JP5384258B2 - 切削方法 - Google Patents

Description

本発明は、先端にＶ形状を有する切削ブレードを用いて、表面に分割予定ラインが格子状に形成された被加工物を切削する切削方法に関する。

例えば、半導体デバイスの製造プロセスでは、表面に格子状の分割予定ラインが形成され、分割予定ラインによって区画された各領域にデバイスが形成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へ薄化される。その後、薄化された半導体ウエーハは、切削装置によって分割予定ラインが切削されて個々のチップへと分割されることで個々の半導体デバイスを製造している。

切削装置としては、ダイアモンドやＣＢＮ（Ｃｕｂｉｃ Ｂｏｒｏｎ Ｎｉｔｒｉｄｅ）等の超砥粒を樹脂や金属等で固めた切削ブレードを含む切削手段を備えたダイサーと称されるダイシング装置が広く使用されている。ダイシング装置では、切削ブレードが例えば３００００ｒｐｍ等の高速で回転しつつ分割予定ラインに沿って被加工物へ切り込むことで切削が遂行される。

一方、発光ダイオード（ＬＥＤ）やレーザダイオード（ＬＤ）等の発光デバイスは、サファイア基板やＧａＮ（Ｇａｌｌｉｕｍ Ｎｉｔｒｉｄｅ）基板、ＳｉＣ（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｃａｒｂｉｄｅ）基板上に窒化ガリウム系化合物半導体等を積層して発光デバイスウエーハを形成し、このウエーハを分割予定ラインに沿って切削することで個々の発光デバイスを製造している。

ところが、これらのサファイア、ＧａＮ、ＳｉＣ等は非常に硬度が高く、切削ブレードで切削して完全切断するのは難しいという問題がある。そこで、例えば特開平１０−６４８５４号公報に開示されているように、先端にＶ形状を有する切削ブレードを用いてＶ溝を形成した後、ブレーキングによって形成されたＶ溝の先端を基点として割断し、個々のチップへ分割する方法が用いられている。

特開平１０−６４８５４号公報

ところが、先端にＶ形状を有する切削ブレードでは、切削ブレードの刃厚の中心位置とＶの先端位置が切削ブレードの厚み方向において数ミクロンずれている場合がある。

刃厚の中心位置とＶの先端位置がずれている切削ブレードで切削予定ラインに沿ってウエーハを切削して形成されたＶ溝は、Ｖの先端が分割予定ラインから外れてしまう恐れがある。そして、Ｖの先端が分割予定ラインから外れたＶ溝が形成されたウエーハを分割して形成された個々のチップは、外形不良等の不良品となってしまう。

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、不良品を発生させることのない先端にＶ形状を有する切削ブレードを用いた切削方法を提供することである。

本発明によると、先端にＶ形状を有す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格子状に形成された被加工物を切削する切削方法であって、該切削ブレードの厚み方向における刃厚の中心からＶの頂点までのずれ量とずれ方向とを検出する検出ステップと、該分割予定ラインの中心と該刃厚の中心とが合致する位置から該ずれ方向と逆方向に該ずれ量分離れた位置に該刃厚の中心を位置づける補正位置付けステップと、該補正位置付けステップにより該分割予定ラインの中心に該Ｖの頂点が位置づけられた状態で、該切削ブレードにより被加工物を該分割予定ラインに沿って切削する切削ステップと、を具備したことを特徴とする切削方法が提供される。

本発明によると、予め切削ブレードの厚み方向における切削ブレードの刃厚の中心からＶ形状の先端までのずれ量とずれ方向を検出しておく。そして、このずれ量分、分割予定ラインの中央から検出したずれ方向と反対方向にシフトした位置に切削ブレードを位置付け切削することで、分割予定ラインの中央にＶ形状の先端がくるようにＶ溝が形成されるため、Ｖの先端が分割予定ラインから外れることがない。

本発明の切削方法を実施するのに適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で支持された発光デバイスウエーハの斜視図である。 切削ユニットの側面図である。 切削ブレードの先端形状の一例を示す図である。 図５（Ａ）は発光デバイスウエーハに形成されたＶ溝を示す平面図、図５（Ｂ）は図５（Ａ）の５Ｂ−５Ｂ線断面図であり、検出ステップを示している。 補正位置付けステップの説明図である。

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は先端にＶ形状を有する切削ブレードを備え、本発明の切削方法を実施するのに適した切削装置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、ダイシング対象の発光デバイスウエーハＷの表面においては、第１のストリート（分割予定ライン）Ｓ１と第２のストリート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ＬＥＤ等の多数のデバイス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、複数の固定手段（クランプ）１９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（切削ユニット）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。

図３を参照すると、切削ユニット２４の側面図が示されている。切削ユニット２４は、スピンドルハウジング３０中に回転可能に収容されたスピンドル２６の先端に切削ブレード２８を着脱可能に装着して構成されている。切削ブレード２８はダイアモンド砥粒を樹脂等で固定して形成され、全体が切刃から構成されている。切削ブレード２８はその先端にＶ形状３８を有している。

切削ブレード２８をスピンドル２６の先端に取り付けるには、まずマウントフランジ３２をスピンドル２６に挿入し、次いでマウントフランジ３２のボス部に切削ブレード２８を挿入し、着脱フランジ３４を固定ナット３６で締結固定することにより、切削ブレード２８はマウントフランジ３２と着脱フランジ３４に挟まれた状態でスピンドル２６に装着される。

ところが、先端にＶ形状３８を有する切削ブレード２８では、図４に示すように切削ブレード２８の刃厚の中心位置２８ａと、矢印Ａで示す切削ブレード２８の厚み方向においてＶ形状３８の頂点位置３８ａが数ミクロンずれている場合がある。Ｃはこのずれ量を示す。矢印ＢはＶ形状３８の頂点位置３８ａの切削ブレード２８の中心位置２８ａからのずれ方向である。

よって、本発明の切削方法では、予め切削ブレード２８の厚み方向における切削ブレード２８の刃厚の中心２８ａからＶ形状３８の頂点位置３８ａまでのずれ量Ｃとずれ方向矢印Ｂを検出する。

この検出は、例えば図５に示すようにウエーハＷのストリートＳ１を切削ブレード２８で切削して、図５（Ｂ）に示すような切削ブレード２８の先端Ｖ形状３８の転写形状である切削溝４０を形成する。

図５（Ｂ）において、発光デバイスウエーハＷは、サファイア基板４２上にＧａＮ，ＩｎＧａＮ等の窒化ガリウム系化合物半導体層４４を積層して、発光ダイオード（ＬＥＤ）やレーザダイオード（ＬＤ）等の複数の発光デバイスＤが形成されている。

そして、この切削溝４０をＣＣＤカメラ等の撮像手段２２で撮像し、切削溝４０の先端位置４０ａを検出する。切削溝４０の先端位置４０ａは切削ブレード２８のＶ形状３８の刃厚の厚み方向における頂点位置３８ａに対応しているため、この情報をコントローラ４６のメモリ４８に格納する。

尚この検出ステップは、ウエーハＷのストリートＳ１又はＳ２に切削溝４０を形成するのではなく、ウエーハＷの余剰領域に切削溝を形成し、この切削溝を撮像手段２２で撮像して実施するようにしてもよい。

好ましくは、この検出ステップは必要に応じて随時実施するようにする。また、切削ブレード２８が磨耗して新たな切削ブレードに交換した場合には、この検出ステップを実施する。予め切削ブレード２８の工場出荷時にずれ量とずれ方向を検査しておくようにしてもよい。

検出ステップ終了後、図６に示すように、ストリート（分割予定ライン）Ｓ１の中心５０と切削ブレード２８の刃厚の中心２８ａとが合致する位置から、図４に矢印Ｂで示したずれ方向と逆方向にずれ量Ｃ分離れた位置に切削ブレード２８の刃厚の中心２８ａを位置づける補正位置付けステップを実施する。

このように切削ブレード２８をずれ量Ｃ分補正して位置づけてから、発光デバイスウエーハＷをストリートＳ１に沿って切削する。ストリートピッチずつ切削ブレード２８をインデックス送りして全ての第１のストリートＳ１を切削する。次いで、チャックテーブル１８を９０度回転してから、第２のストリートＳ２の切削を遂行する。

全てのストリートＳ１，Ｓ２を切削して各ストリートにＶ溝を形成した後、ブレーキングによって形成されたＶ溝の先端を基点として発光デバイスウエーハＷを割断し、個々の発光デバイスチップへと分割する。

本実施形態の切削方法によると、予め切削ブレード２８の厚み方向における切削ブレード２８の刃厚の中心２８ａからＶ形状３８の刃厚の厚み方向における頂点位置３８ａまでのずれ量Ｃとずれ方向Ｂを検出しておく。

そして、このずれ量Ｃ分ストリートＳ１の中央５０から検出したずれ方向Ｂと反対方向にシフトした位置に切削ブレード２８を位置付け、ストリートＳ１を切削することで、ストリートＳ１の中央にＶ形状の先端がくるＶ溝が形成されるため、切削ブレード２８のＶ形状の先端がストリートＳ１から外れることがない。

Ｗ 発光デバイスウエーハ
Ｄ 発光デバイス
Ｓ１，Ｓ２ ストリート（分割予定ライン）
Ｃ ずれ量
２ 切削装置
１８ チャックテーブル
２２ 撮像手段
２４ 切削手段（切削ユニット）
２６ スピンドル
２８ 切削ブレード
３８ Ｖ形状
４０ 切削溝

Claims (1)

1. 先端にＶ形状を有す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格子状に形成された被加工物を切削する切削方法であって、
   該切削ブレードの厚み方向における刃厚の中心からＶの頂点までのずれ量とずれ方向とを検出する検出ステップと、
   該分割予定ラインの中心と該刃厚の中心とが合致する位置から該ずれ方向と逆方向に該ずれ量分離れた位置に該刃厚の中心を位置づける補正位置付けステップと、
   該補正位置付けステップにより該分割予定ラインの中心に該Ｖの頂点が位置づけられた状態で、該切削ブレードにより被加工物を該分割予定ラインに沿って切削する切削ステップと、
   を具備したことを特徴とする切削方法。

Images