JP5350908B2 - ドレスボード保持テーブルおよび切削装置 - Google Patents

Description

本発明は、ドレスボード保持テーブルに関し、特に、半導体ウェーハを切削する切削ブレードのドレッシングを行うドレスボード保持テーブルおよび切削装置に関する。

半導体デバイスの製造工程においては、半導体ウェーハ等のワークの表面に格子状にストリート（分割予定ライン）が形成され、ストリートにより区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等の回路が形成される。そして、半導体ウェーハは、切削装置によりストリートに沿って切削され、個々の半導体チップに分割される。このようにして分割された半導体チップは、パッケージングされて携帯電話やパソコン等の電気機器に広く利用される。

切削装置においては、チャックテーブルに保持されたワークに、高速回転された切削ブレードを切り込ませた状態で切削送りすることにより、ワークを切削している。この場合、切削加工の継続により切削ブレードの目詰まりや刃先形状が不均一になると、切削ブレードの切削能力や切削精度が低下する。よって、切削装置では、切削途中または切削終了後に切削ブレードをドレッシングすることにより、目出しや形状修正をして切削能力や切削精度を改善している。

従来、切削ブレードのドレッシング機能を持たせた切削装置として、ドレスボードを保持したドレスボード保持テーブルを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。ドレスボード保持テーブルは、チャックテーブルに隣接して設けられ、上面に配管を介して吸引源に接続された吸引領域が形成されている。ドレスボードは、グリーンカーボランダム、アランダム系の砥粒をレジンボンド等で板状に固めて成形され、ドレスボード保持テーブルの上面に吸着保持される。そして、切削ブレードをドレスボードに切り込ませることにより、切削ブレードのドレッシングが行われる。

特開２０００−４９１２０号公報

しかしながら、上記した特許文献１に記載のドレスボード保持テーブルにおいては、ドレスボードの表面側だけが切り込まれるため、ドレッシングの継続に伴ってドレスボードに残留応力が蓄積され、吸引領域の吸着力に抗してドレスボードが凹状に反り上がってしまっていた。したがって、吸引量を増加させてドレスボードに対する吸着力を強めなければ、ドレスボードの反りを押えることができず、適切なドレッシングを続けることが困難となっていた。

本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、吸引量を増加させることなく、ドレッシング時のドレスボードの反りを効果的に防止し、適切なドレッシングを継続することができるドレスボード保持テーブルおよび切削装置を提供することを目的とする。

本発明のドレスボード保持テーブルは、切削ブレードに切削されることにより、前記切削ブレードをドレッシングするドレスボードを吸着保持する吸着面と、前記ドレスボードの一端側に係合し、前記ドレスボードの一端側の反りを押える反り押え部とを有し、前記吸着面は、前記ドレスボードの一端側よりも他端側で吸着力が強くなるように形成されたことを特徴とする。

この構成によれば、ドレスボードの一端側が反り押え部により機械的に押えられ、反り押え部の無いドレスボードの他端側が吸着面により強く吸着されるため、切削ブレードによる切削によってドレスボードに生じる反りを効果的に防止し、適切なドレッシングを継続することができる。また、ドレスボードの一端側が反り押え部により機械的に押えられるため、ドレスボード全体に作用する吸着力をドレスボードの他端側に偏らせた状態でドレスボードを強く保持することができ、吸引量を増加させる必要がない。なお、ここでいうドレッシングとは、切削ブレードの砥粒の突き出し量を確保するための目出し、および真円出し等の形状修正の少なくとも一方を含むものである。

また本発明は、上記ドレスボード保持テーブルにおいて、前記吸着面の前記ドレスボードを吸引保持する吸着領域が、前記ドレスボードの一端側から他端側に向けて増加するように形成されている。

本発明の切削装置は、上記したドレスボード保持テーブルと、ワークを保持するワーク保持テーブルとを備え、前記ドレスボード保持テーブルに保持されたドレスボードに対し、前記切削ブレードを相対移動させることにより前記切削ブレードをドレッシングすると共に、前記ワーク保持テーブルに保持されたワークに対し、前記切削ブレードを相対移動させることにより前記ワークを切削する構成にしている。

本発明によれば、吸引量を増加させることなく、ドレッシング時のドレスボードの反りを効果的に防止し、適切なドレッシングを継続することができる。

本発明に係る切削装置の実施の形態を示す図であり、切削装置の斜視図である。 本発明に係る切削装置の実施の形態を示す図であり、切削装置の筐体を外した斜視図である。 本発明に係る切削装置の実施の形態を示す図であり、チャックテーブルの周辺の斜視図である。 本発明に係る切削装置の実施の形態を示す図であり、ドレスボード保持テーブルの斜視図である。 本発明に係る切削装置の実施の形態を示す図であり、ドレスボード保持テーブルのドレスボード保持状態を模式的に示した説明図である。 本発明に係る切削装置の実施の形態を示す図であり、環状フレームに支持された半導体ウェーハの斜視図である。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。最初に、本発明の実施の形態に係る切削装置について説明する前に、切削対象となる半導体ウェーハについて簡単に説明する。図６は、環状フレームに支持された半導体ウェーハの斜視図である。

図６に示すように、半導体ウェーハＷは、略円板状に形成されており、表面に格子状に配列された分割予定ラインによって複数の領域に区画され、この区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス７５が形成されている。また、半導体ウェーハＷは、貼着テープ７６を介して環状フレーム７７に支持され、図示しないカセット内に収容された状態で切削装置１に搬入および搬出される。

なお、本実施の形態においては、ワークとしてシリコンウェーハ等の半導体ウェーハを例に挙げて説明するが、この構成に限定されるものではなく、半導体ウェーハＷに貼着されるＤＡＦ（Die Attach Film）等の粘着部材、半導体製品のパッケージ、セラミック、ガラス、サファイヤ（Al2O3）系の無機材料基板、各種電気部品やミクロンオーダーの加工位置精度が要求される各種加工材料をワークとしてもよい。

次に、図１および図２を参照して、本発明の実施の形態に係る切削装置について説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る切削装置の斜視図である。図２は、本発明の実施の形態に係る切削装置の筐体を外した斜視図である。

図１に示すように、切削装置１は、切削ブレード４１を有する一対のブレードユニット２と半導体ウェーハＷを保持したチャックテーブル３とを相対移動させて半導体ウェーハＷを切削するように構成されている。切削装置１は、直方体状の筐体４を有し、筐体４の上面中央にはＸ軸方向に延在する矩形状の開口部５が形成されている。この開口部５は、チャックテーブル３と共に移動可能な移動板６および蛇腹状の防水カバー７により被覆されている。移動板６の中央には、円形の開口部８が形成され、この円形の開口部８を介してチャックテーブル３の上部が外部に露出される。

また、図２に示すように、筐体４の内部には基台１１が設けられ、基台１１上にはチャックテーブル３をＸ軸方向に移動させるチャックテーブル移動機構１２が設けられている。また、基台１１上には、チャックテーブル移動機構１２を間に挟んで立設した一対の支柱部１３が設けられ、この一対の支柱部１３の上部には、チャックテーブル３の上方においてブレードユニット２を移動させるブレードユニット移動機構１４が設けられている。

チャックテーブル移動機構１２は、Ｘ軸方向に延在する支持台１５と、支持台１５上に配置された互いに平行な一対のガイドレール１６と、一対のガイドレール１６にスライド可能に設置されたモータ駆動のＸ軸テーブル１７とを有している。また、Ｘ軸テーブル１７の上部には、チャックテーブル３が設けられている。

ブレードユニット移動機構１４は、Ｙ軸方向に延在する支持台２１と、支持台２１の前面に配置された互いに平行な一対のガイドレール２２と、一対のガイドレール２２にスライド可能に設置されたモータ駆動の一対のＹ軸テーブル２３とを有している。また、ブレードユニット移動機構１４は、各Ｙ軸テーブル２３の前面のそれぞれに配置された互いに平行な一対のガイドレール２４と、各一対のガイドレール２４のそれぞれにスライド可能に配置されたモータ駆動のＺ軸テーブル２５とを有している。各Ｚ軸テーブル２５には、それぞれブレードユニット２が延設されている。

なお、Ｘ軸テーブル１７、各Ｙ軸テーブル２３、各Ｚ軸テーブル２５の背面側には、それぞれ図示しないナット部が形成され、これらナット部にボールネジ３１、３２が螺合されている（Ｚ軸テーブル用のボールネジは不図示）。そして、Ｘ軸テーブル１７用のボールネジ３１、Ｙ軸テーブル２３用のボールネジ３２、Ｚ軸テーブル用のボールネジの両端部には、それぞれ一対の駆動モータ３４、３５、３６が連結され、これら一対の駆動モータ３４、３５、３６によりボールネジが回転駆動される。

次に、図３を参照してチャックテーブルの周辺について説明する。図３は、本発明の実施の形態に係るチャックテーブルの周辺の斜視図である。

図３に示すように、ブレードユニット２は、切削ブレード４１と、切削ブレード４１に連結されたスピンドル４２と、切削部分に切削水を噴射する複数のノズル４３とを有している。ブレードユニット２は、スピンドル４２により切削ブレード４１を高速回転させ、複数のノズル４３から切削部分に切削水を噴射して切削加工が行われる。

この場合、Ｙ軸テーブル２３の移動により切削ブレード４１が半導体ウェーハＷの分割予定ラインに位置合わせされ、Ｚ軸テーブル２５の移動により半導体ウェーハＷに対する切り込み深さが調整される。その後、Ｘ軸テーブル１７が移動されることにより、チャックテーブル３が半導体ウェーハＷを保持した状態で切削送りされる。このように、Ｘ軸テーブル１７、Ｙ軸テーブル２３、Ｚ軸テーブル２５の移動を制御することで、分割予定ラインに沿って半導体ウェーハＷに格子状に切削される。

チャックテーブル３は、Ｘ軸テーブル１７の上面に固定されたＺ軸回りに回転可能なθテーブル４５と、θテーブル４５の上面に固定されたテーブル支持部４６とを有している。また、テーブル支持部４６の上部には、半導体ウェーハＷを吸着保持するワーク保持部４７と、環状フレーム７７を保持するフレーム保持部４８とが支持されている。また、ワーク保持部４７には、切削ブレード４１用のドレスボード７１を保持するドレスボード保持テーブル４９が接続されている。テーブル支持部４６の内部には、ワーク保持部４７に貼着テープ７６を介して半導体ウェーハＷを吸着保持させる吸引源が設けられている。

ワーク保持部４７は、所定の厚みを有する円板状であり、上面中央部分にはポーラスセラミック材により吸着面５１が形成されている。吸着面５１は、負圧により貼着テープ７６を介して半導体ウェーハＷを吸着する面であり、テーブル支持部４６の内部の配管を介して吸引源に接続されている。

フレーム保持部４８は、テーブル支持部４６の四方から径方向外側に向かって平行に延びる一対の支持アーム５２と、一対の支持アーム５２に支持された４つのクランプ部５３とを有して構成されている。各クランプ部５３は、環状フレーム７７が載置される載置板部５４と、載置板部５４との間で環状フレーム７７を挟持する挟持板部５５とを有し、エアーアクチュエータ５６により挟持板部５５を駆動して環状フレーム７７の四方を挟持固定する。

ドレスボード保持テーブル４９は、支持アーム６１を介してワーク保持部４７に接続されており、一対の隣り合うクランプ部５３間に位置されている。ドレスボード保持テーブル４９の上面には、ドレスボード７１が保持されており、切削ブレード４１にドレスボード７１を切削させることにより切削ブレード４１がドレッシングされる。

この場合、θテーブル４５の回転によりドレスボード保持テーブル４９の短手方向、すなわち、ドレスボード７１に切削溝が形成される切削送り方向がＸ軸方向に合わせられる。そして、Ｙ軸テーブル２３の移動により切削ブレード４１がドレスボード７１のＹ軸方向における切削予定位置に位置合わせされ、Ｚ軸テーブル２５の移動によりドレスボード７１に対する切り込み深さが調整される。その後、Ｘ軸テーブル１７が移動されることにより、ドレスボード保持テーブル４９にドレスボード７１を保持した状態で切削送りされる。このように、θテーブル４５、Ｘ軸テーブル１７、Ｙ軸テーブル２３、Ｚ軸テーブル２５の移動を制御することで、ドレスボード７１に複数の切削溝を平行に形成して切削ブレード４１がドレッシングされる。

ドレスボード７１は、グリーンカーボランダム、アランダム系の砥粒をレジンボンド等の結合剤で上面視矩形の板状に固めて成形されている。また、このドレスボード７１を用いたドレッシングは、切削ブレード４１の目詰まりに対する目出しだけでなく、真円出し等の刃先形状の形状修正を同時に行われる。これにより、切削ブレード４１の砥粒の突き出し量を確保して切削能力が改善されると共に、切削ブレード４１の刃先形状が整えられて切削精度が改善される。

図４を参照して、ドレスボード保持テーブルについて詳細に説明する。図４は、本発明の実施の形態に係るドレスボード保持テーブルの斜視図であり、（ａ）がドレスボードを外した状態、（ｂ）がドレスボードを装着した状態をそれぞれ示している。

図４（ａ）、（ｂ）に示すように、ドレスボード保持テーブル４９は、上面視矩形の板状に形成されたテーブル本体６２を有し、テーブル本体６２の長手方向の一端側にはドレスボード７１の長手方向の一端に係合する係合部６３が設けられている。係合部６３は、短手方向に延在し、ドレスボード７１の一端側の側面に当接する当接部６４と、ドレスボード７１の一端側の上面を押える押え部６５とにより側面視逆Ｌ字状に形成されている。この係合部６３にドレスボード７１が係合されることで、ドレスボード７１の一端がドレスボード保持テーブル４９に機械的に保持される。

テーブル本体６２の上面には、ドレスボード７１が吸着保持される吸着面６６が形成されている。吸着面６６には、複数の縦溝６７および複数の横溝６８により格子状に溝が形成され、テーブル本体６２の一端側から他端側に向かって隣り合う横溝６８の間隔が狭くなっている。また、テーブル本体６２の他端側における縦溝６７と横溝６８との交点部分には、吸引孔６９が形成されており、吸引孔６９はテーブル本体６２および支持アーム６１に形成された内部通路を介して、テーブル支持部４６内の吸引源に接続される。

そして、吸引源の吸引により吸引孔６９を介して複数の縦溝６７および横溝６８に負圧が発生し、この負圧によりドレスボード７１が吸着面６６に引き寄せられ、複数の縦溝６７および複数の横溝６８が封止される。この場合、テーブル本体６２の一端側から他端側に向かって隣り合う横溝６８の間隔が狭くなるため、テーブル本体６２の長手方向の中間から他端側において吸引領域が広くなり、ドレスボード７１の他端側が強く吸着される。

図５を参照して、本実施の形態に係るドレスボード保持テーブルのドレスボード保持状態および比較例に係るドレスボード保持テーブルのドレスボード保持状態について説明する。図５は、本発明の実施の形態に係るドレスボード保持テーブルおよび比較例に係るドレスボード保持テーブルのドレスボード保持状態を模式的に示した説明図であり、（ａ）、（ｂ）は比較例に係る従来のドレスボード保持テーブルによるドレスボードの保持状態、（ｃ）、（ｄ）は本実施の形態に係るドレスボード保持テーブルによるドレスボードの保持状態をそれぞれ示している。なお、図５に示す下向きの矢印は、その大きさにより吸着力の強さを示し、斜め上向きの矢印は、その大きさによりドレスボードに生じる反り上がる力の強さを示している。

図５（ａ）に示すように、比較例に係るドレスボード保持テーブル８１は、吸着面８２の吸着力だけでドレスボード７１を保持している。ドレスボード保持テーブル８１の吸着面８２には、長手方向において等間隔に複数の横溝８３が形成され、ドレスボード７１全体を均一に吸着するように構成されている。このように、吸引力がドレスボード保持テーブル８１全体に分散されるため、ドレスボード７１がドレスボード保持テーブル８１に比較的弱い力で吸着保持される。

この状態で、切削装置１により切削ブレード４１のドレッシングが開始されると、切削ブレード４１によりドレスボード７１が切削され、ドレスボード７１の短手方向である切削送り方向に沿って切削溝７２が形成される。このとき、ドレスボード７１には、表面側だけが切削されるため、切削によって蓄積される残留応力により、反り上がる力が発生する。

図５（ｂ）に示すように、ドレッシングが継続されると、複数の切削溝７２がドレスボード７１の長手方向に並んで形成される。このとき、ドレッシングの継続に伴ってドレスボード７１の反り上がる力が強くなり、ドレスボード保持テーブル８１の吸着力に抗してドレスボード７１が反り始める。このように、比較例に係るドレスボード保持テーブル８１では、吸引力がドレスボード７１全体に分散されるため、ドレスボード７１に対し部分的に作用する吸着力が弱く、吸引量を増加させなければドレスボード７１の反りを押えることができない。

一方、図５（ｃ）に示すように、本実施の形態に係るドレスボード保持テーブル４９は、係合部６３によりドレスボード７１の一端側を機械的に保持すると共に、吸着面６６によりドレスボード７１全体を吸着保持している。この場合、吸着面６６に形成された複数の横溝６８は、ドレスボード保持テーブル４９の一端側から他端側に向かって間隔が狭くなるように形成されているため、ドレスボード保持テーブル４９の一端側から他端側に向かってドレスボード７１に対する吸着力が増加される。

このように、ドレスボード保持テーブル４９は、係合部６３によりドレスボード７１の一端を機械的に保持し、吸着力を他端側に偏らせてドレスボード７１の他端側を強く保持することで、ドレスボード７１を吸着面６６に強く固定させている。この状態で、切削装置１によりドレッシングが開始されると、ドレスボード７１の短手方向に沿って切削溝７２が形成される。このとき、ドレスボード７１には、切削によって蓄積される残留応力により、反り上がる力が発生する。

図５（ｄ）に示すように、ドレッシングが継続されると、複数の切削溝７２がドレスボード７１の長手方向に並んで形成される。このとき、ドレッシングの継続に伴ってドレスボード７１の反り上がる力が強くなるが、ドレスボード７１の反りが一端側で係合部６３により機械的に押えられ、他端側で吸着面６６の強い吸着力により押えられる。このように、本実施の形態に係るドレスボード保持テーブル４９では、ドレスボード７１の一端側を機械的に保持して、吸着力をドレスボード７１の他端側に偏らせることにより、比較例に係るドレスボード保持テーブル８１と同一な吸引量でドレスボード７１の反りを効果的に押えることが可能となる。

以上のように、本実施の形態に係るドレスボード保持テーブル４９によれば、ドレスボード７１の一端側が係合部６３により機械的に押えられ、ドレスボード７１の他端側が吸着面６６により強く吸着されるため、切削ブレード４１による切削によってドレスボード７１に生じる反りを効果的に防止し、適切なドレッシングを継続することができる。また、ドレスボード７１の一端側が係合部６３により機械的に押えられるため、ドレスボード７１全体に作用する吸着力をドレスボード７１の他端側に偏らせた状態でドレスボード７１を強く保持することができ、吸引量を増加させる必要がない。

なお、上記した実施の形態においては、ドレッシングにより切削ブレードの目出し、および真円出し等の刃先形状の形状修正を同時に行う構成について説明したが、この構成に限定されるものではない。ドレッシングにより、目出しおよび形状修正の少なくとも一方を行うものであってもよい。

また、上記した実施の形態においては、反り押え部として逆Ｌ字状の係合部により、ドレスボードの一端側の反りを機械的に押える構成としたが、この構成に限定されるものではない。ドレスボードの一端側の反りを機械的に押えることが可能であれば、どのような構成であってもよく、例えば、クリップ構造の反り押え部であってもよい。

また、上記した実施の形態においては、ドレスボード保持テーブルの一端側から他端側に向けて吸着力が増加する構成としたが、この構成に限定されるものではない。ドレスボード保持テーブルの一端側から他端側に向けて吸着力を増加させたのは、剛性の低いドレスボードの他端側のみ吸着して切削が行われると、ドレスボードの中間部分が浮き上がることがあるので、剛性の低いドレスボードが適用された場合でも適切にドレスボードの反りを防止させるためである。したがって、例えば、ドレスボードの剛性が高いものであれば、ドレスボードの中間部分に生じる変形が小さいため、ドレスボードの他端側のみを吸着する構成としてもよく、この構成でも効果的に反りを防止することができる。

また、上記した実施の形態においては、吸着領域をドレスボード保持テーブルの吸着面に形成された溝で構成したが、この構成に限定されるものではない。ドレスボード保持テーブルの吸着面に吸着領域を形成可能であれば、どのような構成であってもよく、例えば、複数の穴により吸着領域を形成する構成としてもよい。

また、上記した実施の形態においては、吸引面に形成された横溝の間隔により、ドレスボードの一端側から他端側に向けて吸着領域を広げるように構成したが、この構成に限定されるものではない。ドレスボードの一端側から他端側に向けて吸着領域が広がる構成であれば、どのような構成でもよく、例えば、一端側の溝よりも他端側の溝の溝幅を広げて吸着領域を広げてもよい。

また、上記した実施の形態においては、ドレスボード保持テーブルをチャックテーブルに設ける構成としたが、この構成に限定されるものではない。切削ブレードをドレッシング可能であれば、どの位置に設けられていてもよい。

また、上記した実施の形態においては、ドレスボード保持テーブルの吸引源をチャックテーブルの吸引源と兼用する構成としたが、個別に吸引源を設ける構成としてもよい。

また、今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であってこの実施の形態に制限されるものではない。本発明の範囲は、上記した実施の形態のみの説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

以上説明したように、本発明は吸引量を増加させることなく、ドレッシング時のドレスボードの反りを効果的に防止し、適切なドレッシングを継続することができるという効果を有し、特に、半導体ウェーハを切削する切削ブレードのドレッシングを行うドレスボード保持テーブルおよび切削装置に有用である。

１ 切削装置
２ ブレードユニット
３ チャックテーブル（ワーク保持テーブル）
１２ チャックテーブル移動機構
１４ ブレードユニット移動機構
４１ 切削ブレード
４５ θテーブル
４６ テーブル支持部
４７ ワーク保持部
４８ フレーム保持部
４９ ドレスボード保持テーブル
６１ 支持アーム
６２ テーブル本体
６３ 係合部（反り押え部）
６６ 吸着面
６７ 縦溝（吸着領域）
６８ 横溝（吸着領域）
６９ 吸引孔
７１ ドレスボード
７２ 切削溝
Ｗ 半導体ウェーハ（ワーク）

Claims (3)

1. 切削ブレードに切削されることにより、前記切削ブレードをドレッシングするドレスボードを吸着保持する吸着面と、
   前記ドレスボードの一端側に係合し、前記ドレスボードの一端側の反りを押える反り押え部とを有し、
   前記吸着面は、前記ドレスボードの一端側よりも他端側で吸着力が強くなるように形成されたことを特徴とするドレスボード保持テーブル。
2. 前記吸着面の前記ドレスボードを吸引保持する吸着領域が、前記ドレスボードの一端側から他端側に向けて増加するように形成されたことを特徴とする請求項１に記載のドレスボード保持テーブル。
3. 請求項１または請求項２に記載のドレスボード保持テーブルと、
   ワークを保持するワーク保持テーブルとを備え、
   前記ドレスボード保持テーブルに保持されたドレスボードに対し、前記切削ブレードを相対移動させることにより前記切削ブレードをドレッシングすると共に、前記ワーク保持テーブルに保持されたワークに対し、前記切削ブレードを相対移動させることにより前記ワークを切削することを特徴とする切削装置。

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