JP2015214002A - 切削方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板上に積層体が形成された被加工物の基板上面から所定の深さの溝を高精度に形成できるようにする。
【解決手段】所定の外径を有し回転する切削ブレード４２を積層体１２側から基板１１に至る深さに切り込ませ、切削ブレード４２の厚み方向に直交する長さ方向に伸長し積層体切削痕１７中に基板切削痕１８が露出した切削痕１６を被加工物に形成する切削痕形成ステップと、基板切削痕１８の長さ方向の距離Ｌと切削ブレード４２の外径とに基づき基板１１への切削ブレード４２の切り込み深さを算出する切り込み深さ算出ステップと、基板１１への切り込み深さに基いて切削ブレード４２の先端高さを調整して基板１１に対して所定の切り込み深さになるよう切削ブレード４２を位置付けて被加工物１０を切削する切削ステップと、を備える。
【選択図】図７

Description

本発明は、基板上に積層体が形成された被加工物を切削する方法に関する。

保持テーブルに保持された被加工物に対して回転する切削ブレードを所定深さ切り込ませて切削を行う切削装置においては、保持テーブルの保持面を基準に切削ブレードの被加工物に対する切り込み深さを制御している。しかし、保持テーブルの保持面を基準に切削ブレードの切り込み深さを制御する手法では、被加工物ごとに厚みばらつきがある場合に、被加工物上面から所定深さを有する切削溝を高精度に形成することができない。そこで、被加工物の上面の高さ位置を検出し、検出した上面の高さ位置を基準として切り込み深さを制御する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−２９８００３号公報

しかし、基板上に積層体が形成された被加工物において、基板上面を基準とする所定深さの溝を形成しようとする場合は、上記方法を使用できず、高精度に切り込み深さを制御することができないという問題がある。

本発明は、このような問題にかんがみなされたもので、基板上に積層体が形成された被加工物の基板上面から所定の深さの溝を高精度に形成できるようにすることを目的とする。

本発明は、基板上に積層体が形成された被加工物の切削方法であって、基板上に積層体が形成された被加工物の切削方法であって、所定の外径を有し回転する切削ブレードを該積層体側から該基板に至る深さに切り込ませ、該切削ブレードの厚み方向に直交する長さ方向に伸長し該積層体が切削されて形成された積層体切削痕中に該基板が切削されて形成された基板切削痕が露出した切削痕を被加工物に形成する切削痕形成ステップと、該切削痕形成ステップで形成された該基板切削痕の該長さ方向の距離と該切削ブレードの該外径とに基づき該基板への該切削ブレードの切り込み深さを算出する切り込み深さ算出ステップと、該切り込み深さ算出ステップで算出した該基板への該切り込み深さに基いて該切削ブレードの先端高さを調整して該基板に対して所定の切り込み深さになるよう該切削ブレードを位置付けて該被加工物を切削する切削ステップと、を備える。

前記切り込み深さ算出ステップは、前記被加工物を撮像手段で撮像して撮像画像を取得し、該撮像画像の該切削痕から該基板切削痕を検出するとともに該基板切削痕の該長さ方向の距離を検出し、検出された該長さ方向の距離と該切削ブレードの前記外径とに基づき前記基板への切り込み深さを算出する。

本発明に係る切削方法では、基板に至る深さに切削ブレードを切り込ませた切削痕を形成し、切削痕の長さと切削ブレードの外径とに基づき基板上面の高さ位置を算出するため、基板上に積層体が形成されている場合であっても、基板上面から所定の深さの溝を高精度に形成することができる。

被加工物の例を示す斜視図。 被加工物の切削予定ラインを示す斜視図。 切削痕形成ステップを示す正面図。 切削痕が形成された被加工物を示す側面視拡大断面図。 切削痕を撮像する状態を示す正面図。 切削痕が写った画像図。 切り込み深さ算出ステップを示す正面図及び平面図。 切削ステップを示す斜視図。

図１に示す被加工物１０は、基板１１上に積層体１２が形成されて構成されている。図２に示すように、被加工物１０は、デバイスが形成されたチップ領域１３と、チップ領域１３を囲繞する外周余剰領域１４とから構成されている。チップ領域１３においては、切削予定ライン１５によって区画された領域にデバイスが形成されており、切削予定ライン１５を縦横に切削することにより、デバイスごとのチップに分割される。デバイスとしては、回路パターンが形成されているものと回路パターンが形成されていないものとがあり、後者の例としては、例えばチップコンデンサがある。以下では、切削予定ライン１５に沿って積層体１２を分断するとともに、切削予定ライン１５に沿って基板１１の上面１１０から所定深さ切り込んだ切削溝を形成する方法について説明する。

（１）切削痕形成ステップ
例えば、図３に示す切削装置２０を用いて、図２に示した外周余剰領域１４に切削痕を形成する。この切削装置２０は、被加工物１０を保持する保持テーブル３０と、保持テーブル３０に保持された被加工物１０を切削する切削手段４０とを備えている。

保持テーブル３０は、被加工物１０を吸引保持する保持面３１を備えており、Ｘ軸方向に移動可能となっている。一方、切削手段４０は、保持テーブル３０の移動方向であるＸ軸方向に対して水平な方向に直交するＹ軸方向の回転軸を中心に回転するスピンドル４１と、スピンドル４１の先端に装着され所定の外径を有する切削ブレード４２とを備えている。切削ブレード４２は、基台４３の外周縁に切り刃４４が形成されて構成されており、切り刃４４の外周は、所定の半径を有している。

被加工物１０は、基板１１側が保持テーブル３０の保持面３１に保持され、積層体１２側が上方に露出した状態となっている。この状態で、保持テーブル３０を移動させずに矢印Ａ方向に回転する切削ブレード４２を上方から下降させ、積層体１２側から外周余剰領域１４に切り刃４４を切り込ませる（チョッパーカット）。このときの切り込み深さは、切り刃４４の下端が、積層体１２を貫通し、基板１１に至るが基板１１を貫通しない深さとする。切削ブレード４２の切り刃４４の下端の位置は、保持面３１を基準とする高さＨの位置である。保持面３１の高さ位置は、切削装置２０の制御部（不図示）があらかじめ認識している。この高さまで切り刃４４が切り込んだ後に、切削ブレード４２を上方に引き上げる。

なお、切削ブレード４２を下降させて被加工物１０に切り込ませた後、切削ブレード４２の回転軸に対して水平方向に直交する方向であるＸ軸方向に保持テーブル３０を所定範囲移動させ、その後、切削ブレード４２を上昇させる、いわゆるチョッパートラバース加工によって切削溝を形成してもよい。

また、切削痕は、外周余剰領域１４でなく、チップ領域１３に形成してもよい。チップ領域１３に切削痕を形成する場合は、切削予定ライン１５に切削ブレードを切り込ませる。ただし、後にその切削予定ライン１５に切削溝を形成するのに備え、後の切削ステップにおいて形成される切削溝よりも浅い切削痕を形成する。

図４に示すように、以上のようにして形成される切削痕１６は、切削ブレード４２の厚み方向（Ｙ軸方向）に直交する長さ方向（Ｘ軸方向）に伸長しており、積層体１２が切削されて形成された積層体切削痕１７と、基板１１が切削されて形成された基板切削痕１８とが被加工物１０の厚み方向（Ｚ軸方向）に連続して形成されている。すなわち、上方から見ると、積層体切削痕１７中に基板切削痕１８が露出して見える構成となっている。

（２）切り込み深さ算出ステップ
次に、図５に示すように、保持テーブル３０に保持された被加工物Ｗの上方に撮像手段５０を位置付け、図４に示した切削痕１６を上方から撮像する。撮像手段５０は、図３に示した切削装置２０に備えている。

続いて、撮像手段３０により取得した画像を２値化する。そうすると、図６に示す画像５１のように、基板切削痕１８のＸ軸方向両側に積層体切削痕１７が写り、基板１１と積層体１２との材質の違いに起因して基板切削痕１８と積層体切削痕１７との間には濃淡が表れる。したがって、基板切削痕１８と積層体切削痕１７との間の境界が明確となり、基板切削痕１８を検出することができる。なお、境界が明確に現れない場合は、被加工物Ｗに当てる照明の光量を調節するなどして、境界を明確化する。

次に、基板切削痕１８のＸ軸方向の距離Ｌを算出する。なお、Ｙ軸方向は、切り刃４４の厚み方向である。基板切削痕１８の長さＬは、例えば画像５１における画素数に基づいて求めることができる。

図７に示すように、基板切削痕１８の長さＬの１／２の値であるＬ／２と、切削ブレード４２の切り刃４４の半径Ｒと、切削ブレード４２の回転中心４２０から基板１１の上面１１０までの距離ａとの間には、次の関係が成立する。
Ｒ^２＝ａ^２＋（Ｌ／２）^２

ＲとＬとは既知であるから、上記計算式からａの値を求めることができる。そして、Ｒからａを引いた値が、基板１０の上面１１０からの実際の切り込み深さＨの値となる。切削ブレード４２の切り刃４４の下端位置は、切削手段４０（図３参照）を昇降させる制御部（不図示）が常に認識しているため、このときの切り刃４４の下端位置から切り込み深さＨだけ上方の高さ位置が、基板１１の上面１１０の高さ位置となる。すなわち、切削痕１６を形成したときと同じ高さ位置に切削ブレード４２を位置付ければ、基板１０の上面１１０から深さＨだけ切り込んだ切削溝を形成することができる。

（３）切削ステップ
切り込み深さ算出ステップで求めた切り込み深さＨに基づき、実際に切削予定ライン１５に沿って切削溝を形成していく。まず、例えば図５に示した撮像手段５０によって切削予定ライン１５を撮像し、切削ブレード４２とのＹ軸方向の位置合わせを行う。そして、被加工物１０を保持した保持テーブル３０をＸ軸方向に移動させながら、高速回転する切削ブレード４２の切り刃４４を切削予定ライン１５に沿って切り込ませる。このときの切削ブレード４２の切り刃４４の下端の高さは、切り込み深さ算出ステップで求めた基板１１への切り込み深さを基準として調整する。例えば、上記切り込み深さ算出ステップにおいて求めた切り込み深さＨが１０μｍであり、上面１１０を基準として深さ５０μｍの切削溝を形成する場合は、切り刃４４の下端が、切り込み深さ算出ステップにおける切削ブレード４２の高さ位置からさらに４０μｍ下降させた位置に切削ブレード４２を位置付け、その状態で被加工物１０をＸ軸方向に送る。そうすると、基板１１の上面１１０を基準として５０μｍの深さを有する切削溝１９を形成することができる。

なお、切り込み深さ算出ステップにおいて制御部が認識する切り刃４４の下端の位置から切り込み深さＨだけ上方の位置が、基板１１の上面１１０の高さ位置であるため、制御部は、基板１１の上面１１０の高さ位置を把握することができる。したがって、基板１１の上面１１０の高さ位置を基準として切削ブレード４２の切り込み深さを調整することもできる。

このように、切削痕形成ステップで形成された基板切削痕１８の長さ方向の距離と切削ブレード４２の外径とに基づき基板１０への切削ブレード４２の切り込み深さを算出するため、基板１１の上に積層体１２が積層されていても、上面１１０を基準とする所定深さの切削溝を形成することができる。

このようにして切削ブレード４２の切り刃４４の下端の位置を調整しながら、すべての切削予定ライン１５に切削溝１９を形成すると、すべての切削予定ライン１５に沿って、上面１１０を基準とする所定深さの切削溝が形成される。なお、被加工物をバー状に切り出す加工である場合には、一方向の切削予定ラインのみに切削溝を形成する。

切削ステップの後は、基板１１の下面（上面の反対面）を研削したり、被加工物１０に外力を加えたりすることにより、個々のチップに分割することができる。

基板１１の上面１１０の高さ位置は、被加工物ごとに異なる可能性があるため、上記切削痕形成ステップ及び切り込み深さ算出ステップは、保持テーブル３０に保持する被加工物を交換するごとに実行する。したがって、被加工物ごとに基板１１の上面１１０の高さ位置にバラツキがあったとしても、そのバラツキに対応して上面１１０を基準とする所定深さの切削溝を形成することができる。

１０：被加工物 １１：基板 １１０：上面 １２：積層体
１３：チップ領域 １４：外周余剰領域 １５：切削予定ライン
１６：切削痕 １７：積層体切削痕 １８：基板切削痕 １９：切削溝
２０：切削装置
３０：保持テーブル ３１：保持面
４０：切削手段 ４１：スピンドル ４２：切削ブレード ４２０：回転中心
４３：基台 ４４：切り刃
５０：撮像手段 ５１：画像

Claims (2)

1. 基板上に積層体が形成された被加工物の切削方法であって、
   所定の外径を有し回転する切削ブレードを該積層体側から該基板に至る深さに切り込ませ、該切削ブレードの厚み方向に直交する長さ方向に伸長し該積層体が切削されて形成された積層体切削痕中に該基板が切削されて形成された基板切削痕が露出した切削痕を被加工物に形成する切削痕形成ステップと、
   該切削痕形成ステップで形成された該基板切削痕の該長さ方向の距離と該切削ブレードの該外径とに基づき該基板への該切削ブレードの切り込み深さを算出する切り込み深さ算出ステップと、
   該切り込み深さ算出ステップで算出した該基板への該切り込み深さに基いて該切削ブレードの先端高さを調整して該基板に対して所定の切り込み深さになるよう該切削ブレードを位置付けて該被加工物を切削する切削ステップと、
   を備えた切削方法。
2. 前記切り込み深さ算出ステップは、
   前記被加工物を撮像手段で撮像して撮像画像を取得し、該撮像画像の該切削痕から該基板切削痕を検出するとともに該基板切削痕の該長さ方向の距離を検出し、検出された該長さ方向の距離と該切削ブレードの前記外径とに基づき前記基板への切り込み深さを算出する、請求項１に記載の切削方法。

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