JP3887614B2 - 切削方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウェーハ、フェライト等の被加工物を精密に切削することができる精密切削装置及びこれを用いた切削方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
2つのブレードを備えた精密切削装置としては、例えば、特公平3−11601号公報に開示されたダイシング装置が従来例として周知である。このダイシング装置においては、Y軸方向に2本のスピンドルが並列に配設され、各スピンドルの先端部にはそれぞれブレードが装着されている。
【0003】
このダイシング装置において、例えばステップカットにより半導体ウェーハを切削する際には、片方のブレードを先端がV字型のV溝ブレード、もう片方のブレードを切削用のブレードとすれば、V溝ブレードによって被加工物の表面にV溝を形成した後、更にそのV溝を切削用のブレードで切削することにより、表面がテーパー上に面取りされたチップを形成することができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、スピンドルは並列に配設され、スピンドルに装着されるブレードも切削方向に対して並列に配設されるため、切削ストロークが長くなり、生産性の点で問題がある。
【0005】
従って、従来の精密切削装置においては、生産性の向上を図ることに解決しなければならない課題を有している。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための具体的手段として本発明は、一方のモーターの駆動により回転する一方のネジと、他方のモーターの駆動により回転する他方のネジとが基台のY軸方向に配設され、一方のネジには、一方のネジの回転によりY軸方向に移動する第一のスピンドル支持部材が係合し、他方のネジには、他方のネジの回転によりY軸方向に移動する第二のスピンドル支持部材が係合し、第一のスピンドルの先端には第一のブレードが装着され、第二のスピンドルには第二のブレードが装着され、第一のスピンドルと第二のスピンドルとは、第一のブレードと第二のブレードとが対峙するよう該Y軸方向に略一直線上に配設され、半導体ウェーハを吸引保持するチャックテーブルが、X軸方向に移動可能に配設されている精密切削装置を用いて、円形状を呈する半導体ウェーハを切削する切削方 法であって、第一のブレードと第二のブレードとをチャックテーブルに保持された円形状を呈する半導体ウェーハのY軸方向の両端部に位置付け、第一のスピンドル及び第二のスピンドルを下降させると共にチャックテーブルをX軸方向に移動させて、Y軸方向の最も外側に形成されたストリートを第一のブレード及び第二のブレードによって2本同時に切削し、第一のスピンドル及び第二のスピンドルを中心に向けて所定距離割り出し送りしながら、チャックテーブルをX軸方向に移動させてストリートを2本ずつX軸方向に切削する切削方法を提供する。
【0007】
このように構成される切削方法によれば、被加工物が円形状を呈する半導体ウェーハであるため、第一のブレードと第二のブレードによって同一のストロークで無駄なく同時にストリートを切削することができる。
【0008】
更に本発明は、上記の精密切削装置を用いて円形状を呈する半導体ウェーハを切削する切削方法であって、第一のブレードと第二のブレードとを衝突しない範囲で接近させてチャックテーブルに保持された円形状を呈する半導体ウェーハの中央部に位置させ、第一のスピンドル及び第二のスピンドルを下降させると共にチャックテーブルをX軸方向に移動させ、円形状を呈する半導体ウェーハの中央部に形成されたストリートを2本同時に切削し、第一のスピンドル及び第二のスピンドルを中央部から離隔する方向に所定間隔毎に割り出し送りさせ、チャックテーブルをX軸方向に移動させてストリートを2本ずつX軸方向に切削する切削方法を提供する。
【0009】
このように構成される切削方法による場合も、被加工物が円形状を呈する半導体ウェーハであるため、第一のブレードと第二のブレードによって同一のストロークで無駄なく同時にストリートを切削することができる。
【0010】
また本発明は、上記の精密切削装置を用いて正方形または長方形の半導体ウェーハを切削する切削方法であって、第一のブレードがチャックテーブルに保持された正方形または長方形の被加工物の端部に位置付けられ、第二のブレードが被加工物の中央部に位置付けられ、第一のスピンドル及び第二のスピンドルを下降させると共に、チャックテーブルをX軸方向に移動させ、被加工物の端部及び中央部に形成されたストリートをX軸方向に2本同時に切削し、第一のスピンドルと第二のスピンドルとの間隔を維持したまま第一のスピンドル及び第二のスピンドルをもう片方の端部の方向に割り出し送りし、チャックテーブルをX軸方向に移動させてストリートを2本ずつ切削する切削方法を提供する。
【0011】
このように構成される切削方法によれば、被加工物が正方形または長方形であるため、切削ストロークに全く無駄がなくなると共に、全ての切削位置を2本ずつ切削することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
精密切削装置の一例である図1に示すダイシング装置について説明する。この図1に示すダイシング装置10を用いて被加工物の切削を行う際は、被加工物はチャックテーブル11に載置されて吸引保持される。例えば、半導体ウェーハをダイシングするときは、図2に示すように、保持テープ12を介してフレーム13に保持された半導体ウェーハ14が、チャックテーブル11に載置されて吸引保持される。
【0013】
図2に示す半導体ウェーハ14の表面には、所定間隔を置いて格子状に配列された直線状領域であるストリート15が存在し、ストリート15によって区画された多数の矩形領域16には、回路パターンが施されている。このような半導体ウェーハ14は、ストリート15において切削(ダイシング)されると、各矩形領域ごとに分離されてチップが形成される。
【0014】
チャックテーブル11は、X軸方向に移動可能となっており、チャックテーブル11に吸引保持された半導体ウェーハ14は、切削前にチャックテーブル11のX軸方向の移動によりアライメント手段17の直下に位置付けられる。また、チャックテーブル11は、必要な場合には、Z軸方向に移動可能とするように構成することもできる。
【0015】
このようにして半導体ウェーハ14がアライメント手段17の直下に位置付けられると、アライメント手段17の下部に備えたCCDカメラ等の撮像手段18によって半導体ウェーハ14の表面が撮像されて、パターンマッチング等の処理を介して半導体ウェーハ14の表面に形成された切削すべきストリート15が検出される。そして更に、チャックテーブル11がX軸方向に移動すると、半導体ウェーハ14は、切削領域19に入っていく。
【0016】
切削領域19には、Y軸方向に略一直線上に配設してY軸方向に軸心を有する第一のスピンドル20及び第二のスピンドル21と、第一のスピンドル20、第二のスピンドル21の先端に装着した第一のブレード22、第二のブレード23とを備えており、第一のスピンドル20と第一のブレード22とで第一の切削手段24を構成し、第二のスピンドル21と第二のブレード23とで第二の切削手段25を構成している。また、第一のブレード22と第二のブレード23とが対峙するように、第一のスピンドル20と第二のスピンドル21とは略一直線上に配設されており、第一のスピンドル20及び第二のスピンドル21は、それぞれ独立してZ軸方向に移動可能である。
【0017】
切削領域19には、例えば図3に示すように、切削領域19の底部の端部間をY軸方向に架設させて第一のモーター26の駆動により回転する第一のネジ27と、第一のネジ27に係合して第一のネジ27の回転に伴ってY軸方向に移動可能な第一の基台28と、第一の基台28上においてY軸方向に配設されて第二のモーター29の駆動により回転する第二のネジ30及び第三のモーター31の駆動により回転する第三のネジ32と、第二のネジ30に係合して第二のネジ30の回転に伴ってY軸方向に移動可能な第二の基台33と、第三のネジ32に係合して第三のネジ32の回転に伴ってY軸方向に移動可能な第三の基台34とを備えている。即ち、第一の基台28は、第一のスピンドル20と第二のスピンドル21に共通の基台となっている。
【0018】
そして、第二の基台33の端部からは、第一の支持部材35を起立して設け、この第一の支持部材35に沿って、第四のモーター36の駆動により回転する第四のネジ37が配設されている。また、第三の基台34の端部からは、第二の支持部材38を起立して設け、この第二の支持部材38に沿って、第五のモーター39の駆動により回転する第五のネジ40が配設されている。
【0019】
第四のネジ37には、第四のネジ37の回転に伴ってZ軸方向に上下動する第一のスピンドル支持部材41が係合され、第五のネジ40には、第五のネジ40の回転に伴ってZ軸方向に上下動する第二のスピンドル支持部材42が係合されている。また、第一のスピンドル支持部材41は、Y軸方向に設けた第一のスピンドル20を支持し、第二のスピンドル支持部材42は、Y軸方向に第二のスピンドル21を支持している。
【0020】
そして、第一のスピンドル20の先端には円板状の刃である第一のブレード22が、第二のスピンドル21の先端にも同様に円板状の刃である第二のブレード23がそれぞれ回転可能に装着されている。第一のブレード22及び第二のブレード23としては、半導体ウェーハ14の表面に形成しようとする溝の形状に応じて、種々の形状のブレードが採用される。例えば、断面がV字型のV溝を形成するときは、先端がV字型に形成されたV字型ブレードがスピンドルに装着される。また、第一のブレード22と第二のブレード23とは同種であってもよいし、異種であってもよい。
【0021】
半導体ウェーハ14の切削時は、第二の基台33及び第三の基台34をY軸方向に移動させることにより半導体ウェーハ14の切削位置のY軸方向の位置合わせを行う。そして、第一のブレード22及び第二のブレード23が回転すると共に、第一のスピンドル支持部材41及び第二のスピンドル支持部材42が第四のネジ37及び第五のネジ40の回転に伴って下降する。更に、チャックテーブル11がX軸方向に移動することによって、また、必要な場合にはZ軸方向にも移動することによってX軸方向に切削が行われる。
【0022】
切削領域19は、図4のように構成されていてもよい。図4の例においては、切削領域19の上部の端部間にY軸方向に第一のモーター43の駆動により回転する第一のネジ44を架設させ、第一のネジ44に係合して第一のネジ44の回転に伴ってY軸方向に移動する第一の基台45を設けている。また、第一の基台45の下側には、第二のモータ46の駆動により回転する第二のネジ47と、第三のモーター48の駆動により回転する第三のネジ49とを配設し、第二のネジ47及び第三のネジ49には、第二のネジ47及び第三のネジ49の回転によりY軸方向に移動する第一のスピンドル支持部材50及び第二のスピンドル支持部材51を係合させている。更に、第一のスピンドル支持部材50及び第二のスピンドル支持部材51の下部には、第一のスピンドル20及び第二のスピンドル21を垂設させ、第一のスピンドル20の先端には第一のブレード22が、第二のスピンドル21の先端には第二のブレード23がそれぞれ装着されている。このように、第一の基台45は、第一のスピンドル20と第二のスピンドル21に共通の基台となっている。
【0023】
図4の例の場合において、第一のスピンドル支持部材50及び第二のスピンドル支持部材51は、図5に示すように、第四のネジ52及び第五のネジ53が上部に設けた第四のモーター54及び第五のモーター55により駆動されて回転し、これに伴い第一のスピンドル20及び第二のスピンドル21が上下動する構成となっている。
【0024】
以上のように構成されるダイシング装置10を用いて、被加工物、例えば図2に示した半導体ウェーハ14の切削を行う際は、第一のスピンドル20及び第二のスピンドル21のY軸方向の移動を適宜に制御することによって様々な方法で切削を行うことができる。
【0025】
例えば、図6(A)に示すように、最初に第一のブレード22と第二のブレード23とをチャックテーブル11に保持された半導体ウェーハ14のY軸方向の両端部に位置付け、第一のスピンドル20及び第二のスピンドル21を下降させると共に、チャックテーブル11をX軸方向に移動させて、即ち、チャックテーブル11と第一の切削手段24及び第二の切削手段25とのX軸方向の相対的移動によって、図7(A)のように半導体ウェーハ14の表面のY軸方向の最も外側に形成されたストリートを、第一のブレード22及び第二のブレード23によって2本同時にX軸方向に切削する。この場合、2本のストリートは同一のストロークで切削される。
【0026】
そして次に、第一のスピンドル20及び第二のスピンドル21を中心に向かって所定距離、例えばストリート間の間隔だけ割り出し送りし、同様にチャックテーブル11をX軸方向に移動させてストリート15を2本ずつX軸方向に同一のストロークで切削していき、図7(B)のように切削溝を形成していく。
【0027】
図6においては図示していないが、実際には第一のブレード22及び第二のブレード23には、先端にブレード固定用のフランジ等が装着され、また、ブレードはブレードカバーによって覆われている。従って、半導体ウェーハ14の中央部(例えば図7(B)において切削溝が形成されていない部分)においては、第一のブレード22と第二のブレード23とを所定間隔割り出し送りすると切削手段同士が衝突してしまう場合がある。従って、このように切削しようとする2本のストリート間の距離がブレードが最も接近できる間隔より狭い場合には、図6(C)に示すように、どちらか片方のブレード、例えば第一のブレード22によって切削を行う。こうして図7(C)に示すように全てのストリートの切削が行われる。
【0028】
以上のようにして円形状を呈する半導体ウェーハ14を切削することにより、第一のブレード22と第二のブレード23とは同一のストロークで無駄なく同時に各ストリートを切削することができる。
【0029】
図8に示す例においては、図8(A)に示すように、最初に第一のブレード22と第二のブレード23とが衝突しない範囲内でできる限り両者を接近させて半導体ウェーハ14の中央部に位置させ、第一のスピンドル20及び第二のスピンドル21を下降させると共にチャックテーブル11をX軸方向に移動させ、半導体ウェーハ14の中央部に形成されたストリートをX軸方向に2本同時に切削して、図9(A)のように切削溝を形成する。即ち、この2本のストリートは同一のストロークで切削される。
【0030】
そして次に、図8(B)に示すように、第一のスピンドル20と第二のスピンドル21とが中央部から離隔する方向に所定間隔毎に割り出し送りされ、チャックテーブル11をX軸方向に移動させてストリートを2本ずつ同一のストロークでX軸方向に切削していき、図9(B)のように切削溝が形成されていく。
【0031】
なお、第一のブレード22と第二のブレード23とを接近させることができずに切削されていなかった中央部のストリートについては、図8(C)に示すように、どちらか片方のブレードによって切削するようにすればよい。こうして最終的に図9(C)のように全てのストリートが切削される。
【0032】
以上のようにして円形状を呈する半導体ウェーハ14を切削することにより、図6の例の場合と同様に、第一のブレード22と第二のブレード23とは同一のストロークで無駄なく同時に各ストリートを切削することができる。
【0033】
図10に示す例においては、まず最初に図10(A)に示すように、第一のブレード22が半導体ウェーハ14の端部に位置付けられ、第二のブレード23が半導体ウェーハ14の中央部に位置付けられて、第一のスピンドル20及び第二のスピンドル21を下降させると共にチャックテーブル11をX軸方向に移動させ、半導体ウェーハ14の端部及び中央部に形成されたストリートをX軸方向に2本同時に切削し、図11(A)のように切削溝が形成される。
【0034】
そして、図10(B)、(C)に示すように、このときの第一のスピンドル20と第二のスピンドル21との間隔を維持したまま、第一のスピンドル20及び第二のスピンドル21をもう片方の端部の方向に割り出し送りし、チャックテーブル11をX軸方向に移動させて、図11(B)、(C)に示すようにストリートを2本ずつX軸方向に切削していく。
【0035】
このように切削することにより、図6、図8の場合に比して多少のストロークの無駄が生じるものの、全てのストリートを同時に2本ずつ切削していくことができる。なお、この場合は、例えば被切削物が正方形や長方形の場合は、切削ストロークに全く無駄がなくなると共に、全ての切削位置を2本ずつ切削することができる。
【0036】
図12に示す例は、ステップカットによりV溝ブレードにより半導体ウェーハ14の表面にV溝を形成してから切削を行い、表面がテーパー状に面取りされたチップを形成する場合である。
【0037】
この場合、図12(A)に示すように、第一のブレード22をV溝ブレード、第二のブレード23を切削ブレードとする。そして、最初に第一のブレード22を半導体ウェーハ23のストリートに位置付け、チャックテーブル11をX軸方向に移動させて、半導体ウェーハ14の表面のX軸方向にV溝を形成する。図13(A)において太線で示したのがこのV溝である。
【0038】
次に、図12(B)に示すように、第一のブレード22をY軸方向に所定間隔移動させると共に、V溝が形成された位置に第二のブレード23を位置付ける。このようにしてV溝の形成とV溝の切削を順次行って図13(B)のように切削していき、図12(C)に示すように第二のブレード23によって最後のV溝の切削を行い、図13(C)に示すように全てのストリートが切削されると、最終的に、表面がテーパー状に面取りされたチップが形成される。
【0039】
なお、異種のブレードを使用する場合は、図12の例のようにV溝ブレードと切削ブレードを使用する場合には限られず、種々の形状のブレードを組み合わせてステップカット等を行うことが可能である。
【0040】
このように切削することにより、比較的ストロークの無駄なくステップカット等を行うことができる。
【0041】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る切削方法によれば、第一のスピンドルと第二のスピンドルとが略一直線上に配設されているため、切削時の切削ストロークがスピンドルが1本の場合と同様になり、従来のスピンドルが2本並列に配設されていたタイプのものに比べて切削ストロークが格段に短くなって、生産性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 精密切削装置の一例であるダイシング装置を示す斜視図である。
【図2】 切削の対象となる被加工物の一例である半導体ウェーハを示す平面図である。
【図3】 ダイシング装置の切削領域の構成の一例を示す説明図である。
【図4】 ダイシング装置の切削領域の構成の一例を示す説明図である。
【図5】 ダイシング装置の切削領域の構成の一例を示す説明図である。
【図6】 本発明に係る切削方法の一例を示す説明図である。
【図7】 同切削方法により半導体ウェーハに形成された切削溝を示す説明図である。
【図8】 本発明に係る切削方法の一例を示す説明図である。
【図9】 同切削方法により半導体ウェーハに形成された切削溝を示す説明図である。
【図10】 本発明に係る切削方法の一例を示す説明図である。
【図11】 同切削方法により半導体ウェーハに形成された切削溝を示す説明図である。
【図12】 本発明に係る切削方法の一例を示す説明図である。
【図13】 同切削方法により半導体ウェーハに形成された切削溝を示す説明図である。
【符号の説明】
10:ダイシング装置 11:チャックテーブル 12:保持テープ
13:フレーム 14:半導体ウェーハ 15:ストリート 16:矩形領域
17:アライメント手段 18:撮像手段 19:切削領域
20:第一のスピンドル 21:第二のスピンドル 22:第一のブレード
23:第二のブレード 24:第一の切削手段 25:第二の切削手段
26:第一のモーター 27:第一のネジ 28:第一の基台
29:第二のモーター 30:第二のネジ 31:第三のモーター
32:第三のネジ 33:第二の基台 34:第三の基台
35:第一の支持部材 36:第四のモーター 37:第四のネジ
38:第二の支持部材 39:第五のモーター 40:第五のネジ
41:第一のスピンドル支持部材 42:第二のスピンドル支持部材
43:第一のモーター 44:第一のネジ 45:第一の基台
46:第二のモーター 47:第二のネジ 48:第三のモーター
49:第三のネジ 50:第一のスピンドル支持部材
51:第二のスピンドル支持部材 52:第四のネジ 53:第五のネジ
54:第四のモーター 55:第五のモーター
Claims (3)
- 一方のモーターの駆動により回転する一方のネジと、他方のモーターの駆動により回転する他方のネジとが基台のY軸方向に配設され、
該一方のネジには、該一方のネジの回転によりY軸方向に移動する第一のスピンドル支持部材が係合し、該他方のネジには、該他方のネジの回転によりY軸方向に移動する第二のスピンドル支持部材が係合し、
第一のスピンドルの先端には第一のブレードが装着され、第二のスピンドルには第二のブレードが装着され、
該第一のスピンドルと該第二のスピンドルとは、該第一のブレードと該第二のブレードとが対峙するよう該Y軸方向に略一直線上に配設され、
半導体ウェーハを吸引保持するチャックテーブルが、X軸方向に移動可能に配設されている精密切削装置を用いて円形状を呈する半導体ウェーハを切削する切削方法であって、
該第一のブレードと該第二のブレードとをチャックテーブルに保持された円形状を呈する半導体ウェーハのY軸方向の両端部に位置付け、該第一のスピンドル及び該第二のスピンドルを下降させると共に該チャックテーブルをX軸方向に移動させて、Y軸方向の最も外側に形成されたストリートを該第一のブレード及び該第二のブレードによって2本同時に切削し、
該第一のスピンドル及び該第二のスピンドルを中心に向けて所定距離割り出し送りしながら、該チャックテーブルをX軸方向に移動させてストリートを2本ずつX軸方向に切削する切削方法。 - 一方のモーターの駆動により回転する一方のネジと、他方のモーターの駆動により回転する他方のネジとが基台のY軸方向に配設され、
該一方のネジには、該一方のネジの回転によりY軸方向に移動する第一のスピンドル支持部材が係合し、該他方のネジには、該他方のネジの回転によりY軸方向に移動する第二のスピンドル支持部材が係合し、
該第一のスピンドル支持部材の下部には第一のスピンドルが配設され、該第二のスピンドル支持部材の下部には第二のスピンドルが配設され、
該第一のスピンドルの先端には第一のブレードが装着され、該第二のスピンドルには第二のブレードが装着され、
該第一のスピンドルと該第二のスピンドルとは、該第一のブレードと該第二のブレードとが対峙するよう該Y軸方向に略一直線上に配設され、
半導体ウェーハを吸引保持するチャックテーブルが、X軸方向に移動可能に配設されている精密切削装置を用いて円形状を呈する半導体ウェーハを切削する切削方法であって、
該第一のブレードと該第二のブレードとを衝突しない範囲で接近させてチャックテーブルに保持された円形状を呈する半導体ウェーハの中央部に位置させ、該第一のスピンドル及び該第二のスピンドルを下降させると共に該チャックテーブルをX軸方向に移動させ、該円形状を呈する半導体ウェーハの中央部に形成されたストリートを2本同時に切削し、
該第一のスピンドル及び該第二のスピンドルを該中央部から離隔する方向に所定間隔毎に割り出し送りさせ、該チャックテーブルをX軸方向に移動させてストリートを2本ずつX軸方向に切削する切削方法。 - 一方のモーターの駆動により回転する一方のネジと、他方のモーターの駆動により回転する他方のネジとが基台のY軸方向に配設され、
該一方のネジには、該一方のネジの回転によりY軸方向に移動する第一のスピンドル支持部材が係合し、該他方のネジには、該他方のネジの回転によりY軸方向に移動する第二のスピンドル支持部材が係合し、
該第一のスピンドル支持部材の下部には第一のスピンドルが配設され、該第二のスピンドル支持部材の下部には第二のスピンドルが配設され、
該第一のスピンドルの先端には第一のブレードが装着され、該第二のスピンドルには第二のブレードが装着され、
該第一のスピンドルと該第二のスピンドルとは、該第一のブレードと該第二のブレードとが対峙するよう該Y軸方向に略一直線上に配設され、
半導体ウェーハを吸引保持するチャックテーブルが、X軸方向に移動可能に配設されている精密切削装置を用いて正方形または長方形の半導体ウェーハを切削する切削方法であって、
該第一のブレードがチャックテーブルに保持された正方形または長方形の被加工物の端部に位置付けられ、該第二のブレードが該被加工物の中央部に位置付けられ、
該第一のスピンドル及び該第二のスピンドルを下降させると共に、該チャックテーブルをX軸方向に移動させ、該被加工物の端部及び中央部に形成されたストリートをX軸方向に2本同時に切削し、
該第一のスピンドルと該第二のスピンドルとの間隔を維持したまま、該第一のスピンドル及び該第二のスピンドルをもう片方の端部の方向に割り出し送りし、該チャックテーブルをX軸方向に移動させてストリートを2本ずつ切削する切削方法。
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