(57)【要約】【課題】  切断面に段差を残さず、高速に行うことができる水晶ウェハの切断方法を提供する。【解決手段】  上記課題を解決するための水晶ウェハの切断方法は、デュアルダイサ１０により水晶ウェハ２２のステップカットを行う方法であって、第１のスピンドル１６ａに備えられたブレード１２ａによって、前記水晶ウェハ２２におけるＣＨ１方向へのハーフカット及びフルカットを行う工程と、第２のスピンドル１６ｂに備えられたブレード１２ｂによって、前記水晶ウェハ２２におけるＣＨ２方向へのハーフカット及びフルカットを行う工程と、より成ることを特徴とする。【選択図】    図１
2006114687.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デュアルダイサにより水晶ウェハのステップカットを行う方法であって、
前記水晶ウェハに対する同一方向へのハーフカット及びフルカットを、同一軸に備えられた同一刃幅を有するブレードによって同一方向から行うことを特徴とする水晶ウェハの切断方法。
【請求項２】
デュアルダイサにより水晶ウェハのステップカットを行う方法であって、
第１の軸に備えられた１つのブレードによって、前記水晶ウェハにおける一の規定方向へのハーフカット及びフルカットを行う工程と、
第２の軸に備えられた１つのブレードによって、前記水晶ウェハにおける前記一の規定方向と交差する方向へのハーフカット及びフルカットを行う工程と、
より成ることを特徴とする水晶ウェハの切断方法。  
【請求項３】
第１の軸に備えられたブレード及び第２の軸に備えられたブレードによるハーフカットがそれぞれ終了した後に、
第１の軸に備えられたブレード及び第２の軸に備えられたブレードによるフルカットを行うことを特徴とする請求項２に記載の水晶ウェハの切断方法。
【請求項４】
前記ブレードは、レジンブレードであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の水晶ウェハの切断方法。
【請求項５】
それぞれにブレードを備える２つの回転軸と当該それぞれの回転軸の高さ方向制御軸であるＺ方向制御軸を有するデュアルダイサによってステップカットを行う際の軸の制御方法であって、
第１の回転軸のＺ方向制御軸を、当該回転軸に備えられたブレードにより、ワークに対して一の方向へのハーフカット及びフルカットを行うように制御し、
第２の回転軸のＺ方向制御軸を、当該回転軸に備えられたブレードにより、前記一の方向と交差する方向へのハーフカット及びフルカットを行うように制御する、
ことを特徴とするデュアルダイサの軸の制御方法。
【請求項６】
第１の回転軸に備えられたブレードによるハーフカット、第２の回転軸に備えられたブレードによるハーフカット、第１の回転軸に備えられたブレードによるフルカット、第２の回転軸に備えられたブレードによるフルカット、の順番でカットを行うように第１の回転軸のＺ方向制御軸及び第２の回転軸のＺ方向制御軸を制御することを特徴とする請求項５に記載のデュアルダイサの軸制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脆性材料の切断方法及び当該切断を行うためのデュアルダイサの軸制御方法に係り、特に水晶を切断する場合に好適な切断方法及び軸制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
脆性に加え粘性を持つ水晶は、シリコンウェハやガラス等に比べ、切断負荷が大きく切断が難しいとされている。このような性質を持つ水晶の切断方法としては、例えば特許文献１に開示されているような方法が提案されている。特許文献１に開示されている切断方法は、円板状のブレードを高速回転させ、このブレードにより水晶を切断するものであり、水晶を一回の送り動作で切断する方法（一段フルカット）や、水晶の表面と裏面とのそれぞれから半分づつ切れ込みを入れてカットする方法等である。
【０００３】
この他に、従来より行われている水晶の切断方法としては、デュアルダイサを用いてステップカット（同一方向からの２段カット）を行う切断方法であって、ハーフカットを行うブレードと、フルカットを行うブレードとのブレード幅（刃の厚さ）を異にして行うというものを挙げることができる。なお、当然に、フルカットを行うブレードの幅の方が、ハーフカットを行うブレードの幅よりも薄い。このような方法によりステップカットを行うことにより、ブレードを備える２つの軸に、相互に機械的精度誤差を無視することができる。すなわち、ブレードを備える２つの軸の制御位置が精度的に異なった場合であっても、フルカットを行う際にハーフカットを行った溝にブレードを入れることができる。
【特許文献１】特開２０００−６１９３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のように水晶の切断に関しては、種々の方法が提案されている。しかし、上記に示した方法はいずれも、いくつかの問題を抱えている。例えば特許文献１に開示されている一段フルカットによる切断は、切断負荷が大きいことに加え、ダイシングシートの粘着剤がブレードに付着することにより目詰まりが生じるため、切断速度を上げることができない。また、これらを原因として、水晶にチッピングやクラックが発生したり、ブレード自体が破損してしまったりする。
【０００５】
水晶の表裏面から半分づつ切断するという方法では、表裏面に対してそれぞれ異なる軸の制御によって切断溝を入れた場合には、機械的な精度誤差により溝に段差ができてしまう。また、水晶を裏返すことで表裏面のカットを１つの軸の制御で行う場合であっても、水晶自体を裏返す際にズレが生じてしまい、溝に段差ができてしまう虞がある。さらに、刃幅の異なるブレードによるステップカットを実施する場合にも切断面に段差が生じる。このように水晶の切断面に形成される段差は、加工・実装工程で発生するチッピングやクラック等の原因となる。
【０００６】
本発明では、上記実状を鑑み、水晶ウェハの切断面に段差を残さず、高速に、かつチッピングやクラックを生じさせずに切断を行うことを可能とする水晶ウェハの切断方法及び、前記水晶ウェハを切断するためのデュアルダイサの軸制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係る水晶ウェハの切断方法は、デュアルダイサにより水晶ウェハのステップカットを行う方法であって、前記水晶ウェハに対する同一方向へのハーフカット及びフルカットを、同一軸に備えられた同一刃幅を有するブレードによって同一方向から行うことを特徴とした。このような方法で水晶ウェハの切断を行うことにより、ハーフカットとフルカットとにおいてブレードの位置が機械的精度の誤差によりズレることが無い。よって、ハーフカットとフルカットとに同一刃幅のブレードを使用したとしてもブレードが、ハーフカットによって形成した溝からズレてしまい、破損するという虞が無い。また、同一刃幅のブレードによって同一方向からハーフカット、フルカットを行うため、切断面に段差を生じさせることが無い。さらに、個々カットにおける切断抵抗を小さく抑えることができるため、一段フルカットを行う場合に比べ、切断速度を向上させることが可能となる。
【０００８】
また、本発明に係る水晶ウェハの切断方法としては、デュアルダイサにより水晶ウェハのステップカットを行う方法であって、第１の軸に備えられた１つのブレードによって、前記水晶ウェハにおける一の規定方向へのハーフカット及びフルカットを行う工程と、第２の軸に備えられた１つのブレードによって、前記水晶ウェハにおける前記一の規定方向と交差する方向へのハーフカット及びフルカットを行う工程と、より成ることを特徴とするものであっても、上述した水晶ウェハの切断方法と同様な効果を奏することができる。  
【０００９】
また、上記のような水晶ウェハの切断方法においては、第１の軸に備えられたブレード及び第２の軸に備えられたブレードによるハーフカットがそれぞれ終了した後に、第１の軸に備えられたブレード及び第２の軸に備えられたブレードによるフルカットを行うようにすると良い。このような方法により、ウェハ全体をハーフカットした後にフルカットを行うことになるので、フルカット時に生じる切断抵抗を低く抑えることができる。このため、第２の軸によるフルカットを行う際に、ウェハがダイシングシートから剥れてしまうといった虞が無い。
【００１０】
また、上記水晶ウェハの切断方法で使用する前記ブレードは、レジンブレードであると良い。ブレードをレジンブレードとすることで、ハーフカット終了後には刃先のエッジ部分が摩耗して先細となる。このため、ハーフカットを行った溝へブレードが入り易くなる。なお、ブレードは、フランジを介してそれぞれ回転軸に固定されている。
【００１１】
また、上記目的を達成するために、本発明に係るデュアルダイサの軸制御方法は、それぞれにブレードを備える２つの回転軸と当該それぞれの回転軸の高さ方向制御軸であるＺ方向制御軸を有するデュアルダイサによってステップカットを行う際の軸の制御方法であって、第１の回転軸のＺ方向制御軸を、当該回転軸に備えられたブレードにより、ワークに対して一の方向へのハーフカット及びフルカットを行うように制御し、第２の回転軸のＺ方向制御軸を、当該回転軸に備えられたブレードにより、前記一の方向と交差する方向へのハーフカット及びフルカットを行うように制御する、ことを特徴とした。このようにデュアルダイサの軸を制御することにより、一方向へのハーフカットとフルカットとを同じ回転軸に備えたブレードで行うことができる。これにより、ハーフカットとフルカットとにおいて、ブレードの切り込み位置に機械的な精度誤差が生じる虞が無い。よって、ハーフカットとフルカットとを同じブレード（同じ刃厚のブレード）によって行ったとしても、ブレードがハーフカットによって形成された溝の側壁に接触して破損するという虞が無い。
【００１２】
また、上記のようなデュアルダイサの軸制御方法において、第１の回転軸に備えられたブレードによるハーフカット、第２の回転軸に備えられたブレードによるハーフカット、第１の回転軸に備えられたブレードによるフルカット、第２の回転軸に備えられたブレードによるフルカット、の順番でカットを行うように第１の回転軸のＺ方向制御軸及び第２の回転軸のＺ方向制御軸を制御するようにすると良い。このような軸制御を行うことにより、フルカット時に生じる切断抵抗を軽減することが可能となる。よって、第２の回転軸のＺ方向制御軸に備えられたブレードによるフルカットを行う際に、被切断部材がダイシングシートからずれてしまう虞が無い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の水晶ウェハの切断方法及びデュアルダイサの軸の制御方法に係る実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下に示す実施の形態は、本発明に係る一部の実施形態に過ぎず、本発明はこれらの実施形態のみに限定されるものではない。
【００１４】
まず、図１を参照して、水晶ウェハの切断に使用するデュアルダイサについて説明する。
本実施形態で使用するデュアルダイサ１０は、水晶ウェハを載置するための回転台１８と、直列配置された２つの回転刃（ブレード）１２（１２ａ，１２ｂ）とを備えるものである。このような構成のうち、前記回転台１８は、載置した水晶ウェハの載置方向を可変とするために、θで示す方向への回転を可能とする。また、前記回転台１８は、Ｘ方向への送り動作を可能とする。前記ブレード１２は、Ｚ方向、及びＹ方向への送り動作を可能とする軸（不図示）を有する回転軸（スピンドル）１６（１６ａ，１６ｂ）に支持されている。なお、前記ブレード１２としては、レジンブレードを採用すると良い。また、ブレード１２ａ，１２ｂは、フランジ１４ａ，１４ｂを介してそれぞれスピンドル１６ａ，１６ｂの回転軸に固定すると良い。
【００１５】
上記のような構成のデュアルダイサ１０では、第１のスピンドル１６ａ、第２のスピンドル１６ｂを、それぞれＹ方向へ送って切り込み位置を定め、当該スピンドル１６をそれぞれＺ方向へ送ることで切り込み深さを定める。この状態において、ワークである水晶ウェハ２２を載置した回転台１８をＸ方向へ送ることにより、水晶ウェハ２２を短冊状、又は破線で示すようなチップ状に切断することができる。なお、水晶ウェハ２２を回転台１８に載置するには、ダイシングシート２０を介在させるようにする。
【００１６】
以下、水晶ウェハ２２の切断方法を説明する上で、第１のスピンドル１６ａをＺ方向へ送る軸（Ｚ方向制御軸）を第１のＺ方向制御軸（Ｚ１軸）、Ｙ方向へ送る軸（Ｙ方向制御軸）を第１のＹ方向制御軸（Ｙ１軸）と称し、第２のスピンドル１６ｂをＺ方向へ送る軸（Ｚ方向制御軸）を第２のＺ方向制御軸（Ｚ２軸）、Ｙ方向へ送る軸（Ｙ方向制御軸）を第２のＹ方向制御軸（Ｙ２軸）と称する（いずれの軸も不図示）。
【００１７】
上記のようなデュアルダイサ１０を用いて行う水晶ウェハ２２の切断は、ステップカットにより行う。ステップカットとは一般に、ワークの途中（例えば半分）までを切断するハーフカットと、ハーフカットによって途中まで切断されたワークを、完全に切断するフルカットとによってワークの切断を行う段階的な切断方法である。なお、前記ダイシングシート２０は、水晶ウェハ２２をフルカットする際の切断代となり、水晶ウェハ２２のフルカット時に切り込み（溝）が入れられる。
【００１８】
本実施形態で行うステップカットでは、水晶ウェハ２２に対する一の方向へのハーフカットと、同方向へのフルカットとを、同一軸（同一スピンドル）に備えられたブレード１２によって行う。なお、水晶ウェハをチップ状に切断するには通常、２つの方向（ある一の方向と、当該一の方向に交差する方向）からのカットを行う必要がある。以下、前記２つの方向のうち、一の方向をチャンネル１（ＣＨ１）と、当該ＣＨ１に直交（交差）する方向をチャンネル２（ＣＨ２）と称す。
【００１９】
これに従って、上記方法によるステップカットを詳細に説明すると、Ｚ１軸とＹ１軸とを制御し、第１のスピンドル１６ａに備えられたブレードによって、水晶ウェハのＣＨ１方向へのハーフカット及びフルカットを行い、Ｚ２軸とＹ２軸とを制御し、第２のスピンドル１６ｂに備えられたブレードによって水晶ウェハのＣＨ２方向へのハーフカット及びフルカットを行うということになる。
【００２０】
このような方法により水晶ウェハ２２の切断を行うことによれば、ＣＨ１のハーフカットとフルカットとはＺ１軸とＹ１軸との制御によって為される。このため、異なる軸の制御、例えばハーフカットはＺ１軸とＹ１軸、フルカットはＺ２軸とＹ２軸、によるものと異なり、軸同士の機械的精度誤差が生じ無い。このため、ハーフカットによって形成した溝へ、同じ刃幅のブレードを正確に導く制御が可能となる。なお、当然に、Ｚ２軸とＹ２軸との制御によって行うＣＨ２のハーフカットとフルカットにおいても同様の効果を得ることができる。
【００２１】
さらにこのような方法により水晶ウェハの切断を行うことによれば、カットを二段階としていることより、一段フルカット（一度のカットでワークを完全に切断するカット）に比べて切断負荷を大幅に小さくすることができる。このため、切断速度を格段に向上させることができる。切断速度について比較すると、一段フルカットの安全切断速度が５ｍｍ／ｓｅｃ程度である場合、本方法によるハーフカットの切断速度は２０〜２５ｍｍ／ｓｅｃ、フルカットの切断速度は１５ｍｍ／ｓｅｃ程度となる。このように、ハーフカットとフルカットとを合わせたとしても、２倍以上の切断速度を誇ることとなり、高効率化を実現する。
【００２２】
水晶ウェハに対するハーフカット及びフルカットの順番は、次のような順序とすることが好適である。
まず、Ｚ１軸とＹ１軸とを制御して、ハーフカットの際の切り込み位置と切り込み深さを定める。その後回転台１８をＸ方向へ送り、第１のスピンドル１６ａに備えられたブレードによってＣＨ１方向へのハーフカットを行う。ＣＨ１方向へのハーフカットは、Ｙ１軸（とＺ１軸と）を制御することにより短冊状に施す。ＣＨ１方向へのハーフカットが終了した後、回転台１８を回転させてブレードの切り込み方向がＣＨ２となるようにする。そして、Ｚ２軸とＹ２軸とを制御して、ＣＨ２方向へのハーフカットの際の切り込み位置と切り込み深さを定める。このとき、Ｚ２軸の制御によって定める切り込み深さは、ＣＨ１方向へのハーフカットの切り込み深さと同程度とすると良い。そして、回転台１８をＸ方向へ送り、第２のスピンドル１６ｂに備えられたブレードによってＣＨ２方向へのハーフカットを行う。ＣＨ２方向へのハーフカットも、ＣＨ１と同様にして短冊状に施す。このようにハーフカットを施すことにより、水晶ウェハ２２には碁盤の目のようにハーフカットの溝が施される。
【００２３】
ＣＨ１方向、ＣＨ２方向共にハーフカットが終了した後、回転台１８を回転させてブレードの切り込み方向がＣＨ１となるように戻す。そして、Ｚ１軸とＹ１軸とを制御してＣＨ１方向へのフルカットを行う。このとき、Ｙ１軸の設定は、ハーフカット時と同様とする。ＣＨ１方向へのフルカット終了後、回転台１８を再び回転させてブレードの切り込み方向がＣＨ２となるようにする。そしてＺ２軸とＹ２軸とを制御してＣＨ２方向へのフルカットを行う。
【００２４】
このように水晶ウェハ２２の切断を行うことにより、フルカット時の切断負荷を小さく抑えることができ、切断負荷の影響により水晶ウェハ２２がダイシングシート２０から剥がれて、ズレ又は飛んでしまうという虞が無い。水晶ウェハ２２のハーフカットとフルカットとの概念図は図２に示す。なお図２においては（Ａ）がハーフカット実行時であり、（Ｂ）がフルカット実行時である。また、図１には示さなかったが、水晶ウェハ２２は、ダイシングシート２０へＵＶ系の粘着剤２０ａ等を介して載置される。
【００２５】
上記のような方法により水晶ウェハを切断する場合、次のような作用が生じる。実施形態で使用したブレードはレジンブレードであるため、図３（Ａ）に示すようにしてハーフカットを終了したブレード１２は、図３（Ｂ）に示すように、刃先のエッジ部分が摩耗して刃先にＲ部１３が生じ、先細となる。このため、図刃先部分（Ｒ部）１３がハーフカットによって形成した溝２２ａに入り込みやすくなる。
【００２６】
従来では、ステップカットを行う際のハーフカット時に、ブレードの先端が摩耗した場合には、ドレッシング等を施し、ブレードの刃先にエッジ部を形成することで、溝幅が一定となるように補正していたため、逐次手間がかかっていた。これに対し、本発明では、切断中に刃先の摩耗を補正する必要が無いばかりでなく、刃先の摩耗自体を溝への呼び込みに利用するようにしている。
【００２７】
上記実施形態では、デュアルダイサを、ブレードを直列に備えるものとして、ブレードを備えるスピンドルはＺ方向とＹ方向への送り動作を可能なものとした。しかしながら、ブレードを備えるスピンドルは、Ｚ方向のみに送り動作可能なものであっても良い。なおこのような場合には、回転台がＸ方向とＹ方向への送り動作を可能とするものとする。
【００２８】
また、ブレードは必ずしも直列である必要も無い。すなわち、ブレードを平行に対面させて備えるようなデュアルダイサを用いたとしても、本発明を実施するにあたって不都合は無い。
また当然に、ＣＨ１方向への切り込みを行うブレードと、ＣＨ２方向への切り込みを行うブレードとを逆に設定しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の水晶ウェハの切断方法及びデュアルダイサの軸制御方法を実施するためのデュアルダイサを示すブロック図である。
【図２】本発明の水晶ウェハの切断方法による水晶ウェハの切断の様子を示す概念図である。
【図３】本発明の水晶ウェハの切断方法により水晶ウェハの切断を行った場合の、刃先の呼び込み効果を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０………デュアルダイサ、１２（１２ａ，１２ｂ）………ブレード、１３………刃先部分（Ｒ部）、１４（１４ａ，１４ｂ）………フランジ、１６………スピンドル、１８………回転台、２０………ダイシングシート、２０ａ………粘着剤、２２………水晶ウェハ、２２ａ………溝。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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