JP7166714B2 - Cutting blade, method for manufacturing cutting blade, and method for processing workpiece - Google Patents
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本発明は、被加工物を切削するための切削ブレード、該切削ブレードの製造方法、及び該切削ブレードを用いた被加工物の加工方法に関する。 The present invention relates to a cutting blade for cutting a workpiece, a method for manufacturing the cutting blade, and a method for machining the workpiece using the cutting blade.
半導体デバイスチップの製造工程においては、分割予定ライン（ストリート）によって区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスを備える半導体ウェーハが用いられる。この半導体ウェーハを分割予定ラインに沿って分割することにより、デバイスをそれぞれ備える複数の半導体デバイスチップが得られる。同様に、ＬＥＤ等の光デバイスが形成された光デバイスウェーハを分割することにより、光デバイスチップが製造される。 2. Description of the Related Art In the process of manufacturing semiconductor device chips, a semiconductor wafer having devices such as ICs and LSIs in regions partitioned by dividing lines (streets) is used. A plurality of semiconductor device chips each having a device is obtained by dividing the semiconductor wafer along the dividing lines. Similarly, optical device chips are manufactured by dividing an optical device wafer on which optical devices such as LEDs are formed.
上記の半導体ウェーハや光デバイスウェーハなどに代表される被加工物の分割には、切削装置が用いられる。切削装置は、被加工物を保持するチャックテーブルと、先端部に被加工物を切削するための切削ブレードが装着されるスピンドルとを備えている。この切削ブレードは、ダイヤモンド等でなる砥粒を金属等でなるボンド材で結合することによって形成される（例えば、特許文献１、２参照）。
A cutting apparatus is used for dividing a workpiece represented by the above semiconductor wafer and optical device wafer. A cutting device includes a chuck table that holds a workpiece, and a spindle that has a cutting blade attached to its tip for cutting the workpiece. This cutting blade is formed by bonding abrasive grains made of diamond or the like with a bonding material made of metal or the like (see
スピンドルの先端部に切削ブレードを装着してスピンドルを回転させると、切削ブレードはスピンドルの軸心を回転軸として回転する。この状態で切削ブレードを被加工物に切り込ませると、切削ブレードのボンド材から露出した砥粒が被加工物と接触して被加工物が切削される。そして、全ての分割予定ラインに沿って被加工物を切削することにより、被加工物が複数のチップに分割される。 When a cutting blade is attached to the tip of the spindle and the spindle is rotated, the cutting blade rotates around the axis of the spindle as a rotation axis. When the cutting blade is caused to cut into the workpiece in this state, the abrasive grains exposed from the bonding material of the cutting blade come into contact with the workpiece, thereby cutting the workpiece. By cutting the workpiece along all the dividing lines, the workpiece is divided into a plurality of chips.
切削ブレードによる切削を続けると、切削によって生じた加工屑（切削屑）がボンド材と砥粒との隙間に蓄積し、砥粒の一部が埋没することがある（目詰まり）。この目詰まりが生じると、加工負荷が増大して被加工物に加工不良が生じやすくなる。そのため、切削加工時には、切削ブレードをドレッサーボードに切り込ませて切削ブレードのドレッシングを行うことにより、砥粒を露出させる作業（目立て）が実施される。 When cutting with a cutting blade is continued, processing debris (cutting debris) generated by cutting accumulates in the gap between the bond material and the abrasive grains, and some of the abrasive grains may be buried (clogging). When this clogging occurs, the processing load increases and processing defects tend to occur in the workpiece. Therefore, during cutting, the cutting blade is cut into a dresser board to dress the cutting blade, thereby exposing the abrasive grains (dressing).
また、ドレッサーボードを用いる代わりに、切削ブレードにレーザービームを照射してドレッシングを行う手法も提案されている。特許文献３には、切削ブレードで被加工物を切削しながら、切削ブレードにレーザービームを照射してドレッシングを行う切削装置が開示されている。 Also, instead of using a dresser board, a method of dressing by irradiating a cutting blade with a laser beam has been proposed. Patent Literature 3 discloses a cutting device that performs dressing by irradiating a cutting blade with a laser beam while cutting a workpiece with the cutting blade.
前述のドレッサーボードを用いたドレッシングでは、ドレッシングを行うために切削ブレードによる被加工物の切削を中断する必要がある上、ドレッシング作業に時間がかかる。そのため、ドレッシングの実施による加工効率の低下が問題となる。 In the dressing using the dresser board described above, it is necessary to interrupt the cutting of the workpiece with the cutting blade in order to perform the dressing, and the dressing operation takes time. Therefore, the reduction in processing efficiency due to the implementation of dressing poses a problem.
一方、前述のレーザービームを用いたドレッシングでは、被加工物の切削中にドレッシングを実施できるため、加工効率の低下を回避できる。しかしながら、レーザービームの照射によるアブレーションによって砥粒がボンド材から脱落してしまい、切削ブレードの目立てが適切に行われない場合がある。このような切削ブレードを用いて被加工物を切削すると、被加工物に加工不良が発生しやすい。 On the other hand, in the above-described dressing using a laser beam, the dressing can be performed while the workpiece is being cut, so a decrease in machining efficiency can be avoided. However, there are cases where abrasive grains fall off from the bond material due to ablation caused by laser beam irradiation, and the cutting blade is not properly dressed. When a workpiece is cut using such a cutting blade, machining defects tend to occur in the workpiece.
本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、加工効率を低下させることなく加工不良の発生を抑制することが可能な切削ブレード、該切削ブレードの製造方法、及び該切削ブレードを用いた被加工物の加工方法を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of such problems, a cutting blade capable of suppressing the occurrence of processing defects without reducing processing efficiency, a method for manufacturing the cutting blade, and a workpiece using the cutting blade An object of the present invention is to provide a method for processing a workpiece.
本発明の一態様によれば、砥粒と、該砥粒を結合するボンド材と、を含む切れ刃部を有する切削ブレードであって、該ボンド材の表面には、幅が該砥粒の粒径以下である線状の突起部によって構成される凹凸構造が形成されている切削ブレードが提供される。なお、本発明の一態様において、該砥粒の粒径は、２００μｍ以下であってもよい。 According to one aspect of the present invention, there is provided a cutting blade having a cutting edge portion including abrasive grains and a bond material that bonds the abrasive grains, wherein the surface of the bond material has a width of the abrasive grains Provided is a cutting blade having a concave-convex structure formed by linear protrusions having a grain size or smaller. In one aspect of the present invention, the grain size of the abrasive grains may be 200 μm or less.
また、本発明の一態様によれば、砥粒と、該砥粒を結合するボンド材と、を含む切れ刃部を有する切削ブレードの製造方法であって、パルス幅が１０ｐｓ以下のレーザービームを該切れ刃部に照射することにより、該ボンド材の表面に、幅が該砥粒の粒径以下且つ該レーザービームの波長未満である突起部によって構成される凹凸構造を形成する切削ブレードの製造方法が提供される。なお、本発明の一態様において、線状の該突起部を形成してもよい。 Further, according to one aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a cutting blade having a cutting edge portion containing abrasive grains and a bonding material that bonds the abrasive grains, wherein a laser beam having a pulse width of 10 ps or less is applied. Manufacture of a cutting blade that forms an uneven structure on the surface of the bond material by irradiating the cutting edge, the protrusions having a width equal to or less than the grain size of the abrasive grains and less than the wavelength of the laser beam. A method is provided. Note that in one embodiment of the present invention, the linear protrusion may be formed.
また、本発明の一態様によれば、上記の切削ブレードを用いた被加工物の加工方法であって、該切削ブレードを被加工物に切り込ませることにより、該被加工物を切削予定ラインに沿って切削する被加工物の加工方法が提供される。 Further, according to one aspect of the present invention, there is provided a method for machining a workpiece using the above-described cutting blade, wherein the workpiece is cut along a planned cutting line by causing the cutting blade to cut into the workpiece. A method of machining a workpiece is provided for cutting along a.
本発明の一態様に係る切削ブレードのボンド材の表面には、砥粒の粒径以下のサイズの凹凸構造が形成されている。ボンド材の表面に凹凸構造が形成されていると、ボンド材と切削によって生じた異物（切削屑）との接触面積が減少して切削屑がボンド材に付着しにくくなり、目詰まりの発生が抑制される。これにより、切削ブレードのドレッシングを頻繁に実施せずとも砥粒が露出した状態を維持することができ、加工効率の低下を抑えつつ加工不良の発生を抑制できる。 On the surface of the bonding material of the cutting blade according to one aspect of the present invention, an uneven structure having a size equal to or smaller than the grain size of the abrasive grains is formed. If the surface of the bond material has an uneven structure, the contact area between the bond material and foreign matter (cutting waste) produced by cutting is reduced, making it difficult for cutting waste to adhere to the bond material and clogging. Suppressed. As a result, it is possible to maintain the state in which the abrasive grains are exposed without frequently performing dressing of the cutting blade, and it is possible to suppress the occurrence of defective processing while suppressing a decrease in processing efficiency.
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。まず、本実施形態に係る切削ブレードについて説明する。図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に切削ブレードの構成例を示す。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. First, a cutting blade according to this embodiment will be described. 1(A) and 1(B) show configuration examples of the cutting blade.
図１（Ａ）は、基台３及び切れ刃部５を備える切削ブレード１を示す斜視図である。切削ブレード１は、中央部に開口３ａを有する円環状の基台３と、基台３の外縁部に形成された環状の切れ刃部５とによって構成される。切れ刃部５は、ダイヤモンド等でなる砥粒をボンド材で結合することにより形成される。ボンド材としては、例えばメタルボンド、レジンボンド、ビトリファイドボンドなどが用いられる。基台３の外縁部に切れ刃部５が形成された切削ブレード１は、ハブタイプ（ハブブレード）と呼ばれる。
FIG. 1(A) is a perspective view showing a
また、基台３は幅方向に突出した円環状の把持部３ｂを有する。切削装置を用いて被加工物を加工する際、切削装置の使用者（オペレータ）は把持部３ｂを持って切削ブレード１を切削装置に装着することができる。
Further, the base 3 has an
図１（Ｂ）は、切れ刃部９からなる切削ブレード７を示す斜視図である。切削ブレード７は、中央部に開口９ａを有する円環状の切れ刃部９によって構成されている。なお、切れ刃部９の材料は、図１（Ａ）に示す切削ブレード１の切れ刃部５と同様である。円環状の切れ刃部９によって構成された切削ブレード７は、ワッシャータイプ（ワッシャーブレード）と呼ばれる。
FIG. 1(B) is a perspective view showing a
図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示されるような切削ブレードは、切削装置に備えられたスピンドルの先端部に装着され、スピンドルによって回転可能な態様で支持される。切削ブレードがスピンドルに装着された状態でスピンドルを回転させると、切削ブレードはスピンドルの軸心を回転軸として回転する。そして、回転する切削ブレードを被加工物に切り込ませることにより、被加工物が切削される。 A cutting blade as shown in FIGS. 1(A) and 1(B) is attached to the tip of a spindle provided in a cutting device, and is rotatably supported by the spindle. When the spindle is rotated while the cutting blade is attached to the spindle, the cutting blade rotates around the axis of the spindle. The workpiece is cut by causing the rotating cutting blade to cut into the workpiece.
被加工物の切削は、切削ブレードが備える切れ刃部のボンド材から露出した砥粒が被加工物に接触することによって行われる。ただし、切削ブレードによる切削を続けると、切削によって生じた異物（切削屑）が切削ブレードの先端部に付着し、砥粒の一部又は全体が埋没することがある（目詰まり）。この目詰まりが生じると、加工負荷が増大して被加工物に加工不良が生じやすくなる。 Cutting of the workpiece is performed by contacting the workpiece with abrasive grains exposed from the bond material of the cutting edge portion of the cutting blade. However, if cutting with the cutting blade is continued, foreign matter (cutting dust) generated by cutting may adhere to the tip of the cutting blade, and some or all of the abrasive grains may be buried (clogging). When this clogging occurs, the processing load increases and processing defects tend to occur in the workpiece.
目詰まりは、切削ブレードをドレッサーボードに切り込ませるドレッシングを実施して砥粒を露出させる（目立て）ことにより解消できる。しかしながら、ドレッサーボードを用いてドレッシングを行うためには、切削ブレードによる被加工物の切削を中断する必要がある上、ドレッシング作業に時間がかかるため、加工効率の低下が問題となる。 Clogging can be eliminated by performing dressing for cutting the cutting blade into the dresser board to expose the abrasive grains (dressing). However, in order to perform dressing using a dresser board, it is necessary to interrupt the cutting of the workpiece with the cutting blade, and the dressing operation takes time, which poses a problem of reduced processing efficiency.
一方、被加工物を加工しながら切削ブレードにレーザービームを照射することによってドレッシングを行う方法も提案されている。しかしながら、切削加工中の切削ブレードにレーザービームを照射すると、アブレーションによって砥粒がボンド材から脱落してしまい、目立てが適切に実施されない場合がある。このような切削ブレードを用いて被加工物を切削すると、被加工物に加工不良が発生しやすい。 On the other hand, there has also been proposed a method of performing dressing by irradiating a cutting blade with a laser beam while processing a workpiece. However, when a laser beam is applied to a cutting blade during cutting, abrasive grains may fall off from the bond material due to ablation, resulting in improper dressing. When a workpiece is cut using such a cutting blade, machining defects tend to occur in the workpiece.
本実施形態においては、ボンド材に砥粒の粒径以下のサイズの凹凸構造が形成された切削ブレードを用いて被加工物を加工する。ボンド材の表面に凹凸構造が形成されていると、ボンド材と切削屑との接触面積が減少して切削屑がボンド材に付着しにくくなり、目詰まりの発生が抑制される。これにより、切削ブレードのドレッシングを頻繁に実施せずとも砥粒が露出した状態を維持することができ、加工効率の低下を抑えつつ加工不良の発生を抑制できる。 In this embodiment, a workpiece is machined using a cutting blade in which an uneven structure having a size equal to or smaller than the grain size of abrasive grains is formed on a bond material. When the surface of the bonding material has an uneven structure, the contact area between the bonding material and cutting debris is reduced, making it difficult for cutting debris to adhere to the bonding material, thereby suppressing the occurrence of clogging. As a result, it is possible to maintain the state in which the abrasive grains are exposed without frequently performing dressing of the cutting blade, and it is possible to suppress the occurrence of defective processing while suppressing a decrease in processing efficiency.
上記の凹凸構造は、レーザービームを用いた微細加工によって形成できる。具体的には、パルス幅が極めて短い（例えば１０ｐｓ以下）超短パルスレーザービームを固体材料に照射すると、固体材料の表面にレーザービームの波長と同程度のサイズの凹凸構造（リップル構造）が形成される。このリップル構造は、レーザービームの入射光と、固体材料の表面で生じる表面プラズマ波との干渉によって形成されると考えられる。 The uneven structure can be formed by fine processing using a laser beam. Specifically, when a solid material is irradiated with an ultrashort pulse laser beam with an extremely short pulse width (e.g., 10 ps or less), an uneven structure (ripple structure) with a size similar to the wavelength of the laser beam is formed on the surface of the solid material. be done. This ripple structure is thought to be formed by the interference between the incident light of the laser beam and the surface plasma wave generated on the surface of the solid material.
さらに、超短パルスレーザービームを低フルエンス（例えば、アブレーション閾値の１０倍以下、好ましくは５倍以下）で固体材料に照射すると、固体材料の表面にはレーザービームの波長未満のサイズの凹凸構造が形成される。なお、アブレーション閾値は、レーザービームの照射によって固体材料がアブレーション加工されるために必要な最小のレーザービームのエネルギーであり、その値は主に固体材料の融点等に依存する。 Furthermore, when a solid material is irradiated with an ultrashort pulse laser beam at a low fluence (e.g., 10 times or less, preferably 5 times or less than the ablation threshold), the surface of the solid material has an uneven structure with a size smaller than the wavelength of the laser beam. It is formed. The ablation threshold is the minimum laser beam energy required for ablation processing of a solid material by laser beam irradiation, and its value mainly depends on the melting point of the solid material.
そこで、本実施形態においては、切削ブレードの切れ刃部に極短パルスレーザービームを照射することによってボンド材を加工する。これにより、ボンド材の表面に砥粒の粒径以下のサイズの微細な凹凸構造を形成できる。 Therefore, in the present embodiment, the bonding material is processed by irradiating the cutting edge of the cutting blade with an ultrashort pulse laser beam. As a result, a fine concave-convex structure having a size equal to or smaller than the grain size of the abrasive grains can be formed on the surface of the bond material.
なお、極短パルスレーザービームの照射によって形成される凹凸構造の形状は、レーザービームの偏光方向に依存する。そのため、レーザービームの偏光方向を制御することにより、ボンド材に様々な形状の凹凸構造を形成できる。例えば、直線偏光のレーザービームを照射すると、ボンド材には偏光方向と垂直な方向に沿って線状の突起部が形成される。また、円偏光又は楕円偏光のレーザービームを照射すると、ボンド材には粒状の突起部が形成される。 The shape of the concave-convex structure formed by the irradiation of the ultrashort pulse laser beam depends on the polarization direction of the laser beam. Therefore, by controlling the polarization direction of the laser beam, it is possible to form uneven structures having various shapes on the bonding material. For example, when a linearly polarized laser beam is irradiated, linear projections are formed on the bonding material along a direction perpendicular to the polarization direction. Further, when a circularly polarized or elliptically polarized laser beam is irradiated, a granular projection is formed on the bonding material.
図２（Ａ）は、ボンド材の表面に凹凸構造が形成された切れ刃部５の一例を示す拡大図である。図２（Ａ）に示す切れ刃部５は、ボンド材１１によって砥粒１３を結合して構成されている。なお、ボンド材１１にはメタルボンド、レジンボンド、ビトリファイドボンドなどが用いられる。また、砥粒１３には粒径が２００μｍ以下のダイヤモンドなどが用いられる。
FIG. 2(A) is an enlarged view showing an example of the
例えば、切れ刃部５に直線偏光の極短パルスレーザービームを照射すると、ボンド材１１の表面から突出する複数の線状の突起部１１ａが、レーザービームの偏光方向（矢印Ａで示す方向）と垂直な方向に沿って所定の周期で形成される。このとき、レーザービームを低フルエンス（例えば、アブレーション閾値の１０倍以下、好ましくは５倍以下）で照射すると、ボンド材１１の表面には幅がレーザービームの波長以下である複数の突起部１１ａによって構成される凹凸構造が形成される。
For example, when the
レーザービームの波長は、突起部１１ａの幅が砥粒１３の粒径以下となるように適宜選択される。例えば、砥粒１３の粒径が１μｍ以上である場合、波長が１μｍ以下程度のレーザービームを低フルエンスで照射することにより、ボンド材１１の表面に幅が１μｍ未満の突起部１１ａを形成できる。
The wavelength of the laser beam is appropriately selected so that the width of the
図２（Ｂ）は、ボンド材１１の表面に凹凸構造が形成された切れ刃部５の一例のＳＥＭ（Scanning Electron Microscope）像である。図２（Ｂ）に示すように、ボンド材１１の表面には、幅が砥粒１３の粒径以下である複数の突起部１１ａによって構成される微細な凹凸構造が形成されている。この凹凸構造により、切削屑がボンド材１１に付着しにくくなり、砥粒１３の目詰まりが抑制される。
FIG. 2B is an SEM (Scanning Electron Microscope) image of an example of the
なお、上記では直線偏光のレーザービームの照射によって線状の突起部１１ａが形成される場合について説明したが、円偏光又は楕円偏光のレーザービームを用いることにより、幅がレーザービームの波長よりも小さい粒状の突起部を形成してもよい。また、上記では図１（Ａ）に示す切れ刃部５に凹凸構造が形成された場合について説明したが、図１（Ｂ）に示す切れ刃部９にも同様に凹凸構造を形成できる。
In the above description, the case where the
次に、凹凸構造を有する切削ブレードの製造に用いられるレーザー照射装置の構成例について説明する。図３は、レーザー照射装置２を示す一部断面正面図である。レーザー照射装置２は、切れ刃部を有する切削ブレードを支持する支持テーブル４と、支持テーブル４によって支持された切削ブレードの切れ刃部にレーザービームを照射するレーザー加工ユニット６とを備える。
Next, a configuration example of a laser irradiation apparatus used for manufacturing a cutting blade having a concavo-convex structure will be described. FIG. 3 is a partial cross-sectional front view showing the
なお、ここでは基台１７及び切れ刃部１９を備える切削ブレード１５を加工することによって、図１（Ａ）に示す切削ブレード１を製造する方法について説明する。切削ブレード１５は、切れ刃部１９に凹凸構造が形成されていない点を除いては、切削ブレード１と同様に構成されている。
Here, a method of manufacturing the
支持テーブル４の上面は、切削ブレード１５を支持する支持面４ａを構成している。切削ブレード１５は、その径方向が支持面４ａと平行となるように、支持面４ａによって支持される。また、支持テーブル４は、支持テーブル４の下側に設けられた移動機構（不図示）及び回転機構（不図示）と連結されている。移動機構は支持テーブル４を水平方向に移動させ、回転機構は支持テーブル４を鉛直方向に概ね平行な回転軸の周りに回転させる。
The upper surface of the support table 4 constitutes a
支持テーブル４の上方には、レーザー加工ユニット６が配置されている。レーザー加工ユニット６は、レーザービームを支持テーブル４上の所定の位置に集光させるように構成されている。
A
レーザー加工ユニット６は、パルス幅が１０ｐｓ以下のレーザービームをパルス発振するレーザー発振器８を備える。なお、レーザービームの波長に制限はなく、例えば波長が２６６ｎｍ以上１０６４ｎｍ以下のレーザービームがレーザー発振器８から発振される。レーザー発振器８によってパルス発振されたレーザービームは、ミラー１０で反射して波長板１２に入射し、波長板１２によってレーザービームの偏光が制御される。
The
例えば、レーザー発振器８から直線偏光のレーザービームがパルス発振される場合、波長板１２としてλ／２板を用いることにより、直線偏光のレーザービームの偏光方向を制御できる。また、波長板１２としてλ／４板を用いることにより、直線偏光のレーザービームを円偏光又は楕円偏光のレーザービームに変換できる。そして、波長板１２を通過して偏光が制御されたレーザービームは、集光レンズ１４によって所定の位置に集光される。
For example, when a linearly polarized laser beam is pulse-oscillated from the
切削ブレード１５の切れ刃部１９が集光レンズ１４の中央の下方に配置されるように支持テーブル４及びレーザー加工ユニット６を位置付けた状態で、レーザービームをレーザー発振器８からパルス発振させる。これにより、レーザービームが切削ブレード１５の切れ刃部１９に照射される。
With the support table 4 and
なお、レーザービームの照射条件（パルス幅、波長、エネルギー、集光レンズの開口数（ＮＡ）等）は、切れ刃部１９に形成しようとする凹凸構造の寸法や形状に応じて適宜調節される。ただし、ボンド材にレーザービームの波長未満のサイズの凹凸構造を形成する場合は、レーザービームを低フルエンス（例えば、アブレーション閾値の１０倍以下、好ましくは５倍以下）で照射することが好ましい。
The irradiation conditions of the laser beam (pulse width, wavelength, energy, numerical aperture (NA) of the condenser lens, etc.) are appropriately adjusted according to the dimensions and shape of the concave-convex structure to be formed on the
そして、切れ刃部１９にレーザービームを照射しながら支持テーブル４を所定の方向に移動又は回転させることにより、レーザービームを走査する。これにより、レーザービームが切れ刃部１９の全体にわたって照射される。なお、レーザー加工ユニット６を移動させることによってレーザービームを走査してもよい。
Then, the laser beam is scanned by moving or rotating the support table 4 in a predetermined direction while irradiating the
図４（Ａ）、図４（Ｂ）、及び図４（Ｃ）は、切れ刃部に対するレーザービームの走査方向の例を示す平面図である。レーザービームは、円環状の切れ刃部１９に沿って円形に走査してもよいし（図４（Ａ））、切れ刃部１９の径方向に沿って放射状に走査してもよい（図４（Ｂ））。また、レーザービームを所定の間隔で平行に走査してもよい（図４（Ｃ））。 FIGS. 4A, 4B, and 4C are plan views showing examples of the scanning direction of the laser beam with respect to the cutting edge. The laser beam may be scanned circularly along the annular cutting edge portion 19 (FIG. 4A), or may be scanned radially along the radial direction of the cutting edge portion 19 (FIG. 4 (B)). Alternatively, the laser beam may be scanned in parallel at predetermined intervals (FIG. 4(C)).
上記のレーザービームの照射により、ボンド材の表面に凹凸構造が形成された切削ブレード１（図１（Ａ）参照）が製造される。なお、ここでは切削ブレード１の製造方法について説明したが、同様の方法により、ボンド材の表面に凹凸構造を有する切削ブレード７（図１（Ｂ））も製造できる。
A cutting blade 1 (see FIG. 1(A)) in which an uneven structure is formed on the surface of the bond material is manufactured by the above-described laser beam irradiation. Although the method of manufacturing the
ボンド材の表面に凹凸構造が形成された切削ブレードは、加工装置に装着される。図５は、加工装置２０を示す斜視図である。加工装置２０は、被加工物２１を保持するチャックテーブル２２と、チャックテーブル２２に支持された被加工物２１に対して切削加工を行う加工ユニット（加工手段）２４とを備える。
A cutting blade having a concavo-convex structure formed on the surface of the bonding material is attached to a processing apparatus. FIG. 5 is a perspective view showing the
被加工物２１は、例えば円盤状に形成され、表面２１ａ及び裏面２１ｂを備える。被加工物２１は、互いに交差するように格子状に配列された複数の切削予定ライン（ストリート）２３によって複数の領域に区画されており、この複数の領域の表面２１ａ側にはそれぞれＩＣ、ＬＳＩ等で構成されるデバイス２５が形成されている。また、被加工物２１の裏面２１ｂ側には、被加工物２１よりも径の大きい円形のダイシングテープ２７が貼付されている。
The
なお、被加工物２１の材質、形状、構造、大きさ等に制限はない。例えば、被加工物２１として、半導体（シリコン、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＧａＮ、ＳｉＣ等）、ガラス、セラミックス、樹脂、金属等の材料によって形成されたウェーハを用いることができる。また、デバイス２５の種類、数量、形状、構造、大きさ、配置等にも制限はない。
The material, shape, structure, size, etc. of the
チャックテーブル２２は、ダイシングテープ２７を介して被加工物２１を吸引保持する。チャックテーブル２２の上面は被加工物２１を保持する保持面を構成しており、この保持面はチャックテーブル２２の内部に形成された吸引路（不図示）を通じて吸引源（不図示）と接続されている。
The chuck table 22 sucks and holds the
また、チャックテーブル２２は、チャックテーブル２２の下側に設けられた移動機構（不図示）及び回転機構（不図示）と連結されている。移動機構はチャックテーブル２２をＸ軸方向（加工送り方向）及びＹ軸方向（割り出し送り方向）に移動させ、回転機構はチャックテーブル２２を鉛直方向に概ね平行な回転軸の周りに回転させる。 The chuck table 22 is also connected to a moving mechanism (not shown) and a rotating mechanism (not shown) provided below the chuck table 22 . The moving mechanism moves the chuck table 22 in the X-axis direction (processing feed direction) and the Y-axis direction (indexing feed direction), and the rotation mechanism rotates the chuck table 22 around a rotation axis substantially parallel to the vertical direction.
被加工物２１の裏面２１ｂ側は、ダイシングテープ２７を介してチャックテーブル２２の保持面によって支持される。この状態でチャックテーブル２２の保持面に吸引源の負圧を作用させると、被加工物２１がチャックテーブル２２によって吸引保持される。
The
チャックテーブル２２の上方には、加工ユニット２４が配置されている。加工ユニット２４は、チャックテーブル２２の保持面に対して概ね平行な方向に軸心をとるスピンドル（不図示）を備えており、スピンドルの先端部には切削ブレード２６が装着される。この切削ブレード２６として、本実施形態に係る凹凸構造が形成された切削ブレードが用いられる。スピンドルはモータ等の回転駆動源（不図示）と連結されており、スピンドルに装着された切削ブレード２６は回転駆動源から伝わる力によって回転する。
A
また、加工ユニット２４には、チャックテーブル２２によって吸引保持された被加工物２１等を撮像するための撮像ユニット２８が装着されている。撮像ユニット２８によって取得された画像に基づいて、チャックテーブル２２と加工ユニット２４との位置合わせが行われる。
Further, the
切削ブレード２６の下端を被加工物２１の裏面２１ｂよりも下方に位置付けた状態で、チャックテーブル２２を加工送り方向に移動させる。これにより、切削ブレード２６が被加工物２１に切り込み、被加工物２１には切削予定ライン２３に沿って直線状の切削溝２１ｃが形成される。そして、全ての切削予定ライン２３に沿って被加工物２１が切削されると、被加工物２１はデバイス２５をそれぞれ備える複数のデバイスチップに分割される。
With the lower end of the
なお、切削ブレード２６が被加工物２１に切り込む深さは、被加工物２１の厚さ未満であってもよい。この場合、全ての切削予定ライン２３に沿って切削溝２１ｃを形成した後、被加工物２１の裏面２１ｂ側を研削して切削溝２１ｃを裏面２１ｂに露出させることにより、被加工物２１を複数のデバイスチップに分割できる。
The depth of cutting into the
切削ブレード２６としては、前述のボンド材の表面に凹凸構造が形成された切削ブレードが用いられる。そのため、被加工物２１を切削する際に生じた切削屑とボンド材との接触面積が減少して切削屑がボンド材に付着しにくくなる。よって、切削ブレード２６の目詰まりが防止され、被加工物２１の加工不良が抑制される。
As the
なお、上記では主に、パルス幅が１０ｐｓ以下程度の超短パルスレーザービームを低フルエンスで照射することによってボンド材の表面に凹凸構造を形成する例について説明したが、凹凸構造の形成方法はこれに限定されない。例えば、凹凸構造のサイズによっては、パルス幅が１０ｐｓよりも大きいレーザービーム（例えばナノ秒パルスレーザなど）を高ＮＡの集光レンズ（例えばＮＡ＝０．８以上）で絞って集光させ、ボンド材をアブレーション加工することによって凹凸構造を形成することもできる。 In the above description, an example of forming an uneven structure on the surface of the bond material by irradiating an ultrashort pulse laser beam with a pulse width of about 10 ps or less at a low fluence was mainly described, but this is the method for forming the uneven structure. is not limited to For example, depending on the size of the concavo-convex structure, a laser beam with a pulse width greater than 10 ps (for example, a nanosecond pulse laser) is condensed by a high-NA condensing lens (for example, NA = 0.8 or more) to condense the bond. The concave-convex structure can also be formed by ablating the material.
次に、本実施形態に係る切削ブレードによって切削された被加工物の評価結果について説明する。本評価では、ボンド材の表面に凹凸構造が形成された切削ブレードを用いて被加工物を切削し、切削によって被加工物に生じた欠け（チッピング）のサイズを測定した。 Next, evaluation results of the workpiece cut by the cutting blade according to this embodiment will be described. In this evaluation, the workpiece was cut using a cutting blade having an uneven structure formed on the surface of the bonding material, and the size of the chipping generated in the workpiece by cutting was measured.
評価には、被加工物として直径６インチ、厚さ０．２ｍｍのシリコンウェーハを用い、このシリコンウェーハを図５に示す加工装置２０を用いて切削した。具体的には、シリコンウェーハをチャックテーブル２２によって吸引保持し、切削ブレードをシリコンウェーハの表面側から切削予定ラインに沿って切り込ませることにより、シリコンウェーハに切削溝を形成した。なお、切削ブレードがシリコンウェーハに切り込む深さは２０μｍとした。
For the evaluation, a silicon wafer having a diameter of 6 inches and a thickness of 0.2 mm was used as a workpiece, and this silicon wafer was cut using the
切削加工には、ダイヤモンドでなる砥粒をニッケルでなるボンド材で結合した３種類の切削ブレードＡ，Ｂ，Ｃを用いた。切削ブレードＡは、ボンド材の表面に凹凸構造がなく、ドレッサーボードを用いたドレッシングによって目立を行った切削ブレードである。切削ブレードＢは、ボンド材の表面に凹凸構造がなく、ドレッサーボードを用いたドレッシングを行っていない切削ブレードである。切削ブレードＣは、ボンド材に砥粒の粒径以下のサイズの凹凸構造が形成された本実施形態に係る切削ブレードである（図２（Ｂ）参照）。 For cutting, three types of cutting blades A, B, and C having abrasive grains made of diamond bonded with a bond material made of nickel were used. The cutting blade A is a cutting blade that has no uneven structure on the surface of the bonding material and is sharpened by dressing using a dresser board. Cutting blade B is a cutting blade that does not have an uneven structure on the surface of the bonding material and is not dressed using a dresser board. The cutting blade C is a cutting blade according to the present embodiment, in which a concavo-convex structure having a size equal to or smaller than the grain size of abrasive grains is formed on the bond material (see FIG. 2(B)).
なお、切削ブレードＣの凹凸構造は、レーザービームの照射によって形成した。レーザービームの照射条件は以下のように設定した。なお、下記のスポット間距離は、レーザービームを走査した際に隣接するビームスポットの中心間の距離に相当する。
パルス幅 ：１０ｐｓ
波長 ：１０６４ｎｍ
１パルス当たりのエネルギー ：１０μＪ
スポット径 ：６０μｍ
スポット間距離 ：０．５μｍ
The uneven structure of the cutting blade C was formed by laser beam irradiation. The laser beam irradiation conditions were set as follows. The inter-spot distance below corresponds to the distance between the centers of adjacent beam spots when the laser beam is scanned.
Pulse width: 10ps
Wavelength: 1064nm
Energy per pulse: 10 μJ
Spot diameter: 60 μm
Distance between spots: 0.5 μm
上記の切削ブレードＡ，Ｂ，Ｃをそれぞれ用いて、シリコンウェーハに切削溝を形成した。そして、切削溝によって区画されたシリコンウェーハの表面側の各領域において、切削によって生じたチッピングの大きさ（チッピングサイズ）を測定した。なお、チッピングサイズは、シリコンウェーハの表面と平行な方向における、切削面からチッピングの先端までの最大の距離である。チッピングサイズの測定は、切削ブレードＡ，Ｂ，Ｃによって切削したシリコンウェーハそれぞれについて、６２か所で行った。 Cutting grooves were formed in silicon wafers using the above cutting blades A, B, and C, respectively. Then, the size of chipping caused by cutting (chipping size) was measured in each area on the surface side of the silicon wafer that was partitioned by the cutting grooves. The chipping size is the maximum distance from the cutting surface to the tip of the chipping in the direction parallel to the surface of the silicon wafer. The chipping size was measured at 62 points on each of the silicon wafers cut by the cutting blades A, B, and C.
図６は、チッピングサイズの測定結果を示すグラフである。図６より、ボンド材の表面に凹凸構造が形成された切削ブレードＣでは、切削ブレードＡ及び切削ブレードＢと比較してサイズの大きいチッピングの発生が抑えられていることが分かる。また、切削ブレードＣを用いた場合のチッピングサイズの平均値は、切削ブレードＡを用いた場合と比較して４μｍ程度小さかった。これより、切削ブレードＣはドレッシングが行われた切削ブレードＡよりもチッピングの防止に有効であることが分かる。 FIG. 6 is a graph showing the measurement results of the chipping size. As can be seen from FIG. 6, the cutting blade C having the uneven structure formed on the surface of the bonding material suppresses the occurrence of large chipping compared to the cutting blades A and B. Also, the average value of the chipping size when the cutting blade C was used was about 4 μm smaller than when the cutting blade A was used. From this, it can be seen that the cutting blade C is more effective in preventing chipping than the dressing cutting blade A.
上記の結果から、切削ブレードのボンド材の表面に凹凸構造を形成することは、サイズの大きいチッピングの発生の抑制に効果的であることが分かった。なお、このチッピングサイズの抑制は、ボンド材に形成された凹凸構造によって目詰まりが抑制され、砥粒の露出した状態が維持されやすくなったことに起因していると考えられる。 From the above results, it was found that forming an uneven structure on the surface of the bonding material of the cutting blade is effective in suppressing the occurrence of large-sized chipping. The suppression of the chipping size is considered to be caused by the uneven structure formed on the bond material, which suppresses clogging and makes it easier to maintain the state in which the abrasive grains are exposed.
以上の通り、本実施形態においては、ボンド材に砥粒の粒径以下のサイズの凹凸構造が形成された切削ブレードを用いて被加工物を加工する。ボンド材の表面に凹凸構造が形成されていると、ボンド材と切削屑との接触面積が減少して切削屑がボンド材に付着しにくくなり、目詰まりの発生が抑制される。これにより、切削ブレードのドレッシングを頻繁に実施せずとも砥粒が露出した状態を維持することができ、加工効率の低下を抑えつつ加工不良の発生を抑制できる。 As described above, in the present embodiment, a workpiece is machined using a cutting blade in which a concavo-convex structure having a size equal to or smaller than the grain size of abrasive grains is formed on the bond material. When the surface of the bonding material has an uneven structure, the contact area between the bonding material and cutting debris is reduced, making it difficult for cutting debris to adhere to the bonding material, thereby suppressing the occurrence of clogging. As a result, it is possible to maintain the state in which the abrasive grains are exposed without frequently performing dressing of the cutting blade, and it is possible to suppress the occurrence of defective processing while suppressing a decrease in processing efficiency.
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。 In addition, the structures, methods, and the like according to the above-described embodiments can be modified as appropriate without departing from the scope of the present invention.
１ 切削ブレード
３ 基台
３ａ 開口
３ｂ 把持部
５ 切れ刃部
７ 切削ブレード
９ 切れ刃部
９ａ 開口
１１ ボンド材
１１ａ 突起部
１３ 砥粒
１５ 切削ブレード
１７ 基台
１９ 切れ刃部
２１ 被加工物
２１ａ 表面
２１ｂ 裏面
２１ｃ 切削溝
２３ 分割予定ライン
２５ デバイス
２７ ダイシングテープ
２ レーザー照射装置
４ 支持テーブル
４ａ 支持面
６ レーザー加工ユニット
８ レーザー発振器
１０ ミラー
１２ 波長板
１４ 集光レンズ
２０ 加工装置
２２ チャックテーブル
２４ 加工ユニット
２６ 切削ブレード
２８ 撮像ユニット
Claims (5)
該ボンド材の表面には、幅が該砥粒の粒径以下である線状の突起部によって構成される凹凸構造が形成されていることを特徴とする切削ブレード。 A cutting blade having a cutting edge portion containing abrasive grains and a bond material that bonds the abrasive grains,
A cutting blade, wherein the surface of the bonding material is formed with an uneven structure composed of linear projections having a width equal to or smaller than the grain size of the abrasive grains.
パルス幅が１０ｐｓ以下のレーザービームを該切れ刃部に照射することにより、該ボンド材の表面に、幅が該砥粒の粒径以下且つ該レーザービームの波長未満である突起部によって構成される凹凸構造を形成することを特徴とする切削ブレードの製造方法。 A method for manufacturing a cutting blade having a cutting edge portion containing abrasive grains and a bond material that bonds the abrasive grains,
By irradiating the cutting edge with a laser beam having a pulse width of 10 ps or less, the surface of the bonding material is constituted by protrusions having a width equal to or less than the grain size of the abrasive grains and less than the wavelength of the laser beam. A method of manufacturing a cutting blade, comprising forming an uneven structure.
線状の該突起部を形成することを特徴とする切削ブレードの製造方法。A method for manufacturing a cutting blade, characterized by forming the linear protrusion.
該切削ブレードを被加工物に切り込ませることにより、該被加工物を切削予定ラインに沿って切削することを特徴とする被加工物の加工方法。 A method for machining a workpiece using the cutting blade according to claim 1 or 2,
A method of machining a workpiece, comprising cutting the workpiece along a planned cutting line by causing the cutting blade to cut into the workpiece.
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002192464A (en) | 2000-12-22 | 2002-07-10 | Denso Corp | Dressing method for metal bond grinding wheel |
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002192464A (en) | 2000-12-22 | 2002-07-10 | Denso Corp | Dressing method for metal bond grinding wheel |
| JP2004034159A (en) | 2002-06-28 | 2004-02-05 | Ebara Corp | Dressing method, dressing apparatus, and polishing apparatus for polishing tool |
| JP2009018368A (en) | 2007-07-11 | 2009-01-29 | Disco Abrasive Syst Ltd | Processing device |
| US20150174731A1 (en) | 2013-12-20 | 2015-06-25 | United Technologies Corporation | Systems and methods for dressing grinding wheels |
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