(57)【要約】【課題】被加工物の切削によって生じた切削屑を完全に排除できるようにして被加工物が汚染されるのを防止する。【解決手段】スピンドル８３の先端に切削ブレード８０が装着された構成の切削手段８において、高圧エアーによって洗浄水を洗浄水噴出部８８から噴出して被加工物Ｗに形成された切削溝Ｇを含む領域を洗浄する２流体洗浄手段９９と、滞留した切削水を切削ブレード８０の回転に起因して切削水が飛散する側に強制的に流し去る水流形成手段１００とを備えることにより、切削水を確実に除去して被加工物の品質を向上させる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【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する切削手段と、該チャックテーブルを該切削手段に対して相対的に切削送りする切削送り手段と、該切削手段を該チャックテーブルに対して相対的に割り出し送りする割り出し送り手段とを少なくとも備えた切削装置であって、
該切削手段は、スピンドルと、該スピンドルを回転可能に支持するスピンドルハウジングと、該スピンドルの先端に装着される切削ブレードと、該切削ブレードに切削水を供給する切削水供給ノズルを備えると共に該スピンドルハウジングに固定され該切削ブレードを覆うブレードカバーとを含み、
更に、高圧エアーによって洗浄水を洗浄水噴出部から噴出して被加工物に形成された切削溝を含む領域を洗浄する２流体洗浄手段と、切削水の噴出により滞留した切削水を該切削ブレードの回転に起因して切削水が飛散する側に強制的に流し去る水流形成手段とを備えた
切削装置。
【請求項２】
前記洗浄水噴出部は、前記切削ブレードの一方の面側に配設される第一の洗浄水ノズルと、該切削ブレードの他方の面側に配設される第二の洗浄水ノズルとから構成される請求項１に記載の切削装置。
【請求項３】
前記２流体洗浄手段には、前記第一の洗浄水ノズルまたは前記第二の洗浄水ノズルのいずれか一方のみから洗浄水が噴出されるように選択する選択手段を備えた請求項２に記載の切削装置。
【請求項４】
前記洗浄水噴出部は、前記切削ブレードによる切削に起因して切削水が飛散する側の反対側に配設される請求項１、２または３に記載の切削装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加工物に対して切削水を供給しながら切削加工を施す切削装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造工程においては、略円形のウェーハ表面の格子状に形成されたストリートによって区画された矩形領域にＩＣ、ＬＳＩ等の集積回路が形成される。そして、切削装置を用いてストリートを切削することにより、各集積回路ごとのデバイスに分割され、各デバイスが各種電子機器に利用される。
【０００３】
切削装置においては、高速回転する切削ブレードがストリートに切り込むことにより切削が行われ、個々のデバイスに分割するため、切削ブレードとウェーハとが接触する部位には摩擦による熱が発生し、この熱が、切削品質を低下させたり、切削ブレードの切り刃部を磨耗させたりする要因となる。そこで、切削装置においては、切削ブレードとウェーハとが接触する接触部の近傍に切削水を噴出するノズルを設け、そのノズルから噴出される切削水によって当該接触部を冷却することが行われている。
【０００４】
ところが、高速回転する切削ブレードがウェーハのストリートを切削することにより切削屑が生じるため、その切削屑が切削水に混じって泥水のようになり、その切削水がウェーハ表面に滞留することによりウェーハが汚染されるという問題がある。
【０００５】
そこで、ウェーハ表面に洗浄水を噴出して切削水及び切削屑を除去することが行われている。例えば、洗浄水が高圧エアーによって噴出されるノズルを用い、このノズルから洗浄水を吹き付けることにより滞留した切削水等を除去しながら切削を行う技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−３０６８７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、高圧エアーによって加速された洗浄水をウェーハ表面に噴出しても、切削屑を完全に排除することができないことがあり、洗浄効果が十分であるとはいえない。一方、例えばＣＣＤデバイスのように僅かな汚れも許容されないようなデバイスにおいては、切削屑を完全に排除する必要がある。
【０００８】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、被加工物の切削によって生じた切削屑を完全に排除できるようにして被加工物が汚染されるのを防止することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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する切削手段と、チャックテーブルを切削手段に対して相対的に切削送りする切削送り手段と、切削手段を該チャックテーブルに対して相対的に割り出し送りする割り出し送り手段とを少なくとも備えた切削装置に関するもので、切削手段は、スピンドルと、スピンドルを回転可能に支持するスピンドルハウジングと、スピンドルの先端に装着される切削ブレードと、切削ブレードに切削水を供給する切削水供給ノズルを備えると共にスピンドルハウジングに固定され切削ブレードを覆うブレードカバーとを含み、更に、高圧エアーによって洗浄水を洗浄水噴出部から噴出して被加工物に形成された切削溝を含む領域を洗浄する２流体洗浄手段と、切削水の噴出により滞留した切削水を切削ブレードの回転に起因して切削水が飛散する側に強制的に流し去る水流形成手段とを備えている。
【００１０】
洗浄水噴出部は、切削ブレードの一方の面側に配設される第一の洗浄水ノズルと、切削ブレードの他方の面側に配設される第二の洗浄水ノズルとから構成されることが望ましい。この場合、２流体洗浄手段には、第一の洗浄水ノズルまたは第二の洗浄水ノズルのいずれか一方のみから洗浄水が噴出されるように選択する選択手段を備えることが望ましい。
【００１１】
洗浄水噴出部は、前記切削ブレードによる切削に起因して切削水が飛散する側の反対側に配設されることが望ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る切削装置では、高圧エアーによって洗浄水を洗浄水噴出部から噴出して被加工物に形成された切削溝を含む領域を洗浄する２流体洗浄手段と、切削水の噴出により滞留した切削水を切削ブレードの回転に起因して切削水が飛散する側に強制的に流し去る水流形成手段とを備えたことにより、切削屑が確実に除去されて被加工物の品質が向上する。
【００１３】
また、洗浄水噴出部が、切削ブレードの一方の面側に配設される第一の洗浄水ノズルと、切削ブレードの他方の面側に配設される第二の洗浄水ノズルとから構成される場合は、切削時に切削手段をいずれの方向に割り出し送りする場合においても、切削により形成された切削溝に洗浄水を噴出することができる。更に、第一の洗浄水ノズルまたは第二の洗浄水ノズルのいずれか一方のみから洗浄水が噴出されるように選択する選択手段を設けた場合は、割り出し送りの方向に応じていずれか一方の洗浄水ノズルからのみ洗浄水を噴出させることができるため、洗浄水の使用量を必要最低限に抑えることができる。
【００１４】
洗浄水噴出部が、切削ブレードによる切削に起因して切削水が飛散する側の反対側に配設される場合は、飛散する切削水の影響を受けずに切削溝の洗浄を円滑に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１に示す切削装置１は、各種の板状物を切削する装置であり、例えばウェーハＷをダイシングする場合には、保持テープＴを介してフレームＦに保持されたウェーハＷがカセット２に複数収容される。図２に示すように、ウェーハＷの表面には、所定間隔を置いて格子状に配列された複数のストリートＳが存在し、ストリートＳによって区画された多数の矩形領域には回路パターンが施されている。そして、ストリートＳを切削することにより、各矩形領域ごとのデバイスＤとなる。
【００１６】
図１に戻って説明を続けると、フレームＦと一体となった状態でウェーハＷがカセット２に収容されると、搬出入手段３が＋Ｙ方向に移動してフレームＦを挟持し、−Ｙ方向に移動してから挟持を解除することにより、ウェーハＷが仮置き領域４に載置される。
【００１７】
仮置き領域４に載置されたウェーハＷは、搬送手段５を構成する吸着部５０に吸着され、吸着部５０が旋回動してチャックテーブル６の直上に位置付けられる。そして、吸着部５０が下降してウェーハＷがチャックテーブル６に載置され、吸着を解除することによりチャックテーブル６に保持される。
【００１８】
チャックテーブル６は回転可能であると共にＸ軸方向に移動可能となっており、そのＸ軸方向の移動経路の上方には、アライメント手段７が配設されている。このアライメント手段７には、Ｙ軸方向に移動可能な撮像部７０を備えており、チャックテーブル６の＋Ｘ方向の移動及び撮像部７０のＹ軸方向の移動によりウェーハＷの表面を撮像し、予めメモリ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を検出することができる。
【００１９】
回転ブレード８０を備えた切削手段８は、撮像部７０と一体に形成されており、撮像部７０と共にＹ軸方向に移動可能となっている。また、回転ブレード８０は、撮像部７０とＹ座標が等しく、両者はＸ軸方向において一直線上に位置するため、アライメント手段７によって切削すべきストリートが検出された時に、そのストリートと回転ブレード８０とのＹ軸方向の位置合わせが自動的になされる。そして、ウェーハＷを保持するチャックテーブル６が更に＋Ｘ方向に移動し、回転ブレード８０が高速回転しながら切削手段８が下降して、検出されたストリートに切り込むことにより、当該ストリートが切削される。
【００２０】
また、チャックテーブル６をＸ軸方向に往復移動させると共に切削手段８をストリート間隔ずつＹ軸方向に割り出し送りしながら切削を行うと、同方向のすべてのストリートが切削される。更に、チャックテーブル６を９０度回転させてから上記と同様に切削を行うと、すべてのストリートが切削されてダイシングされ、個々の半導体チップに分割される。
【００２１】
図３に示すように、チャックテーブル６は、切削送り手段６０によってＸ軸方向に移動可能となっており、これによって切削手段８に対して相対的に切削送りされる。また、切削手段８０は、割り出し送り手段８１によってＹ軸方向に移動可能となっており、これによってチャックテーブル６に対して相対的に割り出し送りされる。
【００２２】
切削ブレード８０は、スピンドルハウジング８２によって回転可能に支持されたスピンドル８３の先端に装着されており、切削ブレード８０の＋Ｙ方向側及び−Ｙ方向側には、切削ブレード８０に切削水を供給する切削水供給ノズル８４ａ、８４ｂが配設されている（図３においては＋Ｙ方向側の切削水供給ノズル８４ａのみ示す。図４では切削水供給ノズル８４ｂも示す）。切削ブレード８０は、スピンドルハウジング８２に固定されたブレードカバー８５によって上方から覆われており、ブレードカバー８５の上部には、切削水供給ノズル８４ａ、８４ｂに連通する切削水流入口８６ａ、８６ｂがそれぞれ設けられている。切削水流入口８６ａ、８６ｂは、バルブ８６ｃを介して切削水供給源８７に連通している。
【００２３】
ブレードカバー８５の側部には、洗浄水を噴出する洗浄水噴出部８８が配設されている。図示の例では、洗浄水噴出部８８は、切削ブレード８０の回転に起因して切削水が飛散する側の反対側に配設されており、切削ブレード８０の一方の面側に配設された第一の洗浄水ノズル８８ａと、切削ブレード８０の他方の面側に配設された第二の洗浄水ノズル８８ｂとから構成されている。第一の洗浄水ノズル８８ａには、第一の高圧エアー流入口８９ａ及び第一の洗浄水流入口９０ａを備えており、同様に、第二の洗浄水ノズル８８ｂには、第二の高圧エアー流入口８９ｂ及び第二の洗浄水流入口９０ｂを備えている。
【００２４】
第一の高圧エアー流入口８９ａは、第一のエアー流通路９１ａ及びバルブ９１を介して高圧エアー供給源９２に接続され、第二の高圧エアー流入口８９ｂは、第二のエアー流通路９１ｂ及びバルブ９１を介して高圧エアー供給源９２に接続されている。第一のエアー流通路９１ａ及び第二のエアー流通路９１ｂの途中には、各エアー流通路を連通または遮断させる第一の切り替え部９３が配設されている。また、第一の洗浄水流入口９０ａは、第一の洗浄水流通路９４ａ及びバルブ９５を介して洗浄水供給源９６に接続され、第二の洗浄水流入口９０ｂは、第二の洗浄水流通路９４ｂ及びバルブ９５を介して洗浄水供給源９６に接続されている。第一の洗浄水流通路９４ａ及び第二の洗浄水流通路９４ｂの途中には、各洗浄水流通路を連通または遮断させる第二の切り替え部９７が配設されている。第一の切り替え部９３と第二の切り替え部９７とで選択手段９８が構成され、洗浄水噴出部８８と選択手段９８と高圧エアー供給源９２と洗浄水供給源９６とで２流体洗浄手段９９を構成する。
【００２５】
第一の切り替え部９３によって第一のエアー流通路９１ａが開状態となった場合は、高圧エアー供給源９２と第一の高圧エアー流入口８９ａとが連通し、高圧エアー供給源９２と第二の高圧エアー流入口８９ｂとの間が遮断される。一方、第二のエアー流通路９１ｂが開状態となった場合は、高圧エアー供給源９２と第二の高圧エアー流入口８９ｂとが連通し、高圧エアー供給源９２と第一の高圧エアー流入口８９ａとの間が遮断される。同様に、第二の切り替え部９７によって第一の洗浄水流通路９４ａが開状態となった場合は、洗浄水供給源９６と第一の洗浄水流入口９０ａとが連通し、洗浄水供給源９６と第二の洗浄水流入口９０ｂとの間が遮断される。一方、第二の洗浄水流通路９４ｂが開状態となった場合は、洗浄水供給源９６と第二の洗浄水流入口９０ｂとが連通し、洗浄水供給源９６と第一の洗浄水流入口９０ａとの間が遮断される。第一の切り替え部９３と第二の切り替え部９７とは連動するようにすることが好ましいが、それぞれが独立して動作するようにしてもよい。
【００２６】
ブレードカバー８５の下方には、図示の例ではスピンドル８３の軸心方向に長尺な水流形成手段１００が配設されている。水流形成手段１００は、バルブ８６ｃを介して切削水供給源８７に連通しており、切削水供給源８７から供給される切削水を＋Ｘ方向に噴出することができる。すなわち、滞留した切削水を、切削ブレード８０の回転に起因して切削水が飛散する側に強制的に流し去ることができる。
【００２７】
ウェーハＷのストリートＳを切削する際には、ウェーハＷを保持したチャックテーブル６が切削送り手段６０によって＋Ｘ方向に切削送りされると共に、切削ブレード８０が高速回転しながらストリートＳに切り込むため、切削ブレード８０及びウェーハＷを冷却するために、切削水供給ノズル８４ａ、８４ｂから切削水が噴出される。そしてその切削水には切削により生じた切削屑が混じって泥水のようになる。そこで、その泥水のようになった切削水が滞留しないようにしてウェーハＷが汚染されるのを防止するために、水流形成手段１００から切削水を噴出して強制的に切削水を排除する。
【００２８】
切削手段８が＋Ｙ方向に割り出し送りされながら切削が行われる場合は、図３に示すように、−Ｙ方向側のストリートから切削が行われて切削溝Ｇが形成されるため、切削ブレード８０よりも−Ｙ方向側にある第二の洗浄水ノズル８８ｂから洗浄水が噴出される。こうすることにより、切削により形成された切削溝Ｇに洗浄水が噴出され、切削溝Ｇに付着した切削屑が除去される。
【００２９】
一方、切削手段８が−Ｙ方向に割り出し送りされる場合は、＋Ｙ方向側のストリートから切削が行われて切削溝が形成されるため、切削ブレード８０よりも＋Ｙ方向側にある第一の洗浄水ノズル８８ａから洗浄水が噴出され、切削溝に付着した切削屑が除去される。
【００３０】
例えば図３の例においては、第一の切り替え部９３と第二の切り替え部９８とが連動する構成となっており、第一の切り替え部９３においては、第一のエアー流通路９１ａが遮断され、第二のエアー流通路９１ｂが連通している。一方、第二の切り替え部９８においては、第一の洗浄水流通路９４ａが遮断され、第二の洗浄水流通路９４ｂが連通している。この状態では、第二の洗浄水流通路９４ｂを通じて第二の洗浄水ノズル８８ｂに供給された洗浄水が、第二のエアー流通路９１ｂを通じて第二の洗浄水ノズル８８ｂに供給された高圧エアーによって加速され、図４に示すように、第二の洗浄水ノズル８８ｂから洗浄水が噴出される。このとき、第一の洗浄水ノズル８８ａからは洗浄水が噴出されない。
【００３１】
一方、第一の切り替え部９３及び第二の切り替え部９８が右方向に移動した場合には、第一の切り替え部９３においては、第一のエアー流通路９１ａが連通し、第二のエアー流通路９１ｂが遮断され、第二の切り替え部９８においては、第一の洗浄水流通路９４ａが連通し、第二の洗浄水流通路９４ｂが遮断されるため、この状態では、第一の洗浄水流通路９４ａを通じて第二の洗浄水ノズル８８ａに供給された洗浄水が、第一のエアー流通路９１ａを通じて第二の洗浄水ノズル８８ａに供給された高圧エアーによって加速され、第二の洗浄水ノズル８８ａから洗浄水が噴出される。このとき、第二の洗浄水ノズル８８ｂからは洗浄水が噴出されない。すなわち、選択手段９８は、第一の洗浄水ノズル８８ａまたは第二の洗浄水ノズル８８ｂのいずれか一方のみから洗浄水が噴出されるように選択する機能を有する。
【００３２】
このように、第一の洗浄水ノズル８８ａと第二の洗浄水ノズル８８ｂとを切削ブレード８０の両面側に配設したことにより、切削手段８がいずれの方向に割り出し送りされる場合においても切削により形成された切削溝を洗浄することができ、いずれか一方の洗浄水ノズルのみから洗浄水を噴出するようにすることにより、洗浄水の使用量を必要最低限に抑えることができる。
【００３３】
更に、水流形成手段１００から噴出された切削水によって、ウェーハＷの表面上に滞留した切削水及び洗浄水が＋Ｘ方向に流されて排除されるため、ウェーハＷが汚染されるのを確実に防止することができる。
【実施例】
【００３４】
図３に示したように、チャックテーブル６においてウェーハＷを保持し、以下の（１）〜（３）の３つの環境において切削手段８を用いて実際にウェーハＷの切削を行い、切削前のコンタミネーション（コンタミ）の数と切削後のコンタミの数を計測した。
（１）水流形成手段１００から切削水を噴出し、洗浄水噴出部８８から洗浄水を噴出しない。
（２）水流形成手段１００から切削水を噴出せず、洗浄水噴出部８８から洗浄水を噴出する。
（３）水流形成手段１００から切削水を噴出し、洗浄水噴出部８８から洗浄水を噴出する。
【００３５】
上記（１）、（２）、（３）のそれぞれの環境において、図１に示した撮像部７０を用いて切削前と切削後にウェーハＷの表面を撮像し、２μｍ以上のコンタミの数をそれぞれ計測した結果、図５に示す結果を得た。なお、図５に示した各結果において、切削前にもコンタミが計測されたのは、切削の前の工程においてウェーハＷの表面に研削屑等のコンタミが付着したためと考えられる。
【００３６】
まず、（１）のケースでは、切削前のコンタミの数が１個であったのに対し、切削後のコンタミの数は４個であった。水流形成手段１００から切削水を噴出したため、コンタミの滞留を比較的少なくすることはできたが、洗浄水噴出部８８からの洗浄水の噴出をしなかったため、コンタミを完全に排除することはできなかったと考えられる。
【００３７】
（２）のケースでは、切削前のコンタミの数が４個であったのに対し、切削後のコンタミの数は７個であった。洗浄水噴出部８８から洗浄水を噴出したが、水流形成手段１００からの水流を使用しなかったために、比較的多くのコンタミが残ってしまったものと考えられる。
【００３８】
（３）のケースでは、切削前のコンタミの数が７個であったのに対し、切削後のコンタミの数は０であった。水流形成手段１００から切削水を噴出すると共に、洗浄水噴出部８８から洗浄水を噴出させたため、コンタミを完全に排除することができたと推測される。
【００３９】
以上の結果から、水流形成手段１００からの切削水の噴出と洗浄水噴出部８８からの洗浄水の噴出を双方とも行うことにより、コンタミの洗浄効果が増すことが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】切削装置の一例を示す斜視図である。
【図２】ウェーハの一例を示す斜視図である。
【図３】ウェーハを切削する状態を示す斜視図である。
【図４】洗浄水噴出部から洗浄水をすると共に水流形成手段から切削水を噴出する状態を示す平面図である。
【図５】実験結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４１】
Ｗ：ウェーハ  Ｓ：ストリート  Ｄ：デバイス  Ｇ：切削溝
１：切削装置
２：カセット  ３：搬出入手段  ４：仮置き領域  ５：搬送手段
６：チャックテーブル
６０：切削送り手段
７：アライメント手段
７０：撮像部
８：切削手段
８０：切削ブレード  ８１：割り出し送り手段
８２：スピンドルハウジング  ８３：スピンドル
８４ａ、８４ｂ：切削水供給ノズル  ８５：ブレードカバー
８６ａ、８６ｂ：切削水流入口  ８７：切削水供給源
８８：洗浄水噴出部
８８ａ：第一の洗浄水ノズル  ８８ｂ：第二の洗浄水ノズル
８９ａ：第一の高圧エアー流入口  ８９ｂ：第二の高圧エアー流入口
９０ａ：第一の洗浄水流入口  ９０ｂ：第二の洗浄水流入口
９１ａ：第一のエアー流通路  ９１ｂ：第二のエアー流通路
８６ａ、９１、９５：バルブ
９２：高圧エアー供給源  ９３：第一の切り替え部
９４ａ：第一の洗浄水流通路  ９４ｂ：第二の洗浄水流通路
９６：洗浄水供給源  ９７：第二の切り替え部
９８：選択手段  ９９：２流体洗浄手段
１００：水流形成手段
【図１】
2006187834.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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