(57)【要約】【課題】アップカット時の加工品質の低下を抑制することができること。【解決手段】切削装置１は、被加工物１００を保持面１１で保持するチャックテーブル１０と、切削ブレード２２を回転可能に保持するスピンドル２１を有する切削ユニット２０と、切削点２６に向けて切削水３４を供給する冷却ノズル３３と、を少なくとも備える。冷却ノズル３３は、切削ブレード２２の切削方向２８の前方に配設され、切削ブレード２２の回転方向２７と対向する方向から切削水３４を切削点２６に供給する。冷却ノズル３３は、切削ユニット２０の切削ブレード２２の正面視において、切削点２６を通る切削ブレード２２の切り刃２５の接線３６と、被加工物１００の上面１０２と平行な直線３７との間に設置されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物を保持するチャックテーブルと、
切削ブレードを回転可能に保持する切削手段と、
切削点に向けて冷却水を供給する冷却ノズルと、を少なくとも備える切削装置であって、
該冷却ノズルは切削方向前方に配設され、
該切削ブレードの回転方向と対向する方向から該冷却水を供給する
ことを特徴とする切削装置。
【請求項２】
該冷却ノズルは、
該切削点を通る該切削ブレードの接線と、該チャックテーブルに保持された該被加工物の上面と、の間に設置されることを特徴とする請求項１に記載の切削装置。
【請求項３】
該被加工物は、ＳｉＣウエーハであることを特徴とする
請求項１又は請求項２に記載の切削装置。
【請求項４】
チャックテーブルに保持された被加工物を切削ブレードで分割する被加工物の切削方法であって、
被加工物をチャックテーブルに保持する保持ステップと、
切削点において該切削ブレードを下から上に回転させて該被加工物を切削する切削ステップと、を備え、
該切削ステップにおいて冷却水は該切削ブレードの回転方向と対向する方向から供給される事を特徴とする切削方法。
【請求項５】
該被加工物は、ＳｉＣウエーハであることを特徴とする
請求項４に記載の切削方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加工物を切削する切削装置及び切削方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、切削装置は、切削点において切削ブレードを上から下に回転させて被加工物を切削するダウンカットが主流である。切削装置において、ダウンカットが主流であるのは、切削点において切削ブレードを下から上に回転させるアップカット（例えば、特許文献１参照）が被加工物の上面にＴＥＧ（Test  Element  Group）等の金属が形成されていた場合、金属を巻き上げてバリが発生する場合があるからである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−２２０４３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ＳｉＣ（炭化ケイ素）からなるＳｉＣウエーハは、ＳｉＣの結晶方位の影響でダウンカットよりアップカットの方が下面のチッピングが減少し加工品質が良い。しかし、従来のダウンカット仕様の切削装置は、ダウンカット時の切削点に冷却水が供給されるように設計されており、アップカット時の切削点に冷却水が供給されにくくアップカット時に内部クラックが発生する等の加工品質に影響が生じた。また、従来のダウンカット仕様の切削装置は、アップカット時の切削点に冷却水を供給するとスピンドルの回転によってはじかれ加工品質が悪化する虞がある。
【０００５】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、アップカット時の加工品質の低下を抑制することができる切削装置及び切削方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の切削装置は、被加工物を保持するチャックテーブルと、切削ブレードを回転可能に保持する切削手段と、切削点に向けて冷却水を供給する冷却ノズルと、を少なくとも備える切削装置であって、該冷却ノズルは切削方向前方に配設され、該切削ブレードの回転方向と対向する方向から該冷却水を供給することを特徴とする。
【０００７】
前記切削装置において、該冷却ノズルは、該切削点を通る該切削ブレードの接線と、該チャックテーブルに保持された該被加工物の上面と、の間に設置されても良い。
【０００８】
前記切削装置において、該被加工物は、ＳｉＣウエーハでも良い。
【０００９】
本発明の切削方法は、チャックテーブルに保持された被加工物を切削ブレードで分割する被加工物の切削方法であって、被加工物をチャックテーブルに保持する保持ステップと、切削点において該切削ブレードを下から上に回転させて該被加工物を切削する切削ステップと、を備え、該切削ステップにおいて冷却水は該切削ブレードの回転方向と対向する方向から供給されることを特徴とする。
【００１０】
前記切削方法において、該被加工物は、ＳｉＣウエーハでも良い。
【発明の効果】
【００１１】
本願発明は、アップカット時の加工品質の低下を抑制することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、実施形態１に係る切削装置の構成例を示す斜視図である。
【図２】図２は、実施形態１に係る切削装置の切削ユニットの切削中の状態を示す図である。
【図３】図３は、図１に示す切削装置の切削ユニットのホイールカバーを示す斜視図である。
【図４】図４は、実施形態１に係る被加工物の切削方法の流れを示すフローチャートである。
【図５】図５は、ダウンカットを実施する比較例の切削装置の要部を示す図である。
【図６】図６は、図５に示す切削装置でアップカットを実施する際の要部を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。
【００１４】
〔実施形態１〕
本発明の実施形態１に係る切削装置及び切削方法を図面に基づいて説明する。図１は、実施形態１に係る切削装置の構成例を示す斜視図である。図２は、実施形態１に係る切削装置の切削ユニットの切削中の状態を示す図である。図３は、図１に示す切削装置の切削ユニットのホイールカバーを示す斜視図である。
【００１５】
実施形態１に係る図１に示す切削装置１は、被加工物１００を個々のデバイス１０１に分割する装置である。実施形態１では、被加工物１００は、ＳｉＣ（炭化ケイ素）からなるＳｉＣウエーハである。被加工物１００は、上面１０２に格子状に形成された複数の分割予定ライン１０３によって区画された領域にデバイス１０１が形成されている。被加工物１００は、下面１０４に保護部材である粘着テープ１１０に貼着されている。粘着テープ１１０は、外周に環状フレーム１１１が取り付けられている。
【００１６】
なお、本発明では、被加工物１００は、シリコン、サファイア、ガリウムなどを母材とする円板状の半導体ウエーハや光デバイスウエーハでも良く、中央部が薄化され、外周部に厚肉部が形成された所謂ＴＡＩＫＯ（登録商標）ウエーハでもよく、ウエーハの他に、樹脂により封止されたデバイスを複数有した矩形状のパッケージ基板、セラミックス板、ガラス板等でも良い。
【００１７】
実施形態１に係る切削装置１は、図１に示すように、被加工物１００を保持面１１で吸引保持するチャックテーブル１０と、チャックテーブル１０に保持した被加工物１００をスピンドル２１に装着した切削ブレード２２で切削する切削手段である切削ユニット２０と、チャックテーブル１０に保持された被加工物１００を撮像する撮像ユニット４５と、チャックテーブル１０と切削ユニット２０とを相対的に移動させる移動手段である移動ユニット４０と、各構成要素を制御する制御ユニット５０とを少なくとも有する。
【００１８】
移動ユニット４０は、チャックテーブル１０を鉛直方向と平行なＺ軸方向と平行な軸心回りに回転する回転駆動源４１と、チャックテーブル１０を水平方向と平行なＸ軸方向に加工送りするＸ軸移動ユニット４２と、切削ユニット２０を水平方向と平行でかつＸ軸方向に直交するＹ軸方向に割り出し送りする図示しないＹ軸移動ユニットと、切削ユニット２０をＺ軸方向に切り込み送りする図示しないＺ軸移動ユニットとを少なくとも備える。
【００１９】
チャックテーブル１０は、被加工物１００を保持する保持面１１がポーラスセラミック等から形成された円盤形状である。また、チャックテーブル１０は、Ｘ軸移動ユニット４２によりＸ軸方向に移動自在で回転駆動源４１によりＺ軸方向と平行な軸心回りに回転自在に設けられている。チャックテーブル１０は、ポーラスセラミック等から形成された保持面１１が図示しない真空吸引源と接続されている。チャックテーブル１０は、保持面１１に環状フレーム１１１に一体となった被加工物１００が粘着テープ１１０を介して載置され、保持面１１が真空吸引源により吸引されることで、環状フレーム１１１に一体となった被加工物１００を吸引保持する。また、チャックテーブル１０の周囲には、環状フレーム１１１をクランプするクランプ部１２が複数設けられている。
【００２０】
切削ユニット２０は、チャックテーブル１０に保持された被加工物１００を切削する切削ブレード２２を回転可能に保持するユニットである。切削ユニット２０は、切削ブレード２２が装着されるスピンドル２１と、スピンドルハウジング２３と、ホイールカバー２４とを備えるものである。切削ユニット２０は、それぞれ、チャックテーブル１０に保持された被加工物１００に対して、Ｙ軸移動ユニットによりＹ軸方向に移動自在に設けられ、かつ、Ｚ軸移動ユニットによりＺ軸方向に移動自在に設けられている。
【００２１】
切削ユニット２０は、Ｙ軸移動ユニット及びＺ軸移動ユニットにより、チャックテーブル１０の保持面１１の任意の位置に切削ブレード２２を位置付け可能となっている。切削ブレード２２は、略リング形状を有する極薄の切削砥石である。スピンドル２１は、切削ブレード２２を回転させることで被加工物１００を切削する。スピンドルハウジング２３は、スピンドル２１を軸心回りに回転自在に収容している。切削ユニット２０は、スピンドル２１に切削ブレード２２を装着することにより、切削ブレード２２を回転可能に保持する。切削ユニット２０のスピンドル２１及び切削ブレード２２の軸心は、Ｙ軸方向と平行に設定されている。
【００２２】
切削ユニット２０は、Ｙ軸移動ユニットによりＹ軸方向に割り出し送りされるとともにＺ軸移動ユニットに切り込み送りされながら、Ｘ軸移動ユニット４２によりチャックテーブル１０がＸ軸方向に切削送りされることにより、被加工物１００を切削する。実施形態１において、切削ユニット２０は、図２に示すように、切削ブレード２２の切り刃２５の先端が被加工物１００に切り込み始める切削点２６において、切削ブレード２２が上方に向かう所謂アップカットを実施するように、スピンドル２１の回転方向２７及び被加工物１００に対する切削ブレード２２の相対的な移動方向２８（以下、切削方向と記す）が定められている。
【００２３】
ホイールカバー２４は、図３に示すように、カバー本体２９と、冷却用ノズル固定部材３０とを備え、ブレード冷却用ノズル固定部材３１と、被加工物冷却用ノズル固定部材３２（図３に二点鎖線で示す）と、をさらに備える場合もある。カバー本体２９は、スピンドルハウジング２３の先端に固定され、切削ブレード２２の上方を覆うものである。
【００２４】
冷却用ノズル固定部材３０は、カバー本体２９のＸ軸方向の図３中の奥側に固定される。冷却用ノズル固定部材３０は、冷却ノズル３３を取り付けている。即ち、切削装置１は、冷却ノズル３３を備える。実施形態１において、冷却ノズル３３は、図２に示すように、円筒状に形成され、冷却用ノズル固定部材３０から切削点２６に向かって直線状に延びている。冷却ノズル３３は、内側に冷却水である切削水３４を通して、切削点２６に向けて切削水３４を供給する。また、冷却ノズル３３は、切削点２６における切削ブレード２２の切り刃２５と対向する位置に配置されて、切削ブレード２２よりも切削方向２８の前方に配設され、切削ブレード２２の回転方向２７と対向する方向から切削水３４を切削点２６に供給する。
【００２５】
また、実施形態１において、冷却ノズル３３は、図２に示す切削ユニット２０の切削ブレード２２の正面視において、切削点２６を通る切削ブレード２２の切り刃２５の図２に点線で示す接線３６と、被加工物１００の上面１０２と平行な図２に一点鎖線で示す直線３７との間に設置されている。
【００２６】
冷却用ノズル固定部材３０は、図示しない切削水供給源から切削水３４が供給される切削水供給管３８と、切削水供給管３８に供給された切削水３４を冷却ノズル３３に供給する図示しない供給路とが設けられている。
【００２７】
ブレード冷却用ノズル固定部材３１と、冷却用ノズル固定部材３０に固定される。なお、図２は、ブレード冷却用ノズル固定部材３１を省略している。ブレード冷却用ノズル固定部材３１は、ブレード冷却ノズル３５を取り付けている。ブレード冷却ノズル３５は、図３に示すように、Ｘ軸方向と平行に間隔をあけて二つ設けられ、互いの間に切削ブレード２２の切り刃２５を位置付けている。ブレード冷却ノズル３５は、切削ブレード２２に相対する図示しないスリットを備え、ブレード冷却ノズル３５は、内側に切削水３４を通して、スリットを通して切削ブレード２２に向けて切削水３４を供給する。
【００２８】
ブレード冷却用ノズル固定部材３１は、図示しない切削水供給源から切削水３４が供給される切削水供給管３９と、切削水供給管３９に供給された切削水３４をブレード冷却ノズル３５に供給する図示しない供給路とが設けられている。
【００２９】
被加工物冷却用ノズル固定部材３２は、カバー本体２９のＸ軸方向の図３中の手前側に固定される。被加工物冷却用ノズル固定部材３２は、被加工物冷却ノズル３２１を取り付けている。実施形態１において、被加工物冷却ノズル３２１は、図３に示すように、円筒状に形成され、被加工物冷却用ノズル固定部材３２からチャックテーブル１０に保持される被加工物１００の上面１０２に向かって直線状に延びている。被加工物冷却ノズル３２１は、内側に冷却水である切削水３４を通して切削水３４を被加工物１００に供給する。
【００３０】
被加工物冷却用ノズル固定部材３２は、図示しない切削水供給源から切削水３４が供給される図示しない切削水供給管と、切削水供給管に供給された切削水３４を被加工物冷却ノズル３２１に供給する図示しない供給路とが設けられている。
【００３１】
また、切削装置１は、切削前後の被加工物１００を収容するカセット６０が載置されかつカセット６０をＺ軸方向に移動させるカセットエレベータ７０と、切削後の被加工物１００を洗浄する洗浄ユニット８０と、被加工物１００をカセット６０とチャックテーブル１０と洗浄ユニット８０との間で搬送する搬送ユニット９０とを備える。
【００３２】
撮像ユニット４５は、チャックテーブル１０に保持された被加工物１００の上面１０２を撮像する。撮像ユニット４５は、チャックテーブル１０に保持した被加工物１００の上面１０２を撮像する図示しないＣＣＤ（Charge  Coupled  Device）撮像素子を備えている。撮像ユニット４５は、被加工物１００を撮像して、被加工物１００と切削ブレード２２との位置合わせを行なうアライメントを遂行するための画像を得て、得た画像を制御ユニット５０に出力する。
【００３３】
制御ユニット５０は、切削装置１の上述した構成要素をそれぞれ制御して、被加工物１００に対する加工動作を切削装置１に実施させるものである。なお、制御ユニット５０は、コンピュータである。制御ユニット５０は、ＣＰＵ（central  processing  unit）のようなマイクロプロセッサを有する演算処理装置と、ＲＯＭ（read  only  memory）又はＲＡＭ（random  access  memory）のようなメモリを有する記憶装置と、入出力インターフェース装置とを有する。制御ユニット５０の演算処理装置は、記憶装置に記憶されているコンピュータプログラムに従って演算処理を実施して、切削装置１を制御するための制御信号を、入出力インターフェース装置を介して切削装置１の上述した構成要素に出力する。また、制御ユニット５０は、加工動作の状態や画像などを表示する液晶表示装置などにより構成される図示しない表示ユニット及びオペレータが加工内容情報などを登録する際に用いる図示しない入力ユニットと接続されている。入力ユニットは、表示ユニットに設けられたタッチパネルと、キーボード等の外部入力装置とのうち少なくとも一つにより構成される。
【００３４】
被加工物の切削方法、即ち切削装置１の加工動作について説明する。図４は、実施形態１に係る被加工物の切削方法の流れを示すフローチャートである。
【００３５】
実施形態１に係る被加工物の切削方法（以下、単に切削方法と記す）は、図１に示す切削装置１を用いて、チャックテーブル１０に保持された被加工物１００を切削ブレード２２で個々のデバイス１０１に分割する方法である。切削方法は、オペレータが加工内容情報を制御ユニット５０に登録し、被加工物１００を収容したカセット６０をカセットエレベータ７０に設置し、オペレータから加工動作の開始指示があった場合に、切削装置１により開始される。
【００３６】
切削方法は、図４に示すように、保持ステップＳＴ１と、切削ステップＳＴ２と、洗浄ステップＳＴ３とを備える。保持ステップＳＴ１は、被加工物１００をチャックテーブル１０の保持面１１に保持するステップである。保持ステップＳＴ１では、制御ユニット５０は、搬送ユニット９０に切削前の被加工物１００をカセット６０から取り出させてチャックテーブル１０に載置させ、チャックテーブル１０の保持面１１に被加工物１００を吸引保持するとともに、クランプ部１２に環状フレーム１１１をクランプさせる。切削方法は、チャックテーブル１０の保持面１１に複数枚の被加工物１００を吸引保持すると、切削ステップＳＴ２に進む。
【００３７】
切削ステップＳＴ２は、切削点２６に切削水３４を供給しながら切削ブレード２２で被加工物１００を切削するステップである。切削ステップＳＴ２では、制御ユニット５０は、加工内容情報に基づいて、ノズル３３，３５，３２１から切削水３４を供給しながらＸ軸移動ユニット４２とＹ軸移動ユニットとＺ軸移動ユニットと回転駆動源４１により切削ユニット２０の回転する切削ブレード２２と被加工物１００とを分割予定ライン１０３に沿って相対的に移動させて、切削ブレード２２を各被加工物１００の分割予定ライン１０３に粘着テープ１１０まで切り込ませて、被加工物１００を切削して、個々のデバイス１０１に分割する。
【００３８】
切削ステップＳＴ２では、切削ユニット２０は、図２に示す切削方向２８に沿って切削ブレード２２を被加工物１００に対して相対的に移動させるとともに、回転方向２７に沿って切削ブレード２２を回転させる。このために、切削ステップＳＴ２では、切削点２６において切削ブレード２２の切り刃２５が下から上に向かう回転方向２７に回転させて被加工物１００を切削する。また、冷却ノズル３３が切削ブレード２２よりも切削方向２８の前方に配設されているので、切削ステップＳＴ２において、切削水３４は、切削点２６に冷却ノズル３３から切削ブレード２２の回転方向２７と対向する方向から供給される。切削ステップＳＴ２では、切削ユニット２０は、粘着テープ１１０に貼着された被加工物１００のすべての分割予定ライン１０３を切削して、粘着テープ１１０に貼着された被加工物１００を個々のデバイス１０１に分割すると、洗浄ステップＳＴ３に進む。
【００３９】
洗浄ステップＳＴ３は、切削後の被加工物１００を洗浄するステップである。洗浄ステップＳＴ３では、制御ユニット５０は、チャックテーブル１０を切削ユニット２０の下方から退避させた後、チャックテーブル１０の吸引保持を解除させるとともにクランプ部１２のクランプを解除させる。制御ユニット５０は、搬送ユニット９０に切削後の被加工物１００を洗浄ユニット８０に搬送させ、洗浄ユニット８０で洗浄した後カセット６０に収容する。制御ユニット５０は、カセット６０に収容されたすべての被加工物１００を切削するまで、保持ステップＳＴ１と切削ステップＳＴ２と洗浄ステップＳＴ３とを繰り返し、カセット６０に収容されたすべての被加工物１００を切削すると、切削方法を終了する。
【００４０】
実施形態１に係る切削装置１及び切削方法は、切削点２６に向けて切削水３４を供給する冷却ノズル３３を切削ブレード２２の切削方向２８の前方に配設し切削ブレード２２の回転方向２７と対向する方向から切削点２６に切削水３４を供給する。このために、切削ブレード２２の切り刃２５の先端が被加工物１００に切り込む切削点２６において切削ブレード２２が上から下方に向かう所謂ダウンカットを実施する従来の図５に示す切削装置２０１が、図６に示すように、アップカットを実施する際には、切削方向２２８の後方から冷却水である切削水２３４を供給するのに比較して、切削装置１は、切削方向２８の前方から切削水３４を供給するので、アップカット時であっても切削水３４を切削ブレード２２の切削点２６に供給することができる。その結果、実施形態１に係る切削装置１及び切削方法は、アップカット時の内部クラックの発生を抑制でき、加工品質の低下を抑制することができる。
【００４１】
なお、図５は、ダウンカットを実施する比較例の切削装置の要部を示す図であり、図６は、図５に示す切削装置でアップカットを実施する際の要部を示す図である。図５に示す比較例の切削装置２０１は、図５に示すように、切削ブレード２２２の切り刃２２５の先端が被加工物１００に切り込み始める切削点２２６において、切削ブレード２２２が下方に向かう所謂ダウンカットを実施するように、スピンドル２２１の回転方向２２７及び被加工物１００に対する切削ブレード２２２の相対的な移動方向である切削方向２２８が定められている。このために、切削装置２０１は、ダウンカット時に切削ブレード２２２よりも切削方向２２８の前方から切削水２３４を切削点２２６に供給する。また、切削装置２０１は、図６に示すように、切削ブレード２２２の切り刃２２５の先端が被加工物１００に切り込み始める切削点２２６において切削ブレード２２２が上方に向かう所謂アップカットを実施するように切削方向２２８−２がダウンカット時の逆向きに設定されると、切削ブレード２２２よりも切削方向２２８−２の後方から切削水２３４を切削点２２６に供給する。
【００４２】
また、実施形態１に係る切削装置１及び切削方法は、切削ユニット２０の切削ブレード２２の正面視において、冷却ノズル３３を、切削点２６を通る切削ブレード２２の切り刃２５の接線３６と、被加工物１００の上面１０２と平行な直線３７との間に設置しているので、冷却ノズル３３が切削ブレード２２の回転方向２７と対向する方向から切削点２６に切削水３４を供給することができる。また、実施形態１に係る切削装置１及び切削方法は、切削点２６を通る切削ブレード２２の切り刃２５の接線３６と、被加工物１００の上面１０２と平行な直線３７との間に冷却ノズル３３を設置しているので、冷却ノズル３３から供給した切削水３４をスピンドル２１により回転される切削ブレード２２にはじかれること無く切削点２６に供給することができる。
【００４３】
また、実施形態１に係る切削装置１及び切削方法は、被加工物１００がＳｉＣウエーハであり、ＳｉＣウエーハにアップカットを実施するので、下面のチッピングを抑制でき、加工品質の低下を抑制することができる。
【００４４】
なお、本発明は、上記実施形態等に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１  切削装置
１０  チャックテーブル
２０  切削ユニット（切削手段）
２１  スピンドル
２２  切削ブレード
２６  切削点
２７  回転方向
２８  切削方向
３３  冷却ノズル
３４  切削水（冷却水）
３６  接線
１００  被加工物
１０２  上面
ＳＴ１  保持ステップ
ＳＴ２  切削ステップ
【図１】
2019145583.tif 000003
【図２】
2019145583.tif 000004
【図３】
2019145583.tif 000005
【図４】
2019145583.tif 000006
【図５】
2019145583.tif 000007
【図６】
2019145583.tif 000008