JP2011031374A - 切削装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被加工物への切削屑の付着を防止可能な切削装置を提供する。
【解決手段】ブレードカバー５８の底部と被加工物との間を満たすプール液を被加工物上に供給するプール液供給手段５６と、ブレードカバー内部に配設された切削液噴出口７２から切削ブレード２８に切削液を供給する切削液供給手段６８と、切削ブレードに供給された切削液が切削ブレードの回転に伴って飛散する側に配設された廃液回収手段７４とを具備し、廃液回収手段は、チャックテーブル１８の保持面に対して所定の角度を有するように一端側がブレードカバーの切削液排出用開口部を有する側壁に連結された筒体７６と、筒体の他端側に接続された吸引源とを含み、筒体は一端側に該保持テーブルの保持面に対向する開口部を有し、切削ブレードの回転に伴って連れ回る切削液とプール液の一部を吸引源を作動することにより筒体を通じて被加工物上から排出する。
【選択図】図５

Description

本発明は、被加工物を保持するチャックテーブルと、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と、切削ブレードの外周を覆うように配設されたブレードカバーとを備えた切削装置に関する。

半導体デバイスの製造プロセスでは、半導体ウエーハ表面にＩＣやＬＳＩ、固体撮像素子等のデバイスが複数形成される。そして、各デバイスを区分するストリートと呼ばれる分割予定ラインに沿って切削装置でウエーハを切削することで個々のデバイスへと分割される。

切削装置としてはダイサーと呼ばれる切削装置が広く使用されており、ダイサーは切削ブレードを含む切削手段を備えている。切削ブレードは、ダイアモンドやＣＢＮ（Ｃｕｂｉｃ Ｂｏｒｏｎ Ｎｉｔｒｉｄｅ）等の超砥粒を金属や樹脂等で固めて数十〜数百ミクロン程度の厚みとした切刃を有しており、この切削ブレードが３００００ｒｐｍ程度の高速で回転しつつ被加工物へと切り込み、被加工物の一部を切削除去することで、被加工物を分割する。

切削によって生じる加工熱を冷却するためと、切削によって生じる切削屑を被加工物上から排出するために、ダイサーでは加工点（切削ブレードと被加工物とが接触する点）と被加工物上面に切削水を供給しながら切削が行われる。

特に被加工物がＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像デバイスが表面に形成されたウエーハや、光フィルタ、光ピックアップデバイス等の光デバイスが表面に形成された基板である場合には、切削屑がデバイス上に付着するとデバイス不良を引き起こすため、切削屑の付着を防止することが非常に重要視されている。

一度被加工物上に付着して乾燥した切削屑は、その後の洗浄工程では取り除くことが非常に難しいため、特開２００６−２８９５０９号公報に開示されているように、切削中に発生する切削屑を切削水とともに除去する機構や、特開２００６−１５０８４４号公報に開示されているような加工用剤を用いて切削中に切削屑が被加工物上に付着することを防止する方法が提案されている。

特開２００６−２８９５０９号公報 特開２００６−１５０８４４号公報

ところが、特許文献１及び２に開示されたような装置又は方法をもってしても、完全に切削屑の被加工物上への付着を防止することは難し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、被加工物上への切削屑への付着を防止可能な切削装置を提供することである。

本発明によると、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ブレードと、該切削ブレードの外周を覆うように配設され、底部に該切削ブレードの先端が突出する開口を有するブレードカバーとを備えた切削装置であって、該ブレードカバーの底部と被加工物との間を満たすプール液を被加工物上に供給するプール液供給手段と、該ブレードカバー内部に配設された切削液噴出口から該切削ブレードに切削液を供給する切削液供給手段と、該切削ブレードに供給された切削液が該切削ブレードの回転に伴って飛散する側に配設された廃液回収手段とを具備し、該廃液回収手段は、該チャックテーブルの保持面に対して所定の角度を有するように一端側が該ブレードカバーの切削液排出用開口部を有する側壁に連結された筒体と、該筒体の他端側に接続された吸引源とを含み、該筒体は該一端側に該保持テーブルの該保持面に対向する開口部を有し、該切削ブレードの回転に伴って連れ回る切削液とプール液の一部を該吸引源を作動することにより該筒体を通じて被加工物上から排出することを特徴とする切削装置が提供される。

本発明によると、切削ブレードはブレードカバーでほぼ全体が覆われるとともにブレードカバー底部と被加工物上面との間はプール液で満たされるため、切削屑を含む切削液が被加工物上に飛散することがない。

また、切削屑を含む切削液及び切削液に取り込まれなかった残りの切削屑を含むプール液の一部は、廃液回収手段により被加工物上から積極的に吸引除去され、プール液が切削中に常に供給され続けるため、被加工物上面が乾燥することがなく切削屑が被加工物上に固着することが防止される。

切削装置の外観斜視図である。 切削ブレードをスピンドルに装着する様子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。 廃液回収手段に接続された第１実施形態のブレードカバーの斜視図である。 本発明第１実施形態の作用を示す縦断面図である。 本発明第２実施形態の作用を示す縦断面図である。 本発明第３実施形態の作用を示す側面図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明第１実施形態の切削装置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。

８はウエーハカセットであり、ウエーハカセット８中にはダイシングテープを介して環状フレームに支持された半導体ウエーハが複数枚（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（クランプ）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。撮像手段２２は可視光線で撮像する通常のカメラの他に赤外線カメラを備えている。

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、図３に示すように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。

本実施形態では、切削ブレード２８はブレードカバー５８によりその全体が覆われている。５６はウエーハ等の被加工物の切削中に被加工物上面とブレードカバー５８の底部との間をプール液で満たすプール液供給手段であり、本実施形態ではブレードカバー５８の外部に設置されている。

２５は切削が終了したウエーハＷを洗浄装置２７まで搬送する搬送手段であり、洗浄装置２７では、ウエーハＷを洗浄するとともにエアノズルからエアを噴出させてウエーハＷを乾燥する。

図２を参照すると、ブレードマウント３６がその先端に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が示されている。切削手段（切削ユニット）２４のスピンドルハウジング３２中にスピンドル２６が回転可能に収容されている。

ブレードマウント３６は、ボス部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。ボス部３８には雄ねじ４２が形成されている。ブレードマウント３６は、ブレードマウント３６の装着穴をスピンドル２６の図示しない先端小径部及びテーパ部に挿入して、ナット４４をスピンドル２６の先端小径部に形成された雄ねじに螺合して締め付けることにより、スピンドル２６の先端部に取り付けられる。

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３に示すように切削ブレード２８はスピンドル２６に取り付けられる。

切削ブレード２８はハブブレードとよばれ、円形ハブ４８を有する円形基台４６の外周にダイアモンド砥粒をニッケルめっきで固定した切刃５０を有する電鋳ブレードである。切削ブレード２８の切刃５０は２０〜３０μｍの厚みを有している。

図４を参照すると、本発明第１実施形態に係るブレードカバー５８の斜視図が示されている。ブレードカバー５８は、第１カバー６０と、第１カバー６０に例えば締結ねじ等により着脱可能に固定される第２カバー６２とから構成される。

ブレードカバー５８は、天井部５８ａと、切削ブレード２８の先端が突出する開口６４を有する天井部５８ａに対向する底部５８ｂと、天井部５８ａと底部５８ｂを連結する側壁部５８ｃとから構成される。

ブレードカバー５８は空間部６６を画成しており、この空間部６６中に切削ブレード２８が挿入され、開口６４から突出される加工点として作用する切削ブレード２８の先端部を除いて切削ブレード２８はブレードカバー５８により覆われる。

ブレードカバー５８は切削液供給路６８を有しており、切削液供給路６８の一端は切削液供給源７０に接続され、他端には切削ブレード２８が挿入される空間部６６に切削液を噴出する噴出口７２が形成されている。切削液供給路６８、切削液供給源７０及び切削液噴出口７２により切削液供給手段を構成する。

７４は廃液回収手段であり、一端が切削ブレード５８の側壁部５８ｃに連結され、所定角度傾斜して取り付けられた筒体７６と、筒体７６の他端部に接続された吸引源７８とから構成される。

筒体７６の傾斜角度は、チャックテーブル１８の保持面に対して３０度以下が好ましい。この傾斜角度が小さいほど、吸引源７８による安定した連続吸引が可能となる。廃液回収手段７４は、切削ブレード２８に供給された切削液が切削ブレード２８の回転に伴って飛散する側に配設されている。

ブレードカバー５８の側壁部５８ｃには切削液排出用開口部６６ａが形成されており、この開口部６６ａを通してブレードカバー５８の空間部６６と筒体７６の内部が連通されている。筒体７６の一端部には更に底部に開いた開口７６ａが形成されている。

次に図５を参照して、本発明第１実施形態の作用について説明する。被加工物であるウエーハＷは、図１に示すようにダイシングテープＴを介して環状フレームＦに支持された状態でチャックテーブル１８により吸引保持される。

チャックテーブル１８により保持されたウエーハＷをＸ軸方向に移動して撮像手段２２の直下に移動し、撮像手段２でウエーハＷを撮像して、アライメント手段２０で切削すべきストリートを検出するアライメントを実施する。

このアライメントに基づいて、切削しようとするストリートと切削ブレード２８との位置合わせが行われた状態で、切削ブレード２８を矢印Ａ方向に３００００ｒｐｍ程度の高速で回転しつつウエーハＷに切り込ませ、更にチャックテーブル１８を矢印Ｂ方向に加工送りすることにより、位置合わせされたストリートが切削される。

切削ブレード２８によるストリートの切削の際に、プール液供給手段５６からプール液８０を供給して、チャックテーブル１８に保持されたウエーハＷとブレードカバー５８の底部との間をプール液８０で満たすとともに、切削液噴出口７２から切削ブレード２８の切刃５０に向かって切削液を噴出しながら、ウエーハＷのストリートの切削を遂行する。切削液及びプール液８０としては一般的に純水が使用される。

切削によって発生した切削屑の一部は切削液とともに切削ブレード２８の回転に伴って連れ周り、切削屑を含む切削液の一部はブレードカバー５８の側壁部５８ｃに形成された切削液排出用開口部６６ａを介して廃液回収手段７４の筒体７６内に矢印Ｃに示すように取り込まれ、吸引源７８の作動により吸引除去される。

噴出口７２が切削液の流れの上流側に配設され、且つ切削ブレード２８に供給される切削液が切削ブレード２８の外周に対して接線方向に噴出するように形成されているため、切削ブレード２８の回転に伴って連れ回る切削屑を含んだ切削液の流れを阻害することなく、切削屑を含んだ切削液を効果的に排出できる。

一方、切削により発生し、切削液中に取り込まれなかった残りの切削屑はプール液８０中に浮遊する。このプール液８０の一部は、廃液回収手段７４の筒体７６の開口７６ａを介して筒体７６内に取り込まれ、吸引源７８の作動によりウエーハＷ上から吸引除去される。

本実施形態によると、切削液がブレードカバー５８内部から切削ブレード２８へと供給され、切削ブレード２８はブレードカバー５８でほぼ全体が覆われるとともに、ブレードカバー５８の底部とウエーハＷとの間はプール液８０で満たされた状態で切削が遂行されるため、切削屑を含む切削液がウエーハＷ上に飛散することがなく、切削屑は廃液回収手段７４によってウエーハＷ上から積極的に回収される。

また、切削加工中、プール液がプール液供給手段５６から常に供給されているため、ウエーハＷの上面は乾燥することがなく、切削屑がウエーハＷ上に固着することが防止される。

吸引源７８による吸引量が不十分な場合には切削屑を十分に吸引除去できず、逆に吸引量が過剰な場合には、開口７６ａに対するウエーハＷの上面を局所的に乾燥させてしまうため、切削屑がウエーハＷの上面に固着してしまうので、筒体７６の傾斜角度や切削するウエーハＷの表面状態に応じて、吸引量とプール液供給量を適宜調整することが好ましい。

図６を参照すると、本発明第２実施形態のブレードカバー５８Ａの縦断面図が示されている。本実施形態のブレードカバー５８Ａでは、プール液供給路８２，８６及びプール液供給口８８がブレードカバー５８Ａ中に形成されている。

プール液供給路８２は一端でプール液供給源８４に連通されており、他端でプール液供給路８２に直交するプール液供給路８６に接続され、切削ブレード２８の両側に設けられたプール液供給口８８からウエーハＷ上に供給される。本実施形態の他の構成は、上述した第１実施形態と同様であり、その作用効果も第１実施形態と同様である。

図７を参照すると、本発明第３実施形態のブレードカバー５８Ｂ及び廃液回収手段７４の側面図が示されている。本実施形態では、プール液供給源８４に接続されたプール液供給管路９０がブレードカバー５８Ｂの側面に取り付けられている。更に、廃液回収手段７４の筒体７６のブレードカバー５８Ｂ側に外気取り込み用の穴９２が形成されている。本実施形態の他の構成は、上述した第１実施形態と同様である。

本実施形態では、筒体７６のブレードカバー５８Ｂ側に外気取り込み用の穴９２が形成されているので、吸引源７８の吸引により筒体７６内が負圧になることが抑制され、切削液及びプール液の連続した吸引を可能とする。本実施形態の作用効果は、上述した第１実施形態と同様である。

１８ チャックテーブル
２４ 切削手段（切削ユニット）
２８ 切削ブレード
５６ プール液供給手段
５８，５８Ａ，５８Ｂ ブレードカバー
７４ 廃液回収手段
７６ 筒体
７８ 吸引源
８０ プール液

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と、該切削ブレードの外周を覆うように配設され、底部に該切削ブレードの先端が突出する開口を有するブレードカバーとを備えた切削装置であって、
   該ブレードカバーの底部と被加工物との間を満たすプール液を被加工物上に供給するプール液供給手段と、
   該ブレードカバー内部に配設された切削液噴出口から該切削ブレードに切削液を供給する切削液供給手段と、
   該切削ブレードに供給された切削液が該切削ブレードの回転に伴って飛散する側に配設された廃液回収手段とを具備し、
   該廃液回収手段は、該チャックテーブルの保持面に対して所定の角度を有するように一端側が該ブレードカバーの切削液排出用開口部を有する側壁に連結された筒体と、
   該筒体の他端側に接続された吸引源とを含み、
   該筒体は該一端側に該保持テーブルの該保持面に対向する開口部を有し、
   該切削ブレードの回転に伴って連れ回る切削液とプール液の一部を該吸引源を作動することにより該筒体を通じて被加工物上から排出することを特徴とする切削装置。
2. 前記プール液供給手段は該ブレードカバーの外部に配設されている請求項１記載の切削装置。
3. 前記プール液供給手段の少なくとも一部は該ブレードカバーの内部に配設されている請求項１記載の切削装置。

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