JP2008140981A

JP2008140981A - 加工装置

Info

Publication number: JP2008140981A
Application number: JP2006325610A
Authority: JP
Inventors: Takeomi Fukuoka; 武臣福岡
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2006-12-01
Filing date: 2006-12-01
Publication date: 2008-06-19

Abstract

【課題】切削加工動作に支障を来たすことなく切削水に対する防水構造を簡単化し、かつ、防水効果を向上させ得る加工装置を提供する。
【解決手段】切削手段３０を加工送り手段６０でＸ軸方向に加工送りするとともに、位置固定的なチャックテーブル２０を切り込み送り手段７０でＺ軸方向に切り込み送りさせて、チャックテーブル２０上に保持された被加工物の切削加工を行うように構成することで、加工送りに伴う切削水に対する防水として、チャックテーブル１０周りの水平配設の蛇腹構造による防水手段を不要にして、例えばチャックテーブル１０の側方において上下動のない加工送り手段６０の移動経路を覆う垂直面を有する蛇腹構造の防水手段９０を設ければ汚水や切削屑の溜りが生じにくいため、防水構造を簡単化し得るとともに防水効果も向上するようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、チャックテーブルに保持されたウエーハ等の被加工物を切削加工する加工装置に関するものである。

ＩＣ，ＬＳＩ等のデバイスが複数形成されたウエーハは裏面が研削されて所望の厚さに形成され、ダイシング装置等の加工装置によって個々のデバイスに分割されて携帯電話、パソコン等の電子機器に利用される。

ダイシング装置は、高速回転する切削ブレードが先端に装着されたスピンドルが所定の高さに位置付けられ、軸心方向をＹ軸方向とするスピンドルと直交するＸ軸方向にチャックテーブルを加工送りすることにより、ウエーハは切断される。切断の際には、切削ブレード周辺のブレードカバーからブレードとワークとの接する加工点を冷却したり、切削屑を排出させるために、噴射ノズルから常時切削水を供給する。このようにして行う切削では、切削水が装置内部に侵入するのを防止する必要がある。

そこで、従来のこの種の加工装置にあっては、チャックテーブルのＸ軸方向の両端部および装置の固定壁との間に伸縮自在な蛇腹部材を取付け、蛇腹部材の伸縮を伴ってチャックテーブルがＸ軸方向に移動するように構成することで、チャックテーブルの移動経路を蛇腹部材によって覆い、切削水が装置内部に侵入しないようにしている（例えば、特許文献１参照）。また、半導体ウエーハ、ＣＳＰ（Chip Size Package）基板等の硬質材料を切削した場合には、切削によって鋭利な小片が形成され、この小片が切削ブレードの回転によって蛇腹部材の上部に飛散することがあるため、例えば特許文献２では、蛇腹部材の表面に樹脂フィルムを貼着し、鋭利な小片が落下した場合でも蛇腹部材に孔があきにくくしている。

特開平７−１５６０３９号公報特開２００２−６６８６６号公報

しかしながら、特許文献１，２等に示される加工装置では、蛇腹部材が水平に配設されており、蛇腹部材上に切削後の汚水や切削屑が溜まりやすく、溜まった状態で最大６００ｍｍ／ｓのチャックテーブルの加工送りに伴う伸縮を繰り返すため、蛇腹部材に孔があいたり、θ軸（チャックテーブルの回転軸）機構やＸ軸（チャックテーブルの加工送り）機構に破損を生ずる等、機械に対して大きなダメージを与えてしまう。加えて、水平配置の蛇腹部材では、シール性を確保するため、コの字状に折り曲げて、内側にも蛇腹を配設するなど、複雑な機構となってしまい、高価なものとなる。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、切削加工動作に支障を来たすことなく切削水に対する防水構造を簡単化し、かつ、防水効果を向上させ得る加工装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る加工装置は、被加工物を保持する保持面を有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装着したスピンドルを有する切削手段と、前記チャックテーブルの前記保持面に平行かつ前記スピンドルの軸心方向であるＹ軸方向に前記切削手段を割り出し送りする割り出し送り手段と、前記切削手段をＹ軸方向に直交するＸ軸方向に加工送りする加工送り手段と、ＸＹ平面内の位置が固定された前記チャックテーブルをＸ軸方向およびＹ軸方向に直交するＺ軸方向に切り込み送りする切り込み送り手段と、を備えることを特徴とする。

本発明に係る加工装置によれば、切削手段を加工送り手段でＸ軸方向に加工送りするとともに、位置固定的なチャックテーブルを切り込み送り手段でＺ軸方向に切り込み送りさせることで、チャックテーブル上に保持された被加工物の切削加工を行うようにしたので、Ｘ軸方向の加工送りに伴う切削水に対する防水として、チャックテーブル周りの水平配設の蛇腹構造による防水手段を不要にして、例えばチャックテーブルの側方において上下動のない加工送り手段の移動経路を覆う垂直面を有する蛇腹構造の防水手段を設ければ汚水や切削屑の溜りが生じにくいため、防水構造を簡単化し得るとともに防水効果も向上し、かつ、被加工物に対する切り込み送りをチャックテーブル側で行うことで、切削加工動作に支障を来たすことなく切り込み送り手段が加工送り手段の送り負荷にならず、重量負担が軽減するため、安定した加工送りを行わせることができるという効果を奏する。

以下、本発明を実施するための最良の形態である加工装置について図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態の加工装置の構成例を示す概略側面図であり、図２は、その一部の構成を抽出して示す斜視図であり、図３は、切り込み送り手段の構成例を示す斜視図であり、図４は、防水手段の構成例を示す概略正面図である。

本実施の形態の加工装置１は、被加工物１０を切削する切削装置への適用例を示し、基本的な構成として、被加工物１０を保持するチャックテーブル２０と、チャックテーブル２０に保持された被加工物１０を切削するための切削手段３０と、被加工物１０を切削する際に切削水を供給する切削水供給手段４０とを備える。

チャックテーブル２０は、保持テープＴを介してフレームＦと一体となったウエーハＷからなる被加工物１０を保持する多孔質材料から形成された吸着チャックによる水平な保持面２１を備え、この保持面２１が図示しない吸引手段に連通されている。したがって、チャックテーブル２０は、保持面２１に被加工物１０を載置し図示しない吸引手段により負圧を作用させることにより保持面２１上に被加工物１０を吸引保持する。また、チャックテーブル２０は、円筒部材２２内に水密状態で配設されて吸引経路が内部に形成された図示しない回転軸の上端に装着されたものであり、回転軸の下端側に連結されたモータ２３によって水平面内で回転駆動可能とされている。

また、切削手段３０は、チャックテーブル２０に保持された被加工物１０中のウエーハＷを切削ブレード３１によって分割予定ラインに沿って切削するものである。この切削手段３０は、チャックテーブル２０の側方から保持面２１に平行となる水平方向であって割り出し送り方向となるＹ軸方向に軸心を有して先端に切削ブレード３１が回転可能に装着されたスピンドル３２と、切削基台３３に固定されてスピンドル３２を回転可能に支持するハウジング３４と、ハウジング３４に固定され切削ブレード３１を覆うブレードカバー３５とを備える。なお、切削基台３３には、アライメント用のカメラ３６も一体に装着されている。

切削水供給手段４０は、ブレードカバー３５に配設されて切削ブレード３１による加工点となる切刃外周部付近に切削水を供給する噴射ノズル４１，４２や、切削水供給源と噴射ノズル４１，４２との間を連結する図示しない配管経路などを備える。

ここで、割り出し送り方向であるＹ軸方向に水平面内で直交するＸ軸方向を加工送り方向とし、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に直交するＺ軸方向を切り込み送り方向とした場合、本実施の形態の加工装置１は、チャックテーブル２０はＸＹ平面内の位置（Ｘ軸方向およびＹ軸方向の位置）が固定的に設けられ、切削手段３０をＹ軸方向に割り出し送りする割り出し送り手段５０と、切削手段３０をＸ軸方向に加工送りする加工送り手段６０と、チャックテーブル２０をＺ軸方向に切り込み送りする切り込み送り手段７０とを備える。

切り込み送り手段７０は、加工装置１の基台をなすメインフレーム２上に搭載されてＺ軸ベースを兼用するメインベース３の前面に固定されたＺ軸駆動・ガイド部７１と、このＺ軸駆動・ガイド部７１によってＺ軸方向に昇降移動することでチャックテーブル２０を切り込み送りする逆Ｌ字状に形成されたＺ軸テーブル７２とを備える。Ｚ軸駆動・ガイド部７１は、図３に示すように、基台７３と、基台７３前面でＺ軸方向に配設されたボールねじ７４と、このボールねじ７４の一端に連結されてボールねじ７４を回転駆動するモータ７５と、基台７３前面にＺ軸方向に沿わせて平行に形成された一対のガイドレール７６と、このガイドレール７６に係合する被案内溝７７が形成されて移動方向がＺ軸方向にガイドされる移動ブロック７８とを備える。移動ブロック７８にはＺ軸テーブル７２の垂直片が固定されており、また、ボールねじ７４に螺合する図示しない雌ねじ孔が形成されている。これにより、モータ７５の駆動によってボールねじ７４が回転すると、移動ブロック７８がＺ軸方向に昇降移動し、Ｚ軸テーブル７２、円筒部材２２内の回転軸等を介してチャックテーブル２０がＺ軸方向に切り込み送りされ、ウエーハＷに対する切削ブレード３１の切り込み位置が調整される。

一方、加工送り手段６０は、メインベース３上に後述の割り出し送り手段５０を介してＹ軸方向に移動可能に搭載されたＸ軸駆動・ガイド部６１と、このＸ軸駆動・ガイド部６１によってＸ軸方向に移動することで切削手段３０を加工送りする切削基台３３とを備える。Ｘ軸駆動・ガイド部６１は、図２に示すように、基台６３と、基台６３上でＸ軸方向に配設されたボールねじ６４と、このボールねじ６４の一端に連結されてボールねじ６４を回転駆動するモータ６５と、基台６３上にＸ軸方向に沿わせて平行に形成された一対のガイドレール６６と、このガイドレール６６に係合するように切削基台３３の底面部に形成されて移動方向がＸ軸方向にガイドされる被案内溝６７とを備える。切削基台３３の底面側にはボールねじ６４に螺合する図示しない雌ねじ孔が形成されている。これにより、モータ６５の駆動によってボールねじ６４が回転すると、切削基台３３がＸ軸方向に移動し、切削手段３０の切削ブレード３１がＸ軸方向に加工送りされる。

また、割り出し送り手段５０は、メインベース３上に搭載されたＹ軸駆動・ガイド部５１と、このＹ軸駆動・ガイド部５１によってＹ軸方向に移動することで切削手段３０を割り出し送りするＹ軸テーブル５２とを備える。加工送り手段６０の基台６３は、Ｙ軸テーブル５２上に搭載されている。Ｙ軸駆動・ガイド部５１は、図２に示すように、基台５３と、基台５３上でＹ軸方向に配設されたボールねじ５４と、このボールねじ５４の一端に連結されてボールねじ５４を回転駆動するモータ５５と、基台５３上にＹ軸方向に沿わせて平行に形成された一対のガイドレール５６と、このガイドレール５６に係合するようにＹ軸テーブル５２に形成されて移動方向がＹ軸方向にガイドされる被案内溝５７とを備える。Ｙ軸テーブル５２にはボールねじ５４に螺合する図示しない雌ねじ孔が形成されている。これにより、モータ５５の駆動によってボールねじ５４が回転すると、Ｙ軸テーブル５２がＹ軸方向に移動し、Ｙ軸テーブル５２上に搭載された加工送り手段６０とともに切削手段３０の切削ブレード３１がＹ軸方向に割り出し送りされる。

さらに、本実施の形態の加工装置１は、切削手段３０の加工送り範囲を含むチャックテーブル２０の周囲には切削水を受けるウォータケース８１が配設されている。ウォータケース８１の底部のチャックテーブル２０対応部分には円筒部材２２が挿通する孔８２が形成され、この孔８２の周縁から上方に突出して外側に向けて屈曲する形状の内側壁８３が形成されている。一方、円筒部材２２の頂部付近には図２に示すように矩形状の防水カバー２４が固定されている。この防水カバー２４は、その外周縁から下方に突出するカバー部２４ａを備えている。このカバー部２４ａは、チャックテーブル２０がＺ軸方向に切り込み送りされることで防水カバー２４がＺ軸方向に移動しても、常に内側壁８３の周囲にオーバラップして囲繞し得る長さに形成されている。また、ウォータケース８１の底部の一部、例えば隅部には排液口８４が形成され、図示しないドレインホースが接続されている。

また、チャックテーブル２０の側方に位置するウォータケース８１の垂直面には切削手段３０の加工送り動作に支障を来たさないようにＸ軸方向に沿わせた開口８５が形成され、この開口８５部分に対しては、切削手段３０の加工送り方向の移動経路を覆う垂直面を有する防水手段９０が設けられている。この防水手段９０は、図４に示すように、開口８５に沿って移動自在でハウジング３４周りを覆うシールプレート９１と、シールプレート９１のＸ軸方向両端において開口８５のＸ軸方向両端との間にそれぞれ係止されて切削手段３０の加工送りに伴いＸ軸方向に伸縮しながら開口８５を常時閉塞する左右一対の蛇腹部材９２ａ，９２ｂとを備える。蛇腹部材９２ａ，９２ｂの蛇腹による波線の溝方向は垂直方向（Ｚ軸方向）となるように設定されている。

このような構成において、概略的には、チャックテーブル２０に吸引保持された被加工物１０はカメラ３６を一体に有する切削手段３０が加工送り手段５０および割り出し送り手段４０による送り動作でＸ，Ｙ軸方向に移動してカメラ３６の直下に位置付けられ、パターンマッチング等の処理によって切削領域が検出される。そして、割り出し送り手段４０によって切削手段３０をＹ軸方向に割り出し送りすることでチャックテーブル２０上の被加工物１０であるウエーハＷの切削領域に対して切削ブレード３１の位置割り出しを行う。位置割り出し後、高速回転している切削ブレード３１を有する切削手段３０を加工送り手段５０によってＸ軸方向に加工送りするとともに、被加工物１０であるウエーハＷを保持しているチャックテーブル２０を切り込み送り手段７０によってＺ軸方向に所定量切り込み送りすることで、被加工物１０を所望の分割予定ラインに沿って切削して切削溝を形成することで切断する。このような切削処理に際して、切削ブレード３１の加工点に対して切削水供給手段４０の噴射ノズル４１，４２から切削水を供給することで、加工点を冷却したり、ウエーハＷ上の切削屑を洗い流す。このような切削処理を所定方向の全ての分割予定ラインについて実行した後、モータ２３によってチャックテーブル２０を９０度回転させることでウエーハＷの方向を９０度回転し、切削済みの分割予定ラインに直交する方向の残りの分割予定ラインについても同様に切削処理を行う。

このような切削動作において、噴射ノズル４１，４２から噴射された冷却・洗浄後の洗浄水や洗い流された切削屑は、チャックテーブル２０上からウォータケース８１の底部内に落下する。ここで、ウォータケース８１の底部は凹凸なく平面的に形成されているため、底部に落下した洗浄水や切削屑は、排液口８４からドレインホースを介して機外に排出される。この際、モータ２３等を有するチャックテーブル２０の下部付近は、内側壁８３を囲繞するカバー部２４ａにより常に防水されており、この部分から切削水等が機内に侵入することはない。このための防水構造も、チャックテーブル２０部分がＺ軸方向にのみ移動する機構に対するものであり、比較的簡単なオーバラップ構造で達成できる。

また、洗浄水は高速回転している切削ブレード３１に対して噴射ノズル４１，４２から噴射されるため、切削ブレード３１周りの加工送り手段６０や割り出し送り手段５０側に対しても切削水が飛散するが、真下となるチャックテーブル２０側よりもかかる切削水の量が元々少ない上に、ウォータケース８１の垂直面を利用して配設させた蛇腹部材９２ａ，９２ｂを含む防水手段９０の垂直面で防水を行うため、切削水や切削屑の溜りを生ずることなく流れ落ち、かつ、蛇腹部材９２ａ，９２ｂの高速な伸縮の繰り返しにより仮に孔があくようなことがあっても機内に水が侵入しにくく、従来のチャックテーブル周りの水平配設の蛇腹部材の場合よりも防水効果の高いものとなる。また、切削ブレード３１側にはＺ軸方向の変位がないため、切削手段３０の加工送り方向の移動経路を覆うための防水手段９０としては高さ変動を考慮する必要がなく簡単な防水構造で済む。

一方、切削手段３０をＸ軸方向に加工送りする加工送り手段６０は、Ｙ軸方向に割り出し送りする割り出し送り手段５０のＹ軸テーブル５２上に搭載されており、かつ、被加工物１０に対する切り込み送りは切り込み送り手段７０によってチャックテーブル２０側で行うように構成したので、切削手段３０を加工送り手段６０によって最大６００ｍｍ／ｓの如き高速で加工送りする上で、割り出し送り手段５０や切り込み送り手段７０が送り負荷とならず、加工送り手段６０の重量負担が必要最小限に抑えられるため、安定した加工送りを行わせることができる。

本発明は、上述した実施の形態に限らず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば、種々の変形が可能である。例えば、本実施の形態では、チャックテーブル２０をモータ２３によって回転可能に構成したが、チャックテーブル２０は、加工対象となる被加工物１０によっては回転しない構成であってもよい。また、割り出し送り手段５０や加工送り手段６０の配置や構成も実施の形態に示す例に限らず、適宜変更可能である。

本発明の実施の形態の加工装置の構成例を示す概略側面図である。図１の一部の構成を抽出して示す斜視図である。切り込み送り手段の構成例を示す斜視図である。防水手段の構成例を示す概略正面図である。

符号の説明

１０被加工物
２０チャックテーブル
２１保持面
３０切削手段
３１切削ブレード
３２スピンドル
５０割り出し送り手段
６０加工送り手段
７０切り込み送り手段

Claims

被加工物を保持する保持面を有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装着したスピンドルを有する切削手段と、
前記チャックテーブルの前記保持面に平行かつ前記スピンドルの軸心方向であるＹ軸方向に前記切削手段を割り出し送りする割り出し送り手段と、
前記切削手段をＹ軸方向に直交するＸ軸方向に加工送りする加工送り手段と、
ＸＹ平面内の位置が固定された前記チャックテーブルをＸ軸方向およびＹ軸方向に直交するＺ軸方向に切り込み送りする切り込み送り手段と、
を備えることを特徴とする加工装置。