JP2012004414A

JP2012004414A - 切削装置

Info

Publication number: JP2012004414A
Application number: JP2010139198A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Tanaka; 英明田中
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2010-06-18
Filing date: 2010-06-18
Publication date: 2012-01-05

Abstract

【課題】着脱治具の取り外し忘れを防止して着脱治具や装置自体を破損させてしまう恐れのない切削装置を提供する。
【解決手段】被加工物を保持するチャックテーブルと、スピンドル２６の先端部に固定されたフランジ３６と、切削ブレード２８と、フランジ３６に螺合して切削ブレード２８を固定する固定ナット５４とを含む切削手段と、切削ブレード２８の表裏面側から冷却水を供給する冷却水ノズル６８を含み、切削ブレード２８を着脱可能な着脱位置と冷却水ノズル６８から冷却水を供給可能な供給位置とに選択的に位置付け可能な可動部を有する切削手段を覆うブレードカバー６０とを備えた切削装置であって、ブレードカバー６０が供給位置に位置づけられたときに、切削ブレード２８着脱時に固定ナット５４を把持して切削ブレード２８を着脱する着脱治具８４が、固定ナット５４に装着されたままであるか否かを検出する治具検出手段８０を具備した。
【選択図】図１６

Description

本発明は、一般的に切削装置に関し、特に切削ブレードをスピンドルに固定する固定ナットの着脱に着脱治具を使用する切削装置に関する。

例えば、半導体デバイスの製造プロセスでは、半導体ウエーハの表面にＩＣやＬＳＩ等の半導体デバイスが複数形成される。そして、半導体デバイスが形成されたウエーハは裏面が研削されて所定の厚みへと薄化された後、切削装置で切削されて個々の半導体デバイスが製造される。

切削装置は、例えば特開平７−２７６１８３号公報に開示されるように、ウエーハ等の被加工物を切削する例えば厚みが３０μｍ程度の切刃を有する切削ブレードを備えている。切削ブレードはスピンドルの先端に固定されたフランジに固定ナットで締結固定される。

スピンドルの先端部に装着された切削ブレードは、切削ブレードを覆うブレードカバーで保護される。そして、３００００ｒｐｍ程度の高速で切削ブレードを回転させつつ被加工物へ切り込ませることで切削が遂行される。

切削加工中の切削ブレードには、切削に伴って発生する切削屑を被加工物上から除去する目的や、切削で発生する加工熱を冷却する目的で冷却水が供給される。冷却水を切削ブレードに供給するための冷却水ノズルは、切削ブレードを覆うブレードカバーの冷却水ノズルブロックに取り付けられている。

冷却水ノズルブロックは、切削ブレードの着脱時に冷却水ノズルが退避して切削ブレードの着脱を可能とする着脱位置と、被加工物切削時に切削ブレードへ冷却水を供給する供給位置との間で移動可能に構成されている。

一方、被加工物の切削に伴って切削ブレードは磨耗していくため、所定以上の磨耗を検出した際には切削ブレードを新品の切削ブレードに交換することが必要となる。切削ブレードの交換時には、まずブレードカバーの冷却水ノズルブロックを着脱位置に位置付けた後、着脱治具を用いて固定ナットを緩めて取り外し、切削ブレードを新品の切削ブレードに交換する。切削ブレード交換後には、冷却水ノズルブロックを元の供給位置に位置づける。

固定ナットを着脱する着脱治具は、例えば、特開２００４−２８１７００号公報に開示されているような、固定ナットを把持するものが広く使用されており、トルクドライバ又はトルクレンチと着脱治具とを併用して固定ナットを着脱する。

特開平７−２７６１８３号公報特開２００４−２８１７００号公報

ところが、切削ブレードの交換時、新品の切削ブレードをフランジに取り付けて着脱治具を用いて固定ナットをフランジのボス部に締結した後、着脱治具を固定ナットから取り外すことを作業者が忘れてしまうことがある。

着脱治具が固定ナットに装着されたままの状態で、切削を開始しようとすると、着脱治具が落下するか、或いは装置内の他の部品と接触して着脱治具や装置を破損させてしまう恐れがある。

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、着脱治具の取り外し忘れを防止し、着脱治具や装置自体を破損させてしまう恐れのない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、ボス部とブレード固定部とを有しスピンドルの先端部に固定されたフランジと、該フランジに装着されて該チャックテーブルで保持された被加工物を切削する切削ブレードと、該フランジの該ボス部に螺合して該切削ブレードを該フランジの該ブレード固定部に固定する固定ナットとを含む切削手段と、該切削ブレードの表裏面側から冷却水を供給する冷却水ノズルを含み、該切削ブレードを着脱可能な着脱位置と該冷却水ノズルから該切削ブレードへ冷却水を供給可能な供給位置とに選択的に位置付け可能な可動部を有する、該切削手段を覆うブレードカバーと、を備えた切削装置であって、該ブレードカバーが該供給位置に位置づけられたときに、該切削ブレード着脱時に該固定ナットを把持して該切削ブレードを着脱する着脱治具が、該固定ナットに装着されたままであるか否かを検出する該ブレードカバーに配設された治具検出手段を具備した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、作業者が着脱治具の取り外しを忘れたままブレードカバーが供給位置に位置づけられても、治具検出手段により治具の取り外し忘れを検出できる。従って、着脱治具の取り外し忘れを防止して、着脱治具の落下や他部品との接触による着脱治具や装置自体の破損を防止できる。

切削装置の外観斜視図である。ダイシングテープを介して環状フレームに支持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フランジ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。供給位置に位置づけられたブレードカバーの側面図である。着脱治具の斜視図である。トルクドライバを示す図である。切削ブレード交換時にブレードカバーが着脱位置に位置づけられた状態の側面図である。ブレードカバー交換時に着脱治具を固定ナットに装着した状態の側面図である。切削ブレード交換時に着脱治具をトルクドライバでナットを緩める方向に回転している状態の側面図である。固定ナットと切削ブレードを取り外した状態の側面図である。新品の切削ブレードを取り付けて固定ナットを締め付けるようにトルクドライバで着脱治具を回転している状態の側面図である。着脱治具を取り外してブレードカバーを供給位置に閉めた状態の側面図である。着脱治具を装着したままブレードカバーを供給位置に閉めた状態の側面図である。図１５のＡ−Ａ線に沿った一部断面図である。

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、ダイシング対象の半導体ウエーハＷの表面においては、第１のストリートＳ１と第２のストリート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。

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２６と、スピンドル２６に装着されるフランジ３６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ブレード固定部４０とから構成されるフランジであり、ボス部３８には雄ねじ４２が形成されている。さらに、フランジ３６は装着穴４３を有している。

フランジ３６は、装着穴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はフランジ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をフランジ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６を参照すると、スピンドルに装着された切削ブレード２８をブレードカバー６０で包囲した状態の側面図が示されている。ブレードカバー６０は、カバー本体６２と、カバー本体６２に移動可能に取り付けられた冷却水ノズルブロック６４と、冷却水ノズルブロック６４の反対側のカバー本体６２に取り付けられた切削水ノズルブロック７２とから構成される。

冷却水ノズルブロック６４は、切削ブレード２８をスピンドル２６に着脱可能な着脱位置と、冷却水ノズル６８から切削ブレード２８へ冷却水を供給可能な図６に示した供給位置との間で移動可能にカバー本体６２に取り付けられている。

冷却水ノズルブロック６４は、ホース７０が接続される接続パイプ６６と、接続パイプ６６から分岐して切削ブレード２８の両側に伸長する一対の冷却水ノズル６８を含んでいる。

切削水ノズルブロック７２は、スピンドル２６の軸方向に調整可能にカバー本体６２にねじ締結されており、ホース７８に接続される接続パイプ７４と、接続パイプ７４に接続された切削水ノズル７６とを含んでいる。切削水ノズル７６の先端（切削水供給口）は切削ブレード２８の切刃５０に向かって開口している。

ブレードカバー６０のカバー本体６２には、後で説明する着脱治具の有り無しを検出する光センサを含んだ治具検出手段８０が取り付けられている。８２は治具検出手段８０の配線である。

図７を参照すると、固定ナット５４の着脱に使用する着脱治具８４の斜視図が示されている。着脱治具８４は円形凹部８６を有しており、円形凹部８６の外周部に周方向に等間隔離間して４個の固定ナット把持爪８８が配設されている。固定ナット把持爪８８は半径方向に弾性変形可能に配設されている。円形凹部８６の中央部には、図８に示すトルクドライバ９２差込用の貫通穴９０が形成されている。

図８に示すように、トルクドライバ９２は着脱治具８４の貫通穴９０中に挿入される断面６角形状の係合部９４と、トルクドライバ回転用のハンドル９６とを有している。

以下、切削ブレード２８を交換する手順について図９乃至図１６を参照して説明する。まず、図９に示すように、冷却水ノズルブロック６４を開けて着脱位置に位置づける。カバー本体６２内には図示しないエアーシリンダが収容されており、このエアーシリンダを駆動してピストンロッド９８を伸長することにより、冷却水ノズルブロック６４は着脱位置に移動される。ピストンロッド９８の先端には図示しない取付けプレートが固定されており、この取付けプレートに冷却水ノズルブロック６４がねじ締結されている。

このように冷却水ノズルブロック６４を着脱位置に位置づけた後、図１０に示すように、着脱治具８４を固定ナット５４に装着する。そして、図１１に示すように、トルクドライバ９２を着脱治具８４の貫通穴９０中に挿入し、着脱治具８４の固定ナット把持爪８８で固定ナット９４を把持した状態で、トルクドライバ９２を矢印Ａ方向に回転することにより、固定ナット５４を取り外す。

固定ナット５４を取り外すと、図４に示すように切削ブレード２８をフランジ３６から取り外すことができる。固定ナット５４及び切削ブレード２８を取り外した状態の側面図が図１２に示されている。

次いで、新品の切削ブレード２８をフランジ３６のボス部３８に取り付けて、固定ナット５４をフランジ３６のボス部３８に形成された雌ねじ４２に螺合し、図１３に示すように、着脱治具８４で固定ナット５４の外周部を把持した状態で、トルクドライバ９２を着脱治具８４の貫通穴９０中に挿入して、トルクドライバ９２を矢印Ｂ方向に回転して固定ナット５４を締め付ける。

これにより、切削ブレード２８はフランジ３６のブレード固定部４０と固定ナット５４で挟持された状態でスピンドル２６に装着される。次いで、トルクドライバ９２及び着脱治具８４を取り外し、冷却水ノズルブロック６４を供給位置に戻すと図１４に示した状態となる。

作業者が着脱治具８４の取り外しを忘れた場合には、図１５及び図１６に示すように、着脱治具８４が固定ナット５４を把持したまま残っていることになる。この場合にも、冷却水ノズルブロック６４を図１５に示すように供給位置に戻すことは可能である。

着脱治具８４が固定ナット５４に装着されたままの状態で切削を開始しようとすると、着脱治具８４が落下したり、或いは装置内の他の部品と接触して着脱治具８４や切削装置を破損させてしまう恐れがある。

そこで、本発明では、光センサ８１を備えた治具検出手段８０をブレードカバー６０のカバー本体６２に取り付けて、着脱治具８４が残っているか否かを検出する。図１６に示すように、光センサ８１は下方向に光ビームを発生して、その反射光で着脱治具８４を検出する。

治具検出手段８０で着脱治具８４を検出したならば、作業者は着脱治具８４を固定ナット５４から取り外すため、着脱治具８４の取り外しを忘れて引き起こされる上述した問題を回避することができる。

上述した実施形態では、着脱治具検出手段として光センサ８１を採用した例について説明したが、治具検出手段はこれに限定されるものではなく、例えば着脱治具８４が固定ナット５４に装着されて残っている場合には、冷却水ノズルブロック６４を供給位置に戻すことができないような可動規制部材をブレードカバー６０のカバー本体６２に取り付けるようにしてもよい。

１８チャックテーブル
２４切削手段
２６スピンドル
２８切削ブレード
３６フランジ
３８ボス部
４０ブレード固定部
５４固定ナット
６０ブレードカバー
６２カバー本体
６４冷却水ノズルブロック
６８冷却水ノズル
７２切削水ノズルブロック
７６切削水ノズル
８４着脱治具
９２トルクドライバ

Claims

被加工物を保持するチャックテーブルと、
ボス部とブレード固定部とを有しスピンドルの先端部に固定されたフランジと、該フランジに装着されて該チャックテーブルで保持された被加工物を切削する切削ブレードと、該フランジの該ボス部に螺合して該切削ブレードを該フランジの該ブレード固定部に固定する固定ナットとを含む切削手段と、
該切削ブレードの表裏面側から冷却水を供給する冷却水ノズルを含み、該切削ブレードを着脱可能な着脱位置と該冷却水ノズルから該切削ブレードへ冷却水を供給可能な供給位置とに選択的に位置付け可能な可動部を有する、該切削手段を覆うブレードカバーと、を備えた切削装置であって、
該ブレードカバーが該供給位置に位置づけられたときに、該切削ブレード着脱時に該固定ナットを把持して該切削ブレードを着脱する着脱治具が、該固定ナットに装着されたままであるか否かを検出する該ブレードカバーに配設された治具検出手段を具備したことを特徴とする切削装置。