JP2006021285A - 切削ブレードおよび切削ブレードの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 難削材からなる被加工物であっても効率よく切削することができる切削ブレードおよび切削ブレードの製造方法を提供する。
【解決手段】 円形基台と該円形基台の一側面に装着され砥粒をメッキで固定した電鋳砥粒層からなる環状の切れ刃とを具備し、該環状の切れ刃が該円形基台の外周縁から突出して構成された切削ブレードであって、環状の切れ刃の側面には同心円状に複数の溝が形成されている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、半導体ウエーハ等の被加工物を切削する切削ブレードおよび切削ブレードの製造方法に関する。

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等の回路を形成する。そして、半導体ウエーハを分割予定ラインに沿って切断することにより回路が形成された領域を分割して個々の半導体チップを製造している。また、サファイヤ基板の表面に窒化ガリウム系化合物半導体等が積層された光デバイスウエーハもストリートに沿って切断することにより個々の発光ダイオード、レーザーダイオード等の光デバイスに分割され、電気機器に広く利用されている。

上述した半導体ウエーハや光デバイスウエーハ等のストリートに沿った切断は、通常、ダイサーと称さ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、半導体ウエーハや光デバイス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切削送り手段とを具備している。切削手段は、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および回転スピンドルを回転駆動する駆動機構を備えたスピンドルユニットを含んでいる。切削ブレードは、円形基台と該円形基台の側面に装着され砥粒をメッキで固定して形成した電鋳砥粒層からなる環状の切れ刃とを具備し、該環状の切れ刃が該円形基台の外周縁より突出して構成されている。（例えば、特許文献１参照。）
特開２０００−１９０１５５公報

而して、ガリウム砒素、リチウムタンタレート、シリコン、サファイヤ等の難削材によって形成された被加工物を上記切削ブレードによって切削すると、切れ刃の目潰れが起き易く、頻繁に切れ刃のドレッシングを行わなければならず、生産性が悪いという問題がある。

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、難削材からなる被加工物であっても効率よく切削することができる切削ブレードおよび切削ブレードの製造方法を提供することにある。

上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、円形基台と該円形基台の一側面に装着され砥粒をメッキで固定した電鋳砥粒層からなる環状の切れ刃とを具備し、該環状の切れ刃が該円形基台の外周縁から突出して構成された切削ブレードであって、
該環状の切れ刃の側面には、同心円状に複数の溝が形成されている、
ことを特徴とする切削ブレードが提供される。

上記複数の溝は、環状の切れ刃の両側面に交互に形成されていることが望ましい。

また、本発明によれば、円形基台と該円形基台の一側面に装着され砥粒をメッキで固定した電鋳砥粒層からなる環状の切れ刃とを具備し、該環状の切れ刃が該円形基台の外周縁から突出して構成された切削ブレード製造方法であって、
該円形基台の一側面外周部に同心円状に複数の溝を形成する溝形成工程と、
該円形基台の一側面外周部に砥粒をメッキで固定した電鋳砥粒層を形成する電着砥粒層形成工程と、
該電着砥粒層が形成された該円形基台の外周部をエッチングして除去し、該円形基台の外周縁より該電鋳砥粒層からなる切れ刃を突出せしめるエッチング工程と、を含む、
ことを特徴とする切削ブレードの製造方法が提供される。

本発明による切削ブレードは、切れ刃の側面に同心円状の複数の溝が形成されているので、この溝を通して切削液を切削点（加工点）に供給することができるため、冷却効率が向上するとともに、自生発刃作用が促進されて切削効率が向上する。従って、本発明による切削ブレードは、難削材であっても効率よく切削することができる。

以下、本発明に従って構成され切削ブレードおよび切削ブレードの製造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。

図１には、本発明に従って構成された切削ブレードを装備して切削装置の斜視図が示されている。図示の実施形態における切削装置は、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３１には、被加工物として後述する半導体ウエーハを保護テープを介して支持する支持フレームを固定するためのクランプ機構３３が配設されている。

図示の実施形態における切削装置は、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、図示しない移動基台に装着され割り出し方向である矢印Ｙで示す方向および切り込み方向である矢印Ｚで示す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。なお、切削ブレード４３については、後で詳細に説明する。

また、図示の実施形態における切削装置は、上記チャックテーブル３上に保持された後述する被加工物組立体の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アライメント手段６を具備している。このアライメント手段６は、顕微鏡やＣＣＤカメラ等の光学手段からなる撮像手段を具備している。また、切削装置は、アライメント手段６によって撮像された画像を表示する表示手段７を具備している。

上記装置ハウジング２におけるカセット載置領域８a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８が配設されている。このカセット載置テーブル８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８上には、被加工物を収容するカセット９が載置される。カセット９には、被加工物としての半導体ウエーハ１０が収容される。半導体ウエーハ１０は、表面に格子状のストリートが形成されており、この格子状のストリートによって区画された複数の矩形領域に回路が形成されている。このように形成された半導体ウエーハ１０は、環状の支持フレーム１１に装着された保護テープ１２の表面に裏面が貼着された状態でカセット９に収容される。

また、図示の実施形態における切削装置は、カセット載置テーブル８上に載置されたカセット９に収容されている半導体ウエーハ１０（環状のフレーム１１に保護テープ１２を介して支持されている状態）を仮置きテーブル１４に搬出する搬出手段１５と、仮置きテーブル１４に搬出された半導体ウエーハ１０を上記チャックテーブル３上に搬送する搬送手段１６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１０を洗浄する洗浄手段１７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１０を洗浄手段１７へ搬送する洗浄搬送手段１８を具備している。

以上のように構成された切削装置の作動について、簡単に説明する。
カセット載置テーブル８上に載置されたカセット９の所定位置に収容されている半導体ウエーハ１０は、図示しない昇降手段によってカセット載置テーブル８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、搬出手段１５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１４上に搬出する。仮置きテーブル１４に搬出された半導体ウエーハ１０は、搬送手段１６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。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を保護テープ１２を介して支持する支持フレーム１１は、上記クランプ機構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を保持したチャックテーブル３は、アライメント手段６の直下まで移動せしめられる。チャックテーブル３がアライメント手段６の直下に位置付けられると、アライメント手段６によって半導体ウエーハ１０に形成されているストリートが検出され、スピンドルユニット４を割り出し方向である矢印Ｙ方向に移動調節してストリートと切削ブレード４３との精密位置合わせ作業が行われる。

その後、切削ブレード４３を矢印Ｚで示す方向に所定量切り込み送りし所定の方向に回転させつつ、半導体ウエーハ１０を吸引保持したチャックテーブル３を切削送り方向である矢印Ｘで示す方向（切削ブレード４３の回転軸と直交する方向）に所定の切削送り速度で移動することにより、チャックテーブル３上に保持された半導体ウエーハ１０は切削ブレード４３により所定のストリートに沿って切断される。半導体ウエーハ１０を所定のストリートに沿って切断したら、チャックテーブル３を矢印Ｙで示す方向にストリートの間隔だけ割り出し送りし、上記切断作業を実施する。そして、半導体ウエーハ１０の所定方向に延在するストリートの全てに沿って切断作業を実施したならば、チャックテーブル３を９０度回転させて、半導体ウエーハ１０の所定方向と直交する方向に延在するストリートに沿って切削作業を実行することにより、半導体ウエーハ１０に格子状に形成された全てのストリートが切削されて個々のチップに分割される。なお、分割されたチップは、保護テープ１２の作用によってバラバラにはならず、フレーム１１に支持されたウエーハ１０の状態が維持されている。

上述したように半導体ウエーハ１０のストリートに沿って切断作業が終了したら、半導体ウエーハ１０を保持したチャックテーブル３は最初に半導体ウエーハ１０を吸引保持した位置に戻される。そして、半導体ウエーハ１０の吸引保持を解除する。次に、半導体ウエーハ１０は洗浄搬送手段１８によって洗浄手段１７に搬送される。洗浄手段１７に搬送された半導体ウエーハ１０は、ここで洗浄および乾燥される。このようにして洗浄および乾燥された半導体ウエーハ１０は、搬送手段１６によって仮置きテーブル１４に搬出される。そして、半導体ウエーハ１０は、搬出手段１４によってカセット９の所定位置に収納される。従って、搬出手段１４は、加工後の半導体ウエーハ１０をカセット９に搬入する搬入手段としての機能も備えている。上述した構成および作用は、切削ブレード４３を除いて本発明における新規な特徴を有するものではなく、従って従来周知の構成でよい。

次に、本発明によって構成された切削ブレード４３の一実施形態について、図２を参照して説明する。
図示の実施形態における切削ブレード４３は、円形基台４３１と、該円形基台４３１の一側面（図２において右側面）の外周部に装着された環状の切れ刃４３２とからなっている。環状の切れ刃４３２は、粒径が０．５〜６μmのダイヤモンド砥粒をメッキで固定して形成した電鋳砥粒層によって形成されており、円形基台４３１の外周縁より突出して構成されている。なお、環状の切れ刃４３２の厚さ（t）は３０〜５０μm、円形基台４３１の外周縁からの突出量（h）は７６０〜１２００μmに設定されている。 このように構成された環状の切れ刃４３２の両側面には、それぞれ同心円状に複数の溝４３２aが形成されている。環状の切れ刃４３２の一方の側面に形成される複数の溝４３２aと他方の側面に形成される複数の溝４３２aは、互いに交互に形成されている。なお、複数の溝４３２aは、幅（b）が８０〜１２０μm、深さ（c）が３〜１０μm程度が適当である。

次に、上記のように構成された切削ブレード４３の製造方法について、図３乃至図７を参照して説明する。
切削ブレードを構成する円形基台４３１は、図３に示すようにアルミニウムによって円形状に形成されている。円形基台４３１の一方の面４３１a（図３において上側の面）は平面に形成され、他方の面４３１b（図３において下側に面）はテーパー状に形成されている。このように形成された円形基台４３１の一方の面４３１aの外周部には、同心円状に複数の溝４３１cを切削加工によって形成する（溝形成工程）。この複数の溝４３１cを形成する円形基台４３１の外周部の幅（h0）は、７６０〜１２００μmに設定されている。また、複数の溝４３１cの幅（b0）は８０〜１２０μm、深さ（c0）は３〜１０μmに設定されている。なお、図においては溝４３１cを誇張して示している。

上述したように溝形成工程を実施したならば、図４に示すように円形基台４３１には、一方の面４３１a（図３において上側の面）における外周部（環状の電鋳砥粒層形成部）以外の表面にマスキング用粘着樹脂４３３によってマスキングする（マスキング工程）。なお、環状の電鋳砥粒層形成部の幅（H）は、上記複数の溝４３１cを形成する円形基台４３１の外周部の幅（h0）より３〜５mｍ大きく設定されている。

次に、マスキング工程を実施した円形基台４３１を、硫酸ニッケル液に粒径が０．５〜６μmのダイヤモンド砥粒を混入したメッキ液中でニッケルメッキする。この結果、図５に示すように円形基台４３１の上記マスキングをしていない一方の面４３１a（図３において上側の面）における外周部（環状の電鋳砥粒層形成部）には、ダイヤモンド砥粒をニッケルメッキで固定した環状の電鋳砥粒層からなる切れ刃４３２が形成される（電鋳砥粒層形成工程）。この環状の電鋳砥粒層からなる切れ刃４３２は、同心円状の複数の溝４３１cに形成された面に沿って形成されるので、その側面には同心円状の複数の溝４３２aが形成される。なお、上述したニッケルメッキは、環状の電鋳砥粒層からなる切れ刃４３２の厚さが３０〜５０μmになるまで実施する。

上述したように電鋳砥粒層形成工程を実施したならば、図６に示すように円形基台４３１をマスキングしたマスキング用粘着樹脂４３３の一部、即ち円形基台４３１の他方の面４３１b（図６において下側の面）における外周部を剥離する（マスキング用粘着樹脂部剥離工程）。この剥離するマスキング用粘着樹脂４３３の幅（B）は、上記複数の溝４３１cを形成する円形基台４３１の外周部の幅（h0）に略対応する寸法に設定されている。

次に、円形基台４３１の外周部を水酸化ナトリウム等のエッチング溶液で溶解除去する（エッチング工程）。この結果、図７に示すように円形基台４３１の外周部、即ちマスキング用粘着樹脂４３３が剥離された部分がエッチングされて除去され、環状の電鋳砥粒層からなる切れ刃４３２が円形基台４３１の外周縁より突出せしめられる

上述したエッチング工程を実施し環状の電鋳砥粒層からなる切れ刃４３２を露出せしめたならば、円基台板４３１をマスキングしたマスキング用粘着樹脂４３３を除去することにより、上述した図２に示す切削ブレード４３が得られる。

以上のようにして製作された切削ブレード４３は、切れ刃４３２の側面に同心円状の複数の溝４３１cが形成されているので、この溝４３１cを通して切削液を切削点（加工点）に供給することができるため、冷却効率が向上するとともに、自生発刃作用が促進されて切削効率が向上する。従って、本発明による切削ブレード４３は、難削材であっても効率よく切削することができる。

本発明に従って構成された切削ブレードを装備した切削装置の斜視図。 本発明に従って構成された切削ブレードの断面図。 本発明による切削ブレードの製造方法における溝形成工程を実施した状態を示す円形基台の断面図。 本発明による切削ブレードの製造方法におけるマスキング工程を実施した状態を示す円形基台の断面図。 本発明による切削ブレードの製造方法における電鋳砥粒層形成工程を実施した状態を示す円形基台の断面図。 本発明による切削ブレードの製造方法におけるマスキング用粘着テープ一部剥離工程を実施した状態を示す円形基台の断面図。 本発明による切削ブレードの製造方法におけるエッチング工程を実施した状態を示す円形基台の断面図。

符号の説明

２：装置ハウジング
３：チャックテーブ
４：スピンドルユニット
６：アライメント手段
７：表示手段
８：カセット載置テーブル
９：カセット
１０：半導体ウエーハ
１１：環状の支持フレーム
１２：保護テープ
１４：仮置きテーブル
１５：搬出手段
１６：搬送手段
１７：洗浄手段
１８：洗浄搬送手段
４３：切削ブレード
４３１：円形基台
４３２：切れ刃
４３２a：溝
４３３：マスキング用粘着樹脂

Claims (3)

1. 円形基台と該円形基台の一側面に装着され砥粒をメッキで固定した電鋳砥粒層からなる環状の切れ刃とを具備し、該環状の切れ刃が該円形基台の外周縁から突出して構成された切削ブレードであって、
   該環状の切れ刃の側面には、同心円状に複数の溝が形成されている、
   ことを特徴とする切削ブレード。
2. 該複数の溝は、環状の切れ刃の両側面に交互に形成されている、請求項１記載の切削ブレード。
3. 円形基台と該円形基台の一側面に装着され砥粒をメッキで固定した電鋳砥粒層からなる環状の切れ刃とを具備し、該環状の切れ刃が該円形基台の外周縁から突出して構成された切削ブレード製造方法であって、
   該円形基台の一側面外周部に同心円状に複数の溝を形成する溝形成工程と、
   該円形基台の一側面外周部に砥粒をメッキで固定した電鋳砥粒層を形成する電着砥粒層形成工程と、
   該電着砥粒層が形成された該円形基台の外周部をエッチングして除去し、該円形基台の外周縁より該電鋳砥粒層からなる切れ刃を突出せしめるエッチング工程と、を含む、
   ことを特徴とする切削ブレードの製造方法。

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