JP5881480B2 - バイト切削方法 - Google Patents

Description

本発明は、ウエーハ等の被加工物をバイトで旋回切削するバイト切削方法に関する。

半導体デバイスの軽薄短小化を実現するための技術には様々なものがある。一例として、半導体ウエーハに形成されたデバイス表面に１０〜１００μｍ程度の高さのバンプと呼ばれる金属突起物を複数形成し、これらのバンプを配線基板に形成された電極に相対させて直接接合するフリップチップボンディングと呼ばれる実装技術が実用化されている。

半導体ウエーハのデバイス表面に形成されるバンプは、メッキやスタッドバンプといった方法により形成される。このため個々のバンプの高さは不均一であり、そのままでは複数のバンプを配線基板の電極に全て一様に接合するのは困難である。

また、高密度配線を実現するために、バンプと配線基板との間に異方性導電性フィルム（ＡＣＦ）を挟んで接合する集積回路実装技術がある。この実装技術の場合には、バンプの高さが不足すると接合不良を招くため、一定以上のバンプ高さが必要となる。

そこで、半導体ウエーハの表面に形成された複数のバンプを所望の高さへ切削することが望まれている。バンプを所望の高さへ切削する方法として、バイトホイールを用いてバンプを削り取る方法が例えば特開２００４−３１９６９７号公報で提案されている。

バイトホイールは、ホイール基台と、ホイール基台に配設された切削刃を含むバイトユニットとを備え、バイトホイールを回転させつつ、切削刃を被加工物へ当接した状態でバイトホイールと被加工物とを摺動させることにより切削を遂行する。

被加工物は特開２００８−１４０８３２号公報又は特開平５−０２３９４１号公報に開示されるようなチャックテーブルで吸引保持されて、バイトホイールを回転させながらチャックテーブルを直線的に加工送りすることにより切削される。

被加工物のサイズがチャックテーブルの吸引保持領域のサイズよりも小さいと、負圧がリークして被加工物をチャックテーブルで吸引保持できないため、被加工物のサイズに応じてチャックテーブルを変更する必要がある。

特開２００４−３１９６９７号公報 特開２００８−１４０８３２号公報 特開平５−０２３９４１号公報

チャックテーブルを変更した後には、チャックテーブルの保持面とバイトホイールの切削刃の回転面とを平行にするために、チャックテーブルをバイトホイールで切削する所謂セルフ切削や、切り込み深さを設定するための原点出し（所謂セットアップ作業）が必要となり、被加工物毎にチャックテーブルを変更すると、非常に作業が煩雑となり手間がかかるという問題がある。

特に、破損した被加工物を切削する場合には、破損した形状に応じてチャックテーブルの保持面を形成することは非現実的であり、破損して異形状となった被加工物を切削できる切削方法が要望されている。

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、被加工物のサイズによらず効率良く被加工物を切削可能なバイト切削方法を提供することである。

本発明によると、切削刃を含むバイトホイールを有する切削バイト手段で被加工物を切削するバイト切削方法であって、被加工物を吸引保持する保持部を有するチャックテーブルの該保持部のサイズと被加工物のサイズとを比較して、該チャックテーブルで被加工物を保持したときに被加工物が該保持部全体を覆うか否かを判別する被加工物判別ステップと、該被加工物判別ステップで被加工物が該保持部全体を覆わないと判別したとき、該保持部のサイズと同等かそれ以上のサイズを有し、紫外線に対し透明な基材と該基材上に配設された紫外線の照射によって硬化する紫外線硬化樹脂からなる糊層とを有する粘着シートに被加工物を貼着する粘着シート貼着ステップと、該粘着シート貼着ステップを実施した後、該チャックテーブルで該粘着シートを介して被加工物を吸引保持する保持ステップと、該チャックテーブルに保持された被加工物に切削刃が所定深さ切り込む高さ位置にバイトホイールを位置付けた後、回転する該バイトホイールと該チャックテーブルとを相対的に直線移動させて被加工物を旋回切削する切削ステップと、該粘着シート貼着ステップを実施した後少なくとも該切削ステップを実施するまでに、該粘着シートの下側から該粘着シートに紫外線を照射して該糊層を硬化させる硬化ステップ、を備えたことを特徴とするバイト切削方法が提供される。

本発明のバイト切削方法によると、被加工物のサイズに応じてチャックテーブルを変更する必要がないため、複数のチャックテーブルを保管及び管理する手間もかからず、被加工物のサイズを問わず効率良く被加工物を切削加工することができる。

さらに、切削前に粘着テープの下側から紫外線を照射して糊層を硬化させておくことで、切削中の被加工物の動きが抑制されて切り込み深さばらつきを低減でき、均一な切削加工が可能となる。

本発明のバイト切削方法を実施するのに適したバイト切削装置の斜視図である。 被加工物判別ステップを説明する斜視図である。 粘着シート貼着ステップを示す分解斜視図である。 硬化ステップを示す斜視図である。 保持ステップを示す斜視図である。 切削ステップを示す一部断面側面図である。

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を参照すると、本発明のバイト切削方法を実施するのに適したバイト切削装置２の斜視図が示されている。バイト切削装置２のハウジング４は、水平ハウジング部分６と、垂直ハウジング部分８から構成される。

垂直ハウジング部分８には上下方向に伸びる一対のガイドレール１２，１４が固定されている。この一対のガイドレール１２，１４に沿ってバイト切削ユニット１６が上下方向に移動可能に装着されている。バイト切削ユニット１６は、支持部２０を介して一対のガイドレール１２，１４に沿って上下方向に移動する移動基台１８に取り付けられている。

バイト切削ユニット１６は、支持部２０に取り付けられたスピンドルハウジング２２と、スピンドルハウジング２２中に回転可能に収容されたスピンドル２４と、スピンドル２４を回転駆動するサーボモータ２６を含んでいる。

スピンドル２４の先端部にはホイールマウント２８が固定されており、このホイールマウント２８にバイト工具３２を有するバイトホイール３０が装着されている。バイト工具３２はダイアモンドから形成された切削刃をその先端に有している。

バイト切削装置２は、バイト切削ユニット１６を一対のガイドレール１２、１４に沿って上下方向に移動するバイト切削ユニット送り機構３４を備えている。バイト切削ユニット送り機構３４は、ボールねじ３６と、ボールねじ３６の一端部に固定されたパルスモータ３８とから構成される。パルスモータ３８をパルス駆動すると、ボールねじ３６が回転し、移動基台１８の内部に収容されたボールねじ３６のナットを介して移動基台１８が上下方向に移動される。

水平ハウジング部分６の凹部１０には、チャックテーブル４０が配設されている。チャックテーブル４０は図示しないチャックテーブル移動機構によりＹ軸方向に移動される。４４，４６は蛇腹である。チャックテーブル４０に隣接して、切削中の被加工物及びバイトホイール３０に向かって切削水を供給する切削水供給ノズル４２が配設されている。

ハウジング４の水平ハウジング部分６には、第１のカセット４８と、第２のカセット５０と、被加工物搬送ロボット５２と、複数の位置決めピン５６を有する仮置きテーブル５４と、仮置きテーブル５４から被加工物をチャックテーブル４０上に搬入する被加工物搬入手段５８と、チャックテーブル４０から被加工物を搬出する被加工物搬出手段６０と、洗浄ユニット６２が配設されている。更に、ハウジング４の前方にはオペレータが切削加工条件等を入力する操作パネル６４が設けられている。

水平ハウジング部分６には、凹部１０を跨ぐようにして門型フレーム７０が配設されており、門型フレーム７０の下方の空間をチャックテーブル４０が通過しうるようになっている。

門型フレーム７０には、第１高さ位置検出器７２と第２高さ位置検出器７４が取り付けられている。第１及び第２高さ位置検出器７２，７４はそれぞれ先端に接触針を有し、例えば第１高さ位置検出器７２でチャックテーブル４０の保持面の高さ位置を検出し、第２高さ位置検出器７４でチャックテーブル４０に保持された被加工物の上面高さ位置を検出する。

本発明のバイト切削方法では、まず図２に示すように、半導体ウエーハ等の被加工物１１を吸引保持する保持部４０ａを有するチャックテーブル４０の保持部４０ａのサイズと被加工物１１のサイズとを比較して、チャックテーブル４０で被加工物１１を保持したときに被加工物１１が保持部４０ａ全体を覆うか否かを判別する被加工物判別ステップを実施する。この被加工物判別ステップは、バイト切削装置２の作業者が目視で実施する。

チャックテーブル４０の吸引保持部４０ａはポーラスセラミックス等から形成されているか、或いは複数のピンで被加工物を保持するピンチャックから形成されている。保持部４０ａの外周はＳＵＳ等から形成された枠体４０ｂで囲繞されている。

被加工物判別ステップで被加工物１１がチャックテーブル４０の保持部４０ａ全体を覆わないと判別したときは、図３に示すように、保持部４０ａを覆うサイズの粘着シート１３に被加工物１１を貼着する粘着シート貼着ステップを実施する。

粘着シート１３は、紫外線に対して透明な材料から形成された基材１３ａと、基材１３ａ上に配設された紫外線の照射によって硬化する紫外線硬化樹脂からなる糊層１３ｂとから構成される。

被加工物１１を粘着シート１３に貼着した後、図４に示すように、粘着シート１３の下方から紫外線ランプ１５により紫外線を照射して、糊層１３ｂを硬化させる硬化ステップを実施する。

この硬化ステップでは、紫外線硬化樹脂からなる糊層１３ｂを完全硬化するのが望ましいが、半硬化状態に硬化させてもよい。被加工物１１が紫外線に対して透明な材料から形成される場合には、紫外線照射による硬化ステップを被加工物１１の上方から実施するようにしてもよい。

硬化ステップを実施した後、図５に示すように、バイト切削装置２のチャックテーブル４０で粘着シート１３を介して被加工物１１を吸引保持する保持ステップを実施する。粘着シート１３のサイズがチャックテーブル４０の吸引保持部４０ａのサイズと同等かそれ以上であるため、吸引保持部４０ａを吸引源７０（図６参照）に連通して吸引保持部４０ａに負圧を作用させたとき、負圧がリークすることがない。

尚、被加工物１１が紫外線に対して透明な材料から形成されている場合には、図５に示す保持ステップを実施した後、被加工物１１の上方から紫外線を照射して糊層１３ｂを硬化させる硬化ステップを実施してもよい。

チャックテーブル４０で粘着シート１３を介して被加工物１１を吸引保持した後、チャックテーブル４０を第１及び第２高さ位置検出器７２，７４の下方に移動し、第１高さ位置検出器７２で粘着シート１３の上面高さ位置を検出するとともに、第２高さ位置検出器７４で被加工物１１の上面高さ位置を検出する。

そして、被加工物１１の上面高さ位置から粘着シート１３の上面高さ位置を減算することにより、被加工物１１の厚みを算出する。算出された被加工物１１の厚みを基に、チャックテーブル４０に粘着シート１３を介して保持された被加工物１１の目標切削高さを設定する。

目標切削高さを設定後、図１においてチャックテーブル移動機構を駆動してチャックテーブル４０をＹ軸方向で奥側（右側）まで移動した後、バイト切削ユニット送り機構３４を駆動してバイト工具３２の切削刃を設定した目標切削高さまで移動して被加工物に所定深さ切り込ませる。

そして、図６に示すように、チャックテーブル４０を矢印Ｙ１方向に移動しながら、即ち図１でＹ軸方向手前側にチャックテーブル４０を引きながら、チャックテーブル４０に保持された被加工物１１の旋回切削を実施する。切削加工は切削液供給ノズル４２から切削液を供給しながら実施される。

この切削ステップでは、粘着シート１３の糊層１３ｂが紫外線の照射により硬化されているため、切削中の被加工物１１の動きが抑制されて切り込み深さばらつきを低減でき、被加工物１１の均一な切削加工が可能となる。

被加工物１１を所望の厚さに切削した後、チャックテーブル４０を被加工物搬入・搬出領域まで戻してから、吸引保持部の吸引保持を解除し、粘着シート１３をチャックテーブル４０から取り外す。粘着シート１３の糊層１３ｂは紫外線の照射により硬化されているため、被加工物１１を粘着シート１３から容易に剥離することができる。

２ バイト切削装置
１１ 被加工物
１３ 粘着シート
１３ａ 基材
１３ｂ 糊層
１５ 紫外線ランプ
１６ バイト切削ユニット
３０ バイトホイール
３２ バイト工具
４０ チャックテーブル
４０ａ 吸引保持部
７２ 第１高さ位置検出器
７４ 第２高さ位置検出器

Claims (1)

1. 切削刃を含むバイトホイールを有する切削バイト手段で被加工物を切削するバイト切削方法であって、
   被加工物を吸引保持する保持部を有するチャックテーブルの該保持部のサイズと被加工物のサイズとを比較して、該チャックテーブルで被加工物を保持したときに被加工物が該保持部全体を覆うか否かを判別する被加工物判別ステップと、
   該被加工物判別ステップで被加工物が該保持部全体を覆わないと判別したとき、該保持部のサイズと同等かそれ以上のサイズを有し、紫外線に対し透明な基材と該基材上に配設された紫外線の照射によって硬化する紫外線硬化樹脂からなる糊層とを有する粘着シートに被加工物を貼着する粘着シート貼着ステップと、
   該粘着シート貼着ステップを実施した後、該チャックテーブルで該粘着シートを介して被加工物を吸引保持する保持ステップと、
   該チャックテーブルに保持された被加工物に切削刃が所定深さ切り込む高さ位置にバイトホイールを位置付けた後、回転する該バイトホイールと該チャックテーブルとを相対的に直線移動させて被加工物を旋回切削する切削ステップと、
   該粘着シート貼着ステップを実施した後少なくとも該切削ステップを実施するまでに、該粘着シートの下側から該粘着シートに紫外線を照射して該糊層を硬化させる硬化ステップ、
   を備えたことを特徴とするバイト切削方法。

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