JP2018075662A - 切削方法 - Google Patents

Abstract

【課題】切削ブレードの付着物を除去して切削ブレードの切削能力低下を防止する。【解決手段】被加工物に設定された切削予定ラインに沿って環状の切削ブレードで被加工物を切削する切削方法であって、回転する該切削ブレードと、被加工物を保持する保持テーブルと、を加工送り方向に相対移動させて該切削予定ラインに沿って該被加工物を該切削ブレードで切削する切削ステップを備え、該切削ステップでは、該切削ブレードの外周縁に向かって洗浄流体を噴出して該切削ブレードの先端及び先端側の側面を洗浄しつつ切削を実施し、該洗浄流体は、該外周縁の一点における該外周縁の接線上で該一点における該切削ブレードの回転方向側に位置するノズルから、該一点における該切削ブレードの回転方向と逆の向きに噴出される。【選択図】図２

Description

本発明は、被加工物を切削ブレードで切削する切削方法に関する。

半導体ウェーハやパッケージ基板、セラミックス基板、ガラス基板等の被加工物を円環状の切削ブレードで精密に切削加工する切削装置が知られている。該切削装置では、該切削ブレードがスピンドルに回転可能に支持されている。そして、該スピンドルを回転させることで切削ブレードを回転させ、回転する切削ブレードを被加工物に切り込ませて被加工物を切削する。

該被加工物の表面には、例えば、格子状に設定された分割予定ラインによって区画される複数の領域のそれぞれに、ＩＣやＬＳＩ等のデバイスが形成される。そして、該分割予定ラインに沿って被加工物が切削されて被加工物が分割されると、デバイスを有する複数のチップ（以下、デバイスチップという）が形成される。

切削される前の被加工物には、例えば、該デバイスや配線、または、ＴＥＧ（Ｔｅｓｔ Ｅｌｅｍｅｎｔ Ｇｒｏｕｐ）等を構成する金属を含む層が形成されている場合がある。分割予定ラインにこのような金属を含む層が形成されている場合、切削ブレードは金属を切削することになる。

例えば、樹脂に覆われた複数のデバイスを有するパッケージ基板を切削して個々のデバイスチップに分割する場合、形成されたデバイスチップの側面に電極を露出させるために、金属を含む電極パッドを切削するように分割予定ラインが設定される場合がある。また、このようなパッケージ基板においては、例えば、該複数のデバイスは金属枠体に囲まれたデバイス領域に形成されるため、該パッケージ基板を切削するときに切削ブレードが該金属枠体を切削する場合がある。

切削ブレードは、金属や樹脂等のボンド材（結合剤）に、ダイヤモンド等の砥粒を混合して形成される。そのような切削ブレードで金属等の延性材（延性の大きい材料）を含む層を切削すると、切削ブレードに該延性材が付着して目詰まりを生じ、切削ブレードの切削能力が低下して、加工品質が悪化してしまう。

そこで、被加工物を切削する前に、切削ブレードをコーティング材でコーティングする方法が提案されている。この方法では、回転する切削ブレードにコーティング材を接触させることで切削ブレードをコーティングする。すると、延性材を含む被加工物を切削する場合にも切削ブレードへの該延性材の付着を防ぐことができる。これにより、切削ブレードの目詰まりによる切削能力の低下を抑制して、加工品質を良好に維持できる。

特開２０１５−１５０６７２号公報

しかし、切削ブレードをコーティング材でコーティングすると、切削ブレードに含まれる砥粒もコーティングされてしまう。そのため、コーティング材の材質次第では切削ブレードの切削能力が低下する場合がある。また、コーティングされた切削ブレードでも切削を続けるとコーティング材が剥がれるため再度コーティングを行わなければならず、手間がかかる。

本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、効率よく切削ブレードの付着物を除去して切削ブレードの切削能力低下を防止する切削方法を提供することである。

本発明の一態様によれば、被加工物に設定された切削予定ラインに沿って環状の切削ブレードで被加工物を切削する切削方法であって、回転する該切削ブレードと、被加工物を保持する保持テーブルと、を加工送り方向に相対移動させて該切削予定ラインに沿って該被加工物を該切削ブレードで切削する切削ステップを備え、該切削ステップでは、該切削ブレードの外周縁に向かって洗浄流体を噴出して該切削ブレードの先端及び先端側の側面を洗浄しつつ切削を実施し、該洗浄流体は、該外周縁の一点における該外周縁の接線上で該一点における該切削ブレードの回転方向側に位置するノズルから、該一点における該切削ブレードの回転方向と逆の向きに噴出される、ことを特徴とする切削方法が提供される。

本発明の一態様に係る切削方法では、切削ステップにおいて切削ブレードの外周縁の一点に向かって洗浄液を噴出して該切削ブレードの先端及び先端側の側面を洗浄しつつ被加工物の切削を実施する。このとき、洗浄される切削ブレードの外周縁においては、切削ブレードの回転方向とは反対の向きに洗浄流体が噴出される。そのため、切削ブレードに付着した該金属を含む切削屑等に対する該洗浄流体の相対的な速度は、洗浄流体を他の方法で該切削ブレードに噴射する場合よりも大きくなる。

例えば、該切削屑に該洗浄流体が当たるときの両者の相対速度は、切削ブレードの回転に伴う該一点における該切削屑の移動速度に、ノズルから噴出される洗浄流体の速度を加えた速度となる。すると、該切削屑は洗浄流体から強い力を受けて除去されるため、切削ブレードの目詰まり等の問題が抑制される。

金属等の延性材を含む層を切削ブレードで切削すると、該切削ブレードに該延性材が付着して目詰まり等の問題を引き起こすが、本発明の一態様に係る切削方法では、常に切削ブレードを強力に洗浄しながら切削を実施できる。そのため、切削ブレードに付着した該延性材を含む切削屑等を直ちに除去できる。

したがって、本発明によると、効率よく切削ブレードの付着物を除去して切削ブレードの切削能力低下を防止する切削方法が提供される。

図１（Ａ）は、パッケージ基板の上面図であり、図１（Ｂ）は、パッケージ基板の底面図である。 切削ユニットの構成を説明する模式図である。 切削ブレードの上面図である。 切削ユニットの構成を説明する模式図である。 切削方法を模式的に説明する斜視図である。

本発明に係る実施形態について説明する。まず、本実施形態に係る切削方法の被加工物について説明する。図１（Ａ）に、該被加工物の一例であるパッケージ基板１の上面図を示す。図１（Ｂ）は、該パッケージ基板１の底面図である。図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示す通り、パッケージ基板１は、平面視で略矩形状に形成された金属枠体３を含む。

金属枠体３は、例えば、４２アロイ（鉄とニッケルとの合金）や銅等の金属で構成されており、複数のデバイス領域５と、各デバイス領域５を囲む外周余剰領域７と、を備えている。図１（Ｂ）に示すように、金属枠体３の裏面３ｂ側には、複数のステージ９が配されている。ステージ９の表側（金属枠体３の表面３ａ側）には、各ステージ９に重なるようにＩＣ、ＬＥＤ等のデバイス（不図示）が設けられている。

金属枠体３の表面３ａ側には、該デバイスを封止する封止樹脂１３が形成されている。封止樹脂１３は、所定の厚みに形成されており、金属枠体３の表面３ａから突出している。各ステージ９上では、それぞれのデバイスがこの封止樹脂１３によって覆われている。

図１（Ｂ）に示すように、各ステージ９の周囲には複数の電極パッド１１が形成されており、それぞれのデバイス領域５において複数の電極パッド１１が行列状に配列されている。各電極パッド１１は封止樹脂１３により表側が覆われるとともに、裏側は外部に露出している。このパッケージ基板１では、封止樹脂１３が形成される前に各デバイスの各電極が、それぞれ対応する電極パッド１１に金属ワイヤー（不図示）等で接続される。

このとき、隣接する２つのデバイスに挟まれた位置にある電極パッド１１は、該隣接する２つのデバイスのそれぞれの電極に接続されており、後に切削により個々のデバイスチップが形成されるとき、該電極パッド１１が分断されてそれぞれのデバイスチップの電極端子が形成される。

金属枠体３の裏面３ｂ側には、マーカー１５が形成されている。該マーカー１５は、行列状に並んだ複数の電極パッド１１のそれぞれの行および列の先頭側と末尾側とに、各行または列を挟むように形成されている。該マーカー１５は、切削時の切削ブレードの位置を所定の位置に合わせるための目印として使用される。

すなわち、各行または列において複数の電極パッド１１を次々と分断するように切削ブレードを切り込ませて、各ステージ９の周辺において電極パッド１１ごと封止樹脂１３を切削することで、個々のデバイスチップが形成される。つまり、複数の電極パッド１１が並ぶ各行および列が分割予定ラインとなる。

次に、本実施形態に係る切削方法で使用される切削ユニットについて説明する。図２は、切削ユニットの構成を説明する模式図である。図２に示される通り、該切削ユニットは、スピンドル４ｃ（図３参照）により回転可能に支持される切削ブレード４と、該切削ブレード４を囲むブレードカバー６と、を備える。さらに、該切削ユニットは、切削ブレード４に切削水を供給する切削水供給源８と、切削ブレード４に洗浄流体を供給する洗浄水供給源１６及びエアー供給源２０と、を備える。

該切削ブレード４は、基台４ａと、該基台４ａの周りに固定される環状の切り刃４ｂと、を有する。図３は、切削ユニットに取り付けられた状態の切削ブレード４を説明する上面図である。図３に示す通り、切削ブレード４は、切削ユニットが備えるスピンドル４ｃに接続される。本実施形態に係る切削方法では、例えば、図３に示す矢印の方向に該スピンドル４ｃがモータ（不図示）等により回転されることにより、該切削ブレード４が回転される。

図２に示すブレードカバー６は、切削ブレード４を取り囲むカバーである。ブレードカバー６は、被加工物や回転する切削ブレード４からの切削屑や各種の流体の飛散を抑制する機能を有する。ブレードカバー６の内側には、ノズル１２、シャワーノズル１４、洗浄流体供給ノズル２４が通じている。

図２に示す切削水供給源８は、ブレードカバー６の内側を経由してノズル１２及びシャワーノズル１４に接続されている。該切削水供給源８と、ノズル１２及びシャワーノズル１４と、の間には、電磁弁１０が設けられている。ノズル１２の該切削ブレード４に向いた側には図示しない複数の噴出口が形成されており、該噴出口から切削ブレード４の側面に切削水が供給される。

該電磁弁１０が開くと該切削水供給源８からノズル１２及びシャワーノズル１４に切削液が供給される。該切削液は、切削ブレード４による被加工物の切削を円滑にするとともに、切削に伴う摩擦等により温度が上昇する切削ブレード４を冷却する。該切削液は、例えば、純水である。

洗浄液供給源１６は洗浄液を供給する機能を有し、エアー供給源２０は高圧エアーを供給する機能を有する。洗浄液供給源１６と、エアー供給源２０と、は共にブレードカバー６の内側を経由して洗浄流体供給ノズル２４に接続されている。洗浄液供給源１６から供給される洗浄液と、エアー供給源２０から供給される高圧エアーと、は洗浄流体供給ノズル２４に到達する途上で混合されて、洗浄流体が形成される。該洗浄流体は洗浄流体供給ノズル２４から切削ブレード４に向かって噴出される。

洗浄液供給源１６から供給される洗浄液の供給路には電磁弁１８が設けられ、エアー供給源２０から供給される高圧エアーの供給路には電磁弁２２が設けられている。電磁弁１８と、電磁弁２２と、を制御して洗浄液と高圧エアーとの供給量を調節することで適切な洗浄流体を形成できる。このように洗浄液を高圧エアーと混合して形成した洗浄流体を切削ブレード４に供給すると、洗浄液による洗浄効果を高められる。

洗浄流体供給ノズル２４は、該切削ユニットに取り付けられた切削ブレード４の外周縁の一点（例えば、点２４ｂ）における該外周縁の接線（例えば、線２４ｃ）上に設けられる。特に、外周縁の該一点における該切削ブレードの回転方向側の該接線上に洗浄流体供給ノズル２４が設けられる。

外周縁の該一点と、洗浄流体供給ノズル２４と、の位置関係をさらに詳述する。例えば、切り刃４ｂの端部に物体を保持した状態の切削ブレード４を想定する。この切削ブレード４を回転させ、該物体が外周縁の該一点に到達したときに該物体の保持を解除して該物体を投射するときの、該物体の投射方向に洗浄流体供給ノズル２４が配される。

さらに、該洗浄流体供給ノズル２４の噴出口は、切削ブレード４の外周縁の該一点の方向に向けられ、洗浄流体は該洗浄流体供給ノズル２４の噴出口から該一点に向けて噴出される。すなわち、該洗浄流体は、該洗浄流体供給ノズル２４から切削ブレード４に、切削ブレード４の外周縁の該一点における該切削ブレードの回転方向と逆向きに噴出される。

該切削ブレードに付着した切削屑等の付着物を除去しようとするとき、該付着物に該洗浄流体が当たるときの両者の相対速度は、切削ブレードの回転に伴う該切削屑の移動速度にノズルから噴出される洗浄流体の速度を加えた速度となる。すると、該切削屑は洗浄流体から強い力を受けて除去されるため、切削ブレードの目詰まり等の問題が抑制される。

洗浄流体は、図３の矢印２４ａに示す方向から切削ブレード４の切り刃４ｂの先端及びその側面に噴出され、該先端及び側面に付着した付着物を除去して切削ブレード４を洗浄できる。

なお、図４に示すように、切削ブレード４の外周縁の最も高い点と最も低い点との間の一点（例えば、２４ｄ）に洗浄流体を噴出できるように、該一点の鉛直方向（例えば、線２４ｅ）上方に洗浄流体供給ノズル３０を配してもよい。その場合、洗浄流体は該洗浄流体供給ノズル３０から該一点に向かって鉛直方向下向きに噴出される。

該洗浄流体供給ノズル３０をこのように配すると、該洗浄流体供給ノズル３０から噴出される洗浄液体に重力が作用するため、洗浄流体の該切削ブレードの付着物に対する相対速度をさらに高められる。なお、図４に示すように、洗浄流体は高圧洗浄水供給源２６から供給されてもよい。この場合、洗浄流体の噴出と停止が電磁弁２８で制御される。

次に、以上に説明した切削ユニットを用いて上述の被加工物を切削する切削方法について説明する。図５は、該切削方法を模式的に説明する斜視図である。ここでは、被加工物は上述したパッケージ基板１である。

本実施形態に係る切削方法では、まず、上述したパッケージ基板１の表面側にダイシングテープを貼着するテープ貼着ステップを実施する。このテープ貼着ステップでは、パッケージ基板１の表面に相当する金属枠体３の表面３ａ及び封止樹脂１３の表面を、パッケージ基板１より大径のダイシングテープ１７の接着面に密着させる。

これにより、ダイシングテープ１７は、パッケージ基板１の表面側に貼着される。なお、ダイシングテープ１７の外周部分には、環状フレーム１９を固定しておく。これにより、パッケージ基板１は、ダイシングテープ１７を介して環状フレーム１９に支持される。ただし、ダイシングテープ１７や環状フレーム１９の形状は、特に限定されない。

テープ貼着ステップの後には、ダイシングテープ１７が貼着されたパッケージ基板１を切削装置の切削ユニットの下方に保持する保持ステップを実施する。切削ブレード４が装着された切削ユニットを備える該切削装置は、パッケージ基板１を吸引保持するチャックテーブル（不図示）を備えている。

該チャックテーブルは、鉛直方向に伸びる回転軸の周りに回転可能である。また、チャックテーブルの下方には、加工送り機構（不図示）が設けられており、チャックテーブルは、この加工送り機構により加工送り方向（図５の矢印の方向）に移動可能である。

パッケージ基板１の上方には、パッケージ基板１を切削する円形の切削ブレード４が配置される。切削ブレード４は、水平方向に伸びる回転軸の周りに回転するスピンドル４ｃの一端側に装着されている。

スピンドル４ｃの他端側には、スピンドルハウジング４ｄに収容されたモータ（不図示）が連結されており、スピンドル４ｃに装着された切削ブレード４は、このモータの回転力で回転する。また、スピンドルハウジング４ｄは移動機構（不図示）で支持されており、切削ブレード４は該移動機構の作用により鉛直方向、及び、割り出し送り方向に移動される。

保持ステップの後には、回転させた切削ブレード４を切り込ませてパッケージ基板１を切削する切削ステップを実施する。切削ステップでは、まず、チャックテーブルを移動、回転させて、切削ブレード４を、パッケージ基板１の任意の分割予定ラインの切削開始位置に位置付ける。このとき、金属枠体３の裏面３ｂに設けられたマーカー１５（図１（Ｂ）参照）を切削ユニットに取り付けた撮像手段（カメラ）で捉えて切削ブレード４を位置付ける。

次に、回転させた切削ブレード４を下降させ、切削ブレード４の下端をパッケージ基板１とダイシングテープ１７との界面より低い位置に位置付ける。そして、被加工物の分割予定ラインと平行な方向にチャックテーブルを移動（加工送り）させる。切削ブレード４は、例えば、金属枠体３の裏面３ｂから表面３ａへと向かう方向（パッケージ基板１の裏面から表面へと向かう方向）に回転させる。

切削ブレード４を金属枠体３の裏面３ｂから表面３ａへと向かう方向に回転させるとともに、チャックテーブルと切削ブレード４とを相対移動させて、切削ブレード４をパッケージ基板１に切り込ませる。

上述のように、切削ブレード４の下端は、パッケージ基板１とダイシングテープ１７との界面より低い位置に位置付けられている。これにより、切削ブレード４をダイシングテープ１７まで切り込ませて、パッケージ基板１を、加工対象の分割予定ラインに沿って完全に切断できる（フルカット）。

パッケージ基板１の分割予定ラインには、電極パッド１１が形成されているため、切削ブレード４は該電極パッド１１を切削する。すると、延性材（延性の大きい材料）である金属を含む切削屑が発生する。発生した該切削屑は、切削ブレード４の先端や先端側の側面に付着する。該切削屑が付着した状態で切削ブレード４による切削を継続すると、切削ブレード４に目詰まり等の問題が生じて、切削ブレード４の切削能力が低下する。

そこで、本実施形態の切削ステップでは、切削ブレード４によるパッケージ基板１の切削中に、上述の洗浄流体供給ノズル（図２及び図４参照）から洗浄流体を噴出する。すると、該洗浄流体は切削ブレード４の先端や先端側の側面に付着した該切削屑に強い力を及ぼし、該切削屑が切削ブレード４から効率よく除去される。そのため、切削ブレード４の該目詰まり等の問題の発生が抑制され、切削ブレード４の切削能力の低下が防止される。

切削ステップが完了したあとは、ダイシングテープ１７を拡張して、パッケージ基板１を個々のデバイスチップに分割する分割ステップを実施する。該デバイスチップの外周には電極パッド１１に由来する複数の電極端子が形成される。該デバイスチップが所定の実装対象に実装されるときにそれぞれの該電極端子が所定の接続対象に接続されて、該電極端子を通してデバイスに信号等が送られる。

なお、本発明は、上記実施形態の記載に限定されず、種々変更して実施可能である。例えば、テープ貼着ステップでは、パッケージ基板１の表面側にダイシングテープ１７を貼着したが、本発明はこれに限定されない。テープ貼着ステップでは、パッケージ基板１の裏面側にダイシングテープ１７を貼着してもよい。この場合、切削ステップでは切削ブレード４をパッケージ基板の表面側から切り込ませるため、マーカー１５を金属枠体３の表面側に形成する。

その他、上記実施形態に係る構造、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。

１ パッケージ基板
３ 金属枠体
３ａ 表面
３ｂ 裏面
５ デバイス領域
７ 外周余剰領域
９ ステージ
１１ 電極パッド
１３ 樹脂
１５ マーカー
１７ ダイシングテープ
１９ フレーム
４ 切削ブレード
４ａ 基台
４ｂ 切り刃
４ｃ スピンドル
４ｄ スピンドルハウジング
６ ブレードカバー
８ 切削水供給源
１０，１８，２２，２８ 電磁弁
１２ ノズル
１４ シャワーノズル
１６ 洗浄水供給源
２０ エアー供給源
２４ 洗浄流体供給ノズル
２４ａ 矢印
２４ｂ，２４ｄ 点
２４ｃ，２４ｅ 接線
２６ 高圧洗浄水供給源
３０ 高圧洗浄水供給ノズル

Claims (1)

1. 被加工物に設定された切削予定ラインに沿って環状の切削ブレードで被加工物を切削する切削方法であって、
   回転する該切削ブレードと、被加工物を保持する保持テーブルと、を加工送り方向に相対移動させて該切削予定ラインに沿って該被加工物を該切削ブレードで切削する切削ステップを備え、
   該切削ステップでは、該切削ブレードの外周縁に向かって洗浄流体を噴出して該切削ブレードの先端及び先端側の側面を洗浄しつつ切削を実施し、
   該洗浄流体は、該外周縁の一点における該外周縁の接線上で該一点における該切削ブレードの回転方向側に位置するノズルから、該一点における該切削ブレードの回転方向と逆の向きに噴出される、
   ことを特徴とする切削方法。