JP2012043826A

JP2012043826A - 切削装置

Info

Publication number: JP2012043826A
Application number: JP2010180830A
Authority: JP
Inventors: Kazuma Sekiya; 一馬関家
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2010-08-12
Filing date: 2010-08-12
Publication date: 2012-03-01
Anticipated expiration: 2030-08-12
Also published as: JP5586374B2

Abstract

【課題】１台でウエーハの外周加工と直線加工を可能とする切削装置を提供する。
【解決手段】被加工物に直線加工と外周加工を施す切削装置であって、被加工物を保持するチャックテーブル６と、回転駆動される第１スピンドル２８と、該チャックテーブルで保持された被加工物に直線加工を施すための該第１スピンドルに装着された第１切削ブレード３８と、該第１スピンドルの軸線方向に該第１切削ブレードから所定距離離間して該第１スピンドルに装着された、該チャックテーブルで保持された被加工物に外周加工を施すための該第１切削ブレードよりも小径の第２切削ブレード３４と、を具備したことを特徴とする。
【選択図】図５

Description

本発明は、ウエーハ等の被加工物に切削ブレードで直線加工と外周加工を施す切削装置に関する。

半導体デバイスの製造プロセスにおいては、シリコンや化合物半導体からなるウエーハの表面にストリートと呼ばれる格子状の分割予定ラインが形成される。そして、分割予定ラインによって区画された各領域にＩＣやＬＳＩ等のデバイスが形成される。

これらのウエーハは裏面が研削及び／又は研磨されて所定の厚みへと薄化された後、切削装置でストリートに沿って切削され、個々のチップへと分割されることで半導体デバイスが製造される。このようにして製造された半導体デバイスは、携帯電話、パソコン等の各種電気機器に広く利用されている。

ウエーハの外周には表面から裏面に至る円弧面を呈した面取り部が形成されている。従って、ウエーハの裏面を研削してウエーハを薄化すると、面取り部に円弧面と研削面とによって形成されたナイフエッジが残存して危険であるとともに、外周に欠けが生じてデバイスの品質を低下させてしまう。そこで、特開２０００−１７３９６１号公報では、ウエーハの裏面を研削する前に切削ブレードでウエーハの面取り部を除去する外周加工を施す技術が提案されている。

特開２０００−１７３９６１号公報

面取り部は、例えば０．５ｍｍ〜１ｍｍの厚みを有する切削ブレードで円形加工を施すことにより除去される。そして、面取り部が除去されたウエーハは、研削装置で裏面が研削された後、例えば約３０μｍの厚みを有する切削ブレードでストリートに沿って切削され個々のチップに分割される。

即ち、面取り部を除去するためとウエーハを分割するためにはそれぞれ異なる切削ブレードを備えた切削装置が必要となる。或いは、第１の切削ブレードで面取り部を除去した後にウエーハを分割するための第２の切削ブレードへと交換する必要があり、作業が非常に煩雑となる。

そこで、スピンドルを二本備え、それぞれのスピンドルに切削ブレードを装着する所謂デュアルダイサーを用いて、それぞれのスピンドルに面取り部を除去するための切削ブレードとウエーハを分割するための切削ブレードを装着することが考えられる。

しかし、その場合には、２枚の切削ブレードを用いてウエーハを分割するステップカットやデュアルカットを実施できず、加工品質やスループットの低下を招くという問題がある。

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、一台でウエーハの外周加工と直線加工を可能とする切削装置を提供することである。

本発明によると、被加工物に直線加工と外周加工を施す切削装置であって、被加工物を保持するチャックテーブルと、回転駆動される第１スピンドルと、該チャックテーブルで保持された被加工物に直線加工を施すための該第１スピンドルに装着された第１切削ブレードと、該第１スピンドルの軸線方向に該第１切削ブレードから所定距離離間して該第１スピンドルに装着された、該チャックテーブルで保持された被加工物に外周加工を施すための該第１切削ブレードよりも小径の第２切削ブレードと、を具備したことを特徴とする切削装置が提供される。

好ましくは、切削装置は、第１スピンドルに整列して配設された第２スピンドルと、第２スピンドルに装着されたチャックテーブルで保持された被加工物に直線加工を施すための第３切削ブレードを更に具備している。

本発明の切削装置では、一本のスピンドルにウエーハを分割するために直線加工を施す第１切削ブレードと、ウエーハの面取り部を除去するために外周加工を施す第２切削ブレードとが装着される。従って、１台の切削装置でウエーハの外周加工と直線加工が可能となる。

請求項２記載の発明では、ウエーハ分割用の第３切削ブレードが装着された第２スピンドルを備えるため、ステップカットやデュアルカットが可能となり、加工品質やスループットを低下させることがない。

本発明実施形態に係る切削装置の外観斜視図である。図２（Ａ）は第１切削ユニットの分解斜視図、図２（Ｂ）は第１切削ユニットの斜視図である。第１切削ユニットの側面図である。第１切削ユニットの第２切削ブレードでウエーハ外周のエッジトリミングを行っている様子を示す側面図である。第１切削ブレード及び第３切削ブレードでウエーハにハーフカットを実施している様子を示す側面図である。表面がハーフカットされたウエーハの裏面を研削している様子を示す側面図である。

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を参照すると、本発明実施形態に係る切削装置２の外観斜視図が示されている。切削装置２の機構部は、複数のパネルを組み合わせて形成されたハウジング４内に収容されている。

６はチャックテーブルであり、回転可能且つＸ軸方向に移動可能に構成されている。チャックテーブル６には、よく知られているようにダイシングテープを介してウエーハを支持する環状フレームをクランプする複数のクランプ８が配設されている。

切削装置２は、Ｙ軸方向に整列して配設された第１切削ユニット１０及び第２切削ユニット１２を有している。第１切削ユニット１０及び第２切削ユニット１２ともＹ軸方向に伸長するガイドレール１４に案内されてＹ軸方向に移動可能であるとともに、Ｚ軸方向（高さ方向）にも移動可能に配設されている。

１６は内部に複数枚のウエーハを収容したカセットを載置するカセット載置台であり、上下方向（Ｚ軸方向）に移動可能に構成されている。１８は切削装置２の可動状況を表示する表示ランプであり、切削装置２が正常作動時には例えば緑色で点灯し、何らかの故障が生じた場合には赤色が点滅する。

２０はタッチパネル式の表示モニタであり、オペレータが装置の操作指令を入力できるとともに、装置の可動状況が表示モニタ２０上に表示される。２２，２４は非常停止ボタンであり、作業者がこの非常停止ボタン２２，２４を押すと切削装置２の作動を直ちに停止することができる。

図２（Ａ）を参照すると、第１切削ユニット１０の分解斜視図が示されている。第１切削ユニット１０は、スピンドルハウジング２６中に回転可能に収容され、図示しないモータにより回転駆動される第１スピンドル２８を含んでいる。第１スピンドル２８には固定フランジ３０が装着されており、その先端部には雄ねじ３２が形成されている。２８ａは第１スピンドル２８の軸線である。

第１スピンドル２８に対し小径の第２切削ブレード３４を挿入し、次いでスペーサー３６を挿入してから大径の第１切削ブレード３８を挿入して、固定ナット４０を雄ねじ３２に螺合して締め付けることにより、図２（Ｂ）に示すように第１切削ユニット１０が組み立てられる。

図３の側面図に示すように、第１切削ブレード３８と第２切削ブレード３４はスペーサー３６により所定距離Ｓ離間して第１スピンドル２８に固定されている。第１切削ブレード３８は直線加工用であり、切刃３８ａは約３０μｍの厚さを有している。第２切削ブレード３４は円形加工用であり、切刃３４ａは約１ｍｍの厚さを有している。

図４を参照すると、第２切削ブレード３４によるサークルカット（円形切削）でウエーハ１１の外周部にエッジトリミングを施している状態の側面図が示されている。ウエーハ１１の表面１１ａにはよく知られているように格子状に形成された複数のストリートにより区画された各領域にデバイスが形成されている。ウエーハ１１の外周部には円弧状の面取り部１３が形成されている。

エッジトリミングのための切削ステップにおいては、切削装置２のチャックテーブル６でウエーハ１１の裏面１１ｂ側を吸引保持する。そして、第１切削ユニット１０の第２切削ブレード３４をウエーハ１１の外周部に切り込ませ、チャックテーブル６を少なくとも３６０度回転させることにより、第２切削ブレード３４でサークルカットを実施する。

サークルカットを施すと、第２切削ブレード３４には大きな加工負荷がかかるため、第２切削ブレード３４の切刃３４ａとして比較的粗い砥粒を含有する切削ブレードが望ましく、切刃３４ａの厚さも１ｍｍ程度と厚いものを使用するのが好ましい。

ウエーハ１１のエッジトリミングが終了すると、図５に示すようにウエーハ１１の外周部に円形切削溝１５が形成される。エッジトリミング実施後、第１切削ユニット１０の第１切削ブレード３８及び第２切削ユニット１２の第３切削ブレード５０を使用してウエーハ１１のストリートに沿ってウエーハを部分的に切削するハーフカットを実施する。

第２切削ユニット１２は、スピンドルハウジング４４中に回転可能に収容され、図示しないモータにより回転駆動される第２スピンドル４６と、第２スピンドル４６に固定された固定フランジ４８と、切刃５０ａを有する第３切削ブレード５０と、固定ナット５２とから構成されている。

図５に示すように、第１切削ブレード３８と第３切削ブレード５０を対向して配設することにより、二つの切削ブレードで同時に切削加工を施す所謂デュアルカット時のブレード間距離を縮めることができ、スループットを上げることが可能となる。

デュアルカット時には、第３切削ブレード５０の切刃５０ａの厚さも第１切削ブレード３８の切刃３８ａと同様に約３０μｍ程度が好ましいが、切刃３８ａと切刃５０ａとの厚さを替えて、ウエーハ１１にステップカットを施す場合にも、第１切削ブレード３８と第３切削ブレード５０を対向して配設することにより、第１切削ブレード３８と第３切削ブレード５０との間のブレード間距離を縮めることができ、スループットを上げることが可能となる。

このようにウエーハ１１の表面に二つの切削ブレード３８，５０でハーフカットを施して切削溝１７を形成した後、ウエーハ１１の表面１１ａに保護テープ１９を貼着する。次いで、図６に示すように、研削装置のチャックテーブル５４で保護テープ１９を介してウエーハ１１を吸引保持し、研削ユニット５６によりウエーハ１１の裏面１１ｂの研削を実施する。

研削ユニット５６は、図示しないモータにより駆動されるスピンドル５８と、スピンドル５８の先端に装着されたホイールマウント６０と、ホイールマウント６０に着脱可能に装着された先端に環状に配設された複数の研削砥石６４を有する研削ホイール６２とから構成される。

チャックテーブル５４を例えば３００ｒｐｍで回転しつつ、研削ホイール６２をチャックテーブル５４と同一方向に、例えば６０００ｒｐｍで回転させるとともに、研削装置の研削ユニット送り機構を駆動して研削砥石６４をウエーハ１１の裏面１１ｂに接触させる。

そして、研削ホイール６２を所定の研削送り速度で所定量研削送りして、ウエーハ１１の裏面１１ｂの研削を実施する。所定量研削を実施すると、切削溝１７が裏面１１ｂに表出し、ウエーハ１１を個々のチップに分割することができる。

上述した実施形態で説明したウエーハ１１にエッジトリミングを施してから先ダイシング（ＤＢＧ）を施す場合には、エッジトリミングからハーフカットまでを本発明実施形態の切削装置２で連続して実施することが可能である。

上述した実施形態では、本発明の切削装置を先ダイシング法（ＤＢＧ）に適用した例について説明したが、本発明の切削装置は、先ダイシング法に限らず、ウエーハにエッジトリミングを施してからウエーハの裏面を研削して、ウエーハをフルカットする場合にも同様に適用可能である。

２切削装置
６チャックテーブル
１０第１切削ユニット
１２第２切削ユニット
２０表示モニタ
２８第１スピンドル
３４第２切削ブレード
３６スペーサー
３８第１切削ブレード
４６第２スピンドル
５０第３切削ブレード
５４チャックテーブル
５６研削ユニット
６０研削砥石
６２研削ホイール

Claims

被加工物に直線加工と外周加工を施す切削装置であって、
被加工物を保持するチャックテーブルと、
回転駆動される第１スピンドルと、
該チャックテーブルで保持された被加工物に直線加工を施すための該第１スピンドルに装着された第１切削ブレードと、
該第１スピンドルの軸線方向に該第１切削ブレードから所定距離離間して該第１スピンドルに装着された、該チャックテーブルで保持された被加工物に外周加工を施すための該第１切削ブレードよりも小径の第２切削ブレードと、
を具備したことを特徴とする切削装置。
該第１スピンドルに整列して配設された第２スピンドルと、該第２スピンドルに装着された前記チャックテーブルで保持された被加工物に直線加工を施すための第３切削ブレードと、
を更に具備した請求項１記載の切削装置。