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技術 ダイシング装置及びダイシング方法

出願人 株式会社東京精密
発明者 鎌田真治
出願日 2015年12月28日 (4年1ヶ月経過) 出願番号 2015-256156
公開日 2017年7月6日 (2年7ヶ月経過) 公開番号 2017-120814
状態 特許登録済
技術分野 仕上研磨、刃砥ぎ、特定研削機構による研削 ダイシング
主要キーワード 熱膨縮 ダミー部分 通電ブラシ 略筒状体 フランジカバー 空気摩擦 スピンドル移動機構 冷却水供給配管
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2017年7月6日)のものです。
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図面 (12)

課題

時変動する冷却水の温度、冷却水の供給、及び冷却水の供給停止に影響されることなく、簡単な設備ブレードの位置を安定させることができるダイシング装置及びダイシング方法を提供する。

解決手段

制御部26は、加工時の回転軸48の最低温度T2〔℃〕に対応する回転軸48の回転数Eを取得し、この回転数Eで回転するように、待機時の回転軸48の回転数を低速に制御する。これにより、待機時における回転軸先端部分48Bの温度はT2で保持される。そして、制御部26は、次の加工開始時点の直前で、回転軸48の回転数をEからFまで上昇させる。そして、次の加工時において、回転軸先端部分48Bの温度はT2〔℃〕で保持される。よって、稼働時におけるブレード12の位置が安定する。

概要

背景

半導体製造工程では、板状の半導体ウェーハの表面に各種の処理を施して、電子デバイスを有する複数の半導体素子を製造する。半導体素子の各チップは、検査装置によって電気的特性検査された後、ダイシング装置高速回転するブレードによってチップ毎に切断加工される。

特許文献1に開示されたダイシング装置は、半導体ウェーハを保持するワークテーブルと、半導体ウェーハを切断するブレードと、ワークテーブル上の半導体ウェーハをブレードに対して相対的に移動させるワークテーブル送り機構と、ブレードを回転可能に取り付けたスピンドルと、スピンドルを支持するスピンドル移動機構と、スピンドル移動機構の送りとワークテーブル送り機構の送りとを制御するコントローラと、を備えている。特許文献1のダイシング装置によれば、スピンドルによってブレードを高速回転させ、ワークテーブル送り機構及びスピンドル移動機構によってワークテーブル及びスピンドルを移動させつつ、ブレードに冷却水を供給しながら半導体ウェーハをチップ毎に切断加工する。

また、特許文献1のダイシング装置は、スピンドルの回転軸シャフト)の温度をモニタリングする温度センサと、制御部と、を備えている。制御部は、コントローラに設けられ、温度センサによりモニタリングされた温度に基づいてスピンドル移動機構による送りとワークテーブル送り機構による送りの、少なくとも一方の送りに補正をかける。これによって、特許文献1のダイシング装置は、スピンドルの慣らし時間を短縮させて作業性の向上を図っている。

概要

時変動する冷却水の温度、冷却水の供給、及び冷却水の供給停止に影響されることなく、簡単な設備でブレードの位置を安定させることができるダイシング装置及びダイシング方法を提供する。制御部26は、加工時の回転軸48の最低温度T2〔℃〕に対応する回転軸48の回転数Eを取得し、この回転数Eで回転するように、待機時の回転軸48の回転数を低速に制御する。これにより、待機時における回転軸先端部分48Bの温度はT2で保持される。そして、制御部26は、次の加工開始時点の直前で、回転軸48の回転数をEからFまで上昇させる。そして、次の加工時において、回転軸先端部分48Bの温度はT2〔℃〕で保持される。よって、稼働時におけるブレード12の位置が安定する。

目的

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、随時変動する冷却水の温度、冷却水の供給、及び冷却水の供給停止に影響されることなく、簡単な設備でブレードの位置を安定させることができるダイシング装置及びダイシング方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

ワークが載置されるワークテーブルと、前記ワークテーブルに載置された前記ワークを切削加工するブレードと、前記ブレードを回転させる回転軸を有するスピンドルと、前記ブレードに冷却水を供給する冷却水供給部材と、前記冷却水供給部材及び前記スピンドルを制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記ブレードによる前記ワークの加工時において、前記冷却水供給部材から前記ブレードに冷却水を供給し、前記加工時と次の加工時との間の待機時において、前記スピンドルの前記回転軸を回転させて前記冷却水の供給を停止するダイシング装置において、前記スピンドルの前記回転軸の温度を検出する温度センサを設け、前記制御部は、前記加工時及び前記待機時において、前記温度センサによって検出される前記回転軸の温度が一定となるように、前記待機時における前記回転軸の回転数を制御する、ダイシング装置。

請求項2

前記制御部は、前記加工時における前記回転軸の回転数よりも、前記待機時における前記回転軸の回転数を低速に制御する、請求項1に記載のダイシング装置。

請求項3

前記制御部には、前記待機時における前記回転軸の回転数に基づいた前記回転軸の温度が記憶され、前記制御部は、前記温度センサによって得られた加工時における前記回転軸の温度となるように、待機時の前記回転軸の回転数を制御する、請求項2に記載のダイシング装置。

請求項4

ワークが載置されるワークテーブルと、前記ワークテーブルに載置された前記ワークを切削加工するブレードと、前記ブレードを回転させる回転軸を有するスピンドルと、前記ブレードに冷却水を供給する冷却水供給部材と、前記冷却水供給部材及び前記スピンドルを制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記ブレードによる前記ワークの加工時において、前記冷却水供給部材から前記ブレードに冷却水を供給し、前記加工時と次の加工時との間の待機時において、前記スピンドルの前記回転軸を回転させて前記冷却水の供給を停止するダイシング方法において、前記制御部は、前記加工時及び前記待機時において、前記回転軸の温度が一定となるように、前記待機時における前記回転軸の回転数を制御する、ダイシング方法。

請求項5

前記制御部は、前記加工時における前記回転軸の回転数よりも、前記待機時における前記回転軸の回転数を低速に制御する、請求項4に記載のダイシング方法。

請求項6

前記制御部に、前記待機時における前記回転軸の回転数に基づいた前記回転軸の温度を記憶させ、前記制御部は、前記加工時における前記回転軸の温度となるように、前記待機時の前記回転軸の回転数を制御する、請求項5に記載のダイシング方法。

技術分野

0001

本発明は、ダイシング装置及びダイシング方法係り、特に半導体ウェーハ等のワークをブレードによってチップ毎に切断加工するダイシング装置及びダイシング方法に関する。

背景技術

0002

半導体製造工程では、板状の半導体ウェーハの表面に各種の処理を施して、電子デバイスを有する複数の半導体素子を製造する。半導体素子の各チップは、検査装置によって電気的特性検査された後、ダイシング装置の高速回転するブレードによってチップ毎に切断加工される。

0003

特許文献1に開示されたダイシング装置は、半導体ウェーハを保持するワークテーブルと、半導体ウェーハを切断するブレードと、ワークテーブル上の半導体ウェーハをブレードに対して相対的に移動させるワークテーブル送り機構と、ブレードを回転可能に取り付けたスピンドルと、スピンドルを支持するスピンドル移動機構と、スピンドル移動機構の送りとワークテーブル送り機構の送りとを制御するコントローラと、を備えている。特許文献1のダイシング装置によれば、スピンドルによってブレードを高速回転させ、ワークテーブル送り機構及びスピンドル移動機構によってワークテーブル及びスピンドルを移動させつつ、ブレードに冷却水を供給しながら半導体ウェーハをチップ毎に切断加工する。

0004

また、特許文献1のダイシング装置は、スピンドルの回転軸シャフト)の温度をモニタリングする温度センサと、制御部と、を備えている。制御部は、コントローラに設けられ、温度センサによりモニタリングされた温度に基づいてスピンドル移動機構による送りとワークテーブル送り機構による送りの、少なくとも一方の送りに補正をかける。これによって、特許文献1のダイシング装置は、スピンドルの慣らし時間を短縮させて作業性の向上を図っている。

先行技術

0005

特開2015−76516号公報

発明が解決しようとする課題

0006

特許文献1のダイシング装置の要部構成を説明すると、スピンドルの回転軸には、回転軸の軸方向に沿って複数個の温度センサが所定の間隔をもって設けられている。すなわち、特許文献1のダイシング装置は、回転軸の全長における所定位置の温度を各温度センサによってモニタリングしている。そして、各温度センサから得られる温度情報から回転軸の温度を検出し、これを記憶手段に記憶されているスピンドルの時間−変位特性、及び、冷却水とスピンドルにおける時間−温度特性等の各種データのマップに対応させて温度上昇による加工点位置ずれを推測し、スピンドル移動機構による送りとワークテーブル送り機構による送りに補正をかけながら切断加工を行うものである。

0007

ここで、ダイシング装置の分野では、加工時や待機時におけるブレードの回転時、冷却水の供給時、及び冷却水の供給停止時にスピンドルの回転軸に温度変化が発生し、その温度変化によってブレードのインデックス送り方向の位置、つまり加工点(以下、「ブレードの位置」と略称する。)が規定の位置からずれることが知られている。この問題は、加工時に供給される冷却水の冷却作用によって回転軸が熱収縮すること、及び加工と次の加工との間の待機時における冷却水の供給停止とブレードの空転とによる昇温作用エア軸受部での空気摩擦による昇温作用)によって回転軸が熱膨張することに起因する。つまり、回転軸は、ダイシング装置の加工時及び待機時を含む稼働時において熱膨縮を繰り返しているため、ダイシング装置の稼働時におけるブレードの位置は常に変動している。このことからブレードの位置は、随時変動する冷却水の温度、冷却水の供給、及び冷却水の供給停止に支配されることになる。

0008

上記の事象に基づいて特許文献1のダイシング装置を検証すると、特許文献1のダイシング装置は、回転軸の全長に亘って設けられた複数個の温度センサからの温度情報に基づいてスピンドル及びワークテーブルの送りに補正をかける技術なので、随時変動する冷却水の温度変化に基づいて送りに補正をかける技術ではない。また、随時変動する冷却水の温度変化に基づいて送りに補正をかけるためには、冷却水の温度と回転軸の変位特性とをマップ化させる必要がある。しかしながら、冷却水の温度に対する回転軸の変位(熱膨縮量)はタイムラグが生じるので、このタイムラグを考慮して前述のマップを作成することは、冷却水の温度が随時変化していることから困難である。なお、冷却水の温度を一定温度に保つ恒温水装置をダイシング装置に付帯させることは、設備投資が必要になるので現実的ではない。

0009

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、随時変動する冷却水の温度、冷却水の供給、及び冷却水の供給停止に影響されることなく、簡単な設備でブレードの位置を安定させることができるダイシング装置及びダイシング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

0010

本発明のダイシング装置の一態様は、本発明の目的を達成するために、ワークが載置されるワークテーブルと、ワークテーブルに載置されたワークを切削加工するブレードと、ブレードを回転させる回転軸を有するスピンドルと、ブレードに冷却水を供給する冷却水供給部材と、冷却水供給部材及びスピンドルを制御する制御部と、を備え、制御部は、ブレードによるワークの加工時において、冷却水供給部材からブレードに冷却水を供給し、加工時と次の加工時との間の待機時において、スピンドルの回転軸を回転させて冷却水の供給を停止するダイシング装置において、スピンドルの回転軸の温度を検出する温度センサを設け、制御部は、加工時及び待機時において、温度センサによって検出される回転軸の温度が一定となるように、待機時における回転軸の回転数を制御する。

0011

本発明のダイシング方法の一態様は、本発明の目的を達成するために、ワークが載置されるワークテーブルと、ワークテーブルに載置されたワークを切削加工するブレードと、ブレードを回転させる回転軸を有するスピンドルと、ブレードに冷却水を供給する冷却水供給部材と、冷却水供給部材及びスピンドルを制御する制御部と、を備え、制御部は、ブレードによるワークの加工時において、冷却水供給部材からブレードに冷却水を供給し、加工時と次の加工時との間の待機時において、スピンドルの回転軸を回転させて冷却水の供給を停止するダイシング方法において、制御部は、加工時及び待機時において、回転軸の温度が一定となるように、待機時における回転軸の回転数を制御する。

0012

本発明は、加工時及び待機時において、回転軸の温度に温度差が生じることによりブレードの位置が変動することに着目し、稼働中の回転軸の温度を加工時又は待機時の温度に合わせるように回転軸の回転数を制御部が制御する。ここで、回転軸の回転数を変化させることによって回転軸の温度は変化するが、加工時の回転軸の回転数を変化させることは、ワークの加工に支障をきたすため好ましくない。そこで、本発明は、待機時の回転軸の回転数を変化させて、回転軸の温度を加工時の温度に合わせる。

0013

つまり、制御部は、加工時及び待機時において、回転軸の温度が一定となるように、待機時における回転軸の回転数を制御するので、随時変動する冷却水の温度、冷却水の供給、及び冷却水の供給停止に影響されることなく、簡単な設備でブレードの位置を安定させることができる。

0014

本発明のダイシング装置及びダイシング方法の一態様は、制御部は、加工時における回転軸の回転数よりも、待機時における回転軸の回転数を低速に制御することが好ましい。

0015

本発明の一態様によれば、待機時における回転軸の回転数を低速に制御することにより、待機時の回転軸の温度を、加工時の回転軸の温度に合わせることができる。

0016

本発明のダイシング装置の一態様は、制御部には、待機時における回転軸の回転数に基づいた回転軸の温度が記憶され、制御部は、加工時における回転軸の温度となるように、待機時の回転軸の回転数を制御することが好ましい。

0017

本発明のダイシング方法の一態様は、制御部に、待機時における回転軸の回転数に基づいた回転軸の温度を記憶させ、制御部は、温度センサによって得られた加工時における回転軸の温度となるように、待機時の回転軸の回転数を制御することが好ましい。

0018

本発明の一態様によれば、待機時の回転軸の温度を、加工時の回転軸の温度に、より確実に合わせることができる。

発明の効果

0019

本発明のダイシング装置及びダイシング方法によれば、随時変動する冷却水の温度、冷却水の供給、及び冷却水の供給停止に影響されることなく、簡単な設備でブレードの位置を安定させることができる。

図面の簡単な説明

0020

実施形態のダイシング装置の全体斜視図
図1に示したダイシング装置の加工部の構造を示す斜視図
図2に示した加工部のブレードの周辺部の構造を示した斜視図
ブレードがブレード装着部によって装着されたブレードを含む断面図
図4に示した加工部の一対のノズル部の要部拡大断面図
実施形態のスピンドルの概略断面図
待機時における回転軸の回転数に基づいた回転軸の温度を示したグラフ
従来のダイシング方法による回転軸の温度変化を示したグラフ
実施形態のダイシング方法による回転軸の温度変化を示したグラフ
実施形態のダイシング方法による回転軸の回転数を示したグラフ
実施形態のダイシング方法のフローチャート

実施例

0021

以下、添付図面に従って本発明に係るダイシング装置及びダイシング方法の好ましい実施形態について詳説する。

0022

〔ダイシング装置10の構成〕
図1は、実施形態のダイシング装置10の全体斜視図である。

0023

ダイシング装置10は、一対のブレード12、12が対向して配置されたツインスピンドルダイサーと称されるダイシング装置である。このダイシング装置10は、先端部にブレード12が装着された高周波モータ内蔵型の一対のスピンドル14と、ワークである半導体ウェーハWが載置されて半導体ウェーハWを吸着保持するワークテーブル16と、を有する加工部18を備える。また、ダイシング装置10には、加工済みの半導体ウェーハWをスピン洗浄する洗浄部20、複数枚の半導体ウェーハWを収納したカセットが載置されるロードポート22、及び半導体ウェーハWを搬送する搬送装置24がそれぞれ所定の位置に配置されるとともに、ダイシング装置10の各部材の動作を統括制御する制御部26が内蔵されている。

0024

<加工部18>
図2は、加工部18の構造を示す斜視図である。

0025

加工部18は、Xテーブル34を備える。Xテーブル34は、Xベース28に設けられたXガイド30、30によってガイドされ、リニアモータ32によって矢印X−Xで示すX方向に駆動される。また、Xテーブル34の上面にはθ方向に回転する回転テーブル36が固定され、この回転テーブル36にワークテーブル16が設けられている。よって、ワークテーブル16は、Xテーブル34によってX方向に移動され、かつ回転テーブル36によってθ方向に回転される。

0026

また、加工部18は、Xベース28を跨ぐように門型に構成されたYベース38を備える。Yベース38の壁面には、一対のYテーブル42、42が設けられる。一対のYテーブル42、42は、Yベース38の壁面に固定されたYガイド40、40によってガイドされ、図示しないステッピングモータボールスクリューとからなる駆動装置によって矢印Y−Yで示すY方向に駆動される。

0027

Yテーブル42、42には、それぞれZテーブル44、44が設けられる。Zテーブル44、44は、Yテーブル42に設けられた不図示のZガイドにガイドされ、図示しないステッピングモータとボールスクリューとからなる駆動装置によって矢印Z−Zで示すZ方向に駆動される。Zテーブル44、44にはスピンドル14、14が対向した状態で固定され、スピンドル14、14の先端部に装着されたブレード12、12が対向配置される。

0028

上記の加工部18の構成により、ブレード12、12はY方向にインデックス送りされるとともにZ方向に切り込み送りされ、ワークテーブル16はX方向に切削送りされるとともにθ方向に回転される。これらの動作は制御部26(図1参照)によって制御される。

0029

なお、前述のX方向とは水平方向における一つの方向を指し、Y方向とは水平方向においてX方向に直交する方向を指す。また、Z方向とはX方向及びY方向にそれぞれ直交する鉛直方向を指し、θ方向とは鉛直軸中心軸とする回転方向を指す。

0030

<スピンドル14の周辺部の構造>
図3は、ブレード12の周辺部の構造を示した斜視図である。同図の如くブレード12は、ブレード12の下端である加工点を除く外周部がフランジカバー46によって覆われている。

0031

図4は、スピンドル14の回転軸48の先端部48Aにブレード12が、ブレード装着部50によって装着されたブレード12を含むその周辺の断面図である。

0032

ブレード装着部50は、環状のブレード12を回転軸48の先端部48Aに固定するための構成部材である。ブレード装着部50は、先端部48Aに嵌合される後フランジ52と、後フランジ52を先端部48Aに固定する後フランジ固定用ネジ54と、ブレード12を後フランジ52との間で狭持する前フランジ56と、前フランジ56を固定する前フランジ固定用ナット58から構成される。このようなブレード装着部50の構成は既知であるので、ここでは詳細な説明は省略する。

0033

一方、フランジカバー46は、スピンドル14の後述するハウジング70の先端部70Aに固定される。フランジカバー46には、図3の如く切削水供給部材60と冷却水供給部材62とが取り付けられる。切削水供給部材60は、不図示の切削水供給装置チューブ64を介して接続された不図示の切削水ノズルを有し、切削水供給装置からチューブ64を介して供給された切削水が切削水ノズルからブレード12に向けて噴出される。なお、ブレード12の回転方向が図3の矢印A方向である場合には、切削水ノズルから噴射される切削水は、加工点に対してブレード12の回転方向上流側となる位置から噴射される。

0034

冷却水供給部材62は、ブレード12による半導体ウェーハWの切削加工中にブレード12に冷却水を噴射してブレード12を冷却する部材であり、ブレード12の加工点の近傍に配置されている。冷却水供給部材62は、フランジカバー46に固定されてブレード12の回転方向上流側に配置された支持部66と、支持部66に支持されてブレード12を挟むようにブレード12の前面12A側と後面12B側の両側に延設された一対のノズル部68、68を備える。

0035

支持部66には、冷却水供給配管69、69が接続され、冷却水供給配管69、69の先端部がノズル部68、68に接続される。また、冷却水供給配管69、69の他端部は、不図示の冷却水供給装置に接続されている。

0036

図5は、一対のノズル部68、68の要部拡大断面図である。ノズル部68、68の内部には基端部から先端部まで連通する管路68A、68Aが形成されており、各管路68A、68Aの基端部は、冷却水供給配管69、69の先端部に接続される。また、各ノズル部68、68には、管路68A、68Aに連通されたスリット68B、68Bがブレード12に向けて形成されている。

0037

したがって、冷却水供給装置から冷却水供給配管69、69を介してノズル部68、68に供給された冷却水は、スリット68B、68Bからブレード12の前面12Aと後面12Bとに向けて噴射される。これにより、ブレード12、ブレード装着部50、及び回転軸48の先端部48Aを含む回転軸先端部分48Bが冷却される。回転軸先端部分48Bについては後述する。

0038

スピンドル14の詳細構造も後述するが、スピンドル14の回転軸48が高周波モータによって回転されることにより、ブレード12が6000rpm〜80000rpmの高速で回転される。また、ブレード12は、加工と次の加工との間の待機時においても回転が継続され、これにより、ブレード12は待機時において空転される。なお、ブレード12は、半導体ウェーハWに対して相対的にX、Y、Z方向に適宜移動されることにより、半導体ウェーハWに形成されている複数本切削加工ラインストリートとも言う。)に切削溝を順次加工するが、前述の待機時とは、1本の切削溝の加工が終了した後、次の切削溝の加工を開始するまでの時間、及び1枚の半導体ウェーハWの全ての切削溝の加工が終了した後、次の半導体ウェーハWの1本目の切削溝の加工を開始するまでの時間を指す。ブレード12としては、ダイヤモンド砥粒CBN砥粒ニッケル電着した電着ブレードの他、金属粉末混入した樹脂で結合したメタルレジンボンドのブレード等が用いられる。

0039

一方、冷却水供給部材62は、ブレード12による半導体ウェーハWの加工時に冷却水をノズル部68、68に供給するように制御部26によって制御されているが、加工と次の加工との間の待機時には、冷却水の供給を停止するように制御部26によって制御されている。これは、無駄な冷却水の使用を防止するためである。

0040

<スピンドル14の構成>
図6は、スピンドル14の各部材の構成を誇張して示した概略断面図である。

0041

スピンドル14は、回転軸48、ハウジング70、高周波モータ72、スラスト板74、及び温度センサ78等によって構成される。

0042

《ハウジング70》
ハウジング70は、先端部70Aと基端部70Bの両端が開口された略筒状体であり、その内部に回転軸48が回転可能に収納される。回転軸48の先端部48Aは、ハウジング70の先端部70Aから外部に突出され、この先端部48Aにブレード12がブレード装着部50(図4参照)によって固定される。

0043

《高周波モータ72》
高周波モータ72は、ハウジング70の内部の基端部70B側に配置され、回転軸48の基端部48C側の外周面に回転軸48と一体的に連結されるロータ72Aと、ロータ72Aと対向してハウジング70の内周面に固定されるステータ72Bとを備える。高周波モータ72は、ステータ72Bの電機子コイル電流が供給されると、その電機子コイルが励磁されてロータ72Aが回転される。これによって、回転軸48が高速回転される。

0044

《回転軸48》
回転軸48の先端部48Aと高周波モータ72のロータ72Aとの間における、ハウジング70の内周面には、回転軸48の外周面を周回する複数のラジアル流体軸受80がハウジング70の軸方向に沿って所定の間隔をもって設けられる。ラジアル流体軸受80は、ハウジング70の内周面と回転軸48の外周面との間に形成された隙間82を有し、その隙間82にエアを噴射するノズル84を備える。ノズル84から隙間82にエアを吹き込むことによって回転軸48は、エア圧によって回転軸48の中心軸C方向に直交する方向(ラジアル方向)に保持されるとともに、エアを介して非接触状態でハウジング70に回転可能に支持される。

0045

《スラスト板74》
スラスト板74は、回転軸48の先端部48A側の周面に沿って、回転軸48の軸方向に直交する方向に突設されたディスクである。このスラスト板74は、ハウジング70の内周面の先端部70A側に設けられたスラスト流体軸受86に支持される。スラスト流体軸受86は、回転軸48の軸方向において、スラスト板74を両側から囲う凹状の溝88(図4参照)を有し、溝88の両壁面とスラスト板74の両面との間に形成された一対の隙間90にエアを噴射する一対の対向したノズル92、92を備える。ノズル92、92から隙間90、90にエアを吹き込むことによって、スラスト板74がエア圧によって回転軸48の中心軸C方向(スラスト方向)に保持される。これにより、回転軸48の軸方向位置が規制される。

0046

なお、実施形態のスピンドル14は、スピンドル14の外部に配置されたコンプレッサPからハウジング70の内部に備えられたチャンバ15に圧縮エアが供給され、この圧縮エアがノズル84、92から適正位置に噴射される構造となっている。

0047

《回転軸先端部分48B》
回転軸48が外部からの熱影響を受けて熱膨縮する際に、熱膨縮する支点がスラスト板74の固定位置となる。つまり、回転軸48は、回転軸48に対するスラスト板74の固定位置を支点として先端部48A側及び基端部48C側に熱収縮する。そして、スラスト板74の固定位置から回転軸48の先端部48Aまでの軸長B(図4参照)の回転軸先端部分48Bの熱膨縮がブレード12の位置を支配する。なお、スラスト板74の固定位置から回転軸48の基端部48Cまでの回転軸基端部分も熱影響を受けるが、この回転軸基端部分は、ハウジング70に備えられた不図示の水冷流路を流れる冷却水によって一定の温度に保持されるので、熱膨縮が抑制される。

0048

《温度センサ78》
温度センサ78は、回転軸48の中心軸Cに沿って形成された小径貫通孔48Dの内部であって、回転軸先端部分48Bが位置する貫通孔48Dの内部に配置されている。また、回転軸48の基端部48Cには、ロータリー接点94が設けられ、このロータリー接点94は、温度センサ78と電気的に接続されている。ロータリー接点94には、軸受96に取り付けられた通電ブラシ98の先端部が当接されている。よって、温度センサ78で検出された回転軸先端部分48Bの温度情報が、ロータリー接点94と通電ブラシ98を介して取り出され、図1の制御部26に出力される。

0049

〔ダイシング装置10のダイシング方法〕
次に、ダイシング装置10の加工部18によるダイシング方法について説明する。なお、ダイシング装置10の他の構成部材である洗浄部20、ロードポート22、及び搬送装置24の動作については既知であるので、その説明は省略する。

0050

まず、加工部18のブレード12による半導体ウェーハWの加工に先立って、ワークテーブル16をθ方向に回転させて半導体ウェーハWの周方向の位置を合わせるアライメント作業を行う。このアライメント作業によって半導体ウェーハWが、加工部18において適正な位置に合わされる。

0051

この後、制御部26は、半導体ウェーハWのアライメント情報に基づき加工部18の各部材を制御してブレード12による半導体ウェーハWの加工を開始する。すなわち、制御部26は、スピンドル14によってブレード12を回転させる動作、Xテーブル34をX方向に切削送りする動作、Yベース38をY方向にインデックス送りする動作、Zテーブル44をZ方向に切込送りする動作、切削水供給部材60による切削水の供給、供給停止動作、及び冷却水供給部材62による冷却水の供給、供給停止動作をそれぞれ制御しながら半導体ウェーハWの加工を実施する。

0052

ここで、加工部18による加工時及び待機時において、回転軸先端部分48Bの温度に温度差が生じることによってブレード12の位置が変動し、ブレード12による加工精度が低下する場合がある。実施形態のダイシング装置10は、前述の温度差に起因してブレード12の位置が変動する点に着目し、稼働中における回転軸先端部分48Bの温度を加工時又は待機時の温度に合わせるように回転軸48の回転数を制御部26が制御する。回転軸先端部分48Bの温度は、回転軸48の回転数を変化させることによって変化するが、加工時の回転軸48の回転数を変化させることは、半導体ウェーハWの加工に支障をきたすため好ましくない。そこで、実施形態のダイシング装置10は、回転軸48の温度、特に回転軸48の熱膨縮によってブレード12の位置を支配する回転軸先端部分48Bの温度を、加工時の温度に合わせるように待機時の回転軸48の回転数を変化させる。

0053

つまり、制御部26は、加工時及び待機時において、回転軸先端部分48Bの温度が一定となるように、待機時における回転軸48の回転数を低速に制御する、これにより、実施形態のダイシング装置10によるダイシング方法は、随時変動する冷却水の温度、冷却水の供給、及び冷却水の供給停止に影響されることなく、簡単な設備でブレード12の位置を安定させることができる。

0054

<ダイシング方法の具体例>
実施形態のダイシング方法について具体的に説明すると、制御部26には、待機時における回転軸48の回転数に基づいた回転軸先端部分48Bの温度が記憶されている。

0055

図7は、待機時における回転軸48の回転数に基づいた回転軸先端部分48Bの温度を示したグラフである。横軸が回転軸48の回転数を示し、縦軸が回転軸先端部分48Bの温度を示している。このデータは、ブレード12による半導体ウェーハWの加工に先立ち、回転軸48を所定の回転数A〜D〔krpm〕で空転させて、その時の回転軸先端部分48Bの温度を温度センサ78によって取得したものである。回転軸48の回転数と回転軸先端部分48Bの温度とを対応させるためのデータはマップ化されて制御部26に記憶されている。

0056

図7によれば、回転軸48をA〔krpm〕させたときの回転軸先端部分48Bの温度はa〔℃〕であり、回転軸48をB〔krpm〕させたときの回転軸先端部分48Bの温度はb〔℃〕であり、回転軸48をC〔krpm〕させたときの回転軸先端部分48Bの温度はc〔℃〕であり、回転軸48をD〔krpm〕させたときの回転軸先端部分48Bの温度はd〔℃〕である。図7によれば、回転軸48の回転数が高くなるに従い、回転軸先端部分48Bの温度変化が大きくなることが示されているが、これは一つの態様である。

0057

一方、図8は、従来のダイシング方法による加工時及び待機時の回転軸先端部分48Bの温度変化を示したグラフである。横軸が稼働時間〔sec〕を示し、縦軸が回転軸先端部分48Bの温度〔℃〕を示している。

0058

同図によれば、回転軸48のt0時の回転開始時から回転軸先端部分48Bの温度は徐々に上昇していき、t1時の加工開始時点で回転軸先端部分48Bの温度はT1〔℃〕に到達した。この後、回転軸先端部分48Bの温度は、t1〜t2までの加工時において徐々に低下していき、t2時の加工終了時点でT2〔℃〕まで低下した。

0059

この後、回転軸先端部分48Bの温度は、t2〜t3までの待機時において徐々に上昇し、t3時の次の加工開始時点でT1〔℃〕まで上昇した。この後、t3〜t4までの加工時において、回転軸先端部分48Bの温度は徐々に低下し、t4時の加工終了時点でT2〔℃〕まで低下した。

0060

このような回転軸先端部分48Bの温度変化は、加工時において、回転中のブレード12に冷却水が供給されること、待機時において、ブレード12が加工時と同速回転で空転され、かつ冷却水の供給が停止されることに起因する。従来のダイシング方法では、図8の如く、回転軸48の熱膨縮によってブレード12の位置を支配する回転軸先端部分48Bに温度変化が大きく発生し、これに起因してブレード12の位置がずれる。例えば、T1〔℃〕とT2〔℃〕との温度差が10℃程度ある場合には、ブレード12の位置が正規位置に対して7〜8μm程度ずれる場合がある。ブレード12によって半導体ウェーハWを精度よく加工するためには、ブレード12の位置ずれを抑制する必要がある。

0061

そこで、ブレード12の位置ずれを抑制するために、実施形態のダイシング方法は、待機時の回転軸先端部分48Bの温度が、温度センサ78によって得られた加工時における回転軸先端部分48Bの温度T2〔℃〕となるように、待機時の回転軸48の回転数を制御部26が制御する。つまり、図7において、回転軸先端部分48Bの温度T2〔℃〕に対応する回転数E〔krpm〕となるように、待機時の回転軸48の回転数を制御する。

0062

図9は、実施形態のダイシング方法による加工時及び待機時の回転軸先端部分48Bの温度変化を示したグラフである。横軸が稼働時間〔sec〕を示し、縦軸が回転軸先端部分48Bの温度〔℃〕を示している。

0063

また、図10は、実施形態のダイシング方法による加工時及び待機時の回転軸48の回転数を示したグラフである。横軸が稼働時間〔sec〕を示し、縦軸が回転軸48の回転数〔krpm〕を示している。

0064

図11は、実施形態のダイシング方法のフローチャートである。

0065

以下、図9図11を参照して説明する。

0066

加工部18が稼働されると、制御部26は、回転軸48の回転数が加工に適した加工回転数F〔krpm〕まで徐々に上昇するようにスピンドル14を制御する(S(Step)10)。

0067

このとき、回転軸48の回転数の上昇に伴って、加工開始前の回転軸先端部分48Bの温度は徐々に上昇していく(図9参照)。そして、回転軸48の回転数が加工回転数F〔krpm〕に到達した後、t1時の加工開始時点での回転軸先端部分48Bの温度はT1〔℃〕となる(図9参照)。そして、その温度は、t1〜t2までの加工時において冷却水の供給により徐々に低下し、t2時の加工終了時点でT2〔℃〕まで低下する(図9参照)。

0068

ここで、制御部26は、図7のグラフに基づいてマップ化された回転数と温度とのデータからT2〔℃〕に対応する回転軸48の回転数E〔krpm〕を算出し、この回転数E〔krpm〕で回転するように、待機時の回転軸48の回転数を低速に制御する(S20)。これにより、t2〜t3までの待機時における回転軸先端部分48Bの温度は上昇することなくT2〔℃〕で保持される。そして、制御部26は、t3時の次の加工開始時点の直前で、回転軸48の回転数をE〔krpm〕からF〔krpm〕まで上昇させる(S30:図10参照)。この影響で回転軸先端部分48Bの温度はT2〔℃〕から若干上昇するが、その上昇した温度はブレード12の位置ずれに影響を与える温度ではない。

0069

そして、t3〜t4までの加工時において、回転軸先端部分48Bの温度は、冷却水の供給によってT2〔℃〕で保持される。そして、t4以降の待機、加工を繰り返す稼働時においても回転軸先端部分48Bの温度がT2〔℃〕で保持される。

0070

上記の如く、実施形態のダイシング方法は、回転軸48の加工時の最低温度T2〔℃〕を取得するために、最初の加工時は回転軸48に温度変化が生じるが、それ以降の稼働時において回転軸先端部分48Bの温度をT2〔℃〕で保持することができる。よって、実施形態のダイシング方法によれば、加工部18の稼働時におけるブレード12の位置を安定させることができる。

0071

また、実施形態のダイシング方法は、制御部26に、待機時における回転軸48の回転数に基づいた回転軸先端部分48Bの温度を記憶させ、制御部26は、温度センサ78によって得られた加工時における回転軸先端部分48Bの温度となるように、待機時の回転軸48の回転数を制御する。これにより、待機時の回転軸先端部分48Bの温度を、加工時の回転軸先端部分48Bの温度に、より確実に合わせることができる。

0072

なお、前述した最初の加工時に加工される部分をダミー部分とし、ダミー部分の加工で得られた最低温度T2〔℃〕を次の本加工以降の加工で使用することが好ましい。

0073

以上が実施形態のダイシング装置10によるダイシング方法の一例であるが、ダイシング方法の態様は、本発明を逸脱しないかぎり適宜変更可能である。

0074

W…半導体ウェーハ、10…ダイシング装置、12…ブレード、14…スピンドル、16…ワークテーブル、18…加工部、20…洗浄部、22…ロードポート、24…搬送装置、26…制御部、28…Xベース、30…Xガイド、32…リニアモータ、34…Xテーブル、36…回転テーブル、38…Yベース、40…Yガイド、42…Yテーブル、44…Zテーブル、46…フランジカバー、48…回転軸、50…ブレード装着部、52…後フランジ、54…後フランジ固定用ネジ、56…前フランジ、58…前フランジ固定用ナット、60…切削水供給部材、62…冷却水供給部材、64…チューブ、66…支持部、68…ノズル部、69…冷却水供給配管、70…ハウジング、72…高周波モータ、74…スラスト板、78…温度センサ、80…ラジアル流体軸受、82…隙間、84…ノズル、86…スラスト流体軸受、88…溝、90…隙間、92…ノズル、94…ロータリー接点、96…軸受、98…通電ブラシ

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