JP2013258235A - 切削方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 一定幅の切削ブレードで所望の幅の切削溝を形成可能な切削方法を提供することである。
【解決手段】 被加工物に所望の幅を有する切削溝を形成する切削方法であって、スピンドルに第１の幅を有する切削ブレードが貼着された切削手段と、被加工物を回転可能に保持するチャックテーブルと、該切削手段と該チャックテーブルとをＸ軸方向に相対移動させるＸ軸移動手段と、該切削手段と該チャックテーブルとを該Ｘ軸方向に直交するＹ軸方向に相対移動させるＹ軸移動手段と、を備えた切削装置を準備する準備ステップと、該チャックテーブルで切削予定ラインが設定された被加工物を保持する保持ステップと、該保持ステップを実施した後、該切削ブレードと該チャックテーブルとを相対移動させつつ該切削ブレードで該切削予定ラインに沿って被加工物を切削する切削ステップと、を備え、該切削ステップは、該切削ブレードが該切削予定ラインに対して傾斜した状態で切削が遂行される傾斜切削を含むことを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、切削予定ラインが設定された被加工物を切削ブレードで切削する切削方法に関する。

表面に複数の切削予定ラインが格子状に形成された半導体ウエーハや光デバイスウエーハ、ガラスや各種セラミックス、樹脂等の被加工物は、例えば、特開２０００−０１５６２６号公報に開示されるような切削ブレードを備えた切削装置で切削される。

切削装置としては、一般にダイシング装置と呼ばれる切削装置が用いられており、この切削装置では、ダイアモンドやＣＢＮ（Ｃｕｂｉｃ Ｂｏｒｏｎ Ｎｉｔｒｉｄｅ）等の超砥粒をメタルやレジンで固めて厚さ１０〜３００μｍ程度とした切削ブレードが約３００００ｒｐｍと高速回転しつつ被加工物へ切り込むことで切削が遂行される。

このような切削ブレードによる切削加工では、被加工物の切削された領域は切削屑として除去される。使用する切削ブレードの厚みに応じて形成される切削溝の幅が決定されるため、例えば、ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）基板等のパッケージ基板のように切削予定ラインが形成されている被加工物の場合には、所望のチップサイズに応じて所定の厚みの切削ブレードに変更する必要がある。

特開２０００−０１５６２６号公報

しかし、チップサイズに応じて所定の厚みの切削ブレードに交換すると、新たに取り付けた切削ブレードの真円出しや目立て作業、セットアップと呼ばれる切削ブレードの高さ方向の原点出し作業等の各種作業が必要となり、非常に手間がかかるという問題がある。

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、一定幅の切削ブレードで所望の幅の切削溝を形成可能な切削方法を提供することである。

請求項１記載の発明によると、被加工物に所望の幅を有する切削溝を形成する切削方法であって、スピンドルに第１の幅を有する切削ブレードが貼着された切削手段と、被加工物を回転可能に保持するチャックテーブルと、該切削手段と該チャックテーブルとをＸ軸方向に相対移動させるＸ軸移動手段と、該切削手段と該チャックテーブルとを該Ｘ軸方向に直交するＹ軸方向に相対移動させるＹ軸移動手段と、を備えた切削装置を準備する準備ステップと、該チャックテーブルで切削予定ラインが設定された被加工物を保持する保持ステップと、該保持ステップを実施した後、該切削ブレードと該チャックテーブルとを相対移動させつつ該切削ブレードで該切削予定ラインに沿って被加工物を切削する切削ステップと、を備え、該切削ステップは、該切削ブレードが該切削予定ラインに対して傾斜した状態で切削が遂行される傾斜切削を含む切削方法が提供される。

請求項２記載の発明によると、該準備ステップを実施した後、形成する切削溝の該所望の幅に基づいて該スピンドルを該Ｘ軸方向と該Ｙ軸方向とによって規定される平面で傾けて、該スピンドルに装着された該切削ブレードを該Ｘ軸方向に対して所定角度傾斜させるスピンドル傾斜ステップを更に備え、該切削ステップに含まれる該傾斜切削では、該Ｘ軸移動手段で該切削手段と該チャックテーブルとを相対移動させて該切削ブレードで該切削予定ラインに沿って被加工物を切削して該所望の幅を有する切削溝を形成する切削方法が提供される。

請求項３記載の発明によると、該保持ステップを実施した後、該チャックテーブルを所定角度回転してＸ軸方向に対して被加工物の該切削予定ラインをθ傾ける回転ステップを更に備え、該切削ステップに含まれる該傾斜切削では、該チャックテーブルに保持された被加工物の該切削予定ラインの切削開始点に該切削ブレードを切り込ませるとともに、Ｙ＝ｔａｎθ・Ｘの一次関数に沿って該Ｘ軸移動手段でＸ軸方向に該切削手段と該チャックテーブルとを相対移動させるとともに、該Ｙ軸移動手段でＹ軸方向に該切削手段と該チャックテーブルとを相対移動させることで該切削予定ラインを切削し、該切削予定ラインに沿って該第１の幅より広い第２の幅の切削溝を形成する切削方法が提供される。

請求項４記載の発明によると、前記切削ステップで形成される前記切削溝は、被加工物を完全切断しない第１の深さを有しており、該切削ステップを実施した後、前記切削ブレードと該切削溝とを整列させた状態で該切削溝を該切削ブレードで切削して被加工物を完全切断する完全切断ステップ、を更に備える切削方法が提供される。

請求項１記載の切削方法によると、切削ステップが、切削ブレードが切削予定ラインに対して傾斜した状態で切削が遂行される傾斜切削を含むので、一定の幅の切削ブレードで所望の幅の切削溝を形成することができる。

請求項２記載の発明によると、形成する切削溝の幅に基づいて、切削ブレードがＸ軸方向に対して所定角度傾斜された状態で切削が遂行されるため、所望の幅の切削溝を形成することができる。

請求項３記載の発明によると、チャックテーブルをθ回転させてＸ軸方向に対して被加工物の切削予定ラインをθ傾けた後、第１の幅を有する切削ブレードと被加工物とをＸ軸方向に相対移動させつつＹ軸方向にも相対移動させることで、切削ブレードが切削予定ラインに対して傾いた状態で切削が遂行されるため、第１の幅より広い第２の幅の切削溝を形成することができる。

請求項４記載の発明によると、切削ブレードを変更することなくステップカットを実施することができる。

本発明の切削方法を実施するのに適した切削装置の斜視図である。 本発明第１実施形態の切削方法におけるスピンドル傾斜ステップを説明する平面図である。 第１実施形態の切削方法の切削ステップを説明する平面図である。 第１実施形態の切削方法でステップカットを実施する様子を示す平面図であり、図４（Ａ）はハーフカット、図４（Ｂ）はフルカットを実施する様子をそれぞれ示している。 切削ブレードと切削予定ラインが整列した状態の平面図である。 本発明第２実施形態の切削方法の回転ステップを説明する平面図である。 第２実施形態の切削方法での切削ステップを説明する平面図である。 第２実施形態の切削方法で形成された切削溝と切削ブレードとの関係を示す平面図である。

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の斜視図が示されている。切削装置２は、静止基台４上に搭載されたＸ軸方向に伸長する一対のガイドレール６を含んでいる。

Ｘ軸移動ブロック８は、ボールねじ１０及びパルスモータ１２とから構成されるＸ軸送り機構１４により加工送り方向、即ちＸ軸方向に移動される。Ｘ軸移動ブロック８上には円筒状支持部材２２を介してチャックテーブル２０が搭載されている。

チャックテーブル２０は多孔性セラミックス等から形成された吸引保持部２４を有している。チャックテーブル２０には図２に示す環状フレームＦをクランプする複数（本実施形態では４個）のクランプ２６が配設されている。

図２に示すように、被加工物の一種である半導体ウエーハ１１の表面１１ａにおいては、複数の切削予定ライン１３が格子状に形成されており、交差する切削予定ライン１３によって区画された各領域にＬＳＩ等のデバイス１５が形成されている。

半導体ウエーハ（以下単にウエーハと略称することがある）１１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１１はダイシングテープＴを介して環状フレームＦに支持された状態となり、ウエーハ１１をダイシングテープＴを介してチャックテーブル２０上に搭載し、図１に示すクランプ２６により環状フレームＦをクランプすることにより、チャックテーブル２０上に支持固定される。

Ｘ軸送り機構１４はガイドレール６に沿って静止基台４上に配設されたスケール１６と、スケール１６のＸ座標値を読み取るＸ軸移動ブロック８の下面に配設された読み取りヘッド１８とを含んでいる。読み取りヘッド１８は切削装置２の図示しないコントローラに接続されている。

静止基台４上には更に、Ｙ軸方向に伸長する一対のガイドレール２８が固定されている。Ｙ軸移動ブロック２９がガイドレール２８上に搭載されており、Ｙ軸移動ブロック２９は、ボールねじ３２及びパルスモータ３４とから構成されるＹ軸送り機構（割り出し送り機構）３６によりＹ軸方向に移動される。

Ｙ軸移動ブロック２９上には、コラム３０が回転可能に搭載されている。コラム３０にはＺ軸方向に伸長する一対（一本のみ図示）のガイドレール３８が形成されている。Ｚ軸移動ブロック４０は、図示しないボールねじとパルスモータ４２とから構成されるＺ軸送り機構４４によりガイドレール３８に案内されてＺ軸方向に移動される。

４６は切削ユニットであり、切削ユニット４６のスピンドルハウジング４８がＺ軸移動ブロック４０中に挿入されて支持されている。スピンドルハウジング４８中にはスピンドル４９（図２参照）が収容されて、エアベアリングにより回転可能に支持されている。スピンドル４９はスピンドルハウジング４８中に収容された図示しないモータにより回転駆動され、スピンドル４９の先端部には切削ブレード５０が着脱可能に装着されている。

スピンドルハウジング４８にはアライメントユニット５２が搭載されている。アライメントユニット５２はチャックテーブル２０に保持された被加工物を撮像する撮像ユニット５４を有しており、切削ブレード５０と撮像ユニット５４はＸ軸方向に整列して配置されている。

本発明の切削方法の切削対象となる被加工物は、図２に示す切削予定ライン１３が格子状に形成された半導体ウエーハ１１、光デバイスウエーハ等のウエーハ、ガラスや各種セラミックス、樹脂等の被加工物を含むものである。更に、切削予定ラインが被加工物に形成されていない被加工物も含む。この場合には、作業者が切削予定ラインを設定して切削装置のコントローラに記憶する。

次に、図２乃至図４を参照して、本発明第１実施形態の切削方法について説明する。以下の説明においては、被加工物は半導体ウエーハ１１であるものとして説明する。第１実施形態の切削方法では、まず、チャックテーブル２０で切削予定ライン１３が形成されたウエーハ１１を保持する保持ステップを実施する。

保持ステップ実施後又は実施する前、図２に示すように、形成する切削溝の所望の幅に基づいてスピンドル４９をＸ軸方向とＹ軸方向とによって規定される平面で所定角度θ傾けて、スピンドル４９に装着された切削ブレード５０をＸ軸方向に対してθ傾斜させるスピンドル傾斜ステップを実施する。

スピンドル傾斜ステップ実施後、図３に示すように、切削ブレード５０をＸ軸方向に対してθ傾斜させた状態で矢印Ａ方向に高速回転させながらウエーハ１１の切削予定ライン１３に切り込み、チャックテーブル２０を矢印Ｘ１方向に加工送りすることにより、切削ブレード５０の幅より広い所望の幅を有する切削溝を分割予定ライン１３に沿って形成する（切削ステップ）。

スピンドル傾斜ステップで傾斜した角度θに応じて、切削ステップで形成する切削溝の幅を変更することができる。この切削ステップで形成する切削溝はウエーハ１１を完全切断する切削溝も含むものである。

次いで、図４を参照して、第１実施形態の切削方法を応用したステップカットについて説明する。まず、図４（Ａ）に示すように、スピンドル４９をＹ軸方向にθ傾けた状態で、切削ブレード５０を高速回転させてウエーハ１１の切削予定ライン１３に切り込み、チャックテーブル２０を矢印Ｘ１方向に加工送りすることにより、ウエーハ１１を完全切断しない幅の広い第１の深さの切削溝１７を切削予定ライン１３に沿って形成する。

切削ブレード５０をＹ軸方向に割り出し送りしながら、第１の方向に伸長する全ての切削予定ライン１３に沿って同様な切削溝１７を形成する。次いで、チャックテーブル２０を９０度回転してから、第１の方向に直交する第２の方向に伸長する全ての切削予定ライン１３に沿って同様な切削溝１７を形成する。

次いで、図４（Ｂ）に示すように、スピンドル４９をＹ軸方向に平行な状態に戻して切削ブレード５０と切削溝１７とを整列させた状態で、切削ブレード５０を矢印Ａ方向に高速回転させながら切削溝１７に切り込み、チャックテーブル２０を矢印Ｘ１方向に加工送りすることにより、ウエーハ１１を完全切断する完全切断ステップを実施する。

この実施形態によると、一種類の切削ブレード５０を使用してスピンドル４９を選択的にＹ軸方向に対して傾斜させることにより、ウエーハ１１のステップカットを実施することができる。

次に、図５乃至図８を参照して、本発明第２実施形態に係る切削方法について説明する。図５に示した状態では、第１の幅Ｗ１を有する切削ブレード５０と切削予定ライン１３の延長線１３ａとが整列した状態である。

本実施形態の切削方法では、この状態から、図６に示すように、チャックテーブル２０をθ回転させてＸ軸方向に対してウエーハ１１の切削予定ライン１３をθ傾ける回転ステップを実施する。

次いで、図７に示すように、チャックテーブル２０に保持されたウエーハ１１の切削予定ライン１３の切削開始点に切削ブレード５０を切り込ませるとともに、Ｙ＝ｔａｎθ・Ｘの一次関数に沿ってＸ軸送り機構１４でＸ軸方向にチャックテーブル２０と切削ブレード５０とを相対移動させるとともに、Ｙ軸送り機構３６でＹ軸方向にチャックテーブル２０と切削ブレード５０とを相対移動させることで、切削予定ライン１３を切削して切削予定ライン１３に沿って、図８に示すように、第１の幅Ｗ１より広い第２の幅Ｗ２の切削溝１９を形成する切削ステップを実施する。

ここで、実際にはチャックテーブル２０がＸ軸方向に直線移動するように設定されているので、図７に示すように、表面５０ａ及び裏面５０ｂを有する切削ブレード５０の表面５０ａ側を切削領域の一端に位置付けた状態でチャックテーブル２０を＋Ｘ方向に移動させることで、切削ブレード５０をウエーハ１１に切り込ませる。

次いで、チャックテーブル２０を＋Ｘ方向（矢印Ｘ１方向）に移動させつつ切削ブレード５０を−Ｙ方向にＹ＝ｔａｎθ・Ｘの関係を満たす速度で移動させることで切削予定ライン１３に沿って切削領域を切削し、第２の幅Ｗ２の切削溝１９を形成する。

ところで、切削予定ライン１３上にＴＥＧ（Ｔｅｓｔ Ｅｌｅｍｅｎｔ Ｇｒｏｕｐ）が形成されたウエーハ１１を切削ブレード５０で切削すると、ＴＥＧが中央で分断されてバリが発生したり、ＴＥＧ自体がウエーハ１１上から剥離したりする。剥離したＴＥＧがデバイス１５上に付着するとデバイス不良を引き起こす恐れがあるため問題となる。

そこで、本実施形態の切削方法では、チャックテーブル２０の回転を制御することにより、例えばＴＥＧが形成されている切削予定ライン１３のみやＴＥＧが形成されている位置のみに幅の広い切削溝を形成し、ＴＥＧを完全に除去することができるため、ばりの発生やデバイス不良を防止できる。

第１実施形態の切削方法でも、Ｙ軸方向に対してスピンドル４９の回転を制御することにより、ＴＥＧが形成されている切削予定ライン１３のみやＴＥＧが形成されている位置のみに幅の広い切削溝を形成し、ＴＥＧを完全に除去することができるため、ばりの発生やデバイス不良を防止できる。

１１ 半導体ウエーハ
１３ 切削予定ライン
１４ Ｘ軸送り機構
１５ デバイス
１７，１９ 切削溝
２０ チャックテーブル
３６ Ｙ軸送り機構
４６ 切削ユニット
４９ スピンドル
５０ 切削ブレード

Claims (4)

1. 被加工物に所望の幅を有する切削溝を形成する切削方法であって、
   スピンドルに第１の幅を有する切削ブレードが貼着された切削手段と、被加工物を回転可能に保持するチャックテーブルと、該切削手段と該チャックテーブルとをＸ軸方向に相対移動させるＸ軸移動手段と、該切削手段と該チャックテーブルとを該Ｘ軸方向に直交するＹ軸方向に相対移動させるＹ軸移動手段と、を備えた切削装置を準備する準備ステップと、
   該チャックテーブルで切削予定ラインが設定された被加工物を保持する保持ステップと、
   該保持ステップを実施した後、該切削ブレードと該チャックテーブルとを相対移動させつつ該切削ブレードで該切削予定ラインに沿って被加工物を切削する切削ステップと、を備え、
   該切削ステップは、該切削ブレードが該切削予定ラインに対して傾斜した状態で切削が遂行される傾斜切削を含むことを特徴とする切削方法。
2. 該準備ステップを実施した後、形成する切削溝の該所望の幅に基づいて該スピンドルを該Ｘ軸方向と該Ｙ軸方向とによって規定される平面で傾けて、該スピンドルに装着された該切削ブレードを該Ｘ軸方向に対して所定角度傾斜させるスピンドル傾斜ステップを更に備え、
   該切削ステップに含まれる該傾斜切削では、該Ｘ軸移動手段で該切削手段と該チャックテーブルとを相対移動させて該切削ブレードで該切削予定ラインに沿って被加工物を切削して該所望の幅を有する切削溝を形成することを特徴とする請求項１記載の切削方法。
3. 該保持ステップを実施した後、該チャックテーブルを所定角度回転してＸ軸方向に対して被加工物の該切削予定ラインをθ傾ける回転ステップを更に備え、
   該切削ステップに含まれる該傾斜切削では、該チャックテーブルに保持された被加工物の該切削予定ラインの切削開始点に該切削ブレードを切り込ませるとともに、Ｙ＝ｔａｎθ・Ｘの一次関数に沿って該Ｘ軸移動手段でＸ軸方向に該切削手段と該チャックテーブルとを相対移動させるとともに、該Ｙ軸移動手段でＹ軸方向に該切削手段と該チャックテーブルとを相対移動させることで該切削予定ラインを切削し、該切削予定ラインに沿って該第１の幅より広い第２の幅の切削溝を形成することを特徴とする請求項１記載の切削方法。
4. 前記切削ステップで形成される前記切削溝は、被加工物を完全切断しない第１の深さを有しており、
   該切削ステップを実施した後、前記切削ブレードと該切削溝とを整列させた状態で該切削溝を該切削ブレードで切削して被加工物を完全切断する完全切断ステップ、を更に備えることを特徴とする請求項２又は３記載の切削方法。

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