(57)【要約】【課題】切削加工時におけるウエーハへの静電気の帯電を抑制することができる切削装置のチャックテーブルを提供する。【解決手段】切削ブレードを備えた切削手段によってウエーハを切削する切削装置におけるウエーハを保持するチャックテーブルであって、ウエーハを保持する保持面を有するポーラスセラミックスからなる保持部材と、保持部材を保持面を除いて囲繞するとともに保持部材に連通する吸引通路を備えた導電性材料からなる枠体とを具備し、ポーラスセラミックスからなる保持部材は導電性粒子が分散して形成され体積抵抗率が１×１０４Ω・cm以下に設定されている。【選択図】図４
2011014783.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
切削ブレードを備えた切削手段によってウエーハを切削する切削装置におけるウエーハを保持するチャックテーブルであって、
ウエーハを保持する保持面を有するポーラスセラミックスからなる保持部材と、該保持部材を該保持面を除いて囲繞するとともに該保持部材に連通する吸引通路を備えた導電性材料からなる枠体とを具備し、
該ポーラスセラミックスからなる保持部材は、導電性粒子が分散して形成され体積抵抗率が１×１０４Ω・cm以下に設定されている、
ことを特徴とする切削装置のチャックテーブル。
【請求項２】
該導電性粒子は、体積抵抗率が１×１０−4Ω・ｍ以下に設定され、配合率が３〜２０体積％に設定されている、請求項１記載の切削装置のチャックテーブル。
【請求項３】
該導電性粒子は、コバルトである、請求項１又は２記載の切削装置のチャックテーブル。
【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ウエーハを切削する切削装置に装備されるウエーハを保持するためのチャックテーブルに関する。
【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されたストリートと呼ばれる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、半導体ウエーハをストリート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半導体デバイスを製造している。
【０００３】
上述した半導体ウエーハのストリートに沿った切断は、通常、ダイサーと呼ばれる切削装置によって行われている。この切削装置は、ウエーハ等の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ための切削ブレードを備えた切削手段と、切削ブレードに切削水を供給する切削水供給手段を具備し、該切削水供給手段によって切削水を回転する切削ブレードに供給することにより切削ブレードを冷却するとともに、切削ブレードによる切削加工部に切削水を供給しつつ切削作業を実施する。
【０００４】
上述した切削装置による加工の際には切削水として電気抵抗の大きい純水が用いられるため、高速回転する切削ブレードによる摩擦により加工点にて静電気が発生する。この静電気が被加工物であるウエーハに帯電することにより、デバイスを構成する回路等を絶縁破壊するという問題がある。このような問題を解消するために、純水に二酸化炭素を混入して比抵抗値（体積抵抗率）を１MΩ・cm以下にして切削水に導電性を持たせることにより、静電気のウエーハへの帯電を抑制させるようにしている。（特許文献１参照）
【０００５】
しかるに、純水に二酸化炭素を混入することにより切削水がpH３〜４の酸性となるため、ウエーハに形成されたデバイスの表面に設けられているボンディングパッド等の金属を腐蝕させデバイスの品質を低下させたり、切削ブレードの切刃がダイヤモンド砥粒をニッケルメッキで固めた電鋳ブレードの場合には切刃を腐蝕させ切削ブレードの寿命を短縮させるという問題がある。
【０００６】
上記問題を解消するためにはウエーハを保持するチャックテーブルを金属材によって構成すればよいが、金属材によって構成されたチャックテーブルにウエーハを保持すると、ウエーハが金属汚染されるという問題がある。従って、チャックテーブルにおけるウエーハを保持する保持部は、セラミックスによって形成されている。
【０００７】
一方、切削装置に装備される洗浄装置においても、スピンナーテーブルに保持されたウエーハに高圧の洗浄水や高圧エアーを噴射すると静電気が発生し、この静電気がウエーハに帯電することによりデバイスを構成する回路等を絶縁破壊するという問題がある。この問題を解消するために、スピンナーテーブルにおけるウエーハを保持する保持部をセラミックスとしては電気抵抗の少ないジルコニアを主成分とするポーラスセラミックスによって形成した洗浄装置が下記特許文献２に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−３００１８４号公報
【特許文献２】特開２００８−１９８７０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記特許文献２に開示されたスピンナーテーブルにおけるウエーハを保持する保持部はセラミックスとしては電気抵抗の少ないジルコニアを主成分とするポーラスセラミックスによって形成されているが、ジルコニアを主成分とするポーラスセラミックスは体積抵抗率が１×１０６〜１×１０１０Ω・cmと比較的高く、切削加工時に切削ブレードによる摩擦により加工点において発生する静電気がウエーハに帯電することを抑制するのは困難である。
【００１０】
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、切削加工時におけるウエーハへの静電気の帯電を抑制することができる切削装置のチャックテーブルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、切削ブレードを備えた切削手段によってウエーハを切削する切削装置におけるウエーハを保持するチャックテーブルであって、
ウエーハを保持する保持面を有するポーラスセラミックスからなる保持部材と、該保持部材を該保持面を除いて囲繞するとともに該保持部材に連通する吸引通路を備えた導電性材料からなる枠体とを具備し、
該ポーラスセラミックスからなる保持部材は、導電性粒子が分散して形成され体積抵抗率が１×１０４Ω・cm以下に設定されている、
ことを特徴とする切削装置のチャックテーブルが提供される。
【００１２】
上記導電性粒子は、体積抵抗率が１×１０−4Ω・ｍ以下に設定され、配合率が３〜２０体積％に設定されている。また、導電性粒子は、コバルトであることが望ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明による切削装置のチャックテーブルは上記のように構成され、ウエーハを保持するポーラスセラミックスからなる保持部材の体積抵抗率が１×１０4Ω・ｃｍ以下に設定されているので、導電性が比較的高いため、切削ブレードによってウエーハを切削する際に発生する静電気がウエーハに帯電するのを抑制することができる。
また、本発明によるチャックテーブルにおけるポーラスセラミックスからなる保持部材は導電性粒子の配合率を変えることによって体積抵抗率を調整することができ、ウエーハの特性に対応して適正な体積抵抗率を有する保持部材を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明によって構成されたチャックテーブルが装備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チャックテーブルの要部断面図。
【図３】図１に示す切削装置によって切削されるウエーハとしての半導体ウエーハの斜視図。
【図４】図１に示す切削装置によって実施される切削工程の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明によって構成された切削装置のチャックテーブル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。
【００１６】
図１には、本発明に従って構成されたチャックテーブルが装備された切削装置の斜視図が示されている。
図１に示された切削装置は、静止基台２と、該静止基台２に切削送り方向(X軸方向)である矢印Ｘで示す方向に移動可能に配設され被加工物を保持するチャックテーブル機構３と、静止基台２に切削送り方向(X軸方向)と直交する割り出し送り方向(Y軸方向)である矢印Ｙで示す方向に移動可能に配設されたスピンドル支持機構４と、該スピンドル支持機構４の後述するチャックテーブルの被加工物保持面に対して垂直な切り込み送り方向(Z軸方向)である矢印Ｚで示す方向に移動可能に配設された切削手段としてのスピンドルユニット５が配設されている。
【００１７】
上記チャックテーブル機構３は、静止基台２上に矢印Ｘで示す切削送り方向（X軸方向）に沿って平行に配設された一対の案内レール３１、３１と、該一対の案内レール３１、３１上に矢印Ｘで示す切削送り方向に移動可能に配設されたチャックテーブル支持基台３２と、該チャックテーブル支持基台３２上に円筒部材３３によって支持されたカバーテーブル３４と、円筒部材３３に回転自在に支持され被加工物であるウエーハを保持するチャックテーブル３５を具備している。チャックテーブル支持基台３２には上記一対の案内レール３１、３１と嵌合する一対の被案内溝３２１、３２１が設けられている、この一対の被案内溝３２１、３２１が一対の案内レール３１、３１に嵌合することにより、チャックテーブル支持基台３２は一対の案内レール３１、３１に沿って矢印Ｘで示す切削送り方向（X軸方向）に移動可能に構成される。
【００１８】
次に、上記チャックテーブル３５について、図２を参照して説明する。
チャックテーブル３５は、ウエーハを保持する保持面３５１aを有するポーラスセラミックスからなる保持部材３５１と、該保持部材３５１を保持面３５１aを除いて囲繞する導電性材料からなる枠体３５２とを具備している。枠体３５２は、図示の実施形態においてはステンレス鋼等の金属材によって円形状に形成されており、上面に円形の嵌合凹部３５２aが形成されており、この嵌合凹部３５２aの底面外周部に環状の載置棚３５２bが設けられている。なお、枠体３５２の中心には、上記嵌合凹部３５２aに開口する吸引通路３５２cが設けられている。この吸引通路３５２cは、図示しない吸引手段に連通されている。このように形成された枠体３５２の嵌合凹部３５２aにポーラスセラミックスからなる保持部材３５１が嵌合される。従って、保持部材３５１の保持面３５１上にウエーハを載置し図示しない吸引手段が作動すると、吸引通路３５２cおよび嵌合凹部３５２aを介してポーラスセラミックスからなる保持部材３５１に負圧が作用し、保持部材３５１の保持面３５１aに載置されたウエーハは吸引保持される。なお、図示の実施形態における枠体３５２には、図１に示すようにクランプ３５４が配設されている。このように構成された枠体３５１は、円筒部材３３内に配設された図示しないパルスモータによって回転せしめられるようになっている。
【００１９】
チャックテーブル３５を構成する保持部材３５１は、ポーラスセラミックス板によって形成されている。このポーラスセラミックス板からなる保持部材３５１は、導電性粒子が分散して形成され体積抵抗率が１×１０4Ω・ｃｍ以下であることが重要である。このように導電性を有するポーラスセラミックス板を得るには、ポーラスセラミックス中に体積抵抗率が１×１０−4Ω・ｍ以下のコバルトや銀等の導電性粒子が３〜２０体積％分散して形成されていることが望ましい。導電性粒子の配合率を多くするとポーラスセラミックス板からなる保持部材３５１の強度が低下するので、必要な強度を確保するためには導電性粒子の配合率を２０体積％以下にすることが重要である。また、導電性粒子の配合率が３体積％未満であると、体積抵抗率が１×１０4Ω・ｃｍ以下のポーラスセラミックス板を得ることが困難である。
なお、ポーラスセラミックスからなる保持部材は導電性粒子の配合率を変えることによって体積抵抗率を調整することができるので、ウエーハの特性に対応して適正な体積抵抗率を有する保持部材を得ることができる。
【実施例】
【００２０】
中心粒径が３５μmのアルミナ粒子（体積抵抗率：１×１０6Ω・ｍ）が６０体積％、平均粒径が５μm以下のフリットが１５体積％、デキストリン等の有機接着剤（一次粘結剤）が１５体積％、平均粒径が０．９μmのコバルト粒子（体積抵抗率：１×１０−８Ω・ｍ）が１０体積％の各原料を混合し、プレス装置を用いて所定の形状に成形し、この成形体を加熱炉にて１１００℃で焼成することにより、導電性を有するポーラスセラミックス焼結体を製作した。このポーラスセラミックス焼結体は、体積抵抗率が１×１０2Ω・ｃｍ以下であった。また、アルミナ粒子を６０体積％に維持してコバルト粒子（導電性粒子）を３体積％にし、フリットおよびデキストリン等の有機接着剤（一次粘結剤）をそれぞれ２３．５体積％にすると、ポーラスセラミックス焼結体の体積抵抗率が１×１０4Ω・ｃｍとなった。
【００２１】
図１に戻って説明を続けると、図示の実施形態におけるチャックテーブル機構３は、チャックテーブル３５を矢印Ｘで示す切削送り方向に移動せしめる切削送り手段３６を具備している。切削送り手段３６は、上記一対の案内レール３１と３１の間に平行に配設された雄ネジロッド３６１と、該雄ネジロッド３６１を回転駆動するためのサーボモータ３６２等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド３６１は、その一端が上記静止基台２に固定された軸受ブロック３６３に回転自在に支持されており、その他端が上記サーボモータ３６２の出力軸に連結されている。なお、雄ネジロッド３６１は、チャックテーブル支持基台３３の中央部に形成された雌ネジ３２２に螺合されている。従って、サーボモータ３６２によって雄ネジロッド３６１を正転および逆転駆動することにより、チャックテーブル支持基台３２は案内レール３１、３１に沿って矢印Ｘで示す切削送り方向に移動せしめられる。
【００２２】
上記スピンドル支持機構４は、静止基台２上に矢印Ｙで示す割り出し送り方向（Y軸方向）に沿って平行に配設された一対の案内レール４１、４１と、該一対の案内レール４１、４１上に矢印Ｙで示す方向に移動可能に配設された可動支持基台４２を具備している。この可動支持基台４２は、一対の案内レール４１、４１上に移動可能に配設された移動支持部４２１と、該移動支持部４２１に取り付けられた装着部４２２とからなっている。移動支持部４２１の下面には上記一対の案内レール４１、４１と嵌合する一対の被案内溝４２１a、４２１aが形成されており、この一対の被案内溝４２１a、４２１aを一対の案内レール４１、４１に嵌合することにより、可動支持基台４２は一対の案内レール４１、４１に沿って移動可能に構成される。また、装着部４２２は、一側面に矢印Ｚで示すチャックテーブル３５の被加工物保持面に対して垂直な切り込み送り方向（Z軸方向）に延びる一対の案内レール４２２a、４２２aが平行に設けられている。図示の実施形態におけるスピンドル支持機構４は、可動支持基台４２を一対の案内レール４１、４１に沿って矢印Ｙで示す割り出し送り方向（Y軸方向）に移動させるための割り出し送り手段４３を具備している。割り出し送り手段４３は、上記一対の案内レール４１、４１の間に平行に配設された雄ネジロッド４３１と、該雄ネジロッド４３１を回転駆動するためのパルスモータ４３２等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド４３１は、その一端が上記静止基台２に固定された図示しない軸受ブロックに回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ４３２の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド４３１は、可動支持基台４２を構成する移動支持部４２１の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された雌ネジ穴に螺合されている。このため、パルスモータ４３２によって雄ネジロッド４３１を正転および逆転駆動することにより、可動支持基台４２は案内レール４１、４１に沿って矢印Ｙで示す割り出し送り方向（Y軸方向）に移動せしめられる。
【００２３】
図示の実施形態のおけるスピンドルユニット５は、ユニットホルダ５１と、該ユニットホルダ５１に取り付けられたスピンドルハウジング５２と、該スピンドルハウジング５２に回転可能に支持された回転スピンドル５３を具備している。ユニットホルダ５１は、上記装着部４２２に設けられた一対の案内レール４２２a、４２２aに摺動可能に嵌合する一対の被案内溝５１ａ、５１ａが設けられており、この被案内溝５１ａ、５１ａを上記案内レール４２２a、４２２aに嵌合することにより、Ｚ軸方向に移動可能に支持される。上記回転スピンドル５３はスピンドルハウジング５２の先端から突出して配設されており、この回転スピンドル５３の先端部に切削ブレード５４が装着されている。この切削ブレード５４は、アルミニウムによって円盤状に形成されたブレード基台にダイヤモンド砥粒をニッケルメッキで固めた電鋳ブレードが用いられている。このように構成された切削ブレード５４を装着した回転スピンドル５３は、サーボモータ５５等の駆動源によって回転駆動せしめられる。なお、切削ブレード５４の両側には、切削ブレード５４による切削部に切削水を供給する切削水供給ノズル５６が配設されている。上記スピンドルハウジング５２の先端部には、上記チャックテーブル３５上に保持された被加工物であるウエーハを撮像し、上記切削ブレード５４によって切削すべき領域を検出するための撮像手段５７を具備している。この撮像手段５７は、顕微鏡やＣＣＤカメラ等の光学手段からなっており、撮像した画像信号を図示しない制御手段に送る。
【００２４】
図示の実施形態におけるスピンドルユニット５は、ユニットホルダ５１を一対の案内レール４２２a、４２２aに沿ってＺ軸方向に移動させるための切り込み送り手段５８を具備している。切り込み送り手段５８は、上記切削送り手段３６および割り出し送り手段４３と同様に案内レール４２２a、４２２a の間に配設された雄ネジロッド（図示せず）と、該雄ネジロッドを回転駆動するためのパルスモータ５８２等の駆動源を含んでおり、パルスモータ５８２によって図示しない雄ネジロッドを正転および逆転駆動することにより、ユニットホルダ５１とスピンドルハウジング５２および回転スピンドル５３を案内レール４２２a、４２２a に沿ってＺ軸方向示す切り込み送り方向に移動せしめる。
【００２５】
図示の実施形態における切削装置は以上のように構成されており、以下その作用について説明する。
図３には、被加工物であるウエーハとしての半導体ウエーハの斜視図が示されている。図３に示す半導体ウエーハ２０はシリコンウエーハからなっており、表面２０ａに複数のストリート２０１が格子状に形成されているとともに、該複数のストリート２０１によって区画された複数の領域にIC、LSI等のデバイス２０２が形成されている。なお、この半導体ウエーハ２０のストリート２０１には、デバイス２０２の機能をテストするためのテスト  エレメント  グループ（Ｔｅｇ）と称するテスト用の金属パターン２０３が部分的に複数配設されている。このようにストリート２０１に金属パターン２０３が配設された半導体ウエーハ２０を切削ブレードによって切削すると、切削ブレードに目詰まりが生じたり、半導体ウエーハ２０を損傷させるという問題がある。この問題を解消するために、厚さが比較的厚い切削ブレードによってストリートに配設された金属パターン２０３を除去する第１の切削溝を形成することによりシリコンを露出させ、その後に厚さの薄い切削ブレードにより第１の切削溝に沿ってシリコンウエーハを切断する第２の切削溝を形成する方法が採用されている。
【００２６】
以下、上記切削装置を用いて半導体ウエーハ２０に上述した第１の切削溝を形成する切削作業について説明する。
半導体ウエーハ２０は、図示しない搬送手段によって上記チャックテーブル３５を構成するポーラスセラミックスからなる保持部材３５１の保持面３５１a上に載置される。ポーラスセラミックスからなる保持部材３５１の保持面３５１a上に半導体ウエーハ２０が載置されたならば、図示しない吸引手段を作動することにより、上述したように半導体ウエーハ２０はポーラスセラミックスからなる保持部材３５１の保持面３５１a上に吸引保持される。
【００２７】
上述したようにチャックテーブル３５を構成するポーラスセラミックスからなる保持部材３５１の保持面３５１a上に半導体ウエーハ２０を吸引保持したならば、切削送り手段３６を作動して半導体ウエーハ２０を吸引保持したチャックテーブル３５を撮像手段５７の直下まで移動せしめる。チャックテーブル３５が撮像手段５７の直下に位置付けられると、撮像手段５７および図示しない制御手段によって半導体ウエーハ２０の切削加工すべき加工領域を検出するアライメント作業を実行する。即ち、撮像手段５７および図示しない制御手段は、半導体ウエーハ２０の所定方向に形成されているストリート２０１と、ストリート２０１に沿って切削する切削ブレード５４との位置合わせを行うためのパターンマッチング等の画像処理を実行し、切削加工すべき加工領域のアライメントを遂行する。また、半導体ウエーハ２０に形成されている上記所定方向に対して直交する方向に延びるストリート２０１に対しても、同様に切削加工すべき加工領域のアライメントが遂行される。
【００２８】
上述したように、半導体ウエーハ２０の切削加工すべき加工領域を検出するアライメント作業を実行したならば、チャックテーブル２０を切削領域に移動し、図4の(a)に示すように所定のストリート２０１の一端を切削ブレード５４の直下より図4の(a)において僅かに右側に位置付ける。そして、切削ブレード５４を矢印５４aで示す方向に回転しつつ切込み送り手段５８を作動して切削ブレード５４を矢印Ｚ１で示す方向に所定量切り込み送りし、所定の切り込み深さＨＩをもって位置付ける。次に、上記切削送り手段３６を作動してチャックテーブル３５を図4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する。そして、チャックテーブル３５に保持された半導体ウエーハ２０の所定のストリート２０１の他端が図４の(b)に示すように切削ブレード５４の直下より僅かに左側に達したら、チャックテーブル３５の移動を停止するとともに、切削ブレード５４を矢印Ｚ２で示す方向に上昇せしめ、次に切削すべきストリートに割り出し送りして切削を繰り返す。この結果、図４の(b)および図４の(c)に示すように半導体ウエーハ２０には、所定のストリート２０１に沿って所定深さＨＩの切削溝２１０が形成され、ストリート２０１の表面に形成されているテスト用の金属パターン２０３（図４参照）が除去される(切削工程)。なお、上記切削工程においては、図示しない切削水供給手段が作動し切削水供給ノズル５６（図１参照）から切削加工部に切削水としての純水が供給される。
【００２９】
上述した切削工程を半導体ウエーハ２０に所定方向に形成された全てのストリート２１０に沿って実施したならば、チャックテーブル３５を９０度回動する。そして、半導体ウエーハ２０に上記所定方向と直交する方向に形成された全てのストリート２０１に沿って上述した切削工程を実施する。この結果、半導体ウエーハ２０には、全てのストリート２０１に沿って所定深さＨＩの切削溝２１０が形成され、ストリート２０１の表面に形成されているテスト用の金属パターン２０３（図３参照）が除去される。
【００３０】
上述した切削工程においては、切削水として電気抵抗の大きい純水が用いられるため、高速回転する切削ブレード５４による摩擦により加工点にて静電気が発生する。しかるに、半導体ウエーハ２０が保持されているチャックテーブル３５のポーラスセラミックスからなる保持部材３５１は体積抵抗率が１×１０4Ω・ｃｍ以下に設定され導電性が比較的高いので、切削ブレード５４の切削によって発生する静電気が半導体ウエーハ２０に帯電するのを抑制することができる。
【００３１】
以上のようにして、半導体ウエーハ２０に形成された全てのストリート２０１に沿って所定深さＨＩの切削溝２１０を形成し、ストリート２０１の表面に形成されているテスト用の金属パターンを除去したならば、半導体ウエーハ２０を切削溝２１０に沿って切断する切断工程に搬送する。なお、切断工程は半導体ウエーハ２０を環状のフレームに装着されたダイシングテープの上面に貼着した状態で実施するが、このとき導電性を有するダイシングテープを用いて上述した本願発明によるポーラスセラミックスからなる保持部材３５１を備えたチャックテーブル３５を使用することにより、切削ブレードによって切削する際に発生する静電気が半導体ウエーハ２０に帯電するのを抑制することができる。また、導電性を有するダイシングテープを用いれば、半導体ウエーハ２０を導電性を有するダイシングテープに貼着した状態で上記切削工程および切断工程を実施してもよい。
【符号の説明】
【００３２】
２：静止基台
３：チャックテーブル機構
５３：チャックテーブル
３５１：ポーラスセラミックスからなる保持部材
３５２：枠体
３６：切削送り手段
４：スピンドル支持機構
４２：可動支持基台
４３：割り出し送り手段
５：スピンドルユニット
５２：スピンドルハウジング
５３：回転スピンドル
５４：切削ブレード
５７：撮像手段
５８：切り込み送り手段
【図１】
2011014783.tif 000003
【図２】
2011014783.tif 000004
【図３】
2011014783.tif 000005
【図４】
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