することが可能である。好ましくは、切削水としては純水が使用される。
本発明の切削方法では、このように１０℃以下に冷却された切削水が冷却水ノズル５０ａ，５０ｂ及び切削水ノズル６２から噴出されながら切削ブレード２８によりウエーハＷの切削が遂行されるため、切削ブレード２８の先端である加工点に回り込んだ切削水や、ウエーハＷ上に飛散した切削水によってダイシングテープＴの粘着剤層が冷却されて硬化する。
これにより、ダイシングテープＴの粘着剤層が切削中に動くことがないため、図５に示すように切削溝６６の両側に露出するデバイス（チップ）Ｄの側面６７は垂直に形成されるとともに、デバイスＤの表裏面にチッピング、クラック等の不良が発生することが抑制される。
従来方法のように、２１℃〜２２℃の切削水を供給しながら切削を遂行すると、ダイシングテープＴの粘着剤層が軟らかいため、図６に示すように切削溝６６に露出するデバイスＤの側面６７に符号６８で示すような異形状が発生するか、又はデバイスＤの表裏面にチッピング、クラック等の不良が発生することがある。
本発明の切削方法は、切削中に供給する切削水を１０℃以下の冷却することにより、この問題を解決したものであり、その利用価値は高いものである。
以上、被加工物 がウエーハの場合について説明したが、本発明の切削方法はウエーハに限らず、各種セラミックやサファイア、ガラス、樹脂基板等、様々な被加工物に適用可能である。
特にセラミックや石英ガラス、サファイア基板等、所謂難切削材の切削や、被加工物を小サイズチップへと分割する加工においては、従来方法のように２０℃前後の切削水を供給しながら加工すると異形状の発生率が非常に高いため、本発明の切削方法が非常に有効である。
Ｗ 半導体ウエーハ
Ｔ 粘着シート（ダイシングテープ）
Ｆ 環状フレーム
１８ チャックテーブル
２８ 切削ブレード
５０ａ，５０ｂ 冷却水ノズル
６２ 切削水ノズル
６６ 切削溝
Ｔ 粘着シート（ダイシングテープ）
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Claims (1)
- 切削ブレードを用いて被加工物を切削する切削方法であって、
被加工物の一面に粘着シートを配設するステップと、
被加工物の該粘着シートが配設された側を保持手段で保持するステップと、
１０℃以下の温度の切削液を切削ブレードに供給しながら該切削ブレードを該粘着シートに至るまで切り込ませて被加工物を切削するステップと、
を具備したことを特徴とする被加工物の切削方法。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20121016 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20140304 |