CN1775471A

CN1775471A - 切削装置中的切削刀片倾斜角度调整方法及切削方法

Info

Publication number: CN1775471A
Application number: CN 200510109933
Authority: CN
Inventors: 根岸克治
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2004-10-01
Filing date: 2005-09-20
Publication date: 2006-05-24
Also published as: JP2006108219A

Abstract

本发明提供一种不依赖于操作者的技能就可以简单地调整切削刀片的倾斜角度、同时可以自动调节切削刀片的倾斜的切削刀片倾斜角度调整方法以及使用该切削刀片倾斜角度调整方法的切削方法。本发明的切削刀片倾斜角度调整方法包括：使用切削刀片以第1切深切削试验工件的工序S102；以第2切深切削试验工件的工序S104；测量工序S102及S104中的切入位置的工序S106；根据测量结果计算切削刀片的倾斜角度的工序S108；根据计算出的切削刀片的倾斜角度，校正切削刀片的倾斜角度的工序S110。

Description

切削装置中的切削刀片倾斜角度调整方法及切削方法

技术领域

本发明涉及一种对被加工物进行槽加工和切割加工的切削装置的切削方法；尤其是涉及一种对被加工物进行倾斜槽加工和倾斜切割加工的切削装置中的切削刀片倾斜角度调整方法，以及使用该倾斜角度调整方法的切削方法。

背景技术

在使用切削刀片对半导体和电子部件材料等被加工物进行槽加工和切割加工的切割装置中，通常使切削刀片在Z轴方向(垂直方向)笔直地切入，切割被加工物。

然而，例如，如日本特开平11-317384号公报中所述，存在下述情况，即，在切割用于与光纤进行连接的集成电路芯片的端面时，使切削刀片倾斜，进行切割。

日本特开平11-317384号公报中记载了如其图6所示的含有平整的硅部件(silicon member)312的晶片或者芯片311。该芯片311含有在其图6中未图示的光集成电路，各端具有接线柱的支脚313、314。该接线柱的支脚313、314为玻璃或者硅是理想的。光纤相对于上述芯片311的连接，通过在V形槽芯片318、319处为终端的光纤316、317来完成。为了防止相对各终端芯片318、319和芯片311之间的工作界面的反向反射，上述界面具有一定角度。

在图6所示的角度φ为0°时，各终端芯片318、319的面321、芯片311的面322以及支脚313、314垂直于轴323。因此，在该场合，界面上的信号反射量增大，其结果是信号差到无法接收的程度。另一方面，在角度φ大约为45°或45°以上的场合，上述端面起反射镜的作用，使上述信号以与传播源方向大约成直角的方向、向新的路径偏转。因此，界面角度φ可能会在0°～45°范围之内，但对于上述范围以外的部分，一方面可能会产生无法接收的反向反射；或者另一方面信号偏转角度可能会过大。在界面角度φ处于8°～12°范围内的场合，可以得知，由于反射或偏转而产生的信号损失处于可以接受的范围。为了避免材料的过度浪费，应该使角度φ处于上述角度范围的下限值，即，角度φ为大约8°较理想。

由上述情况可以求出使切削刀片倾斜的角度的精确度。

另外，例如，如日本特开2003-273053号公报中所记载的那样，为了抑制在磨削被加工物的背面时周边部分产生的碎屑和芯片的破损，有时会预先切割被加工物的周边部分。在该场合，有时会使切割面倾斜而进行切割，这种情况下也需要高精度的角度调整。

如上所述，为了在被加工物中形成倾斜面而进行加工时，对于载置在水平吸盘台上的被加工物，可以考虑采用使安装有切削刀片的主轴以任意角度倾斜而进行加工的方法。切削刀片安装在主轴的轴前端。

但是，即使高精度地安装主轴和切削刀片，使主轴准确地倾斜于任意角度，在使切削刀片转动的场合，切削刀片也会由于主轴的转动而产生偏斜，从而产生倾斜角度与实际切入角度不同的问题。这是基于切削刀片的刚度和构造的原因，以及由切削刀片受到离心力的反作用等造成的。根据刀片的种类和各个产品的质量，上述偏斜情况也有所不同，为了严密地调整切入角度，只能在切削试验工件后，通过显微镜测量形成于试验工件上的槽的角度。

因此，操作者需要根据测量的角度，通过手工操作来调整主轴的角度调整装置，以便于形成任意角度，而且操作者必须反复进行调整，直到可以以任意角度切削试验工件。因此，如果不是技能达到一定程度的熟练者，则难以立即调整角度，如果是经验不足的人，必须多次切削试验工件，效率会非常低。

发明内容

因此，本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种不依赖于操作者的技能就可以简单地调整切削刀片的倾斜角度、同时通过自动地进行切削刀片的倾斜调节而能够以期望的倾斜角度切削被加工物的新式、经过改进的切削刀片倾斜角度调整方法，以及使用该切削刀片倾斜角度调整方法的切削方法。

为了解决上述课题，按照本发明的观点，提供一种切削装置中切削刀片倾斜角度调整方法，包括下述工序：第1切削工序，使用设定为任意倾斜角度的切削刀片，以第1切深切削试验工件上的切削计划线；第2切削工序，使用设定的倾斜角度与第1切削工序相同的切削刀片，以不同于第1切深的第2切深，切削试验工件上的切削计划线；测量工序，分别测量第1切削工序中试验工件上的在Y轴方向上的切入位置，和第2切削工序中试验工件上的在Y轴方向上的切入位置；切削刀片倾斜角度计算工序，计算由测量工序得出的第1切削工序中的切入位置与第2切削工序中的切入位置在Y轴方向的切入位置移动量，根据计算出的Y轴方向的切入位置移动量以及第1切削工序的切深与第2切削工序的切深的差，计算切削刀片的倾斜角度；切削刀片倾斜角度校正工序，根据由切削刀片倾斜角度计算工序计算出的切削刀片倾斜角度，由倾斜装置来校正切削刀片的倾斜角度，以便于能够以期望的倾斜角度切削被加工物。其中，上述切削装置具有：载置被加工物的吸盘台；切削被加工物的切削刀片；安装有切削刀片的主轴；以及倾斜装置，其中，在含有主轴轴心方向的Y轴和垂直于被加工物的加工面方向的Z轴的YZ平面中，通过使主轴以任意倾斜角度相对于被加工物的加工面倾斜，可将切削刀片设定在任意倾斜角度。

在此，对本发明的X轴、Y轴和Z轴进行说明。Y轴是平行于被加工物的加工面方向的轴，是主轴的轴心方向的轴。Z轴是垂直于被加工物的加工面方向的轴。X轴是平行于被加工物的加工面方向的轴，是垂直于主轴的轴心方向的轴。

另外，本发明的切深为切削刀片切入试验工件等时进刀量在Z轴方向的分量；切入位置为切削刀片切入试验工件的位置。

对于切削刀片倾斜角度校正工序，也可以是如下所述那样，例如，在实际切削被加工物时，将由切削刀片倾斜角度计算工序得出的切削试验工件时的切削刀片倾斜角度与期望的切削面的倾斜角度进行比较，当上述倾斜角度之间存在差别时，以使切削刀片倾斜角度与期望的切削面的倾斜角度一致的方式，采用上述倾斜装置使切削刀片转动，从而校正切削刀片的倾斜角度，进而，能够以期望的切削面的倾斜角度切削被加工物。

为了解决上述课题，按照本发明的观点，提供一种根据上述切削刀片倾斜角度调整方法，用切削刀片切削被加工物的切削方法。

按照上述切削刀片倾斜角度调整方法以及使用该倾斜角度调整方法的切削方法，例如，即使在由于主轴转动而使切削刀片产生偏斜的场合，通过自动调节切削刀片的倾斜角度，也能够以期望的切削面的倾斜角度切削半导体晶片等被加工物。

因此，按照本发明所涉及的切削刀片倾斜角度调整方法及使用该倾斜角度调整方法的切削方法，预先将主轴(或者切削刀片)的倾斜角度设定为任意角度，可以不依赖于操作者的技能，而简单地调整切削刀片的倾斜角度。

如上所述，本发明能够提供一种切削刀片倾斜角度调整方法以及使用该切削刀片倾斜角度调整方法的切削方法，由于可以测量由设定为任意倾斜角度的切削刀片切削的被加工物切削面的实际倾斜角度，因此，可以不依赖于操作者的技能而简单地调整切削刀片的倾斜角度，同时，通过自动调节切削刀片的倾斜，能够以期望的倾斜角度切削被加工物。

附图说明

图1为表示本发明的第1实施方式中作为切削装置的切割装置的整体结构立体图。

图2为表示使本发明的第1实施方式中使的切削单元倾斜而对被加工物进行倾斜切削加工的状态的示意图。

图3为表示本发明的第1实施方式中切削刀片倾斜角度调整方法的操作过程的流程图。

图4A为表示本实施方式的第1切削工序及第2切削工序中，使切削刀片切入试验工件的状态的示意图。

图4B为用于说明本实施方式中切削时的切削刀片倾斜角度的计算方法的定义图。

图5为表示现有技术中已倾斜切割的光集成电路的晶片或芯片的状态的侧视图。

具体实施方式

下面参照附图，对本发明的优选实施方式进行详细地说明。在本说明书以及附图中，对实质具有相同功能结构的构成部件使用同一符号，从而省略重复说明。

(第1实施方式)

首先，参照图1及图2，对本发明的第1实施方式所涉及的切削装置的结构进行说明。图1为表示本实施方式中作为切削装置的切割装置10整体结构的立体图；图2为表示使本实施方式中的切削单元20倾斜而对被加工物12进行倾斜切削加工的状态的示意图。

如图1所示，本实施方式的切割装置10具有：例如，切削加工半导体晶片等被加工物12的切削单元20，切削单元移动装置(未图示)，保持被加工物12的吸盘台30，吸盘台移动装置(未图示)，使主轴24能够以任意倾斜角度相对于被加工物12的加工面倾斜的倾斜装置40，控制装置42，显示装置44和操作部46。

如图2所示，切削单元20主要具有：例如，大致呈环形的极薄的切削磨具，即切削刀片22；使安装在一端的切削刀片22高速转动的主轴24；可以支承主轴24转动的主轴套26。对于具有上述结构的切削单元20，通过使切削刀片22高速转动的同时切入被加工物12，按照切削计划线切削(包含切割)被加工物12，可以形成极薄的切缝(切槽)。而且，在切削时，可以采用各种喷嘴(未图示)向加工点附近供给切削液。

切削单元移动装置由例如电动机(未图示)等构成，可以使切削单元20在X轴、Y轴及Z轴方向移动。该切削单元移动装置使切削单元20在Z轴方向移动，可以调整切削刀片22在被加工物12中的切深。另外，该切削单元移动装置使切削单元20在X轴及Y轴方向移动，可以使切削刀片22的刀尖位置与例如被加工物12的切削计划线一致。

在此，对本实施方式中的X轴、Y轴及Z轴进行说明。在本实施方式中，Y轴是平行于半导体晶片等被加工物12的加工面方向的轴，是位于主轴24的轴心方向的轴。Z轴是垂直于被加工物12的加工面方向的轴。而X轴是平行于被加工物12的加工面方向的轴，是垂直于主轴24的轴心方向的轴。

如图1及图2所示，吸盘台30为例如上面备有真空吸盘等真空吸附装置(未图示)的大致圆盘状的工作台，该台面例如为大致水平(与XY平面平行)。在借助晶片带14而由底座16支承状态下的大致圆盘状的被加工物12，可由该吸盘台30真空吸附并加以保持。在保持被加工物的状态下，上述吸盘台30能够以其转动轴为中心，在例如水平方向转动。本实施方式所涉及的被加工物12为半导体晶片等，例如，将形成电路(半导体元件)的面的反面、即背面一侧向上放置在吸盘台30上。

吸盘台移动装置由例如电动机(未图示)等构成，可以使吸盘台30在X轴及Y轴方向移动，在水平方向转动。这样，在切削加工时，在使切削刀片22的刀尖切入被加工物12表面的状态下，可以使该被加工物12相对于切削单元20在切削方向(X轴方向)平行移动。

如图2所示，对于倾斜装置40，通过使主轴24仅倾斜任意角度θ₀倾斜，使切削单元20整体倾斜，从而，可以使切削刀片22与被加工物12的加工面所形成的角度(90-θ₀)为例如90°或90°以下。通过上述构成，在使主轴24倾斜的状态下，切割半导体晶片等被加工物12的周边部分，也可以形成倾斜的切割面。

另外，如图2所示，在切削刀片22以切深Z切入被加工物12的场合，切削刀片22的前端部22a在Y轴方向的移动量Y与在Z轴方向的移动量Z，具有如下面数学公式1所表示的关系。

tanθ₀＝Y/Z……(数学公式1)

控制装置42配置在例如切割装置10的内部，例如具有：由CPU等构成的运算处理装置(未图示)，和由ROM、RAM、硬盘等构成的储存各种数据和程序等的储存部(未图示)。该控制装置42主要具有下述功能，即基于操作者的输入和预先设定的程序等，控制切割装置10的上述各部分动作的。

显示装置44是由例如CRT或者LCD等构成的监控器，通过上述控制装置42，可以显示经过图像处理的图像。另外，操作部46由各种开关、按钮、接触式面板和键盘等输入装置等构成，是操作者输入对切割装置10各个部分的指示的部分。

对于具有如上所述结构的切割装置10，使高速转动的切削刀片22以规定的切深切入被加工物12的同时，通过使切削单元20和吸盘台30在例如X轴方向相对移动，可以按照切削计划线切削加工被加工物12。按照同一方向的全部切削计划线反复进行上述切削加工之后，使被加工物12转动例如90°，上述切削刀片22重新沿着配置在X轴方向的全部切削计划线反复进行同样的切削加工切割加工被加工物12，可以分割成多个芯片。

另外，对于切割装置10，使高速转动的切削刀片22切入被加工物背面一侧的周边部分的同时，使吸盘台30转动例如1周(转动360°)，从而可以沿着圆周方向切割被加工物的周边部分来形成切割面。这时的切割速度取决于吸盘台30的转动速度，例如为10°/sec。

下面，对本实施方式所涉及的切削刀片倾斜角度调整方法的操作过程进行说明。

现有的主轴的角度调节装置(倾斜装置)通过轴支承主轴，以使得切削刀片在Z轴方向转动，并可将主轴固定在任意角度。因此，对于该角度调节装置，根据测量形成于被加工物上的槽而得出的角度，使切削刀片上下转动，并仅以操作者所推定的角度进行固定，所以，并不是测量切削时的切削刀片的倾斜角度。因此，不能自动校正倾斜角度。

对于本实施方式所涉及的切削刀片倾斜角度调整方法，通过测量切削时的切削刀片的倾斜角度，可以自动校正由倾斜装置设定的切削刀片(或者是主轴)的倾斜角度。

在本实施方式中，改变切深而切削试验工件，通过测量形成的切削槽，可以测量切削时的切削刀片的倾斜角度。

下面，参照图3、图4A以及图4B，详细说明本实施方式中切削刀片倾斜角度调整方法的操作过程。图3为表示本实施方式中切削刀片倾斜角度调整方法的操作过程的流程图；图4A为表示本实施方式的第1切削工序及第2切削工序中，切削刀片切入试验工件的状态的示意图；图4B为用于说明本实施方式中切削面的倾斜角度的计算方法的定义图。

如图3及图4的上图所示，在本实施方式的切削刀片倾斜角度调整方法中，首先，用由倾斜装置40而设定为任意倾斜角度的切削刀片22，按照第1切深Z₁切削试验工件12(S102：第1切削工序)。然后，用设定的倾斜角度与第1切削工序(S102)中设定的角度相同的切削刀片22，按照不同于第1切深Z₁的第2切深Z₂(Z₂＞Z₁)切削试验工件12(S104：第2切削工序)。本实施方式中的“切深”是指切削刀片的前端部22a到切入位置22b的长度(进刀量)在Z轴方向的分量。

具体地说，如图4A所示，在上述第1切削工序(S102)及第2切削工序(S104)中，在使切削刀片22以不同的切深Z₁、Z₂切到试验工件12上的切削计划线的状态下，通过使用吸盘台移动装置使吸盘台30沿图中的X轴方向移动，在试验工件12中形成不同深度的切削槽。

接着，分别测量第1切削工序(S102)中试验工件12上的在Y轴方向的切入位置22b₁，和第2切削工序(S104)中试验工件12上的在Y轴方向的切入位置22b₂(S106：测量工序)。

作为上述测量方法，可以采用众所周知的任何方法。例如，如图4A所示，在本实施方式中，在试验工件12上测量从任意设定的基准位置到切入位置22b₁的距离Y₁，和从基准位置到切入位置22b₂的距离Y₂。也就是说，在本实施方式中，采用上述距离Y₁、Y₂表示切入位置。

在本实施方式的测量工序(S106)中，在第1切削工序(S102)及第2切削工序(S104)两道工序完成之后，测量从基准位置到第1切削工序中的切入位置的距离Y₁，以及从基准位置到第2切削工序中的切入位置的距离Y₂。但是，此外，测量工序也可以如下进行，例如，在第1切削工序之后，测量直至第1切削工序中的切入位置的距离Y₁；然后，在第2切削工序之后，测量第2切削工序中的切入位置Y₂。

接着，根据由测量工序(S106)得出的表示第1切削工序中切入位置的Y₁和表示第2切削工序中切入位置的Y₂，计算出切入位置的移动量，即，计算出从第1切削工序中的切入位置到第2切削工序中的切入位置的距离Y₂-Y₁。而且，计算出的切入位置移动量为Y₂-Y₁，同时计算出第1切削工序的切深Z₁与第2切削工序的切深Z₂的差。另外，如图4B所示，将上述计算结果代入上面的数学公式1，可以计算出切削试验工件12时的切削刀片22的倾斜角度θ(S108：切削刀片倾斜角度计算工序)。也就是说，通过下述数学公式2，可以求出切削时的切削刀片22的倾斜角度θ。

tanθ＝(Y₂-Y₁)/(Z₂-Z₁)……(数学公式2)

如上述切削刀片倾斜角度计算工序(S108)中那样，计算出切削时的切削刀片22的倾斜角度θ之后，在实际以倾斜角度θ′切削半导体晶片等被加工物的场合，首先，计算出实际切削的倾斜角度θ′与已计算出的倾斜角度θ的差Δθ。另外，利用倾斜装置40，使从工序S102及S106中设定的主轴24的倾斜角度仅主轴24Δθ，这样，可以自动校正切削刀片22(或者主轴24)的倾斜角度(S110：切削刀片倾斜角度校正工序)。

如上所述，按照本实施方式中的切削刀片倾斜角度调整方法，例如，即使在由于主轴24转动而使切削刀片22产生偏斜的场合，通过切削刀片22的倾斜角度的自动调节，也能够以期望的切削面的倾斜角度θ′切削半导体晶片W等被加工物。

因此，按照本实施方式的切削刀片倾斜角度调整方法，若预先将主轴24(或者切削刀片22)的倾斜角度设定为任意角度，则不依赖于操作者的技能，就可以简单地调整切削刀片22的倾斜角度。

以上，参照附图对本发明的最佳实施方式进行了说明，当然，本发明不限于上述例子。本领域的技术人员，可以在权利要求书所记载的范畴内，想到各种变更例和校正例，而这些例子当然也包括在本发明的技术范围之内。

例如，在上述第1实施方式中，以具有1个切削单元20的切割装置10为例进行了说明，但是，本发明中作为切削装置的切割装置也可以具有2个或2个以上的切削单元。例如，本发明所涉及的切削装置也可以具有在Y轴方向相向配置的2个切削单元。

本发明能够应用于对被加工物进行槽加工和切割加工的切削装置的切削方法，尤其是能够应用于对被加工物进行倾斜槽加工和倾斜切割加工的切削装置的切削刀片倾斜角度调整方法，以及使用上述切削刀片倾斜角度调整方法的切削方法。

Claims

1.一种切削装置中的切削刀片倾斜角度调整方法，上述切削装置具有：载置被加工物的吸盘台，用于切削上述被加工物的切削刀片，安装有上述切削刀片的主轴以及倾斜装置，该倾斜装置在含有上述主轴轴心方向的Y轴和垂直于上述被加工物加工面的方向的Z轴的YZ平面内，通过使上述主轴以任意倾斜角度相对于上述被加工物的加工面倾斜，可将上述切削刀片设定为任意倾斜角度；其特征在于，上述方法包括下述工序：

第1切削工序，使用设定为任意倾斜角度的上述切削刀片，以第1切深切削试验工件上的切削计划线；

第2切削工序，使用设定为上述任意倾斜角度的上述切削刀片，以不同于上述第1切深的第2切深、切削上述试验工件上的切削计划线；

测量工序，分别测量上述第1切削工序中试验工件上的在Y轴方向上的切入位置、和上述第2切削工序中试验工件上的在Y轴方向上的切入位置；

切削刀片倾斜角度计算工序，计算由上述测量工序得出的上述第1切削工序中切入位置与上述第2切削工序中切入位置在Y轴方向的切入位置移动量，并根据计算出的上述Y轴方向的切入位置移动量、以及上述第1切削工序的切深与上述第2切削工序的切深的差，计算上述切削刀片的倾斜角度；

切削刀片倾斜角度校正工序，根据由上述切削刀片倾斜角度计算工序计算出的上述切削刀片的倾斜角度，由上述倾斜装置来校正上述切削刀片的倾斜角度，以便于以所需的倾斜角度切削上述被加工物。

2.一种切削方法，采用权利要求1所述的切削刀片倾斜角度调整方法，由切削刀片切削被加工物。