(57)【要約】【課題】装置や設備を大幅に変更することなく、被加工物の加工品質を高めることができる切削方法を提供する。【解決手段】被加工物（１１）を保持する保持手段（１２）と、先端に切削ブレード（８）が装着されたスピンドルを有し保持手段に保持された被加工物を切削加工する切削手段（１０）と、保持手段に保持された被加工物及び切削ブレードに切削液を供給する切削液供給手段（２８）と、を備える切削装置（２）を用いて被加工物を切削加工する切削方法であって、切削液としてフッ素系溶剤を含む薬液を用いて被加工物を切削加工する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物を保持する保持手段と、先端に切削ブレードが装着されたスピンドルを有し該保持手段に保持された被加工物を切削加工する切削手段と、該保持手段に保持された被加工物及び該切削ブレードに切削液を供給する切削液供給手段と、を備える切削装置を用いて被加工物を切削加工する切削方法であって、
該切削液としてフッ素系溶剤を含む薬液を用いて被加工物を切削加工することを特徴とする切削方法。
【請求項２】
前記切削液として、前記フッ素系溶剤と共に体積抵抗抑制剤及び界面活性剤を含む薬液を用いることを特徴とする請求項２記載の切削方法。
【請求項３】
Ｌｏｗ−ｋ膜を有するウェーハ、又はパッケージ基板を被加工物とすることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の切削方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェーハやパッケージ基板等の被加工物を切削加工する際に用いる切削方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機をはじめとする各種の電子機器には、ＩＣ、ＬＳＩ等と呼ばれる電子回路（デバイス）が形成されたデバイスチップが組み込まれる。デバイスチップは、例えば、シリコン等の材料でなるウェーハの表面を複数の分割予定ラインで区画し、各領域にデバイスを形成した後、この分割予定ラインに沿ってウェーハを分割することで製造できる。
【０００３】
近年、デバイスの配線間をＬｏｗ−ｋ膜と呼ばれる低誘電率絶縁膜で絶縁する技術が実用化されている。配線間の絶縁にＬｏｗ−ｋ膜を用いることで、プロセスの微細化により配線の間隔が狭くなっても、配線間に生じる静電容量を小さく抑え、信号の遅延を抑制できる。これにより、デバイスの処理能力は高く維持される。
【０００４】
上述したＬｏｗ−ｋ膜は積層形成されており、機械的強度が低い。そのため、例えば、分割の際にウェーハを切削ブレードで切削加工しようとすると、Ｌｏｗ−ｋ膜がウェーハから剥離することがある。この問題に対して、十分に冷却された純水（切削液）を供給しながらウェーハを切削加工する切削方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
この切削方法では、−５℃〜１０℃に保たれた冷蔵室内に切削装置を設置することで、十分に冷却された純水をウェーハに供給し、ウェーハの温度を下げている。このように、ウェーハの温度を切削加工時に下げることで、Ｌｏｗ−ｋ膜の剥離を抑制して加工品質を高めることができる。なお、この切削方法は、延性のある金属等の材料を含む被加工物を切削加工する際にも有用である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２８８１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した切削方法では、切削装置を収容できる大きな冷蔵室が必要になる等、従来からの装置や設備を大幅に変更しなくてはならないという問題があった。本発明はかかる問題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、装置や設備を大幅に変更することなく、被加工物の加工品質を高めることができる切削方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、被加工物を保持する保持手段と、先端に切削ブレードが装着されたスピンドルを有し該保持手段に保持された被加工物を切削加工する切削手段と、該保持手段に保持された被加工物及び該切削ブレードに切削液を供給する切削液供給手段と、を備える切削装置を用いて被加工物を切削加工する切削方法であって、該切削液としてフッ素系溶剤を含む薬液を用いて被加工物を切削加工することを特徴とする切削方法が提供される。
【０００９】
本発明では、前記切削液として、前記フッ素系溶剤と共に体積抵抗抑制剤及び界面活性剤を含む薬液を用いることが好ましい。
【００１０】
また、本発明において、Ｌｏｗ−ｋ膜を有するウェーハ、又はパッケージ基板を被加工物とすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る切削方法では、純水に比べて蒸発し易いフッ素系溶剤を含む薬液を切削液として用いるので、加工点の近傍でフッ素系溶剤が蒸発して熱を奪い、被加工物は冷却される。よって、装置や設備を大幅に変更することなく、被加工物の加工品質を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】切削装置の構造を模式的に示す斜視図である。
【図２】切削方法を模式的に示す斜視図である。
【図３】図３（Ａ）は、変形例に係る被加工物を模式的に示す平面図であり、図３（Ｂ）は、変形例に係る被加工物を模式的に示す底面図であり、図３（Ｃ）は、フレームに支持された被加工物を模式的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。まず、本実施形態に係る切削方法を使用する切削装置について説明する。図１は、切削装置の構造を模式的に示す斜視図である。図１に示すように、切削装置２は、各構造を支持する基台４を備えている。基台４の上方には、基台４を覆うカバー６が設けられている。
【００１４】
カバー６の内側には、空間が形成されており、切削ブレード８を含む切削ユニット（切削手段）１０が収容されている。切削ユニット１０は、切削ユニット移動機構（不図示）によって前後方向（Ｙ軸方向、割り出し送り方向）に移動する。
【００１５】
切削ユニット１０の下方には、被加工物１１を保持するチャックテーブル（保持手段）１２が設けられている。チャックテーブル１２は、チャックテーブル移動機構（不図示）により左右方向（Ｘ軸方向、加工送り方向）に移動し、回転機構（不図示）により鉛直方向（Ｚ軸方向）に平行な回転軸の周りに回転する。
【００１６】
基台４の前方の角部には、カセットエレベーター１４が設置されている。カセットエレベーター１４の上面には、複数の被加工物１１を収容可能なカセット１６が載せられる。カセットエレベーター１４は、昇降可能に構成されており、被加工物１１を適切に搬出、搬入できるように、カセット１６の高さ（鉛直方向の位置）を調整する。
【００１７】
カバー６の前面６ａには、ユーザインタフェースとなるタッチパネル式のモニター１８が設けられている。このモニター１８は、切削装置２の各部を制御する制御装置（不図示）等に接続されている。
【００１８】
図２は、本実施形態に係る切削方法を模式的に示す斜視図である。図２に示すように、カセット１６から搬出され、チャックテーブル１２に保持された被加工物１１は、切削ユニット１０で切削加工される。
【００１９】
被加工物１１は、例えば、シリコン等の半導体材料でなる円形のウェーハであり、その表面１１ａ側は、中央のデバイス領域と、デバイス領域を囲む外周余剰領域とに分けられている。デバイス領域は、格子状に配列された分割予定ライン（ストリート）１３でさらに複数の領域に区画されており、各領域にはＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス１５が形成されている。このデバイス１５の配線間は、Ｌｏｗ−ｋ膜と呼ばれる低誘電率絶縁膜で絶縁されている。
【００２０】
被加工物１１の裏面１１ｂ側には、被加工物１１より大径のダイシングテープ１７が貼着されている。ダイシングテープ１７の外周部分は、環状のフレーム１９に固定されている。すなわち、被加工物１１は、ダイシングテープ１７を介してフレーム１９に支持されている。
【００２１】
なお、本実施形態では、シリコン等の半導体材料でなる円形のウェーハを被加工物１１としているが、被加工物１１の材質、形状等に制限はない。例えば、セラミック基板、樹脂基板、金属基板等の板状物を被加工物１１として用いることもできる。本実施形態に係る切削方法は、特に、Ｌｏｗ−ｋ膜や金属を含む板状物の切削加工に有用である。
【００２２】
切削ユニット１０は、筒状のスピンドルハウジング２０を備えている。スピンドルハウジング２０の内部には、回転軸となるスピンドル（不図示）が収容されている。スピンドルの先端部には、切削ブレード８が装着されている。スピンドルの他端側にはモータ（不図示）が連結されており、スピンドルに装着された切削ブレード８は、このモータの回転力で回転する。
【００２３】
スピンドルハウジング２０の先端部には、切削ブレード８を収容するホイールカバー２２が取り付けられており、切削ブレード８の外周は、下部を除いてホイールカバー２２に覆われている。ホイールカバー２２の下方には、切削ブレード８の下部を前後に挟むＬ字状の一対のノズル２４が設けられている。
【００２４】
ノズル２４には、ホイールカバー２２の上部に設けられた連結具２６等を通じて切削液供給源（切削液供給手段）２８から切削液が供給される。このノズル２４には、切削ブレード８と対向するように複数のスリット（不図示）が形成されている。複数のスリットを通じて噴射される切削液によって、主に被加工物１１の加工点が冷却、洗浄される。
【００２５】
また、ホイールカバー２２の内壁面には、切削ブレード８に切削液を供給するための供給孔（不図示）が形成されている。この供給孔には、ホイールカバー２２の上部に設けられた連結具３０等を通じて切削液供給源２８から切削液が供給される。供給孔から噴射される切削液によって、主に切削ブレード８が冷却、洗浄される。
【００２６】
本実施形態に係る切削方法では、まず、被加工物１１を保持したチャックテーブル１２と切削ユニット１０とを相対的に移動させて、加工対象の分割予定ライン１３に対応する位置に切削ブレード８を合わせる。次に、切削ブレード８を回転させると共に、切削ブレード８と被加工物１１とが接触し得る高さまで切削ユニット１０を下降させる。
【００２７】
そして、切削液供給源２８から切削ブレード８及び被加工物１１に切削液を供給しながら、チャックテーブル１２と切削ユニット１０とを加工対象の分割予定ライン１３に平行な方向に相対的に移動させる。これにより、加工対象の分割予定ライン１３に沿って被加工物１１を切削加工できる。
【００２８】
本実施形態に係る切削方法では、切削ブレード８及び被加工物１１に供給する切削液として、フッ素系溶剤を主成分（例えば、７０質量％以上）として含む薬液を用いる。このような薬液を切削液として用いると、切削液は、加工点の近傍で蒸発して被加工物１１から熱を奪う。これにより、加工点の近傍を１５℃以下（好ましくは、１０℃以下）に冷却し、Ｌｏｗ−ｋ膜の剥離等を抑制できる。
【００２９】
なお、蒸発によって加工点を１５℃以下（好ましくは１０℃以下）に冷却できるフッ素系溶剤であれば、特に制限なく切削液として使用できる。また、この切削液には、任意の添加剤を添加しても良い。切削液に添加する添加剤としては、例えば、切削液の電気抵抗（体積抵抗）を抑制する抵抗抑制剤（体積抵抗抑制剤）や、界面活性剤等を挙げることができる。
【００３０】
上述したフッ素系溶剤を主成分とする切削液では、その体積抵抗が３ＧΩ／ｃｍ以上になって静電気を適切に防止できないことがある。その場合、エタノール、メタノール等のアルコール類、アルキルイミダゾリン等のイミダゾリン系化合物等を抵抗抑制剤としてフッ素系溶剤に加え、切削液の体積抵抗を低下させると良い。
【００３１】
抵抗抑制剤の添加量は、例えば、切削液の体積抵抗が純水に炭酸（ＣＯ２）をバブリング（混合）した炭酸水の体積抵抗（０．５〜１．０ＭΩ／ｃｍ）と同程度になるように調整されることが望ましい。
【００３２】
ただし、アルコール類を添加し過ぎると切削液が引火し易くなるので、アルコール類の添加量は１０質量％以下とすることが望ましい。同様に、イミダゾリン系化合物を添加し過ぎると、被加工物１１に切削液が残り易くなるので、イミダゾリン系化合物の添加量は、例えば、被加工物１１への影響が出ない０．１質量％以下とすることが望ましい。
【００３３】
一方、切削液に対して、スルホン酸系、カルボン酸系、ポリオキシエチレン系等の界面活性剤を添加すると、切削加工によって発生する加工屑は被加工物１１に付着し難くなる。そのため、このような界面活性剤を切削液に添加することで、加工屑の付着に起因する不良の発生を抑制できる。
【００３４】
なお、切削液には、抵抗抑制剤及び界面活性剤の両方を併せて添加することが望ましいが、一方のみを選択的に添加しても良い。フッ素系溶剤と共に体積抵抗抑制剤及び界面活性剤を含む薬液を添加剤として用いることで、静電気の発生や屑の付着を防止しつつ、被加工物１１の加工品質を高めることができる。
【００３５】
以上のように、本実施形態に係る切削方法では、純水に比べて蒸発し易いフッ素系溶剤を含む薬液を切削液として用いるので、加工点の近傍でフッ素系溶剤が蒸発して熱を奪い、被加工物１１は冷却される。よって、装置や設備を大幅に変更することなく、被加工物１１の加工品質を高めることができる。
【００３６】
なお、本発明は上記実施形態の記載に限定されず、種々変更して実施可能である。図３（Ａ）は、変形例に係る被加工物の構成例を模式的に示す平面図であり、図３（Ｂ）は、変形例に係る被加工物の構成例を模式的に示す底面図である。図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示すように、変形例に係る被加工物２１は、いわゆるパッケージ基板であり、平面視で矩形状に形成された金属枠体２３を含む。
【００３７】
金属枠体２３は、例えば、４２アロイ（鉄とニッケルとの合金）や銅等の金属で構成されており、複数のデバイス領域２５（ここでは、３個のデバイス領域２５）と、各デバイス領域２５を囲む余剰領域２７と、を含んでいる。
【００３８】
各デバイス領域２５は、格子状に配列された複数の分割予定ライン（ストリート）２９でさらに複数の領域（ここでは、４８個の領域）に区画されており、各領域には、ＩＣやＬＳＩ、ＬＥＤ等のデバイス（デバイスチップ）（不図示）が配置されている。
【００３９】
また、金属枠体２３の裏面２３ｂ側には、複数のデバイスを封止する封止部３１が形成されている。この封止部３１は、樹脂等の材料で所定の厚みに形成されており、金属枠体２３の裏面２３ｂから僅かに突出している。この封止部３１によって、各デバイス領域２５の裏面２３ｂ側全体が覆われている。
【００４０】
図３（Ａ）に示すように、金属枠体２３の表面２３ａ側には、各デバイスに対応する複数のステージ３３が設けられている。各ステージ３３の周囲には、複数の電極パッド（不図示）が形成されている。
【００４１】
この被加工物２１は、例えば、金属枠体２３の裏面２３ｂ側から各ステージ３３にデバイスを配置し、各デバイスの電極と、ステージ３３の周囲に配置された電極パッドとを金属ワイヤー（不図示）等で接続した後に、裏面２３ｂ側を封止する封止部３１を形成して得られる。
【００４２】
図３（Ｃ）は、フレームに支持された被加工物２１を模式的に示す斜視図である。例えば、被加工物２１の表面側（金属枠体２３の表面２３ａ側）には、被加工物２１より大径のダイシングテープ３５が貼着される。ダイシングテープ３５の外周部分は、環状のフレーム３７に固定されている。これにより、被加工物２１は、ダイシングテープ３５を介してフレーム３７に支持される。
【００４３】
上述のような被加工物２１には、延性のある金属が含まれているので、この被加工物２１を切削ブレード８で切削加工すると、絶縁不良等の要因になる金属の突起物（バリ）が発生し易い。これに対して、本発明に係る切削方法では、フッ素系溶剤を含む薬液を切削液として用いることで、加工点の近傍を１５℃以下（好ましくは、１０℃以下）に冷却し、突起物の発生を抑制できる。
【００４４】
その他、上記実施形態に係る構造、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。
【符号の説明】
【００４５】
２  切削装置
４  基台
６  カバー
６ａ  前面
８  切削ブレード
１０  切削ユニット（切削手段）
１２  チャックテーブル（保持手段）
１４  カセットエレベーター
１６  カセット
１８  モニター
２０  スピンドルハウジング
２２  ホイールカバー
２４  ノズル
２６，３０  連結具
２８  切削液供給源（切削液供給手段）
１１  被加工物
１１ａ  表面
１１ｂ  裏面
１３  分割予定ライン（ストリート）
１５  デバイス
１７  ダイシングテープ
１９  フレーム
２１  被加工物
２３  金属枠体
２３ａ  表面
２３ｂ  裏面
２５  デバイス領域
２７  余剰領域
２９  分割予定ライン（ストリート）
３１  封止部
３３  ステージ
３５  ダイシングテープ
３７  フレーム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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