JP4549654B2 - 切削ブレードのセットアップ方法 - Google Patents

Description

本発明は、切削ブレードの切り込み方向の位置を高精度にセットアップできるようにした切削装置及びセットアップ方法に関するものである。

ＩＣ、ＬＳＩ等の回路が表面に形成された半導体ウェーハは、切削ブレードをストリートに切り込ませて縦横に切削を行うことにより、個々の回路ごとの半導体チップとなる。

ウェーハを確実に切削するためにはウェーハに対する切り込み深さを高精度に制御する必要がある。そこで、切削装置においては、実際の切削を行う前に切削ブレードのセットアップという作業を行うことにより、切削ブレードの切り込み深さの精度を確保している。

図６に示すように、切削ブレード１００のセットアップは、スピンドル１０１の先端に切削ブレード１００が装着されフランジ１０２によって固定された構成の切削手段１０３を下降させていき、切削ブレード１００の外周がチャックテーブル１０４の枠体１０５に接触した際の電気的導通を検出部１０６において検出し、そのときの切削ブレード１００のＺ軸方向の位置を記憶することによって行う。例えば切削手段１００のＺ軸方向の位置の制御をパルスモータで行っている場合には、切削手段１０３の下降時にパルスモータに供給したパルス数で切削ブレード１００のＺ軸方向の位置を把握することができ、切削ブレード１００と枠体１０５とが接触した時の切削ブレード１０３の位置をＺ軸方向の基準位置とすることができる。このようにして切削ブレード１００のＺ軸方向の基準位置が求まると、その基準位置に基づいてウェーハに対する切り込み深さを制御することができる（例えば特許文献１、特許文献２参照）。

特開平１１−２５４２５９号公報 特開２００３−２９１０４３号公報

しかしながら、チャックテーブル１０４において、ウェーハを吸引保持する吸着部１０７はポーラスセラミックスで形成されている一方、吸着部１０７を囲繞する枠体１０５は導電性を持たせるために金属で形成されており、組み付け時には吸着部１０７の上面１０７ａと枠体１０５の上面１０５ａとが面一に形成されるが、ポーラスセラミックスと金属とは線膨張係数が異なるために、経時的に吸着部１０７の上面１０７ａと枠体１０５の上面１０５ａとの間に段差が生じることがある。このような段差が生じると、高精度なセットアップができなくなる。また、保持するウェーハが枠体１０５の上部にまで及んで保持される場合には、段差によってウェーハが損傷してしまうという問題がある。

かかる問題は、半導体チップの厚さに相当する深さの切削溝を半導体ウェーハのストリートに形成した後に、その半導体ウェーハの裏面を研削して裏面から切削溝を表出させることにより個々の半導体チップに分割するいわゆる先ダイシングと呼ばれる技術においても同様に生じる問題であり、セットアップの精度を欠くと、切削溝を所望の深さに形成することができなくなるため、致命的な問題となる。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、切削装置において被加工物を保持するチャックテーブルの上面に段差が生じるのを防止し、切削ブレードのセットアップを高精度にできるようにすることである。

本発明は、被加工物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被加工物を切削する切削ブレードを有する切削手段とを少なくとも備え、チャックテーブルは、ポーラスセラミックスで形成され被加工物を吸引保持する吸着部と、ファインセラミックスで形成され吸着部を囲繞する枠体とから構成され、吸着部を構成するポーラスセラミックスと枠体を構成するファインセラミックスとは、線膨張係数が同一であり、吸着部の上面と枠体の上面とは面一に形成される切削装置における該切削ブレードの切り込み方向の基準位置を設定する切削ブレードのセットアップ方法であって、所定厚さの導電性を有する基準プレートをチャックテーブルの吸着部及び枠体の上に載置して保持する保持ステップと、チャックテーブルを切削手段の直下に位置付け、切削手段を切り込み方向に移動させて切削ブレードが基準プレートに接触した瞬間の電気的導通を検出する導通検出ステップと、電気的導通を検出した際の切削ブレードの切り込み方向の位置を認識する位置認識ステップと、基準プレートの所定厚さを差し引いて切削ブレードとチャックテーブルとの接触基準位置を算定する算定ステップとから構成される切削ブレードのセットアップ方法を提供する。

本発明に係る切削ブレードのセットアップ方法においては、チャックテーブルの吸着部の上面と枠体の上面とが常に同一平面状に形成され、経時的に吸着面の上面と枠体の上面とに段差が生じることがなく、切削ブレードのセットアップを高精度にできる状態が常に維持される切削装置を用い、チャックテーブルにおいて導電性を有する基準プレートを保持し、その基準プレートを介して電気的導通を検出するようにしたため、枠体に導電性がなくても切削ブレードのセットアップを行うことができる。

図１に示す切削装置１には、被加工物を保持するチャックテーブル２と、チャックテーブル２に保持された被加工物を切削する切削ブレード３０を有する切削手段３とを備えている。

チャックテーブル２は、切削送り部４によってＸ軸方向に移動可能となっている。切削送り部４には、Ｘ軸方向に配設されたボールネジ４０及びガイドレール４１と、ボールネジ４０の一端に連結されたパルスモータ４２と、図示しない内部のナットがボールネジ４０に螺合すると共に下部がガイドレール４１に摺動可能に係合した基台４３と、基台４３の上部に配設されチャックテーブル２の下部と連結された回転駆動部４４とを備えており、パルスモータ４２に駆動されてボールネジ４０が回動するのに伴い基台４３がガイドレール４１にガイドされてＸ軸方向に移動し、これによってチャックテーブル２もＸ軸方向に移動する構成となっている。またチャックテーブル２は、回転駆動部４４に駆動されて回転可能となっており、パルスモータ４２は制御部９からのパルス信号によって動作する。

切削手段３は、スピンドルハウジング３１によって回転可能に支持されたスピンドル３２の先端に切削ブレード３０が装着された構成となっており、全体として切り込み送り部５によってＺ軸方向に移動可能となっている。切り込み送り部５は、Ｚ軸方向に起立した壁部の一方の面にＺ軸方向に配設されたボールネジ（図示せず）及びガイドレール５０と、ボールネジの一端に連結されたパルスモータ５１と、図示しない内部のナットがボールネジに螺合すると共に側部がガイドレール５０に摺動可能に係合した支持部５２とを備え、パルスモータ５１に駆動されてボールネジが回動するのに伴い支持部５２がガイドレール５０にガイドされてＺ軸方向に移動し、これによって支持部５２に支持された切削手段３もＺ軸方向に移動する構成となっている。パルスモータ５１は、制御部９からのパルス信号によって動作する。なお、図１においては図示していないが、ボールネジ６０及びガイドレール６１と平行にリニアスケールが配設されており、（図５において図示する）、支持部５２の切り込み方向の位置がリニアスケールによって計測され、制御部９における制御に供される。

切り込み送り部５は、全体として割り出し送り部６によってＹ軸方向に移動可能となっている。割り出し送り部６は、Ｙ軸方向に配設されたボールネジ６０及びガイドレール６１と、ボールネジ６０の一端に連結されたパルスモータ６２と、図示しない内部のナットがボールネジ６０に螺合すると共に下部がガイドレール６１に摺動可能に係合した基台６３とを備えており、パルスモータ６２に駆動されてボールネジ６０が回動するのに伴い基台６３がガイドレール６１にガイドされてＹ軸方向に移動し、これによって割り出し送り部６及び切削手段３もＹ軸方向に移動する構成となっている。パルスモータ６２は、制御部９からのパルス信号によって動作する。

図２に示すように、チャックテーブル２は、被加工物を吸引保持する吸着部２０と、吸着部２０を囲繞する枠体２１とから構成されている。吸着部２０は、例えばＡｌ_２Ｏ_３が９２．５％、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２が７．５％で平均細孔径が５０μｍのポーラスセラミックスによって形成され、線膨張係数は６．９×１０^−４／゜Ｃである。一方、枠体２１は、例えばＡｌ_２Ｏ_３を主成分とするファインセラミックスで形成され、線膨張係数はポーラスセラミックスと同様であり、例えば６．９×１０^−４／゜Ｃである。

図３に示すように、吸着部２０は通気孔２２を介して吸引源２３に連通しており、吸引源２３からの吸引力によって吸着部２０の上面において被加工物を吸着することができる。吸着部２０の上面２０ａと枠体２１の上面２１ａとは面一（同一平面状）となるように組み付けられる。そして、吸着部２０を構成するポーラスセラミックスと枠体２１を構成するファインセラミックスとは線膨張係数が等しいため、経時的に両者の間で段差が生じることはない。

次に、このように構成されるチャックテーブル２において切削ブレード３０（図１参照）のＺ軸方向（切り込み方向）のセットアップを行う場合について説明する。まず、図４に示すように、チャックテーブル２の上に基準プレート７を載置して保持する（保持ステップ）。この基準プレート７は、金属等の導電性を有する材質により形成されており、所定の厚さを有する。

そして、図５に示すように、基準プレート７を保持したチャックテーブル１を切削手段３の直下に位置付け、切削手段３を切り込み方向に移動させて切削ブレード３０の外周を基準プレート７の表面に接触させ、その接触した瞬間の電気的導通を検出器８０によって検出する（導通検出ステップ）。基準プレート７には導電性があるため、枠体２１が導電性のない材質で形成されていても。電気的導通を確実に検出することができる。

次に、検出器８０が電気的導通を検出した際の切削ブレード３０の切り込み方向の位置をリニアスケール５３によって認識して記憶部８１に記憶させる（位置認識ステップ）。また、記憶部８１には、基準プレート７の厚さも予め記憶されている。なお、切削ブレード３０の切り込み方向の位置は、制御部９からパルスモータ５１に供給したパルス数によっても認識することができる。

制御部９では、記憶部８１に記憶された切削ブレード３０の切り込み方向の位置情報から基準プレート７の厚さｔを差し引くことにより、切削ブレード３０とチャックテーブル２との接触基準位置を算定する（算定ステップ）。即ち、ここで算定した接触基準位置は、チャックテーブル２０を構成する吸着部２０の表面２０ａのＺ軸方向の位置である。

そしてその後はこの接触基準位置を基準として切削ブレード３０の切り込み方向の位置を制御することにより、被加工物に対する切り込み深さを高精度に制御することができる。特に、被加工物が半導体ウェーハであり、先ダイシングの技術により切削溝が形成される場合には、所定深さの切削溝を高精度に形成することができる。また、被加工物が枠体２１の上部に及んで保持される場合でも、吸着部２０と枠体２１との間に段差が生じないため、被加工物が損傷することがない。

本発明においては、経時的に吸着面の上面と枠体の上面とに段差が生じることがないため、被加工物の損傷防止、または、切削ブレードのセットアップの精度、ひいては切り込み深さの精度が要求される切削に利用することができる。

切削装置の一例を示す斜視図である。 チャックテーブルの一例を示す斜視図である。 チャックテーブルの構造の一例を示す断面図である。 チャックテーブル及び基準プレートを示す斜視図である。 切削ブレードのセットアップをする様子を示す説明図である。 従来の切削装置のチャックテーブルを用いて切削ブレードのセットアップを行う様子を示す説明図である。

１：切削装置
２：チャックテーブル
２０：吸着部 ２１：枠体 ２０ａ：吸着部の上面 ２１ａ：枠体の上面
２２：通気孔 ２３：吸引源
３：切削手段
３０：切削ブレード ３１：スピンドルハウジング ３２：スピンドル
４：切削送り部
４０：ボールネジ ４１：ガイドレール ４２：パルスモータ ４３：基台
４４：回転駆動部
５：切り込み送り部
５０：ガイドレール ５１：パルスモータ５１ ５２：支持部
５３：リニアスケール
６：割り出し送り部６
６０：ボールネジ ６１：ガイドレール６１ ６２：パルスモータ
６３：基台
７：基準プレート
８０：検出器 ８１：記憶部
９：制御部

Claims (1)

1. 被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物を切削する切削ブレードを有する切削手段とを少なくとも備え、
   該チャックテーブルは、ポーラスセラミックスで形成され被加工物を吸引保持する吸着部と、ファインセラミックスで形成され該吸着部を囲繞する枠体とから構成され、該吸着部を構成するポーラスセラミックスと該枠体を構成するファインセラミックスとは、線膨張係数が同一であり、該吸着部の上面と該枠体の上面とは面一に形成される切削装置における該切削ブレードの切り込み方向の基準位置を設定する切削ブレードのセットアップ方法であって、
   所定厚さの導電性を有する基準プレートを該チャックテーブルの該吸着部及び該枠体の上に載置して保持する保持ステップと、
   該チャックテーブルを該切削手段の直下に位置付け、該切削手段を切り込み方向に移動させて該切削ブレードが該基準プレートに接触した瞬間の電気的導通を検出する導通検出ステップと、
   該電気的導通を検出した際の該切削ブレードの切り込み方向の位置を認識する位置認識ステップと、
   該基準プレートの該所定厚さを差し引いて該切削ブレードと該チャックテーブルとの接触基準位置を算定する算定ステップと
   から構成される切削ブレードのセットアップ方法。

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