CN101941248A - 切削装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种切削装置，具备第一切削构件和第二切削构件，能够高效地实施第一切削刀片和第二切削刀片的修整。切削装置具备：卡盘工作台；使卡盘工作台进行加工进给的加工进给构件；具有装配于第一旋转主轴的第一切削刀片的第一切削构件；使第一切削构件进行分度进给的第一分度进给构件；具有与第一切削刀片对置地装配于第二旋转主轴的第二切削刀片的第二切削构件；以及使第二切削构件进行分度进给的第二分度进给构件，该切削装置还具备：与卡盘工作台相邻地配设在第一切削构件侧、且配设成能够与卡盘工作台一起移动的第一修整板支承台；以及与卡盘工作台相邻地配设在第二切削构件侧、且配设成能够与卡盘工作台一起移动的第二修整板支承台。

Description

切削装置

技术领域

本发明涉及切削半导体晶片等被加工物的切削装置，更详细地说，涉及具有以下部件的切削装置：卡盘工作台，该卡盘工作台保持被加工物；第一切削构件，该第一切削构件具有对由该卡盘工作台保持的晶片实施切削加工的第一切削刀片；以及第二切削构件，该第二切削构件具有第二切削刀片。

背景技术

在半导体器件制造工序中，利用呈格子状地排列的被称为间隔道(street)的分割预定线在大致圆板形状的半导体晶片的表面划分出多个区域，并在该划分出的区域中形成IC(Integrated Circuit：集成电路)、LSI(Large-scale Integration：大规模集成电路)等电路。然后，通过沿着间隔道将半导体晶片切断来将形成有电路的区域分割开，从而制造出一个个半导体芯片。

此外，存在这样的半导体晶片：在间隔道的表面局部地配设有被称为测试元件组(Test element group，Teg)的测试用的金属图案。当利用切削硅等半导体材料的切削刀片切削这样的在间隔道配设有Teg的半导体晶片时，存在切削刀片发生气孔堵塞而使半导体晶片损伤的问题。

为了解决上述的问题，采用如下的方法：利用厚度比较厚的切削刀片形成用于除去配设于间隔道的Teg的第一切削槽，由此使半导体材料露出，然后利用厚度薄的切削刀片沿着第一切削槽形成将半导体材料切断的第二切削槽。

作为实施这种切削加工的切削装置，在下述专利文献1中公开了具有以下部件的切削装置：卡盘工作台，该卡盘工作台保持被加工物；第一切削构件，该第一切削构件具有对由卡盘工作台保持的晶片实施切削加工的第一切削刀片；以及第二切削构件，该第二切削构件具有第二切削刀片。

此外，通过持续进行切削作业，切削装置的切削刀片发生钝化，切削能力下降。在下述专利文献2中公开了如下的切削装置：为了对上述的发生了钝化的切削刀片进行修整(dressing)以使其锋利，将修整板(dressing board)保持于卡盘工作台，并定期地切削该修整板。

[专利文献1]日本专利第3493282号公报

[专利文献2]日本特开2006-218571号公报

然而，当对切削刀片进行修整时必须中断对被加工物的切削。特别地，在具有第一切削构件和第二切削构件的切削装置中，在装配于第一切削构件的第一切削刀片和装配于第二切削构件的第二切削刀片的种类不同的情况下，必须在将与第一切削刀片对应的第一修整板保持于卡盘工作台并实施第一切削刀片的修整之后，将第一修整板从卡盘工作台卸下，并将与第二切削刀片对应的第二修整板保持于卡盘工作台并实施第二切削刀片的修整，存在生产率差的问题。

发明内容

本发明就是鉴于上述事实而做出的，本发明的主要的技术课题在于，在具有第一切削构件和第二切削构件的切削装置中，提供一种能够高效地实施装配于第一切削构件的第一切削刀片和装配于第二切削构件的第二切削刀片的修整的切削装置。

为了解决上述主要技术课题，根据本发明，提供一种切削装置，该切削装置具备：卡盘工作台，该卡盘工作台用于保持被加工物；加工进给构件，该加工进给构件使所述卡盘工作台在加工进给方向移动；第一切削构件，该第一切削构件具有第一切削刀片，该第一切削刀片装配于第一旋转主轴，该第一旋转主轴配设成能够沿与所述加工进给方向正交的分度进给方向移动；第一分度进给构件，该第一分度进给构件使所述第一切削构件在分度进给方向移动；第二切削构件，该第二切削构件具有第二切削刀片，该第二切削刀片与所述第一切削刀片对置地装配于第二旋转主轴，该第二旋转主轴与所述第一旋转主轴配设在同一轴线上；以及第二分度进给构件，该第二分度进给构件使所述第二切削构件在分度进给方向移动，所述切削装置的特征在于，切削装置具备：第一修整板支承台，该第一修整板支承台与所述卡盘工作台相邻地配设在所述第一切削构件侧，且配设成能够与所述卡盘工作台一起在加工进给方向移动，并且该第一修整板支承台用于保持修整板；以及第二修整板支承台，该第二修整板支承台与所述卡盘工作台相邻地配设在所述第二切削构件侧，且配设成能够与所述卡盘工作台一起在加工进给方向移动，并且该第二修整板支承台用于保持修整板。

上述第一切削刀片和第二切削刀片的种类不同，在上述第一修整板支承台保持有与第一切削刀片对应的第一修整板，在上述第二修整板支承台保持有与第二切削刀片对应的第二修整板。

基于本发明的切削装置具备：第一修整板支承台，该第一修整板支承台与卡盘工作台相邻地配设在第一切削构件侧，且配设成能够与卡盘工作台一起在加工进给方向移动，并且该第一修整板支承台用于保持修整板；以及第二修整板支承台，该第二修整板支承台与卡盘工作台相邻地配设在第二切削构件侧，且配设成能够与卡盘工作台一起在加工进给方向移动，并且该第二修整板支承台用于保持修整板，因此，即便在卡盘工作台保持有被加工物，也能够适当地实施第一切削刀片和第二切削刀片的修整。此外，即便在第一切削刀片和第二切削刀片的种类不同的情况下，也能够在第一修整板支承台和第二修整板支承台分别保持适合于第一切削刀片和第二切削刀片的修整板并进行修整。

附图说明

图1是根据本发明构成的切削装置的主要部分立体图。

图2是将构成图1所示的切削装置的第一主轴单元和第二主轴单元简化并示出的说明图。

图3是示出构成图1所示的切削装置的第一主轴单元和第二主轴单元与第一修整板支承台和第二修整板支承台之间的关系的俯视图。

图4是示出由图1所示的切削装置切削的作为被加工物的半导体晶片粘贴在装配于环状框架的切割带(dicing tape)的表面的状态的立体图。

图5是利用构成图1所示的切削装置的第一主轴单元的第一切削刀片来形成第一切削槽的工序的说明图。

图6是利用构成图1所示的切削装置的第一主轴单元的第一切削刀片来形成第一切削槽的工序的说明图。

图7是利用构成图1所示的切削装置的第一主轴单元的第一切削刀片和第二主轴单元的第二切削刀片来形成第一切削槽和第二切削槽的工序的说明图。

图8是利用构成图1所示的切削装置的第一主轴单元的第一切削刀片来形成第一切削槽的工序的说明图。

图9是对构成图1所示的切削装置的第一主轴单元的第一切削刀片和第二主轴单元的第二切削刀片进行修整的修整工序的说明图。

标号说明

2：静止基座；3：卡盘工作台机构；32：移动基座；34：卡盘工作台；36：加工进给构件；4：切削机构；42a：第一基部；42b：第二基部；43a：第一分度进给构件；43b：第二分度进给构件；44a：第一悬垂支架；44b：第二悬垂支架；45a：第一切入进给构件；45b：第二切入进给构件；46a：第一主轴单元；46b：第二主轴单元；462a：第一旋转主轴；462b：第二旋转主轴；463a：第一切削刀片；463b：第二切削刀片；5a：第一修整板支承台；5b：第二修整板支承台；6a：第一修整板；6b：第二修整板。

具体实施方式

以下，参照附图对根据本发明构成的切削装置的优选实施方式进行详细说明。

图1中示出根据本发明构成的切削装置的一个实施方式的立体图。

图示的实施方式中的切削装置具备：静止基座2；卡盘工作台机构3，该卡盘工作台机构3配设在该静止基座2上，用于保持被加工物；以及切削机构4，该切削机构4切削由该卡盘工作台机构3保持的被加工物。

卡盘工作台机构3具备：两根导轨31、31，这两根导轨31、31沿着箭头X所示的加工进给方向(X轴方向)配设在静止基座2上；移动基座32，该移动基座32以能够滑动的方式配设在这两根导轨31、31上；卡盘工作台34，该卡盘工作台34由配设在该移动基座32上的圆筒状的支承部件33支承为能够旋转，并且该卡盘工作台34用于保持被加工物；遮盖台(cover table)35，该遮盖台35配设在该卡盘工作台34与圆筒状的支承部件33之间；以及加工进给构件36，该加工进给构件36用于使配设有卡盘工作台34的移动基座32沿着两根导轨31、31在加工进给方向(X轴方向)移动。卡盘工作台34具备：卡盘工作台主体341，该卡盘工作台主体341由圆筒状的支承部件33支承为能够旋转；以及吸盘342，该吸盘342配设于该卡盘工作台主体341的上表面。吸盘342由多孔陶瓷形成，并与未图示的抽吸构件连接，以便在该吸盘342作用有适当的负压。因此，通过使未图示的抽吸构件工作，载置在吸盘342上的被加工物被吸附保持在吸盘342上。此外，卡盘工作台34通过配设于圆筒状的支承部件33内的未图示的脉冲电动机而转动。在以上述方式构成的卡盘工作台34的卡盘工作台主体341配设有夹紧器343，该夹紧器343用于固定环状的切割框，该切割框经由切割带支承作为被加工物的后述晶片。上述遮盖台35以配合插入卡盘工作台34的方式配设，且固定于圆筒状的支承部件33的上表面。另外，上述加工进给构件36由公知的滚珠丝杠机构构成。

下面，对上述切削机构4进行说明。

切削机构4具备门型的支承座41，该支承座41固定在上述静止基座2上。该门型的支承座41以跨越上述切削作业区域60的方式配设。在支承座41的侧壁设有两根导轨411、411，这两根导轨411、411沿着与加工进给方向(X轴方向)正交的由箭头Y示出的分度进给方向(Y轴方向)平行地配设，并且，沿着这两根导轨411、411以分别能够在分度进给方向(Y轴方向)滑动的方式配设有第一基部42a和第二基部42b。图示的实施方式中的切削机构4具备第一分度进给构件43a和第二分度进给构件43b，第一分度进给构件43a和第二分度进给构件43b用于使第一基部42a和第二基部42b分别沿着两根导轨411、411在分度进给方向(Y轴方向)移动。第一分度进给构件43a和第二分度进给构件43b分别由公知的滚珠丝杠机构构成。

在上述第一基部42a和第二基部42b沿着箭头Z所示的切入进给方向(Z轴方向)分别设有两根导轨421a、421a和421b、421b，沿着该导轨421a、421a和421b、421b分别以能够在切入进给方向(Z轴方向)滑动的方式配设有第一悬垂支架44a和第二悬垂支架44b。在第一悬垂支架44a和第二悬垂支架44b分别配设有第一切入进给构件45a和第二切入进给构件45b。该第一切入进给构件45a和第二切入进给构件45b分别由公知的滚珠丝杠机构构成，它们使第一悬垂支架44a和第二悬垂支架44b分别沿着导轨421a、421a和421b、421b在与上述卡盘工作台34的上表面(即保持面)垂直的切入进给方向(Z轴方向)移动。

在上述第一悬垂支架44a和第二悬垂支架44b装配有作为第一切削构件的第一主轴单元46a和作为第二切削构件的第二主轴单元46b。参照简化示出的图2，对该第一主轴单元46a和第二主轴单元46b进行说明。第一主轴单元46a由以下部件构成：第一主轴壳体461a，该第一主轴壳体461a固定于第一悬垂支架44a；第一旋转主轴462a，该第一旋转主轴462a由该第一主轴壳体461a支承为能够旋转；第一切削刀片463a，该第一切削刀片463a装配在该第一旋转主轴462a的一端部；以及第一伺服电动机464a，该第一伺服电动机464a驱动第一旋转主轴462a旋转，第二主轴单元46b由以下部件构成：第二主轴壳体461b，该第二主轴壳体461b固定于第二悬垂支架44b；第二旋转主轴462b，该第二旋转主轴462b由该第二主轴壳体461b支承为能够旋转；第二切削刀片463b，该第二切削刀片463b装配在该第二旋转主轴462b的一端部；以及第二伺服电动机464b，该第二伺服电动机464b驱动第二旋转主轴462b旋转。以上述方式构成的第一主轴单元46a和第二主轴单元46b配设成第一切削刀片463a和第二切削刀片463b相互对置。即，第一主轴单元46a和第二主轴单元46b分别以轴心朝向分度进给方向(Y轴方向)的方式配设在一条直线上。另外，上述第一切削刀片463a和第二切削刀片463b采用不同种类的刀片，上述第一切削刀片463a形成为厚度例如大约为40μm，用于除去测试用的金属图案，第二切削刀片463b形成为厚度例如大约为20μm，用于进行切断。

参照图1和图3继续进行说明，图示的实施方式中的切削装置具备第一修整板支承台5a和第二修整板支承台5b，该第一修整板支承台5a和第二修整板支承台5b与上述卡盘工作台34相邻地配设成能够与卡盘工作台34一起在加工进给方向(X轴方向)移动。第一修整板支承台5a在作为第一切削构件的第一主轴单元46a侧配设于移动基座32。并且，第二修整板支承台5b在作为第二切削构件的第二主轴单元46b侧配设于移动基座32。第一修整板支承台5a具有第一吸附台51a，第二修整板支承台5b具有第二吸附台51b(参照图1)，该第一吸附台51a和第二吸附台51b分别与未图示的抽吸构件连接。在以上述方式构成的第一修整板支承台5a的第一吸附台51a载置有第一修整板6a，在以上述方式构成的第二修整板支承台5b的第二吸附台51b载置有第二修整板6b，通过使未图示的抽吸构件工作，第一修整板6a被吸附保持在第一吸附台51a上，第二修整板6b被吸附保持在第二吸附台51b上。另外，第一修整板6a由适于进行第一切削刀片463a的修锐的磨具形成，第二修整板6b由适于进行上述第二切削刀片463b的修锐的磨具形成。

图示的实施方式中的切削装置以上述方式构成，以下对其作用进行说明。

图4中示出作为被加工物的半导体晶片的立体图。图4所示的半导体晶片10在表面10a呈格子状地形成有多个间隔道101，并且，在由该多个间隔道101划分出的多个区域中形成有IC、LSI等器件102。另外，在该半导体晶片10的间隔道101中局部地配设有多个用于测试器件102的功能的被称为测试元件组(Teg)的测试用的金属图案104。该半导体晶片10粘贴在装配于环状的切割框F的切割带T的表面。以这种方式经由切割带T支承于切割框F的半导体晶片10通过未图示的输送构件被载置于上述卡盘工作台34。当半导体晶片10被载置于卡盘工作台34后，使未图示的抽吸构件工作，由此半导体晶片10经由切割带T被吸附保持在卡盘工作台34上。另外，经由切割带T支承半导体晶片10的切割框F由装配于卡盘工作台34的夹紧器343固定。

当以上述方式将半导体晶片10吸附保持在卡盘工作台34上后，使加工进给构件36工作，从而将吸附保持有半导体晶片10的卡盘工作台34移动至加工区域60。接着，使第一分度进给构件43a和第一切入进给构件45a工作，如图5的(a)所示，将第一主轴单元46a的第一切削刀片463a以预定的切入深度H1定位在下述位置：该位置与吸附保持于卡盘工作台34的半导体晶片10的间隔道中的图中最左侧的间隔道101对应。此时，如图6中以实线所示，第一切削刀片463a在上述间隔道101的延长线上被定位在露出于晶片10的外周缘和切割框F之间的切割带T的上方。并且，使第二分度进给构件43b工作，如图5的(a)所示，将第二主轴单元46b的第二切削刀片463b定位在半导体晶片10的左侧。接着，使第一切削刀片463a朝箭头A所示的方向旋转，并且，使加工进给构件36工作，从而使卡盘工作台34在图5的(a)中的与纸面垂直的方向、即图6中的箭头X1所示的方向进行加工进给，由此，如图5的(b)所示，沿着半导体晶片10的图中最左侧的间隔道101形成预定深度HI的切削槽G1(第一切削工序)。另外，在上述加工进给上，使卡盘工作台34移动，直到第一切削刀片463a如图6中的双点划线所示地位于在晶片10的外周缘(在图6中为右端)与切割框F之间露出的切割带T的上方为止。由此，形成于间隔道101的表面的测试用的金属图案(参照图4)被除去。这样，当沿着半导体晶片10的位于图5的(b)中的最左侧的间隔道101形成了切削槽G1后，使第一切入进给构件45a工作，从而使第一主轴单元46a的第一切削刀片463a朝上方移动预定量，使第一分度进给构件43a工作，从而在图5中朝右侧以与间隔道的间隔相当的量进行分度进给，并使加工进给构件36工作，从而使卡盘工作台34朝图6中的箭头X1所示的方向的相反方向移动，由此将第一切削刀片463a与半导体晶片10之间的在箭头X1所示的方向的相对位置定位成图6中以实线所示的位置。接着，使第一切入进给构件45a工作，使第一切削刀片463a朝下方进行预定量的切入进给，从而将第一切削刀片463a以预定的切入深度H1定位在与图5中的从左侧起第二条间隔道101对应的位置。然后，如上所述，使第一切削刀片463a朝箭头A所示的方向旋转，并且，使加工进给构件36工作，从而使卡盘工作台34在图6中的箭头X1所示的方向进行切削进给，由此，沿着图5中的从左侧起第二条间隔道101形成预定深度H1的第一切削槽G1。

如上所述，当利用第一主轴单元46a的第一切削刀片463a例如沿着两条间隔道形成了第一切削槽G1后，如图7的(a)所示，将第一主轴单元46a的第一切削刀片463a以预定的切入深度H1定位在与半导体晶片10的从图中左侧起第三条间隔道101对应的位置，并且，使第二分度进给构件43b和第二切入进给构件45b工作，从而将第二主轴单元46b的第二切削刀片463b以能够到达切割带12的切入深度H2定位在下述位置：该位置与半导体晶片10的图中最左侧的形成有第一切削槽G1的间隔道101对应。因此，第二切削刀片463b被定位在以上述方式利用第一切削刀片463a形成的第一切削槽G1的宽度方向中心位置。此时，如图8中以实线所示，第二切削刀片463b在上述间隔道101的延长线上被定位在露出于晶片10的外周缘与切割框F之间的切割带T上。另外，与上述同样地如图6中以实线所示，第一切削刀片463a在上述间隔道101的延长线上被定位在露出于晶片10的外周缘与切割框F之间的切割带T的上方。接着，使第一切削刀片463a朝图6中箭头A所示的方向旋转，使第二切削刀片463b朝图8中箭头B所示的方向旋转，并且，使加工进给构件36工作，从而使卡盘工作台34在图7的(a)中的与纸面垂直的方向、即图8中的箭头X1所示的方向进行加工进给。结果，如图7的(b)所示，沿着形成于半导体晶片10的图中最左侧的间隔道101的第一切削槽G1从第一切削槽G1的底部形成深度为H3的第二切削槽G2(第二切削工序)，并且，沿着图中从左侧起第三条间隔道101形成预定深度H1的第一切削槽G1。另外，在上述切削进给中，使卡盘工作台34移动，直到第一切削刀片463a如图6中的双点划线所示地到达在晶片10的外周缘(在图6中为右端)与切割框F之间露出的切割带T，并且第二切削刀片463b如图8中的双点划线所示地到达在晶片10的外周缘(在图8中为右端)与切割框F之间露出的切割带T为止。通过反复进行以上的操作，来沿着形成于半导体晶片10的预定方向的间隔道101形成第一切削槽G1和第二切削槽G2，从而半导体晶片10沿着间隔道101被切断。

在反复实施上述的切削作业，从而沿着形成于半导体晶片10的预定方向的间隔道101形成了上述第一切削槽G1和第二切削槽G2后，使吸附保持有半导体晶片10的卡盘工作台34旋转90度，并进行与上述切削作业同样的切削作业，由此，沿着形成于半导体晶片10并形成于与预定方向正交的方向的间隔道101，形成上述第一切削槽G1和第二切削槽G2。这样，在半导体晶片10上，沿着形成于预定方向的间隔道101和形成于与预定方向正交的方向的间隔道101，形成上述第一切削槽G1和第二切削槽G2，由此，半导体晶片10被分割成一个个器件。另外，由于一个个地被分割开的器件粘贴于切割带T，因此这些器件不会变得散乱，而是维持半导体晶片10的形态。

如果持续实施上述的切削作业，则第一切削刀片463a和第二切削刀片463b发生钝化从而切削能力下降。因此，在对预定片数的半导体晶片10实施了上述切削作业后，实施对第一切削刀片463a和第二切削刀片463b进行修整的修整工序。即，使加工进给构件36工作，如图9的(a)所示，使由第一修整板支承台5a保持的第一修整板6a和由第二修整板支承台5b保持的第二修整板6b移动到加工区域60。接着，使第一分度进给构件43a工作，将第一主轴单元46a的第一切削刀片463a定位在与第一修整板6a对应的位置，并且，使第二分度进给构件43b工作，将第二主轴单元46b的第二切削刀片463b定位在与第二修整板6b对应的位置。然后，使第一切入进给构件45a工作，将第一切削刀片463a定位在距离第一修整板6a的表面预定切入深度的位置，并且，使第二切入进给构件45b工作，将第二切削刀片463b定位在距离第二修整板6b的表面预定切入深度的位置。接着，使第一切削刀片463a朝箭头A所示的方向旋转，使第二切削刀片463b朝箭头B所示的方向旋转，并且，使加工进给构件36工作，使由第一修整板支承台5a保持的第一修整板6a和由第二修整板支承台5b保持的第二修整板6b朝箭头X1所示的方向移动。然后，如图9的(b)所示，第一修整板6a一直移动直到通过第一切削刀片463a，第二修整板6b一直移动直到通过第二切削刀片463b，由此，第一切削刀片463a通过切削第一修整板6a而被修锐，第二切削刀片463b通过切削第二修整板6b而被修锐。

如上所述，图示的实施方式中的切削装置具备保持有第一修整板6a的第一修整板支承台5a和保持有第二修整板6b的第二修整板支承台5b，该第一修整板支承台5a和第二修整板支承台5b与卡盘工作台34相邻地配设成能够与卡盘工作台34一起在加工进给方向(X轴方向)移动，因此，即便在卡盘工作台34保持有被加工物，也能够适当地实施第一切削刀片463a和第二切削刀片463b的修整。此外，即便在第一切削刀片463a和第二切削刀片463b的种类不同的情况下，也能够在第一修整板支承台5a和第二修整板支承台5b分别保持适合于第一切削刀片463a和第二切削刀片463b的修整板并进行修整。

Claims (2)

1.一种切削装置，该切削装置具备：卡盘工作台，该卡盘工作台用于保持被加工物；加工进给构件，该加工进给构件使所述卡盘工作台在加工进给方向移动；第一切削构件，该第一切削构件具有第一切削刀片，该第一切削刀片装配于第一旋转主轴，该第一旋转主轴配设成能够沿与所述加工进给方向正交的分度进给方向移动；第一分度进给构件，该第一分度进给构件使所述第一切削构件在分度进给方向移动；第二切削构件，该第二切削构件具有第二切削刀片，该第二切削刀片与所述第一切削刀片对置地装配于第二旋转主轴，该第二旋转主轴与所述第一旋转主轴配设在同一轴线上；以及第二分度进给构件，该第二分度进给构件使所述第二切削构件在分度进给方向移动，

所述切削装置的特征在于，

所述切削装置具备：

第一修整板支承台，该第一修整板支承台与所述卡盘工作台相邻地配设在所述第一切削构件侧，且配设成能够与所述卡盘工作台一起在加工进给方向移动，并且该第一修整板支承台用于保持修整板；以及

第二修整板支承台，该第二修整板支承台与所述卡盘工作台相邻地配设在所述第二切削构件侧，且配设成能够与所述卡盘工作台一起在加工进给方向移动，并且该第二修整板支承台用于保持修整板。

2.根据权利要求1所述的切削装置，其中，

所述第一切削刀片和第二切削刀片的种类不同，在所述第一修整板支承台保持有与所述第一切削刀片对应的第一修整板，在所述第二修整板支承台保持有与所述第二切削刀片对应的第二修整板。

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