KR102163438B1

KR102163438B1 - 절삭 방법

Info

Publication number: KR102163438B1
Application number: KR1020140187999A
Authority: KR
Inventors: 미노루 스즈키; 유스케 가지하라; 치히로 히라누마; 다카아키 이노우에
Original assignee: 가부시기가이샤 디스코
Priority date: 2014-01-14
Filing date: 2014-12-24
Publication date: 2020-10-08
Also published as: CN104772830A; TW201532767A; JP2015133425A; KR20150084645A; CN104772830B; TWI640410B; JP6251574B2

Abstract

사파이어 등의 난절삭재로 구성된 피가공물을 절삭 블레이드의 이상 마모를 일으키지 않고, 양호하게 분할 가능한 절삭 방법을 제공하는 것.
절삭 방법은 절삭 이송 공정과 X축 복귀 이송 공정과 Z축 요동 공정을 구비한다. 절삭 이송 공정에서는 Z축을 따라 미리 정해진 양만큼 하강시켜 회전하는 절삭 블레이드(21)를 피가공물(W)에 대하여 미리 정해진 깊이(H)만큼 절입하면서 절삭 블레이드(21)와 척 테이블(10)을 상대적으로 X축 방향으로 제1 이송량(D1)만큼 절삭 이송시켜 피가공물(W)을 분할 예정 라인을 따라 제1 이송량(D1)만큼 절삭한다. X축 복귀 이송 공정에서는 절삭 이송 공정을 실시한 후에 미리 정해진 깊이(H)를 유지한 상태로 제1 이송량(D1)보다 적은 제2 이송량(D2)만큼 척 테이블(10)과 절삭 블레이드(21)를 상대적으로 X축 방향으로 상기 절삭 이송 공정과 반대 방향으로 복귀시킨다. Z축 요동 공정에서는 임의의 타이밍에 회전하는 절삭 블레이드(21)를 더욱 하강시키고 곧바로 상승시킨다.

Description

절삭 방법{CUTTING METHOD}

본 발명은 사파이어 등의 난절삭재로 구성된 피가공물을 절삭하는 절삭 방법에 관한 것이다.

광 디바이스 웨이퍼는, 난절삭재, 예컨대, 사파이어 등으로 구성된 기판의 표면에, 격자형으로 설정되는 분할 예정 라인에 의해 다수의 영역이 구획되고, 이들 영역에 질화갈륨계 화합물 반도체 등으로 이루어지는 광 디바이스가 형성되어 있다. 이러한 광 디바이스 웨이퍼는, 분할 예정 라인을 따라 개개의 광 디바이스로 분할되어, 광 디바이스가 전기 기기에 널리 이용되고 있다.

사파이어 등으로 구성된 광 디바이스 웨이퍼의 분할은, 투과성을 갖는 레이저 빔을 분할 예정 라인을 따라 조사하여, 웨이퍼의 내부에 분할 예정 라인을 따른 개질층을 형성하여 분할 예정 라인의 강도를 저하시킨다. 이어서, 분할 예정 라인에 외력을 부여하여, 개질층을 기점으로 하여 분할한다고 하는 방법이 알려져 있다(예컨대, 특허문헌 1 참조). 그러나, 레이저 조사 장치는, 고가이기 때문에 저렴한 절삭 장치에 의해 사파이어 등의 난절삭재로 구성된 피가공물을 절삭하고자 하는 요망이 있다.

특허문헌 1: 일본 특허 제3762409호 공보

그러나, 사파이어 등의 난절삭재로 구성된 피가공물은, 매우 딱딱하기 때문에, 현상의 절삭 블레이드에 의한 통상의 절삭을 행하면, 절삭 블레이드가 이상 마모를 일으키는 경우가 있었다. 또한, 절삭 블레이드에 의한 통상의 절삭을 행하면, 저속으로 절삭을 행하지 않으면 안 되어 상당한 시간을 요하여 생산성이 나쁜 것 등의 기술적인 과제가 다수 존재한다. 한편으로, 금속 기판 등의 인성재는, 절삭 블레이드에 의한 절삭에서는 마찰열의 영향으로 절삭이 곤란하다.

본 발명의 목적은, 사파이어 등의 난절삭재로 구성된 피가공물을 절삭 블레이드의 이상 마모를 일으키지 않고, 양호하게 분할 가능한 절삭 방법을 제공하는 것이다.

전술한 과제를 해결하여, 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 절삭 방법은, 피가공물을 유지하는 유지면을 갖는 유지 수단과, 상기 유지 수단에 유지된 피가공물을 절삭하는 절삭 블레이드를 장착한 스핀들을 갖는 절삭 수단과, 상기 절삭 수단에 절삭수를 공급하는 절삭수 공급 수단과, 상기 유지 수단과 상기 절삭 수단을 상대적으로 X축 방향으로 이동시키는 X축 이동 수단과, 상기 유지 수단과 상기 절삭 수단을 상대적으로 X축 방향에 직교하는 Y축 방향으로 이동시키는 Y축 이동 수단과, 상기 유지 수단과 상기 절삭 수단을 상대적으로 연직 방향으로 이동시키는 Z축 이동 수단을 적어도 구비한 절삭 장치에 있어서 상기 절삭수를 공급하면서 피가공물을 절삭하는 절삭 방법으로서, Z축을 따라 미리 정해진 양만큼 하강시켜 회전하는 절삭 블레이드를 피가공물에 대하여 미리 정해진 깊이만큼 절입하면서 상기 절삭 블레이드와 상기 유지 수단을 상대적으로 X축 방향으로 제1 이송량만큼 절삭 이송시켜 피가공물을 분할 예정 라인을 따라 제1 이송량만큼 절삭하는 절삭 이송 공정과, 상기 절삭 이송 공정을 실시한 후에, 상기 미리 정해진 깊이를 유지한 상태로 상기 제1 이송량보다 적은 제2 이송량만큼 상기 유지 수단과 상기 절삭 블레이드를 상대적으로 X축 방향으로 상기 절삭 이송 공정과 반대 방향으로 복귀시키는 X축 복귀 이송 공정을 구비하고, 상기 절삭 이송 공정과 상기 X축 복귀 이송 공정을 분할 예정 라인을 따라 복수회 교대로 행하여, 분할 예정 라인을 따라 피가공물의 절삭을 행하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 절삭 방법은, 상기 절삭 이송 공정 및 상기 X축 복귀 이송 공정의 임의의 타이밍에, 회전하는 절삭 블레이드를 Z축을 따라 상기 미리 정해진 양보다 더욱 하강시키고 곧바로 상승시키는 Z축 요동 공정을 구비하는 것이 바람직하다.

본 발명은, 절삭 블레이드를 X축 방향으로 요동시키면서 절삭을 행함으로써, 절삭수가 피가공물과 절삭 블레이드 사이에 골고루 퍼져 가공점의 냉각 효율이 향상되기 때문에, 사파이어 등의 난절삭재여도 이상 마모를 일으키지 않고 절삭 블레이드로 절삭을 행할 수 있다.

또한, 본 발명은, Z축 방향으로 요동시킴으로써 절삭 블레이드의 소모가 촉진되어, 난절삭재로 구성된 피가공물의 절삭 시에 있어서의 절삭 블레이드의 눈 막힘을 방지할 수 있다.

도 1은 실시형태에 따른 절삭 방법을 실시하는 절삭 장치의 구성예를 나타내는 사시도이다.
도 2의 (a)는 실시형태에 따른 절삭 방법의 절삭 이송 공정 개시 시의 상태를 나타내는 단면도이며, 도 2의 (b)는 실시형태에 따른 절삭 방법의 처음의 절삭 이송 공정 후의 상태를 나타내는 단면도이고, 도 2의 (c)는 실시형태에 따른 절삭 방법의 X축 복귀 이송 공정 후의 상태를 나타내는 단면도이며, 도 2의 (d)는 실시형태에 따른 절삭 방법의 다음 절삭 이송 공정 후의 상태를 나타내는 단면도이다.
도 3의 (a)는 실시형태에 따른 절삭 방법의 Z축 요동 공정 전의 상태를 나타내는 단면도이며, 도 3의 (b)는 실시형태에 따른 절삭 방법의 Z축 요동 공정 중의 상태를 나타내는 단면도이다.
도 4는 도 1에 나타낸 절삭 장치의 제어 수단의 흐름도의 일례이다.

본 발명을 실시하기 위한 형태(실시형태)에 대해서, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 이하의 실시형태에 기재한 내용에 의해 본 발명이 한정되는 것이 아니다. 또한, 이하에 기재한 구성 요소에는, 당업자가 용이하게 상정할 수 있는 것, 실질적으로 동일한 것이 포함된다. 또한, 이하에 기재한 구성은 적절하게 조합하는 것이 가능하다. 또한, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 구성의 여러가지의 생략, 치환 또는 변경을 행할 수 있다.

〔실시형태〕

실시형태에 따른 절삭 방법을, 도 1 내지 도 4에 기초하여 설명한다. 도 1은 실시형태에 따른 절삭 방법을 실시하는 절삭 장치의 구성예를 나타내는 사시도이다. 도 2의 (a)는 실시형태에 따른 절삭 방법의 절삭 이송 공정 개시 시의 상태를 나타내는 단면도이다. 도 2의 (b)는 실시형태에 따른 절삭 방법의 처음의 절삭 이송 공정 후의 상태를 나타내는 단면도이다. 도 2의 (c)는 실시형태에 따른 절삭 방법의 X축 복귀 이송 공정 후의 상태를 나타내는 단면도이다. 도 2의 (d)는 실시형태에 따른 절삭 방법의 다음 절삭 이송 공정 후의 상태를 나타내는 단면도이다. 도 3의 (a)는 실시형태에 따른 절삭 방법의 Z축 요동 공정 전의 상태를 나타내는 단면도이다. 도 3의 (b)는 실시형태에 따른 절삭 방법의 Z축 요동 공정 중의 상태를 나타내는 단면도이다. 도 4는 도 1에 나타낸 절삭 장치의 제어 수단의 흐름도의 일례이다.

실시형태에 따른 절삭 방법은, 도 1에 나타낸 절삭 장치(1)에 있어서, 절삭수를 공급하면서 피가공물(W)을 절삭하여, 개개의 디바이스(D)로 분할하는 방법이다. 또한, 본 실시형태에 따른 절삭 방법에 따라 개개의 디바이스(D)로 분할되는 피가공물(W)은, 본 실시형태에서는, 사파이어, 질화규소 등의 경질인 난절삭재로 구성된 피가공물로서, 원판형의 반도체 웨이퍼나 광 디바이스 웨이퍼이다. 피가공물(W)은, 도 1에 나타내는 바와 같이, 상면(Wa)에 격자형으로 형성된 분할 예정 라인(L)으로 구획된 각 영역에 디바이스(D)가 형성되어 있다. 피가공물(W)은, 상면(Wa)의 뒤쪽의 이면(Wb)에 다이싱 테이프(T)가 점착되고, 다이싱 테이프(T)에 환형 프레임(F)이 점착되어, 다이싱 테이프(T)를 통해 환형 프레임(F)에 점착된다. 피가공물(W)은, 절삭 장치(1)에 의해 분할 예정 라인(L)을 따라 절삭되어 개개의 디바이스(D)로 분할된다.

절삭 장치(1)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 피가공물(W)을 유지하는 유지면(10a)을 갖는 척 테이블(10)(유지 수단에 상당)과, 척 테이블(10)에 유지된 피가공물(W)을 절삭하는 절삭 수단(20)과, 절삭 수단(20)에 절삭수를 공급하는 절삭수 공급 노즐(25)(절삭수 공급 수단에 상당)과, 척 테이블(10)과 절삭 수단(20)을 상대적으로 X축 방향으로 이동시키는 X축 이동 수단(30)과, 척 테이블(10)과 절삭 수단(20)을 상대적으로 X축 방향에 직교하는 Y축 방향으로 이동시키는 Y축 이동 수단(40)과, 척 테이블(10)과 절삭 수단(20)을 상대적으로 연직 방향으로 이동시키는 Z축 이동 수단(50)과, 제어 수단(100)을 적어도 구비한다. 절삭 장치(1)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 절삭 수단(20)을 2개 구비한, 즉, 투 스핀들의 다이서, 소위 페이싱 듀얼 타입의 절삭 장치이다.

척 테이블(10)은, 절삭 가공 전의 피가공물(W)이 유지면(10a) 상에 배치되고, 다이싱 테이프(T)를 통해 환형 프레임(F)의 개구에 점착된 피가공물(W)을 유지하는 것이다. 척 테이블(10)은, 유지면(10a)을 구성하는 부분이 다공성 세라믹 등으로 형성된 원반 형상이며, 도시하지 않는 진공 흡인 경로를 통해 도시하지 않는 진공 흡인원과 접속되어, 유지면(10a)에 배치된 피가공물(W)을 흡인함으로써 유지한다. 또한, 척 테이블(10)은, X축 이동 수단(30)에 의해 X축 방향으로 이동 가능하게 마련되고 또한 회전 구동원(도시하지 않음)에 의해 중심 축선(Z축과 평행임) 둘레로 회전 가능하게 마련되어 있다. 또한, 척 테이블(10)의 주위에는, 에어 액츄에이터에 의해 구동되어 피가공물(W)의 주위의 환형 프레임(F)을 협지하는 클램프부(11)가 복수 마련되어 있다.

절삭 수단(20)은, 척 테이블(10)에 유지된 피가공물(W)을 절삭하는 절삭 블레이드(21)를 장착한 스핀들(22)을 갖는 것이다. 절삭 수단(20)은, 각각, 척 테이블(10)에 유지된 피가공물(W)에 대하여, Y축 이동 수단(40)에 의해 Y축 방향으로 이동 가능하게 마련되고, 또한, Z축 이동 수단(50)에 의해 Z축 방향으로 이동 가능하게 마련되어 있다.

한쪽의 절삭 수단(20)은, 도 1에 나타내는 바와 같이, Y축 이동 수단(40), Z축 이동 수단(50) 등을 통해, 장치 본체(2)로부터 세워 설치한 한쪽의 기둥부(3a)에 마련되어 있다. 다른쪽의 절삭 수단(20)은, 도 1에 나타내는 바와 같이, Y축 이동 수단(40), Z축 이동 수단(50) 등을 통해, 다른쪽의 기둥부(3b)에 마련되어 있다.

절삭 수단(20)은, Y축 이동 수단(40) 및 Z축 이동 수단(50)에 의해, 척 테이블(10)의 표면의 임의의 위치에 절삭 블레이드(21)를 위치 부여 가능하게 되어 있다. 또한, 한쪽의 절삭 수단(20)은, 피가공물(W)의 상면(Wa)을 촬상하는 도시하지 않는 촬상 수단이 일체적으로 이동하도록 고정되어 있다. 촬상 수단은, 척 테이블(10)에 유지된 분할 가공 전의 피가공물(W)의 분할하여야 하는 영역을 촬상하는 CCD 카메라를 구비하고 있다. CCD 카메라는, 척 테이블(10)에 유지된 피가공물(W)을 촬상하여, 피가공물(W)과 절삭 블레이드(21)의 위치 맞춤을 행하는 얼라이먼트를 수행하기 위한 화상을 얻고, 얻은 화상을 제어 수단(100)에 출력한다.

절삭 블레이드(21)는, 대략 링 형상을 갖는 극박의 절삭 지석이다. 스핀들(22)은, 절삭 블레이드(21)를 회전시킴으로써 피가공물(W)을 절삭한다. 스핀들(22)은, 스핀들 하우징(23) 내에 수용되고, 스핀들 하우징(23)은, Z축 이동 수단(50)에 지지되어 있다. 절삭 수단(20)의 스핀들(22) 및 절삭 블레이드(21)의 축심은, Y축 방향과 평행하게 설정되어 있다.

절삭수 공급 노즐(25)은, 절삭 수단(20)의 스핀들 하우징(23)의 전단부에 부착되어, 절삭 블레이드(21)에 절삭수를 공급하는 것이다.

제어 수단(100)은, 절삭 장치(1)를 구성하는 전술한 구성 요소를 각각 제어하여, 피가공물(W)에 대한 절삭 방법을 절삭 장치(1)에 행하게 하는 것이다. 또한, 제어 수단(100)은, 예컨대 CPU 등으로 구성된 연산 처리 장치나 ROM, RAM 등을 구비하는 도시하지 않는 마이크로 프로세서를 주체로 하여 구성되어 있고, 가공 동작의 상태나 상기 화상 등을 표시하는 표시 수단이나, 오퍼레이터가 가공 내용 정보 등을 등록할 때에 이용하는 도시하지 않는 조작 수단과 접속되어 있다.

다음에, 실시형태에 따른 절삭 장치(1)를 이용한 절삭 방법에 대해서 설명한다. 절삭 방법은, 절삭 이송 공정과, X축 복귀 이송 공정과, Z축 요동 공정을 적어도 구비하고, 절삭 장치(1)의 제어 수단(100)에 의해 실시된다. 절삭 방법에서는, 오퍼레이터가 가공 내용 정보를 제어 수단(100)에 등록하고, 오퍼레이터로부터 가공 동작의 개시 지시가 있었던 경우에, 절삭 장치(1)가 가공 동작을 개시한다. 우선, 오퍼레이터가 절삭 수단(20)으로부터 이격된 척 테이블(10)의 유지면(10a)에 피가공물(W)을 배치하고, 오퍼레이터로부터 가공 동작의 개시 지시가 있으면, 제어 수단(100)이, 척 테이블(10)의 표면에 피가공물(W)을 흡인 유지하여, 클램프부(11)로 환형 프레임(F)을 협지한다.

다음에, 제어 수단(100)은, X축 이동 수단(30)에 의해 척 테이블(10)을 절삭 수단(20)의 하방을 향하여 이동시켜, 한쪽의 절삭 수단(20)에 고정된 촬상 수단의 하방에 척 테이블(10)에 유지된 피가공물(W)을 위치 부여하고, 촬상 수단에 촬상시킨다. 촬상 수단은, 촬상한 화상의 정보를 제어 수단(100)에 출력한다. 그리고, 제어 수단(100)이, 척 테이블(10)에 유지된 피가공물(W)의 분할 예정 라인(L)과, 절삭 수단(20)의 절삭 블레이드(21)의 위치 맞춤을 행하기 위한 패턴 매칭 등의 화상 처리를 실행하여, 척 테이블(10)에 유지된 피가공물(W)과 절삭 수단(20)의 상대 위치를 조정한다.

그리고, 제어 수단(100)은, n=0을 기억하여(도 4에 나타낸 단계 ST1), 절삭 수단(20)의 절삭 블레이드(21)를 회전시킨다. 제어 수단(100)은, 가공 내용 정보에 기초하여, X축 이동 수단(30)과 Y축 이동 수단(40)과 회전 구동원에 의해, 최초로 절삭하는 분할 예정 라인(L)의 일단의 상방에 절삭 수단(20)의 절삭 블레이드(21)를 위치 부여한다. 그리고, 제어 수단(100)은, Z축 이동 수단(50)에 의해 절삭 수단(20)을 미리 정해진 양만큼 하강시켜, 절삭수 공급 노즐(25)로부터 절삭수를 공급한다. 제어 수단(100)은, 도 2의 (a)에 나타내는 바와 같이, Z축을 따라 미리 정해진 양만큼 하강시켜 회전하는 절삭 블레이드(21)를 피가공물(W)의 분할 예정 라인(L)에 대하여 미리 정해진 깊이(H)만큼 절입하면서, 도 2의 (b)에 나타내는 바와 같이, X축 이동 수단(30)에 의해 절삭 블레이드(21)와 척 테이블(10)을 상대적으로 X축 방향으로 제1 이송량(D1)만큼 절삭 이송시켜, 피가공물(W)을 분할 예정 라인(L)을 따라 제1 이송량(D1)만큼 절삭하는 절삭 이송 공정(단계 ST2)을 실시한다.

또한, 본 실시형태의 절삭 이송 공정에서는, 예컨대, Z축 이동 수단(50)이, 절삭 블레이드(21)가 다이싱 테이프(T)의 중앙까지 절입되도록, 절삭 수단(20)을 미리 정해진 양만큼 하강시키는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명의 절삭 이송 공정에서는, X축 이동 수단(30)이 척 테이블(10)을 X축 방향으로 이송하는 이송 속도, 제1 이송량(D1) 및 절삭 블레이드(21)의 선단의 척 테이블(10)의 유지면(10a)으로부터의 높이(이하, 블레이드 높이라고 기재함)는, 적절하게 설정된다.

제어 수단(100)은, 절삭 이송 공정을 실시한 후에, 도 2의 (c)에 나타내는 바와 같이, 절삭 블레이드(21)의 미리 정해진 깊이(H)를 유지한 상태로, 제1 이송량(D1)보다 적은 제2 이송량(D2)만큼, 척 테이블(10)과 절삭 블레이드(21)를 X축 방향으로 절삭 이송 공정과 반대 방향으로 복귀시키는 X축 복귀 이송 공정(단계 ST3)을 실시한다. 또한, 본 발명의 X축 복귀 이송 공정에서는, X축 이동 수단(30)이 척 테이블(10)을 X축 방향으로 절삭 이송 공정과 반대 방향으로 복귀시키는 복귀 이송 속도, 제2 이송량(D2)이 적절하게 설정된다. 또한, 복귀 이송 속도는, 절삭 이송 공정의 이송 속도보다 빠른 것이 바람직하다.

그리고, 제어 수단(100)은, n=n+1로서 기억하여(단계 ST4), 기억한 n 즉, 절삭 이송 공정과 X축 복귀 이송 공정의 수가, 소정의 미리 정해진 횟수 이상인지의 여부를 판정한다(단계 ST5). 제어 수단(100)은, n 즉 절삭 이송 공정과 X축 복귀 이송 공정의 수가, 소정의 미리 정해진 횟수 이상이 아니라고 판정하면(단계 ST5: No), 단계 ST2로 되돌아가서, 도 2의 (d)에 나타내는 바와 같이, 절삭 이송 공정을 실시한다(단계 ST2). 제어 수단(100)은, 절삭 이송 공정과 X축 복귀 이송 공정의 수가 소정의 미리 정해진 횟수 이상이 될 때까지, 단계 ST2∼단계 ST5를 반복하여, 절삭 이송 공정과 X축 복귀 이송 공정을 분할 예정 라인(L)을 따라 복수회 교대로 행하여, 분할 예정 라인(L)을 따라 피가공물(W)의 절삭을 행하게 된다.

제어 수단(100)은, n 즉 절삭 이송 공정과 X축 복귀 이송 공정의 수가, 소정의 미리 정해진 횟수 이상이라고 판정하면(단계 ST5: Yes), 도 3의 (a)에 나타내는 바와 같이, 절삭 블레이드(21)의 미리 정해진 깊이(H)를 유지한 상태로, 단계 ST2와 마찬가지로, X축 이동 수단(30)에 의해 절삭 블레이드(21)와 척 테이블(10)을 상대적으로 X축 방향으로 제1 이송량(D1)만큼 절삭 이송시켜, 피가공물(W)을 분할 예정 라인(L)을 따라 제1 이송량(D1)만큼 절삭하는 절삭 이송 공정(단계 ST6)을 실시한다. 그리고, 제어 수단(100)은, 절삭 이송 공정을 실시한 후에, 도 3의 (b)에 나타내는 바와 같이, 척 테이블(10)의 유지면(10a)에 접촉하지 않도록 회전하는 절삭 블레이드(21)를 더욱 H1만큼 하강시켜, Z축을 따라 미리 정해진 양보다 더욱 하강시키고 곧바로 상승시키는 Z축 요동 공정(단계 ST7)을 실시한다. 또한, 본 발명에서는, Z축 이동 수단(50)이 절삭 블레이드(21)를 하강시키고 곧바로 상승시키는 속도, 절삭 블레이드(21)를 더욱 하강시키는 양(H1)은, 적절하게 설정된다.

제어 수단(100)은, 모든 분할 예정 라인(L)을 절삭하였는지의 여부를 판정한다(단계 ST8). 제어 수단(100)은, 모든 분할 예정 라인(L)을 절삭하고 있지 않다고 판정하면(단계 ST8: No), 단계 ST1로 되돌아간다. 이와 같이, 제어 수단(100)은, 모든 분할 예정 라인(L)을 절삭할 때까지, 단계 ST1∼단계 ST8을 반복하여, 절삭 이송 공정과 X축 복귀 이송 공정을 분할 예정 라인(L)을 따라 복수회 교대로 행하고, 분할 예정 라인(L)을 따라 피가공물(W)의 절삭을 행하여, 절삭 이송 공정과 X축 복귀 이송 공정의 미리 정해진 횟수마다, Z축 요동 공정을 실시한다.

제어 수단(100)은, 모든 분할 예정 라인(L)을 절삭하였다고 판정하면(단계 ST8: Yes), 척 테이블(10)을 절삭 수단(20)의 하방으로부터 후퇴시킨 후, 척 테이블(10)의 흡인 유지 및 클램프부(11)의 협지를 해제한다. 그리고, 오퍼레이터가 분할된 복수의 디바이스(D) 등을 척 테이블(10) 상으로부터 제거하며, 절삭 전의 피가공물(W)을 재차, 척 테이블(10) 상에 배치하고, 전술한 공정을 반복하여, 피가공물(W)을 개개의 디바이스(D)로 분할한다.

이상과 같이, 실시형태에 따른 절삭 방법에 따르면, 절삭 블레이드(21)를 제1 이송량(D1)만큼 절삭하는 절삭 이송 공정을 실시한 후, 절삭 이송 공정과 반대 방향으로 절삭 블레이드(21)를 제2 이송량(D2)만큼 복귀시키는 X축 복귀 이송 공정을 실시한다. 이 때문에, 절삭 방법에 따르면, 특히, X축 복귀 이송 공정 후에, 절삭수가 피가공물(W)과 절삭 블레이드(21) 사이에 골고루 퍼져 가공점의 냉각 효율을 향상시킨다. 따라서, 절삭 방법에 따르면, 절삭 블레이드(21)의 온도 상승을 억제할 수 있어, 절삭 블레이드(21)에 있어서 사파이어 등의 난절삭재로 구성된 피가공물(W)을 절삭 블레이드(21)의 이상 마모를 일으키지 않고, 양호하게 분할 가능하다. 또한, 절삭 방법에 따르면, 제1 이송량(D1)보다 제2 이송량(D2)이 적어, 절삭 이송 공정의 이송 속도보다 X축 복귀 이송 공정의 복귀 이송 속도가 빠르기 때문에, 절삭에 걸리는 소요 시간이 장시간화하는 것을 억제할 수 있어, 생산성의 악화를 억제할 수 있다.

또한, 실시형태에 따른 절삭 방법에 따르면, Z축 요동 공정에 있어서 Z축 방향으로 절삭 블레이드(21)를 요동시키기 때문에, 절삭 블레이드(21)의 소모가 촉진된다. 따라서, 절삭 방법에 따르면, 사파이어 등의 난절삭재에 의해 피가공물(W)이 구성되어 있어도, Z축 요동 공정에 있어서 절삭 저항의 증가에 의해 지립이 벽개하여 새로운 절삭날이 발생하여, 절삭 블레이드(21)의 눈 막힘을 방지할 수 있다.

다음에, 본 발명의 발명자들은, 본 발명의 효과를 실험에 의해 확인하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.

	절삭 결과
본 발명품 1	O
본 발명품 2	O
비교예	X

실험에서는, 본 발명품 1, 본 발명품 2, 비교예 모두, 절삭 블레이드(21)로서 다이아몬드 지립을 레진 본드로 굳혀 구성되는 레진 본드 블레이드를 이용하여, 피가공물(W)로서 사파이어를 모재로 하는 원판형의 광 디바이스 웨이퍼(φ×0.85 ㎜의 사파이어 웨이퍼로서, 이면(Wb)에 두께 0.165 ㎜의 다이싱 테이프(T)가 점착된 것)를 이용하여, 스핀들(22)의 회전수를 30000(회전수/min), 블레이드 높이가 0.065 ㎜가 되도록 절삭 블레이드(21)를 미리 정해진 양만큼 하강시켜, 분할 예정 라인(L)을 절삭하였다. 또한, 비교예에서는, 절삭 블레이드(21)의 이송 속도를 15(㎜/sec)로 하였다. 본 발명품 1에서는, 전술한 실시형태의 절삭 이송 공정, X축 복귀 이송 공정 및 Z축 요동 공정 중 절삭 이송 공정, X축 복귀 이송 공정을 실시하고, 본 발명품 2에서는, 절삭 이송 공정, X축 복귀 이송 공정 및 Z축 요동 공정을 실시하였다. 본 발명품 1, 본 발명품 2에서는, 절삭 블레이드(21)의 절삭 이송 공정의 이송 속도를 15(㎜/sec)로 하고, 제1 이송량(D1)을 1.5(㎜)로 하며, 절삭 블레이드(21)의 X축 복귀 이송 공정의 복귀 이송 속도를 600(㎜/sec)으로 하고, 제2 이송량(D2)을 0.3(㎜)으로 하며, Z축 요동 공정에 절삭 블레이드(21)를 하강시키는 양 블레이드 높이(H1)를 0.030(㎜)으로 하였다. 본 발명품 1, 본 발명품 2의 절삭 이송 공정 및 X축 복귀 이송 공정에서는, 절삭 블레이드(21)가 다이싱 테이프(T)에 100 ㎛ 절입되어 있고, 본 발명품 2의 Z축 요동 공정에서는, 그 위치로부터 더욱 30 ㎛ 하방으로 절삭 블레이드(21)가 다이싱 테이프(T)에 절입되어 있다. 또한, 실험에서는, 절삭 중의 절삭 블레이드(21)의 소성 상황, 절삭 상황을 감응 평가에 의해 평가하고, 소성 상황, 절삭 상황이 불량인 것을 엑스표시, 양호한 것을 동그라미로 나타낸다.

표 1에 따르면, 비교예에서는, 사파이어는 열 전도율이 나쁘기 때문에, 소성이 발생하여 절삭 블레이드(21)의 이상 마모가 발생하여, 최후까지 절삭하는 것이 곤란하였다. 그에 대하여, 본 발명품 1에서는, 비교예에서는 이상 마모와 소성에 의해 최후까지 절삭할 수 없었던 사파이어를, 소성, 이상 마모가 발생하지 않고 최후까지 가공할 수 있었다. 또한, 본 발명품 2에서는, Z축 요동 공정을 실시하고 있기 때문에, 절삭 블레이드(21)의 소모량이 Z축 요동 공정 없음의 상태와 비교하여 1.5배로 소모되고(눈 막힘 개선 경향), 이면(Wb)의 치핑(chipping)도 Z축 요동 공정 없음의 상태와 비교하여 작아졌다. 따라서, 표 1에 따르면, 절삭 이송 공정과 X축 복귀 이송 공정과 Z축 요동 공정을 실시함으로써, 절삭 블레이드(21)에 있어서 사파이어 등의 난절삭재로 구성된 피가공물(W)을 절삭 블레이드(21)의 이상 마모를 일으키지 않고, 양호하게 분할 가능한 것이 분명해졌다.

또한, 전술한 실시형태에서는, 절삭 이송 공정과 X축 복귀 이송 공정의 미리 정해진 횟수마다, Z축 요동 공정을 실시하고 있지만, 본 발명에서는, 이것에 한정되지 않는다. 본 발명에서는, Z축 요동 공정을 실시하지 않고, 절삭 이송 공정과 X축 복귀 이송 공정만을 실시하여도 좋다. 또한, 본 발명에서는, 절삭 이송 공정 전, X축 복귀 이송 공정 후 등의 임의의 타이밍에 Z축 요동 공정을 실시하여도 좋고, 절삭 이송 공정 및 X축 복귀 이송 공정의 임의의 타이밍에 Z축 요동 공정을 실시하면 좋다. 또한, 전술한 실시형태에서는, Z축 요동 공정을 절삭 이송 공정 및 X축 복귀 이송 공정과 상이한 타이밍에 실시하였지만, 본 발명에서는, Z축 요동 공정을 절삭 이송 공정 및 X축 복귀 이송 공정 중 한쪽과 동시에 실시하여도 좋다.

또한, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것이 아니다. 즉, 본 발명의 골자를 일탈하지 않는 범위에서 여러가지 변형하여 실시할 수 있다.

1 절삭 장치
10 척 테이블(유지 수단)
10a 유지면
20 절삭 수단
21 절삭 블레이드
22 스핀들
25 절삭수 공급 노즐(절삭수 공급 수단)
30 X축 이동 수단
40 Y축 이동 수단
50 Z축 이동 수단
W 피가공물
L 분할 예정 라인
H 미리 정해진 깊이
D1 제1 이송량
D2 제2 이송량
ST2, ST6 절삭 이송 공정
ST3 X축 복귀 이송 공정
ST7 Z축 요동 공정

Claims

난절삭재로 구성된 피가공물을 유지하는 유지면을 갖는 유지 수단과, 상기 유지 수단에 유지된 피가공물을 절삭하는 절삭 블레이드를 장착한 스핀들을 갖는 절삭 수단과, 상기 절삭 블레이드에 절삭수를 공급하는 절삭수 공급 수단과, 상기 유지 수단과 상기 절삭 수단을 상대적으로 X축 방향으로 이동시키는 X축 이동 수단과, 상기 유지 수단과 상기 절삭 수단을 상대적으로 X축 방향에 직교하는 Y축 방향으로 이동시키는 Y축 이동 수단과, 상기 유지 수단과 상기 절삭 수단을 상대적으로 연직 방향으로 이동시키는 Z축 이동 수단을 적어도 구비한 절삭 장치에 있어서 상기 절삭수를 공급하면서 상기 난절삭재로 구성된 피가공물을 절삭하는 절삭 방법으로서,
Z축을 따라 미리 정해진 양만큼 하강시켜 회전하는 절삭 블레이드를 피가공물에 대하여 미리 정해진 깊이만큼 절입하면서 상기 절삭 블레이드와 상기 유지 수단을 상대적으로 X축 방향으로 제1 이송량만큼 절삭 이송시켜 피가공물을 분할 예정 라인을 따라 제1 이송량만큼 절삭하는 절삭 이송 공정과,
상기 절삭 이송 공정을 실시한 후에, 상기 미리 정해진 깊이를 유지한 상태로 상기 제1 이송량보다 적은 제2 이송량만큼 상기 유지 수단과 상기 절삭 블레이드를 상대적으로 X축 방향으로 상기 절삭 이송 공정과 반대 방향으로 복귀시키는 X축 복귀 이송 공정을 구비하고,
상기 절삭수 공급 수단에서 상기 절삭수를 공급하면서 상기 절삭 이송 공정을 실시한 후, X축 복귀 이송 공정을 실시하여, 상기 절삭 이송 공정과 상기 X축 복귀 이송 공정을 분할 예정 라인을 따라 복수회 교대로 행하고, 상기 제1 이송량보다 상기 제2 이송량이 적고 절삭 이송 공정의 이송 속도보다 X축 복귀 이송 공정의 복귀 이송 속도를 빠르게 하여 분할 예정 라인을 따라 피가공물의 절삭을 행하는 것을 특징으로 하는 절삭 방법.
제1항에 있어서, 상기 절삭 이송 공정 및 상기 X축 복귀 이송 공정의 임의의 타이밍에,
회전하는 절삭 블레이드를 Z축을 따라 상기 미리 정해진 양보다 더욱 하강시키고 곧바로 상승시키는 Z축 요동 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 절삭 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 난절삭재는 사파이어인 것을 특징으로 하는 절삭 방법.