JP2009231436A - 切削装置及びチップの生産方法 - Google Patents

Abstract

【課題】切削作業中に飛散する切削水が切削ブレード検出器の発光部及び受光部に付着するのを防止し、切削ブレード検出器が切削ブレードの位置や状態を常に正確に検出できるようにする。
【解決手段】ワークＷを切削加工する回転可能な切削ブレード２２を備えた切削手段２と、発光部３０と受光部３１とを有し切削ブレード２２を検出する切削ブレード検出手段３とを含む切削装置において、切削ブレード検出手段３は、発光部３０及び受光部３１を露出させる開放状態と、発光部３０及び受光部３１を包囲して露出させない保護状態とを選択的にとりうる保護カバー手段３３を有し、保護カバー手段３３は、水封により保護状態を形成する。保護カバー手段３３の内部と外部とを水封により完全に遮断することができるため、保護カバー手段３３の内部の発光部３０における発光量及び受光部３１における受光量の精度を確保することができる。
【選択図】図５

Description

本発明は、半導体ウェーハ等の被加工物（ワーク）を切削する切削ブレードを備えた切削装置に関し、更に詳しくは、発光部と受光部とを有し切削ブレードを検出する切削ブレード検出手段を装備した切削装置に関する。

例えば、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ェーハの表面に格子状に形成された多数の領域にＩＣ、ＬＳＩ等の回路を形成し、各回路を区分するストリート（切断ライン）を切断してダイシングすることにより個々の半導体チップを製造している。

このようにして半導体ウェーハをダイシングする装置としては、例えば特許文献１に示すような切削装置が用いられている。この切削装置は、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ブレードを備えた切削機構と、切削ブレードの切り込み深さを制御するにあたっての基準位置の設定や切削ブレードの欠けや磨耗の検出に用いる切削ブレード検出器を具備している。この切削装置においてチャックテーブルに保持された被加工物を切削する際には、回転する切削ブレードと被加工物との接触部位に対して切削水が供給されるため、切削により生じた切削屑が混じった切削水が飛散して切削ブレード検出器に付着することがある。切削ブレード検出器は、発光部から発光した光を受光部において受光し、受光量の変化に応じて切削ブレードを検知する構成となっているため、飛散した切削水や切削屑が発光部や受光部に付着すると、その付着物によって受光部における受光量が変化し、切削ブレードの位置を正確に認識できなくなったり、切削ブレードに欠けや摩耗があると誤認識するという問題がある。そこで、かかる問題を解決するために、本出願人は、発光部及び受光部を覆うことにより切削水が付着するのを防止するカバー機構を有する切削装置を提案した（特許文献１参照）。

特開２００３−２１１３５４号公報

しかし、切削ブレードが高速回転することによって切削水は霧状となって飛散するため、カバー機構によって発光部及び受光部を覆ったとしても、僅かでも隙間があると、その隙間から切削水が侵入するため、発光部及び受光部に付着することを十分に防ぐことは困難であった。

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術課題は、切削作業中に飛散する切削水が切削ブレード検出器の発光部及び受光部に付着するのを防止し、切削ブレード検出器が切削ブレードの位置や状態を常に正確に検出できるようにすることにある。

第一の発明は、ワークを保持する保持手段と、回転可能な切削ブレードを備え保持手段に保持されたワークに切削水を供給しながらワークを切削加工する切削手段と、発光部と受光部とを有し切削ブレードを検出する切削ブレード検出手段とを含む切削装置に関し、切削ブレード検出手段は、発光部及び受光部を露出させる開放状態と、発光部及び受光部を包囲して露出させない保護状態とを選択的にとりうる保護カバー手段を有し、保護カバー手段は、水封により保護状態とすることを特徴とする。

保護カバー手段が、発光部及び受光部が立設されると共に水を溜める溝が形成された底部と、発光部及び受光部を覆う閉位置と発光部及び受光部を露出させる開位置とに選択的に位置付けられる蓋部と、蓋部を閉位置と開位置とに位置付ける駆動部とを有する構成である場合は、水封は、底部の溝に水が溜まって形成された貯留部に蓋部の端部が浸漬した状態で行われる。

切削ブレード検出手段に、発光部及び受光部に洗浄水を供給する洗浄水供給ノズルを備える場合は、洗浄水供給ノズルから吐出された水によって貯留部が形成されることが望ましい。

駆動部は、少なくとも切削ブレードによるワークの切削時には蓋部を閉位置に位置付け、少なくとも切削ブレードの検出時には蓋部を開位置に位置付ける制御を行う。

第二の発明は、上記の切削装置を用い、保持手段に保持されたワークを切削手段によって切削して個々のチップに分割するチップの生産方法に関するもので、少なくともワークに切削水を供給しながらワークに切削ブレードを切り込ませて切削加工する間は、保護カバー手段を前記保護状態とすることを特徴とする。

上記チップの生産方法においては、保護カバー手段を開放状態とし、切削ブレードを構成する切り刃を発光部と前記受光部との間の領域に位置合わせし、切削ブレードを下降させ切り刃によって発光部から発光された光が遮られて受光部における受光量が低下した時の切削ブレードの垂直方向の位置を切り込み方向の基準位置とすることができる。

本発明に係る切削装置では、水封により保護カバー手段を保護状態とすることにより、発光部及び受光部を隙間無く確実に包囲して保護することができるため、発光部及び受光部を切削水や切削屑が飛散する空間から遮断することができる。したがって、切削水や切削屑が発光部及び受光部に付着することがなくなり、切削ブレード検出手段が切削ブレードの位置や状態を常に正確に検出できるようになる。

また、保護カバー手段が、発光部及び受光部が立設されると共に水を溜める溝が形成された底部と、発光部及び受光部を覆う閉位置と発光部及び受光部を露出させる開位置とに選択的に位置付けられる蓋部と、蓋部を閉位置と開位置とに位置付ける駆動部とを有し、水封が、底部の溝に水が溜まって形成された貯留部に蓋部の端部が浸漬した状態で行われる構成とすると、蓋部の繰り返し位置決め精度や形状精度、底部や蓋部等の部品の組み付け精度にバラツキがあることにより底部と蓋部との間に隙間が生じても、その隙間を水封することにより切削水や切削屑の侵入を確実に防止することができる。

切削ブレード検出手段に発光部及び受光部に洗浄水を供給する洗浄水供給ノズルを備え、貯留部が洗浄水供給ノズルから吐出された水によって形成されるようにすると、水封のための新たな給水構成が不要となる。また、発光部及び受光部の洗浄に使用した洗浄水を水封にも使用することができるため、節水にもなる。

駆動部が、少なくとも切削ブレードによるワークの切削時には蓋部を閉位置に位置付け、少なくとも切削ブレードの検出時には蓋部を開位置に位置付ける機能を有すると、切削時に蓋部が閉位置にあることで、切削ブレードの検出時に発光部及び受光部に切削水や切削屑が付着しないため、切削ブレードの検出を精度良く行うことができる。

本発明に係るチップの生産方法では、少なくともワークに切削水を供給しながらワークに切削ブレードを切り込ませて切削加工する間は保護カバー手段を保護状態とするため、切削により切削水や切削屑が飛散しても、保護カバー手段が保護状態をとっていることにより、発光部及び受光部に切削水や切削屑が付着することがない。

また、ワークの切削中は発光部及び受光部に切削水や切削屑が付着しないため、保護カバー手段を開放状態とし、切削ブレードの切り刃を発光部と受光部との間の領域に位置合わせして切削ブレードの切り込み方向の基準位置を設定するようにすると、切削ブレードの切り込み方向の基準位置の設定を精度良く行うことができる。

図１に示す切削装置１は、半導体ウェーハ等のワーク（被加工物）を切削加工する切削手段２を備えている。ワークとしては、例えば、半導体ウェーハ等のウェーハ、チップ実装用にウェーハの裏面に設けられるダイアタッチフィルム等の粘着部材、半導体製品のパッケージ、ガラス系あるいはシリコン系の基板、ミクロンオーダーの加工精度が要求される各種加工材料等が挙げられる。また、切削加工には、完全切断や溝入れ加工等がある。

切削手段２は、水平方向の軸心を有する回転軸２０と、回転軸２０を回転可能に支持するハウジング２１と、回転軸２０の一方の先端部に装着された切削ブレード２２と、切削ブレード２２を上方から覆うブレードカバー２３とを有している。切削ブレード２２は、基台２２０の周縁部に切り刃２２１が固着されて形成されており、ナット２４によって回転軸２０に固定されている。回転軸２０の他方の先端部（切削ブレード２２が装着されていない方の先端部）には、図示しないモータが連結され、モータに駆動されて回転軸２０が回転し、切削ブレード２２も回転する構成となっている。ブレードカバー２３は、切削ブレード２２の両側に配設された一対の切削水供給ノズル２３０を有しており、この切削水供給ノズル２３０から切削ブレード２２の切り刃２２１とワークとの接触部位に対して切削水を供給することができる。切削手段２は、回転軸２０の軸心方向であるＹ軸方向及びＹ軸方向に直交する垂直方向であるＺ軸方向に移動可能となっている。また、Ｙ軸方向に対して水平方向に直交する方向がＸ軸方向となっている。

Ｙ軸方向の移動によって切削ブレード２２が位置しうる位置の下方には、切削ブレード２２を検知するセンサーである切削ブレード検出手段３が配設されている。この切削ブレード検出手段３は、切削ブレード２２のＺ軸方向の移動の基準位置を定めたり、切り刃２２１の欠けや摩耗の状態の検出のために使用されるもので、発光部３０と受光部３１とが対面しており、発光部３０から発光され受光部３１で受光される光の光軸がＹ軸方向と同方向となると共に、切り刃２２１の厚さ方向となるように構成されている。発光部３０と受光部３１との間には、切削ブレード２２を収容するための収容領域３２が形成されている。

切削ブレード検出手段３は、発光部３０及び受光部３１を露出させる開放状態と、発光部３０及び受光部３１を包囲して露出させない保護状態とを選択的にとりうる保護カバー手段３３を備えている。この保護カバー手段３３は、発光部３０及び受光部３１を支持するブロック３４と、ブロック３４が固定される底部３５とを有し、発光部３０及び受光部３１は、ブロック３４を介して底部３５から立設された構成となっている。図示の例では底部３５は矩形に形成され、底板３５０とその周縁から立設された壁部３５１とを有し、底板３５０と壁部３５１とに囲まれた領域が凹部３５２を形成している。また、凹部３５２のうち、底板３５０と壁部３５１とブロック３４とに囲まれる領域には水を溜める溝３５３が形成される。ブロック３４は、発光部３０及び受光部３１に向けて洗浄水を供給して洗浄する一対の洗浄水供給ノズル３６と、発光部３０及び受光部３１に向けてエアーを噴出して洗浄水等の付着物を吹き飛ばすエアー供給ノズル３７とを備えている。

保護カバー手段３３は、発光部３０及び受光部３１を覆う閉位置と発光部３０及び受光部３１を露出させる開位置とに選択的に位置決めされる蓋部３８を備えている。蓋部３８は、回動軸３８０を有し、回動軸３８０が駆動部３９によって駆動されて回動することにより蓋部３８が回動して閉位置と開位置とをとりうる。駆動部３９は、２つのエアー注入部３９０を備えており、一方のエアー注入部３９０にエアーを注入すると蓋部３８を閉位置に位置付けし、他方のエアー注入部３９０にエアーを注入すると蓋部３８を開位置に位置付けすることができる。２つのエアー注入部３９０は、図示しないエアー制御部に連結されており、そのエアー制御部からいずれかのエアー注入部３９０にエアーが送り込まれて蓋部３８が駆動される。図１では、蓋部３８が開位置に位置し、保護カバー手段３３が露出状態となっている状態を示している。

蓋部３８が開位置にあり、保護カバー手段３３が開放状態となっているときには、被加工物に対する切削ブレード２２の切り込み深さの基準位置の設定（以下「セットアップ」という。）や、切削ブレード２２の切り刃２２１の欠けや摩耗の検査を行うことができる。例えば、切削ブレード２２をワークに切り込ませて切削する前に行うセットアップ時には、保護カバー手段３を開放状態とし、切削ブレード２２がブレード検出手段３の直上に位置するように切削手段２をＹ軸方向に移動させた後に切削手段２を下降させ、図２に示すように、切り刃２２１を収容領域３２における発光部３０と受光部３０との間に位置合わせする。このとき、発光部３０からは常に指向性の高い光が発光され、受光部３１では受光した光の強度に対応した電気信号が出力されており、切り刃２２１によって光が遮られない状態においては受光部３１における受光量は一定となる。一方、更に切削ブレード２２切り刃２２１によって光が遮られると受光部３１における受光量が低下するため、そのときの切削ブレード２２のＺ軸方向（垂直方向）の位置を切り込み方向の基準位置とし、切削手段２のＺ軸方向の上下動を制御する切り込み制御部５がその基準位置のＺ座標を記憶する。切り込み制御部５に記憶された基準位置の情報は、ワークを切削する際の切り込み深さの制御に用いられる。

一方、図３に示すように、蓋部３８が閉位置に位置すると、保護カバー手段３３は保護状態となる。保護状態においては、図１に示した発光部３０、受光部３１、ブロック３４、洗浄水供給ノズル３６及びエアー供給ノズル３７が蓋部３８によって上方から覆われた状態となる。そして、図４に示すように、底部３５に形成された溝３５３に水が溜まって貯留部３５３ａを形成し、貯留部３５３ａに蓋部３８の端部３８ａが浸漬することによって底部３５と蓋部３８との間にできる隙間に水が入り込み、保護カバー手段３３は水封される。すなわち水封は、隙間となりうる部分を水によって塞ぐことである。このとき、蓋部３８の端部３８ａの下端は底部３５を構成する壁部３５１の上端より低い位置にあり、貯留部３５３ａの水面は、蓋部３８の端部３８ａの下端より高く壁部３５１の上端より低い位置にある。こうして保護カバー手段３３は、水封によって発光部３０及び受光部３１を隙間無く包囲して保護状態となる。貯留部３５３ａを構成する水は、図１に示した洗浄水供給ノズル３６から吐出させることができる。洗浄水供給ノズル３６から吐出される水を貯留部３５３ａに使用すると、水封のための新たな水の供給手段が不要となると共に、従来は発光部３０及び受光部３１の洗浄用に噴出された後に排水されていた使用済みの洗浄水をそのまま貯留部３５３ａに使用することもでき、節水効果もある。貯留部３５３ａに溜まる水は、発光部３０及び受光部３１に付着するものではないため、使用済みの洗浄水を使用しても発光部３０及び受光部３１に悪影響を及ぼすことはない。なお、洗浄供給ノズル３６とは別に、水を溝３５３に供給する手段を設けても良い。

図５に示すように、切削装置１では、保持手段４によってワークＷが保持され、保持手段４がＸ軸方向（図１参照）に移動すると共に、高速回転する切削ブレード２２がワークＷに切り込むことにより切削加工が行われる。このときの切削ブレード２２の切り込み深さは、セットアップによって切り込み制御部５に記憶された基準位置を基準として制御される。また、切削時には切削ブレード２２とワークＷとの接触部位に対して切削水供給ノズル２３０から切削水２３０ａが吐出される。そしてその切削水２３０ａは、切削ブレード２２の回転によって切削により生じた切削屑と共に霧状の切削水２３０ｂとなって飛散し、切削ブレード検出手段３の方向にも飛散する。

そこで、ワークＷに切削水２３０ａを供給しながら切削ブレード２２によってワークＷを切削する間は、図１、３に示した駆動部３９による制御の下で蓋部３８を閉位置に位置付けると共に、溝３５３に貯留部３５３ａを形成して水封することにより発光部３０及び受光部３１を隙間無く確実に包囲して保護カバー手段３３を保護状態とする。保護状態では、発光部３０及び受光部３１を切削水２３０ｂや切削屑が飛散する空間から完全に遮断することができるため、発光部３０及び受光部３１に切削水２３０ｂや切削屑が付着することがない。

また、保護状態は、底部３５と蓋部３８との間にできる隙間に貯留部３５３ａを形成して水封することにより形成されるため、蓋部３８の繰り返し位置決め精度や形状精度、底部３５や蓋部３８等の部品の組み付け精度にバラツキがあっても、水封により確実に隙間をうめることができる。

一方、ワークＷの切削前や切削ブレード２２の交換直後に行うセットアップ時、切削後や切削の合間等に行う切り刃２２１の欠けや摩耗等の検査時など、切削水２３０ｂが飛散していないときに切削ブレード検出手段３によって切削ブレード２２を検出する作業を行う場合には、図１に示したように蓋部３８を開位置に位置付けて保護カバー手段３３を開放状態とし、図２に示したように切削ブレード２２の切り刃２２１が発光部３０と受光部３１との間に位置合わせされて受光部３１における受光量に基づいた処理が行われるが、ワークＷの切削時に保護カバー手段３３を水封によって保護状態として発光部３０及び受光部３１に切削水や切削屑が付着しないようにしたため、発光部３０からの発光及び受光部３１における受光が常に正常に行われる。したがって、セットアップにおける基準位置の設定を高精度に行うことができると共に、切り刃２２１の欠けや摩耗を精度良く検出することができ、これによってワークの切削精度も向上させることができる。

なお、切削装置１の未使用時には、発光部３０及び受光部３１に異物が付着するのを防止するため、保護カバー手段３３を保護状態としておくことが望ましい。

切削手段及び切削ブレード検出手段を示す斜視図である。 保護カバー手段の露出状態を略示的に示す断面図である。 保護カバー手段の密閉状態を示す斜視図である。 保護カバー手段の密閉状態を略示的に示す断面図である。 ワークを切削する状態を略示的に示す断面図である。

符号の説明

１：切削装置
２：切削手段
２０：回転軸 ２１：ハウジング
２２：切削ブレード ２２０：基台 ２２１：切り刃
２３：ブレードカバー
２３０：切削水供給ノズル ２３０ａ：切削水 ２３０ｂ：霧状の切削水
２４：ナット
３：切削ブレード検出手段
３０：発光部 ３１：受光部 ３２：収容領域
３３：保護カバー手段 ３４：ブロック
３５：底部 ３５０：底板 ３５１：壁部 ３５２：凹部 ３５３：溝
３５３ａ：貯留部
３６：洗浄水供給ノズル ３７：エアー供給ノズル
３８：蓋部 ３８０：回動軸
３９：駆動部 ３９０：エアー注入部
４：保持手段
５：切り込み制御部

Claims (6)

1. ワークを保持する保持手段と、回転可能な切削ブレードを備え該保持手段に保持されたワークに切削水を供給しながら該ワークを切削加工する切削手段と、発光部と受光部とを有し該切削ブレードを検出する切削ブレード検出手段とを含む切削装置において、
   該切削ブレード検出手段は、該発光部及び該受光部を露出させる開放状態と、該発光部及び該受光部を包囲して露出させない保護状態とを選択的にとりうる保護カバー手段を有し、
   該保護カバー手段は、水封により該保護状態とすることを特徴とする
   切削装置。
2. 前記保護カバー手段は、前記発光部及び受光部が立設されると共に水を溜める溝が形成された底部と、該発光部及び受光部を覆う閉位置と該発光部及び受光部を露出させる開位置とに選択的に位置付けられる蓋部と、該蓋部を該閉位置と該開位置とに位置付ける駆動部とを有し、
   前記水封は、該底部の溝に水が溜まって形成された貯留部に該蓋部の端部が浸漬した状態で行われる
   請求項１に記載の切削装置。
3. 前記切削ブレード検出手段には、前記発光部及び前記受光部に洗浄水を供給する洗浄水供給ノズルを備え、
   前記貯留部は、該洗浄水供給ノズルから吐出された水によって形成される
   請求項２に記載の切削装置。
4. 前記駆動部は、少なくとも前記切削ブレードによる前記ワークの切削時には前記蓋部を前記閉位置に位置付け、少なくとも該切削ブレードの検出時には該蓋部を前記開位置に位置付ける
   請求項２または３に記載の切削装置。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載の切削装置を用い、前記保持手段に保持されたワークを前記切削手段によって切削して個々のチップに分割するチップの生産方法であって、
   少なくとも該ワークに切削水を供給しながら該ワークに前記切削ブレードを切り込ませて切削加工する間は、前記保護カバー手段を前記保護状態とする
   チップの生産方法。
6. 前記保護カバー手段を開放状態とし、前記切削ブレードを構成する切り刃を前記発光部と前記受光部との間の領域に位置合わせし、該切削ブレードを下降させ該切り刃によって該発光部から発光された光が遮られて該受光部における受光量が低下した時の該切削ブレードの垂直方向の位置を切り込み方向の基準位置とする
   請求項５に記載のチップの生産方法。

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