JP2015123514A - 加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】加工コストを大幅に増やすことなく、また、生産性を維持しながら、バリによる不具合の発生を防ぐことができる加工方法を提供する。【解決手段】被加工物（１１）の切削予定ラインを切削する切削ブレード（４６）と、切削ブレードを挟んで配設され、切削ブレードで切削予定ラインを切削することにより被加工物の上面（１１ａ）側に発生するバリを除去する一対のバリ除去部材（４８，５０）とを回転スピンドル（４４）の先端に装着する装着ステップと、装着ステップを実施した後、回転スピンドルを回転させて切削ブレードを被加工物に切り込ませ、切削ブレードを挟んだ一対のバリ除去部材を被加工物の上面に当接させるとともに、切削ブレード及び一対のバリ除去部材を走査して、切削ブレードで切削予定ラインを切削しながら被加工物の上面側に発生するバリを一対の該バリ除去部材で除去する加工ステップと、を備える構成とした。【選択図】図３

Description

本発明は、半導体ウェーハに代表される板状の被加工物を加工する加工方法に関し、特に、切削予定ラインに沿って金属や樹脂等の延性材が配置された被加工物を加工する加工方法に関する。

切削予定ラインに沿ってＴＥＧ（Test Elements Group）を設けた半導体ウェーハや、金属板、樹脂板、パッケージ基板等を切削ブレードで切削加工すると、その切り口（カーフ）にバリ（突起物）が発生しやすい。これは、上述した板状の被加工物に含まれる金属、樹脂等が高い延性を有するためである。

このようなバリが発生すると、例えば、半導体ウェーハに設けられたデバイスのボンディングパッド間や、パッケージ基板において隣接する電極間等は短絡し易くなる。また、このバリが脱落すると、電極や回路等が損傷してしまうこともある。

そこで、切削予定ラインに沿ってレーザービームを照射した後に、被加工物を切削ブレードで切削する加工方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この加工方法によれば、切削前のレーザービームの照射で金属等の延性材を含むＴＥＧを除去して、切削によるバリの発生を抑制できる。

特開２００３−３２０４６６号公報

しかしながら、上述した加工方法では、切削ブレードを備える切削装置に加えて高価なレーザー加工装置を使用するので、被加工物の加工コストは大幅に増える。また、レーザービームの照射工程と切削ブレードによる切削工程とを併せて実施するので、工程が煩雑化して生産性も低下してしまう。

本発明はかかる問題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、加工コストを大幅に増やすことなく、また、生産性を維持しながら、バリによる不具合の発生を防ぐことができる加工方法を提供することである。

本発明によれば、少なくとも切削予定ライン上に延性材を含む被加工物の加工方法であって、被加工物の該切削予定ラインを切削する切削ブレードと、該切削ブレードを挟んで配設され、該切削ブレードで該切削予定ラインを切削することにより被加工物の上面側に発生するバリを除去する一対のバリ除去部材とを回転スピンドルの先端に装着する装着ステップと、該装着ステップを実施した後、該回転スピンドルを回転させて該切削ブレードを被加工物に切り込ませ、該切削ブレードを挟んだ一対の該バリ除去部材を被加工物の上面に当接させるとともに、該切削ブレード及び一対の該バリ除去部材を走査して、該切削ブレードで該切削予定ラインを切削しながら被加工物の上面側に発生するバリを一対の該バリ除去部材で除去する加工ステップと、を備えたことを特徴とする加工方法が提供される。

本発明の加工方法は、切削ブレードで切削予定ラインを切削しながら、被加工物の上面側に発生するバリを、切削ブレードを挟むように配設された一対のバリ除去部材で除去するので、レーザービームを照射することなく、バリによる不具合の発生を防ぐことができる。

すなわち、本発明の加工方法では、被加工物を切削する前にレーザー加工装置でレーザービームを照射する必要がないので、加工コストを大幅に増やすことなく、また、生産性を維持しながら、バリによる不具合の発生を防ぐことができる。

本実施の形態に係る加工方法で使用される切削装置の構成例を模式的に示す斜視図である。 ブレードユニットの構成例及び装着ステップを模式的に示す分解斜視図である。 加工ステップを模式的に示す一部断面側面図である。

添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。本実施の形態に係る加工方法は、装着ステップ（図２参照）及び加工ステップ（図３参照）を含む。装着ステップでは、円環状の切削ブレードと、切削ブレードを挟む一対のバリ除去部材とを回転スピンドルの先端に装着する。

加工ステップでは、被加工物を切削ブレードで切削しながら、被加工物の上面側に発生するバリを一対のバリ除去部材で除去する。以下、本実施の形態に係る加工方法について詳述する。

はじめに、本実施の形態に係る加工方法で使用される切削装置の構成について、図１及び図２を参照して説明する。図１は、本実施の形態に係る加工方法で使用される切削装置の構成例を模式的に示す斜視図であり、図２は、ブレードユニットの構成例及び装着ステップを模式的に示す分解斜視図である。

図１に示すように、切削装置２は、各構成を支持する基台４を備えている。基台４の上面には、半導体ウェーハに代表される板状の被加工物１１（図３参照）を保持するチャックテーブル６が設けられている。チャックテーブル６の上方には、被加工物１１を切削するブレードユニット８が配置されている。

チャックテーブル６の下方には、チャックテーブル６を加工送り方向（Ｘ軸方向）に移動させるＸ軸移動機構（加工送り機構）１０が設けられている。Ｘ軸移動機構１０は、基台４の上面に固定されＸ軸方向に平行な一対のＸ軸ガイドレール１２を備える。

Ｘ軸ガイドレール１２には、Ｘ軸移動テーブル１４がスライド可能に設置されている。Ｘ軸移動テーブル１４の裏面側（下面側）には、ナット部（不図示）が固定されており、このナット部には、Ｘ軸ガイドレール１２と平行なＸ軸ボールネジ１６が螺合されている。

Ｘ軸ボールネジ１６の一端部には、Ｘ軸パルスモータ１８が連結されている。Ｘ軸パルスモータ１８でＸ軸ボールネジ１６を回転させれば、Ｘ軸移動テーブル１４は、Ｘ軸ガイドレール１２に沿ってＸ軸方向に移動する。

Ｘ軸移動テーブル１４の表面側（上面側）には、支持台２０が設けられている。支持台２０の中央には、チャックテーブル６が配置されている。チャックテーブル６の周囲には、被加工物１１を保持する円環状のフレーム（不図示）を四方から挟持固定する４個のクランプ２２が設けられている。

チャックテーブル６は、支持台２０の下方に設けられた回転機構（不図示）と連結されており、Ｚ軸と平行な回転軸（鉛直軸）の周りに回転する。チャックテーブル６の表面は、被加工物１１を吸引保持する保持面６ａとなっている。この保持面６ａには、チャックテーブル６の内部に形成された流路（不図示）を通じて吸引源（不図示）の負圧が作用し、被加工物１１を吸引する吸引力が発生する。

Ｘ軸移動機構１０に隣接して、ブレードユニット８を割り出し送り方向（Ｙ軸方向）に移動させるＹ軸移動機構（割り出し送り機構）２４が設けられている。Ｙ軸移動機構２４は、基台４の上面に固定されＹ軸方向に平行な一対のＹ軸ガイドレール２６を備える。

Ｙ軸ガイドレール２６には、Ｙ軸移動テーブル２８がスライド可能に設置されている。Ｙ軸移動テーブル２８は、Ｙ軸ガイドレール２６に接する基部２８ａと、基部２８ａに対して立設された壁部２８ｂとを備えている。

Ｙ軸移動テーブル２８の基部２８ａの裏面側（下面側）には、ナット部（不図示）が固定されており、このナット部には、Ｙ軸ガイドレール２６と平行なＹ軸ボールネジ３０が螺合されている。

Ｙ軸ボールネジ３０の一端部には、Ｙ軸パルスモータ３２が連結されている。Ｙ軸パルスモータ３２でＹ軸ボールネジ３０を回転させれば、Ｙ軸移動テーブル２８は、Ｙ軸ガイドレール２６に沿ってＹ軸方向に移動する。

Ｙ軸移動テーブル２８の壁部２８ｂには、ブレードユニット８を鉛直方向（Ｚ軸方向）に移動させるＺ軸移動機構３４が設けられている。Ｚ軸移動機構３４は、壁部２８ｂの側面に固定されＺ軸方向に平行な一対のＺ軸ガイドレール３６を備える。

Ｚ軸ガイドレール３６には、Ｚ軸移動テーブル３８がスライド可能に設置されている。Ｚ軸移動テーブル３８の裏面側（壁部２８ｂ側）には、ナット部（不図示）が固定されており、このナット部には、Ｚ軸ガイドレール３６と平行なＺ軸ボールネジ（不図示）が螺合されている。

Ｚ軸ボールネジの一端部には、Ｚ軸パルスモータ４０が連結されている。Ｚ軸パルスモータ４０でＺ軸ボールネジを回転させれば、Ｚ軸移動テーブル３８は、Ｚ軸ガイドレール３６に沿ってＺ軸方向に移動する。このＺ軸移動テーブル３８には、被加工物１１を切削するブレードユニット８のスピンドルハウジング４２が支持されている。

図２に示すように、スピンドルハウジング４２の内部には、Ｙ軸の周りに回転する回転スピンドル４４が収容されている。この回転スピンドル４４の先端部は、スピンドルハウジング４２から前方に突出している。

回転スピンドル４４の先端部には、円環状の切削ブレード４６、及び切削ブレード４６を挟む一対のバリ除去部材４８，５０を装着する後フランジ５２が取り付けられる。また、回転スピンドル４４の先端部には、開口４４ａが形成されており、当該開口４４ａの内壁面４４ｂには、ねじ溝が設けられている。

切削ブレード４６は、例えば、金属や樹脂等のボンド材（結合材）に、ダイヤモンドやＣＢＮ（Cubic Boron Nitride）等の砥粒を混合して円環状に形成されている。バリ除去部材４８，５０は、この切削ブレード４６の後面及び前面にそれぞれ当接して、切削ブレード４６の前後を挟み込むように配置される。

バリ除去部材４８，５０は、切削ブレード４６より外径の小さい円環状に形成されており、切削によって被加工物１１の上面１１ａ側に発生したバリ（突起物）を除去する。そのため、バリ除去部材４８，５０は、切削ブレード４６を被加工物１１に切り込ませた際に、被加工物１１の上面１１ａに当接する程度の外径に形成されている。

このバリ除去部材４８，５０は、例えば、切削ブレード４６と同様に、金属や樹脂等のボンド材に、ダイヤモンドやＣＢＮ等の砥粒を混合して形成される。シリコーンゴムやウレタン、スポンジ等のような、切削ブレード４６より柔らかい弾性材料を用いてバリ除去部材４８，５０を形成しても良い。ただし、この場合には、回転スピンドル４４への装着時に後フランジ５２等と当接する部分を、ある程度に硬い材料で形成しておくことが好ましい。

後フランジ５２は、径方向外向きに延出したフランジ部５４と、フランジ部５４の前面（表面）から前方に突出するボス部５６とを有している。フランジ部５４の中央には、フランジ部５４を貫通する開口５４ａが形成されている。

また、フランジ部５４の後面（裏面）側には、回転スピンドル４４の先端部を嵌め込むことのできる嵌合部（不図示）形成されている。この嵌合部は、開口５４ａと対応する位置に設けられている。

フランジ部５４に形成された嵌合部に回転スピンドル４４の先端部を嵌め込んだ状態で、開口５４ａ及び開口４４ａに後フランジ固定ボルト５８を締め込めば、後フランジ５２は回転スピンドル４４に固定される。なお、後フランジ固定ボルト５８の外周面５８ａには、開口４４ａのねじ溝に対応するねじ山が設けられている。

フランジ部５４の外周側の前面は、後側のバリ除去部材４８の後面と当接する当接面５４ｂとなっている。この当接面５４ｂは、回転スピンドル４４の軸心方向から見て円環状に形成されている。

ボス部５６は円筒状に形成されており、その外周面５６ａには、ねじ山が設けられている。切削ブレード４６及び一対のバリ除去部材４８，５０の中央には、それぞれ、ボス部５６が挿通される開口４６ａ，４８ａ，５０ａが形成されている。この開口４６ａ，４８ａ，５０ａにボス部５６を挿通することで、切削ブレード４６及び一対のバリ除去部材４８，５０は、後フランジ５２に装着される。

後フランジ５２に切削ブレード４６及び一対のバリ除去部材４８，５０を装着した状態で、前側のバリ除去部材５０の前面側には、円環状の前フランジ６０が取り付けられる。前フランジ６０の中央には、開口６０ａが形成されており、この開口６０ａに後フランジ５２のボス部５６が嵌め込まれる。

なお、前フランジ６０の外周側の後面は、前側のバリ除去部材５０の前面と当接する当接面（不図示）となっている。この当接面は、後フランジ５２の当接面５４ｂと対応する位置に設けられている。

前フランジ６０を取り付けた後には、ボス部５６の先端に円環状の前フランジ固定ナット６２を締め込む。これにより、前フランジ６０は後方（後フランジ５２の方向）に押圧され、切削ブレード４６、及び切削ブレード４６を挟む一対のバリ除去部材４８，５０は、後フランジ５２と前フランジ６０とによって挟持される。

すなわち、バリ除去部材５０の前面が前フランジ６０の当接面に当接されると共に、バリ除去部材４８の後面が後フランジ５２の当接面５４ｂに当接され、切削ブレード４６は所定位置に保持される。なお、前フランジ固定ナット６２には、開口６２ａが設けられており、この開口６２ａの内壁面６２ｂには、ねじ溝が形成されている。

このように構成されたブレードユニット８には、切削ブレード４６を収容するブレードカバー６４が取り付けられている（図１）。切削ブレード４６の外周は、下部を除いてブレードカバー６４に覆われている。

次に、本実施の形態の加工方法について、図２及び図３を参照して説明する。本実施の形態の加工方法では、まず、円環状の切削ブレード４６と、切削ブレード４６を挟む一対のバリ除去部材４８，５０とを回転スピンドル４４の先端に装着する装着ステップを実施する。具体的には、バリ除去部材４８、切削ブレード４６、バリ除去部材５０をこの順で後フランジ５２に装着し、前フランジ６０で固定する。

装着ステップの後には、被加工物１１を切削ブレード４６で切削しながら、被加工物１１の上面１１ａ側に発生するバリを一対のバリ除去部材４８，５０で除去する加工ステップを実施する。図３は、加工ステップを模式的に示す一部断面側面図である。

被加工物１１は、例えば、半導体ウェーハ、金属板、樹脂板、パッケージ基板等であり、下面１１ｂ側に貼着されたダイシングテープ１３を介して環状のフレーム（不図示）に支持されている。ウェーハ１１の上面１１ａは、例えば、格子状に配列された切削予定ライン（ストリート）で複数の領域に区画されている。

被加工物１１の切削予定ラインには、例えば、金属や樹脂等の延性材が含まれている。そのため、この被加工物１１を切削ブレード４６で切削すると、カーフ（切り口）の縁にバリが発生しやすい。

そこで、本実施の形態の加工方法では、回転スピンドル４４を回転させて切削ブレード４６を被加工物１１に切り込ませるとともに、一対のバリ除去部材４８，５０を被加工物１１の上面１１ａに当接させて、切削で発生したバリを除去する。

上述のように、一対のバリ除去部材４８，５０は、切削ブレード４６を被加工物１１に切り込ませた際に、被加工物１１の上面１１ａに当接する程度の外径に形成されている。また、この一対のバリ除去部材４８，５０は、回転スピンドル４４の回転によって切削ブレード４６とともに回転する。

そのため、回転スピンドル４４を回転させて切削ブレード４６を被加工物１１に切り込ませ、切削ブレード４６及び一対のバリ除去部材４８，５０を走査するだけで、被加工物１１を切削しながらバリを除去できる。被加工物１１を完全に切断する場合には、図３に示すように、ダイシングテープ１３に達する程度の深さまで切削ブレード４６を切り込ませると良い。

以上のように、本実施の形態に係る加工方法は、切削ブレード４６で切削予定ラインを切削しながら、被加工物１１の上面１１ａ側に発生するバリを、切削ブレード４６を挟むように配設された一対のバリ除去部材４８，５０で除去するので、レーザービームを照射することなく、バリによる不具合の発生を防ぐことができる。

すなわち、本実施の形態の加工方法では、被加工物１１を切削する前にレーザー加工装置でレーザービームを照射する必要がないので、加工コストを大幅に増やすことなく、また、生産性を維持しながら、バリによる不具合の発生を防ぐことができる。

なお、本発明は上記実施の形態の記載に限定されず、種々変更して実施可能である。例えば、上記実施の形態の加工ステップでは、一対のバリ除去部材４８，５０を被加工物１１の上面１１ａに当接させてバリを除去しているが、バリ除去部材４８，５０は、必ずしも被加工物１１の上面１１ａに当接させなくて良い。

例えば、発生するバリと接触する程度にバリ除去部材４８，５０を被加工物１１の上面１１ａに近接させることができれば、バリを除去できる。この場合には、バリ除去部材４８，５０を、被加工物１１の上面１１ａに近接する程度の外径に形成すれば良い。

また、上記実施の形態では、ダイシングテープ１３に達する程度の深さまで切削ブレード４６を切り込ませ、被加工物１１を完全に切断しているが、被加工物１１は必ずしも完全に切断されなくて良い。被加工物１１の下面１１ｂに達しない深さまで切削ブレード４６を切り込ませる、いわゆるハーフカットでも良い。

その他、上記実施の形態に係る構成、方法などは、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。

２ 切削装置
４ 基台
６ チャックテーブル
６ａ 保持面
８ ブレードユニット
１０ Ｘ軸移動機構（加工送り機構）
１２ Ｘ軸ガイドレール
１４ Ｘ軸移動テーブル
１６ Ｘ軸ボールネジ
１８ Ｘ軸パルスモータ
２０ 支持台
２２ クランプ
２４ Ｙ軸移動機構（割り出し送り機構）
２６ Ｙ軸ガイドレール
２８ Ｙ軸移動テーブル
２８ａ 基部
２８ｂ 壁部
３０ Ｙ軸ボールネジ
３２ Ｙ軸パルスモータ
３４ Ｚ軸移動機構
３６ Ｚ軸ガイドレール
３８ Ｚ軸移動テーブル
４０ Ｚ軸パルスモータ
４２ スピンドルハウジング
４４ 回転スピンドル
４６ 切削ブレード
４８ バリ除去部材
５０ バリ除去部材
５２ 後フランジ
５４ フランジ部
５４ａ 開口
５４ｂ 当接面
５６ ボス部
５６ａ 外周面
５８ 後フランジ固定ボルト
５８ａ 外周面
６０ 前フランジ
６０ａ 開口
６２ 前フランジ固定ナット
６２ａ 開口
６２ｂ 内壁面
６４ ブレードカバー
１１ 被加工物
１１ａ 上面
１１ｂ 下面
１３ ダイシングテープ

Claims (1)

1. 少なくとも切削予定ライン上に延性材を含む被加工物の加工方法であって、
   被加工物の該切削予定ラインを切削する切削ブレードと、該切削ブレードを挟んで配設され、該切削ブレードで該切削予定ラインを切削することにより被加工物の上面側に発生するバリを除去する一対のバリ除去部材とを回転スピンドルの先端に装着する装着ステップと、
   該装着ステップを実施した後、該回転スピンドルを回転させて該切削ブレードを被加工物に切り込ませ、該切削ブレードを挟んだ一対の該バリ除去部材を被加工物の上面に当接させるとともに、該切削ブレード及び一対の該バリ除去部材を走査して、該切削ブレードで該切削予定ラインを切削しながら被加工物の上面側に発生するバリを一対の該バリ除去部材で除去する加工ステップと、を備えたことを特徴とする加工方法。