JP2021040097A

JP2021040097A - 被加工物の切削方法

Info

Publication number: JP2021040097A
Application number: JP2019162133A
Authority: JP
Inventors: 秉得張; Byeongdeck Jang; ヨンソクキム; Yong Suk Kim
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2019-09-05
Filing date: 2019-09-05
Publication date: 2021-03-11
Also published as: US20210074559A1; US11682569B2

Abstract

【課題】デバイス領域を超えない切り込み深さを設定すること。【解決手段】本発明に係る被加工物の切削方法は、先端にむけて徐々に刃厚が薄くなる切削ブレードを用いて、表面に複数の分割予定ラインが形成された被加工物を切削する被加工物の切削方法であって、該切削ブレードの形状を確認する形状確認ステップと、該形状確認ステップで確認された形状から、該被加工物の表面に形成される切削溝の幅が事前に設定された値になる該切削ブレードの被加工物への切り込み深さを設定する切り込み深さ設定ステップと、被加工物の表面側から該切削ブレードを該切り込み深さ設定ステップにおいて設定された切り込み深さで切り込み、被加工物を切削する切削ステップと、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、被加工物の切削方法に関する。

従来、半導体ウエーハなどの被加工物をチャックテーブルに保持し、保持した被加工物を分割予定ラインに沿って切削加工し、個々のデバイスチップに分割する加工装置が知られている。この種の加工装置の中には、先端がＶ字形状の切削ブレードでパッケージ基板を切削し、その側面及び表面にシールド層を形成する技術がある（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１８−５６５０１号公報特開２０１１−５４７５１号公報

上記の従来技術は、ブレードがＶ字形状になっているため、切削ブレードを切り込む側の表面において切削溝の幅が一番広くなり、ブレード形状と切り込み深さとを上手く制御しなければ、分割予定ラインの中に切削溝が収まらず、パッケージ基板の表面に形成されたデバイス領域にまで切削溝が形成されてしまう懸念がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、被加工物に形成する切削溝を分割予定ライン内に収めることができる被加工物の切削方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、先端にむけて徐々に刃厚が薄くなる切削ブレードを用いて、表面に複数の分割予定ラインが形成された被加工物を切削する被加工物の切削方法であって、該切削ブレードの形状を確認する形状確認ステップと、該形状確認ステップで確認された形状から、該被加工物の表面に形成される切削溝の幅が事前に設定された値になる該切削ブレードの被加工物への切り込み深さを設定する切り込み深さ設定ステップと、被加工物の表面側から該切削ブレードを該切り込み深さ設定ステップにおいて設定された切り込み深さで切り込み、被加工物を切削する切削ステップと、を備えることを特徴とする。

また、上記被加工物の切削方法において、該形状確認ステップは、ダミーワークまたは実際に加工する被加工物に該切削ブレードで切削溝を形成し、該切削ブレードの形状を転写する転写ステップと、該切削溝の断面を撮像する撮像ステップと、を含むことを特徴とする。

また、上記被加工物の切削方法において、該被加工物は、表面に該分割予定ラインで区画された領域にチップが積層され、該チップが樹脂で封止されたパッケージ基板であり、該切削ステップは、該樹脂で封止された面から切削することを特徴とする。

本発明によれば、被加工物に形成する切削溝を分割予定ライン内に収めることができるという効果を奏する。

図１は、実施形態１に係る切削装置の構成例を示す斜視図である。図２は、実施形態１に係る切削装置の加工対象の被加工物を示す斜視図である。図３は、実施形態１に係る切削ユニットの構成例を示す側面図である。図４は、実施形態１に係る切削方法の手順を示すフローチャートである。図５は、実施形態１に係る切削溝の構成例を示す一部断面図である。図６は、実施形態１に係る切り込み深さの設定方法の概要を示す一部断面図である。図７は、実施形態２に係る切削方法の手順を示すフローチャートである。図８は、実施形態２に係る切削ユニットの構成例を示す側面図である。図９は、実施形態３に係るパッケージ基板の構成例を示す平面図である。図１０は、図９に示すＩＸ−ＩＸ線に沿う断面図である。図１１は、実施形態３に係る切削方法の手順を示すフローチャートである。図１２は、実施形態３に係る切り込み深さの設定方法の概要を示す一部断面図である。図１３は、実施形態４に係る切削方法の手順を示すフローチャートである。図１４は、実施形態４に係る切り込み深さの設定方法の概要を示す一部断面図である。図１５は、変形例に係る切削溝の構成例を模式的に示す一部断面図である。

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

［実施形態１］
図１を用いて、本発明の実施形態１に係る切削装置を図面に基づいて説明する。図１は、実施形態１に係る切削装置の構成例を示す斜視図である。図２は、実施形態１に係る切削装置の加工対象の被加工物を示す斜視図である。

（被加工物）
図１に示す切削装置１は、図２に示す被加工物２００を切削ブレード２１で切削加工して、個々のデバイス２０５に分割する装置である。実施形態１では、被加工物２００は、シリコン、サファイア、ガリウムなどを基板２０１−１とする円板状の半導体ウエーハや光デバイスウエーハ等のウエーハである。被加工物２００は、基板２０１−１の表面２０２に格子状に形成された複数のストリート２０３，２０４によって格子状に区画された領域にデバイス２０５が形成されている。なお、実施形態１では、複数のストリート２０３は、互いに平行に配置され、複数のストリート２０４は、互いに平行に配置されている。また、ストリート２０３，２０４は、互いに直交している。

また、図２に示す被加工物２００は、中央部が薄化され、外周部に厚肉部が形成された所謂ＴＡＩＫＯ（登録商標）ウエーハでもよく、ウエーハの他に、樹脂により封止されたデバイスを複数有した矩形状のパッケージ基板、デバイス２０５及びストリート２０３，２０４が設定されていないセラミックス基板、フェライト基板、ガラス板又はニッケル及び鉄の少なくとも一方を含む基板等でも良い。

図２に示す被加工物２００は、基板２０１−１の裏面２０６が外周縁に環状フレーム２１０が装着された粘着テープ２１１に貼着され、環状フレーム２１０に支持されている。

また、図２に示す被加工物２００は、図２に点線で示す直線状の分割（切削）予定ライン２２０が設定されている。分割予定ライン２２０は、切削装置１が切削ブレード２１を切り込ませる位置を示す仮想的な線であり、各ストリート２０３，２０４と、最も外縁寄りのデバイス２０５の外側にストリート２０３，２０４と平行に配置されている。各ストリート２０３，２０４に設けられた分割予定ライン２２０は、各ストリート２０３，２０４の全長に亘って各ストリート２０３，２０４の幅方向の中央に配置されている。

また、後述する切削方法では、実際の加工対象である基板２０１−１の切削加工に先立って、ダミーワーク２０１−２を用いた工程が実施される。ダミーワーク２０１−２は、基板２０１−１と同一の寸法で形成された模擬切削用の部材である。

（切削装置）
図１に示す切削装置１は、被加工物２００を保持面１１で吸引保持する保持テーブル１０と、保持テーブル１０に保持した被加工物２００をスピンドル２２に装着した切削ブレード２１で切削する切削手段である切削ユニット２０と、保持テーブル１０に保持された被加工物２００を撮像する撮像ユニット３０と、保持テーブル１０と切削ユニット２０とを相対的に移動させる移動手段である移動ユニット４０と、各構成要素を制御する制御手段である制御ユニット１００とを少なくとも有する。

移動ユニット４０は、保持テーブル１０を鉛直方向と平行なＺ軸方向と平行な軸心回りに回転する回転駆動源４１と、保持テーブル１０を水平方向と平行なＸ軸方向に加工送りするＸ軸移動ユニット４２と、切削ユニット２０を水平方向と平行でかつＸ軸方向に直交するＹ軸方向に割り出し送りするＹ軸移動ユニット４３と、切削ユニット２０をＺ軸方向に切り込み送りするＺ軸移動ユニット４４とを少なくとも備える。

保持テーブル１０は、被加工物２００を保持する保持面１１がポーラスセラミック等から形成された円盤形状である。また、保持テーブル１０は、Ｘ軸移動ユニット４２によりＸ軸方向に移動自在で回転駆動源４１によりＺ軸方向と平行な軸心回りに回転自在に設けられている。保持テーブル１０は、ポーラスセラミック等から形成された保持面１１が図示しない真空吸引源と接続されている。保持テーブル１０は、保持面１１に環状フレーム２１０に一体となった被加工物２００が粘着テープ２１１を介して載置され、保持面１１が真空吸引源により吸引されることで、環状フレーム２１０に一体となった被加工物２００を吸引保持する。

切削ユニット２０は、保持テーブル１０に保持された被加工物２００を切削する切削ブレード２１を回転可能に装着したユニットである。図３は、実施形態１に係る切削ユニットの構成例を示す側面図である。

図３に示す切削ユニット２０は、切削ブレード２１−１と、切削ブレード２１−１が装着されるスピンドル２２と、スピンドル２２を回転自在に支持しＹ軸移動ユニット４３によりＹ軸方向に移動自在に設けられかつＺ軸移動ユニット４４によりＺ軸方向に移動自在に設けられたスピンドルハウジング２３とを備えるものである。切削ユニット２０は、それぞれ、保持テーブル１０に保持された被加工物２００に対して、Ｙ軸移動ユニット４３によりＹ軸方向に移動自在に設けられ、かつ、Ｚ軸移動ユニット４４によりＺ軸方向に移動自在に設けられている。

切削ユニット２０は、Ｙ軸移動ユニット４３及びＺ軸移動ユニット４４により、保持テーブル１０の保持面１１の任意の位置に切削ブレード２１−１を位置付け可能となっている。切削ブレード２１−１は、略リング形状を有する極薄の切削砥石である。切削ブレード２１−１は、図３に示すように、先端にむけて徐々に刃厚が薄くなる断面がＶ形状の切り刃を備えている。スピンドル２２は、切削ブレード２１−１を回転させることで被加工物２００を切削する。スピンドルハウジング２３は、スピンドル２２を軸心回りに回転自在に収容している。切削ユニット２０は、スピンドル２２に切削ブレード２１−１を装着することにより、切削ブレード２１−１を回転可能に保持する。切削ユニット２０のスピンドル２２及び切削ブレード２１−１の軸心は、Ｙ軸方向と平行に設定されている。

撮像ユニット３０は、切削ユニット２０と一体的に移動するように、切削ユニット２０に固定されている。撮像ユニット３０は、保持テーブル１０に保持された切削前の被加工物２００の分割すべき領域を撮影する撮像素子を備えている。撮像素子は、例えば、ＣＣＤ（Charge-Coupled Device）撮像素子又はＣＭＯＳ（Complementary MOS）撮像素子である。撮像ユニット３０は、保持テーブル１０に保持された被加工物２００を撮影して、被加工物２００と切削ブレード２１−１との位置合わせを行なうアライメントを遂行するため等の画像を取得し、取得した画像を制御ユニット１００に出力する。

Ｘ軸移動ユニット４２は、保持テーブル１０をＸ軸方向に移動させることで、保持テーブル１０と切削ユニット２０とを相対的にＸ軸方向に沿って加工送りするものである。Ｙ軸移動ユニット４３は、切削ユニット２０を割り出し送り方向であるＹ軸方向に移動させることで、保持テーブル１０と切削ユニット２０とを相対的にＹ軸方向に沿って割り出し送りするものである。Ｚ軸移動ユニット４４は、切削ユニット２０を切り込み送り方向であるＺ軸方向に移動させることで、保持テーブル１０と切削ユニット２０とを相対的にＺ軸方向に沿って切り込み送りするものである。

Ｘ軸移動ユニット４２、Ｙ軸移動ユニット４３及びＺ軸移動ユニット４４は、軸心回りに回転自在に設けられた周知のボールねじ、ボールねじを軸心回りに回転させる周知のモータ及び保持テーブル１０又は切削ユニット２０をＸ軸方向、Ｙ軸方向又はＺ軸方向に移動自在に支持する周知のガイドレールを備える。

また、切削装置１は、保持テーブル１０のＸ軸方向の位置を検出するため図示しないＸ軸方向位置検出ユニットと、切削ユニット２０のＹ軸方向の位置を検出するための図示しないＹ軸方向位置検出ユニットと、切削ユニット２０のＺ軸方向の位置を検出するためのＺ軸方向位置検出ユニットとを備える。Ｘ軸方向位置検出ユニット及びＹ軸方向位置検出ユニットは、Ｘ軸方向、又はＹ軸方向と平行なリニアスケールと、読み取りヘッドとにより構成することができる。Ｚ軸方向位置検出ユニットは、モータのパルスで切削ユニット２０のＺ軸方向の位置を検出する。Ｘ軸方向位置検出ユニット、Ｙ軸方向位置検出ユニット及びＺ軸方向位置検出ユニットは、保持テーブル１０のＸ軸方向、切削ユニット２０のＹ軸方向又はＺ軸方向の位置を制御ユニット１００に出力する。

また、切削装置１は、切削前後の被加工物２００を収容するカセット５１が載置されかつカセット５１をＺ軸方向に移動させるカセットエレベータ５０と、切削後の被加工物２００を洗浄する洗浄ユニット６０と、被加工物２００をカセット５１と保持テーブル１０と洗浄ユニット６０との間で搬送する図示しない搬送ユニットと、切削ブレード２１−１の刃先の下端が保持テーブル１０の保持面１１と同一平面上となる切削ユニット２０のＺ軸方向の基準位置を割り出す図示しないセットアップ機構とを備える。

制御ユニット１００は、切削装置１の上述した構成要素をそれぞれ制御して、被加工物２００に対する加工動作を切削装置１に実施させるものである。なお、制御ユニット１００は、コンピュータである。制御ユニット１００は、ＣＰＵ（central processing unit）のようなマイクロプロセッサを有する演算処理装置と、ＲＯＭ（read only memory）やＲＡＭ（random access memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）などを有する記憶装置と、入出力インターフェース装置とを有する。制御ユニット１００の演算処理装置は、記憶装置に記憶されているコンピュータプログラムに従って演算処理を実施して、切削装置１を制御するための制御信号を、入出力インターフェース装置を介して切削装置１の上述した構成要素に出力する。

また、制御ユニット１００は、加工動作の状態や画像などを表示する液晶表示装置などにより構成される図示しない表示ユニット及びオペレータが加工内容情報などを登録する際に用いる図示しない入力ユニットと接続されている。入力ユニットは、表示ユニットに設けられたタッチパネル及びキーボード等の外部入力装置のうち少なくとも一つにより構成される。

図１に示すように、制御ユニット１００は、加工条件記憶部１１０と、加工動作制御部１２０と、形状確認部１３０と、切り込み深さ設定部１４０とを備える。

加工条件記憶部１１０は、図２に示す被加工物の加工条件を記憶する。加工条件には、被加工物２００を切削する際に分割予定ライン２２０において設定される切削溝の幅や、切り込み深さの設定値などが含まれる。なお設定される切削溝の幅は一点でなく許容する切削溝の幅（溝幅）の範囲を持っていても良い。溝幅の範囲は、被加工物２００に形成する切削溝の幅（溝幅）の下限値及び上限値で構成される。例えば、分割予定ライン２２０の幅が３００μｍ（マイクロメートル）である場合、切削溝の溝幅の許容される範囲として、２００μｍ（マイクロメートル）〜２５０μｍ（マイクロメートル）が例示される。切り込み深さは、加工対象（半導体ウエーハやパッケージ基板）や切削方法（ハーフカットやフルカット）に応じて異なり、加工対象の厚みや切削方法に応じて決定される。また、切り込み深さには、基板２０１−１の厚みのばらつきや、Ｚ軸方向の制御のばらつきを考慮して、所定の余裕量（マージン）が設定される。切削ブレード２１−１は、使用されるにつれて、先端が摩耗し、徐々に丸みを帯びる。このため、切削ブレード２１−１の使用に伴って、切削ブレード２１−１による切り込み深さが所望の位置（Ｚ軸方向の位置）まで切り込めなくなることが予想される。この点に鑑み、基板２０１−１の厚みのばらつきや、Ｚ軸方向の制御のばらつきに基づいて、所定の余裕量を切り込み方向に設定することにより、切削ブレード２１−１の刃先が所望の位置よりも深く切り込めるようにある程度の余裕を持たせておく。

加工動作制御部１２０は、切削装置１の切削動作を制御する機能部である。加工動作制御部１２０は、切削ブレード２１−１の刃先の下端を分割予定ライン２２０の切削開始位置に位置付ける。加工動作制御部１２０は、切削開始位置に位置付けた切削ブレード２１−１を下降させて、切削ブレード２１−１の刃先の下端を所定の切り込み深さまで切り込ませる。加工動作制御部１２０は、切削ブレード２１−１に対し、被加工物２００を保持した保持テーブル１０を切削開始位置から切削終了位置に向かって相対的に加工送りして、分割予定ライン２２０を切削する。また、加工動作制御部１２０は、分割予定ライン２２０の切削終了後、刃先の下端が被加工物２００のデバイス２０５の上面よりも高くなるまで切削ブレード２１−１を上昇させ、次に切削する分割予定ライン２２０の上方に向けて割り出し送りする。このようにして、加工動作制御部１２０は、切削ブレード２１−１に各分割予定ライン２２０を切削させる。

形状確認部１３０は、後述する形状確認ステップＳＴ１１を実行する機能部である。

切り込み深さ設定部１４０は、後述する切り込み深さ設定ステップＳＴ１２を実行する機能部である。

図４は、実施形態１に係る切削方法の手順を示すフローチャートである。図４に示す切削方法は、上述した制御ユニット１００が有する各部により実行される。図４に示すように、実施形態１に係る切削方法は、形状確認ステップＳＴ１１と、切り込み深さ設定ステップＳＴ１２と、切削ステップＳＴ１３とを備える。

形状確認ステップＳＴ１１は、切削ブレード２１−１の形状を確認する工程である。形状確認ステップＳＴ１１は、加工動作制御部１２０及び形状確認部１３０により実行される。形状確認ステップＳＴ１１は、ダミーワーク２０１−２に切削ブレード２１−１で切削溝を形成し、切削ブレード２１−１の形状を転写する転写ステップと、切削溝の断面を撮像ユニット３０により撮像撮像ステップとを含む。

転写ステップは、ダミーワーク２０１−２に切削ブレード２１−１で切削溝２４０−２を形成し、切削ブレード２１−１の形状を転写する。転写ステップは、実際に被加工物２００を加工する深さ以上の所定の切り込み深さでダミーワーク２０１−２を切削し、ダミーワーク２０１−２に切削ブレード２１−１のＶ形状が転写された切削溝を形成する。撮像ステップは、転写ステップにより形成された切削溝２４０−１の断面を撮像する。撮像ステップは、ダミーワーク２０１−２に形成された切削溝２４０−２の断面を撮像ユニット３０により撮像し、切削溝２４０−１の断面の画像を取得する。切削溝２４０−２の断面を撮像する際は、切削溝２４０−２を側面から（Ｘ軸方向に平行な方向側）から撮像してもよいし、ダミーワーク２０１−２を切削溝２４０−２の断面を上側に向けて上方（Ｚ軸方向に平行な方向側）から撮像してもよい。図５は、実施形態１に係る切削溝の構成例を示す一部断面図である。

図５に示すように、形状確認ステップにおいて、ダミーワーク２０１−２に形成される切削溝２４０−２には、切り込み深さ２４１−１で切り込んだときの切削ブレード２１−１の形状が転写される。ダミーワークはシリコンやカーボンの四角片が好ましく、テープに形成された溝よりもシリコンやカーボンに形成された溝の方が形状を確認しやすいため、ダミーワークをフルカットせず、溝を入れるハーフカットが好ましい。切削溝２４０−２は、実際の加工対象となる基板２０１−１を加工する際に形成される切削溝に対応する形状が転写されたものである。また、切り込み深さ２４１−２は、実際の加工対象となる基板２０１−１の厚みのばらつきや、Ｚ軸方向の制御のばらつきを考慮して設定される所定の余裕量（マージン）２４２−２を含む。また、切削溝２４０−１は、所定の切り込み深さ２４１−１に応じた溝幅２４３−１をダミーワーク２０１−２の表面側２０１−２１に有する。

図４に戻り、切り込み深さ設定ステップＳＴ１２は、形状確認ステップＳＴ１１で確認された形状から、被加工物２００の表面に形成される切削溝の幅が事前に設定された値、又は許容される範囲内に収まる切削ブレード２１−１の被加工物２００への切り込み深さを設定する工程である。切り込み深さ設定ステップＳＴ１２は、上記切り込み深さ設定部１４０により実行される。図６は、実施形態１に係る切り込み深さの設定方法の概要を示す一部断面図である。

図５に示す切削溝２４０−２の溝幅２４３−２は、加工条件記憶部１１０に記憶された加工条件に示される事前に設定された範囲、すなわち分割予定ライン２２０において許容する幅の範囲に収まっていない。すなわち、図５に示す溝幅２４３−２が、図６に示す溝幅の下限値２３１−１〜上限値２３２−１の範囲に収まっていない。そこで、切り込み深さ設定ステップＳＴ１２は、切り込み深さ２４１−２で切り込んだときに、切削溝２４０−２の溝幅２４３−２が、分割予定ライン２２０において許容する幅の範囲、すなわち溝幅の下限値２３１−２〜上限値２３２−２の範囲に収まるように切り込み深さを設定する。具体的には、切り込み深さ設定ステップＳＴ１２は、所定の余裕量２４２−２を調整する（減らす）ことにより、溝幅２４３−２が、溝幅の下限値２３１−２〜上限値２３２−２に収まり、かつ図６に示すように、切削溝２４０−２が必要な切り込み深さ２４５を満たす切り込み深さとなるように、切り込み深さの設定を行う。設定が完了すると、切り込み深さ設定ステップＳＴ１２は、設定した切り込み深さ２４４−２を加工条件記憶部１１０に格納する。

なお、切り込み深さ設定ステップＳＴ１２は、所定の余裕量２４２−２を調整しても、必要な切り込み深さを満足し、かつ溝幅が分割予定ライン２２０において許容する幅の範囲に収まる切り込み深さを設定できない場合、オペレータに対して、切削ブレード２１−１の交換を促す。例えば、切り込み深さ設定ステップＳＴ１２は、切削ブレード２１−１の交換を促す通知を表示させたり、音声ガイダンスを出力したりすることで、切削ブレード２１−１の交換をオペレータに促すことができる。

図４に戻り、切削ステップＳＴ１３は、被加工物２００の表面側から切削ブレード２１−１を切り込み深さ設定ステップＳＴ１２において設定された切り込み深さ２４４−２で切り込み、被加工物２００を切削する工程である。切削ステップＳＴ１３は、加工動作制御部１２０により実行される。切削ステップＳＴ１３では、形状確認ステップＳＴ１１による切削ブレード２１−１の形状確認、及び形状確認結果に基づいて設定された切り込み深さに基づいて、実際の加工対象となる基板２０１−１を用いた被加工物２００の切削が実行される。

切削ステップＳＴ１３は、移動ユニット４０のＸ軸移動ユニット４２及びＹ軸移動ユニット４３を制御して、切削ブレード２１−１の刃先の下端を分割予定ライン２２０の切削開始位置に位置付ける。このとき、切削ステップＳＴ１３は、切削ブレード２１−１の刃先の下端を被加工物２００のデバイス２０５の上面よりも上方に位置付けた状態で行う。続いて、切削ステップＳＴ１３は、移動ユニット４０のＺ軸移動ユニット４４を制御して、切削ブレード２１−１を下降させて、軸心回りに回転する切削ブレード２１−１の刃先の下端を所定の切り込み深さに対応する切り込み高さに位置付けて、切削ブレード２１−１を粘着テープ２１１に切り込ませる。続いて、切削ステップＳＴ１３は、Ｘ軸移動ユニット４２を制御して、切削ブレード２１−１に対して被加工物２００を保持した保持テーブル１０を相対的に加工送りする。これらの動作を繰り返すことにより、切削ステップＳＴ１３は、各分割予定ライン２２０を切削する。

上述してきたように、実施形態１に係る切削方法は、形状確認ステップＳＴ１１と、切り込み深さ設定ステップＳＴ１２と、切削ステップＳＴ１３とを備える。形状確認ステップＳＴ１１は、転写ステップと撮像ステップとを含み、これらのステップにより切削ブレード２１−１の形状を確認する。転写ステップは、ダミーワーク２０１−２に切削ブレード２１−１で切削溝２４０−２を形成し、切削ブレード２１−１の形状を転写する。撮像ステップは、切削溝２４０−２の断面を撮像ユニット３０により撮像する。切り込み深さ設定ステップＳＴ１２は、形状確認ステップＳＴ１１で確認された形状から、被加工物２００の表面に形成される切削溝２４０−２の溝幅２４３−２が事前に設定された値、または許容される範囲内に収まる切削ブレード２１−１の被加工物２００への切り込み深さを設定する。切削ステップＳＴ１３は、被加工物２００の表面側から切削ブレード２１−１を切り込み深さ設定ステップＳＴ１２において設定された切り込み深さ２４４−２で被加工物２００を切削する。

このように、実施形態１に係る切削方法は、実際の加工対象となる基板２０１−１に対応するダミーワーク２０１−２を切削し、切削ブレード２１−１の転写形状である切削溝２４０−２の断面を撮像する。そして、実施形態１に係る切削方法は、撮像した切削溝２４０−２の断面を確認し、切削溝２４０−２の溝幅２４３−２が事前に設定された範囲内に収まらない場合、すなわち分割予定ライン２２０における許容範囲を超える場合、切り込み深さ２４１−２に含まれる余裕量２４２−２を調整して、切り込み深さ２４４−２を設定する。そして、実施形態１に係る切削方法は、設定された切り込み深さ２４４−２で、実際の加工対象である基板２０１−１の切削を実行する。このようなことから、実施形態１に係る切削方法によれば、被加工物２００に形成する切削溝を分割予定ライン２２０内に収めることができる。

［実施形態２］
図７は、実施形態２に係る切削方法の手順を示すフローチャートである。図７に示す切削方法は、上述した制御ユニット１００が有する各部により実行される。図７に示すように、実施形態１に係る切削方法は、形状確認ステップＳＴ２１と、切り込み深さ設定ステップＳＴ２２と、第１切削ステップＳＴ２３と、第２切削ステップＳＴ２４を備える。図７に示す切削方法は、第２切削ステップＳＴ２４を有する点が、図４に示す切削方法とは異なる。

図８は、実施形態２に係る切削ユニットの構成例を示す側面図である。図８に示す切削ユニット２０は、切削ブレード２１−２を備える。切削ブレード２１−２は、略リング形状を有する極薄の切削砥石である。図８に示す切削ブレード２１−２は、図３に示す切削ブレード２１−１とは異なり、厚さが一様な断面が矩形状の切り刃を備えている。図８に示す切削ブレード２１−２は、後述する第２切削ステップＳＴ２４において利用される。

形状確認ステップＳＴ２１は、図４に示す形状確認ステップＳＴ１１と同様に、切削ブレード２１−１の形状を確認する工程である。

切り込み深さ設定ステップＳＴ２２は、図４に示す切り込み深さ設定ステップＳＴ１２と同様の工程である。

第１切削ステップＳＴ２３は、被加工物２００の表面側から切削ブレード２１−１を切り込み深さ設定ステップＳＴ２２において設定された切り込み深さで切り込み、被加工物２００を切削する工程である。

第２切削ステップＳＴ２４は、第１切削ステップＳＴ２３によりハーフカットされた被加工物２００を、切削ブレード２１−２を用いて、被加工物２００を分割する工程である。

［実施形態３］
以下の実施形態３では、パッケージ基板の切削方法について説明する。図９は、実施形態３に係るパッケージ基板の構成例を示す平面図である。図１０は、図９に示すＩＸ−ＩＸ線に沿う断面図である。図１１は、実施形態３に係る切削方法の手順を示すフローチャートである。

図９に示すパッケージ基板３００−１は、交差する複数の分割予定ライン３０１が形成された配線基板３０２を備える。配線基板３０２は、平面形状が矩形状に形成され、配線基板３０２上には、チップ領域３０３が形成されている。

また、図１０に示すように、パッケージ基板３００−１は、配線基板３０２上のチップ領域３０３に配設された複数のデバイスチップ３０４と、デバイスチップ３０４を被覆する樹脂封止層３０５とを有する。デバイスチップ３０４は、パッケージ基板３００−１の表面のチップ領域３０３上に等間隔に配置され、互いに隣り合うデバイスチップ３０４間に分割予定ライン３０１を形成している。

また、パッケージ基板３００−１は、配線基板３０２とデバイスチップ３０４との間に図示しない絶縁層を介して設けられた図示しない配線層を備える。

樹脂封止層３０５は、絶縁性を有する合成樹脂により構成され、配線基板３０２上のデバイスチップ３０４に加え、配線層を被覆している。配線基板３０２は、デバイスチップ３０４が生じた熱を外部に放熱するものである。

パッケージ基板３００−１は、図１に示す切削装置１により切削加工されて、個々のデバイスチップ３０４に分割される。

実施形態３に係る切削方法は、図１１に示すように、形状確認ステップＳＴ３１と、切り込み深さ設定ステップＳＴ３２と、切削ステップＳＴ３３とを備える。図１１に示す切削方法は、上述した制御ユニット１００が有する各部により実行される。

形状確認ステップＳＴ３１は、図４に示す形状確認ステップＳＴ１１と同様の工程である。形状確認ステップＳＴ３１は、ダミーワーク３００−２に切削ブレード２１−１で切削溝を形成し、切削ブレード２１−１の形状を転写する転写ステップと、切削溝の断面を撮像ユニット３０により撮像撮像ステップとを含む。

転写ステップは、ダミーワーク３００−２に切削ブレード２１−１の刃先の下端を切り込ませて、所定の切り込み深さに位置付ける。続いて、転写ステップは、切削ブレード２１−１によりダミーワーク３００−２を切削し、ダミーワーク３００−２に対して、切削ブレード２１−１のＶ形状が転写された切削溝を形成する。撮像ステップは、ダミーワーク３００−２に形成された切削溝の断面を撮像ユニット３０により撮像し、切削溝の断面の画像を取得する。

切り込み深さ設定ステップＳＴ３２は、図４に示す切り込み深さ設定ステップＳＴ３２と同様の工程である。図１２は、実施形態３に係る切り込み深さの設定方法の概要を示す一部断面図である。

図１２に示すように、ダミーワーク３００−２は、例えばパッケージ基板３００と同等かそれ以上の厚みを有する四角片である。また実際の被加工物と同じ形状及び構成のパッケージ基板や実際に加工する被加工物のデバイスが形成されていない外縁を切削し、形状を確認しても良い。

図１１に示す形状確認ステップＳＴ３１において、ダミーワーク３００−２に形成される切削溝３２０には、図１２に示すように、所定の切り込み深さ３２１に対応する切削ブレード２１−１の形状が転写される。切削溝３２０は、配線基板３０２に対応する層を分割する切り込み深さで形成されている。所定の切り込み深さ３２１は、実際に加工するパッケージ基板３００−１の厚みのばらつきや、Ｚ軸方向の制御のばらつきを考慮して、所定の余裕量（マージン）３２２を含む。また、切削溝３２０は、所定の切り込み深さ３２１に応じた溝幅３２３をダミーワーク３００−２の表面側（切削ブレード２１−１が切り込む面側）に有する。

続いて、図１１に示す切り込み深さ設定ステップＳＴ３２は、切削溝３２０の溝幅３２３が、加工条件に示される事前に設定された範囲、すなわち分割予定ライン２２１において許容する幅の範囲に収まるように切り込み深さを設定する。具体的には、図１２に示すように、切り込み深さ設定ステップＳＴ３２は、所定の余裕量（マージン）３２２を調整することにより、溝幅３２３が、溝幅の下限値３３１〜上限値３３２に収まり、かつ切削溝３２０が配線基板３０２を分割するために必要な切り込み深さ（例えば深さ３３３）となるように、切り込み深さの設定を行う。設定が完了すると、切り込み深さ設定ステップＳＴ３２は、設定した切り込み深さを加工条件記憶部１１０に格納する。

なお、切り込み深さ設定ステップＳＴ３２は、所定の余裕量３２２を調整しても、必要な切り込み深さを満足し、かつ溝幅が分割予定ライン３０１において許容する幅の範囲に収まる切り込み深さを設定できない場合、オペレータに対して、切削ブレード２１−１の交換を促す。例えば、切り込み深さ設定ステップＳＴ３２は、切削ブレード２１−１の交換を促す通知を表示させたり、音声ガイダンスを出力したりすることで、切削ブレード２１−１の交換をオペレータに促すことができる。

図１１に戻り、切削ステップＳＴ３３は、パッケージ基板３００−１の樹脂で封止された面（樹脂封止層３０５）側から切削ブレード２１−１を切り込み深さ設定ステップＳＴ３２において設定された切り込み深さで切り込み、パッケージ基板３００−１を切削する工程である。切削ステップＳＴ３３では、形状確認ステップＳＴ３１による切削ブレード２１−１の形状確認、及び形状確認結果に基づいて設定された切り込み深さに基づいて、実際の加工対象となるパッケージ基板３００−１の切削が実行される。

［実施形態４］
以下の実施形態４では、切削ブレード２１−１をパッケージ基板３００−１が備える配線基板３０２の表面に至る深さまで切り込ませる切削加工を実行する場合の切削方法について説明する。

図１３は、実施形態４に係る切削方法の手順を示すフローチャートである。図１３に示す切削方法は、上述した制御ユニット１００が有する各部により実行される。図１３に示すように、実施形態４に係る切削方法は、形状確認ステップＳＴ４１と、切り込み深さ設定ステップＳＴ４２と、第１切削ステップＳＴ４３と、第２切削ステップＳＴ４４を備える。図１３に示す切削方法は、第２切削ステップＳＴ４４を備える点が、図１１に示す切削方法と異なる。

形状確認ステップＳＴ４１は、図１１に示す形状確認ステップＳＴ３１と同様に、切削ブレード２１−１の形状を確認する工程である。切り込み深さ設定ステップＳ４２は、図１１に示す切り込み深さ設定ステップＳＴ３２と同様の工程である。図１４は、実施形態４に係る切り込み深さの設定方法の概要を示す一部断面図である。

図１３に示す形状確認ステップＳＴ４１において、ダミーワーク３００−２に形成される切削溝３４０には、図１４に示すように、ダミーワーク３００−２の樹脂封止層３０５に対応する層３００−２１に、樹脂封止層３０５の厚さに応じて決定された所定の切り込み深さ３４１に対応する切削ブレード２１−１の形状が転写される。切削溝３４０は、少なくとも、配線基板３０２の表面に至る切り込み深さで形成されている。所定の切り込み深さ３４１は、実際に加工するパッケージ基板３００−１の厚みのばらつきや、Ｚ軸方向の制御のばらつきを考慮して、所定の余裕量（マージン）３４２を含む。また、切削溝３４０は、所定の切り込み深さ３４１に応じた溝幅３４３をダミーワーク３００−２の表面側（切削ブレード２１−１が切り込む面側）に有する。

続いて、図１３に示す切り込み深さ設定ステップＳＴ４２は、切削溝３４０の溝幅３４３が、加工条件に示される事前に設定された範囲、すなわちすなわち分割予定ライン３０１において許容する幅の範囲に収まるように切り込み深さを設定する。具体的には、図１４に示すように、切り込み深さ設定ステップＳＴ４２は、所定の余裕量（マージン）３４２を調整することにより、溝幅３４３が、溝幅の下限値３３１〜上限値３３２に収まり、かつ切削溝３４０が少なくとも配線基板３０２の表面に至るために必要な切り込み深さ（例えば深さ３５３）となるように、切り込み深さの設定を行う。設定が完了すると、切り込み深さ設定ステップＳＴ４２は、設定した切り込み深さを加工条件記憶部１１０に格納する。

なお、切り込み深さ設定ステップＳＴ４２は、所定の余裕量３４２を調整しても、必要な切り込み深さを満足し、かつ溝幅が分割予定ライン３０１において許容する幅の範囲に収まる切り込み深さを設定できない場合、オペレータに対して、切削ブレード２１−１の交換を促す。例えば、切り込み深さ設定ステップＳＴ４２は、切削ブレード２１−１の交換を促す通知を表示させたり、音声ガイダンスを出力したりすることで、切削ブレード２１−１の交換をオペレータに促すことができる。

図１３に戻り、第１切削ステップＳＴ４３は、パッケージ基板３００−１の表面側から切削ブレード２１−１を切り込み深さ設定ステップＳＴ２２において設定された切り込み深さで切り込み、パッケージ基板３００−１を切削する工程である。第１切削ステップＳＴ４３では、形状確認ステップＳＴ２１による切削ブレード２１−１の形状確認、及び形状確認結果に基づいて設定された切り込み深さに基づいて、実際の加工対象となるパッケージ基板３００−１の樹脂封止層３０５を切削が実行される。第１切削ステップＳＴ４３では、少なくとも配線基板３０２の表面に至る切り込み深さで、樹脂封止層３０５が切削される。

続いて、図１３に示す第２切削ステップＳＴ４４は、第１切削ステップＳＴ４３により樹脂封止層３０５の切削が行われたパッケージ基板３００−１を、切削ブレード２１−２を用いて切削し、配線基板３０２を分割する工程である。

［変形例］
上記実施形態３及び実施形態４に係る切削方法は、配線基板３０２を備えたパッケージ基板３００−１だけではなく、半導体ウエーハに再配線層が形成されたパッケージ基板についても同様に適用できる。

また、上記実施形態において、形状確認ステップで確認された形状から、被加工物の表面に形成される切削溝の幅を事前に設定された値となるように、切削ブレード２１−１の被加工物への切り込み深さを設定してもよい。すなわち、被加工物の表面に形成される切削溝の溝幅が分割予定ラインを超えないように、被加工物の表面に形成される切削溝の溝幅（例えば２５０μｍ（マイクロメートル））を事前に設定してもよい。すなわち、この場合、切り込み深さ設定ステップにおいて、切削ブレード２１−１の切り刃の厚みが事前に設定された切削溝の溝幅（例えば２５０μｍ（マイクロメートル））になる切削ブレード２１−１の刃先からの距離を算出し、被加工物の表面で所望される切削溝の溝幅（例えば２５０μｍ（マイクロメートル））になるように切り込み深さが設定される。図１５は、変形例に係る切削溝の構成例を模式的に示す一部断面図である。

図１５に示すように、例えばダミーワーク２０１−２に切削溝２４０−１を形成し、分割予定ラインの表面に形成されるべき切削溝の溝幅Ｗ１（例えば２５０μｍ（マイクロメートル））がどの位置に形成されるかを検出する。例えば、分割予定ラインの表面に形成されるべき切削溝の溝幅が形成される位置が、切削溝２４０−１の位置Ｐ１に形成されることが検出された場合、切り込み深さ設定ステップは、位置Ｐ１が被加工物の表面にくるように、切り込み深さを設定する。すなわち、切削溝２４０−１において、溝幅Ｗ１となる位置Ｐ１と、切削溝２４０−１の最深部Ｐ２（切削ブレード２１−１の刃先の位置）との距離を算出する。そして、算出した距離ｄ１を被加工物の表面からの切り込み深さに設定する。なお、分割予定ラインの表面に形成されるべき切削溝の溝幅Ｗ１が、被加工物の表面にくるように、切り込み深さを設定した場合、実際に被加工物に切り込む所望の切り込み深さに到達しない場合、オペレータに対して、切削ブレード２１−１の交換を促す通知を提供できる。あるいは、ドレスして形状をＶ字に整えることもできる。

［その他］
以上、本発明の一実施形態について説明したが、上記実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。形状確認ステップ（ＳＴ１１，２１，３１，４１）が含む撮像ステップは、切削溝（２４０−１，２４０−２，３２０，３４０）の断面を撮像する例には特に限定される必要はない。例えば、（２４０−１，２４０−２，３２０，３４０）の断面を倒して保持テーブル１０上の載置し、切削装置１が備える電子顕微鏡により撮像してもよい。また、形状確認ステップ（ＳＴ１１，２１，３１，４１）は、被加工物２００やパッケージ基板３００−１の切削加工中に繰り返し実行し、切り込み深さを設定できなくなった時点で切削ブレード２１−１の交換をオペレータに報知することが望ましい。

またダミーワークは実際の被加工物と同じ形状及び構成のパッケージ基板を利用しても翌、さらにダミーワークではなく実際に加工する被加工物のデバイスが形成されていない外縁を切削し、形状を確認しても良い。なお形状確認ステップにおいて、切削溝を形成せず、切削ブレードの側面から直接撮像して形状を確認しても良い。

１切削装置
１０保持テーブル
２０切削ユニット
２１−１，２１−２切削ブレード
４０移動ユニット
１００制御ユニット
１１０加工条件記憶部
１２０加工動作制御部
１３０形状確認部
１４０切り込み深さ設定部
２００被加工物
２０１−１基板
２０１−２ダミーワーク
２０５デバイス
２１０環状フレーム
２１１粘着テープ
２２０分割予定ライン
３００−１パッケージ基板
３００−２ダミーワーク

Claims

先端にむけて徐々に刃厚が薄くなる切削ブレードを用いて、表面に複数の分割予定ラインが形成された被加工物を切削する被加工物の切削方法であって、
該切削ブレードの形状を確認する形状確認ステップと、
該形状確認ステップで確認された形状から、該被加工物の表面に形成される切削溝の幅が事前に設定された値になる該切削ブレードの被加工物への切り込み深さを設定する切り込み深さ設定ステップと、
被加工物の表面側から該切削ブレードを該切り込み深さ設定ステップにおいて設定された切り込み深さで切り込み、被加工物を切削する切削ステップと、
を備えることを特徴とする被加工物の切削方法。
該形状確認ステップは、
ダミーワークまたは実際に加工する被加工物に該切削ブレードで切削溝を形成し、該切削ブレードの形状を転写する転写ステップと、
該切削溝の断面を撮像する撮像ステップと、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の被加工物の切削方法。
該被加工物は、
表面に該分割予定ラインで区画された領域にチップが積層され、
該チップが樹脂で封止されたパッケージ基板であり、
該切削ステップは、該樹脂で封止された面から切削することを特徴とする
請求項１または２に記載の被加工物の切削方法。