(57)【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、該チャックテーブルに保持された被加工物を切削するハブブレードが回転可能に装着された切削手段とを備えた切削装置であって、
該ハブブレードは円形ハブが一体的に形成されたハブ基台と、該ハブ基台の前記円形ハブと反対側の側面外周部に形成された砥石部とから構成され、
該砥石部は該ハブ基台の外周から突き出た突き出し部と、該ハブ基台の外周から内周方向に所定の幅を持って該ハブ基台に密着する密着部とを有し、
前記ハブ基台はアルミニウムを主材料として形成されるとともに、前記砥石部は砥粒をニッケルメッキ若しくはニッケル合金メッキで固めた電鋳で形成され、
該ハブ基台の外周にエッチング液を供給するエッチング液供給手段を具備し、
前記エッチング液は水酸化ナトリウムを含む水溶液であることを特徴とする切削装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加工物を保持する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ハブブレードが回転可能に装着された切削手段とを備えた切削装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的にダイサーと呼ばれる切削装置は、スピンドルの先端にフランジマウントを取り付け、このフランジマウントに薄い切刃（砥石部）を有する切削ブレードを装着してナットで固定し、ＩＣ又はＬＳＩ等が形成されたシリコンウエーハや、光導波路等が形成されたニオブ酸リチウム（ＬＮ）等のセラミック基板、樹脂基板、ガラス板等を切断し、個々のＬＳＩチップや、電子デバイス、又は光デバイスに分割する分野で使用されている。
【０００３】
切削装置で使用される切削ブレードにハブブレードと呼ばれるものがある。このハブブレードは、ハンドリングを容易にするために形成された円形ハブを有するハブ基台の外周にニッケル母材中にダイヤモンド砥粒が分散されてなる砥石部を電着して構成されている。
【０００４】
ハブ基台は１００μｍ以下と薄い砥石部のハンドリングを容易にするために形成されており、砥石部はハブ基台の一側面外周部に形成されている。砥石部は切削加工に伴って消耗し、ハブ基台からの突き出し分（刃先出し量）が消耗してなくなると新品のハブブレードへ交換する。
【０００５】
ハブブレードを交換した際には、ブレードの真円出し及び目立てを行うドレス・プリカットや切削加工位置を調整するヘアライン合わせ等、実際に切削加工を行うまでに種々の加工前調整を行う必要がある。
【０００６】
ハブブレードの刃先出し量を多くすることでハブブレードの寿命を延ばし、ブレードの交換頻度を抑えることが可能と考えられるが、実際には刃先出し量が多量すぎると、砥石部の剛性が落ちて切削加工中に砥石部が曲がる蛇行等の切削不良が発生する。従って、通常はハブブレードの種類によって消耗分を加味した所定の刃先出し量が決められている。
【特許文献１】特開２０００−１９０１５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、被加工物によってはその材質や構造等によって切削が難しく、切削時により高い加工負荷がブレードにかかるものがある。このような場合には、所定の刃先出し量では蛇行が発生し、切削不良が発生してしまうという問題がある。
【０００８】
このような被加工物の切削には、刃先出し量をより抑えたハブブレードを使用することで切削不良なく加工が可能となるが、ハブブレードの寿命が短くなり、ブレードの交換頻度が多くなるため作業が煩雑になってしまう。
【０００９】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、砥石部の磨耗に応じて刃先出しを行うことが可能なハブブレードを有する切削装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によると、被加工物を保持する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ハブブレードが回転可能に装着された切削手段とを備えた切削装置であって、該ハブブレードは円形ハブが一体的に形成されたハブ基台と、該ハブ基台の前記円形ハブと反対側の側面外周部に形成された砥石部とから構成され、該砥石部は該ハブ基台の外周から突き出た突き出し部と、該ハブ基台の外周から内周方向に所定の幅を持って該ハブ基台に密着する密着部とを有し、前記ハブ基台はアルミニウムを主材料として形成されるとともに、前記砥石部は砥粒をニッケルメッキ若しくはニッケル合金メッキで固めた電鋳で形成され、該ハブ基台の外周にエッチング液を供給するエッチング液供給手段を具備し、前記エッチング液は水酸化ナトリウムを含む水溶液であることを特徴とする切削装置が提供される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によると、砥石部の消耗に応じて随時砥石部をハブ基台から突き出すことができるため、ハブブレードの刃先出し量を最小限に抑えることができる。これにより、よりハブブレードの剛性を高めることができ、ブレードの曲がりや蛇行を防止して高負荷のかかる切削加工が可能となる。
【００１３】
また、ハブブレードの砥石部が消耗して突き出し部分がなくなっても、エッチング液を回転するハブブレードのハブ基台に供給することでハブ基台をエッチングして、新たな砥石部をハブ基台から突き出すことが可能となる。従って、予め設定された刃先出し量を有する従来のハブブレードに比べてブレードの寿命を延ばすことが可能となる。
【００１４】
更には、ハブブレードの使用量を減らすことができるため、低コスト化が可能となる上、ハブブレードを新品に交換することに伴う加工前調整を行う必要がないため、切削作業効率の向上が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１は半導体ウエーハをダイシングして個々のチップ（デバイス）に分割することのできる本発明実施形態に係る切削装置２の外観を示している。
【００１６】
切削装置２の前面側には、オペレータが加工条件等の装置に対する指示を入力するための操作手段４が設けられている。装置上部には、オペレータに対する案内画面や後述する撮像手段によって撮像された画像が表示されるＣＲＴ等の表示手段６が設けられている。
【００１７】
図２に示すように、ダイシング対象のウエーハＷの表面においては、第１のストリートＳ１と第２ストリートＳ２とが直交して形成されており、第１のストリートＳ１と第２のストリートＳ２とによって区画されて多数のデバイスＤがウエーハＷ上に形成されている。
【００１８】
ウエーハＷは粘着テープであるダイシングテープＴに貼着され、ダイシングテープＴの外周縁部は環状フレームＦに貼着されている。これにより、ウエーハＷはダイシングテープＴを介してフレームＦに支持された状態となり、図１に示したウエーハカセット８中にウエーハが複数枚（例えば２５枚）収容される。ウエーハカセット８は上下動可能なカセットエレベータ９上に載置される。
【００１９】
ウエーハカセット８の後方には、ウエーハカセット８から切削前のウエーハＷを搬出するとともに、切削後のウエーハをウエーハカセット８に搬入する搬出入手段１０が配設されている。ウエーハカセット８と搬出入手段１０との間には、搬出入対象のウエーハが一時的に載置される領域である仮置き領域１２が設けられており、仮置き領域１２には、ウエーハＷを一定の位置に位置合わせする位置合わせ手段１４が配設されている。
【００２０】
仮置き領域１２の近傍には、ウエーハＷと一体となったフレームＦを吸着して搬送する旋回アームを有する搬送手段１６が配設されており、仮置き領域１２に搬出されたウエーハＷは、搬送手段１６により吸着されてチャックテーブル１８上に搬送され、このチャックテーブル１８に吸引されるとともに、複数の固定手段１９によりフレームＦが固定されることでチャックテーブル１８上に保持される。
【００２１】
チャックテーブル１８は、回転可能且つＸ軸方向に往復動可能に構成されており、チャックテーブル１８のＸ軸方向の移動経路の上方には、ウエーハＷの切削すべきストリートを検出するアライメント手段２０が配設されている。
【００２２】
アライメント手段２０は、ウエーハＷの表面を撮像する撮像手段２２を備えており、撮像により取得した画像に基づき、パターンマッチング等の処理によって切削すべきストリートを検出することができる。撮像手段２２によって取得された画像は、表示手段６に表示される。
【００２３】
アライメント手段２０の左側には、チャックテーブル１８に保持されたウエーハＷに対して切削加工を施す切削手段２４が配設されている。切削手段２４はアライメント手段２０と一体的に構成されており、両者が連動してＹ軸方向及びＺ軸方向に移動する。
【００２４】
切削手段２４は、回転可能なスピンドル２６の先端に切削ブレード（ハブブレード）２８が装着されて構成され、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動可能となっている。切削ブレード２８は撮像手段２２のＸ軸方向の延長線上に位置している。
【００２５】
このように構成された切削装置２において、ウエーハカセット８に収容されたウエーハＷは、搬出入手段１０によってフレームＦが挟持され、搬出入手段１０が装置後方（Ｙ軸方向）に移動し、仮置き領域１２においてその挟持が解除されることにより、仮置き領域１２に載置される。そして、位置合わせ手段１４が互いに接近する方向に移動することにより、ウエーハＷが一定の位置に位置づけられる。
【００２６】
次いで、搬送手段１６によってフレームＦは吸着され、搬送手段１６が旋回することによりフレームＦと一体となったウエーハＷがチャックテーブル１８に搬送されてチャックテーブル１８により保持される。そして、チャックテーブル１８がＸ軸方向に移動してウエーハＷはアライメント手段２０の直下に位置づけられる。
【００２７】
アライメント手段２０が切削すべきストリートを検出するアライメントの際のパターンマッチングに用いる画像は、切削前に予め取得しておく必要がある。そこで、ウエーハＷがアライメント手段２０の直下に位置づけられると、撮像手段２２がウエーハＷの表面を撮像し、撮像した画像を表示手段６に表示させる。
【００２８】
切削装置２のオペレータは、操作手段４を操作することにより、撮像手段２２をゆっくりと移動させながら、必要に応じてチャックテーブル１８も移動させて、パターンマッチングのターゲットとなるパターンを探索する。
【００２９】
オペレータがキーパターンを決定すると、そのキーパターンを含む画像が切削装置２のコントローラに備えたメモリに記憶される。また、そのキーパターンとストリートＳ１，Ｓ２の中心線との距離を座標値等によって求め、その値もメモリに記憶させておく。
【００３０】
更に、撮像手段２２を移動させることにより、隣り合うストリートとストリートとの間隔（ストリートピッチ）を座標値等によって求め、ストリートピッチの値についてもコントローラのメモリに記憶させておく。
【００３１】
ウエーハＷのストリートに沿った切断の際には、記憶させたキーパターンの画像と実際に撮像手段２２により撮像されて取得した画像とのパターンマッチングをアライメント手段２０にて行う。
【００３２】
そして、パターンがマッチングしたときは、キーパターンとストリートの中心線との距離分だけ切削手段２４をＹ軸方向に移動させることにより、切削しようとするストリートと切削ブレード２８との位置合わせを行う。
【００３３】
切削しようとするストリートと切削ブレード２８との位置合わせが行われた状態で、チャックテーブル１８をＸ軸方向に移動させるとともに、切削ブレード２８を高速回転させながら切削手段２４を下降させると、位置合わせされたストリートが切削される。
【００３４】
メモリに記憶されたストリートピッチずつ切削手段２４をＹ軸方向にインデックス送りにしながら切削を行うことにより、同方向のストリートＳ１が全て切削される。更に、チャックテーブル１８を９０°回転させてから、上記と同様の切削を行うと、ストリートＳ２も全て切削され、個々のデバイスＤに分割される。
【００３５】
切削が終了したウエーハＷはチャックテーブル１８をＸ軸方向に移動してから、Ｙ軸方向に移動可能な搬送手段２５により把持されて洗浄装置２７まで搬送される。洗浄装置２７では、洗浄ノズルから水を噴射しながらウエーハＷを低速回転（例えば３００ｒｐｍ）させることによりウエーハを洗浄する。
【００３６】
洗浄後、ウエーハＷを高速回転（例えば３０００ｒｐｍ）させながら、エアノズルからエアを噴出させてウエーハＷを乾燥させた後、搬送手段１６によりウエーハＷを吸着して仮置き領域１２に戻し、更に搬出入手段１０によりウエーハカセット８の元の収納場所にウエーハＷが戻される。
【００３７】
ところで、切削装置２に使用される切削ブレード２８は、図３の断面図に示すようなハブブレードと呼ばれるタイプのものが良く使用される。このハブブレード２８は、円形ハブ３２を有するハブ基台３０の外周にニッケル母材又はニッケル合金母材中にダイヤモンド砥粒が分散された砥石部（切刃）３４が電着されて構成されている。ハブ基台３０はアルミニウム合金等のアルミニウムを主材料とした材料から形成されている。
【００３８】
ハブブレード２８は更に、ハブ基台３０の外周と円形ハブ３２の基部とを接続する環状テーパー部３６と、装着穴３８と、ハブ基台３０の両側に形成された浅い座繰り部４０，４２を有している。
【００３９】
座繰り部４０，４２は、ハブブレード２８をスピンドル２６に固定された図示しないマウントフランジに装着する時に、当接面積を減少させてスピンドル２６に対する装着精度を高めるために設けられている。
【００４０】
図３を参照すると明らかなように、ハブブレード２８の形状は円形ハブ３２側と砥石部３４側とで左右非対称に形成されている。砥石部３４は、ハブ基台３０の側面に電鋳された密着部３４ａと、ハブ基台３０の外周から突き出る突き出し部３４ｂとを含んでおり、突き出し部３４ｂで被加工物を切削する。
【００４１】
ところで、砥石部３４は切削加工に伴って消耗し、ハブ基台３０の外周からの突き出し部３４ｂが消耗してなくなると、従来は新品のハブブレードへ交換する必要があった。本発明は、このように突き出し部３４ｂが消耗したハブブレード２８に新たな突き出し部を形成することにより、ハブブレード２８の寿命を延ばすことが可能な切削装置を提供せんとするものであり、以下、図４乃至図７を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００４２】
図４を参照すると、ハブ基台の外周にエッチング液を供給する本発明第１実施形態のエッチング液供給構造の概略構成図が示されている。４４は切削手段２４のスピンドルユニットであり、スピンドルユニット４４のスピンドルハウジング４６中には、図示しないサーボモータにより回転駆動されるスピンドル２６が回転可能に収容されている。スピンドル２６の先端部には図示しないフランジマウントが固定されており、このフランジマウントにハブブレード２８が装着されている。
【００４３】
４８はハブブレード２８をカバーするブレードカバーであり、このブレードカバー４８にはハブブレード２８の側面に沿って伸長する図示しない切削水供給ノズルが取り付けられている。
【００４４】
ブレードカバー４８に取り付けられたパイプ６０は、電磁切替弁６４を介して切削水供給源６６に接続されており、電磁切替弁６４を開くことにより、切削水がパイプ６０を介して図示しない切削水供給ノズルに供給される。
【００４５】
５８は着脱カバーであり、ねじ５２によりブレードカバー４８に取り付けられる。着脱カバー５０は、ブレードカバー４８に取り付けられた際、ハブブレード２８の側面に沿って伸長する切削水供給ノズル５８を有している。
【００４６】
着脱カバー５０に取り付けられたパイプ６２は、電磁開閉弁６８を介して切削水供給源６６に選択的に接続され、さらに電磁開閉弁７０を介してエッチング液供給源７２に選択的に接続される。パイプ６２は切削水供給ノズル５８に接続されている。本実施形態では、切削水供給ノズル５８をエッチング液供給ノズルとして兼用する。
【００４７】
５４はブレード検出ブロックであり、ねじ５６によりブレードカバー４８に取り付けられる。ブレード検出ブロック５４には発光部及び受光部からなる図示しないブレードセンサが取り付けられており、このブレードセンサによりハブブレード２８の砥石部（切刃）３４の状態を検出する。
【００４８】
ブレードセンサにより砥石部３４の欠けを検出した場合には、ハブブレード２８を新たなハブブレードに交換する。６３はブレードセンサの位置を調整するための調整ねじである。
【００４９】
一方、ブレードセンサにより砥石部３４の突き出し部３４ｂの磨耗を検出した場合には、本実施形態では、ハブブレード２８を新たなハブブレードに交換する必要はなく、ハブ基台３０の環状テーパー部３６の外周部分をエッチングすることにより、突き出し部３４ｂを新たに形成する。
【００５０】
ハブ基台３０の環状テーパー部３６の外周部分を所定量エッチングして除去するために、本実施形態の切削水供給ノズル５８はＺ方向（上下方向）に移動可能に構成されており、エッチング時には切削水供給ノズル５８をハブブレード２８の環状テーパー部３６の外周部分に対向する位置に位置づける。
【００５１】
そして、電磁開閉弁６８を閉じ、電磁開閉弁７０を開くことにより、エッチング液供給ノズル５８からハブ基台３０の環状テーパー部３６に向かってエッチング液を噴出する。これにより、図６に示すように、円形ハブ３２及び環状テーパー部３６を一点鎖線３６´で示す位置までエッチングして、新たな突き出し部３４ｂ´を形成する。
【００５２】
エッチング液は水酸化ナトリウムを含む水溶液であることが好ましく、このようなエッチング液を使用することにより、アルミニウムを主材料として形成されたハブ基台３０を選択的にエッチングすることができる。この場合、砥石部３４はダイヤモンド砥粒をニッケルメッキ若しくはニッケル合金メッキで固めた電鋳で形成されているため、エッチング液によりエッチングされることはない。
【００５３】
図５を参照すると、本発明第２実施形態のエッチング液供給構造の概略構成図が示されている。本実施形態では、ブレードカバー４８にエッチング液供給ノズル７４を新たに配設し、このエッチング液供給ノズル７４をパイプ７６及び電磁開閉弁７０を介してエッチング液供給源７２に接続する。
【００５４】
ハブ基台３０のテーパー部３６のエッチング時には、電磁開閉弁７０を開いてエッチング液供給ノズル７４をエッチング液供給源７２に連通し、エッチング液供給ノズル７４からハブ基台３０の環状テーパー部３６に向かってエッチング液を噴出する。
【００５５】
これにより、図４に示した第１実施形態と同様に、図６に示すように円形ハブ３２及び環状テーパー部３６を所定量エッチングして、突き出し部３４ｂ´を新たに形成することができる。尚、第１及び第２実施形態において、エッチング中はハブブレード２８を３０００〜４０００回転等の低速で回転させてエッチングを実施する。
【００５６】
尚、第１及び第２実施形態において、所定量のエッチングが完了したことを検知する機構を設けることが好ましい。例えば、レーザー測距計を環状テーパー部３６の先端に対向するように設け、エッチングにより環状テーパー部３６がエッチングされて突き出し部３４ｂ´が露出すると、計測する距離が砥石部３４表面までの所定距離となるため、この時点でエッチングを中止するようにすれば良い。
【００５７】
図７を参照すると、本発明第３実施形態の切削装置の外観斜視図が示されている。本実施形態では、適当な位置に小型のエッチング液槽８０を設け、ハブブレード２８が回転しながらエッチング液槽８０に浸漬されることにより、所望のエッチングを達成する。
【００５８】
尚、図７ではエッチング液槽８０を視認し易くするためにチャックテーブル１８近辺に設けているが、実際にはスピンドル２６の下等の非可動部にエッチング液槽を設けるようにするのが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】切削装置の外観斜視図である。
【図２】フレームと一体化されたウエーハを示す斜視図である。
【図３】ハブブレードの縦断面図である。
【図４】本発明第１実施形態のエッチング液供給構造を示す概略構成図である。
【図５】本発明第２実施形態のエッチング液供給構造を示す概略構成図である。
【図６】エッチング状態を説明するための説明図である。
【図７】本発明第３実施形態のエッチング液供給構造を有する切削装置の外観斜視図である。
【符号の説明】
【００６０】
２    切削装置
１８    チャックテーブル
２４    切削手段
２６    スピンドル
２８    ハブブレード（切削ブレード）
３０    ハブ基台
３２    円形ハブ
３４    砥石部（切刃）
３４ａ    密着部
３４ｂ    突き出し部
３６    環状テーパー部
５８    切削水供給ノズル（エッチング液供給ノズル）
７２    エッチング液供給源
７４    エッチング液供給ノズル
８０    エッチング液槽
【図１】
0005214324.tif 000002
【図２】
0005214324.tif 000003
【図３】
0005214324.tif 000004
【図４】
0005214324.tif 000005
【図５】
0005214324.tif 000006
【図６】
0005214324.tif 000007
【図７】
0005214324.tif 000008