JP4210462B2

JP4210462B2 - 切削装置

Info

Publication number: JP4210462B2
Application number: JP2002095194A
Authority: JP
Inventors: 幹吉田
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2002-03-29
Filing date: 2002-03-29
Publication date: 2009-01-21
Anticipated expiration: 2022-03-29
Also published as: WO2003082523A1; US20050051913A1; CN100364721C; CN1638920A; TWI265071B; HK1074813A1; KR20040105739A; TW200304399A; DE10392232B4; KR100876926B1; AU2003207277A1; DE10392232T5; US6945521B2; JP2003291065A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２つの流体を所望の混合比率で混合させることができる流体混合装置を搭載した切削装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
切削装置、研磨装置等の各種の加工装置においては、加工品質向上のために加工時に被加工物に対して加工水が供給されて加工が行われる。例えば、図４に示すように高速回転する回転ブレード１８が被加工物、例えば半導体ウェーハＷに切り込んで切削を行う切削装置５０においては、流入部２３に切削水を供給し、半導体ウェーハＷと回転ブレード１８との接触部に切削水供給ノズル２０から加工水である切削水が供給されて切削が行われる。また、噴出部２１から切削水を噴出させることにより切削により生じた切削屑を除去することも行われている。
【０００３】
このような切削水としては純水が用いられることもあるが、純水は比抵抗値（抵抗率）が大きいために摩擦によって静電気が発生して半導体ウェーハＷに帯電しやすく、特に被加工物が半導体ウェーハの場合には静電気の帯電により著しい品質の低下をもたらすことから、比抵抗値を小さくして静電気の発生を未然に防止し、除電する必要がある。
【０００４】
そこで、例えば特開２００１−３０１７０号公報に開示された加工水生成装置のように、純水に二酸化炭素を混合させることにより比抵抗値を大きくして導電性が増した加工水を使用することにより静電気の発生を防止することとしている。
【０００５】
一方、二酸化炭素の濃度が高くなって酸性度が高くなると、回転ブレード１８が腐食して寿命を低下させたり、半導体ウェーハ上に形成されたボンディングパッドが腐食して最終的な半導体チップの品質を低下させたりするという問題もあるため、上記公報に開示された発明においては、バルブの調整によって流量をコントロールすることにより、比抵抗値が適正な値に保たれるような工夫が施されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、例えば半導体ウェーハの切削を行うにあたっては、静電気の帯電を防止することができ、かつ回転ブレード及びボンディングパッド等の腐食を防止するために適正な比抵抗値は０．５ＭΩ・ｃｍ〜２．０ＭΩ・ｃｍと極めて狭い範囲であることが経験上認識されているが、比抵抗値をこのような範囲に設定し維持するためには、高価な微調整バルブを用い、流量を高精度に調整することが必要となるため、比抵抗値を所望の値とすることが困難であるだけでなく、高価な微調整バルブを用いる必要があり、装置のコストが高騰するという問題もある。このような問題は、切削装置のみならず、加工水を用いる加工装置が共通に有する問題でもある。
【０００７】
従って、加工水を用いる加工においては、経済的な方法で、加工水の比抵抗値を高精度に所望の値に設定できるようにすることに課題を有している。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための具体的手段として本発明は、第一の流体を供給する第一流体供給路と、第二の流体を供給する第二流体供給路と、第一の流体と第二の流体とを混合させて混合流体を生成する混合部とを含み、第一流体供給路が流量比調整部を介して第一経路と第二経路とに分岐し、第二経路が分岐部において流量比率が予め設定された第三経路に分岐し、第三経路が混合部に連結され、混合部には第二流体供給路及び第四経路が連結され、混合部において第三経路から流入する第一の流体と第二流体供給路から流入する第二の流体とを混合させて生成された混合流体を第四経路に流出させ、第四経路が分岐部より下流側の第二経路または第一経路に合流し、第二経路が第一経路に合流し、第一の流体と第二の流体とを混合させる流体混合装置と、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を少なくとも備え、切削手段は、チャックテーブルに保持された被加工物を切削する回転ブレードと、被加工物の切削箇所に切削水を供給する切削水供給ノズルとを少なくとも備え、切削水供給ノズルからは、流体混合装置によって生成された切削水が切削箇所に供給される切削装置を提供する。
【０００９】
そしてこの切削装置は、分岐部において、第三経路を流れる第一の流体の流量が第二経路を流れる第一の流体の流量の１／５０〜１／１００になるように調整されること、第一の流体は純水であり、第二の流体は二酸化炭素であることを付加的要件とする。
【００１０】
このように構成される切削装置によれば、流量比調整部及び分岐部における流量の調整により、高価な微調整バルブ等を用いなくても、高精度に所望の濃度の混合流体を生成することができる。
【００１１】
また、第一の流体が純水であり、第二の流体が二酸化炭素である場合には、二酸化炭素濃度に基づき比抵抗値が定まるため、所望の比抵抗値を有する炭酸水を生成することができる。
【００１２】
更に、最適な比抵抗値を有する炭酸水を生成して切削水として使用することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態として、図１に示す切削装置１０において用いられる切削水の比抵抗値を調整する流体混合装置について説明する。なお、従来例と同様に構成される部位については同一の符号を付して説明することとする。
【００１４】
図１の切削装置１０は、各種の板状物を切削する装置であり、例えば半導体ウェーハ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に保持された半導体ウェーハＷがカセット１１に複数収容される。
【００１５】
そして、搬出入手段１２が＋Ｙ方向に移動してその半導体ウェーハＷ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、半導体ウェーハＷを仮置き領域１３に載置する。
【００１６】
仮置き領域１３に載置された半導体ウェーハＷは、第一の搬送手段１４を構成する吸着部１４ａに吸着され、吸着部１４ａが旋回動してチャックテーブル１５の直上に位置付けられ、そこで吸着を解除することによりチャックテーブル１５に載置され、吸引保持される。
【００１７】
チャックテーブル１５はＸ軸方向に移動可能となっており、その移動経路の上方には、アライメント手段１６が配設されている。このアライメント手段１６には、Ｙ軸方向に移動可能な撮像手段１７を備えており、チャックテーブル１５の＋Ｘ方向の移動及び撮像手段１７のＹ軸方向の移動により半導体ウェーハ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。
【００１８】
回転ブレード１８を備えた切削手段１９は、撮像手段１７と一体に形成され、一体となってＹ軸方向に移動可能となっている。また、回転ブレード１８は、撮像手段１７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。
【００１９】
従って、アライメント手段１６によって切削すべきストリートが検出されると、そのストリートと回転ブレード１８とのＹ軸方向の位置合わせが自動的になされる。そして、半導体ウェーハＷを保持するチャックテーブル１５が更に＋Ｘ方向に移動し、回転ブレード１８が高速回転しながら切削手段１９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】
そして、チャックテーブル１５をＸ軸方向に往復移動させると共に切削手段１９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。
【００２１】
更に、チャックテーブル１５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。
【００２２】
上記のようにして行う切削の際は、図２に示すように、回転ブレード１８の両側に配設された切削水供給ノズル２０から、回転ブレード１８と半導体ウェーハＷとの接触部に対して冷却のための加工水である切削水が供給される。
【００２３】
また、回転ブレード１８のＸ軸方向の延長線上には、切削水を噴出する噴出部２１が形成されており、噴出された切削水によって滞留した切削水が除去される。
【００２４】
切削水供給ノズル２０及び噴出部２１から流出する切削水は、流体混合装置３０において生成され、ブレードカバー２２の上部に設けた流入部２３を介して流入する。
【００２５】
流体混合装置３０には、第一の流体を蓄えた第一の流体源３１と、第二の流体を蓄えた第二の流体源３２とを備えている。
【００２６】
第一の流体源３１には開閉バルブ３３を介して第一流体供給路３４が連結されている。また、第一流体供給路３４には流量計３５が連結され、第一流体供給路３４を流れる第一の流体の量を計測し、その量に基づいて開閉バルブ３３の開閉を調整することができる。
【００２７】
第一流体供給路３４の下流側には流量比調整部３６が連結されており、流量比調整部３６には第一経路３７及び第二経路３８が連結されている。流量比調整部３６は、第一の流体を第一経路３７と第二経路３８とに所望の割合で分配することができるバルブである。
【００２８】
第二経路３８は、分岐部３９において更に第三経路４０に分岐している。第二経路３８と第三経路４０との流量の比率は、例えば第二経路３８を構成するパイプの内径と第三経路４０を構成するパイプの内径との比率により予め設定されており、バルブ等を用いることなく、高精度に所望の比率に設定することができる。例えばここでは、第三経路４０に流れ出る第一の流体の量を、第二経路３８から流れてくる第一の流体の量の１／５０〜１／１００に調整することができる。
【００２９】
第三経路４０は混合部４１に連結されており、第三経路４０を流れる第一の流体は混合部４１に流入する。また、混合部４１には、圧力調整バルブ４２を介して第二流体供給路４３が連結されており、第二流体供給路４３は第二の流体源３２に連結されている。
【００３０】
第二の流体源３２には第二の流体が蓄えられており、開閉バルブ３２ａの調整によって流量を調整すると共に、圧力調整バルブ４２の調整によって第二の流体を混合部４１に送り込む際の圧力を調整することができる。
【００３１】
混合部４１においては、第三経路４０から流入した純水と第二流体供給路４３から流入した第二の流体とが混合され、流入量に応じた濃度の混合流体が生成される。
【００３２】
混合部４１において生成された混合流体は、第四経路４４に流出する。第四経路４４は、分岐部３９より下流側において第二経路３８に合流し、第一の流体と混合される。なお、必要に応じて第四経路４４を第一経路３７に直接連結し、合流させてもよい。
【００３３】
第四経路４４が合流した第二経路３８は第一経路３７と合流し、第一の流体と第二の流体とが更に混合された混合流体が生成される。この混合流体の比抵抗値は、第一経路３７に設けた比抵抗値計４５によって計測することができる。
【００３４】
以下では、第一の流体源３１に蓄えられた第一の流体が純水であり、第二の流体源３２に蓄えられた第二の流体が二酸化炭素であり、純水と二酸化炭素とを混合させて、比抵抗値が０．５ＭΩの炭酸水を生成して切削水として用いる場合を例に挙げて説明する。
【００３５】
第一の流体源３１に蓄えられた純水は、開閉バルブ３３において流量が調整され第一流体供給路３４を通って流量比調整部３６に流入する。流量比調整部３６においては、流入した純水の１／３が第二経路３８に流出し、残りが第一経路３７に流出するように設定する。
【００３６】
一方、分岐部３９においては、第二経路３８を流れる純水のうち、１／５０が第三経路４０に流れ、残りが第二経路３８に流れるように予め設定されている。
【００３７】
流量比調整部３６及び分岐部３９を上記のように設定しておくことにより、第三経路４０から混合部４１に流入する純水の量は、第一流体供給路３４を流れる純水の１／１５０｛（１／３）×（１／５０）｝となる。
【００３８】
一方、第二の流体源３２からは混合部４１に対して二酸化炭素が供給され、開閉バルブ３２ａにおいて流量を調整することにより、混合部４１においては二酸化炭素濃度が３００ｐｐｍの炭酸水を生成する。
【００３９】
生成された炭酸水は、第四経路４４を経て第二経路３８と合流し、純水と混合される。第二経路３８においては炭酸水の４９倍の量の純水が流れており、合流により炭酸水が５０倍に薄められるため、ここで二酸化炭素濃度は６ｐｐｍ｛３００ｐｐｍ×（１／５０）｝となる。
【００４０】
また、上記合流により二酸化炭素濃度が６ｐｐｍとなった炭酸水は第二経路３８を流れ、第一経路３７と合流して更に純水と混合される。第一経路においては、第二経路３８を流れる炭酸水の２倍の量の純水が流れており、合流により炭酸水が３倍に薄められるため、ここで二酸化炭素濃度は２ｐｐｍ｛６ｐｐｍ×（１／３）｝となる。
【００４１】
純水中の二酸化炭素濃度と比抵抗値との間には、図３のグラフに示された関係が成立することが実験により証明されている。このグラフによれば、炭酸水の二酸化炭素濃度が３００ｐｐｍであるときは、比抵抗値はおよそ０．０５ＭΩである。一方、二酸化炭素濃度が２ｐｐｍであるときは、比抵抗値はおよそ０．５ＭΩである。
【００４２】
従って、炭酸水の二酸化炭素濃度を３００ｐｐｍから２ｐｐｍまで下げることによって、比抵抗値は０．０５ＭΩから０．５ＭΩとなり、所望の比抵抗値の炭酸水となる。このことは、比抵抗値計４５における計測値によって確認することができる。
【００４３】
このように、従来は高価な微調整バルブを用いないと１５０分の１というような微調整ができなかった比抵抗値を、３分の１程度の調整ができる安価なバルブ等からなる流量比調整部３６で高精度に所望の値とすることができる。
【００４４】
こうして生成された炭酸水は、第一経路３７から切削水流入部２３に流入し、切削水供給ノズル２０から流出すると共に、噴出部２１から噴出される。この切削水は、二酸化炭素を混合させて所望の比抵抗値としているために適度な導電性を有する。従って、摩擦による静電気が生じにくく、半導体ウェーハＷに静電気が帯電するのを防止することができると共に、酸性度が高すぎることもないため、半導体ウェーハＷや回転ブレード１８の腐食を防止することもできる。
【００４５】
なお、上記の例では比抵抗値が０．５ＭΩの切削水を生成する場合について説明したが、生成される切削水の比抵抗値はこの値には限られない。例えば、比抵抗値が１ＭΩの切削水を生成する場合は、図３のグラフより、二酸化炭素濃度が０．８ｐｐｍとなるようにすればよい。
【００４６】
そこで、例えば流量比調整部３６において第二経路３８に流出する純水の量が１／７．５になるように調整し、更に分岐部３９においては第二経路３８を流れる純水の１／５０が第三経路を介して混合部４１に流入するようにする。
【００４７】
そして、混合部４１において３００ｐｐｍの炭酸水を生成して第四経路の流出させると、第二経路３８と合流した際に二酸化炭素濃度が１／５０となって６ｐｐｍとなり、第二経路３８が第一経路３７に合流することにより更に１／７．５に薄められるため、第一経路３７から切削水流入部２３に流入する切削水の二酸化炭素濃度は０．８ｐｐｍとなって比抵抗値が１ＭΩとなる。
【００４８】
このように、図２に示した流体混合装置３０においては、分岐部３９において流量比率が１／５０に設定されているので、流量比調整部３６において大まかな流量調整を行うと、所望の比抵抗値を有する炭酸水を生成することができる構成となっている。なお、分岐部３９における流量比を１／１００に設定してもよいし、３箇所以上に分岐点を設けてそのそれぞれについて流量比率を設定するようにしてもよい。また、第一の流体及び第二の流体は、純水、二酸化炭素には限られない。
【００４９】
また、本実施の形態においては、流体混合装置３０を切削装置１０に搭載して切削水を生成する場合について説明したが、他の加工装置で使用する加工水を生成する場合にも適用することができる。例えば、半導体ウェーハの面を研削する研削装置においては、研削品質の向上のために研削砥石と半導体ウェーハとの接触面に研削水を供給する必要があり、この研削水も流体混合装置３０を用いて生成することができる。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る切削装置によれば、流量比調整部及び分岐部における流量の高精度な調整により、高価な微調整バルブ等を用いなくても高精度に所望の濃度の混合流体を生成することができるため、装置のコストを低減することができる。
【００５１】
また、第一の流体が純水であり、第二の流体が二酸化炭素である場合には、二酸化炭素濃度に基づき比抵抗値が定まるため、所望の比抵抗値を有する炭酸水を生成することができ、加工のために最適な加工水を生成することができる。
【００５２】
更に、純水に二酸化炭素を混合させることにより最適な比抵抗値を有する炭酸水を生成して切削水として使用することができるため、コストの高騰を伴うことなく、切削時の静電気の発生、除電及び回転ブレード及び被加工物の腐食を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る切削装置の一例を示す斜視図である。
【図２】本発明に係る流体混合装置の構成の一例を示す説明図である。
【図３】二酸化炭素濃度と比抵抗値との関係を示すグラフである。
【図４】切削水を供給しながら半導体ウェーハを切削する様子を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０…切削装置１１…カセット１２…搬出入手段
１３…仮置き領域１４…第一の搬送手段
１４ａ…吸着部１５…チャックテーブル
１６…アライメント手段１７…撮像手段
１８…回転ブレード１９…切削手段
２０…切削水供給ノズル２１…噴出部
２２…ブレードカバー２３…流入部
３０…流体混合装置３１…第一の流体源
３２…第二の流体源３３…開閉バルブ
３４…第一流体供給路３５…流量計
３６…流量比調整部３７…第一経路
３８…第二経路３９…分岐部４０…第三経路
４１…混合部４２…圧力調整バルブ
４３…第二流体供給路４４…第四経路
４５…比抵抗値計

Claims

第一の流体を供給する第一流体供給路と、第二の流体を供給する第二流体供給路と、該第一の流体と該第二の流体とを混合させて混合流体を生成する混合部とを含み、該第一流体供給路は、流量比調整部を介して第一経路と第二経路とに分岐し、該第二経路は、分岐部において流量比率が予め設定された第三経路に分岐し、該第三経路は、該混合部に連結され、該混合部には該第二流体供給路及び第四経路が連結され、該混合部において該第三経路から流入する第一の流体と該第二流体供給路から流入する第二の流体とを混合させて生成された混合流体を該第四経路に流出させ、該第四経路は、該分岐部より下流側の第二経路または第一経路に合流し、該第二経路は該第一経路に合流し、該第一の流体と該第二の流体とを混合させる流体混合装置と、
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
を少なくとも備え、
該切削手段は、該チャックテーブルに保持された被加工物を切削する回転ブレードと、該被加工物の切削箇所に切削水を供給する切削水供給ノズルとを少なくとも備え、
該切削水供給ノズルからは、該流体混合装置によって生成された切削水が該切削箇所に供給される切削装置。
分岐部においては、第三経路を流れる第一の流体の流量が、第二経路を流れる第一の流体の流量の１／５０〜１／１００になるように調整される請求項１に記載の切削装置。
第一の流体は純水であり、第二の流体は二酸化炭素である請求項１または２に記載の切削装置。