JP2010158760A

JP2010158760A - 加工装置のアイドリング方法

Info

Publication number: JP2010158760A
Application number: JP2009235500A
Authority: JP
Inventors: Kazuma Sekiya; 一馬関家
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2008-12-09
Filing date: 2009-10-09
Publication date: 2010-07-22

Abstract

【課題】加工水を節約可能な加工装置のアイドリング方法を提供することである。
【解決手段】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に加工水を供給しながら加工を施す加工手段とを備えた加工装置のアイドリング方法であって、加工水を間欠的に供給しながらアイドリングを遂行する。好ましくは、間欠的に供給される加工水は１０秒の間に１〜２秒供給される。
【選択図】図２

Description

本発明は、稼動開始時にアイドリング運転を実施する切削装置、研削装置等の加工装置のアイドリング方法に関する。

ＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスが格子状に形成された分割予定ラインによって区画されて表面に多数形成された半導体ウエーハは、切削装置によって分割予定ラインが切削されて個々のデバイスに分割され、分割されたデバイスは携帯電話、パソコン等の電気機器に利用される。

切削装置は、半導体ウエーハ等の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切削ブレードを回転可能に支持するとともに切削水を供給する切削手段とを少なくとも備えていて、幅５０μｍ程の極めて狭い分割予定ラインを高精度に切削することができる。

しかし、長時間（例えば十数時間）稼動を停止した後に切削装置を再稼動すると、切削手段を構成するスピンドル及びモータ等の発熱によりスピンドルが割り出し方向に伸びるとともに、供給される切削水の冷却効果と相まってスピンドルの伸びが止まることから、切削水を供給しながらアイドリング運転をしなければならず、純水からなる切削水が不経済に使用されるという問題がある。

特開平１１−１１４９４９号公報は、複数の切削水供給ノズル及び洗浄水噴射ノズルを有する切削装置において、一部のノズルから切削水又は洗浄水を供給しながら所定時間アイドリング運転をする切削装置のアイドリング方法を開示している。

特開平１１−１１４９４９号公報

特許文献１に開示された切削装置のアイドリング方法では、複数のノズルのうち一部のノズルから切削水や洗浄水を供給するか、又は各ノズルから供給される切削水の量を少なくしてアイドリング運転をしているため、節水効果は十分あると考えられるが、制御が複雑になるという問題がある。

再稼動時にアイドリング運転を行うのは切削装置に限られるものではなく、ウエーハの裏面を研削する研削装置においても研削水を供給しながら所定時間アイドリング運転を行わなければならず、純水からなる研削水が不経済に使用されるという問題がある。

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、切削水、研削水等の加工水の使用を節約可能な加工装置のアイドリング方法を提供することである。

請求項１記載の発明によると、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に加工水を供給しながら加工を施す加工手段とを備えた加工装置のアイドリング方法であって、加工水を間欠的に供給しながらアイドリングを遂行することを特徴とする加工装置のアイドリング方法が提供される。

請求項３記載の発明によると、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に加工水を供給しながら加工を施す加工手段とを備えた加工装置であって、加工水を間欠的に供給する加工水間欠供給手段を具備し、加工装置をアイドリング運転する際に該加工水間欠供給手段が作動することを特徴とする加工装置が提供される。

好ましくは、間欠的に供給される加工水は、１０秒の間に１〜２秒供給される。

本発明は、切削水、研削水等の加工水の冷却効果は加工水自体の温度に依存する部分と、気化熱に依存する部分とがあり、実質的に気化熱に依存する部分が大半であることに着目してなされたものであり、本発明に係るアイドリング方法及び加工装置において、加工水間欠供給手段によって間欠的に加工水を供給してアイドリングを遂行することで、アイドリング中に使用される加工水を１／５〜１／１０に節約できる。

本発明が適用可能な切削装置の外観斜視図である。切削手段（切削ユニット）の斜視図である。アイドリング運転のフローチャートである。本発明が適用可能な研削装置の外観斜視図である。

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は本発明のアイドリング方法を適用可能な、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切削装置２の外観を示している。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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（切削ユニット）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。

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。

図２を参照すると、切削手段２４はスピンドルユニット３０を備えており、スピンドルユニット３０のスピンドルハウジング３２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切削ブレード２８が装着されている。

３４は切削ブレード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３４には切削ブレード２８の側面にそ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。

ブレードカバー３４に取り付けられたパイプ４６は、管路５２及び開閉バルブ５４を介して加工水を供給する切削水源５６に接続されており、開閉バルブ５４を開くことにより、加工水即ち切削水がパイプ５２を介して図示しない切削水供給ノズルに供給される。５３は加工水間欠供給手段であり、開閉バルブ５４と、切削水源５６と、開閉バルブ５４を間欠的に開く間欠制御部５５とを含んでいる。

３６は着脱カバーであり、ねじ３８によりブレードカバー３４に取り付けられる。着脱カバー３６は、ブレードカバー３４に取り付けられた際、切削ブレード２８の側面に沿って伸長する切削水供給ノズル４４を有している。

着脱カバー３６に取り付けられたパイプ４８は、管路５２及び開閉バルブ５４を介して切削水源５６に接続されている。開閉バルブ５４は例えば電磁バルブから構成され、電気信号によりその開閉タイミングを自由に制御できるようになっている。

４０はブレード検出ブロックであり、ねじ４２によりブレードカバー３４に取り付けられている。ブレード検出ブロック４０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切削ブレード２８の切刃の状態を検出する。

ブレードセンサにより切刃の欠け又は所定以上の磨耗を検出した場合には、切削ブレード２８を新たな切削ブレードに交換する。５０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。

以下、本発明実施形態に係る切削装置２のアイドリング方法について説明する。切削装置２の稼動を停止した後、長時間経過してから再稼動するような場合、例えば工場に設置されている切削装置２を夜間に停止した後、翌朝に再稼動するような場合には、実際の切削に先立って、例えば３０分〜１時間程度負荷を掛けずにスピンドルを回転させるアイドリング運転が行われるが、熱ひずみの影響を完全に除去するためには、このアイドリング運転は実際の切削時と同様の環境で行う必要がある。

よって、本実施形態では、切削ブレード２８を実際の切削時と同様に高速で回転させながら、間欠制御部５５により開閉バルブ５４を間欠的に開いて、例えば１０秒の間に１〜２秒開いて切削水供給ノズル４４から切削ブレード２８に間欠的に切削水を供給する。間欠的に供給された切削水は気化熱により切削ブレード２８を冷却するので、連続的に切削ブレード２８に切削水を供給する場合と比較して、冷却効果の点では大差がない。

切削水の冷却効果は切削水の温度に依存する部分と、切削水の気化熱に依存する部分とがあるが、実質的には気化熱に依存する部分が大きな比重を占めるので、このように間欠的に切削水を供給してアイドリング運転をしても、実際の切削時と同様な環境を維持することができる。

図３のフローチャートを参照して、本実施形態のアイドリング運転方法を更に説明する。ステップＳ１０でアイドリング運転が開始されると、ステップＳ１１へ進んで開閉バルブ５４の間欠作動を開始する。開閉バルブ５４の間欠作動は、上述したように１０秒の間に１〜２秒開閉バルブ５４を開く作動である。

ステップＳ１２で予め定めたアイドリング終了時間に達したか否かを判断し、達していない場合にはステップＳ１１の開閉バルブ５４の間欠作動を繰り返す。予め定めたアイドリング終了時間は、例えば３０分〜１時間の間の最適な時間に設定する。ステップＳ１２でアイドリング終了時間に達したと判断されたならば、ステップＳ１３に進んでアイドリング運転を終了する。

このように本実施形態では、例えば１０秒の間に１〜２秒間だけ切削水を間欠的に供給しながらアイドリング運転を行うので、純水から構成される切削水を従来の１／５〜１／１０に節約することができる。

本発明のアイドリング方法は、図１に示した切削装置２のアイドリング運転ばかりでなく、図４に示すような研削装置のアイドリング運転にも同様に適用可能である。以下、図４を参照して、研削装置６２の構成について説明する。

６４は研削装置６２のハウジングであり、ハウジング６４の後方にはコラム６６が立設されている。コラム６６には、上下方向に伸びる一対のガイドレール６８が固定されている。

この一対のガイドレール６８に沿って研削ユニット（研削手段）７０が上下方向に移動可能に装着されている。研削ユニット７０は、ハウジング７２と、ハウジング７２を保持する支持部７４を有しており、支持部７４が一対のガイドレール６８に沿って上下方向に移動する移動基台７６に取り付けられている。

研削ユニット７０はハウジング７２中に回転可能に収容されたスピンドル７８と、スピンドル７８の先端に固定されたマウンタ８０と、マウンタ８０にねじ締結され環状に配設された複数の研削砥石を有する研削ホイール８２と、スピンドル７８を回転駆動するサーボモータ８６とを含んでいる。

研削装置６２は、研削ユニット７０を一対の案内レール６８に沿って上下方向に移動するボール螺子８８とパルスモータ９０とから構成される研削ユニット移動機構９２を備えている。パルスモータ９０をパルス駆動すると、ボール螺子８８が回転し、移動基台７６が上下方向に移動される。

ハウジング６４の上面には凹部６４ａが形成されており、この凹部６４ａにチャックテーブル機構９４が配設されている。チャックテーブル機構９４はチャックテーブル９６を有し、図示しない移動機構により図３に示されたウエーハ着脱位置Ａと、研削ユニット７０に対向する研削位置Ｂとの間でＹ軸方向に移動される。９８，１００は蛇腹である。ハウジング６４の前方側には、研削装置６２のオペレータが研削条件等を入力する操作パネル１０２が配設されている。

研削ユニット７０は、管路１０４及び開閉バルブ１０６を介して加工水を供給する研削水源１０８に接続されている。加工水供給手段１０５は、開閉バルブ１０６と、研削水源１０８と、開閉バルブ１０６を間欠的に作動する間欠制御部１０７を含んでいる。

ウエーハの裏面研削時には、開閉バルブ１０６を開いて研削ホイール８２に加工水即ち研削水を供給しながら研削を遂行する。開閉バルブ１０６は例えば電磁バルブから構成されており、電気信号によりその開閉タイミングを自由に制御することができる。

研削装置６２の稼動を長時間停止した後に研削装置６２を再稼動する場合には、切削装置と同様にアイドリング運転をする必要がある。本実施形態では、スピンドル７８を高速（例えば６０００ｒｐｍ）で回転させながら、間欠制御部１０７の制御の下に開閉バルブ１０６を間欠的に開き、例えば１０秒の間に１〜２秒開くようにして研削ホイール８２に間欠的に研削水を供給してアイドリング運転を実施する。

冷却効果は研削水の気化熱に依存する部分が大きな比重を占めるため、このように研削水を間欠的に供給しながらアイドリング運転しても、実際の研削時と同様の環境を維持してアイドリング運転を遂行することができる。このように研削水を間欠的に供給しながらアイドリング運転を行うため、本実施形態では純水からなる研削水を１／５〜１／１０に節約することができる。

２切削装置
１８チャックテーブル
２４切削手段（切削ユニット）
２６スピンドル
２８切削ブレード
４４切削水供給ノズル
５３加工水間欠供給手段
５４開閉バルブ
５５間欠制御部
５６切削水源
６２研削装置
８２研削ホイール
１０５加工水間欠供給手段
１０６開閉バルブ
１０７間欠制御部
１０８研削水源

Claims

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に加工水を供給しながら加工を施す加工手段とを備えた加工装置のアイドリング方法であって、
加工水を間欠的に供給しながらアイドリングを遂行することを特徴とする加工装置のアイドリング方法。
間欠的に供給される加工水は、１０秒の間に１〜２秒供給される請求項１記載の加工装置のアイドリング方法。
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に加工水を供給しながら加工を施す加工手段とを備えた加工装置であって、
加工水を間欠的に供給する加工水間欠供給手段を具備し、
加工装置をアイドリング運転する際に該加工水間欠供給手段が作動することを特徴とする加工装置。
加工水は、１０秒の間に１〜２秒の割合で間欠的に供給される請求項３記載の加工装置。