JP2012121106A

JP2012121106A - 切削方法

Info

Publication number: JP2012121106A
Application number: JP2010274788A
Authority: JP
Inventors: Shigeki Harada; 成規原田
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2010-12-09
Filing date: 2010-12-09
Publication date: 2012-06-28

Abstract

【課題】切削開始時に切削ブレードが逃げたり蛇行することを防止可能な円形被加工物の切削方法を提供することである。
【解決手段】円板状の被加工物を切削ブレードで切削する切削方法であって、被加工物の上面側から該切削ブレードを回転させつつ被加工物の外周部に所定の深さで切り込ませる切込みステップと、被加工物に所定深さで切り込んだ状態の該切削ブレードと被加工物とを相対移動させて、被加工物を該切削ブレードで切削する切削ステップと、を具備したことを特徴とする。
【選択図】図８

Description

本発明は、略円板状の被加工物を切削ブレードで切削する切削方法に関する。

半導体ウエーハ等のウエーハを個々のデバイスに分割する切削装置は、ウエーハ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ウエーハの切削予定ラインを切削する切削ブレードを回転可能に支持した切削手段とを具備しており、ウエーハを高精度に個々のデバイスに分割することができる。

切削手段は、例えばスピンドルを回転駆動するスピンドルユニットと、スピンドルの先端に取り付けられたブレードマウントと、このブレードマウントに装着された薄い切刃を有する切削ブレードと、切削ブレードをブレードマウントに固定する固定ナットとから構成される。

このような切削装置で、サファイアウエーハ、ガラスウエーハ、ＳｉＣウエーハや水晶ウエーハ等の円板状の被加工物を切削ブレードで切削する際、ウエーハの外周の切り始め部分において切削ブレードが蛇行したり、逃げたりすることがある。

特に円板状被加工物の厚みが厚い場合には、切削ブレードの刃先出し量を多くする必要があるため、切り始め部分において切削ブレードの蛇行や逃げが顕著に発生する。また、円板状被加工物が難切削材である場合も同様である。

特開平１１−２６４０２号公報

このように切り始め部分において切削ブレードが逃げたり蛇行すると、円板状被加工物や切削ブレードの破損を招くため問題である。

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、切り始め部分において切削ブレードが逃げたり蛇行することを防止可能な円板状被加工物の切削方法を提供することである。

本発明によると、円板状の被加工物を切削ブレードで切削する切削方法であって、被加工物の上面側から該切削ブレードを回転させつつ被加工物の外周部に所定の深さで切り込ませる切込みステップと、被加工物に所定深さで切り込んだ状態の該切削ブレードと被加工物とを相対移動させて、被加工物を該切削ブレードで切削する切削ステップと、を具備したことを特徴とする切削方法が提供される。

本発明の切削方法によると、円板状被加工物の外周外側から切削ブレードを被加工物に対して切り込ませるのではなく、被加工物の上面側から切削ブレードを被加工物に切り込ませるため、切削開始時に切削ブレードの逃げや蛇行が防止され、被加工物や切削ブレードの破損を抑制することができる。

切削装置の外観斜視図である。サファイアウエーハの平面図である。サファイアウエーハがダイシングテープを介して環状フレームで支持された状態の斜視図である。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。図７（Ａ）は表面にパターンを有しないウエーハの平面図、図７（Ｂ）は切削装置上で切削予定ラインを設定した状態の模式図である。本発明実施形態の切削方法を説明する側面図である。本発明実施形態の切削方法を説明する平面図である。

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、本発明の切削方法を実施するのに適した切削装置２の外観斜視図が示されている。

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、切削対象のサファイアウエーハ（光デバイスウエーハ）Ｗの表面においては、オリエンテーションフラット（オリフラ）１１と平行な第１方向に伸長する第１のストリート（切削予定ライン）Ｓ１と第１方向に直交する第２方向に伸長する第２のストリート（切削予定ライン）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た各領域に光デバイスＤが形成されている。

図３に示すように、サファイアウエーハ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、サファイアウエーハ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、複数のクランプ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の表面を撮像する撮像手段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Ｘ軸方向の延長線上に位置している。

切削の終了したウエーハＷは搬送手段２５により吸着されてスピンナ洗浄装置２７まで搬送される。スピンナ洗浄装置２７では、切削の終了したウエーハＷがスピン洗浄されるとともにスピン乾燥される。

図４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５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５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６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７（Ａ）を参照すると、図２に示したようなオリフラ１１及び表面にパターンを有しないウエーハＷ´の平面図が示されている。このようにオリフラもパターンも有しないウエーハＷ´に対しては、図７（Ｂ）に示すように、切り出すチップのサイズに合わせて第１方向と平行な第１のストリート（切削予定ライン）Ｓ１と第１方向と直交する第２方向と平行な第２のストリート（切削予定ライン）Ｓ２とを切削装置２のコントローラのメモリ上に設定する。

次に、図８及び図９を参照して、本発明実施形態の切削方法について説明する。本実施形態の切削方法は、図８（Ａ）に示すように、サファイアウエーハＷの上面側から切削ブレード２８を矢印Ｒ方向に例えば４００００ｒｐｍの高速で回転させつつ、切削ブレード２８を矢印Ｚ方向に下ろしサファイアウエーハＷの厚さ方向の途中まで所定の深さで切り込ませる切込みステップを含んでいる。この切り込みステップは非常に低速で、例えば０．１〜０．３ｍｍ／秒の速度で切削ブレード２８を矢印Ｚ方向に移動して実施する。

切り込みステップ実施後、図８（Ｂ）に示すように、切削ブレード２８がサファイアウエーハＷに所定深さまで切り込んだ状態で切削ブレード２８とサファイアウエーハＷとを矢印Ｘ１方向に相対移動させて、サファイアウエーハＷを第１のストリートＳ１に沿って切削する切削ステップを実施する。

一本の第１のストリートＳ１に沿っての切削が終了すると、切削ブレード２８をストリートピッチずつＹ軸方向に移動して、上述した切り込みステップ及び切削ステップを繰り返して、図９に示すように第１方向に伸長する全ての第１のストリートＳ１に沿って切削溝６０を形成する。

次いで、チャックテーブル１８を９０度回転してから、第２方向に伸長する全ての第２のストリートＳ２に沿って上述した切り込みステップ及び切削ステップを実施して、第２方向に伸長する全ての第２のストリートＳ２に沿って同様な切削溝６０を形成する。

このように切り込みステップ及び切削ステップからなる切削方法により、全ての第１のストリートＳ１及び第２のストリートＳ２に沿って切削溝６０を形成後、ブレーキング装置を使用してサファイアウエーハＷに外力を付与することにより、切削溝６０に沿ってサファイアウエーハＷを個々の光デバイスＤに割断することができる。

上述した本発明実施形態の切削方法によると、サファイアウエーハＷの外周の外側から切削ブレード２８をサファイアウエーハＷに対して切り込ませるのではなく、サファイアウエーハＷの表面側から切削ブレード２８をサファイアウエーハＷの外周部に切り込ませるため、切削開始時に切削ブレード２８の逃げや蛇行が防止され、サファイアウエーハＷや切削ブレード２８の破損を抑制することができる。

上述した実施形態では、切削ブレード２８として外周部分に切刃５０を有するハブブレードを使用する例について説明したが、ガラスウエーハや水晶ウエーハを切削するのに適した全体が切刃から構成されるワッシャータイプの切削ブレードを使用した場合についても、本発明の切削方法を同様に適用することができる。

更に、上述した実施形態では、切削ブレード２８でサファイアウエーハＷ等の円板状被加工物を不完全切断する例について説明したが、完全切断する場合にも本発明の切削方法は同様に適用可能である。

Ｗサファイアウエーハ
Ｓ１第１のストリート（切削予定ライン）
Ｓ２第２のストリート（切削予定ライン）
Ｄ光デバイス
２切削装置
１１オリエンテーションフラット
１８チャックテーブル
２８切削ブレード

Claims

円板状の被加工物を切削ブレードで切削する切削方法であって、
被加工物の上面側から該切削ブレードを回転させつつ被加工物の外周部に所定の深さで切り込ませる切込みステップと、
被加工物に所定深さで切り込んだ状態の該切削ブレードと被加工物とを相対移動させて、被加工物を該切削ブレードで切削する切削ステップと、
を具備したことを特徴とする切削方法。