JP5106997B2 - 切削装置 - Google Patents

Description

本発明は、一般的に切削装置に関し、特に、被加工物の表面に切削屑が付着することを防止可能な切削装置に関する。

例えば、半導体デバイス製造工程においては、略円盤形状である半導体ウエーハを、その表面に格子状に形成されたストリートに沿って切削加工して、ＩＣ、ＬＳＩ等の回路が形成された複数の半導体チップに分割する。このようにして分割された半導体チップは、パッケージングされて携帯電話やパソコン等の電子機器に広く利用されている。

このような切削加工は、一般的に、ダイシング装置（切削装置）を用いて実行される。この切削装置は、例えば、ダイヤモンド砥粒等をニッケル母材中に電鋳してなる切刃を有する切削ブレードと、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を備えており、高速回転する切削ブレードを被加工物に切り込ませながらチャックテーブルを切削ブレードに対して切削送りして、被加工物を切削する。

ところが、かかる切削装置では、切削ブレードを高速回転させて被加工物を切削加工する際に、切削ブレードと被加工物との間に生じる摩擦熱が、切削ブレードの磨耗や破損、被加工物の切削溝におけるチッピング発生などの原因となる。よって、切削ブレードや加工点に対して切削液（例えば純水等の切削水）を供給して、冷却する方法が採用されている。

この切削液の供給方法としては、加工点付近において切削ブレードの両側面に沿って配設された一対の切削液供給ノズルによって、切削ブレードの側方から切削液を噴射供給する方法や、切削ブレードの外周に対向配置された外周ノズルによって、加工点より前方側から切削ブレードの外周に切削液を供給する方法などが一般的である。

加工点に供給された切削液は、切削加工によって生じた切削屑とともに、切削ブレードの回転方向後方側に飛散するため、当該切削屑が被加工物の表面に付着してしまう恐れがある。特に被加工物がＣＣＤ（チャージ・カップルド・デバイス）やＣ−ＭＯＳ（コンプリメンタリ・メタル・オキサイド・セミコンダクタ）などの撮像素子である場合には、当該被加工物に対する切削屑の付着力が強い。

このため、ＣＣＤ、Ｃ−ＭＯＳ等の撮像素子の切削において、切削屑が被加工物の表面に付着してしまうと自然に剥離しないばかりでなく、切削加工後の洗浄工程（スピンナ洗浄等）においても付着した切削屑を容易に剥離できないという問題がある。

このような理由から、ＣＣＤやＣ−ＭＯＳ等の撮像素子を切削加工する場合には、切削屑を含む排液が被加工物の表面を浮遊して切削屑が付着する前に被加工物の表面から排出されるべく、切削ブレードの回転に起因して排液が飛散する側に、排液回収先端部を備え、排液回収先端部が管状接続部材によって吸引手段に接続されている排液回収手段を備えた切削装置が特開２００７−６９２８０号公報で提案されている。
特開２００７−６９２８０号公報

ところが、長期に渡って繰り返し切削装置を稼動することで、排液回収手段の管状接続部材が老朽化してついには破断し、破断した管状接続部材が被加工物表面へ落下して被加工物を破損させてしまうことがある。

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、万一管状接続部材が破断しても落下せず、被加工物を破損させることのない排液回収手段を備えた切削装置を提供することである。

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切削ブレードと、該切削ブレードの外周を覆うように配設されたブレードカバーと、該切削ブレードに切削液を供給する該ブレードカバーに取り付けられた切削液供給ノズルと、該切削ブレードの回転に起因して排液が飛散する側に設けられた排液回収手段とを具備し、該排液回収手段は、前記切削ブレードに隣接するように前記ブレードカバーに取り付けられた排液回収先端パイプと、排液を吸引する吸引手段と、一端が該排液回収先端パイプに第一の固定バンドにより固定されており他端が該吸引手段に接続されて第二の固定バンドにより固定されているとともに、前記被加工物との接触を防止するために該被加工物より上方に配置された可撓性管状接続部材とから構成される切削装置において、前記可撓性管状接続部材の内部に挿入され、一端が前記排液回収先端パイプに固定された第一の小径パイプに圧入され他端が前記吸引手段に固定された第二の小径パイプに圧入された弾性部材を有し、前記弾性部材の長さが前記可撓性管状接続部材の長さよりも長いことを特徴とする切削装置が提供される。

好ましくは、前記弾性部材は、前記可撓性管状接続部材を支持し、該可撓性管状接続部材が垂れ下がって前記被加工物と接触するのを防止する形状を維持できることを特徴とする。

本発明によると、万一管状接続部材が破断しても、弾性部材で破断した管状接続部材を保持することができるため、破断した管状接続部材の被加工物表面への落下を防止することができ、ひいては被加工物の破損を防止することができる。

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ＣＣＤウエーハ等の被加工物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。

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。

図２に示すように、ダイシング対象のＣＣＤ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。

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。

次に、図３を参照して、本発明実施形態にかかる切削手段２４及び排液回収手段５４について説明する。切削手段２４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と、スピンドル２６に着脱可能に装着された切削ブレード２８を含んでいる。

切削ブレード２８は、例えば、ダイヤモンド砥粒をボンド剤で結合して形成された極薄の切刃をその外周先端部に有し、図示しない固定手段（ボルト、ナット等）によりスピンドル２６の先端部に着脱可能に装着されている。

３２はブレードカバーであり、切削ブレード２８の外周を覆うように配設され、図示しないスピンドルハウジングの先端部に固定されている。ブレードカバー３２は、切削ブレード２８を保護するとともに、切削加工に伴う切削液や切削屑、破損した切削ブレード２８の破片などが切削手段２４の外部に飛散することを防止する。

ブレードカバー３２には支持部材３４が取り付けられている。支持部材３４は、切削ブレード２８の回転に起因して切削液が飛散する側に、切削ブレード２８の外周と対向するように配置されている。

３０は切削ブレード２８及び加工点に切削液を供給する切削液供給ノズルであり、切削ブレード２８の両側面に、切削ブレード２８を挟むようにして対向配置されている。切削液供給ノズル３０は、支持部材３４に取り付けられている。

切削液供給ノズル３０は、切削ブレード２８と対向する側に複数の噴射口を備えており、これらの噴射口から切削ブレード２８の側面下部及び加工点に向けて切削水等の切削液を噴射する。

このように、一対の切削液供給ノズル３０によって切削ブレード２８の両側から切削液を供給することによって、切削加工時に切削ブレード２８及び加工点を冷却して、ウエーハＷにおけるチッピングの発生と、切削ブレード２８の破損等を防止できる。

支持部材３４の上部には、図示しない切削液供給源に接続された一対の切削液供給口（一つのみ図示）３６が設けられており、各切削液供給口３６は切削液供給ノズル３０に接続されている。

支持部材３４には、排液回収先端パイプ３８が取り付けられている。図３のＩＶ方向矢視図である図４に示すように、排液回収先端パイプ３８が取り付けられた支持部材３４には排液吸い込み口３９が形成されている。図４に最も良く示されるように、排液回収先端パイプ３８の下端部には小径パイプ４４が固定されている。

排液回収先端パイプ３８には管状接続部材４０の一端が外嵌されて、固定バンド４２で固定されている。管状接続部材４０の他端部は吸引ポンプ等の吸引手段４８の吸引パイプ４８ａに外嵌されて、固定バンド５０により固定されている。吸引パイプ４８内には小径パイプ５２が固定されている。管状接続部材４０は切削送りに伴って可動である必要があり、例えば蛇腹管等の可撓性部材から形成されている。

管状接続部材４０中には弾性部材４６が挿入されており、弾性部材４６の一端４６ａは排液回収先端パイプ３８に固定された小径パイプ４４中に挿入され、他端４６ｂは吸引パイプ４８に固定された小径パイプ５２中に挿入されている。

小径パイプ４４，５２の内径は弾性部材４６の直径よりも僅かばかり小さな寸法に形成されており、弾性部材４６の一端４６ａは小径パイプ４４内に圧入され、他端４６ｂは小径パイプ５２内に圧入される。

これにより、弾性部材４６の両端は管状接続部材４０内で安定して固定されるため、管状接続部材４０を弾性部材４６で安定して支持することができる。弾性部材４６は、可動性に優れ、管状接続部材４０に対して攻撃性のない材料から形成されるのが好ましく、例えば、低摩擦性ポリウレタンチューブ等から構成される。弾性部材４６の直径は、例えば約４ｍｍ程度である。

例えば、可撓性管状接続部材４０の長さ４５０ｍｍに対して弾性部材４６の長さを４８５ｍｍとすることで、弾性部材４６が可撓性管状接続部材４０から抜け出ることを防止している。

排液先端回収パイプ３８、可撓性管状接続部材４０、弾性部材４６及び吸引手段４８により排液回収手段５４を構成する。弾性部材４６の固定方法は上述した方法に限定されるものではなく、例えば固定バンド等の他の固定方法で固定しても良い。尚、図１では排液回収手段５４の図示は省略されている。

しかして、ＣＣＤウエーハ等のウエーハＷの切削加工時には、高速回転する切削ブレード２８の切刃をウエーハＷに対して切り込ませながら、切削液供給ノズル３０により切削ブレード２８の下部及び加工点に向けて切削液を噴射する。この切削液により、切削ブレード２８及び加工点が冷却されながら切削ブレード２８によりウエーハＷが切削される。

その結果、加工点付近では、切削液供給ノズル３０から供給された切削液に、切削ブレード２８によるウエーハＷの切削により生じた切削屑が混入されて排液となる。この時点では、切削屑は排液中を浮遊しており、切削屑がウエーハＷの表面に付着することはない。

このような切削屑を含む排液は、高速回転する切削ブレード２８の回転力により、切削ブレード２８の回転方向の後方側（図３の左側）に移動させられて、当該方向に飛散しようとする。

その結果、かかる排液が飛散しようとする力及び吸引手段４８の吸引力により、排液は支持部材３４の排液吸込口３９から排液回収先端パイプ３８内に流入し、更に管状接続部材４０を通って吸引手段４８に吸引される。

本実施形態では、管状接続部材４０がその内部に挿入した弾性部材４６で支持されているため、切削装置を長期に渡って繰り返し稼動することで排液回収手段５４の管状接続部材４０が老朽化してたとえ破断したとしても、破断した管状接続部材４０は弾性部材４６で保持される。その結果、破断した管状接続部材４０がウエーハＷの表面へ落下することが防止され、ウエーハＷの破損を未然に防止することができる。

本発明実施形態に係る切削装置の外観斜視図である。 フレームと一体化されたウエーハを示す斜視図である。 本発明実施形態の要部を示す正面図である。 図３のＩＶ方向矢視図である。

符号の説明

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 切削ブレード
３０ 切削液供給ノズル
３２ ブレードカバー
３８ 排液回収先端パイプ
３９ 排液吸込口
４０ 管状接続部材
４２，５０ 固定バンド
４４，５２ 小径パイプ
４６ 弾性部材
４８ 吸引手段
５４ 排液回収手段

Claims (2)

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切削ブレードと、該切削ブレードの外周を覆うように配設されたブレードカバーと、該切削ブレードに切削液を供給する該ブレードカバーに取り付けられた切削液供給ノズルと、該切削ブレードの回転に起因して排液が飛散する側に設けられた排液回収手段とを具備し、
   該排液回収手段は、前記切削ブレードに隣接するように前記ブレードカバーに取り付けられた排液回収先端パイプと、排液を吸引する吸引手段と、一端が該排液回収先端パイプに第一の固定バンドにより固定されており他端が該吸引手段に接続されて第二の固定バンドにより固定されているとともに、前記被加工物との接触を防止するために該被加工物より上方に配置された可撓性管状接続部材とから構成される切削装置において、
   前記可撓性管状接続部材の内部に挿入され、一端が前記排液回収先端パイプに固定された第一の小径パイプに圧入され他端が前記吸引手段に固定された第二の小径パイプに圧入された弾性部材を有し、
   前記弾性部材の長さが前記可撓性管状接続部材の長さよりも長いことを特徴とする切削装置。
2. 前記弾性部材は、前記可撓性管状接続部材を支持し、該可撓性管状接続部材が垂れ下がって前記被加工物と接触するのを防止する形状を維持できることを特徴とする請求項１記載の切削装置。

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