JP5528245B2 - 切削方法 - Google Patents

Description

本発明は、切削ブレードでウエーハ等の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、ウエーハの表面にＩＣやＬＳＩ等の回路素子が複数形成される。そして、回路素子が形成されたウエーハは裏面が研削されて所定の厚みへと薄化された後、切削装置で切削されて個々の半導体チップが製造される。

切削装置は、例えば特開平７−２７６１８３号公報に開示されるように、被加工物を切削する例えば厚みが３０μｍ程度の切削ブレードと、切削ブレードの破損（欠け）や磨耗等、切削ブレードの状態を検出するブレード検出手段を備えている。切削ブレードを３００００ｒｐｍ程度の高速で回転させつつ被加工物へと切り込ませ、切削ブレードと被加工物とを相対移動させることで切削が遂行される。

ブレード検出手段としては、例えば特開平２−２１２０４５号公報に開示されるように、切削ブレードの周縁部を挟んで配設された発光部と受光部とを備えた光学式のブレード検出手段が広く用いられている。

一方、切削装置で被加工物を切削する際には、切削によって生じる加工熱を冷却するとともに切削で発生する切削屑を被加工物上から排出するために、切削ブレードに切削液を供給しながら切削が遂行される。

特開平７−２７６１８３号公報 特開平２−２１２０４５号公報

ところが、切削屑が混入した切削液が切削ブレードの回転に伴って連れ回ると、切削屑によってブレード検出手段の受光部が受光する光が妨げられ、正確な検出が行えないという問題がある。

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、切削ブレードの状態を正確に検出可能な切削方法を提供することである。

本発明によると、天上部と、側壁と、加工点として作用する切削ブレードの先端が突出するスリットを有する底壁とを含むブレードカバーで覆われた切削ブレードで被加工物を切削する切削方法であって、切削ブレードを切削開始位置に位置付けて被加工物へ切り込ませつつ、該切削ブレードと被加工物とを相対的に加工送りして被加工物を一方向に切削する切削ステップと、該切削ステップを実施した後、該切削ブレードを被加工物へ切り込ませない退避位置に位置づけて該切削ブレードと被加工物とを該一方向と反対方向に相対移動させ、更に該切削ブレードを該切削開始位置に位置づける切削ブレード戻しステップと、該切削ブレード戻しステップの実行時に、該切削ブレードの外周縁を挟んで該ブレードカバーに配設された発光部と受光部とを備えたブレード検出手段で該切削ブレードの状態を検出するブレード検出ステップと、を備え、該切削ステップは、該ブレードカバー内に配設された該切削ブレードに切削水を供給しながら遂行することを特徴とする切削方法が提供される。

本発明の切削方法によると、切削ブレードが被加工物に切り込んでいない切削ブレード戻しステップ実行時に切削ブレードの状態を検出するため、切削屑によって切削ブレードの検出が妨げられることがなく、切削ブレードに発生した欠け又は磨耗等を正確に検出することができる。

本発明の切削方法を実施するのに適した切削装置の斜視図である。 ブレードカバー部分で断面した切削手段の側面図である。 本発明の切削方法を説明する断面図である。 切削ステップの動作説明図である。 戻りステップの動作説明図である。 切削開始位置及び切削終了位置を示す説明図である。

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は本発明の切削方法を実施するのに適した切削装置２の斜視図を示している。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。

８はウエーハカセットであり、ウエーハカセット８中には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、図２に示すように、回転可能なスピンドル２６の先端に固定されたマウントフランジ２８に切刃（砥石部）３０ａを有する切削ブレード３０が装着され、固定ナット３２により固定されて構成されている。切削手段２４はＹ軸方向及びＺ軸方向に移動可能に構成され、切削ブレード３０は撮像手段２２のＸ軸方向の延長線上に位置している。

切削ブレード３０はブレードカバー３４によりその全体が覆われている。ブレードカバー３４は、一対の側壁３４ａ，３４ｂと、底壁３４ｃと、上壁（天上部）３４ｄと、図示しない一対の端部壁とから構成されている。

側壁３４ｂは円形開口３６を有しており、この円形開口３６内にスピンドル２６が挿入されている。底壁３４ｃはスリット３８を有しており、このスリット３８から切削ブレード３０の切刃３０ａが突出している。

ブレードカバー３４の上壁３４ｄには開口部３５が形成されており、この開口部３５を通してブレード検出手段４４を構成する発光部４０及び受光部４２が切削ブレード３０の切刃３０ａを挟むように配設されている。

図３に示すように、発光部４０は一端が図示しない発光素子に接続された光ファイバー４１に接続されており、受光部４２も一端がフォトディテクタに接続された光ファイバーに接続されている。

受光部４２に接続されたフォトディテクタが検出する光量に応じて、切削ブレード３０の切刃３０ａに発生した欠け又は磨耗を検出することができる。ブレード検出手段４４は、発光部４０及び受光部４２の位置を切削ブレード３０の切刃３０ａに対して微調整する調整ねじ５８と、調整された位置で固定する固定ねじ６０を有している。

ブレードカバー３４は空間部４３を画成しており、この空間部４３中に切削ブレード３０が挿入され、スリット３８から突出される加工点として作用する切削ブレード３０の切刃３０ａを除いて切削ブレード３０はブレードカバー３４により覆われている。

ブレードカバー３４は切削液供給路４６を有しており、切削液供給路４６の一端は切削液供給源４８に接続され、他端には切削ブレード３０が挿入される空間部４３に切削液を噴出する切削液噴出口５０が形成されている。切削液供給路４６、切削液供給源４８及び切削液噴出口５０により切削液供給手段を構成する。

５２は廃液回収手段であり、一端がブレードカバー３４の端部壁に連結され、所定角度傾斜して取り付けられた筒体５４と、筒体５４の他端部に接続された吸引源５６とから構成される。

筒体５４の傾斜角度は、チャックテーブル１８の保持面に対して３０度以下が好ましい。この傾斜角度が小さいほど、吸引源５６による安定した連続吸引が可能となる。廃液回収手段５２は、切削ブレード３０に供給された切削液が切削ブレード３０の回転に伴って飛散する側に配設されている。

ブレードカバー３４の端部壁には切削液排出用開口部４３ａが形成されており、好ましくは開口部４３ａを通してブレードカバー３４の空間部４３と筒体５４の内部が連通されている。筒体５４の一端部には更に底部に開いた開口５４ａが形成されている。

切削により発生した切削屑の一部は切削液とともに切削ブレード３０の回転に伴って連れ周り、切削屑を含む切削液の一部はブレードカバー３４の端部壁に形成された切削液排出用開口部４３ａを介して廃液回収手段５２の筒体５４内に矢印Ｄに示すように取り込まれ、吸引源５６の作動により吸引除去される。

被加工物であるウエーハＷは、図１に示すようにダイシングテープＴを介して環状フレームＦに支持された状態でチャックテーブル１８上に吸引保持される。切削を開始する前に、チャックテーブル１８により保持されたウエーハＷをＸ軸方向に撮像手段２２の直下に移動し、撮像手段２２でウエーハＷを撮像して、アライメント手段２０で切削すべきストリートを検出するアライメントを実施する。

このアライメントに基づいて、切削しようとするストリートと切削ブレード３０との位置合わせが行われた状態で、切削ブレード３０を矢印Ａ方向に３００００ｒｐｍ程度の高速で回転しつつウエーハＷに切り込ませ、更にチャックテーブル１８を矢印Ｂ方向に加工送りすることにより、位置合わせされたストリートが切削される。矢印Ｃは加工方向である。

切削ブレード３０によるウエーハＷの切削の際に切削液供給路４６の先端の切削液噴出口５０から切削ブレード３０の切刃３０ａに向かって切削液を噴出しながら、ウエーハＷのストリートの切削を遂行する。切削液としては一般的に純水が使用される。

次に、図４及び図５を参照して、本発明の切削方法について詳細に説明する。図４は切削ステップの動作を示している。切削ステップでは、切削ブレード３０を切削開始位置Ａに位置づけてウエーハＷへ切り込ませつつ、切削ブレード３０とウエーハＷとを相対的に加工送りして、ウエーハＷを切削終了位置Ｂまで矢印Ｃ方向に切削する。

切削ステップ終了後、図５に示す切削ブレード戻しステップを実施する。切削ブレード戻しステップでは、切削ブレード３０をウエーハＷへ切り込ませない退避位置Ｄまで上昇し、この退避位置で切削ブレード３０とウエーハＷとを相対移動させて切削ブレード３０を矢印Ｅ方向に戻し、更に切削ブレード３０を加工開始位置Ａに位置づける。

本実施形態の切削方法では、切削ブレード戻しステップ実行中に、切削ブレード３０の外周縁（切刃）３０ａを挟んで配設された発光部４０と受光部４２とを備えるブレード検出手段４４で切削ブレード３０に発生した欠け又は磨耗を検出する。

切削ブレード３０がウエーハＷに切り込んでいない状態で切削ブレード３０の切刃３０ａの状態を検出するため、切削屑によって切削ブレードの切刃３０ａの欠け又は磨耗の検出が妨げられることがなく、切削ブレードの状態を正確に検出することができる。

次に、上述した切削ステップにおける切削開始位置及び切削終了位置について図６を参照して説明する。図６（Ａ）に示すように、切削開始位置６２及び切削終了位置６４をＸ軸方向において切削ライン毎に変化するように設定してもよいし、或いは図６（Ｂ）に示すように、切削開始位置６２ａ及び切削終了位置６４ａをＸ軸方向において固定的に設定してもよい。

一般的には、ウエーハＷのような円形被加工物を切削する場合には、図６（Ａ）に示すように、切削開始位置６２及び切削終了位置６４をＸ軸方向において変化するように設定する。このように設定するほうが、短時間での切削が可能になるからである。

上述した切削方法の実施形態では、ウエーハＷの一端から他端までを連続して切削する例について説明したが、本発明の切削方法はこれに限定されるものではなく、ウエーハＷ上の一点を切削するチョッパーカット、或いはウエーハＷの中間部分を直線状に切削するチョッパートラバースカットにも同様に適用することができる。

２ 切削装置
１８ チャックテーブル
２４ 切削手段
３０ 切削ブレード
３４ ブレードカバー
４０ 発光部
４２ 受光部
４４ ブレード検出手段
５０ 切削液噴出口
５２ 廃液回収手段
６２，６２ａ 切削開始位置
６４，６４ａ 切削終了位置

Claims (1)

1. 天上部と、側壁と、加工点として作用する切削ブレードの先端が突出するスリットを有する底壁とを含むブレードカバーで覆われた切削ブレードで被加工物を切削する切削方法であって、
   切削ブレードを切削開始位置に位置付けて被加工物へ切り込ませつつ、該切削ブレードと被加工物とを相対的に加工送りして被加工物を一方向に切削する切削ステップと、
   該切削ステップを実施した後、該切削ブレードを被加工物へ切り込ませない退避位置に位置づけて該切削ブレードと被加工物とを該一方向と反対方向に相対移動させ、更に該切削ブレードを該切削開始位置に位置づける切削ブレード戻しステップと、
   該切削ブレード戻しステップの実行時に、該切削ブレードの外周縁を挟んで該ブレードカバーに配設された発光部と受光部とを備えたブレード検出手段で該切削ブレードの状態を検出するブレード検出ステップと、を備え、
   該切削ステップは、該ブレードカバー内に配設された該切削ブレードに切削水を供給しながら遂行することを特徴とする切削方法。

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