JPH1174228A

JPH1174228A - 精密切削装置

Info

Publication number: JPH1174228A
Application number: JP23218397A
Authority: JP
Inventors: Kazuma Sekiya; 一馬関家; Takayuki Mabashi; 隆之馬橋
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 1997-08-28
Filing date: 1997-08-28
Publication date: 1999-03-16

Abstract

(57)【要約】【課題】ブレードとスピンドルとを有する切削手段を２
つ有する精密切削装置において、被加工物の切削の生産
性を向上させる。【解決手段】スピンドルとブレードを有する２つの切削
手段をＹ軸方向に移動可能に共通の基盤から吊垂すると
共に、被加工物を保持してＸ軸方向に移動可能なチャッ
クテーブルを配設した精密切削装置を提供する。そし
て、チャックテーブルをＸ軸方向に移動させて、２つの
ブレードによって同時に同一のストロークで切削を行
い、生産性を向上させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウェーハ等
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
に関し、詳しくは、切削用の２つのブレードを対峙させ
て配設することにより、切削効率の向上を図った精密切
削装置に関するものである。

【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
ロークがブレード間の間隔分だけ長くなり、生産性の点
で問題がある。

【０００５】従って、従来の２本のスピンドルを備えた
精密切削装置においては、切削ストロークを短くして生
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、半導体ウェーハ等の被加
工物を保持し切削送り経路にＸ軸方向に移動可能に配設
されたチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持
された被加工物を切削する第一の切削手段及び第二の切
削手段とを少なくとも含む精密切削装置であって、第一
の切削手段は第一のブレードが装着される第一のスピン
ドルを含み、第二の切削手段は第二のブレードが装着さ
れる第二のスピンドルを含み、第一の切削手段と第二の
切削手段とは、切削送り経路を跨いでＹ軸方向に配設さ
れた共通の割り出し送り経路に第一のブレードと第二の
ブレードとが対峙するように吊垂状態で配設されると共
に、独立してスピンドルの軸心方向に割り出し送りされ
る精密切削装置を提供するものである。

【０００７】また本発明は、割り出し送り経路が起立し
たガイド基盤の側面に設けられており、該ガイド基盤
は、チャックテーブルの切削送りを妨げないように門型
に形成されていること、割り出し送り経路には、少なく
とも、第一の切削手段と第二の切削手段のＹ軸方向の割
り出し送りをガイドするガイドレールが配設されている
こと、第一のスピンドルと第二のスピンドルとは、Ｘ軸
及びＹ軸と直交するＺ軸方向に移動可能であり、該Ｚ軸
方向の移動によって切り込み深さが調整されること、割
り出し送り経路の所要位置にリニアスケールが配設さ
れ、第一の切削手段と第二の切削手段とのＹ軸方向の割
り出し送りがリニアスケールの計測データによって制御
されること、リニアスケールは一本であり、第一の切削
手段と第二の切削手段とによって共用されること、第一
の切削手段と第二の切削手段は、ボールスクリューによ
ってＹ軸方向に割り出し送りされること、ボールスクリ
ューは、第一の切削手段と第二の切削手段とに独立して
配設されること、ボールスクリューは１本が配設され、
第一の切削手段と第二の切削手段には、それぞれボール
スクリューに螺合して回転可能な送りナットが配設され
ていて、第一の切削手段と第二の切削手段とがボールス
クリューを共用すること、第一のスピンドルと第二のス
ピンドルには、同種または異種のブレードが装着される
こと、を付加的要件とするものである。

【０００８】このような精密切削装置によれば、第一の
切削手段と第二の切削手段とが共通のガイドレールに吊
垂状態で配設されてブレード同士が対峙するので、構成
がコンパクトでかつ安定しており、無理のない割り出し
送りができる。また、２本のスピンドルが一直線上に配
設されるため、スピンドルが１本の場合と切削ストロー
クが同じであり、従来の２本のスピンドルを並列に備え
た精密切削装置よりも切削ストロークが格段に短くな
る。

【０００９】更に、１本のリニアスケールの計測データ
に基づいて２つの切削手段の割り出し送りが制御される
ため、金属の熱膨張等の影響を受けにくく、ブレード間
の間隔が高精度に維持される。また、ボールスクリュー
を１本とすることで、部品点数が減少する。

【００１０】

【発明の実施の形態】次に、本発明に係る精密切削装置
の実施の形態の一例として、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。

【００１１】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。

【００１２】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。

【００１３】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１
４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。そしてストリート１５が検出された後、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に入っていき、第一の切
削手段２０及び第二の切削手段２１によって切削が行わ
れる。

【００１４】図３に基づいて更に説明を続けると、切削
領域１９には、ガイド基盤２２が立設されており、この
ガイド基盤２２の側面には、第一の切削手段２０と第二
の切削手段２１のＹ軸方向の割り出し送りの経路となる
割り出し送り経路２３が形成されている。

【００１５】ガイド基盤２２には、Ｙ軸方向に延びる一
本のリニアスケール２７と、一対のガイドレール２６
と、回転不能な一本の第一のボールスクリュー２５とが
配設されており、第一の切削手段２０及び第二の切削手
段２１は、ガイドレール２６に吊垂状態で支持されてい
る。そして、それぞれの切削手段が備えている回転可能
な送りナット（図示せず）が第一のボールスクリュー２
５に螺合しており、送りナットの回転とリニアスケール
２７の計測とによって第一の切削手段２０及び第二の切
削手段２１は、それぞれＹ軸方向に割り出し送りされ
る。

【００１６】第一の切削手段２０には、Ｙ軸方向に軸心
を有する第一のスピンドル２８と、その先端に装着され
て回転する第一のブレード２９とが配設されている。ま
た、第二の切削手段２１には、Ｙ軸方向に軸心を有する
第二のスピンドル３０と、その先端に装着されて回転す
る第二のブレード３１とが配設されている。そして、第
一のブレード２９と第二のブレード３１とが対峙するよ
うに、第一のスピンドル２８と第二のスピンドル３０と
は軸心がＹ軸方向に一直線上となるように配設されてい
る。

【００１７】また、第一の切削手段２０の上部には、第
一のスピンドル２８のＺ軸方向の運動を制御する第一の
パルスモータ３２が、第二の切削手段２１の上部には、
第二のスピンドル３０のＺ軸方向の運動を制御する第二
のパルスモータ３２がそれぞれ配設されており、第一の
スピンドル２８及び第二のスピンドル３０は、それぞれ
独立してＺ軸方向に移動することによって切り込み深さ
を調整できる。

【００１８】門型に形成されたガイド基盤２２の空洞部
３４には、ガイド基盤２２に直交する方向であるＸ軸方
向に切削送り経路３５が設けられている。即ち、ガイド
基盤２２は、切削送り経路３５を跨ぐようにしてチャッ
クテーブル１１の切削送りを妨げないように形成されて
いる。この切削送り経路３５には、パルスモータ（図示
せず）によって駆動されて回転する第二のボールスクリ
ュー３６と、チャックテーブル１１をスライド可能に支
持する一対の第二のガイドレール３７とが共にＸ軸方向
に配設されており、チャックテーブル１１は第二のボー
ルスクリュー３６の回転により、第二のガイドレール３
７にガイドされてＸ軸方向に移動して切削送りされる。

【００１９】なお、割り出し送り経路２３は、図４に示
すように、２本のボールスクリュー２５ａ及び２５ｂを
それぞれ独立してＹ軸方向に設け、それぞれのボールス
クリュー２５ａ、２５ｂがパルスモータ２４ａ、２４ｂ
によって個別に駆動されて回転する構成としてもよい。
また、リニアスケールを２本にし、第一の切削手段２０
及び第二の切削手段２１の割り出し送りの計測を別々に
行うこともできる。しかしながら、リニアスケールの位
置関係に狂いが生じると、第一の切削手段２０と第二の
切削手段２１との位置関係にも狂いが生じやすいので、
一本のリニアスケールによって第一の切削手段２０及び
第二の切削手段２１の割り出し送りの計測をすることの
方が好ましい。

【００２０】以上のように構成されるダイシング装置１
０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２８及び
第二のスピンドル３０のＹ軸、Ｚ軸方向の移動、チャッ
クテーブル１１のＸ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。

【００２１】例えば、図５（Ａ）に示すように、最初に
第一のブレード２９と第二のブレード３１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２８及び第二
のスピンドル３０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２０及び第二の切削手段２１と
のＸ軸方向の相対的移動によって、図６（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２９及び第二のブ
レード３１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。

【００２２】そして次に、第一のスピンドル２８及び第
二のスピンドル３０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６（Ｂ）のように切削溝を形成していく。

【００２３】図５においては図示していないが、実際に
は第一のブレード２９及び第二のブレード３１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６（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２９と第二のブレード３１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。よって、順次割り出し送りされる所定間隔より
も、第一のブレード２９と第二のブレード３１とが最も
接近できる間隔が広い場合には、図５（Ｃ）に示すよう
に、切削されない領域については、どちらか片方のブレ
ード、例えば第一のブレード２９によって切削を行う。
こうして図６（Ｃ）に示すように全てのストリートの切
削が行われる。

【００２４】以上のようにして切削することにより、第
一のブレード２９と第二のブレード３１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。

【００２５】図７に示す例においては、図７（Ａ）に示
すように、最初に第一のブレード２９と第二のブレード
３１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２８及び第二のスピンドル３０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８（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。

【００２６】そして次に、図７（Ｂ）に示すように、第
一のスピンドル２８と第二のスピンドル３０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８（Ｂ）のように切削溝が形成されていく。

【００２７】なお、順次割り出し送りされる所定間隔よ
りも、第一のブレード２９と第二のブレード３１とが最
も接近できる間隔が広い場合には、切削されない領域の
ストリートについては、図７（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８（Ｃ）のように全てのストリ
ートが切削される。

【００２８】以上のようにして切削することにより、図
５の例の場合と同様に、第一のブレード２９と第二のブ
レード３１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９に示す例においては、まず最初に図９
（Ａ）に示すように、第一のブレード２９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３１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２８及び第二のスピンドル３０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１０（Ａ）のよ
うに切削溝が形成される。

【００３０】そして、図９（Ｂ）、（Ｃ）に示すよう
に、このときの第一のブレード２８と第二のブレード３
１との間隔を維持したまま、第一のスピンドル２８及び
第二のスピンドル３０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１０（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。

【００３１】このように切削することにより、図５、図
７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。

【００３２】図１１に示す例は、ステップカットにより
Ｖ溝ブレードを用いて半導体ウェーハ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。

【００３３】この場合、図１１（Ａ）に示すように、第
一のブレード２８をＶ溝ブレード、第二のブレード３１
を切削ブレードとする。そして、最初に第一のブレード
２８を半導体ウェーハ１４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１２
（Ａ）において太線で示したのがこのＶ溝である。

【００３４】次に、図１１（Ｂ）に示すように、第一の
ブレード２８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３１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１２（Ｂ）のように切削していき、図１１（Ｃ）に
示すように第二のブレード３１によって最後のＶ溝の切
削を行い、図１２（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。

【００３５】なお、異種のブレードを使用する場合は、
図１１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。

【００３６】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。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る精密
切削装置によれば、第一の切削手段と第二の切削手段と
が共通のガイドレールに吊垂状態で配設されてブレード
同士が対峙し、構成がコンパクトでかつ安定しており、
無理のない割り出し送りができ、また、２本のスピンド
ルが一直線上に配設されるため、スピンドルが１本の場
合と切削ストロークが同じであり、従来の２本のスピン
ドルを並列に備えた精密切削装置よりも切削ストローク
が格段に短くなるため、切削の生産性を向上させること
ができる。

【００３８】更に、１本のリニアスケールの計測データ
に基づいて２つの切削手段の割り出し送りが制御され、
金属の熱膨張等の影響を受けにくく、ブレード間の間隔
が高精度に維持されるため、より精密な切削を行うこと
が可能となる。

【００３９】また、ボールスクリューを１本とすること
で、部品点数が減少し、構成が簡略化され、コストも易
くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る精密切削装置の一例であるダイシ
ング装置の外観を示す斜視図である。

【図２】同ダイシング装置によって切削される半導体ウ
ェーハを示す平面図である。

【図３】同ダイシング装置の切削領域を示す斜視図であ
る。

【図４】同ダイシング装置の切削領域の設計変更例を示
す斜視図である。

【図５】同ダイシング装置を用いた切削方法の一例を示
す説明図である。

【図６】図５の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７】本発明に係るダイシング装置を用いた切削方法
の一例を示す説明図である。

【図８】図７の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９】本発明に係るダイシング装置を用いた切削方法
の一例を示す説明図である。

【図１０】図９の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１１】本発明に係るダイシング装置を用いた切削方
法の一例を示す説明図である。

【図１２】図１１の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１
２：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：第一の切削手段２１：第二の切削手段２２：
ガイド基盤２３：割り出し送り経路２４ａ、２４ｂ：パルスモー
タ２５：第一のボールスクリュー２６：ガイドレール２
７：リニアスケール２８：第一のスピンドル２９：
第一のブレード３０：第二のスピンドル３１：第二のブレード３
２：第一のパルスモータ３３：第二のパルスモータ３４：空洞部３５：切削
送り経路３６：第二のボールスクリュー３７：第二のガイドレ
ール

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体ウェーハ等の被加工物を保持し切削
送り経路にＸ軸方向に移動可能に配設されたチャックテ
ーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物を
切削する第一の切削手段及び第二の切削手段とを少なく
とも含む精密切削装置であって、前記第一の切削手段は
第一のブレードが装着される第一のスピンドルを含み、
前記第二の切削手段は第二のブレードが装着される第二
のスピンドルを含み、前記第一の切削手段と前記第二の
切削手段とは、前記切削送り経路を跨いでＹ軸方向に配
設された共通の割り出し送り経路に前記第一のブレード
と前記第二のブレードとが対峙するように吊垂状態で配
設されると共に、独立してスピンドルの軸心方向に割り
出し送りされる精密切削装置。
【請求項２】割り出し送り経路は起立したガイド基盤の
側面に設けられており、該ガイド基盤は、チャックテー
ブルの切削送りを妨げないように門型に形成されている
請求項１に記載の精密切削装置。
【請求項３】割り出し送り経路には、少なくとも、第一
の切削手段と第二の切削手段のＹ軸方向の割り出し送り
をガイドするガイドレールが配設されている請求項２に
記載の精密切削装置。
【請求項４】第一のスピンドルと第二のスピンドルと
は、Ｘ軸及びＹ軸と直交するＺ軸方向に移動可能であ
り、該Ｚ軸方向の移動によって切り込み深さが調整され
る請求項１、２または３に記載の精密切削装置。
【請求項５】割り出し送り経路の所要位置にリニアスケ
ールが配設され、第一の切削手段と第二の切削手段との
Ｙ軸方向の割り出し送りが前記リニアスケールの計測デ
ータによって制御される請求項１、２、３または４に記
載の精密切削装置。
【請求項６】リニアスケールは一本であり、第一の切削
手段と第二の切削手段とによって共用される請求項５に
記載の精密切削装置。
【請求項７】第一の切削手段と第二の切削手段は、ボー
ルスクリューによってＹ軸方向に割り出し送りされる請
求項１、２、３、４、５または６に記載の精密切削装
置。
【請求項８】ボールスクリューは、第一の切削手段と第
二の切削手段とに独立して配設される請求項７に記載の
精密切削装置。
【請求項９】ボールスクリューは１本が配設され、第一
の切削手段と第二の切削手段には、それぞれ前記ボール
スクリューに螺合して回転可能な送りナットが配設され
ていて、前記第一の切削手段と前記第二の切削手段とが
前記ボールスクリューを共用する請求項７に記載の精密
切削装置。
【請求項１０】第一のスピンドルと第二のスピンドルに
は、同種または異種のブレードが装着される請求項１、
２、３、４、５、６、７、８または９に記載の精密切削
装置。