(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板の表面に積層されたＬｏｗ−ｋ膜に格子状に形成された複数の分割予定ラインによって区画された複数の領域にデバイスが形成されたウエーハの加工方法であって、
切削装置の被加工物保持手段にウエーハの裏面側を保持するウエーハ保持工程と、
該被加工物保持手段に保持されたウエーハの分割予定ラインに外周に切れ刃を有し高速回転する切削ブレードを位置付けて、該被加工物保持手段と該切削ブレードを相対的に加工送りすることにより、少なくともＬｏｗ−ｋ膜を分割予定ラインに沿って分断するＬｏｗ−ｋ膜切削工程と、を含み、
該Ｌｏｗ−ｋ膜切削工程においては、有機酸と酸化剤を含有した切削水が該切削ブレードの切れ刃によるＬｏｗ−ｋ膜の切削領域に対して直接供給される、
ことを特徴とするウエーハの加工方法。
【請求項２】
該切削水には、防食剤が混入されている、請求項１記載のウエーハの加工方法。
【請求項３】
該Ｌｏｗ−ｋ膜切削工程は、Ｌｏｗ−ｋ膜とともに半導体基板を分割予定ラインに沿って切断する、請求項１又は２記載のウエーハの加工方法。
【請求項４】
該Ｌｏｗ−ｋ膜切削工程を実施した後に、Ｌｏｗ−ｋ膜が分断され分割予定ラインに沿って露出された半導体基板を分割予定ラインに沿って切断する切断工程を実施する、請求項１又は２記載のウエーハの加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体基板の表面に積層されたＬｏｗ−ｋ膜に格子状に形成された複数の分割予定ラインによって区画された複数の領域にデバイスが形成されたウエーハの加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
当業者には周知の如く、半導体デバイス製造工程においては、シリコン等の半導体基板の表面に絶縁膜と機能膜が積層された機能層によって複数のＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスをマトリックス状に形成した半導体ウエーハが形成される。このように形成された半導体ウエーハは上記デバイスが格子状に形成された分割予定ラインによって区画されており、この分割予定ラインに沿って分割することによって個々の半導体デバイスを製造している。
【０００３】
近時においては、ＩＣ、ＬＳＩ等の半導体チップの処理能力を向上するために、シリコン等の半導体基板の表面にＳｉＯＦ、ＢＳＧ（ＳｉＯＢ）等の無機物系の膜やポリイミド系、パリレン系等のポリマー膜である有機物系の膜からなる低誘電率絶縁体被膜と銅、アルミニウム等の金属箔とが絡み合うように積層された積層体によってデバイスを形成せしめた形態の半導体ウエーハが実用化されている。このように低誘電率絶縁体被膜と銅、アルミニウム等の金属箔とが絡み合うように積層された積層体はＬｏｗ−ｋ膜と呼ばれ、このＬｏｗ−ｋ膜は分割予定ラインにも積層されている。
【０００４】
このような半導体ウエーハの分割予定ラインに沿った分割は、通常、ダイサーと呼ばれている切削装置によって行われている。この切削装置は、被加工物である半導体ウエ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半導体ウエーハを切削するための切削手段と、チャックテーブルと切削手段とを相対的に移動せしめる移動手段とを具備している。切削手段は、高速回転せしめられる回転スピンドルと該スピンドルに装着された切削ブレードを含んでいる。切削ブレードは円盤状の基台と該基台の側面外周部に装着された環状の切れ刃からなっており、切れ刃は例えば粒径３μｍ程度のダイヤモンド砥粒を電鋳によって固定して形成されている。
【０００５】
しかるに、上述したＬｏｗ−ｋ膜は、切削ブレードによって切削することが困難である。即ち、Ｌｏｗ−ｋ膜は雲母のように非常に脆いことから、切削ブレードにより分割予定ラインに沿って切削すると、Ｌｏｗ−ｋ膜が剥離し、この剥離が回路にまで達しデバイスに致命的な損傷を与えるという問題がある。
【０００６】
上記問題を解消するために、半導体ウエーハに形成された分割予定ライン沿ってレーザー光線を照射し、分割予定ラインに沿ってレーザー加工溝を形成することによってＬｏｗ−ｋ膜を除去して分断し、このレーザー加工溝に切削ブレードを位置付けて切削ブレードと半導体ウエーハを相対移動することにより、半導体ウエーハを分割予定ラインに沿って切断するウエーハの分割方法が下記特許文献１に開示されている。
【０００７】
しかるに、上述したように半導体ウエーハに形成された分割予定ラインに沿ってレーザー光線を照射し、分割予定ラインに沿ってＬｏｗ−ｋ膜を除去するレーザー加工溝を形成すると、基板にレーザー加工溝に沿って歪が残存し、デバイスの抗折強度が低下するという問題がある。
また、半導体ウエーハの分割予定ラインに沿ってレーザー光線を照射すると、照射された領域に熱エネルギーが集中してデブリが発生し、このデブリがデバイスの表面に付着してデバイスの品質を低下させることから、半導体ウエーハの表面にポリビニルアルコール等の保護膜を被覆し、保護膜を通して半導体ウエーハにレーザー光線を照射するようにしている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−６４２３１号公報
【特許文献１】特開２００６−２８６７６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
而して、上記特許文献２に開示された技術においては、半導体ウエーハの表面に保護膜を被覆する工程を実施しなければならず、生産性が悪いとともに、設備費が嵩むという問題がある。
【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、ウエーハに形成された分割予定ラインに沿ってレーザー光線を照射してＬｏｗ−ｋ膜を分断することなく、分割予定ラインに沿って直接切削ブレードによってＬｏｗ−ｋ膜を切削しても、Ｌｏｗ−ｋ膜を剥離することなく分断することができるウエーハの加工方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記主たる技術的課題を解決するため、本発明によれば、半導体基板の表面に積層されたＬｏｗ−ｋ膜に格子状に形成された複数の分割予定ラインによって区画された複数の領域にデバイスが形成されたウエーハの加工方法であって、
切削装置の被加工物保持手段にウエーハの裏面側を保持するウエーハ保持工程と、
該被加工物保持手段に保持されたウエーハの分割予定ラインに外周に切れ刃を有し高速回転する切削ブレードを位置付けて、該被加工物保持手段と該切削ブレードを相対的に加工送りすることにより、少なくともＬｏｗ−ｋ膜を分割予定ラインに沿って分断するＬｏｗ−ｋ膜切削工程と、を含み、
該Ｌｏｗ−ｋ膜切削工程においては、有機酸と酸化剤を含有した切削水が該切削ブレードの切れ刃によるＬｏｗ−ｋ膜の切削領域に対して直接供給される、
ことを特徴とするウエーハの加工方法が提供される。
【００１２】
上記切削水には、防食剤が混入されていることが望ましい。
上記Ｌｏｗ−ｋ膜切削工程は、Ｌｏｗ−ｋ膜とともに半導体基板を分割予定ラインに沿って切断する。
また、上記Ｌｏｗ−ｋ膜切削工程を実施した後に、Ｌｏｗ−ｋ膜が分断され分割予定ラインに沿って露出された半導体基板を分割予定ラインに沿って切断する切断工程を実施する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によるウエーハの加工方法においては、被加工物保持手段に保持されたウエーハの分割予定ラインに外周に切れ刃を有し高速回転する切削ブレードを位置付けて、被加工物保持手段と切削ブレードを相対的に加工送りすることにより、少なくともＬｏｗ−ｋ膜を分割予定ラインに沿って分断するＬｏｗ−ｋ膜切削工程は、有機酸と酸化剤を含有した切削水が切削ブレードの切れ刃によるＬｏｗ−ｋ膜の切削領域に対して直接供給されるので、切削水に含まれる酸化剤によってＬｏｗ−ｋ膜を構成する金属箔が改質されて延性が抑えられことに加え、有機酸によって金属箔が脆くなり加工性が促進されるため、Ｌｏｗ−ｋ膜は剥離することなく切断される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明によるウエーハの加工方法を実施するための切削装置の斜視図。
【図２】図１に示す切削装置に装備される切削手段の要部および切削水供給機構を示す図。
【図３】本発明によるウエーハの加工方法によって加工されるウエーハとしての半導体ウエーハの斜視図および要部を拡大して示す断面図。
【図４】図３に示す半導体ウエーハを構成する半導体基板の裏面にダイシングテープを貼着しダイシングテープの外周部を環状のフレームによって支持した状態を示す斜視図。
【図５】本発明によるウエーハの加工方法におけるＬｏｗ−ｋ膜切削工程の説明図。
【図６】図５に示すＬｏｗ−ｋ膜切削工程において切削ブレードの切れ刃による切削領域に有機酸と酸化剤を含有した切削水が供給されている状態を示す説明図。
【図７】本発明によるウエーハの加工方法におけるＬｏｗ−ｋ膜切削工程の他の実施形態を示す説明図。
【図８】本発明によるウエーハの加工方法における切断工程の第１の実施形態を示す説明図。
【図９】本発明によるウエーハの加工方法における切断工程を実施するための第２の実施形態を実施するためのレーザー加工装置の要部斜視図。
【図１０】本発明によるウエーハの加工方法における切断工程を実施するための第２の実施形態を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明によるウエーハの加工方法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、本発明によるウエーハの加工方法を実施するための切削装置の斜視図が示されている。図１に示す切削装置１は、略直方体状の装置ハウジング２を具備している。この装置ハウジング２内には、被加工物を保持する被加工物保持手段としてのチャックテーブル３が切削送り方向である矢印Ｘで示す方向（Ｘ軸方向）に移動可能に配設されている。チャックテーブル３は、吸着チャック支持台３１と、該吸着チャック支持台３１上に配設された吸着チャック３２を具備しており、該吸着チャック３２の上面である保持面上に被加工物を図示しない吸引手段を作動することによって吸引保持するようになっている。また、チャックテーブル３は、図示しない回転機構によって回転可能に構成されている。なお、チャックテーブル３には、被加工物として後述するウエーハをダイシングテープを介して支持する環状のフレームを固定するためのクランプ３３が配設されている。このように構成されたチャックテーブル３は、図示しない切削送り手段によって、矢印Ｘで示す加工送り方向（Ｘ軸方向）に移動せしめられるようになっている。
【００１７】
図１に示す切削装置１は、切削手段としてのスピンドルユニット４を具備している。スピンドルユニット４は、加工送り方向（Ｘ軸方向）と直交する矢印Yで示す割り出し送り方向（Y軸方向）に沿って配設されている。スピンドルユニット４は、図示しない割り出し送り手段によって割り出し送り方向（Y軸方向）に移動せしめられるとともに、図示しない切り込み送り手段によって図１において矢印Ｚで示す切り込み送り方向（Ｚ軸方向）に移動せしめられるようになっている。このスピンドルユニット４は、図示しない移動基台に装着され割り出し方向（Y軸方向）および切り込み方向（Ｚ軸方向）に移動調整されるスピンドルハウジング４１と、該スピンドルハウジング４１に回転自在に支持された回転スピンドル４２と、該回転スピンドル４２の前端部に装着された切削ブレード４３とを具備している。回転スピンドル４２は、図示しないサーボモータによって回転せしめられるように構成されている。上記切削ブレード４３は、例えば図２に示すようにアルミニウムによって形成された円盤状の基台４３１と、該基台４３１の外周部側面にダイヤモンド砥粒をニッケルメッキで固めて厚さが例えば５０μmに形成された環状の切刃４３２からなっている。
【００１８】
上記スピンドルハウジング４１の前端部には、切削ブレード４３の上半部を覆うブレードカバー４４が取り付けられている。ブレードカバー４４は、図示の実施形態においてはスピンドルハウジング４１に装着された第１のカバー部材４４１と、該第１のカバー部材４４１に装着される第２のカバー部材４４２とからなっている。第１のカバー部材４４１は、一端部が切削ブレード４３側に突出して形成された前カバー部４４１aを備えている。また、第１のカバー部材４４１の側面には雌ネジ穴４４１bと２個の位置決めピン４４１cが設けられており、第２のカバー部材４４２には上記雌ネジ穴４４１bと対応する位置に挿通穴４４２aが設けられている。また、第２のカバー部材４４２の第１のカバー部材４４１と対向する面には、上記２個の位置決めピン４４１cが嵌合する図示しない２個の凹部が形成されている。このように構成された第１のカバー部材４４１と第２のカバー部材４４２は、第２のカバー部材４４２に形成された図示しない２個の凹部を第１のカバー部材４４１に設けられた２個の位置決めピン４４１cに嵌合することによって位置決めする。そして、締結ボルト４４３を第２のカバー部材４４２の挿通穴４４２aに挿通し、第１のカバー部材４４１に設けられた雌ネジ穴４４１bと螺合することにより、第２のカバー部材４４２を第１のカバー部材４４１に装着する。
【００１９】
図２を参照して説明を続けると、図示の実施形態における切削装置１は、上記切削ブレード４３の環状の切刃４３２による切削加工部に切削水を供給する切削水供給機構５を具備している。この切削水供給機構５は、上記ブレードカバー４４を構成する第１のカバー部材４４１および第２のカバー部材４４２に配設された第１の切削水供給管５１１および第２の切削水供給管５１２と、該第１の切削水供給管５１１および第２の切削水供給管５１２に切削水を送給する切削水送給手段５２と、上記第１の切削水供給管５１１および第２の切削水供給管５１２にそれぞれ接続された第１の切削水供給ノズル５３１および第２の切削水供給ノズル５３２を具備している。
【００２０】
第１の切削水供給管５１１および第２の切削水供給管５１２は、それぞれ上記ブレードカバー４４を構成する第１のカバー部材４４１および第２のカバー部材４４２に配設されており、その上端が切削水送給手段５２に接続され、その下端にはそれぞれ第１の切削水供給ノズル５３１および第２の切削水供給ノズル５３２が接続される。
【００２１】
上記切削水送給手段５２は、切削水を構成するための純水を貯留する純水貯留タンク５２１と、有機酸を貯留するための有機酸貯留タンク５２２と、酸化剤を貯留するための酸化剤貯留タンク５２３と、防食剤を貯留するための防食剤貯留タンク５２４を具備している。純水貯留タンク５２１には、従来一般に切削水として用いられている純水が貯留される。
【００２２】
上記有機酸貯留タンク５２２には、有機酸として用いることのできるアミノ酸、アミノポリ酸、カルボン酸が貯留される。
有機酸として用いることのできるアミノ酸としては、グリシン、ジヒドロキシエチルグリシン、グリシルグリシン、ヒドロキシエチルグリシン、Ｎ−メチルグリシン、β−アラニン、Ｌ−アラニン、Ｌ−２−アミノ酪酸、Ｌ−ノルバリン、Ｌ−バリン、Ｌ−ロイシン、Ｌ−ノルロイシン、Ｌ−アロイソロイシン、Ｌ−イソロイシン、Ｌ−フェニルアラニン、Ｌ−プロリン、サルコシン、Ｌ−オルニチン、Ｌ−リシン、タウリン、Ｌ−セリン、Ｌ−トレオニン、Ｌ−アロトレオニン、Ｌ−ホモセリン、Ｌ−チロキシン、Ｌ−チロシン、３，５−ジヨード−Ｌ−チロシン、β−（３，４−ジヒドロキシフェニル）−Ｌ−アラニン、４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリン、Ｌ−システィン、Ｌ−メチオニン、Ｌ−エチオニン、Ｌ−ランチオニン、Ｌ−シスタチオニン、Ｌ−シスチン、Ｌ−システィン酸、Ｌ−グルタミン酸、Ｌ−アスパラギン酸、Ｓ−（カルボキシメチル）−Ｌ−システィン、４−アミノ酪酸、Ｌ−アスパラギン、Ｌ−グルタミン、アザセリン、Ｌ−カナバニン、Ｌ−シトルリン、Ｌ−アルギニン、δ−ヒドロキシ−Ｌ−リシン、クレアチン、Ｌ−キヌレニン、Ｌ−ヒスチジン、１−メチル−Ｌ−ヒスチジン、３−メチル−Ｌ−ヒスチジン、Ｌ−トリプトファン、アクチノマイシンＣ１、エルゴチオネイン、アパミン、アンギオテンシンＩ、アンギオテンシンＩＩ及びアンチパイン等が挙げられる。中でも、グリシン、Ｌ−アラニン、Ｌ−プロリン、Ｌ−ヒスチジン、Ｌ−リシン、ジヒドロキシエチルグリシンが好ましい。
【００２３】
また、有機酸として用いることのできるアミノポリ酸としては、イミノジ酢酸、ニトリロ三酢酸、ジエチレントリアミン五酢酸、エチレンジアミン四酢酸、ヒドロキシエチルイミノジ酢酸、ニトリロトリスメチレンホスホン酸、エチレンジアミン−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチレンスルホン酸、１，２−ジアミノプロパン四酢酸、グリコールエーテルジアミン四酢酸、トランスシクロヘキサンジアミン四酢酸、エチレンジアミンオルトヒドロキシフェニル酢酸、エチレンジアミンジ琥珀酸（ＳＳ体）、β−アラニンジ酢酸、Ｎ−（２−カルボキシラートエチル）−Ｌ−アスパラギン酸、Ｎ，Ｎ’−ビス（２−ヒドロキシベンジル）エチレンジアミン−Ｎ，Ｎ’−ジ酢酸等が挙げられる。
【００２４】
また、有機酸として用いることのできるカルボン酸としては、ギ酸、グリコール酸、プロピオン酸、酢酸、酪酸、吉薬酸、ヘキサン酸、シュウ酸、マロン酸、グルタル酸、アジピン酸、リンゴ酸、コハク酸、ピメリン酸、メルカプト酢酸、グリオキシル酸、クロロ酢酸、ピルビン酸、アセト酢酸、グルタル酸等の飽和カルボン酸や、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、フマル酸、マレイン酸、メサコン酸、シトラコン酸、アコニット酸等の不飽和カルボン酸、安息香酸類、トルイル酸、フタル酸類、ナフトエ酸類、ピロメット酸、ナフタル酸等の環状不飽和カルボン酸等が挙げられる。
【００２５】
上記酸化剤貯留タンク５２３に貯留される酸化剤としては、過酸化水素、過酸化物、硝酸塩、ヨウ素酸塩、過ヨウ素酸塩、次亜塩素酸塩、亜塩素酸塩、塩素酸塩、過塩素酸塩、過硫酸塩、重クロム酸塩、過マンガン酸塩、セリウム酸塩、バナジン酸塩、オゾン水および銀（ＩＩ）塩、鉄（ＩＩＩ）塩や、その有機錯塩等を用いることができる。
【００２６】
上記防食剤貯留タンク５２４に貯留される防食剤としては、分子内に３つ以上の窒素原子を有し、且つ、縮環構造を有する複素芳香環化合物、又は、分子内に４つ以上の窒素原子を有する複素芳香環化合物を用いることが好ましい。更に、芳香環化合物は、カルボキシル基、スルホ基、ヒドロキシ基、アルコキシ基を含むことが好ましい。具体的には、テトラゾール誘導体、１，２，３−トリアゾール誘導体、及び１，２，４−トリアゾール誘導体であることが好ましい。
【００２７】
防食剤として用いることのできるテトラゾール誘導体としては、テトラゾール環を形成する窒素原子上に置換基を有さず、且つ、テトラゾールの５位に、スルホ基、アミノ基、カルバモイル基、カルボンアミド基、スルファモイル基、及びスルホンアミド基からなる群より選択された置換基、又は、ヒドロキシ基、カルボキシ基、スルホ基、アミノ基、カルバモイル基、カルボンアミド基、スルファモイル基、及びスルホンアミド基からなる群より選択された少なくとも１つの置換基で置換されたアルキル基が導入されたものが挙げられる。
【００２８】
また、防食剤として用いることのできる１，２，３−トリアゾール誘導体としては、１，２，３−トリアゾール環を形成する窒素原子上に置換基を有さず、且つ、１，２，３−トリアゾールの４位及び／又は５位に、ヒドロキシ基、カルボキシ基、スルホ基、アミノ基、カルバモイル基、カルボンアミド基、スルファモイル基、及びスルホンアミド基からなる群より選択された置換基、或いは、ヒドロキシ基、カルボキシ基、スルホ基、アミノ基、カルバモイル基、カルボンアミド基、スルファモイル基、及びスルホンアミド基からなる群より選択された少なくとも１つの置換基で置換されたアルキル基又はアリール基が導入されたものが挙げられる。
【００２９】
更に、防食剤として用いることのできる１，２，４−トリアゾール誘導体としては、１，２，４−トリアゾール環を形成する窒素原子上に置換基を有さず、且つ、１，２，４−トリアゾールの２位及び／又は５位に、スルホ基、カルバモイル基、カルボンアミド基、スルファモイル基、及びスルホンアミド基からなる群より選択された置換基、或いは、ヒドロキシ基、カルボキシ基、スルホ基、アミノ基、カルバモイル基、カルボンアミド基、スルファモイル基、及びスルホンアミド基からなる群より選択された少なくとも１つの置換基で置換されたアルキル基又はアリール基が導入されたものが挙げられる。
【００３０】
図２を参照して説明を続けると、上記純水貯留タンク５２１と有機酸貯留タンク５２２と酸化剤貯留タンク５２３と防食剤貯留タンク５２４は、それぞれ電磁開閉弁５２１a，５２２a，５２３a，５２４aを介して切削水貯留タンク５２５に接続されている。この切削水貯留タンク５２５には、電磁開閉弁５２１a，５２２a，５２３a，５２４aを開路することにより純水貯留タンク５２１と有機酸貯留タンク５２２と酸化剤貯留タンク５２３と防食剤貯留タンク５２４に貯留された純水と有機酸と酸化剤と防食剤が流入される。なお、切削水貯留タンク５２５に貯留される切削水を構成する純水と有機酸と酸化剤と防食剤の割合は、図示の実施形態においては純水１０００ccに対して有機酸が５０cc、酸化剤が２０cc、防食剤が１ccに設定されている。
【００３１】
上述した純水と有機酸と酸化剤と防食剤とからなる切削水を貯留する切削水貯留タンク５２５は、切削水供給ポンプ５２６および電磁開閉弁５２６aを介して上記第１の切削水供給管５１１および第２の切削水供給管５１２にそれぞれ接続される。従って、電磁開閉弁５２６aを開路するとともに切削水供給ポンプ５２６を作動することにより、切削水貯留タンク５２５に貯留された切削水が第１の切削水供給管５１１および第２の切削水供給管５１２を介して第１の切削水供給ノズル５３１および第２の切削水供給ノズル５３２に供給される。
【００３２】
図２を参照して説明を続けると、図示の切削水送給手段５２は、第１の切削水供給ノズル５３１および第２の切削水供給ノズル５３２から噴出され上記切削ブレード４３の切刃４３２による切削領域に供給された切削水を受ける切削水受け容器５２７と、該切削水受け容器５２７に受け入れられた切削水を上記切削水貯留タンク５２５に戻す切削水戻しポンプ５２８と、該切削水戻しポンプ５２８と切削水貯留タンク５２５とを接続する配管中に配設されたフィルター５２９とを具備している。従って、切削水戻しポンプ５２８を作動することにより、切削作業時に切削ブレード４３の切刃４３２による切削領域に供給され切削水受け容器５２７に受け入れられた切削水は、フィルター５２９を介して切削水貯留タンク５２５に戻される。このようにして、切削水貯留タンク５２５に貯留された切削水を循環して用いる。そして、切削水貯留タンク５２５に貯留されている切削水の水位が所定値以下に達したら、上記電磁開閉弁５２１a，５２２a，５２３a，５２４aを開路して純水貯留タンク５２１と有機酸貯留タンク５２２と酸化剤貯留タンク５２３と防食剤貯留タンク５２４から純水と有機酸と酸化剤と防食剤をそれぞれ設定された量だけ切削水貯留タンク５２５に供給される。
【００３３】
図１に戻って説明を続けると、図示の実施形態における切削装置１は、上記チャックテーブル３上に保持された被加工物の表面を撮像し、上記切削ブレード４３によって切削すべき領域を検出するための撮像手段７を具備している。この撮像手段７は、顕微鏡やＣＣＤカメラ等の光学手段からなっている。また、切削装置は、撮像手段７によって撮像された画像を表示する表示手段８を具備している。
【００３４】
上記装置ハウジング２におけるカセット載置領域９aには、被加工物を収容するカセットを載置するカセット載置テーブル９が配設されている。このカセット載置テーブル９は、図示しない昇降手段によって上下方向に移動可能に構成されている。カセット載置テーブル９上には、後述する半導体ウエーハを収容するカセット１１が載置される。
【００３５】
また、図示の実施形態における切削装置１は、カセット載置テーブル９上に載置されたカセット１１に収容されている後述する半導体ウエーハを仮置きテーブル１２に搬出する搬出・搬入手段１３と、仮置きテーブル１２に搬出された半導体ウエーハを上記チャックテーブル３上に搬送する第１の搬送手段１４と、チャックテーブル３上で切削加工された半導体ウエーハを洗浄する洗浄手段１５と、チャックテーブル３上で切削加工された半導体ウエーハを洗浄手段１５へ搬送する第２の搬送手段１６を具備している。
【００３６】
次に、上述した切削装置１を用いて実施する本発明によるウエーハの加工方法について説明する。
図３の（a）および(b)には、本発明によるウエーハの加工方法によって加工される半導体ウエーハの斜視図および要部拡大断面図が示されている。図３の（a）および(b)に示す半導体ウエーハ１０は、厚みが１５０μmのシリコン等の半導体基板１００の表面１００aにＳｉＯＦ、ＢＳＧ（ＳｉＯＢ）等の無機物系の膜やポリイミド系、パリレン系等のポリマー膜である有機物系の膜からなる低誘電率絶縁体被膜と銅、アルミニウム等の金属箔とが絡み合うように積層された積層体からなるＬｏｗ−ｋ膜１１０に格子状に形成された複数の分割予定ライン１１１によって区画された複数の領域にデバイス１１２が形成されている。なお、Ｌｏｗ−ｋ膜１１０の厚みは、図示の実施形態においては１０μmに設定されている。
【００３７】
上述した半導体ウエーハ１０を分割予定ライン１１１に沿ってＬｏｗ−ｋ膜１１０を分断し、半導体基板１００を露出せしめるウエーハの加工方法について説明する。
先ず、半導体ウエーハ１０を構成する半導体基板１００の裏面にダイシングテープを貼着し該ダイシングテープの外周部を環状のフレームによって支持するウエーハ支持工程を実施する。即ち、図４に示すように、環状のフレームFの内側開口部を覆うように外周部が装着されたダイシングテープTの表面に半導体ウエーハ１０を構成する半導体基板１００の裏面１００bを貼着する。従って、ダイシングテープTの表面に貼着された半導体ウエーハ１０は、Ｌｏｗ−ｋ膜１１０の表面１１０aが上側となる。このようにしてダイシングテープTを介して環状のフレームFに支持された半導体ウエーハ１０は、上記カセット１１に収容されてカセット載置テーブル９上に載置される。
【００３８】
カセット載置テーブル９上に載置されたカセット１１の所定位置に収容されている半導体ウエーハ１０（環状のフレームFにダイシングテープTを介して支持されている状態）は、図示しない昇降手段によってカセット載置テーブル９が上下動することにより搬出位置に位置付けられる。次に、搬出・搬入手段１３が進退作動して搬出位置に位置付けられた半導体ウエーハ１０を仮置きテーブル１２上に搬出する。仮置きテーブル１２に搬出された半導体ウエーハ１０は、第１の搬送手段１４の旋回動作によって上記チャックテーブル３上に搬送される。
【００３９】
チャックテーブル３上に半導体ウエーハ１０が載置されたならば、図示しない吸引手段が作動して半導体ウエーハ１０をチャックテーブル３上に吸引保持する。また、半導体ウエーハ１０をダイシングテープTを介して支持する環状のフレームFは、上記クランプ３３によって固定される。このようにして半導体ウエーハ１０を吸引保持したチャックテーブル３は、撮像手段７の直下まで移動せしめられる。チャックテーブル３が撮像手段７の直下に位置付けられると、撮像手段７によって半導体ウエーハ１０に形成されている分割予定ライン１１１を検出するとともに、スピンドルユニット４を割り出し方向である矢印Ｙ方向に移動調整して分割予定ライン１１１と切削ブレード４３との精密位置合わせ作業を実施する（アライメント工程）。
【００４０】
上述したようにアライメント工程が実施されたならば、チャックテーブル３を切削加工領域に移動し、図５の(a)に示すように所定の分割予定ライン１１１の一端を切削ブレード４３の直下より図５の(a)において僅かに右側に位置付ける。このようにして切削装置１のチャックテーブル３上に保持された半導体ウエーハ１０が切削加工領域の切削開始位置に位置付けられたならば、切削ブレード４３を図５の（ａ）において２点鎖線で示す待機位置から矢印Z１で示すように下方に切り込み送りし、図５の（ａ）において実線で示すように所定の切り込み送り位置に位置付ける。この切り込み送り位置は、図５の（ａ）および図５の（ｃ）に示すように切削ブレード４３を構成する環状の切れ刃４３２の下端が半導体ウエーハ１０を構成する半導体基板１００に達する位置に設定されている。
【００４１】
次に、切削ブレード４３を図５の（ａ）において矢印４３aで示す方向に所定の回転速度で回転せしめ、チャックテーブル３を図５の（ａ）において矢印Ｘ１で示す方向に所定の加工送り速度で移動せしめる。そして、チャックテーブル３が図５の（ｂ）で示すように分割予定ライン１１１の他端（図５の（ｂ）において右端）が切削ブレード４３の直下より所定量左側に位置するまで達したら、チャックテーブル３の移動を停止する。このようにチャックテーブル３を加工送りすることにより、図５の（d）で示すように半導体ウエーハ１０を構成するＬｏｗ−ｋ膜１１０は分割予定ライン１１１に沿って形成される切削溝１３０によって分断され、半導体基板１００が露出せしめられる(Ｌｏｗ−ｋ膜切削工程)。
【００４２】
次に、切削ブレード４３を図５の（ｂ）において矢印Z2で示すように上昇させて２点鎖線で示す待機位置に位置付け、チャックテーブル３を図５の（ｂ）において矢印Ｘ２で示す方向に移動して、図５の（ａ）に示す位置に戻す。そして、チャックテーブル３を紙面に垂直な方向（割り出し送り方向）に分割予定ライン１１１の間隔に相当する量だけ割り出し送りし、次に切削すべき分割予定ライン１１１を切削ブレード４３と対応する位置に位置付ける。このようにして、次に切削すべき分割予定ライン１１１を切削ブレード４３と対応する位置に位置付けたならば、上述したＬｏｗ−ｋ膜切削工程を実施する。
【００４３】
上述したＬｏｗ−ｋ膜切削工程を実施する際には、切削水送給手段５２を構成する電磁開閉弁５２６aを開路するとともに切削水供給ポンプ５２６を作動することにより、切削水貯留タンク５２５に貯留された切削水が第１の切削水供給管５１１および第２の切削水供給管５１２を介して第１の切削水供給ノズル５３１および第２の切削水供給ノズル５３２に供給される。この結果、図６に示すように第１の切削水供給ノズル５３１および第２の切削水供給ノズル５３２から純水１０００ccに対して有機酸が５０cc、酸化剤が２０cc、防食剤が１ccの割合で混合された切削水が切削ブレード４３の切れ刃４３２による切削領域に１分間に２０００ccの割合で供給される。このように、純水と有機酸と酸化剤と防食剤が混合された切削水が切れ刃４３２による切削領域に供給されることにより、切削水に含まれる酸化剤によってＬｏｗ−ｋ膜１１０を構成する金属箔が改質されて延性が抑えられことに加え、有機酸によって金属箔が脆くなり加工性が促進されるため、Ｌｏｗ−ｋ膜１１０は剥離することなく切断される。また、切削水に防食剤を混入することにより、Ｌｏｗ−ｋ膜１１０を構成する金属箔の腐食(溶出)が抑制される。なお、切削ブレードの切れ刃が基台の外周部側面にダイヤモンド砥粒をニッケルメッキで固めて形成された電鋳ブレードやメタルブレードの場合、ビトリファイドブレードやレジンブレードに比べ、有機酸と酸化剤が混入した切削水によって自生発刃作用が促進されて切削能力が向上し、Ｌｏｗ−ｋ膜の剥離が抑制される傾向がある。
【００４４】
なお、上記Ｌｏｗ−ｋ膜切削工程は、例えば以下の加工条件で行われる。
切削ブレードの切れ刃  ：外径５０ｍｍ、厚み５０μｍ
切削ブレードの回転速度：２００００ｒｐｍ
切削送り速度          ：５０ｍｍ／秒
切削水の供給量        ：２０００cc／分
【００４５】
以上のようにして、半導体ウエーハ１０に所定方向に形成された全ての分割予定ライン１１１に沿って上記Ｌｏｗ−ｋ膜切削工程を実施したならば、半導体ウエーハ１０を保持したチャックテーブル３を９０度回動する。そして、半導体ウエーハ１０に所定方向と直交する方向に形成された全ての分割予定ライン１１１に沿って上記Ｌｏｗ−ｋ膜切削工程を実施する。
【００４６】
次に、Ｌｏｗ−ｋ膜切削工程の他の実施形態については、図７を参照して説明する。
図７に示すＬｏｗ−ｋ膜切削工程の他の実施形態においては、図７の（a）に示すように切削ブレード４３を構成する環状の切れ刃４３２の下端が半導体ウエーハ１０を構成する半導体基板１００の裏面が貼着されているダイシングテープTに達する位置に位置付けられる。従って、上記図５に示すＬｏｗ−ｋ膜切削工程と同様に切削ブレード４３を回転しつつ半導体ウエーハ１０を保持したチャックテーブル３を加工送りすることにより、図７の（ｂ）で示すように半導体ウエーハ１０を構成するＬｏｗ−ｋ膜１１０とともに半導体基板１００は分割予定ライン１１１に沿って形成される切削溝１３１によって切断される。このようにして、半導体ウエーハ１０に所定方向に形成された全ての分割予定ライン１１１に沿って上記Ｌｏｗ−ｋ膜切削工程を実施したならば、半導体ウエーハ１０を保持したチャックテーブル３を９０度回動する。そして、半導体ウエーハ１０に所定方向と直交する方向に形成された全ての分割予定ライン１１１に沿って上記Ｌｏｗ−ｋ膜切削工程を実施する。この結果、半導体ウエーハ１０は分割予定ライン１１１に沿って切断され個々のデバイスに分割される。
なお、図７に示すＬｏｗ−ｋ膜切削工程の他の実施形態においても、切削水送給手段５２を作動して純水と有機酸と酸化剤と防食剤が混合された切削水を切れ刃４３２による切削領域に供給する。
【００４７】
なお、上記図５に示すＬｏｗ−ｋ膜切削工程を実施した後には、Ｌｏｗ−ｋ膜１１０が分断され分割予定ライン１１１に沿って露出された半導体基板１００を分割予定ライン１１１に沿って切断する切断工程を実施する。
この切断工程の第１の実施形態について、図８を参照して説明する。なお、図８に示す切断工程の第１の実施形態は、上記切削装置１または同様の切削装置を用いて実施することができるが、切削ブレード４３を構成する環状の切れ刃４３２aの厚さが上記Ｌｏｗ−ｋ膜切削工程を実施した切削ブレード４３を構成する環状の切れ刃４３２の厚さ（５０μm）より薄い例えば３０μmに形成されている。従って、環状の切れ刃４３２a以外は上記切削装置１の各構成部材の符号を用いて説明する。
【００４８】
切断工程の第１の実施形態を実施するには、上記図５に示すＬｏｗ−ｋ膜切削工程が実施された半導体ウエーハ１０をダイシングテープTを介して上述したようにチャックテーブル３上に吸引保持する。このようにして半導体ウエーハ１０を吸引保持したチャックテーブル３は、撮像手段７の直下まで移動せしめられる。チャックテーブル３が撮像手段７の直下に位置付けられると、撮像手段７によって半導体ウエーハ１０に形成されている分割予定ライン１１１に沿って形成された切削溝１３０を検出するとともに、スピンドルユニット４を割り出し方向である矢印Ｙ方向に移動調整して切削溝１３０と切削ブレード４３との精密位置合わせ作業を実施する（アライメント工程）。
【００４９】
上述したようにアライメント工程が実施されたならば、チャックテーブル３を切削加工領域に移動し、図８の(a)に示すように所定の分割予定ライン１１１に沿って形成された切削溝１３０の一端を切削ブレード４３の直下より図８の(a)において僅かに右側に位置付ける。このようにしてチャックテーブル３上に保持された半導体ウエーハ１０が切削加工領域の切削開始位置に位置付けられたならば、切削ブレード４３を図８の（ａ）において２点鎖線で示す待機位置から矢印Z１で示すように下方に切り込み送りし、図８の（ａ）において実線で示すように所定の切り込み送り位置に位置付ける。この切り込み送り位置は、図８の（ａ）および図８の（ｃ）に示すように切削ブレード４３を構成する環状の切れ刃４３２aの下端が半導体ウエーハ１０を構成する半導体基板１００の裏面が貼着されているダイシングテープTに達する位置に設定されている。
【００５０】
次に、切削ブレード４３を図８の（ａ）において矢印４３aで示す方向に所定の回転速度で回転せしめ、チャックテーブル３を図８の（ａ）において矢印Ｘ１で示す方向に所定の加工送り速度で移動せしめる。そして、チャックテーブル３が図８の（ｂ）で示すように分割予定ライン１１１に沿って形成された切削溝１３０の他端（図８の（ｂ）において右端）が切削ブレード４３の直下より所定量左側に位置するまで達したら、チャックテーブル３の移動を停止する。このようにチャックテーブル３を加工送りすることにより、図８の（d）で示すように半導体ウエーハ１０を構成する半導体基板１００は分割予定ライン１１１に沿って形成された切削溝１３０に沿って形成される切削溝１３２によって切断される(切断工程)。なお、この切断工程において切れ刃４３２aによる切削領域に供給する切削水としては純水だけでもよい。
【００５１】
次に、切削ブレード４３を図８の（ｂ）において矢印Z2で示すように上昇させて２点鎖線で示す待機位置に位置付け、チャックテーブル４１を図８の（ｂ）において矢印Ｘ２で示す方向に移動して、図８の（ａ）に示す位置に戻す。そして、チャックテーブル３を紙面に垂直な方向（割り出し送り方向）に分割予定ライン１１１の間隔に相当する量だけ割り出し送りし、次に切削すべき分割予定ライン１１１に沿って形成された切削溝１３０を切削ブレード４３と対応する位置に位置付ける。このようにして、次に切削すべき分割予定ライン１１１に沿って形成された切削溝１３０を切削ブレード４３と対応する位置に位置付けたならば、上述した切断工程を実施する。このようにして、半導体ウエーハ１０に所定方向に形成された全ての分割予定ライン１１１に沿って形成された切削溝１３０に沿って上記切断工程を実施したならば、半導体ウエーハ１０を保持したチャックテーブル３を９０度回動する。そして、半導体ウエーハ１０に所定方向と直交する方向に形成された全ての分割予定ライン１１１に沿って形成された切削溝１３０に沿って上記切断工程を実施する。この結果、半導体ウエーハ１０は分割予定ライン１１１に沿って切断され個々のデバイスに分割される。
【００５２】
次に、切断工程の第２の実施形態について、図９乃至図１０を参照して説明する。この切断工程の第２の実施形態は、図９に示すレーザー加工装置６０を用いて実施する。図９に示すレーザー加工装置６０は、被加工物を保持するチャックテーブル６１と、該チャックテーブル６１上に保持された被加工物にレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段６２と、チャックテーブル６１上に保持された被加工物を撮像する撮像手段６３を具備している。チャックテーブル６１は、被加工物を吸引保持するように構成されており、図示しない加工送り手段によって図９において矢印Ｘで示す加工送り方向に移動せしめられるとともに、図示しない割り出し送り手段によって図９において矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動せしめられるようになっている。
【００５３】
上記レーザー光線照射手段６２は、実質上水平に配置された円筒形状のケーシング６２１を含んでいる。ケーシング６２１内には図示しないパルスレーザー光線発振器や繰り返し周波数設定手段を備えたパルスレーザー光線発振手段が配設されている。上記ケーシング６２１の先端部には、パルスレーザー光線発振手段から発振されたパルスレーザー光線を集光するための集光器６２２が装着されている。なお、レーザー光線照射手段６２は、集光器６２２によって集光されるパルスレーザー光線の集光点位置を調整するための集光点位置調整手段（図示せず）を備えている。
【００５４】
上記レーザー光線照射手段６２を構成するケーシング６２１の先端部に装着された撮像手段６３は、被加工物を照明する照明手段と、該照明手段によって照明された領域を捕らえる光学系と、該光学系によって捕らえられた像を撮像する撮像素子（ＣＣＤ）等を備え、撮像した画像信号を図示しない制御手段に送る。
【００５５】
上述したレーザー加工装置６０を用いて、切断工程の第２に実施形態を実施するには、上記図５に示すＬｏｗ−ｋ膜切削工程が実施された半導体ウエーハ１０のダイシングテープT側をチャックテーブル６１上に載置する。図示しない吸引手段を作動することにより、ダイシングテープTを介して半導体ウエーハ１０をチャックテーブル６１上に吸引保持する（ウエーハ保持工程）。なお、図９においてはダイシングテープTが装着された環状のフレームFを省いて示しているが、環状のフレームFはチャックテーブル６１に配設された適宜のフレーム保持手段に保持される。このようにして、半導体ウエーハ１０を吸引保持したチャックテーブル６１は、図示しない加工送り手段によって撮像手段６３の直下に位置付けられる。
【００５６】
チャックテーブル６１が撮像手段６３の直下に位置付けられると、撮像手段６３および図示しない制御手段によって半導体ウエーハ１０のレーザー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６３および図示しない制御手段は、半導体ウエーハ１０の所定方向に形成されている分割予定ライン１１１に沿って形成された切削溝１３０と、該切削溝１３０に沿ってレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段６２の集光器６２２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、レーザー光線照射位置のアライメントを遂行する（アライメント工程）。また、半導体ウエーハ１０に上記所定方向と直交する方向に形成された分割予定ライン１１１に沿って形成された切削溝１３０に対しても、同様にレーザー光線照射位置のアライメントが遂行される。
【００５７】
上述したアライメント工程を実施したならば、図１０で示すようにチャックテーブル６１をレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段６２の集光器６２２が位置するレーザー光線照射領域に移動し、図１０の（ａ）で示すように半導体ウエーハ１０に形成された所定の分割予定ライン１１１に沿って形成された切削溝１３０の一端(図１０の（ａ）において左端)が集光器６２２の直下に位置するように位置付ける。次に、レーザー光線照射手段６２の集光器６２２から半導体ウエーハ１０を構成する半導体基板１００に対して吸収性を有する波長または透過性を有する波長のパルスレーザー光線を照射しつつチャックテーブル６１を図１０の（ａ）において矢印Ｘ１で示す方向に所定の加工送り速度で移動せしめる（レーザー加工工程）。そして、図１０の（ｂ）で示すように分割予定ライン１１１に沿って形成された切削溝１３０の他端（図１０の（ｂ）において右端）が集光器６２２の直下位置に達したら、パルスレーザー光線の照射を停止するとともにチャックテーブル６１の移動を停止する。
【００５８】
上述したレーザー加工工程を実施することにより、半導体ウエーハ１０を構成する半導体基板１００は図１０の（c）、(d)に示すように分割予定ライン１１１に沿って形成された切削溝１３０に沿って形成されるレーザー加工溝１３３または改質層１３４によって切断される。このレーザー加工工程を半導体ウエーハ１０に形成された全ての分割予定ライン１１１に沿って形成された切削溝１３０に沿って実施することにより、半導体ウエーハ１０は分割予定ライン１１１に沿って切断され個々のデバイスに分割される。
【符号の説明】
【００５９】
２：装置ハウジング
３：チャックテーブル
４：スピンドルユニット
４３：切削ブレード
４４：ブレードカバー
５：切削水供給機構
５１１：第１の切削水供給管
５１２：第２の切削水供給管
５２：切削水送給手段
５３１：第１の切削水供給ノズル
５３２：第２の切削水供給ノズル
７：撮像手段
１０：半導体ウエーハ
１００：半導体基板
１１０：Ｌｏｗ−ｋ膜程
１１：カセット
１２：仮置きテーブル
１３：搬出・搬入手段
１４：第１の搬送手段
１５：洗浄手段
１６：第２の搬送手段
６０：レーザー加工装置
６１：レーザー加工装置のチャックテーブル
６２：レーザー光線照射手段
６２２：集光器
F：環状の支持フレーム
T：ダイシングテープ
【図１】
0006426407.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0006426407.tif 000006
【図６】
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【図７】
0006426407.tif 000008
【図８】
0006426407.tif 000009
【図９】
0006426407.tif 000010
【図１０】
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