JP2006237206A - 切削装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 切削ブレードの回転によって飛散せしめられた廃液のミストが蔓延するのを抑制することができる切削装置を提供する。
【解決手段】 切削ブレード４３を装着した回転スピンドル４２と、回転スピンドルを回転可能に支持するスピンドルハウジング４１と、スピンドルハウジングに取付けられ切削ブレードを覆うブレードカバー手段４４と、ブレードカバー手段に支持され切削ブレードによる切削領域に切削水を供給する切削水噴出ノズル４４３を備えた切削手段を具備している切削装置であって、ブレードカバー手段には切削ブレードの回転によって飛散せしめられた廃液のミストを気体と液体に分離する気液分離手段５が配設されている。
【選択図】 図３

Description

本発明は、半導体ウエーハ等の被加工物を切削する切削装置に関する。

半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に配列されたストリートと呼ばれる分割予定ラインによって複数の領域が区画され、この区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等の回路を形成する。そして、半導体ウエーハを分割予定ラインに沿って切断することにより回路が形成された領域を分割して個々の半導体チップを製造している。また、サファイヤ基板の表面に窒化ガリウム系化合物半導体等が積層された光デバイスウエーハも分割予定ラインに沿って切断することにより個々の発光ダイオード、レーザーダイオード等の光デバイスに分割され、電気機器に広く利用されている。

上述した半導体ウエーハや光デバイスウエーハ等のストリートに沿った切断は、通常、ダイサーと称されている切削装置によって行われている。この切削装置は、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備えた切削手段と、チャックテーブルと切削手段とを相対的に移動せしめる切削送り手段とを具備している。切削手段は、回転スピンドルと該スピンドルに装着された切削ブレードおよび回転スピンドルを回転駆動する駆動機構を備えたスピンドルユニットを含んでいる。（例えば、特許文献１参照。）
特開平７−１０６２８４号公報

上述した切削装置においては、切削ブレードを２００００〜４００００rpmの回転速度で回転し、切削ブレードによる切削領域に切削水を供給しつつ切削する。しかるに、切削領域に供給された切削水は、切削ブレードの高速回転に起因して切削粉とともに廃液となって飛散せしめられる。このため、飛散した廃液のミストが切削領域の周囲に蔓延して切削領域を視認することが困難になるとともに、廃液のミストが装置の構成要素内に侵入して精密部品を損傷させるという問題がある。

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、切削ブレードの回転によって飛散せしめられた廃液のミストが蔓延するのを抑制することができる切削装置を提供することにある。

上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、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備えた切削手段と、チャックテーブルと切削手段とを相対的に移動せしめる切削送り手段とを具備し、該切削手段が該切削ブレードを装着した回転スピンドルと、該回転スピンドルを回転可能に支持するスピンドルハウジングと、該スピンドルハウジングに取付けられ該切削ブレードを覆うブレードカバー手段と、該ブレードカバー手段に支持され切削ブレードによる切削領域に切削水を供給する切削水噴出ノズルを備えている、切削装置において、
該ブレードカバー手段には、該切削ブレードの回転によって飛散せしめられた廃液のミストを気体と液体に分離する気液分離手段が配設されている、
ことを特徴とする切削装置が提供される。

上記気液分離手段は、切削ブレードの前側側面を覆う前カバー壁と、該カバー壁と連続して形成され切削ブレードの回転によって飛散せしめられた廃液のミストを案内する円弧状の案内壁と、該円弧状の案内壁の内面に沿って形成されるミスト案内通路の上側を覆う上壁と、ミスト案内通路の下側を覆い排出口を備えた底壁を具備している。
また、上記ブレードカバー手段は上記スピンドルハウジングに取付けられた固定カバー部材と該固定カバー部材に着脱可能に装着される可動カバー部材とからなっており、上記気液分離手段は可動カバー部材に着脱可能に装着されている。

本発明による切削装置は、切削ブレードを覆うブレードカバー手段に、切削ブレードの回転によって飛散せしめられた廃液のミストを気体と液体に分離する気液分離手段が配設されているので、切削ブレードの回転によって飛散せしめられた廃液のミストが、切削領域の周囲に蔓延することはない。

以下、本発明に従って構成された切削装置の好適な実施形態について、添付図面を参照して、更に詳細に説明する。

図１には、本発明に従って構成された切削装置の斜視図が示されている。図示の実施形態における切削装置は、略直方体状の装置ハウジング２を具備している。この装置ハウジング２内には、被加工物を保持するチャックテーブル３が切削送り方向である矢印Ｘで示す方向に移動可能に配設されている。チャックテーブル３は、吸着チャック支持台３１と、該吸着チャック支持台３１上に配設された吸着チャック３２を具備しており、該吸着チャック３２の上面である保持面上に被加工物を図示しない吸引手段を作動することによって吸引保持するようになっている。また、チャックテーブル３は、図示しない回転機構によって回転可能に構成されている。なお、チャックテーブル３１には、被加工物として後述する半導体ウエーハを保護テープを介して支持する支持フレームを固定するためのクランプ３３が配設されている。このように構成されたチャックテーブル３は、図示しない切削送り手段によって、矢印Ｘで示す切削送り方向に移動せしめられるようになっている。

図示の実施形態における切削装置は、切削手段としてのスピンドルユニット４を具備している。スピンドルユニット４について、図２および図３を参照して説明する。
スピンドルユニット４は、図示しない移動基台に装着され割り出し方向である矢印Ｙで示す方向および切り込み方向である矢印Ｚで示す方向に移動調整されるスピンドルハウジング４１と、該スピンドルハウジング４１に回転自在に支持された回転スピンドル４２と、該回転スピンドル４２の前端部に装着された切削ブレード４３とを具備している。スピンドルハウジング４１の先端には、切削ブレード４３の周囲を覆うブレードカバー手段４４が装着されている。このブレードカバー手段４４は、固定カバー部材４４１と該固定カバー部材４４１に着脱可能に装着される可動カバー部材４４２を備えている。固定カバー部材４４１は、スピンドルハウジング４１の先端に適宜の固定手段によって取付けられている。この固定カバー部材４４１には、切削水噴出ノズル４４３が装着されているとともに、該切削水噴出ノズル４４３と連通する給水パイプ４４４が取付けられている。可動カバー部材４４２にも、切削水噴出ノズル４４５が装着されているとともに、該切削水噴出ノズル４４５と連通する給水パイプ４４６が取付けられている。なお、固定カバー部材４４１に装着された切削水噴出ノズル４４３と可動カバー部材４４２に装着された切削水噴出ノズル４４５は、切削ブレード４３の後側（スピンドルハウジング４１側）と前側に配置される。また、上記給水パイプ４４４および４４６は、図示しない切削水供給手段に接続される。

ここで、可動カバー部材４４２を固定カバー部材４４１に着脱可能に装着する取付け構造について、主に図３を参照して説明する。固定カバー部材４４１には、装着面４４１aに開口するネジ穴４４１bが設けられているとともに、装着面４４１aから突出する２個の位置決め突起４４１ｃ、４４１ｃが設けられている。一方、可動カバー部材４４２には、固定カバー部材４４１に設けられたネジ穴４４１bと対応する位置に貫通穴４４２aが形成されている。また、可動カバー部材４４２の固定カバー部材４４１と対向する被装着面には、固定カバー部材４４１に設けられた２個の位置決め突起４４１c、４４１cがそれぞれ嵌合する２個の位置決め穴（図示せず）が形成されている。このように構成された可動カバー部材４４２は、被装着面に形成された図示しない２個の位置決め穴を固定カバー部材４４１に設けられた２個の位置決め突起４４１c、４４１cに嵌合することにより、固定カバー部材４４１に対して所定の位置関係となる。この状態においては、固定カバー部材４４１に設けられたネジ穴４４１bと可動カバー部材４４２に設けられた貫通穴４４２aが対向して位置付けられる。そして、可動カバー部材４４２に設けられた貫通穴４４２aに取付けボルト４５を挿入し、この取付けボルト４５を固定カバー部材４４１に設けられたネジ穴４４１aに螺合することにより、可動カバー部材４４２は固定カバー部材４４１に取付けられる。なお、可動カバー部材４４２には、後述する気液分離手段を取付けるための２個のネジ穴４４２b、４４２bが形成されている。

図示の実施形態におけるスピンドルユニット４は、ブレードカバー手段４４に配設され切削ブレード４３の回転によって飛散せしめられた廃液のミストを気体と液体に分離する気液分離手段５を具備している。この気液分離手段５について、図２乃至図６を参照して説明する。
図示の実施形態における気液分離手段５は、例えばステンレス鋼板によって形成されており、特に図５および図６に明確に示すように切削ブレード４３の側面を覆う前カバー壁５１と、該前カバー壁５１と連続して形成され切削ブレード４３の回転によって飛散せしめられた廃液のミストを案内する円弧状の案内壁５２と、該円弧状の案内壁５２の内面に沿って形成されるミスト案内通路５０の上側を覆う上壁５３と、ミスト案内通路５０をミスト受け入れ部５０１と気液分離室５０２に区画する仕切り壁５４と、ミスト受け入れ部５０１の下側を覆う第１の底壁５５１と、気液分離室５０２の下側を覆う第２の底壁５５２によって構成されている。そして、第２の底壁５５２と気液分離室５０２を形成する円弧状の案内壁５２の下部との接合部には排出口５６が設けられている。なお、第１の下壁５５１は、図示の実施形態においては図５に示すように前カバー壁５１側から円弧状の案内壁５２側に向けて上方に傾斜して形成されている。このように構成された気液分離手段５の前カバー壁５１には、上記可動カバー部材４４２に形成された貫通穴４４２aおよび２個のネジ穴４４２b、４４２bと対応する位置にそれぞれ穴５１aおよび２個の穴５１ｂ、５１bが設けられている。また、図示の実施形態における前カバー壁５１には、上記切削ブレード４３の中心部と対応する位置に開口５１cが形成されている。なお、開口５１cは、切削ブレード４３の回転を確認するもので、必ずしも設ける必要はない。

以上のように構成された気液分離手段５は、前カバー壁５１に形成された２個の穴５１ｂ、５１bに取付けボルト５７、５７を挿通し、この取付けボルト５７、５７を可動カバー部材４４２に形成された２個のネジ穴４４２b、４４２bにそれぞれ螺合することにより、図４に示すように上記可動カバー部材４４２に取付けられる。このようにして、気液分離手段５が取付けられた可動カバー部材４４２は、固定カバー部材４４１に装着される。即ち、上記前カバー壁５１に設けられた穴５１aおよび可動カバー部材４４２に設けられた貫通穴４４２aに取付けボルト４５を挿通し、この取付けボルト４５をブレードカバー手段４４の固定カバー部材４４１に設けられたネジ穴４４１bに螺合することにより、図２に示すように気液分離手段５が取付けられた可動カバー部材４４２は固定カバー部材４４１に装着される。

以上のように構成された切削手段としてのスピンドルユニット４は、図示しない割り出し送り手段によって図１において矢印Yで示す割り出し送り方向に移動せしめられるとともに、図示しない切り込み送り手段によって図１において矢印Ｚで示す切り込み送り方向に移動せしめられるようになっている。

図１に戻って説明を続けると、図示の実施形態における切削装置は、上記チャックテーブル３上に保持された被加工物の表面を撮像し、上記切削ブレード４３によって切削すべき領域を検出するためのアライメント手段６を具備している。このアライメント手段６は、顕微鏡やＣＣＤカメラ等の光学手段からなる撮像手段を具備している。また、切削装置は、アライメント手段６によって撮像された画像を表示する表示手段７を具備している。

上記装置ハウジング２におけるカセット載置領域８aには、被加工物を収容するカセットを載置するカセット載置テーブル８が配設されている。このカセット載置テーブル８は、図示しない昇降手段によって上下方向に移動可能に構成されている。カセット載置テーブル８上には、被加工物１０を収容するカセット９が載置される。カセット９に収容される被加工物１０は、ウエーハの表面に格子状のストリートが形成されており、この格子状のストリートによって区画された複数の矩形領域にIC、LSIやLED等のデバイスが形成されている。このように形成された被加工物１０は、環状の支持フレーム１１に装着された保護テープ１２の表面に裏面が貼着された状態でカセット９に収容される。

また、図示の実施形態における切削装置は、カセット載置テーブル８上に載置されたカセット９に収容されている被加工物１０（環状のフレーム１１に保護テープ１２を介して支持されている状態）を仮置きテーブル１４に搬出する搬出手段１５と、仮置きテーブル１４に搬出された被加工物１０を上記チャックテーブル３上に搬送する搬送手段１６と、チャックテーブル３上で切削加工された被加工物１０を洗浄する洗浄手段１７と、チャックテーブル３上で切削加工された被加工物１０を洗浄手段１７へ搬送する洗浄搬送手段１８を具備している。

以上のように構成された切削装置の作動について、簡単に説明する。
カセット載置テーブル８上に載置されたカセット９の所定位置に収容されている被加工物１０は、図示しない昇降手段によってカセット載置テーブル８が上下動することにより搬出位置に位置付けられる。次に、搬出手段１５が進退作動して搬出位置に位置付けられた被加工物１０を仮置きテーブル１４上に搬出する。仮置きテーブル１４に搬出された被加工物１０は、搬送手段１６の旋回動作によって上記チャックテーブル３上に搬送される。チャックテーブル３上に被加工物１０が載置されたならば、図示しない吸引手段が作動して被加工物１０をチャックテーブル３上に吸引保持する。また、被加工物１０を保護テープ１２を介して支持する支持フレーム１１は、上記クランプ３３によって固定される。このようにして被加工物１０を保持したチャックテーブル３は、アライメント手段６の直下まで移動せしめられる。チャックテーブル３がアライメント手段６の直下に位置付けられると、アライメント手段６によって被加工物１０に形成されているストリートが検出され、スピンドルユニット４を割り出し方向である矢印Ｙ方向に移動調節してストリートと切削ブレード４３との精密位置合わせ作業が行われる。

その後、切削ブレード４３を矢印Ｚで示す方向に所定量切り込み送りし図２において矢印Vで示す方向に２００００〜４００００rpmの回転速度で回転させつつ、被加工物１０を吸引保持したチャックテーブル３を切削送り方向である矢印Ｘで示す方向に所定の切削送り速度で移動することにより、チャックテーブル３上に保持された半導体ウエーハ１０は切削ブレード４３により所定のストリートに沿って切断される。このとき、切削ブレード４３による切削領域には切削水噴出ノズル４４３および４４５から切削水が供給される。このようにして、被加工物１０を所定のストリートに沿って切断したら、チャックテーブル３を矢印Ｙで示す方向にストリートの間隔だけ割り出し送りし、上記切断作業を実施する。そして、被加工物１０の所定方向に延在するストリートの全てに沿って切断作業を実施したならば、チャックテーブル３を９０度回転させて、被加工物１０の所定方向と直交する方向に延在するストリートに沿って切削作業を実行することにより、被加工物１０に格子状に形成された全てのストリートが切削されて個々のチップに分割される。なお、分割されたチップは、保護テープ１２の作用によってバラバラにはならず、フレーム１１に支持されたウエーハの状態が維持されている。

上述したように被加工物１０のストリートに沿って切断作業が終了したら、被加工物１０を保持したチャックテーブル３は最初に被加工物１０を吸引保持した位置に戻される。そして、被加工物１０の吸引保持を解除する。次に、被加工物１０は洗浄搬送手段１８によって洗浄手段１７に搬送される。洗浄手段１７に搬送された被加工物１０は、ここで洗浄および乾燥される。このようにして洗浄および乾燥された被加工物１０は、搬送手段１６によって仮置きテーブル１４に搬出される。そして、被加工物１０は、搬出手段１5によってカセット９の所定位置に収納される。従って、搬出手段１5は、加工後の被加工物１０をカセット９に搬入する搬入手段としての機能も備えている。

上述した切断作業時においては、切削ブレード４３による切削領域に切削水噴出ノズル４４３および４４５から切削水が供給され切削部を冷却している。この切削部を冷却した切削水は切削粉と混合して廃液となり、この廃液は切削ブレード４３の図２において矢印Ｖで示す方向の回転に伴い、ミストとなって上記気液分離手段５のミスト受け入れ部５０１に向けて飛散せしめられる。このように、切削ブレード４３の回転によって飛散せしめられた廃液のミストは、ミスト受け入れ部５０１からミスト案内通路５０に導入され、円弧状の案内壁５２に沿って流動する。このとき、ミストは慣性力と遠心力とによって円弧状の案内壁５２の内面に衝突して付着する。円弧状の案内壁５２の内面に付着したミストは、その切削粉を含む液分が粘性により減速し案内壁５２の内面を伝わって流れ落ち、排出口５６から排出される。従って、切削ブレード４３の回転によって飛散せしめられた廃液のミストが、切削領域の周囲に蔓延することはない。

本発明に従って構成された切削装置の斜視図。 図１に示す切削装置に装備されるスピンドルユニットの斜視図。 図２に示すスピンドルユニットの分解斜視図。 図２に示すスピンドルユニットを構成するブレードカバー手段の可動カバー部材に気液分離手段を装着した状態を示す斜視図。 図４に示す気液分離手段の斜視図。 図５に示す気液分離手段の水平断面図。

符号の説明

２：装置ハウジング
３：チャックテーブ
４：スピンドルユニット
４１：スピンドルハウジング
４２：回転スピンドル
４３：切削ブレード
４４：ブレードカバー手段
４４１：固定カバー部材
４４２：可動カバー部材
４４３：切削水噴出ノズル
４４４：給水パイプ
４４５：切削水噴出ノズル
４４６：給水パイプ
５：気液分離手段
５０：ミスト案内通路
５０１：気液分離室
５０２：ミスト受け入れ部
５１：前カバー壁
５２：円弧状の案内壁
５３：上壁
５４：仕切り壁
５５１：第１の底壁
５５２：第２の底壁
５６：排出口
６：アライメント手段
７：表示手段
８：カセット載置テーブル
９：カセット
１０：被加工物
１１：環状の支持フレーム
１２：保護テープ
１４：仮置きテーブル
１５：搬出手段
１６：搬送手段
１７：洗浄手段
１８：洗浄搬送手段

Claims (3)

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を備えた切削手段と、チャックテーブルと切削手段とを相対的に移動せしめる切削送り手段とを具備し、該切削手段が該切削ブレードを装着した回転スピンドルと、該回転スピンドルを回転可能に支持するスピンドルハウジングと、該スピンドルハウジングに取付けられ該切削ブレードを覆うブレードカバー手段と、該ブレードカバー手段に支持され切削ブレードによる切削領域に切削水を供給する切削水噴出ノズルを備えている、切削装置において、
   該ブレードカバー手段には、該切削ブレードの回転によって飛散せしめられた廃液のミストを気体と液体に分離する気液分離手段が配設されている、
   ことを特徴とする切削装置。
2. 該気液分離手段は、該切削ブレードの側面を覆う前カバー壁と、該前カバー壁と連続して形成され該切削ブレードの回転によって飛散せしめられた廃液のミストを案内する円弧状の案内壁と、該円弧状の案内壁の内面に沿って形成されるミスト案内通路の上側を覆う上壁と、該ミスト案内通路の下側を覆い排出口を備えた底壁を具備している、請求項１記載の切削装置。
3. 該ブレードカバー手段は該スピンドルハウジングに取付けられた固定カバー部材と該固定カバー部材に着脱可能に装着される可動カバー部材とからなっており、該気液分離手段は該可動カバー部材に着脱可能に装着されている、請求項１又は２記載の切削装置。

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