JP2013202740A

JP2013202740A - 切削装置

Info

Publication number: JP2013202740A
Application number: JP2012074799A
Authority: JP
Inventors: Akio Tsumagari; 昭男津曲
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2012-03-28
Filing date: 2012-03-28
Publication date: 2013-10-07
Anticipated expiration: 2032-03-28
Also published as: JP5892831B2

Abstract

【課題】新品の切削ブレードを過度に磨耗させたり、損傷してしまう恐れを低減できるとともに、真円ずれによる加工品質の悪化を防止可能な切削装置を提供する。
【解決手段】切削手段２６と、切削ブレード３０の種類情報を入力する入力手段３６と、チャックテーブル１８と切削手段２６とを加工送り方向に相対移動する加工送り手段と、チャックテーブル１８と切削手段２６とを割り出し送り方向に相対移動する割り出し送り手段と、切削ブレード３０を所定の高さに位置付ける位置付け手段と、加工送り手段と割り出し送り手段と位置付け手段とを制御する制御手段とを具備し、制御手段は、切削ブレード３０の種類毎にドレス条件を記憶したドレス条件記憶部と、入力された切削ブレード３０の種類情報に対応したドレス条件を選択し、対応ドレス条件に基づいて加工送り手段と割り出し送り手段と位置付け手段とを作動させドレッシングを実施するドレス作動部とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、切削ブレードを有する切削装置に関する。

半導体ウエーハや電子部品、光学部品に使用されるセラミック基板、樹脂基板、ガラス基板等の被加工物は切削装置によって個々のチップに分割され、分割されたチップは各種電気機器に広く利用されている。

これらの切削装置では、ダイアモンドやＣＢＮ（ＣｕｂｉｃＢｏｒｏｎＮｉｔｒｉｄｅ）等の超砥粒を金属、樹脂、又はガラス等で固めた切削ブレードが回転しつつ、被加工物に切り込むことで被加工物の切削が行われる。

切削ブレードは切削に伴って磨耗し、磨耗して切削加工ができなくなった切削ブレードは新品の切削ブレードに交換される。切削ブレードは、マウントやフランジと呼ばれる治具で挟持されてスピンドルに装着されている。通常、切削ブレードをスピンドルに装着した直後では、切削ブレードの中心とスピンドルの軸心とは僅かにずれて装着されており、偏心している。

このように、スピンドルの軸心とスピンドルに装着された切削ブレードの回転中心が僅かに偏心していると、切削ブレードを装着したスピンドルを高速回転した際に、切削ブレードがスピンドルの軸心と直交する方向、即ち切り込み方向に振動する。

切削ブレードが振動した状態でウエーハのストリートに沿ってウエーハを切削すると、切削溝の両側に比較的大きい欠け（チッピング）が発生してデバイスの品質を低下させるという問題がある。

そこで、切削ブレードをスピンドルに装着した後には、切削ブレードの中心とスピンドルの軸心とを一致させるために、切削ブレードの外径を修正する真円出しドレッシングを実施している。

この真円出しドレッシングは、ＧＣ（ＧｒｅｅｎＣａｒｂｏｒｕｎｄｕｍ）やＷＡ（ＷｈｉｔｅＡｌｕｎｄｕｍ）等の一般砥粒を樹脂やガラス質で固めたドレスボードを切削ブレードで切削することで遂行され、切削に伴って切削ブレードが磨耗することで切削ブレードの外形が修正される。

更に、真円出しドレッシングが行われた後の切削ブレードは、砥粒を突出させて切削ブレードのコンディションを整えるために、真円出しドレッシングで使用されるドレスボードと比べてより細かい粒径の砥粒が混入されたドレスボードを切削する目立てドレッシングが行われる。また、切削を継続して目つぶれが生じた場合にも、目立てドレッシングが必要である。

特開２００６−２１８５７１号公報

切削ブレードは、含有する砥粒のサイズやボンド剤の種類、切削ブレードの厚み（刃厚）によって磨耗性が大きく異なる。従って、作業者が適切でないドレス条件を選択してドレスを実施してしまうと、切削ブレードを過度に磨耗させてしまう上、切削ブレードを損傷させてしまう恐れもある。

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、新品の切削ブレードを過度に磨耗させたり、損傷してしまう恐れを低減できるとともに、真円ずれによる加工品質の悪化を防止可能な切削装置を提供することである。

本発明によると、被加工物を切削する切削装置であって、被加工物を保持するチャックテーブルと、回転駆動されるスピンドルと、該スピンドルの先端に装着され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とを含む切削手段と、該切削ブレードの種類情報を入力する入力手段と、該チャックテーブルと該切削手段とを加工送り方向に相対移動する加工送り手段と、該チャックテーブルと該切削手段とを該加工送り方向に直交する割り出し送り方向に相対移動する割り出し送り手段と、該切削ブレードを所定の高さ位置に位置付ける位置付け手段と、該加工送り手段と該割り出し送り手段と該位置付け手段とを制御する制御手段と、を具備し、該制御手段は、切削ブレードの種類毎に対応するドレス条件を複数記憶したドレス条件記憶部と、該入力手段で入力された該切削ブレードの該種類情報に対応した対応ドレス条件を該ドレス条件記憶部から選択し、該対応ドレス条件に基づいて該加工送り手段と該割り出し送り手段と該位置付け手段とを作動させ該切削ブレードのドレッシングを実施するドレス作動部と、を有することを特徴とする切削装置が提供される。

本発明の切削装置は、切削ブレードの種類毎に対応するドレス条件を記憶したドレス条件記憶部を制御手段が有しており、入力手段で入力された切削ブレードの種類情報に基づいて対応ドレス条件が選択されてドレスが実施される。

従って、作業者が誤って切削ブレードに適さないドレス条件でドレスを実施することが防止され、新品の切削ブレードを過度に磨耗させたり、損傷してしまう恐れを低減できる。また、適切な真円出しが実施されることで真円ずれによる加工品質の悪化を防止できる。

本発明実施形態に係る切削装置の斜視図である。ダイシングテープを介して環状フレームに支持された半導体ウエーハの斜視図である。スピンドルの先端にブレードマウントを固定する様子を示す分解斜視図である。ブレードマウントにワッシャーブレードを装着する様子を示す分解斜視図である。ブレードマウントにハブブレードを装着する様子を示す分解斜視図である。ワッシャーブレードを収容したバーコードを有するブレード収容ケースの平面図である。バーコードを有するハブブレードの斜視図である。ドレスボードを環状フレームに外周部が装着されたダイシングテープに貼着する様子を示す分解斜視図である。ウエーハカセットの一例を示す斜視図である。ドレッシング作業を示す側面図である。図１１（Ａ）は被接触セットアップセンサーで真円ずれ量を検出している様子を示す斜視図、図１１（Ｂ）はその模式的正面図である。

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、本発明実施形態に係る切削装置２の斜視図が示されている。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パネル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ユニットによって撮像された画像が表示されるＣＲＴ等の表示モニタ６が設けられている。

切削装置２の切削対象である半導体ウエーハ１１は、図２に示すように、例えば厚さが１００μｍのシリコンウエーハからなっており、表面１１ａに複数のストリート（分割予定ライン）１３が格子状に形成されているとともに、複数のストリート１３によって区画された各領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス１５が形成されている。

半導体ウエーハ（以下単にウエーハと略称することがある）１１は、環状フレームＦに装着されたダイシングテープＴに貼着された後、図１に示したウエーハカセット８中に複数枚収容される。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１１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に搬入する搬出入ユニット１０が配設されている。

ウエーハカセット８と搬出入ユニット１０との間には、搬出入対象のウエーハ１１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１１を一定の位置に位置合わせする位置合わせ機構１４が配設されている。

仮置き領域１２の近傍には、ウエーハ１１を吸着して搬送する旋回アームを有する搬送ユニット１６が配設されており、仮置き領域１２に搬出されて位置合わせされたウエーハ１１は、搬送ユニット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に吸引保持される。

チャックテーブル１８は、回転可能且つ図示しない加工送り機構により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１１の切削すべき領域を検出するアライメントユニット２２が配設されている。２０は環状フレームＦをクランプするクランプである。

アライメントユニット２２は、ウエーハ１１の表面を撮像する撮像ユニット２４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領域を検出することができる。撮像ユニット２４によって取得された画像は、表示モニタ６に表示される。

アライメントユニット２２の左側には、チャックテーブル１８に保持されたウエーハ１１に対して切削加工を施す切削ユニット２６が配設されている。切削ユニット２６はアライメントユニット２２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。

切削ユニット２６は、回転可能なスピンドル２８の先端にワッシャー形状の切削ブレード（ワッシャーブレード）３０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３０は撮像ユニット２４のＸ軸方向の延長線上に位置している。切削ユニット２６のＹ軸方向の移動は図示しない割り出し送り機構により達成される。

３４は切削加工の終了したウエーハ１１を洗浄するスピンナ洗浄ユニットであり、切削加工の終了したウエーハ１１は搬送ユニット３２によりスピンナ洗浄ユニット３４まで搬送され、スピンナ洗浄ユニット３４でスピン洗浄及びスピン乾燥される。

切削装置２の前面側にはバーコードリーダー３６が取り付けられている。このバーコードリーダー３６は、後で説明するハブブレードに貼着されたバーコード或いはワッシャーブレードのブレード収容ケースに貼着されたバーコード等を読み取るものである。チャックテーブル１８に隣接して、被接触セットアップセンサー３８が配設されている。

図３を参照すると、スピンドル２８の先端にブレードマウント４４を装着する様子を示す分解斜視図が示されている。切削ユニット２６のスピンドルハウジング４０中には、図示しないサーボモータにより回転駆動されるスピンドル２８が回転可能に収容されている。スピンドル２８はテーパ部２８ａ及び先端小径部２８ｂを有しており、先端小径部２８ｂには雄ねじ４２が形成されている。

４４はボス部４６と、ボス部４６と一体的に形成された固定フランジ４８とから構成されるブレードマウントであり、ボス部４６には雄ねじ５０が形成されている。更に、ブレードマウント４４は装着穴５１を有している。

ブレードマウント４４は、装着穴５１をスピンドル２８の先端小径部２８ｂ及びテーパ部２８ａに挿入して、ナット５２を雄ねじ５０に螺合して締め付けることにより、図４に示すようにスピンドル２８の先端小径部２８ｂに取り付けられる。

図４を参照すると、ワッシャー状の切削ブレード３０をスピンドル２２の先端に固定されたブレードマウント４４に装着する様子を示す分解斜視図が示されている。切削ブレード３０はその全体が電鋳された切刃（電鋳砥石）から構成されている。

ブレードマウント４４のボス部４６に切削ブレード３０を挿入し、更に着脱フランジ５４をボス部４６に挿入して、固定ナット５６を雄ねじ５２に螺合して締め付けることにより、切削ブレード３０は固定フランジ４８と着脱フランジ５４とにより両側から挟まれてスピンドル２８に取り付けられる。

図５を参照すると、切削ブレード５８をスピンドル２８の先端に固定されたブレードマウント４４に装着する様子を示す分解斜視図が示されている。切削ブレード５８はハブブレードと呼ばれ、円形ハブ６２を有する円形基台６０の外周にニッケル母材中にダイアモンド砥粒が分散された切刃５８ａが電着されて構成されている。

ハブブレード５８の装着穴６３をブレードマウント４４のボス部４６に挿入し、固定ナット６４をボス部４６の雄ねじ５０に螺合して締め付けることにより、ハブブレード５８がスピンドル２８に取り付けられる。

切削ブレード３０，５８は切削に伴って磨耗し、磨耗して切削加工ができなくなった切削ブレードは新品の切削ブレードに交換される。ワッシャーブレード３０の交換は、固定ねじ５６を緩めて着脱フランジ５４とともに古いワッシャーブレード３０を取り外し、新たなワッシャーブレード３０をブレードマウント４４のボス部４６に挿入し、更に着脱フランジ５４をボス部４６に挿入して、固定ナット５６を雄ねじ５０に螺合して締め付けることにより、新たなワッシャーブレード３０が固定フランジ４８と着脱フランジ５４により両側から挟まれてスピンドル２８に取り付けられる。

ハブブレード５８の交換は、固定ナット６４を緩めて古いハブブレード５８を取り外し、新品のハブブレード５８をブレードマウント４４のボス部４６に挿入し、固定ナット６４をボス部４６の雄ねじ５０に螺合して締め付けることにより、新品のハブブレード５８がスピンドル２８に取り付けられる。

しかし、新品の切削ブレード３０，５８をスピンドル２８に装着した直後では、切削ブレードの中心とスピンドルの軸心とは僅かに偏心しているため、このまま切削加工を行うと加工品質を悪化させてしまう恐れがある。

そこで、切削ブレード３０，５８をスピンドル２８に装着した後には、切削ブレード３０，５８の中心とスピンドル２８の軸心とを一致させるために、切削ブレード３０，５８の外径を修正する真円出しドレッシングを実施している。

この真円出しドレッシングは、ＧＣやＷＡ等の一般砥粒を樹脂やガラス等のボンド剤で固めたドレスボードを切削ブレードで切削することで遂行されるが、切削ブレードは含有する砥粒のサイズやボンド剤の種類、切削ブレードの厚さ（刃厚）によって磨耗性が大きく異なる。

従って、作業者が適切でないドレス条件を選択してドレッシングを実施してしまうと、切削ブレードを過度に磨耗させてしまう上、切削ブレードを損傷させてしまう恐れもある。

そこで本発明では、切削ブレードの種類毎に複数種類のドレスボードを切削してみて、最適なドレス条件を抽出し、最適なドレス条件を切削装置２の図示しないコントローラのドレス条件記憶部に記憶しておく。最適なドレス条件は操作パネル４を操作して入力する。コントローラのドレス条件記憶部には、切削ブレードの種類毎に対応するドレス条件を複数格納する。

切削ブレードの種類情報としては、例えば、ワッシャーブレード、ハブブレード、砥粒径、ブレード刃厚、ブレード刃先出し量、砥粒を固定するボンド材のタイプ等が含まれる。

ドレスボードとしては、真円出しのドレスボード７４の他に、真円出しドレッシングで使用されるドレスボードと比べてより細かい粒径の砥粒が混入された目立てドレスボード、又は、プリカットボードと呼ばれる一般砥粒を含有する金属、樹脂、ビトリファイド等のドレスボード、ガラス、シリコン、ＧａＡｓ等のウエーハを含む。

ドレス条件に含まれる情報としては、ドレスボード種類、ドレスボードへの切削ブレードの切り込み量、切削時の送り速度、インデックス量、切削距離（加工本数）等が挙げられる。

ワッシャーブレード３０を新品に交換する場合には、ワッシャーブレードの種類に応じて、図６に示すように、ワッシャーブレードを収容するブレード収容ケース６８に内部のワッシャーブレードを特定するバーコード７０を付着しておく。

作業者はこのバーコード７０をバーコードリーダー３６で読み取ることにより、最適なドレス条件をモニタ６に表示させ、このドレス条件に従って新品のワッシャーブレード３０のドレッシングを実施する。

一方、ハブブレード５８を新品のハブブレード５８に交換する場合には、図７に示すように、例えばハブブレード５８のハブ６２部分にハブブレード５８を特定するバーコード７２を形成しておく。

作業者はバーコードリーダー３６でこのバーコード７２を読み取ることにより、最適なドレス条件をモニタ６に表示させ、このドレス条件に従って新品のハブブレード５８のドレッシングを実施する。

図８に示すように、ドレスボード７４は外周部が環状フレームＦに装着された粘着テープであるダイシングテープＴに貼着され、ウエーハカセット８中に収容される。ウエーハカセット８は例えば図９に示すような構成を有している。

ドレスボードをダイシングテープＴに貼着することなく、別途ドレスボードを収容する収容ラックと、ドレス中のドレスボードを直に保持するドレスボード専用保持テーブルを設けるとともに、ドレスボード専用保持テーブルにドレスボードを搬送する専用の搬送ユニットを備えるようにしてもよい。

図９に示すウエーハカセット８は、右側壁７６と、左側壁７８が対向して配設されており、右側壁７６と左側壁７８は天板８０及び底部連結板８２により連結されて四角形状に形成されている。右側壁７６と、左側壁７８と天板８０により収容部８ａが画成されている。

ウエーハカセット８は被加工物をウエーハカセット８に出し入れするための前面開口部８ｂを有している。ウエーハカセット８の後面も開口している。右側壁７６の内側には前後方向に伸びる複数段の棚８４が形成されている。

同様に、左側壁７８の内側にも前後方向に伸びる複数段の棚８６が形成されている。右側壁７６の棚８４と左側壁７８の棚８６とは、各段毎にそれぞれ対応して対峙するように形成されている。

ウエーハカセット８の背面開口部には、右側壁７６の棚８４及び左側壁７８の棚８６とに直交する方向に伸長するストッパー８８が配設されており、このストッパー８８によってウエーハカセット８内に収容されている被加工物が背面側から脱落しないようになっている。

本実施形態では、符号Ａで示す上部の棚８４，８６は複数種類のドレスボードを収容するドレスボード収容部となっており、符号Ｂで示す下部の棚８４，８６は被加工物を収容する被加工物収容部となっている。ウエーハカセット８のドレスボード収容部Ａは、ドレスボードの種類に応じて収容位置が決められており、各ドレスボードを予め決められた位置に収容しておく。

作業者が新品のワッシャーブレード３０の真円出しドレッシングを行う場合には、図６に示すように、新品のワッシャーブレード３０を収容したブレード収容ケース６８のバーコード７０をバーコードリーダー３６で読み取り最適なドレス条件をモニタ６上に表示させる。

バーコード７０の読み取りに応じて、搬出入ユニット１０が最適なドレスボードをウエーハカセット８のドレスボード収容部Ａから取り出し、仮置き領域１２で位置合わせを行った後、搬送ユニット１６でドレスボード７４をチャックテーブル１８に搬入し、チャックテーブル１８でダイシングテープＴを介してドレスボード７４を吸引保持し、クランプ２０で環状フレームＦをクランプして固定する。

そして、図１０に示すように、モニタ６上に表示されたドレス条件に従って、ハブブレード３０を矢印Ａ方向に高速回転させながらドレスボード７４に切り込ませ、チャックテーブル１８を矢印Ｘ１方向に所定速度で加工送りすることにより、ワッシャーブレード３０の真円出しドレッシングを実施する。

ドレッシング実施後、図１１に示すように、被接触セットアップセンサー３８でワッシャーブレード３０の真円出しが行われたか否かを検出する。図１１（Ａ）に示すように、ハブブレード３０の上半分はブレードカバー９２で覆われており、ハブブレード３０の両側には切削水供給ノズル９４が伸長している。

被接触セットアップセンサー３８は切欠き９７を有するブロック９６を含んでおり、図１１（Ｂ）に示すように、切欠き９７内に対向するように発光部９８及び受光部１００が取り付けられている。発光部９８は発光素子に接続されており、受光部１００は受光素子に接続されている。

ワッシャーブレード３０を矢印Ａ方向に高速回転させながら被接触セットアップセンサー３８の切欠き９７中に挿入し、受光部１００で発光部９８から出射された光を検出し、受光部１００で受光する光量に応じてワッシャーブレード３０に偏心があるか否かを検出する。

受光光量が一定であれば偏心なしと判断し、ワッシャーブレード３０の真円出しドレッシングは適正に実施されたと判断する。受光光量に変動がある場合には、偏心があると判断しドレスボード７４を使用した真円出しドレッシングを再度実施する。

受光光量が略一定で真円ぶれが許容値以下であれば、被加工物を加工する。または、場合によっては目立てドレッシングやプリカットを実施し、その後、被加工物を加工する。

Ｔダイシングテープ
Ｆ環状フレーム
８ウエーハカセット
１１半導体ウエーハ
１８チャックテーブル
２６切削ユニット
２８スピンドル
３０切削ブレード（ワッシャーブレード）
４４ブレードマウント
４８固定フランジ
５４着脱フランジ
５８切削ブレード（ハブブレード）
６８ブレード収容ケース
７０，７２バーコード
７４ドレスボード

Claims

被加工物を切削する切削装置であって、
被加工物を保持するチャックテーブルと、
回転駆動されるスピンドルと、該スピンドルの先端に装着され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とを含む切削手段と、
該切削ブレードの種類情報を入力する入力手段と、
該チャックテーブルと該切削手段とを加工送り方向に相対移動する加工送り手段と、
該チャックテーブルと該切削手段とを該加工送り方向に直交する割り出し送り方向に相対移動する割り出し送り手段と、
該切削ブレードを所定の高さ位置に位置付ける位置付け手段と、
該加工送り手段と該割り出し送り手段と該位置付け手段とを制御する制御手段と、を具備し、
該制御手段は、切削ブレードの種類毎に対応するドレス条件を複数記憶したドレス条件記憶部と、
該入力手段で入力された該切削ブレードの該種類情報に対応した対応ドレス条件を該ドレス条件記憶部から選択し、該対応ドレス条件に基づいて該加工送り手段と該割り出し送り手段と該位置付け手段とを作動させ該切削ブレードのドレッシングを実施するドレス作動部と、
を有することを特徴とする切削装置。