JP2009206363A - 切削ブレードばたつき検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】切削ブレードのばたつき量を簡単に検出可能な切削ブレードのばたつき検出方法を提供する。
【解決手段】切刃５０を備えた切削ブレード２８によって板状物を切削する切削手段と、該切削ブレードの回転軸方向の一方側に配設され該切削ブレードまでの距離を検出するブレード検出手段８０とを具備する。切削ブレードばたつき検出方法は、該切削ブレードのばたつき許容値Ｔを設定する許容値設定工程と、該切削ブレード２８を回転させながら前記切削ブレード検出手段８０で回転中の該切削ブレードまでの距離を複数回検出する距離検出工程と、該距離検出工程で検出された距離のうち最大値Ｍと最小値ｍとの差を算出するばたつき量算出工程と、該ばたつき量算出工程で算出された（Ｍ−ｍ）値と該許容値設定工程で設定したばたつき許容値Ｔとを比較し、（Ｍ−ｍ）値がばたつき許容値Ｔより大きい場合に不良と判定する判定工程と、を具備する。
【選択図】図９

Description

本発明は、ダイシング装置等で使用される切削ブレードのばたつき検出方法に関する。

シリコン基板にＩＣ、ＬＳＩ等の電子回路が複数形成された半導体ウエーハや、電子部品に使用される各種セラミック基板、樹脂基板、ガラス基板等の板状物はダイシング装置（切削装置）等により個々のチップに分割され、各種電子機器に広く利用されている。

一般にダイシング装置では、エアベアリングで支持されたスピンドルに装着された切削ブレードが高速回転し、ウエーハに形成されたストリートと呼ばれる切削予定ラインを切削することでウエーハが個々のチップ（デバイス）に分割される。切削ブレードはスピンドルに固定されたブレードマウントに固定ナット、着脱フランジ等を使用して装着されている。
特許公報第２６８８６２号

切削ブレードの取り付け時に、ブレードマウント又は着脱フランジと切削ブレードとの間に異物が挟まった場合や、切削ブレードが偏心してブレードマウントに装着された際には、切削ブレードが回転軸方向に振れるブレードばたつきと呼ばれる現象が生じる。また、加工に伴って切削ブレードに偏磨耗が発生した場合も同様の現象が生じる。

切削ブレードにばたつきが発生すると切削溝が広がり、切削溝の端に発生するチッピングと呼ばれる欠けが大きく発生する。その結果、切削溝の端に発生するチッピングが被加工物のデバイス領域にかかり、デバイス破損を発生させてしまうという問題がある。

本発明はこのような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、切削ブレードのばたつき量を簡単に検出可能な切削ブレードばたつき検出方法を提供することである。

本発明によると、板状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板状物を切削する切削ブレードが回転可能に装着された切削手段と、該切削ブレードの回転軸方向の一方側に配設され該切削ブレードまでの距離を検出するブレード検出手段とを具備した切削装置の切削ブレードばたつき検出方法であって、該切削ブレードのばたつき許容値Ｔを設定する許容値設定工程と、該切削ブレードを回転させながら前記切削ブレード検出手段で回転中の該切削ブレードまでの距離を複数回検出する距離検出工程と、該距離検出工程で検出された距離のうち最大値Ｍと最小値ｍとの差を算出するばたつき量算出工程と、該ばたつき量算出工程で算出された（Ｍ−ｍ）値と該許容値設定工程で設定したばたつき許容値Ｔとを比較し、（Ｍ−ｍ）値がばたつき許容値Ｔより大きい場合に不良と判定する判定工程と、を具備したことを特徴とする切削ブレードばたつき検出方法が提供される。

本発明によると、切削ブレード回転中に切削ブレードとブレード検出手段との間の距離を複数回検出することで、板状物を切削加工する前に切削ブレードのばたつき量が検出できるため、検出したばたつき量が許容値よりも大きい場合に不良と判定して、切削ブレードを交換又は再装着できるため、デバイス不良を発生させることがない。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１は半導体ウエーハをダイシングして個々のチップ（デバイス）に分割することのできる本発明実施形態に係る切削装置２の外観を示している。

切削装置２の前面側には、オペレータが加工条件等の装置に対する指示を入力するための操作手段４が設けられている。装置上部には、オペレータに対する案内画面や後述する撮像手段によって撮像された画像が表示されるＣＲＴ等の表示手段６が設けられている。

図２に示すように、ダイシング対象のウエーハＷの表面においては、第１のストリートＳ１と第２ストリートＳ２とが直交して形成されており、第１のストリートＳ１と第２のストリートＳ２とによって区画されて多数のデバイスＤがウエーハＷ上に形成されている。

ウエーハＷは粘着テープであるダイシングテープＴに貼着され、ダイシングテープＴの外周縁部は環状フレームＦに貼着されている。これにより、ウエーハＷはダイシングテープＴを介してフレームＦに支持された状態となり、図１に示したウエーハカセット８中にウエーハが複数枚（例えば２５枚）収容される。ウエーハカセット８は上下動可能なカセットエレベータ９上に載置される。

ウエーハカセット８の後方には、ウエーハカセット８から切削前のウエーハＷを搬出するとともに、切削後のウエーハをウエーハカセット８に搬入する搬出入手段１０が配設されている。ウエーハカセット８と搬出入手段１０との間には、搬出入対象のウエーハが一時的に載置される領域である仮置き領域１２が設けられており、仮置き領域１２には、ウエーハＷを一定の位置に位置合わせする位置合わせ手段１４が配設されている。

仮置き領域１２の近傍には、ウエーハＷと一体となったフレームＦを吸着して搬送する旋回アームを有する搬送手段１６が配設されており、仮置き領域１２に搬出されたウエーハＷは、搬送手段１６により吸着されてチャックテーブル１８上に搬送され、このチャックテーブル１８に吸引されるとともに、複数の固定手段１９によりフレームＦが固定されることでチャックテーブル１８上に保持される。

チャックテーブル１８は、回転可能且つＸ軸方向に往復動可能に構成されており、チャックテーブル１８のＸ軸方向の移動経路の上方には、ウエーハＷの切削すべきストリートを検出するアライメント手段２０が配設されている。

アライメント手段２０は、ウエーハＷの表面を撮像するＣＣＤカメラ等の撮像手段（光学系）２２を備えており、撮像により取得した画像に基づき、パターンマッチング等の処理によって切削すべきストリートを検出することができる。撮像手段２２によって取得された画像は、表示手段６に表示される。

アライメント手段２０の左側には、チャックテーブル１８に保持されたウエーハＷに対して切削加工を施す切削手段２４が配設されている。切削手段２４はアライメント手段２０と一体的に構成されており、両者が連動してＹ軸方向及びＺ軸方向に移動する。

切削手段２４は、回転可能なスピンドル２６の先端に切削ブレード２８が装着されて構成され、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動可能となっている。切削ブレード２８は撮像手段２２の位置合わせ用基準線（ヘアライン）のＸ軸方向の延長線上に概略位置している。

図３を参照すると、スピンドルと、スピンドルに装着されるブレードマウントとの関係を示す分解斜視図が示されている。スピンドルユニット３０のスピンドルハウジング３２中には、図示しないサーボモータにより回転駆動されるスピンドル２６が回転可能に収容されている。スピンドル２６はテーパ部２６ａ及び先端小径部２６ｂを有しており、先端小径部２６ｂには雄ねじ３４が形成されている。

３６はボス部（凸部）３８と、ボス部３８と一体的に形成された固定フランジ４０とから構成されるブレードマウントであり、ボス部３８には雄ねじ４２が形成されている。さらに、ブレードマウント３６は装着穴４３を有している。

ブレードマウント３６は、装着穴４３をスピンドル２６の先端小径部２６ｂ及びテーパ部２６ａに挿入して、ナット４４を雄ねじ３４に螺合して締め付けることにより、図４に示すようにスピンドル２６の先端部に取り付けられる。

図４はブレードマウント３６が固定されたスピンドル２６と、切削ブレード２８との装着関係を示す分解斜視図である。切削ブレード２８はハブブレードと呼ばれ、円形ハブ４８を有する円形基台４６の外周にニッケル母材中にダイヤモンド砥粒が分散された切刃５０が電着されて構成されている。

切削ブレード２８の装着穴５２をブレードマウント３６のボス部３８に挿入し、固定ナット５４をボス部３８の雄ねじ４２に螺合して締め付けることにより、図５に示すように切削ブレード２８がスピンドル２６に取り付けられる。

図６を参照すると、切削ブレード２８が装着された切削手段２４の拡大斜視図が示されている。６０は切削ブレード２８をカバーするブレードカバーであり、このブレードカバー６０には切削ブレード２８の側面に沿って伸長する図示しない切削水ノズルが取り付けられている。切削水が、パイプ７２を介して図示しない切削水ノズルに供給される。

６２は着脱カバーであり、ねじ６４によりブレードカバー６０に取り付けられる。着脱カバー６２は、ブレードカバー６０に取り付けられた際、切削ブレード２８の側面に沿って伸長する切削水ノズル７０を有している。切削水は、パイプ７４を介して切削水ノズル７０に供給される。

６６はブレード検出ブロックであり、ねじ６８によりブレードカバー６０に取り付けられる。ブレード検出ブロック６６には図７に示すように、切削ブレード２８の回転軸方向の一方側に位置するように、切削ブレード２８までの距離を検出するブレード検出手段８０が取り付けられている。

ブレード検出手段８０としては、例えば静電容量センサ、渦電流計、レーザ干渉計等を採用可能である。ブレード検出ブロック６６はスピンドルハウジング３２に固定されたブレードカバー６０に取り付けられており、ＣＣＤカメラ等の撮像手段２２はスピンドルハウジング３２に固定されているため、撮像手段２２とブレード検出手段８０との位置関係は常に一定である。

このように構成された切削装置２において、ウエーハカセット８に収容されたウエーハＷは、搬出入手段１０によってフレームＦが挟持され、搬出入手段１０が装置後方（Ｙ軸方向）に移動し、仮置き領域１２においてその挟持が解除されることにより、仮置き領域１２に載置される。そして、位置合わせ手段１４が互いに接近する方向に移動することにより、ウエーハＷが一定の位置に位置づけられる。

次いで、搬送手段１６によってフレームＦは吸着され、搬送手段１６が旋回することによりフレームＦと一体となったウエーハＷがチャックテーブル１８に搬送されてチャックテーブル１８により保持される。そして、チャックテーブル１８がＸ軸方向に移動してウエーハＷは撮像手段（光学系）２２の直下に位置づけられる。

ウエーハＷが概ね撮像手段２２の直下に位置づけられると、撮像手段２２によってウエーハＷの表面が撮像され、チャックテーブル１８をＸ軸方向に移動させるとともに撮像手段２２をＹ軸方向に移動させながら、コントローラに予め記憶させておいたストリートの画像と撮像手段２２により取得した実際の画像とのパターンマッチングがコントローラにおいて行われ、ウエーハＷの表面に形成された切削予定領域であるストリートＳ１又はＳ２が検出される。

撮像手段２２はブレードの位置合わせ用の基準線を予め有しており、パターンマッチングにおいては、検出された切削すべきストリートＳ１又はＳ２の中央と基準線とが合致するようにソフト的に調整する。

すなわち、一般的に基準線とブレードマウント３６に装着された切削ブレード２８のＹ座標とは完全に一致しないため、基準線と切削ブレード２８とのＹ軸方向のずれ量を補正値としてコントローラに記憶させておき、その補正値を加減することにより、ストリートＳ１又はＳ２の中央と基準線とを合致させる。

切削しようとするストリートと切削ブレード２８との位置合わせが行われた状態で、チャックテーブル１８をＸ軸方向に移動させるとともに、切削ブレード２８を高速回転させながら切削手段２４を下降させると、位置合わせされたストリートが切削される。

図８に示すように、メモリに記憶されたストリートピッチずつ切削手段２４をＹ軸方向にインデックス送りにしながら切削を行うことにより、同方向のストリートＳ１が全て切削される。更に、チャックテーブル１８を９０°回転させてから、上記と同様の切削を行うと、ストリートＳ２も全て切削され、個々のデバイスＤに分割される。

切削が終了したウエーハＷはチャックテーブル１８をＸ軸方向に移動してから、Ｙ軸方向に移動可能な搬送手段２５により把持されて洗浄装置２７まで搬送される。洗浄装置２７では、洗浄ノズルから水を噴射しながらウエーハＷを低速回転（例えば３００ｒｐｍ）させることによりウエーハを洗浄する。

洗浄後、ウエーハＷを高速回転（例えば３０００ｒｐｍ）させながら、エアノズルからエアを噴出させてウエーハＷを乾燥させた後、搬送手段１６によりウエーハＷを吸着して仮置き領域１２に戻し、更に搬出入手段１０によりウエーハカセット８の元の収納場所にウエーハＷが戻される。

図４に示したように、切削ブレード２８はその装着穴５２をブレードマウント３６のボス部３８に挿入し、固定ナット５４をボス部３８の雄ねじ４２に螺合して締め付けることにより、スピンドル２６に固定されたブレードマウント３６に装着される。

切削ブレード２８の装着時に、ブレードマウント３６と切削ブレード２８との間に異物が挟まった場合や、切削ブレード２８が偏心してブレードマウント３６に取り付けられた際には、切削ブレード２８が回転軸方向に振れるブレードばたつきと呼ばれる現象が生じる。切削加工に伴って切削ブレード２８に偏磨耗が発生した場合も同様の現象が生じる。

切削ブレード２８にばたつきが発生すると切削溝が広がり、切削溝の端に発生するチッピングと呼ばれる欠けが大きく発生する。その結果、切削溝の端に発生するチッピングがウエーハＷのデバイス領域に広がり、デバイス破損を発生させてしまうという問題がある。

以下、切削ブレード２８のばたつき量を検出する本発明実施形態の切削ブレードばたつき検出方法を図９を参照して詳細に説明する。

まず、本実施形態の切削ブレードばたつき検出方法では、切削ブレード２８のばたつき許容値Ｔを設定して、この許容値Ｔをコントローラのメモリに記憶する。次いで、図９のＡ部分の拡大図であるブロックＢに示すように、切削ブレード２８を回転させながら切削ブレード検出手段８０で回転中の切削ブレード２８の切刃５０までの距離を複数回検出する。

検出された距離のうちの最大値をＭ、最小値をｍとし、最大値Ｍと最小値ｍとの差（Ｍ−ｍ）を算出する（ばたつき量算出工程）。次いで、ばたつき量算出工程で算出された（Ｍ−ｍ）値とばたつき許容値Ｔとを比較し、（Ｍ−ｍ）値がばたつき許容値Ｔよりも大きい場合に不良と判定する。

不良と判定された場合には、固定ナット５４を緩めて切削ブレード２８を取り外し、ブレードマウント３６及び切削ブレード２８を清掃した後、切削ブレード２８を再びブレードマウント３６に装着する。

これにより、もしもブレードマウント３６と切削ブレード２８との間に異物が挟まっていた場合には、異物に起因する切削ブレード２８の許容値Ｔ以上の振れを防止することができる。

このようにブレードマウント３６及び切削ブレード２８を清掃した後、切削ブレード２８をブレードマウント３６に再装着した場合にも、ばたつき許容値Ｔ以上の振れが発生する場合には、切削ブレード２８の不良と考えられるため、切削ブレード２８を新たな切削ブレードに交換する。

本発明の切削ブレードのばたつき量の検出は、切削ブレード２８でウエーハＷの切削加工を開始する前に実施するのが好ましい。本実施形態によると、ブレード検出手段８０と切削ブレード２８との間の距離を複数回検出して、そのばたつき量をばたつき許容値Ｔと比較してばたつき量がばたつき許容値Ｔよりも大きい場合には不良と判定するので、ばたつき量の大きい切削ブレード２８でウエーハＷを切削加工することが防止され、デバイス不良を発生させることがない。

本発明実施形態に係る切削装置の外観斜視図である。 フレームと一体化されたウエーハを示す斜視図である。 スピンドルユニットと、スピンドルに固定されるべきブレードマウントとの関係を示す分解斜視図である。 スピンドルユニットと、スピンドルに装着されるべき切削ブレードとの関係を示す分解斜視図である。 切削ブレードがスピンドルに装着された状態の斜視図である。 切削手段の拡大斜視図である。 切削ブレードとブレード検出手段の位置関係を示す図である。 切削ブレードによりウエーハをストリートに沿って切削する様子を示す斜視図である。 本発明のブレードばたつき検出方法を説明するための説明図である。

符号の説明

２ 切削装置
１８ チャックテーブル
２４ 切削手段
２６ スピンドル
２８ 切削ブレード
３０ スピンドルユニット
３６ ブレードマウント
４０ 固定ブラケット
５４ 固定ナット
６６ ブレード検出ブロック
８０ ブレード検出手段

Claims (1)

1. 板状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板状物を切削する切削ブレードが回転可能に装着された切削手段と、該切削ブレードの回転軸方向の一方側に配設され該切削ブレードまでの距離を検出するブレード検出手段とを具備した切削装置の切削ブレードばたつき検出方法であって、
   該切削ブレードのばたつき許容値Ｔを設定する許容値設定工程と、
   該切削ブレードを回転させながら前記切削ブレード検出手段で回転中の該切削ブレードまでの距離を複数回検出する距離検出工程と、
   該距離検出工程で検出された距離のうち最大値Ｍと最小値ｍとの差を算出するばたつき量算出工程と、
   該ばたつき量算出工程で算出された（Ｍ−ｍ）値と該許容値設定工程で設定したばたつき許容値Ｔとを比較し、（Ｍ−ｍ）値がばたつき許容値Ｔより大きい場合に不良と判定する判定工程と、
   を具備したことを特徴とする切削ブレードばたつき検出方法。

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