CN102097373B - 切削装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种切削装置，其能够实现切削液的稳定抽吸、且不会引起被加工物的器件不良。切削装置具备：抽吸口，其配设在供给至切削刀具的切削液随切削刀具的旋转而飞散的一侧；流入通道，其与抽吸口连接；流体分离机构主体，其具有第一开口部、第二开口部、和第三开口部，第三开口部形成于与第一开口部相同的高度或形成于比第一开口部要低的位置，用于将切削液排出；抽吸源，其与上述第二开口部连接；和排出通道，其一端与第三开口部连接，在其另一端具有形成于与第一开口部相同的高度或形成于比第一开口部要低的位置的排出口，排出通道使流体分离机构主体内的液体排出，排出通道具有使排出口始终充满液体从而防止外部气体流入的液体蓄积部。

Description

切削装置

技术领域

本发明涉及一种切削装置，该切削装置具备：切削刀具，其用于切削被加工物；以及切削液供给构件，其向切削刀具供给切削液。

背景技术

在半导体器件的制造工艺中，在半导体晶片表面形成多个IC(Integrated Circuit：集成电路)、LSI(Large-scale Integration：大规模集成电路)或固体摄像元件等器件。然后，通过沿着对各个器件进行分区的被称为间隔道的分割预定线利用切削装置切削晶片，来将晶片分割成一个个器件。

作为切削装置广泛使用被称作划片机(dicer)的切削装置，划片机具备包含切削刀具的切削构件。切削刀具具有切削刃，该切削刃利用金属或树脂等固定金刚石或CBN(Cubic Boron Nitride：立方氮化硼)等超硬磨粒而成，且厚度大约为几十～几百微米，该切削刀具一边以大约30000rpm的高速进行旋转一边切入被加工物，将被加工物的一部分切削除去，由此来分割被加工物。

为了对通过切削产生的加工热进行冷却，并且为了将通过切削产生的切屑从被加工物上排出，在划片机中一边对加工点(切削刀具与被加工物接触的点)和被加工物上表面供给切削液一边进行切削。

特别是在被加工物为在表面形成有CCD(Charge Coupled Device：电荷耦合器件)或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor：互补金属氧化物半导体)等摄像器件的晶片、或在表面形成有滤光器、光拾取器件等光器件的基板的情况下，如果切屑附着在器件上，则会引起器件不良，因此非常重视防止切屑的附着。

切屑一旦附着在被加工物上并干燥，就非常难以在随后的清洗工序中去除，因此，如日本特开2007－69280号公报所公开的那样，提出有从被加工物上抽吸含有在切削过程中产生的切屑的切削液并将其排出的机构。

专利文献1：日本特开2007－69280号公报

然而，即使如专利文献1所公开的那样欲使用抽吸源来抽吸切削液，也存在这样的问题：与切削液一起被抽吸源抽吸的空气阻碍切削液的抽吸，抽吸状态不稳定。

发明内容

本发明是鉴于这样的问题而完成的，其目的在于提供一种能够实现切削液的稳定抽吸、且不会引起被加工物的器件不良的切削装置。

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，该卡盘工作台保持被加工物；切削构件，该切削构件包括切削刀具和主轴，所述切削刀具用于对保持于所述卡盘工作台的被加工物进行切削，所述主轴使所述切削刀具旋转；以及切削液供给构件，该切削液供给构件对所述切削刀具供给切削液，所述切削装置的特征在于，所述切削装置具备：抽吸口，该抽吸口配设在所述切削液随着该切削刀具的旋转而飞散的一侧；流入通道，该流入通道的一端与所述抽吸口连接，经由所述抽吸口抽吸来的所述切削液在该流入通道内流动；流体分离机构主体，该流体分离机构主体具有第一开口部、第二开口部和第三开口部，所述第一开口部与所述流入通道的另一端连接，所述第二开口部开口于比所述第一开口部靠上方的位置，所述第三开口部形成于比所述第二开口部低的位置，且形成于与所述第一开口部相同高度的位置或比所述第一开口部低的位置，所述第三开口部用于将经由所述第一开口部流入的所述切削液排出；抽吸源，该抽吸源与所述流体分离机构主体的所述第二开口部连接；以及排出通道，该排出通道的一端与所述第三开口部连接，在该排出通道的另一端具有排出口，该排出口形成于与所述第一开口部相同高度的位置或比所述第一开口部低的位置，该排出通道用于使所述流体分离机构主体内的所述切削液排出，所述排出通道具有液体蓄积部，该液体蓄积部使所述排出口始终充满液体从而防止外部气体的流入。

根据本发明，由于使抽吸的切削液与空气分离的流体分离机构设置在抽吸并排出切削液的路径上，所以能够实现抽吸状态的稳定化。此外，由于在排出通道形成有始终滞留有液体的液体蓄积部，所以能够防止在抽吸开始时从排出口抽吸空气，能够增强抽吸口的抽吸力。

附图说明

图1是切削装置的外观立体图。

图2是表示将切削刀具装配于主轴的情形的分解立体图。

图3是切削刀具装配于主轴后的状态的立体图。

图4是与废液回收构件连接的刀具罩的立体图。

图5是表示切削时的作用的纵剖视图。

图6的(A)是抽吸源工作时的第一实施方式所涉及的流体分离机构的纵剖视图，图6的(B)是抽吸停止时的第一实施方式的流体分离机构的纵剖视图。

图7是本发明第二实施方式所涉及的流体分离机构的纵剖视图。

图8是本发明第三实施方式所涉及的流体分离机构的纵剖视图。

标号说明

18：卡盘工作台；24：切削构件(切削单元)；28：切削刀具；56：池液供给构件；58：刀具罩；74、74A、74B：废液回收构件；76：流入通道；78、78A、78B：流体分离机构；80：抽吸源；82：罐体(流体分离机构主体)；86：液体蓄积部；88：蓄液容器。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。图1表示本发明实施方式的切削装置2的外观。在切削装置2的前表面侧设有用于由操作者输入加工条件等对装置的指示的操作构件4。在装置上部设有显示对操作者的引导画面或利用后述的摄像构件拍摄到的图像的CRT(Cathode Ray Tube：阴极射线管)等显示构件6。

标号8是晶片盒，在晶片盒8中收纳有多片(例如25片)经由切割带支承于环状框架的半导体晶片。晶片盒8被载置在能够上下动作的盒升降机9上。

在晶片盒8的后方配设有搬出搬入构件10，该搬出搬入构件10从晶片盒8搬出切削前的晶片W，并将切削后的晶片搬入晶片盒8。在晶片盒8与搬出搬入构件10之间设有临时放置区域12，该临时放置区域12是临时载置作为搬出搬入对象的晶片的区域，在临时放置区域12配设有对位构件14，该对位构件14使晶片W对准固定的位置。

在临时放置区域12的附近配设有搬送构件16，该搬送构件16具有吸附并搬送与晶片W成为了一体的框架F的回转臂，被搬出至临时放置区域12的晶片W由搬送构件16吸附并搬送到卡盘工作台18上，该晶片W被该卡盘工作台18吸引，并通过利用多个固定构件(夹紧器)19固定框架F而被保持在卡盘工作台18上。

卡盘工作台18形成为能够旋转且能够沿X轴方向往复动作的结构，在卡盘工作台18的X轴方向的移动路径的上方配设有校准构件20，该校准构件20用于检测晶片W的应该切削的间隔道。

校准构件20具备用于拍摄晶片W的表面的摄像构件22，该校准构件20能够根据由拍摄取得的图像通过图案匹配等处理来检测应当切削的间隔道。由摄像构件22取得的图像显示于显示构件6。摄像构件22除了具备利用可见光线进行拍摄的普通的照相机之外还具备红外线照相机。

在校准构件20的左侧配设有对保持于卡盘工作台18的晶片W实施切削加工的切削构件24。切削构件24与校准构件20构成为一体，二者联动地在Y轴方向和Z轴方向移动。

如图3所示，切削构件24构成为在能够旋转的主轴26的末端装配有切削刀具28，且该切削构件24能够沿Y轴方向和Z轴方向移动。切削刀具28位于摄像构件22的X轴方向的延长线上。

在本实施方式中，切削刀具28整体都被刀具罩58覆盖。标号56是池液供给构件，池液供给构件56在晶片等被加工物的切削过程中使被加工物上表面与刀具罩58的底部之间充满池液(プール液)，在本实施方式中池液供给构件56设置在刀具罩58的外部。

标号25是将切削结束后的晶片W搬送到清洗装置27的搬送构件，在清洗装置27中，对晶片W进行清洗并从空气喷嘴喷出空气以对晶片W进行干燥。

参照图2，示出了表示末端固定有刀具座36的主轴26与切削刀具28之间的装配关系的分解立体图。主轴26以能够旋转的方式收纳在切削构件(切削单元)24的主轴壳体32中。

刀具座36具有凸台部38和与凸台部38形成为一体的固定凸缘40。在凸台部38形成有外螺纹42。将刀具座36的装配孔插到主轴26的未图示的末端小径部和带锥度的部分上，并将螺母44与形成在主轴26的末端小径部处的外螺纹螺合并拧紧，由此，刀具座36被安装于主轴26的末端部。

将切削刀具28的装配孔52插到刀具座36的凸台部38上，并将固定螺母54与凸台部38的外螺纹42螺合并拧紧，由此，如图3所示，切削刀具28被安装于主轴26。

切削刀具28被称作毂状刀具(hub blade)，其是在具有圆形毂48的圆形基座46的外周具有切削刃50的电铸刀片，其中所述切削刃通过镀镍将金刚石磨粒固定而形成。切削刀具28的切削刃50具有20～30μm的厚度。

参照图4，示出了本发明实施方式所涉及的刀具罩58的立体图。刀具罩58具有第一罩60和通过例如紧固螺钉等以能够装卸的方式固定于第一罩60的第二罩62。

刀具罩58具有：顶部58a；与顶部58a对置的底部58b，该底部58b具有开口64，切削刀具28的末端从该开口64凸出；以及侧壁部58c，该侧壁部58c连接顶部58a和底部58b。

刀具罩58划分出了空间部66，切削刀具28被插入于该空间部66中，除了切削刀具28的从开口64凸出的作为加工点发挥作用的末端部之外，切削刀具28都由刀具罩58覆盖。

刀具罩58具有切削液供给通道68，切削液供给通道68的一端与切削液供给源70连接，在切削液供给通道68的另一端形成有喷出口72，该喷出口72朝切削刀具28所插入的空间部66喷出切削液。利用切削液供给通道68、切削液供给源70以及切削液喷出口72构成切削液供给构件。

标号74是废液回收构件，该废液回收构件74由流入通道(筒体)76、流体分离机构78和抽吸源80构成，流入通道76的一端与刀具罩58的侧壁部58c连接，流入通道76以倾斜预定角度的方式安装，流体分离机构78与流入通道76的另一端部连接，抽吸源80与流体分离机构78连接。

流入通道76的倾斜角度优选相对于卡盘工作台18的保持面在30度以下。该倾斜角度越小，越能够利用抽吸源80进行稳定的连续抽吸。废液回收构件74配设在被供给至切削刀具28的切削液随着切削刀具28的旋转而飞散的一侧。

在刀具罩58的侧壁部58c形成有废液回收构件74的抽吸口66a，刀具罩58的空间部66和流入通道76的内部通过该抽吸口66a而连通。在流入通道76的一端部还形成有在底部开设的开口76a。

参照图6的(A)，示出了抽吸源80工作时的本发明第一实施方式的流体分离机构78的纵剖视图。图6的(B)是抽吸源80停止时的流体分离机构78的纵剖视图。

流体分离机构78具有罐体(流体分离机构主体)82和与罐体82连接的排出通道84。罐体82具有：第一开口部82a，其与流入通道76连接；第二开口部82b，其在比第一开口部82a靠上方的位置与抽吸源80连接；以及第三开口部82c，其形成于比第二开口部82b要低、且比第一开口部82a要低的位置，第三开口部82c用于将流入罐体82内的废液(切削液)排出。第三开口部82c也可以形成于与第一开口部82a相同的高度。

排出通道84的一端84a与罐体82的第三开口部82c连接，形成于排出通道84的另一端的排出口84b开口于比罐体82的第一开口部82a要低的位置。也可以使排出口84b开口于与第一开口部82a相同的高度。

在排出通道84的排出口84b的附近形成有弯折成大致直角的液体蓄积部86。如图6的(B)所示，在抽吸源80的工作停止的状态下，液体蓄积部86内始终充满废液。

由此，当抽吸源80工作而开始进行抽吸时，能够防止从排出口84b抽吸空气，能够使抽吸口66a的抽吸力瞬间上升从而将含有切屑的废液高效地抽吸到流体分离机构78内。

接下来，参照图5和图6，对上述实施方式的作用进行说明。如图1所示，作为被加工物的晶片W在经由切割带T支承于环状框架F的状态下由卡盘工作台18吸引保持。

使由卡盘工作台18保持的晶片W在X轴方向移动，从而移动至摄像构件22的正下方，利用摄像构件22拍摄晶片W，并利用校准构件20实施检测应当切削的间隔道的校准。

根据该校准，在进行了想要切削的间隔道与切削刀具28之间的位置对准的状态下，如图5所示地使切削刀具28一边朝箭头A方向以大约30000rpm的高速进行旋转一边切入晶片W，并进一步使卡盘工作台18朝箭头B方向进行加工进给，由此，位置对准后的间隔道被切削。

当利用切削刀具28切削间隔道时，从池液供给构件56供给池液57，使保持于卡盘工作台18的晶片W与刀具罩58的底部之间充满池液57，并且，一边从切削液喷出口72朝切削刀具28的切削刃50喷出切削液，一边完成对晶片W的间隔道的切削。作为切削液和池液57，一般使用纯水。

通过切削而产生的切屑的一部分与切削液一起随着切削刀具28的旋转而连带进行旋转，含有切屑的切削液的一部分经由形成于刀具罩58的侧壁部58c的抽吸口66a如箭头C所示地被带入废液回收构件74的流入通道76内，并通过抽吸源80的工作而被经由流体分离机构78抽吸除去。

喷出口72配设在切削液的液流的上游侧，并且朝切削刀具28供给的切削液形成为相对于切削刀具28的外周向切线方向喷出，因此，不会阻碍随着切削刀具28的旋转而连带旋转的含有切屑的切削液的流动，能够有效地将含有切屑的切削液排出。

另一方面，通过切削而产生、且未被带入切削液中的剩余的切屑悬浮在池液57中。该池液57的一部分经由废液回收构件74的流入通道76的开口76a被带入流入通道76内，并通过抽吸源80的工作而被从晶片W上抽吸除去。

如图6的(A)所示，通过抽吸源80的工作而经由流入通道76抽吸至流体分离机构78的罐体(流体分离机构主体)82内的、含有切屑的切削液(废液)75蓄积在罐体82的下部部分，并经由排出通道84从排出口84b排出。

这样，在本实施方式的流体分离机构78中，通过抽吸源80的工作而被抽吸的空气和废液75分离，仅空气被抽吸源抽吸，从而抽吸通道的中途不会被废液75阻挡，因此能够实现稳定的抽吸，利用流体分离机构78分离后的废液75被从排出口84b稳定地排出。

根据本实施方式，从刀具罩58内部朝切削刀具28供给切削液，刀具罩58覆盖切削刀具28的大致整体，并且，刀具罩58的底部与晶片W之间充满池液57，由于在该状态下完成切削，因此，含有切屑的切削液不会飞散至晶片W上，切屑由废液回收构件74从晶片W上积极地回收。

此外，由于在切削加工中始终从池液供给构件56供给池液，因此晶片W的上表面不会干燥，能够防止切屑紧固在晶片W上。

在抽吸源80的抽吸量不足的情况下无法充分地抽吸除去切屑，相反，在抽吸量过剩的情况下会使晶片W的与开口76a相对的上表面局部干燥，因此切屑会紧固于晶片W的上表面，因此，优选根据流入通道76的倾斜角度和所切削的晶片W的表面状态适当地调整抽吸量和池液供给量。

参照图7，示出了本发明第二实施方式的废液回收构件74A的纵剖视图。本实施方式的废液回收构件74A与第一实施方式同样地具有：流入通道(筒体)76；与流入通道76连接的流体分离机构78A；以及与流体分离机构78A连接的抽吸源80。

流体分离机构78A具有：与第一实施方式相同的罐体82；与罐体82的第三开口部82c连接的排出通道84A；以及经销90安装于排出通道84A的末端部的蓄液容器88。

当抽吸源80的工作停止时，废液始终滞留在该蓄液容器88内，因此能够与第一实施方式的流体分离机构78同样地防止在利用抽吸源80开始进行抽吸时从排出口84b抽吸空气，能够立即确保抽吸口66a的抽吸力。

参照图8，示出了本发明第三实施方式的废液回收构件74B的纵剖视图。与上述第一、第二实施方式相同，废液回收构件74B具有：流入通道(筒体)76；与流入通道76连接的流体分离机构78B；以及与流体分离机构78B连接的抽吸源80。

流体分离机构78B具有：与上述第一、第二实施方式相同的罐体(流体分离机构主体)82；以及与罐体82的第三开口部82c连接的排出通道84。排出通道84的末端部被弯折而形成了液体蓄积部86a。

在本实施方式中，与排出通道84连接的罐体82的第三开口部82c形成于与第一开口部82a大致相同的高度。本实施方式的作用与上述第一实施方式相同，因此省略其说明。

Claims (1)

1.一种切削装置，该切削装置具备：

卡盘工作台，该卡盘工作台保持被加工物；

切削构件，该切削构件包括切削刀具和主轴，所述切削刀具用于对保持于所述卡盘工作台的被加工物进行切削，所述主轴使所述切削刀具旋转；以及

切削液供给构件，该切削液供给构件对所述切削刀具供给切削液，

所述切削装置的特征在于，

所述切削装置具备：抽吸口，该抽吸口配设在所述切削液随着该切削刀具的旋转而飞散的一侧；

流入通道，该流入通道的一端与所述抽吸口连接，经由所述抽吸口抽吸来的所述切削液在该流入通道内流动；

流体分离机构主体，该流体分离机构主体具有第一开口部、第二开口部和第三开口部，所述第一开口部与所述流入通道的另一端连接，所述第二开口部开口于比所述第一开口部靠上方的位置，所述第三开口部形成于比所述第二开口部低的位置，且形成于与所述第一开口部相同高度的位置或比所述第一开口部低的位置，所述第三开口部用于将经由所述第一开口部流入的所述切削液排出；

抽吸源，该抽吸源与所述流体分离机构主体的所述第二开口部连接；以及

排出通道，该排出通道的一端与所述第三开口部连接，在该排出通道的另一端具有排出口，该排出口形成于与所述第一开口部相同高度的位置或比所述第一开口部低的位置，该排出通道用于使所述流体分离机构主体内的所述切削液排出，

所述排出通道具有液体蓄积部，该液体蓄积部使所述排出口始终充满液体从而防止外部气体的流入。