JP6415299B2 - 切削装置 - Google Patents

Description

本発明は、ドレスボードを支持するドレスボード支持手段を有する切削装置に関する。

ＩＣ、ＬＳＩ等の複数のデバイスが格子状に形成された分割予定ラインによって区画されて表面に形成された半導体ウェーハは、切削ブレードを備えた切削装置によって個々のデバイスに分割され、分割されたデバイスは携帯電話、パソコン等の各種電気機器に広く利用されている。

切削装置は、ウェーハを保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持されたウェーハを切削する切削ブレードを回転可能に支持する切削手段と、切削すべき領域を検出するアライメント手段とを備えていて、ウェーハを高精度に個々のデバイスに分割することができる。

切削ブレードの切刃は一般的にダイアモンド砥粒がニッケルメッキで固定されて形成されている。ところで、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。

このように、切削ブレードが振動した状態で分割予定ラインに沿ってウェーハを切削すると、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。このため、切削ブレードを新たな切削ブレードに交換した際には、切削ブレードの外周を修正する真円出しドレッシングを実施している。

また、切削ブレードは切削を継続すると外周が先細りとなり、この状態で切削を続行するとデバイス側面の形状精度を悪化させるという問題がある。これを防止するため、定期的に切削ブレードの外周を修正する外径修正ドレッシングを実施している。更に、切削ブレードは切削を継続すると目つぶれが生じて切削能力が低下するため、定期的に目立てドレッシングを実施している。

しかし、切削加工中に切削ブレードの目詰まりや目つぶれが発生した場合には、切削加工中でもドレッシングを行う必要があり、チャックテーブルに保持された被加工物とドレスボードを交換せずにドレッシングが実施できるよう、チャックテーブルに隣接してドレッシング専用のドレステーブルを設置した切削装置が開発されている（例えば、特開２０００−４９１２０号公報参照）。

特開２０００−４９１２０号公報

切削ブレードのドレッシングを実施する際、通常はドレスボードを切削送りしつつ切削ブレードでドレスボードに切り込み、切削ブレードを強制的に消耗させるが、ドレッシングが完了するまで１０ライン以上の切削を要するため、ドレッシングのために時間がかかるという問題があった。

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、比較的短時間で切削ブレードのドレッシングを実施できる切削装置を提供することである。

本発明によると、ベースと、被加工物を保持面で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部に装着された切削ブレードを有し、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手段と、該スピンドルを該スピンドルの回転軸と平行なＹ軸方向に移動させるＹ軸移動手段と、該スピンドルを該チャックテーブルの保持面に対して接近及び離反させる方向のＺ軸方向に移動させるＺ軸移動手段と、該Ｙ軸方向及び該Ｚ軸方向と直交し切削送り方向であるＸ軸方向に該チャックテーブルを移動させるＸ軸移動手段と、を備えた切削装置であって、該Ｙ軸移動手段による該切削ブレードの移動経路上の該スピンドルの直下の該ベースに固定されたドレスボード支持手段を更に備え、該ドレスボード支持手段は、対向配置された発光素子と受光素子との間に該Ｚ軸移動手段により下降して侵入する該切削ブレードが該発光素子からの光を遮蔽する量に基づいて、該切削ブレードの刃先の位置を検出する非接触セットアップ機構を選択的に覆う保護カバーから構成されるとともに、該保護カバーの上面に該ドレスボードが装着され、該ドレスボード支持手段に支持されたドレスボードに該切削ブレードが該Ｚ軸移動手段で切り込むことで該切削ブレードをドレッシングすることを特徴とする切削装置は提供される。

本発明の切削装置によると、Ｙ軸移動手段による切削ブレードの移動経路上のスピンドルの直下のベースに、ドレスボード支持手段を固定したため、ドレスボード支持手段に支持されたドレスボードに切削ブレードが所謂チョッパーカットで切り込むことでドレッシングを行うので、ドレッシング工程が非常に短時間で終了できるという効果を奏する。

また、チャックテーブルとは別にドレスボード支持手段が設けられているため、被加工物の搬出入やアライメントのタイミングで切削ブレードのドレッシングを実施することができ、工程に無駄がない。

本発明実施形態に係る切削装置の斜視図である。 図１に示した切削装置の要部平面図である。 切削工程からドレッシング工程へ移る動作を説明する側面図である。 図４（Ａ）は保護カバーを閉じた状態のドレスボード支持ユニットの斜視図、図４（Ｂ）は保護カバーを開けた状態のドレスボード支持ユニットの斜視図である。

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。４は切削装置２のベースであり、ベース４上にはチャックテーブル８が回転可能且つ図示しない切削送り機構（Ｘ軸移動機構）によりＸ軸方向に往復動可能に配設されている。

チャックテーブル８の周囲には複数のクランプ９及びウォーターカバー１０が配設されており、このウォーターカバー１０とベース４にわたり切削送り機構の軸部を保護するための蛇腹１２が連結されている。

ベース４の後方には門型形状のコラム１４が立設されている。コラム１４にはＹ軸方向に伸長する一対のガイドレール１６が固定されている。コラム１４には更に、Ｙ軸移動ブロック１８がボールねじ２０と図示しないパルスモータとからなる割り出し送り機構（Ｙ軸移動機構）２２によりガイドレール１６に沿ってＹ軸方向に移動可能に搭載されている。

Ｙ軸移動ブロック１８にはＺ軸方向に伸長する一対のガイドレール２４が固定されている。Ｙ軸移動ブロック１８上には、Ｚ軸移動ブロック２６がボールねじ２８とパルスモータ３０とからなるＺ軸移動機構３２によりガイドレール２４に案内されてＺ軸方向に移動可能に搭載されている。

Ｚ軸移動ブロック２６には切削ユニット３４が取り付けられており、切削ユニット３４のスピンドルハウジング３６内にスピンドル３７（図３参照）が回転可能に収容されており、スピンドル３７の先端部に切削ブレード３８が装着されている。切削ブレード３８の概略上半分はブレードカバー４０により覆われている。切削ユニット３４のスピンドルハウジング３６には撮像ユニット４２が取り付けられている。

図１及び図２を合わせて参照すると明らかなように、Ｙ軸移動機構２２による切削ブレード３８の移動経路上のスピンドル３７の直下のベース４の側壁４ａには、ドレスボード支持ユニット４４が固定されている。ドレスボード支持ユニット４４上にはドレスボード４６が搭載されている。

図２を参照すると、チャックテーブル８の保持面８ａ上にダイシングテープＴを介してウェーハ等の被加工物１１が保持された状態の平面図が示されている。ダイシングテープＴの外周は環状フレームＦに貼着され、環状フレームＦはクランプ９によりクランプされて固定されている。チャックテーブル９に保持されたウェーハ１１はＸ方向に往復動し、切削ユニット３４はＹ方向に往復動可能に配設されている。

図４（Ａ）を参照すると、カバー６２を閉じた状態のドレスボード支持ユニット４４の斜視図が示されている。図４（Ｂ）はカバー６２を開いた状態のドレスボード支持ユニット４４の斜視図である。本実施形態のドレスボード支持ユニット４４は、非接触セットアップ機構４８のカバー６２を利用したものである。

図４（Ｂ）に示すように、非接触セットアップ機構４８の取り付け部材５０は水平部５０ａと垂直部５０ｂとを有しており、取り付け部材５０は、図３に最も良く示されるように、ベース４の壁部４ａに固定されている。

取り付け部材５０の垂直部５０ｂの先端はブレード侵入部５２を画成するＵ形状に形成されており、このブレード侵入部５２を挟んで発光部５４と発光部５４からの光を受光する受光部５６が配設されている。発光部５４は図示しない光ファイバーを介して光源に接続されており、受光部５６は図示しない光ファイバーを介してフォトダイオード等の光電変換部に接続されている。

取り付け部材５０の水平部５０ａには、発光部５４及び受光部５６の端面に恒温調整された洗浄水を供給する洗浄水供給ノズル５８ａ，５８ｂと、発光部５４及び受光部５６の端面にエアを供給するエア供給ノズル６０ａ，６０ｂが配設されている。

取り付け部材５０の垂直部５０ｂには、ヒンジ６４を介して保護カバー６２が回動可能に取り付けられている。取り付け部材５０、保護カバー６２及びヒンジ６４は例えばＳＵＳ等の金属から形成されており、保護カバー６２はヒンジ６４及び取り付け部材５０を介してベース４に接地されている。

図４（Ｂ）に示した保護カバー６２を開いた状態から、保護カバー６２を矢印Ａ方向に回転すると、図４（Ａ）に示すように、非接触セットアップ機構４８が保護カバー６２により覆われる。

この時、保護カバー６２の上面６２ａに装着されたドレスボード４６がドレッシング可能状態に露出される。図４（Ａ）で保護カバー６２を矢印Ａ方向に回転すると、図４（Ｂ）に示すように、非接触セットアップ機構４８が露出され、切削ブレード３８のセットアップが可能となる。

次に、図３を参照して、切削ブレード３８のドレッシング作業について説明する。まず、図３（Ａ）に示すように、切削ブレード３８がチャックテーブル８に保持されたウェーハ１１の図示しない分割予定ライン（ストリート）にダイシングテープＴに至るまで切り込み、チャックテーブル８をＸ軸方向に切削送りすることにより、ウェーハ１１を切削する。切削ユニット３４をＹ軸方向に分割予定ラインのピッチずつ割り出し送りすることにより、第１の方向に伸長する全ての分割予定ラインを切削する。

次いで、チャックテーブル８を９０°回転してから、第１の方向に直交する第２の方向に伸長する全ての分割予定ラインに同様な切削溝を形成して、ウェーハ１１を個々のデバイスチップに分割する。

切削ブレード３８によるウェーハ１１の切削を継続すると、切削ブレード３８の目詰まりや目つぶれが生じたり、切削ブレード３８の外周が先細り状態になったりする。このような場合には、切削ブレード３８のドレッシングを行う必要がある。

このドレッシングを実施するには、図３（Ｂ）に示すように、切削ユニット３８をＹ軸方向に移動して、切削ブレード３８をドレスボード４６の直上に位置づける。そして、切削ブレード３８を高速で回転させながら下降させて、図３（Ｃ）に示すように、静止状態のドレスボード４６に所定深さ切り込む。

即ち、切削ブレード３８でドレスボード４６のチョッパーカットを実施する。チョッパーカットとは、静止している被加工物に切削ブレード３８を所定深さ切り込ませる切削方法である。

このチョッパーカットに対して、被加工物を切削送りしながら切削ブレード３８で切削する加工方法をトラバースカットと称する。トラバースカットに比較して、チョッパーカットの方が切削ブレード３８に対する抵抗が大きくなり易いため、切削ブレード３８の刃先に僅かに付着した金属を除去したり、僅かな目つぶれの解消に効果的であり、２〜３回程度のチョッパーカットの実施で十分なドレッシング効果を上げることができる。

上述したように、保護カバー６２はヒンジ６４及び取り付け部材５０を介してベース４に接地されているため、切削ブレード３８を降下させて保護カバー６２の上面６２ａに接触させて、切削ブレード３８の図示しない接触セットアップ機構に通電することにより、切削ブレード３８の接触セットアップを実施できる。これにより、ドレッシング時の切削ブレード３８のドレスボード４６への切り込み量を正確に制御することができる。

ドレッシング終了後、切削ブレード３８の非接触セットアップを実施したい場合には、図４（Ｂ）に示すように、保護カバー６２を開けて非接触セットアップ機構４８を露出させる。

これにより、チョッパーカットによる切削ブレード３８のドレッシングが終了したならば、非接触セットアップ機構４８ですぐさま切削ブレード３８の消耗量の測定が実施でき、非常に短時間で切削ブレード３８のドレッシング及びドレッシング終了後の消耗量の測定を実施できる。

本実施形態では、チャックテーブル８と独立して、ドレスボード支持ユニット４４がベース４に固定されているため、被加工物の搬出入やアライメントのタイミングで切削ブレード３８のドレッシングを実施することができ、無駄な工程を省くことができる。

２ 切削装置
４ ベース
８ チャックテーブル
１１ ウェーハ
３４ 切削ユニット
３８ 切削ブレード
４４ ドレスボード支持ユニット
４６ ドレスボード
４８ 非接触セットアップ機構
５０ 取り付け部材
５４ 発光部
５６ 受光部
６２ 保護カバー

Claims (1)

1. ベースと、被加工物を保持面で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部に装着された切削ブレードを有し、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手段と、該スピンドルを該スピンドルの回転軸と平行なＹ軸方向に移動させるＹ軸移動手段と、該スピンドルを該チャックテーブルの保持面に対して接近及び離反させる方向のＺ軸方向に移動させるＺ軸移動手段と、該Ｙ軸方向及び該Ｚ軸方向と直交し切削送り方向であるＸ軸方向に該チャックテーブルを移動させるＸ軸移動手段と、を備えた切削装置であって、
   該Ｙ軸移動手段による該切削ブレードの移動経路上の該スピンドルの直下の該ベースに固定されたドレスボード支持手段を更に備え、
   該ドレスボード支持手段は、
   対向配置された発光素子と受光素子との間に該Ｚ軸移動手段により下降して侵入する該切削ブレードが該発光素子からの光を遮蔽する量に基づいて、該切削ブレードの刃先の位置を検出する非接触セットアップ機構を選択的に覆う保護カバーから構成されるとともに、該保護カバーの上面に該ドレスボードが装着され、
   該ドレスボード支持手段に支持されたドレスボードに該切削ブレードが該Ｚ軸移動手段で切り込むことで該切削ブレードをドレッシングすることを特徴とする切削装置。