JP2010036291A - 切削装置 - Google Patents

Abstract

【課題】切削ブレードの切刃が摩耗しても、より長く使用することを可能にすると共に、切刃を損傷させないようにする。
【解決手段】切削ブレード３０が把持部３０１と把持部３０１の外周側の切刃３００とから構成され、装着軸３２に装着された切削ブレード３０が固定フランジ３３と着脱フランジ３４とによって挟持され、固定フランジ３３及び着脱フランジ３４の外周側から切刃３００が突出した構成の切削手段３を有する切削装置において、固定フランジ３３及び着脱フランジ３４を外径の異なるものに交換することにより、固定フランジ３３及び着脱フランジ３４の外周側からの切刃３００の突出量を調整可能とし、切削ブレード３０の寿命を長くすると共に切削対象のウェーハの厚さに対応して切刃３００の適切な突出量を確保する。
【選択図】図４

Description

本発明は、切削ブレードを有する切削装置に関するものである。

半導体ウェーハ等の切削に用いる切削装置は、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回転可能な切削ブレードを有する切削手段とを備えている。切削ブレードには、基台（ハブ）と切刃とが一体となり切刃が基台によって支持されたタイプのハブブレードと、切刃のみからなり基台を有しないワッシャータイプブレードとがある。

切削ブレードとしてハブブレードが使用される場合は、切削手段を構成する回転軸に固定フランジが装着され、固定フランジに形成された装着軸にハブブレードが装着され、装着軸の端部に形成された雄螺子に固定ナットが螺合して締結されることにより、切削ブレードが固定フランジとナットとによって挟持されて固定される（例えば特許文献１参照）。

一方、切削ブレードとしてワッシャータイプブレードが使用される場合は、切削手段の回転軸に固定フランジが装着され、固定フランジに形成された装着軸にワッシャータイプブレードが装着され、装着軸に着脱フランジが挿入されてから、装着軸の端部に形成された雄螺子に固定ナットが螺合することにより、切削ブレードが固定フランジと着脱フランジとによって挟持されて固定される（例えば特許文献２参照）。

特開平０９−３１４４６５号公報 特開平１０−０００５５５号公報

しかし、切刃は、その厚さが３０μｍ前後と薄く形成されているため、特許文献１に記載されているようなハブブレードにおいては、切刃が折れたり割れたりするのを防止するために、基台からの切刃の突出量は、０．５〜１．５ｍｍと比較的小さくなっている。したがって、このように構成される切刃は、厚さが０．１〜０．５ｍｍ程度のウェーハを切断するには十分であるものの、切刃が摩耗して突出量が減少すると切断に使用することができなくなるため、廃棄しなければならず、寿命が短くなるという問題がある。

また、特許文献２に記載されているように切刃のみからなり基台を有しないワッシャータイプブレードも、切刃が２つのフランジによって挟持され２つのフランジの外周側に切刃が突出した構成となっているため、切刃が摩耗すると、ワッシャータイプブレードを交換しなければならない。そして、ワッシャータイプブレードは基台に支持されていないため、切刃を持った状態で交換しなければならず、損傷しやすいという問題がある。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、切削ブレードの切刃が摩耗しても、より長く使用することを可能にすると共に、切刃を損傷させないことである。

第一の発明は、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回転可能な切削ブレードを有する切削手段とを少なくとも備えた切削装置に関し、切削手段は、回転軸と、回転軸に配設される固定フランジと、固定フランジから軸心方向に突出し先端部に雄螺子が形成された装着軸と、装着軸を貫通させる貫通孔を有する切削ブレードと、切削ブレードを該固定フランジとで挟持する着脱フランジと、装着軸に形成された雄螺子に螺合して着脱フランジを装着軸に固定する固定ナットとから構成され、切削ブレードは、貫通孔を有する把持部と、把持部の外周側に形成された切刃とから構成され、固定フランジ及び着脱フランジとで切刃を挟持して固定フランジ及び着脱フランジの外周から切刃を突出させ、固定フランジ及び着脱フランジを外径の異なるものに交換することにより、固定フランジ及び着脱フランジの外周側からの該切刃の突出量を調整可能としている。着脱フランジには、前記切削ブレードに対面する側に、該切削ブレードの把持部を収容する収容凹部が形成されている。

第二の発明は、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回転可能な切削ブレードを有する切削手段とを少なくとも備えた切削装置であって、切削手段は、回転軸と、回転軸に配設される固定フランジと、固定フランジから軸心方向に突出し先端部に雄螺子が形成された装着軸と、装着軸を貫通させる貫通孔を有する切削ブレードと、切削ブレードを固定フランジとで挟持する着脱フランジと、装着軸に形成された雄螺子に螺合して着脱フランジを装着軸に固定する固定ナットとから構成され、切削ブレードは、貫通孔を有する把持部と、把持部の外周側に形成された切刃とから構成され、固定フランジ及び着脱フランジとで切刃を挟持して固定フランジ及び着脱フランジの外周から切刃を突出させた切削装置の使用方法に関し、切刃の摩耗に対応して固定フランジ及び着脱フランジを装着軸から取り外し、取り外した固定フランジ及び着脱フランジよりも小径の固定フランジ及び着脱フランジを装着軸に装着して切刃が摩耗した切削ブレードを挟持し、切削ブレードの切刃の突出量を大きくする。

本発明では、切削ブレードの切刃が固定フランジと着脱フランジとで挟持されて固定フランジ及び着脱フランジの外周から切刃が突出し、切刃が切削により摩耗して突出量が十分でなくなると、前記固定フランジ及び着脱フランジを小径の固定フランジと小径の着脱フランジに交換することによって摩耗した切刃を突出させて十分な突出量を確保することができるため、切削ブレードの寿命を長くすることができる。また、固定フランジ及び着脱フランジを交換することで、切削対象のウェーハの厚さに対応して切刃の突出量を確保することができる。更に、切削ブレードは把持部を備えているため、固定フランジに対する着脱の操作性が増し、切刃が損傷しにくい。

図１に示す切削装置１は、チャックテーブル２に保持されたウェーハを切削手段３によって切削する装置である。切削装置１の前部には、切削対象のウェーハを収容するウェーハカセット４ａが載置される領域であるカセット載置領域４を備えている。そして、カセット載置領域４の後部側には、ウェーハカセット４ａからのウェーハの搬出及びウェーハカセット４ａへのウェーハの搬入を行う搬出入手段５が配設されている。

カセット載置領域４と搬出入手段５との間には、ウェーハが一時的に載置される領域である仮置き領域５ａが設けられている。そして、仮置き領域５ａの近傍には、仮置き領域５ａとチャックテーブル２との間でウェーハを搬送する第一の搬送手段６ａが配設されている。

チャックテーブル２はＸ軸方向に移動可能となっており、チャックテーブル２の移動経路の上方には、チャックテーブル２に保持されたウェーハを撮像し切削すべき領域を検出するアライメント手段７が配設されている。アライメント手段７は、チャックテーブル２に保持されたウェーハの表面を撮像する撮像手段７０を備えている。そして、アライメント手段７のＸ軸方向の延長上には、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動可能な切削手段３が配設されている。

チャックテーブル２の位置の近傍には、切削後のウェーハを洗浄する洗浄手段８が配設されており、その上方には、チャックテーブル２と洗浄手段８との間でウェーハを搬送する第二の搬送手段６ｂが配設されている。

図２に示すように、切削手段３は、回転可能な切削ブレード３０を有しており、切削ブレード３０は、ブレードカバー３１によって上方及び側方から覆われている。

図３に示すように、ブレードカバー３１は、ハウジング３２ｂに固定された固定カバー３１０と、固定カバー３１０に対して着脱可能な着脱カバー３１１とから構成される。固定カバー３１０及び着脱カバー３１１の下部には、切削水ノズル３１０ａ、３１１ａがそれぞれ配設されており、切削水ノズル３１０ａ及び切削水ノズル３１１ａは、切削ブレード３０のＹ軸方向の前方及び後方に位置するように構成されている。また、固定カバーの上部には、切削ブレードの磨耗等を検出するためのブレード検出手段３１２が固定される。着脱カバー３１１及びブレード検出手段３１２は、それぞれボルト３１１ｂ、３１２ｂによって固定カバー３１０に固定される。

図４に示すように、切削手段３は、回転軸３２ａと、回転軸３２ａを回転可能に支持するハウジング３２ｂと、Ｙ軸方向の軸心を有し先端部に雄螺子３２０が形成され切削ブレード３０が装着され回転軸３２ａに連結された装着軸３２と、装着軸３２を貫通させる貫通孔３３０を有し装着軸３２を介して回転軸３２ａに装着される固定フランジ３３と、装着軸３２を貫通させる貫通孔３４０を有し固定フランジ３３の次に装着軸３２に装着される切削ブレード３０と、装着軸３２を貫通させる貫通孔３４０を有し切削ブレード３０の次に装着軸３２に装着される着脱フランジ３４と、装着軸３２の雄螺子３２０に螺合する固定ナット３５とを備えている。固定フランジ３３と着脱フランジ３４は、外径が等しく形成されている。

図４に示すように、切削ブレード３０は、リング形状の切刃３００と、切刃３００の中心部に固定された把持部３０１とから構成される。切刃３００は把持部３０１の外周側に形成され、厚さが３０μｍ前後である。一方、把持部３０１には貫通孔３０１ａが形成されている。把持部３０１が装着軸３２の軸心方向に突出していることに対応して、図５に示すように、着脱フランジ３４の裏側、すなわち切削ブレード３０に対面する側には、把持部３０１を収容できる収容凹部３４１が形成されている。従来のハブブレードを構成する基台とは異なり、把持部３０１は、その外径が切刃の外径より大幅に小さく形成されている。

切削ブレード３０を製造する際には、例えばダイヤモンド砥粒が混入した電解液中に切刃３００の所望の外径と外径が等しい基台及び電解金属を浸漬し、電解液に混入したダイヤモンド砥粒を沈降させて基台上に堆積させると共に、堆積したダイヤモンド砥粒を溶けた電解金属によって固定して切刃を形成する。そして、基台の外周側をエッチング除去して把持部３０１を残し、図４に示した形状の切削ブレード３０が形成される。また、ボンド剤を用いて切刃３００に把持部３０１を接着してもよい。

図６に示すように、装着軸３２に固定フランジ３３が装着された状態では、固定フランジ３３から装着軸３２が軸心方向に突出した状態となる。そして、その突出した部分に切削ブレード３０及び着脱フランジ３４が挿入され、固定ナット３５が雄螺子３２０に螺着されることにより、切削ブレード３０が固定フランジ３３と着脱フランジ３４とによって挟持される。そうすると、固定フランジ３３及び着脱フランジ３４の外周面を基準として切刃３００が突出量Ｐだけ外周側に突出する。

次に、切削手段３を備えた図１に示す切削装置１を用いてウェーハＷを切削してデバイスに分割する場合について説明する。図１に示す切削対象のウェーハＷには、分割予定ライン（ストリート）によって区画されて表面にデバイスが形成されており、ウェーハＷの裏面がテープＴに貼着され、テープＴの外周部にリング状のフレームＦが貼着されることにより、ウェーハＷがテープＴを介してフレームＦに支持された状態で、ウェーハカセット４ａに収容される。そして、搬出入手段５によってフレームＦに支持されたウェーハＷが仮置き領域５ａに搬出された後、第一の搬送手段６ａによってチャックテーブル２に搬送される。

次に、チャックテーブル２がＸ軸方向に移動することによりウェーハＷが撮像手段７０の下方に位置合わせされ、切削すべき分割予定ラインが検出されて切削ブレード３０とのＹ軸方向の位置合わせがなされる。そして、チャックテーブル２が更に同方向に移動すると共に、切削ブレード３０が高速回転しながら切削手段３が下降することにより、切刃３００がウェーハＷに切り込み、検出されたストリートが切削される。更に、ストリート間隔ずつ切削手段３をＹ軸方向に割り出し送りしながら、順次ストリートを切削すると、同方向のすべてのストリートが切削される。そして更にチャックテーブル２を９０度回転させてから同様の切削を行うと、すべてのストリートが縦横に切削され、個々のデバイスに分割される。

このようにして切削を行うと、図４に示した切削ブレード３０の切刃３００が摩耗してその外径が小さくなるため、図６に示すように、固定フランジ３３及び着脱フランジ３４から外周側に突出する突出量Ｐの値が小さくなり、突出量ＰがウェーハＷの厚さより小さくなると、ウェーハＷを完全切断できなくなる。そこで、この場合は、切削ブレード３０は取り替えずに、図４に示した固定フランジ３３及び着脱フランジ３４に替えて、図７に示すように、取り外した固定フランジ３３及び着脱フランジ３４よりも外径の小さい小径の固定フランジ３６及び小径の着脱フランジ３７を用いる。小径の固定フランジ３６及び小径の着脱フランジ３７には、装着軸３２０を貫通させる貫通孔３６０、３７０がそれぞれ形成されている。

具体的には、図４に示した固定ナット３４を装着軸３２から取り外してから、着脱フランジ３４、切削ブレード３０及び固定フランジ３３を装着軸３２から取り外した後、図７に示すように、小径の固定フランジ３６、使用により切刃３００が摩耗した切削ブレード３０及び小径の着脱フランジ３７を装着軸３２に装着し、固定ナット３５を雄螺子３２０に螺着して切削ブレード３０を固定する。このとき、切削ブレード３０の把持部３０１は、図８に示すように、着脱フランジ３７０に形成された収容部３７１に収容される。切削ブレード３０の着脱は、把持部３０１を把持して行うことで、切刃３００が損傷するのを防止することができる。

こうして切削ブレード３０が小径の固定フランジ３６と小径の着脱フランジ３７とによって挟持されると、図８に示すように、切刃３００の突出量Ｐ１がウェーハの切断に十分な値となる。なお、図８においては、取り外した固定フランジ３３及び着脱フランジ３４を２点鎖線で描いている。

図４〜６に示した切削手段３に代えて、図９に示す切削手段９を使用することもできる。切削手段９は、回転軸３２ａと、回転軸３２ａを回転可能に支持するハウジング３２ｂとを備えている。回転軸３２ａには固定フランジ９０が装着され固定されている。この固定フランジ９０は、回転軸３２ａの軸心に対して垂直な方向に起立する壁部９００と壁部９００から軸心方向に突出した装着軸９０１とが一体成形されており、装着軸９０１の先端部には雄螺子９０２が形成されている。

装着軸９０１には、切刃３００と把持部３０１とからなる切削ブレード３０が装着される。そして、着脱フランジ９１が装着軸９０１に装着され、雄螺子９０２に締込みナット９２が締結されることにより、切削ブレード３０が固定フランジ９０の壁部９００と着脱フランジ９１とによって挟持される。更に、雄螺子９０２に固定ナット９３が螺着されることにより、固定フランジ９０、切削ブレード３０及び着脱フランジ９１が回転軸３２ａに固定される。

図９に示した切削手段９においても、切削により固定フランジ９０及び着脱フランジ９１からの切刃３０１の突出量Ｐ２がウェーハを切断するのに十分でなくなった場合は、固定フランジ９０及び着脱フランジ９１を、外径が小さいタイプの小径の固定フランジ及び小径の着脱フランジに交換する。そうすると、切削ブレード３０を交換することなく、再びウェーハを切断することが可能となる。

切削装置の一例を示す斜視図である。 ブレードカバーを取り付けた切削手段の一例を示す斜視図である。 ブレードカバーを取り付けた切削手段の一例を示す分解斜視図である。 切削手段の一例を示す分解斜視図である。 着脱フランジの裏側を示す斜視図である。 切削手段を略示的に示す断面図である。 固定フランジ及び着脱フランジを小径タイプのものに交換した状態の切削手段を示す分解斜視図である。 固定フランジ及び着脱フランジを小径タイプのものに交換した状態の切削手段を略示的に示す断面図である。 切削手段の第二の例を略示的に示す断面図である。

符号の説明

１：切削装置
２：チャックテーブル
３：切削手段
３０：切削ブレード
３００：切刃 ３０１：把持部
３１：ブレードカバー
３１０：固定カバー ３１０ａ：切削水ノズル
３１１：着脱カバー ３１１ａ：切削水ノズル ３１１ｂ：ボルト
３１２：ブレード検出手段 ３１２ｂ：ボルト
３２ａ：回転軸 ３２ｂ：ハウジング
３２：装着軸 ３２０：雄螺子
３３：固定フランジ ３３０貫通孔
３４：着脱フランジ ３４０：貫通孔 ３４１：収容凹部
３５：固定ナット
３６：小径の固定フランジ ３６０：貫通孔
３７：小径の着脱フランジ ３７０：貫通孔
４：カセット載置領域 ４ａ：ウェーハカセット
５：搬出入手段 ５ａ：仮置き領域
６ａ：第一の搬送手段 ６ｂ：第二の搬送手段
７：アライメント手段 ７０：撮像手段
８：洗浄手段
９：切削手段
９０：固定フランジ ９００：壁部 ９０１：装着軸 ９０２：雄螺子
９１：着脱フランジ ９２：締込みナット ９３：固定ナット

Claims (3)

1. 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回転可能な切削ブレードを有する切削手段とを少なくとも備えた切削装置であって、
   該切削手段は、回転軸と、該回転軸に配設される固定フランジと、該固定フランジから軸心方向に突出し先端部に雄螺子が形成された装着軸と、該装着軸を貫通させる貫通孔を有する切削ブレードと、該切削ブレードを該固定フランジとで挟持する着脱フランジと、該装着軸に形成された雄螺子に螺合して該着脱フランジを該装着軸に固定する固定ナットとから構成され、
   該切削ブレードは、該貫通孔を有する把持部と、該把持部の外周側に形成された切刃とから構成され、
   該固定フランジ及び該着脱フランジとで該切刃を挟持して該固定フランジ及び該着脱フランジの外周から該切刃を突出させ、該固定フランジ及び該着脱フランジを外径の異なるものに交換することにより、該固定フランジ及び該着脱フランジの外周側からの該切刃の突出量を調整可能とした
   切削装置。
2. 前記着脱フランジには、前記切削ブレードに対面する側に、該切削ブレードの把持部を収容する収容凹部が形成されている請求項１に記載の切削装置。
3. 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回転可能な切削ブレードを有する切削手段とを少なくとも備えた切削装置であって、
   該切削手段は、回転軸と、該回転軸に配設される固定フランジと、該固定フランジから軸心方向に突出し先端部に雄螺子が形成された装着軸と、該装着軸を貫通させる貫通孔を有する切削ブレードと、該切削ブレードを該固定フランジとで挟持する着脱フランジと、該装着軸に形成された雄螺子に螺合して該着脱フランジを該装着軸に固定する固定ナットとから構成され、
   該切削ブレードは、該貫通孔を有する把持部と、該把持部の外周側に形成された切刃とから構成され、該固定フランジ及び該着脱フランジとで該切刃を挟持して該固定フランジ及び該着脱フランジの外周から該切刃を突出させた切削装置の使用方法であって、
   該切刃の摩耗に対応して該固定フランジ及び該着脱フランジを該装着軸から取り外し、取り外した該固定フランジ及び該着脱フランジよりも小径の固定フランジ及び着脱フランジを該装着軸に装着して該切刃が摩耗した切削ブレードを挟持し、該切削ブレードの切刃の突出量を大きくする
   切削装置の使用方法。

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