JP7080552B2

JP7080552B2 - 切削ブレードのドレッシング方法

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Publication number: JP7080552B2
Application number: JP2017254125A
Authority: JP
Inventors: 淳小松
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2017-12-28
Filing date: 2017-12-28
Publication date: 2022-06-06
Anticipated expiration: 2037-12-28
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Description

本発明は、半導体ウェーハ等の被加工物を切削する切削ブレードのドレッシング方法に関する。

半導体ウェーハに代表される板状の被加工物を複数のチップへと分割する際には、例えば、環状の切削ブレードを備える切削装置が使用される。高速に回転させた切削ブレードを被加工物に対して切り込ませながら、切削ブレードと被加工物とを相対的に移動させることで、この移動の経路に沿って被加工物を切削できる。

切削ブレードを用いて被加工物を切削する前には、切削ブレードをドレッシングボードに切り込ませることで、回転軸となるスピンドルと同心状に切削ブレードの形状を整え（整形、真円出し）、また、刃先の目詰まりや目潰れ等を解消する（目立て）ためのドレッシングが実施される。これにより、切削ブレードの先端の丸みを帯びた形状等が修正され、エッジトリミング加工などの緻密な切削が求められる工程を実施できる。エッジトリミング加工は、半導体ウェーハを研削して薄化する前に半導体ウェーハの外周部を切削することにより、研削加工後に外周部が鋭利なナイフエッジ形状となることを防ぐ手法である。

ドレッシングについては、様々な手法が提案されている。例えば特許文献１には、切削ブレードを回転するとともに、切削ブレードをその回転軸と平行な方向に移動してドレッシングボードを切削することにより、切削ブレードをフラットに整形する手法が記載されている。

特開２０１０－５８８号公報

ドレッシングの際、切削ブレードのドレッシングボードへの切り込みが深くなるほど、切削ブレードの先端の摩耗が増すため、該先端は曲面を有する形状へと変化し、切削ブレードの先端には丸みを帯びた領域（以下、丸みの領域ともいう）が生じやすくなる。そのため、切削ブレードを浅く切り込んで切削する工程を繰り返し行うことにより、ドレッシングによって生じる丸みの領域の発生を抑制することができる。

しかしながら、一つの切削ブレードのドレッシングに費やす切削の回数が増加するほど、ドレッシングボードが切削される面積は拡大してしまう。すなわち、切削工程を増やして丸みの領域の発生を抑制しようとすると、多くのドレッシングボードが必要になるという課題がある。

また、丸みの領域を低減してフラットな切削ブレードを得るため、特許文献１に記載されるような特殊なドレッシングを実施することもできる。しかしながら、特許文献１に記載の手法は、切削ブレードをその回転軸と平行な方向に移動させるという特殊な手法を用いている。切削装置にこのような動作をさせるためには、新たなソフトウェアや機構を導入する必要があり、コストが増大するという課題がある。

本発明は、上記の問題点に鑑み、切削ブレードの先端の丸みの領域を低減しつつ、ドレッシングボードを節約することが可能である、簡易な切削ブレードのドレッシング方法の提供を課題とする。

本発明によれば、板状のドレッシングボードを、スピンドルに装着した切削ブレードで切削し、該切削ブレードの先端の丸みの領域を低減するように該切削ブレードを整形する切削ブレードのドレッシング方法であって、チャックテーブルの保持面に保持された該ドレッシングボードに、該丸みの領域の、該切削ブレードの半径方向における長さを超えない切り込み深さで、該切削ブレードを切り込ませ、該チャックテーブルと該切削ブレードとを、該保持面と平行で該スピンドルの軸心と垂直な方向に相対的に移動させ、該ドレッシングボードに切削溝を形成する第１切削ステップと、該第１切削ステップで形成した該切削溝の溝底に、該丸みの領域の、該切削ブレードの半径方向における長さを超えない切り込み深さで、更に該切削ブレードを切り込ませ、該チャックテーブルと該切削ブレードとを、該保持面と平行で該スピンドルの軸心と垂直な方向に相対的に移動させ、該切削溝をなぞって該溝底に対し切削を実施する第２切削ステップと、を備えることを特徴とする切削ブレードのドレッシング方法が提供される。

好ましくは、該第１切削ステップ及び該第２切削ステップにおける該切削ブレードの切り込み深さは、１μｍ以上５０μｍ以下である。また、好ましくは、該第２切削ステップを実施した該切削ブレードの該丸みの領域の形状を測定し、該丸みの領域の形状が所定の条件を満たす場合は該切削ブレードの整形を終了すると判定し、該丸みの領域の形状が該所定の条件を満たさない場合は該第１切削ステップ又は該第２切削ステップを実施すると判定する判定ステップを更に備える。また、好ましくは、該判定ステップでは、該丸みの領域の長さ又は該丸みの領域が有する曲面の曲率半径が所定の値以下であることを該条件として判定を行う。

本発明の切削ブレードのドレッシング方法は、第１切削ステップによってドレッシングボードに形成された切削溝の溝底に対し、第２切削ステップによってさらに切削が行われる。これにより、ドレッシングボードの同一の領域に対して複数回の切削を行うことができるため、切削ブレードの先端の丸みの領域を低減しつつ、ドレッシングに要するドレッシングボードを節約することができる。

また、チャックテーブルをスピンドルの軸心と垂直な方向に移動させて加工送りを行うため、ドレッシングに特殊なソフトウェアや機構を用いる必要がなく、ドレッシングを簡易に行うことができる。

図１（Ａ）は、切削ユニットの構成例を模式的に示す側面図であり、図１（Ｂ）は、切削ブレードの先端の領域の拡大図である。ドレッシングボードを用いて切削ブレードのドレッシングを行う様子を模式的に示す一部断面側面図である。図３（Ａ）は、第１切削ステップの様子を模式的に示す一部断面側面図であり、図３（Ｂ）は、第１切削ステップにおける切削ブレードの先端の領域とドレッシングボードとの接触部の拡大図である。加工送りの様子を模式的に示す一部断面側面図である。図５（Ａ）は、第２切削ステップの様子を模式的に示す一部断面側面図であり、図５（Ｂ）は、第２切削ステップにおける切削ブレードの先端の領域とドレッシングボードとの接触部の拡大図である。第２切削ステップ完了後の切削ブレードの先端の領域の形状を示す図である。ドレッシング工程の例を示すフローチャートである。

添付図面を参照して、本発明の一態様に係る実施の形態について説明する。まず、本実施の形態に係る切削ユニットの構成例を説明する。図１（Ａ）に、切削ユニット２の構成例を模式的に示す。切削ユニット２は、回転軸となるスピンドル４を備えている。

スピンドル４の一端側には、円環状の切削ブレード６が装着されている。切削ブレード６は、例えば、ダイヤモンド砥粒を金属、樹脂又はニッケルメッキで固定して形成することができる。スピンドル４を回転させ、後述のドレッシングボードに切削ブレード６を切り込ませることにより、切削ブレード６のドレッシングが行われる。

図１（Ｂ）に、切削ブレード６の先端の領域６ａの形状を示す。切削ブレード６を用いて被加工物の切削を繰り返すことにより、図１（Ｂ）に示すように、切削ブレードの先端の角が落ちて丸みを帯びた領域（丸みの領域６ｂ）が形成される。なお、丸みの領域６ｂは、例えば切削ブレード６の先端の曲面を有する領域と定義することができる。

切削ブレード６の丸みの領域６ｂが大きくなると、例えばエッジトリミング加工のように、切削ブレード６を用いて形成した溝のエッジが角張っていることが必要な加工などが困難になる。そのため、被加工物の緻密な切削が要求される場合は、ドレッシングによって、切削ブレード６の先端を整形する必要がある。特に、砥粒を金属や樹脂で固定した切削ブレード６は消耗しやすいため、切削ブレード６の整形の必要性が高い。

図２に、切削ブレード６のドレッシングの様子を示す。ドレッシングは、チャックテーブル８に吸着保持された板状のドレッシングボード１１を、切削ブレード６によって切削することにより行われる。具体的には、まず、ダイシングテープ１３をチャックテーブル８の保持面８ａに接触させて、吸引源（不図示）の負圧を作用させる。併せて、クランプ１０で、ダイシングテープ１３の外周部が装着されたフレーム１５を固定する。これにより、ドレッシングボード１１がチャックテーブル８に吸引保持される。

ドレッシングボード１１は、例えば、ホワイトアランダム（ＷＡ）やグリーンカーボランダム（ＧＣ）等の砥粒を、樹脂やセラミックス等の結合材で固定して、平板状に形成して製造される。なお、ドレッシングボード１１の材質、形状、構造等に制限はない。

そして、スピンドル４の先端に装着された切削ブレード６を回転させつつ、切削ユニット２をチャックテーブル８に保持されたドレッシングボード１１に対して、矢印Ｚで示す垂直方向に降下させる。切削ユニット２は、切削ブレード６の下端がドレッシングボード１１の表面よりも低くなる位置まで移動させる。そして、チャックテーブル８を、保持面８ａと平行で、スピンドル４の軸心と垂直な方向に移動させる。これにより、切削ブレード６がドレッシングボード１１の表面に切り込み、ドレッシングボード１１が切削され、切削ブレード６が整形される。

本実施の形態に係る切削ブレードのドレッシング方法は、切削ブレード６によってドレッシングボード１１に切削溝を形成する第１切削ステップと、該切削溝をなぞってドレッシングボード１１を切削する第２切削ステップと、を含む。以下、第１切削ステップと第２切削ステップについて詳述する。

＜第１切削ステップ＞
図３（Ａ）に、第１切削ステップの様子を示す。第１切削ステップにおいては、スピンドル４を回転させながら、切削ブレード６がドレッシングボード１１の表面に切り込む高さまで切削ユニット２を降下させる。その後、チャックテーブル８を、保持面８ａと平行で、スピンドル４の軸心と垂直な方向に移動させる加工送りをすることにより、ドレッシングボード１１に切削溝を形成する。

ここで、切削ユニット２の位置は、切削ブレード６の丸みの領域の、切削ブレード６の半径方向における長さを超えない切り込み深さで、ドレッシングボード１１に切り込むように設定される。より詳細には、図３（Ｂ）に示すように、丸みの領域の、切削ブレード６の半径方向における長さをＬ１、ドレッシングボード１１の表面から切削ブレード６の先端までの距離をＬ２とすると、Ｌ１＞Ｌ２となるように、切削ユニット２を降下させる。

Ｌ２の値は、Ｌ１の値に応じて適宜設定することができる。また、Ｌ１の値は、切削ブレード６の先端形状を検出することによって取得することができる。該検出の方法は特に限定されない。例えば、切削ブレード６を被加工物に切り込ませて検出用の溝を形成し、該検出用の溝の形状を撮像手段で撮像する等の方法により、先端形状を取得することができる。このようにして設定されたＬ２の値の例としては、１～５０μｍ程度である。

その後、ドレッシングボード１１の表面とスピンドル４の軸心とが相対的に移動するように、加工送りを行う。具体的には、図４に示すように、チャックテーブル８を矢印Ｘで示す水平方向、すなわち、保持面８ａと平行で、スピンドル４の軸心と垂直な方向に、相対的に移動させる。これにより、ドレッシングボード１１が切削され、切削ブレード６のドレッシングが行われる。また、ドレッシングボード１１の表面には、図３（Ｂ）に示す切削溝１１ａが直線状に形成される。

上記の第１切削ステップにより、丸みの領域が低減されるように、切削ブレード６が整形される。

＜第２切削ステップ＞
次に、第１切削ステップに続いて、第２切削ステップを行う。第２切削ステップでは、第１切削ステップでドレッシングボード１１に形成された切削溝１１ａをなぞって、切削を行う。

図５（Ａ）に、第２切削ステップの様子を示す。第２切削ステップにおいては、スピンドル４を回転させ、切削ブレード６がドレッシングボード１１に形成された１本の切削溝１１ａの溝底に切り込む高さまで切削ユニット２を更に降下させる。その後、加工送りをし、ドレッシングボード１１を切削する。

ここで、切削ユニット２の位置は、切削ブレード６の丸みの領域の、切削ブレード６の半径方向における長さを超えない切り込み深さで、切削溝１１ａの溝底に切り込むように設定される。より詳細には、図５（Ｂ）に示すように、第１切削ステップによって形成された切削溝１１ａの溝底１１ｂから、切削ブレード６の先端までの距離をＬ３とすると、Ｌ１＞Ｌ３となるように、切削ユニット２を降下させる。

Ｌ３の値は、Ｌ２の値と同様、Ｌ１の値に応じて適宜設定することができる。Ｌ３の値の例としては、１～５０μｍ程度である。なお、ドレッシングボード１１の厚さは、第２切削ステップにおいて切削ブレード６がドレッシングボード１１の下面に達しない厚さ、すなわち、Ｌ２＋Ｌ３（図３（Ｂ）、図５（Ｂ）参照）よりも大きい値に設定する。

その後、ドレッシングボード１１に形成された切削溝１１ａとスピンドル４の軸心とが相対的に移動するように、加工送りを行う（図４）。これにより、第１切削ステップで形成された切削溝１１ａをなぞるように、１本の切削溝１１ａの溝底１１ｂに対し更に切削が実施される。なお、第２切削ステップにおける切削は、第１切削ステップで形成された切削溝１１ａから切削ブレード６がはみ出さないように行う。

上記の第２切削ステップにより、丸みの領域がさらに低減されるように、切削ブレード６が整形される。

第１切削ステップ及び第２切削ステップを経てドレッシングされた切削ブレード６の形状を、図６に示す。該ドレッシング後の、丸みの領域の切削ブレード６の半径方向における長さＬ４は、該ドレッシング前の丸みの領域の長さＬ１よりも小さい。すなわち、第１切削ステップ及び第２切削ステップにより、丸みの領域を低減するように切削ブレード６が整形される。

上記の第１切削ステップ及び第２切削ステップにより、ドレッシングボード１１の同一の領域において、複数回の切削が行われる。そのため、いわゆる多段切りの加工により、ドレッシングボード１１を節約することができる。

また、上記の第１切削ステップ及び第２切削ステップでは、チャックテーブル８をスピンドル４の軸心と垂直な方向に移動させる。この動作は、切削ユニット２を用いて被加工物を切削する際の通常の加工送りの動作と同様である。そのため、特許文献１に開示されるような特殊な動作をさせる不要がなく、ドレッシングを簡易に行うことができる。

なお、切削溝１１ａをなぞる切削は、２回以上行ってもよい。すなわち、上記の第２切削ステップの後、さらに切削溝１１ａの溝底を切削してもよい。これにより、ドレッシングボード１１が切削される領域の面積を更に縮小することができる。

＜判定ステップ＞
好ましくは、第２切削ステップに続いて、判定ステップを行う。判定ステップは、切削ブレード６の先端の領域６ａの形状に基づいて、切削ブレード６の整形を続行するか否かを判定するステップである。

判定ステップでは、切削ブレード６の先端の丸みの領域の形状を測定し、該形状に基づいて、ドレッシングを続行するか否かを判定する。具体的には、丸みの領域が十分に低減されていると判定された場合は、ドレッシングを終了する。一方、先端の丸みの領域の低減が不十分であると判定された場合は、上記の第１切削ステップ又は第２切削ステップを再度行うことにより、ドレッシングを続行する。

該判定は、切削ブレード６の先端の丸みの領域の形状が、所定の条件を満たすか否かを判定することによって行う。具体的には、丸みの領域の形状が所定の条件を満たす場合は、切削ブレードの整形を終了すると判定され、丸みの領域の形状が所定の条件を満たさない場合は、切削ブレードの整形を続行すると判定される。

上記の判定に用いる丸みの領域の形状の条件は、自由に設定することができる。例えば、図６に示す、切削ブレード６を整形した後の丸みの領域の長さＬ４が所定の値以下であることを条件としてもよいし、該丸みの領域が有する曲面の曲率半径が所定の値以下であることを条件としてもよい。

また、切削ブレード６の先端の形状の観察方法は、特に限定されない。例えば、切削ブレード６を被加工物に切り込ませて検出用の溝を形成し、この検出用の溝の形状を測定することにより、取得することができる。

上記の判定に基づいてドレッシングを続行する場合は、第１切削ステップ、又は第２切削ステップのいずれかを選択することができる。すなわち、ドレッシングを続行する際は、ドレッシングボード１１の切削溝１１ａが形成されていない領域に切削ブレード６を切り込んでドレッシングボード１１を切削してもよいし（第１切削ステップ）、ドレッシングボード１１に形成された切削溝１１ａをなぞってドレッシングボード１１を切削してもよい（第２切削ステップ）。そして、第１切削ステップ又は第２切削ステップを所定の回数繰り返したのち、再度切削ブレード６の先端を観察し、切削ブレード６のドレッシングを続行するか終了するかを判定する。

以上の判定ステップにより、切削ブレード６が所望の形状となるまでドレッシングを行うことができる。

＜ドレッシング工程例＞
次に、上記の第１切削ステップ、第２切削ステップ及び判定ステップを含む一連のドレッシング工程の具体例を説明する。図７は、ドレッシング工程の例を説明するフローチャートである。

まず、切削ブレード６をドレッシングボード１１に切り込む深さを設定する。具体的には、図３（Ｂ）におけるＬ２、及び図５（Ｂ）におけるＬ３の値を設定する（ステップＳ１）。Ｌ２及びＬ３の値は、切削ブレード６の先端の形状、特に丸みの領域の長さＬ１に基づいて設定することができる。なお、Ｌ２及びＬ３の値は、同じであっても異なっていてもよい。

次に、第１切削ステップにより、ステップＳ１で設定した深さ（Ｌ２）で切削ブレード６をドレッシングボード１１に切り込み、切削ブレード６の整形を行う（ステップＳ２）。これにより、ドレッシングボード１１に直線状の切削溝１１ａが形成される。その後、第２切削ステップにより、ステップＳ１で設定した深さ（Ｌ３）で切削ブレード６を切削溝１１ａの溝底に切り込み、切削ブレード６の整形を行う（ステップＳ３）。

次に、第１切削ステップ及び第２切削ステップを経た切削ブレード６の先端の形状を検出する（ステップＳ４）。そして、判定ステップにより、切削ブレード６の先端の形状に基づいて、切削ブレード６の整形を続行するか否かを判定する（ステップＳ５）。

更なる整形が不要の場合は、ドレッシングを終了する（ステップＳ５でＹＥＳ）。一方、整形が不十分である場合は、ドレッシングを続行する（ステップＳ５でＮＯ）。

ドレッシングを続行する場合は、ドレッシングボード１１の切削溝１１ａが形成されていない領域を切削するか、切削溝１１ａをなぞって切削するかを選択し（ステップＳ６）、該選択に従って第１切削ステップ又は第２切削ステップを行う（ステップＳ７）。その後、再度切削ブレード６の先端の形状を検出し（ステップＳ４）、改めてドレッシングの要否を判定する（ステップＳ５）。

なお、図７においては、第１切削ステップと第２切削ステップとを１回ずつ行った後に先端形状の検出を行う例を示しているが（ステップＳ２、Ｓ３、Ｓ４）、該先端形状の検出の前に、第１切削ステップと第２切削ステップをそれぞれ複数回行ってもよい。この場合、第１切削ステップの回数と第２切削ステップの回数は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。また、第２切削ステップを連続して複数回行い、１本の切削溝１１ａに対して２回以上の切削を実施してもよい。

また、ステップＳ７では、第１切削ステップを複数回行ってもよいし、第２切削ステップを複数回行ってもよい。また、第１切削ステップと第２切削ステップの両方を、それぞれ所定の回数行ってもよい。

また、図７においては、ステップＳ１で切り込み深さの設定を行っているが、ステップＳ２以降で適宜切り込み深さを設定し直してもよい。

以上の通り、本発明の一態様では、第１切削ステップ及び第２切削ステップを行う多段切りの加工により、切削ブレードの先端の丸みの領域を低減しつつ、ドレッシングボード１１を節約することができる。また、第１切削ステップ及び第２切削ステップでは、チャックテーブル８をスピンドル４の軸心と垂直な方向に移動させるため、複雑なソフトウェアや機構を用いることなく、先端形状の修正を簡易に行うことができる。

２切削ユニット
４スピンドル
６切削ブレード
６ａ先端の領域
６ｂ丸みの領域
８チャックテーブル
８ａ保持面
１０クランプ
１１ドレッシングボード
１１ａ切削溝
１１ｂ溝底
１３ダイシングテープ
１５フレーム

Claims

板状のドレッシングボードを、スピンドルに装着した切削ブレードで切削し、該切削ブレードの先端の丸みの領域を低減するように該切削ブレードを整形する切削ブレードのドレッシング方法であって、
チャックテーブルの保持面に保持された該ドレッシングボードに、該丸みの領域の、該切削ブレードの半径方向における長さを超えない切り込み深さで、該切削ブレードを切り込ませ、該チャックテーブルと該切削ブレードとを、該保持面と平行で該スピンドルの軸心と垂直な方向に相対的に移動させ、該ドレッシングボードに切削溝を形成する第１切削ステップと、
該第１切削ステップで形成した該切削溝の溝底に、該丸みの領域の、該切削ブレードの半径方向における長さを超えない切り込み深さで、更に該切削ブレードを切り込ませ、該チャックテーブルと該切削ブレードとを、該保持面と平行で該スピンドルの軸心と垂直な方向に相対的に移動させ、該切削溝をなぞって該溝底に対し切削を実施する第２切削ステップと、を備えることを特徴とする切削ブレードのドレッシング方法。
該第１切削ステップ及び該第２切削ステップにおける該切削ブレードの切り込み深さは、１μｍ以上５０μｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の切削ブレードのドレッシング方法。
該第２切削ステップを実施した該切削ブレードの該丸みの領域の形状を測定し、該丸みの領域の形状が所定の条件を満たす場合は該切削ブレードの整形を終了すると判定し、該丸みの領域の形状が該所定の条件を満たさない場合は該第１切削ステップ又は該第２切削ステップを実施すると判定する判定ステップを更に備えることを特徴とする請求項１又は２記載の切削ブレードのドレッシング方法。
該判定ステップでは、該丸みの領域の長さ又は該丸みの領域が有する曲面の曲率半径が所定の値以下であることを該条件として判定を行うことを特徴とする請求項３記載の切削ブレードのドレッシング方法。