JP2009285751A

JP2009285751A - 切削装置

Info

Publication number: JP2009285751A
Application number: JP2008138929A
Authority: JP
Inventors: Masami Sato; 正視佐藤
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2008-05-28
Filing date: 2008-05-28
Publication date: 2009-12-10

Abstract

【課題】スピンドルのテーパ部に面圧が均一になるようにブレードマウントを嵌合可能な切削装置を提供すること。
【解決手段】切削手段は、外周に切刃を有し中心部に装着穴を有する切削ブレードと、先端にテーパ部を有するスピンドルと、該スピンドルを回転駆動する駆動手段と、該テーパ部に嵌合するテーパ状嵌合穴７８と該切削ブレードの装着穴に挿入されるボス部３８と該切削ブレードの一方の側面を支持する固定フランジ４０を有し、ブレードマウントのテーパ状嵌合穴７８の内周面は、スピンドルの先端に形成されたテーパ部の大径側と接触する第一のテーパ状接触部８０ａと、該テーパ部の小径側と接触する第二のテーパ状接触部８０ｂと、該第一のテーパ状接触部８０ａと該第二のテーパ状接触部８０ｂとの間に形成された非接触部８２とから構成される。
【選択図】図８

Description

本発明は、半導体ウエーハ等のワークを切削するのに適した切削装置に関する。

半導体ウエーハを個々のデバイスに分割する切削装置は、ウエーハ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ウエーハの分割予定ラインを切削する切削ブレードを回転可能に支持した切削手段とを具備しており、ウエーハを高精度に個々のデバイスに分割することができる。

切削手段は、外周に切刃を有し中心部に装着穴を有する切削ブレードと、先端にテーパ部が形成されたスピンドルと、スピンドルを回転駆動する駆動手段と、スピンドルのテーパ部に嵌合されるテーパ状嵌合穴と切削ブレードの装着穴に挿入されるボス部と切削ブレードの一方の側面を支持する固定フランジを有し、切削ブレードを着脱自在に支持するブレードマウントと、ブレードマウントのボス部の端部に形成された雄ねじに螺合して切削ブレードの他方の側面を支持して固定フランジとで切削ブレードを挟持する固定ナットとから構成され、ブレードマウントに装着された切削ブレードによってウエーハを高精度に切削することができる。
特開２００６−２１２７４８号

しかし、ブレードマウントのテーパ状嵌合穴にスピンドルの先端に形成されたテーパ部を嵌合すると片当りが発生して面圧が均一にはならず、ブレードマウントを構成する固定フランジの支持面がスピンドルの軸線の垂直面から僅かな角度ずれることにより、ブレードマウントに装着された切削ブレードにぶれが生じて高精度な切削ができないという問題がある。

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、スピンドルのテーパ部に面圧が均一となるようにブレードマウントを装着可能な切削装置を提供することである。

請求項１記載の発明によると、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手段とを備えた切削装置であって、該切削手段は、外周に切刃を有し中心部に装着穴を有する切削ブレードと、先端にテーパ部を有するスピンドルと、該スピンドルを回転駆動する駆動手段と、該テーパ部に嵌合するテーパ状嵌合穴と該切削ブレードの装着穴に挿入されるボス部と該切削ブレードの一方の側面を支持する固定フランジを有し、該切削ブレードを着脱自在に支持するブレードマウントと、該ブレードマウントのボス部の端部に形成された雄ねじに螺合して該切削ブレードの他方の側面を支持して前記固定フランジとで該切削ブレードを挟持する固定ナットとから構成され、前記ブレードマウントのテーパ状嵌合穴の内周面は、前記スピンドルの先端に形成された前記テーパ部の大径側と接触する第一のテーパ状接触部と、該テーパ部の小径側と接触する第二のテーパ状接触部と、該第一のテーパ状接触部と該第二のテーパ状接触部との間に形成された非接触部とから構成されることを特徴とする切削装置が提供される。

請求項２記載の発明によると、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手段とを備えた切削装置であって、該切削手段は、外周に切刃を有し中心部に装着穴を有する切削ブレードと、先端にテーパ部を有するスピンドルと、該スピンドルを回転駆動する駆動手段と、該テーパ部に嵌合するテーパ状嵌合穴と該切削ブレードの装着穴に挿入されるボス部と該切削ブレードの一方の側面を支持する固定フランジを有し、該切削ブレードを着脱自在に支持するブレードマウントと、該ブレードマウントのボス部の端部に形成された雄ねじに螺合して該切削ブレードの他方の側面を支持して前記固定フランジとで該切削ブレードを挟持する固定ナットとから構成され、前記スピンドルの先端に形成された前記テーパ部は、前記ブレードマウントの前記テーパ状嵌合穴の大径側と接触する第一のテーパ状接触部と、該テーパ状嵌合穴の小径側と接触する第二のテーパ状接触部と、該第一のテーパ状接触部と該第二のテーパ状接触部との間に形成された非接触部とから構成されることを特徴とする切削装置が提供される。

請求項１記載の発明によると、ブレードマウントのテーパ状嵌合穴の内周面を、スピンドルの先端に形成されたテーパ部の大径側と接触する第一のテーパ状接触部と、テーパ部の小径側と接触する第二のテーパ状接触部と、第一のテーパ状接触部と第二のテーパ状接触部との間に形成された非接触部とから構成したので、ブレードマウントのテーパ状嵌合穴がスピンドルの端部に形成されたテーパ部に嵌合した際、ブレードマウントのテーパ状嵌合穴の内周面がスピンドルのテーパ部に全面で接触するのではなく２箇所で接触することになるため、面圧が均一になり、ブレードマウントを構成する固定フランジの支持面のスピンドルの軸線の垂直面に対してのずれが減少して、ブレードマウントに装着された切削ブレードにぶれが生じることなく、高精度な切削が可能となる。

請求項２記載の発明によると、スピンドルの先端に形成されたテーパ部を、ブレードマウントのテーパ状嵌合穴の大径側と接触する第一のテーパ状接触部と、テーパ状嵌合穴の小径側と接触する第二のテーパ状接触部、第一のテーパ状接触部と第二のテーパ状接触部との間に形成された非接触部とから構成したので、請求項１記載の発明と同様に、ブレードマウントを構成する固定フランジの支持面のスピンドルの軸線の垂直面に対するずれが減少して、ブレードマウントに装着された切削ブレードにぶれが生じることなく、高精度な切削が可能となる。

以下、本発明の実施形態の図面を参照して詳細に説明する。図１は半導体ウエーハ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。

図３を参照すると、スピンドルと、スピンドルに装着されるブレードマウントとの関係を示す分解斜視図が示されている。スピンドルユニット３０のスピンドルハウジング３２中には、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が回転可能に収容されている。スピンドル２６はテーパ部２６ａ及び先端小径部２６ｂを有しており、先端小径部２６ｂには雄ねじ３４が形成されている。

３６はボス部（凸部）３８と、ボス部３８と一体的に形成された固定フランジ４０とから構成されるブレードマウントであり、ボス部３８には雄ねじ４２が形成されている。さらに、ブレードマウント３６は嵌合穴４３を有している。

嵌合穴４３は、図６（Ｂ）に示すようにスピンドル２６のテーパ部２６ａのテーパ形状に対応したテーパ形状をしている。図６（Ａ）はスピンドル２６の先端部分の正面図である。

ブレードマウント３６は、嵌合穴４３をスピンドル２６の先端小径部２６ｂ及びテーパ部２６ａに挿入して、ナット４４を雄ねじ３４に螺合して締め付けることにより、図４に示すようにスピンドル２６の先端部に取り付けられる。

図４はブレードマウント３６が固定されたスピンドル２６と、切削ブレード２８との装着関係を示す分解斜視図である。切削ブレード２８はハブブレードと呼ばれ、円形ハブ４８を有する円形基台４６の外周にニッケル母材中にダイヤモンド砥粒が分散された切刃５０が電着されて構成されている。

切削ブレード２８の装着穴５２をブレードマウント３６のボス部３８に挿入し、固定ナット５４をボス部３８の雄ねじ４２に螺合して締め付けることにより、図５に示すように切削ブレード２８がスピンドル２６に取り付けられる。

図７を参照すると、切削手段２４の拡大斜視図が示されている。６０は切削ブレード２８をカバーするブレードカバーであり、このブレードカバー６０には切削ブレード２８の側面に沿って伸長する図示しない切削水ノズルが取り付けられている。切削水が、パイプ７２を介して図示しない切削水ノズルに供給される。

６２は着脱カバーであり、ねじ６４によりブレードカバー６０に取り付けられる。着脱カバー６２は、ブレードカバー６０に取り付けられた際、切削ブレード２８の側面に沿って伸長する切削水ノズル７０を有している。切削水は、パイプ７４を介して切削水ノズル７０に供給される。

６６はブレード検出ブロックであり、ねじ６８によりブレードカバー６０に取り付けられる。ブレード検出ブロック６６には発光素子及び受光素子からなる図示しないブレードセンサが取り付けられており、このブレードセンサにより切削ブレード２８の切刃５０の状態を検出する。

ブレードセンサにより切刃５０の欠け等を検出した場合には、切削ブレード２８を新たな切削ブレードに交換する。７６はブレードセンサの位置を調整するための調整ねじである。

図６（Ｂ）に示すように、従来のブレードマウント３６の嵌合穴４３の内周面はスピンドル２６のテーパ部２６ａのテーパ形状に対応した連続したテーパ形状をしているため、ブレードマウント３６の嵌合穴４３にスピンドル２６の先端に形成されたテーパ部２６ａを嵌合すると、片当たりが発生して面圧が均一にならず、ブレードマウント３６を構成する固定フランジ４０の支持面４０ａがスピンドル２６の軸線の垂直面からわずかに変位して、ブレードマウント３６に装着された切削ブレード２８の高速回転時にぶれが発生して、ウエーハの高精度な切削ができない場合がある。

この問題を解決するために、本発明の第一実施形態では図８に示すように嵌合穴７８をステップ状に形成した。即ち、本実施形態のブレードマウント３６Ａの嵌合穴７８の内周面は、スピンドル２６の先端に形成されたテーパ部２６ａの大径側と接触する第一のテーパ状接触部８０ａと、テーパ部２６ａの小径側と接触する第二のテーパ状接触部８０ｂと、第一のテーパ状接触部８０ａと第二のテーパ状接触部８０ｂとの間に形成された内径の大きい非接触部８２とから構成される。

本実施形態のブレードマウント３６Ａでは、テーパ状嵌合穴７８をこのようにステップ状に形成したため、ブレードマウント３６Ａの嵌合穴７８はスピンドル２６の端部に形成されたテーパ部２６ａに嵌合した際、ブレードマウンド３６Ａの嵌合穴７８の内周面がスピンドル２６のテーパ部２６ａに全面で接するのではなく２箇所で接することになり、その結果片当たりが防止されて面圧が均一になり、ブレードマウンド３６Ａを構成する固定フランジ４０の支持面４０ａはスピンドル２６の軸線に対して垂直となり、そのためブレードマウント３６Ａに装着された切削ブレード２８の高速回転時にぶれが生じることなく、ウエーハの高精度な切削が可能となる。

本実施形態では、ブレードマウント３６の嵌合穴の形状を従来から変更するのみで、既存の切削装置に本実施形態のブレードマウント３６Ａを装着して簡単に本発明を実施できるメリットがある。

図９を参照すると、本発明第二実施形態の要部の正面図が示されている。本実施形態では、ブレードマウント３６の嵌合穴４３の形状は変更せずに、スピンドル２６Ａの先端に形成したテーパ部８５の形状をステップ状に変更したものである。

即ち、スピンドル２６Ａの先端に形成されたテーパ部８５は、ブレードマウント３６のテーパ状嵌合穴４３の大径側と接触する第一のテーパ状接触部８４ａと、嵌合穴４３の小径側と接触する第二のテーパ状接触部８４ｂと、第一のテーパ状接触部８４ａと第二のテーパ状接触部８４ｂとの間に形成された小径の非接触部８６とから構成される。

このように、スピンドル２６Ａの先端に形成されたテーパ部８５の形状をステップ状にした場合にも、第一実施形態と同様に片当たりを防止して面圧が均一となり、高速回転時に切削ブレード２８にぶれが生じることなく、ウエーハの高精度な切削が可能となる。

本発明実施形態にかか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。スピンドルユニットと、スピンドルに固定されるべきブレードマウントとの関係を示す分解斜視図である。スピンドルユニットと、スピンドルに装着されるべき切削ブレードとの関係を示す分解斜視図である。切削ブレードがスピンドルに装着された状態の斜視図である。図６（Ａ）は従来のスピンドルの先端に形成されたテーパ部の形状を示す正面図、図６（Ｂ）は従来の切削ブレードの嵌合穴の形状を示す断面図である。切削手段の拡大斜視図である。本発明第一実施形態のブレードマウントの断面図である。本発明第二実施形態のスピンドルの先端部に形成されたテーパ部を示す正面図である。

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
３６、３６Ａブレードマウント
４０固定ブラケット
７８嵌合穴
８５テーパ部

Claims

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手段とを備えた切削装置であって、
該切削手段は、外周に切刃を有し中心部に装着穴を有する切削ブレードと、先端にテーパ部を有するスピンドルと、該スピンドルを回転駆動する駆動手段と、該テーパ部に嵌合するテーパ状嵌合穴と該切削ブレードの装着穴に挿入されるボス部と該切削ブレードの一方の側面を支持する固定フランジを有し、該切削ブレードを着脱自在に支持するブレードマウントと、該ブレードマウントのボス部の端部に形成された雄ねじに螺合して該切削ブレードの他方の側面を支持して前記固定フランジとで該切削ブレードを挟持する固定ナットとから構成され、
前記ブレードマウントのテーパ状嵌合穴の内周面は、前記スピンドルの先端に形成された前記テーパ部の大径側と接触する第一のテーパ状接触部と、該テーパ部の小径側と接触する第二のテーパ状接触部と、該第一のテーパ状接触部と該第二のテーパ状接触部との間に形成された非接触部とから構成されることを特徴とする切削装置。
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手段とを備えた切削装置であって、
該切削手段は、外周に切刃を有し中心部に装着穴を有する切削ブレードと、先端にテーパ部を有するスピンドルと、該スピンドルを回転駆動する駆動手段と、該テーパ部に嵌合するテーパ状嵌合穴と該切削ブレードの装着穴に挿入されるボス部と該切削ブレードの一方の側面を支持する固定フランジを有し、該切削ブレードを着脱自在に支持するブレードマウントと、該ブレードマウントのボス部の端部に形成された雄ねじに螺合して該切削ブレードの他方の側面を支持して前記固定フランジとで該切削ブレードを挟持する固定ナットとから構成され、
前記スピンドルの先端に形成された前記テーパ部は、前記ブレードマウントの前記テーパ状嵌合穴の大径側と接触する第一のテーパ状接触部と、該テーパ状嵌合穴の小径側と接触する第二のテーパ状接触部と、該第一のテーパ状接触部と該第二のテーパ状接触部との間に形成された非接触部とから構成されることを特徴とする切削装置。