JP5340841B2 - 切削装置 - Google Patents

Description

本発明は切削装置に関し、特に、切削ブレードのセットアップ時の信頼性を確保可能なチャックテーブルを備えた切削装置に関する。

ＩＣ、ＬＳＩ等の数多くのデバイスが表面に形成され、且つ個々のデバイスが分割予定ライン（ストリート）によって区画された半導体ウエーハは、研削装置によって裏面が研削されて所定の厚みに形成された後、切削装置（ダイシング装置）によって分割予定ラインを切削して個々のデバイスに分割され、分割されたデバイスは携帯電話、パソコン等の各種電気機器に広く利用されている。

切削装置は、ウエーハ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ウエーハを切削する切削ブレードを回転可能に支持する切削手段と、チャックテーブルと切削手段とを相対的に加工送りする加工送り手段と、切削手段をチャックテーブルに対して相対的に切り込み方向に移動する切り込み送り手段とを少なくとも備えていて、ウエーハを高精度に個々のデバイスに分割することができる。

切削ブレードとしてはダイアモンド砥粒をニッケルめっきで固めた電鋳ブレードが一般的に使用され、ブレードが導電性を有することから、チャックテーブルのポーラスセラミック等から形成された吸着部を囲繞する金属で形成された枠体の上面に切削ブレードを接触させ、電気的導通により切削ブレードの切り込み方向の基準位置を定めている（例えば、特開平１１−２５４２５９号公報、特開２００５−１４２２０２号公報参照）。

特開平１１−２５４２５９号公報 特開２００５−１４２２０２号公報

しかし、従来のチャックテーブルの枠体はＳＵＳ等の金属から形成されている場合が多く、切削ブレードを枠体に接触させた際、枠体の金属が凝着したり、切削ブレードが損傷して切削能力が低下し、ウエーハを切削するとデバイスの側面に欠けが生じ、デバイスの品質を低下させ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、切削ブレードのセットアップ時に切削ブレードに金属が凝着したり、切削ブレードが損傷することのない切削装置を提供することである。

本発明によると、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回転可能に支持する切削手段と、該チャックテーブルと該切削手段とを相対的に加工送りする加工送り手段と、該切削手段を該チャックテーブルに対して相対的に切り込み方向に移動する切り込み送り手段と、該チャックテーブルの枠体の表面部に該切削ブレードを接触させて電気的導通により切り込み方向の基準位置を検出するセットアップ手段とを備えた切削装置であって、該チャックテーブルは被加工物を吸引保持する吸着面を有する吸着部と、該吸着部を囲繞し該吸着部の吸着面と同一高さの表面部を有する枠体とを含み、該枠体の少なくとも表面部はシリコンで形成されていることを特徴とする切削装置が提供される。

好ましくは、枠体の表面部はシリコンの溶射によって形成されている。好ましくは、シリコンの純度は９９％以下である。

本発明によると、チャックテーブルを構成する枠体のセットアップ面として利用する表面部を導電性を有するシリコンから形成したので、切削ブレードに金属が凝着したり、切削ブレードが損傷して切削能力の低下を招かないため、被加工物としてのウエーハの切削時にデバイスの側面に欠けを生じさせることがなく、信頼性の高いデバイスの品質を確保することができる。

本発明のチャックテーブルを装着した切削装置の外観斜視図である。 ダイシングテープを介して環状フレームに支持されたウエーハの表面側斜視図である。 チャックテーブルアセンブリの分解斜視図である。 チャックテーブルアセンブリの斜視図である。 チャックテーブルアセンブリの側面図である。 第１実施形態のチャックテーブルの縦断面図である。 図７（Ａ）は第２実施形態のチャックテーブルの縦断面図、図７（Ｂ）は第３実施形態のチャックテーブルの縦断面図、図７（Ｃ）は第４実施形態のチャックテーブルの縦断面図である。 切削ブレードのセットアップ時の説明図である。 切削ブレードのセットアップ時のフローチャートである。

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は本発明実施形態のチャックテーブルを搭載した半導体ウエーハをダイシングして個々のチップ（デバイス）に分割することのできる切削装置２の外観を示している。

切削装置２の前面側には、オペレータが加工条件等の装置に対する指示を入力するための操作手段４が設けられている。装置上部には、オペレータに対する案内画面や後述する撮像手段によって撮像された画像が表示されるＣＲＴ等の表示手段６が設けられている。

図２に示すように、ダイシング対象のウエーハＷの表面においては、第１のストリートＳ１と第２ストリートＳ２とが直交して形成されており、第１のストリートＳ１と第２のストリートＳ２とによって区画されて多数のデバイスＤがウエーハＷ上に形成されている。

ウエーハＷ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の外周縁部は環状フレームＦに貼着されている。これにより、ウエーハＷはダイシングテープＴを介してフレームＦに支持された状態となり、図１に示したウエーハカセット８中にウエーハが複数枚（例えば２５枚）収容される。ウエーハカセット８は上下動可能なカセットエレベータ９上に載置される。

ウエーハカセット８の後方には、ウエーハカセット８から切削前のウエーハＷを搬出するとともに、切削後のウエーハをウエーハカセット８に搬入する搬出入手段１０が配設されている。ウエーハカセット８と搬出入手段１０との間には、搬出入対象のウエーハが一時的に載置される領域である仮置き領域１２が設けられており、仮置き領域１２には、ウエーハＷを一定の位置に位置合わせする位置合わせ手段１４が配設されている。

仮置き領域１２の近傍には、ウエーハＷと一体となったフレームＦを吸着して搬送する旋回アームを有する搬送手段１６が配設されており、仮置き領域１２に搬出されたウエーハＷは、搬送手段１６により吸着されてチャックテーブル１８上に搬送され、このチャックテーブル１８に吸引されるとともに、複数のクランプ３８によりフレームＦが固定されることでチャックテーブル１８上に保持される。

チャックテーブル１８は、回転可能且つＸ軸方向に往復動可能に構成されており、チャックテーブル１８のＸ軸方向の移動経路の上方には、ウエーハＷの切削すべきストリートを検出するアライメント手段２０が配設されている。

アライメント手段２０は、ウエーハＷの表面を撮像する撮像手段２２を備えており、撮像により取得した画像に基づき、パターンマッチング等の処理によって切削すべきストリートを検出することができる。撮像手段２２によって取得された画像は、表示手段６に表示される。

アライメント手段２０の左側には、チャックテーブル１８に保持されたウエーハＷに対して切削加工を施す切削手段２４が配設されている。切削手段２４はアライメント手段２０と一体的に構成されており、両者が連動してＹ軸方向及びＺ軸方向に移動する。

切削手段２４は、回転可能なスピンドル２６の先端に切削ブレード（ハブブレード）２８が装着されて構成され、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動可能となっている。切削ブレード２８は撮像手段２２のＸ軸方向の延長線上に位置している。

２５は切削が終了したウエーハＷを洗浄装置２７まで搬送する搬送手段であり、洗浄装置２７では、ウエーハＷを洗浄するとともにエアノズルからエアを噴出させてウエーハＷを乾燥する。

以下、図３乃至図６を参照して、本発明実施形態に係るチャックテーブルアセンブリについて詳細に説明する。図３を参照すると、本発明実施形態に係るチャックテーブルアセンブリ３０の分解斜視図が示されている。図４はチャックテーブルアセンブリ３０の斜視図である。

チャックテーブルアセンブリ３０の支持基台３２はその上面に環状搭載部３４を有している。支持基台３２の中心部分には鉛直方向に伸長して図示しない負圧吸引源（真空吸引源）に接続される中心吸引路３６が形成されている。

支持基台３２には円周方向に１８０度離間して２個のクランプ３８が取り付けられている。各クランプ３８は、支持基台３２にその一端が固定された互いに平行な一対のガイドレール４０と、これらのガイドレール４０に沿って移動可能に取り付けられた受け部材４２と、受け部材４２に固定されたエアアクチュエータ４４と、エアアクチュエータ４４により９０度回転される回転軸４５と、回転軸４５に固定されたＬ形状のクランプ爪４６を含んでいる。

受け部材４２のガイドレール４０に沿った取り付け位置を調整することにより、ウエーハを保持する環状フレームＦの異なるサイズに対応することができる。エアアクチュエータにより回転軸４５を回転することにより、クランプ爪４６は図５に想像線で示す解放位置と実線で示すクランプ位置との間で回動される。

チャックテーブル１８は図５（Ａ）に示すように円筒状底部５２を有しており、円筒状底部５２を支持基台３２の環状支持部３４が画成する凹部３５内に嵌合することにより、図５（Ｂ）に示すように支持基台３２に取り付けられる。

図６に示されるように、チャックテーブル１８は多孔質のアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）又は多孔質のシリコン（Ｓｉ）からなるウエーハＷを吸引保持する吸着面４８ａを有する吸着部４８と、吸着部４８を囲繞するＳＵＳ等の金属から形成された枠体５０と、枠体５０の上面に配設された表面部５４とから構成される。

表面部５４は０．５〜１．０ｍｍ厚のシリコン（Ｓｉ）膜から構成され、その上面は吸着部４８の吸着面４８ａと同一高さに設定されている。表面部５４を形成するシリコンの純度は９０〜９９％であり、その比抵抗値は０．００５Ωｃｍであるため表面部５４は十分な導電性を有している。Ｓｉ膜５４はシリコンの溶射により形成される。枠体５０には図示しない負圧吸引源に接続される吸引路５２が形成されている。

図７（Ａ）〜図７（Ｃ）を参照すると、他の実施形態のチャックテーブル１８Ａ〜１８Ｃが示されている。図７（Ａ）に示すチャックテーブル１８Ａは、枠体５６を純度９０〜９９％のシリコン（Ｓｉ）から形成している。吸着部４８は上述した実施形態と同様であり、多孔質のアルミナ又は多孔質のシリコンから形成されている。枠体５６の上面は吸着部４８の吸着面４８ａと同一高さに設定されている。

図７（Ｂ）に示すチャックテーブル１８Ｂは、枠体５８をアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）から形成し、その表面がシリコンを溶射して形成した膜厚０．５〜１．０ｍｍのＳｉ膜６０で覆われている。Ｓｉ膜６０を形成するシリコンの純度は９０〜９９％であり、その比抵抗値は０．００５Ωｃｍである。吸着部４８は上述した実施形態のチャックテーブル１８と同様に多孔質アルミナ又は多孔質シリコンから形成されている。

図７（Ｃ）のチャックテーブル１８Ｃは、その全体が多孔質セラミック板６２から形成されている。多孔質セラミック板６２は、吸着面６４ａを有する吸着部６４と、吸着部６４の反対側に形成された円筒状底部６６と、吸着部６４と底部６６とを連結する環状壁部６８が一体的に形成されている。

環状底部６６及び吸着部６４と環状底部６６との間の中間部分には、図示しない負圧吸引源に接続される吸引路７０が形成されている。吸着部６４の吸着面６４ａを除く多孔質セラミック板６２の外周は、多孔質セラミック板６２を真空吸引する時のリーク防止用として膜厚０．５〜１．０ｍｍのＳｉ膜７２で被覆されている。

Ｓｉ膜７２を形成するシリコンは純度９０〜９９％であり、その比抵抗値は０．００５Ωｃｍであり十分な導電性を有している。本実施形態の変形例として、多孔質セラミック板６２を多孔質シリコン板で置き換えてもよい。

以上説明した何れの実施形態のチャックテーブル１８〜１８Ｃでも、枠体の表面部が十分導電性を有するシリコンから形成されているため、切削ブレード２８の切り込み深さの原点の検出を行うときに、枠体５０，５６，５８の表面部の上面をセットアップ面として利用することができ、切削ブレード２８を表面部に接触させて電気的導通をとることにより、切削ブレード２８の切り込み方向の原点出し、即ち基準位置を検出することができる。

この基準位置の検出には、図８に示すように切削ブレード２８と支持基台３２との間に電源７４と、電流計７６とを直列に接続する。電源７４と電流計７６とでセットアップ手段を構成する。

図９のフローチャートに示すように、ステップＳ１０で切削ブレード２８を切り込み下降させ、ステップＳ１１で電流計７６で電流を検出したか否かを判定する。切削ブレード２８の切刃がシリコンから形成された表面部の上面（セットアップ面）に接触すると、閉回路が形成されるため、この閉回路に電流が流れ電流計７６で検出される。よって、電流計７６で電流を検出すると、ステップＳ１２で直ちに切り込み方向の移動を停止し、この位置を切り込み方向の原点とする。

上述した各実施形態では、チャックテーブル１８〜１８Ｃを構成する枠体のセットアップ面として利用する表面部を導電性を有するシリコンから形成したので、切削ブレード２８に金属が凝着したり、切削ブレード２８が損傷して切削能力の低下を招かないため、ウエーハＷの切削時にデバイスＤの側面に欠けを生じさせることがなく、信頼性の高いデバイスの品質を確保することができる。

１８〜１８Ｃ チャックテーブル
２８ 切削ブレード
３０ チャックテーブルアセンブリ
３２ 支持基台
４８ 吸着部
４８ａ 吸着面
５０，５６，５８ 枠体
５４ 表面部（Ｓｉ膜）
６０ Ｓｉ膜
６２ 多孔質セラミック板
７２ Ｓｉ膜

Claims (3)

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回転可能に支持する切削手段と、該チャックテーブルと該切削手段とを相対的に加工送りする加工送り手段と、該切削手段を該チャックテーブルに対して相対的に切り込み方向に移動する切り込み送り手段と、該チャックテーブルの枠体の表面部に該切削ブレードを接触させて電気的導通により切り込み方向の基準位置を検出するセットアップ手段とを備えた切削装置であって、
   該チャックテーブルは被加工物を吸引保持する吸着面を有する吸着部と、該吸着部を囲繞し該吸着部の吸着面と同一高さの表面部を有する枠体とを含み、
   該枠体の少なくとも表面部はシリコンで形成されていることを特徴とする切削装置。
2. 該枠体の表面部はシリコンの溶射によって形成されている請求項１記載の切削装置。
3. シリコンの純度は９９％以下である請求項１又は２記載の切削装置。

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