JP2012240143A - バイトホイール - Google Patents

Abstract

【課題】 セットアップ時に作業者がバランス取り用錘をバイトユニットと誤認識する恐れを防止可能なバイトホイールを提供することである。
【解決手段】 被加工物を切削するバイトホイールであって、ホイール基台と、該ホイール基台に着脱可能に取り付けられたバイトシャンクと、該バイトシャンクに着脱可能に配設された切削刃とを有するバイトユニットと、該ホイール基台の回転中心を基準に該バイトユニットに対して点対称位置の該ホイール基台に配設された、該バイトユニットと同重量を有するバランス取り用錘とを備え、該バランス取り用錘又は該バイトシャンクの少なくとも何れかに該バランス取り用錘と該バイトシャンクとを識別する識別マークが形成されていることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、被加工物を切削するバイトホイールに関する。

半導体デバイスの軽薄短小化を実現するための技術には様々なものがある。一例として、半導体ウエーハに形成されたデバイス表面に１０〜１００μｍ程度の高さのバンプと呼ばれる金属突起物を複数形成し、これらのバンプを配線基板に形成された電極に相対させて直接接合するフリップチップボンディングと呼ばれる実装技術が実用化されている。

半導体ウエーハのデバイス表面に形成されるバンプは、メッキやスタッドバンプといった方法により形成される。このため個々のバンプの高さは不均一であり、そのままでは複数のバンプを配線基板の電極に全て一様に接合するのは困難である。

また、高密度配線を実現するために、バンプと配線基板との間に異方性導電性フィルム（ＡＣＦ）を挟んで接合する集積回路実装技術がある。この実装技術の場合には、バンプの高さが不足すると接合不良を招くため、一定以上のバンプ高さが必要となる。

そこで、半導体ウエーハの表面に形成された複数のバンプを所望の高さへ切削することが望まれている。バンプを所望の高さへ切削する方法として、バイトホイールを用いてバンプを削り取る方法が例えば特開２０００−１７３９５４号公報で提案されている。

バイトホイールは、ホイール基台と、ホイール基台に配設された切削刃を含むバイトユニットとを備え、バイトホイールを回転させつつ、切削刃を被加工物へ当接した状態でバイトホイールと被加工物とを摺動させることにより切削を遂行する。

バイトホイールでの加工に際し、被加工物へのバイトユニットの切り込み量を正確に制御するために、バイトユニットと被加工物を保持するチャックテーブルとを接近移動させ、バイトユニットの切削刃とチャックテーブルとが接触した位置を検出して切り込み量を制御する際の原点位置としており、この原点位置検出動作をセットアップと呼んでいる。

特開２０００−１７３９５４号公報 特開２００６−３２４３９７号公報

ところが、従来のバイトホイールでは、一個のバイトユニットがホイール基台に着脱可能に取り付けられている構成であるため、バイトホイールの回転に伴って振動が発生し、この振動により切削した被加工物の加工品質が悪化するという問題がある。

そこで、本出願人は、バイトユニットの配設位置に対して対称な位置にバランス取り用錘を配設したバイトホイールを提案し、特許出願した。回転時の振動抑制のために、バランス取り用錘はバイトユニットのシャンクと同様の形状であることが好ましい。

ところが、バイトユニットとバランス取り用錘が類似していると、作業者が誤ってバランス取り用錘でセットアップを行ってしまう恐れがある。バランス取り用錘でセットアップを行うと、切り込み量を制御する原点位置が狂い、正しい切り込み量で被加工物を切削できないという問題がある。特に、所定切り込み量よりも深く切り込んでしまった際には、被加工物又はチャックテーブル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、作業者がバイトユニットとバランス取り用錘とを誤認識する恐れのないバイトホイールを提供することである。

本発明によると、被加工物を切削するバイトホイールであって、ホイール基台と、該ホイール基台に着脱可能に取り付けられたバイトシャンクと、該バイトシャンクに着脱可能に配設された切削刃とを有するバイトユニットと、該ホイール基台の回転中心を基準に該バイトユニットに対して点対称位置の該ホイール基台に配設された、該バイトユニットと同重量を有するバランス取り用錘とを備え、該バランス取り用錘又は該バイトシャンクの少なくとも何れかに該バランス取り用錘と該バイトシャンクとを識別する識別マークが形成されていることを特徴とするバイトホイールが提供される。

好ましくは、識別マークは、バランス取り用錘又はバイトシャンクの少なくとも何れかの一部又は全体に色付けされることで形成される。

本発明のバイトホイールは、バランス取り用錘とバイトユニットとを互いに識別する識別マークを有するため、作業者がバランス取り用錘とバイトユニットとを誤認識する恐れを低減でき、誤認識に起因する被加工物又はチャックテーブルを破損させてしまう恐れを低減することができる。

本発明のバイトホイールで切削するのに適した半導体ウエーハの斜視図である。 本発明のバイトホイールが装着されたバイト切削装置の斜視図である。 本発明実施形態に係るバイトホイールの斜視図である。 バイトユニットの分解斜視図である。 図５（Ａ）はホイール基台へのバイトユニットの取り付け構造を示す側面図、図５（Ｂ）はその一部断面正面図である。 図６（Ａ）はホイール基台への第１実施形態のバランス取り用錘の取り付け構造を示す側面図、図６（Ｂ）はその一部断面正面図である。 図７（Ａ）はホイール基台への第２実施形態のバランス取り用錘の取り付け構造を示す側面図、図７（Ｂ）はその一部断面正面図である。 図８（Ａ）はホイール基台への第３実施形態のバランス取り用錘の取り付け構造を示す側面図、図８（Ｂ）はその一部断面正面図である。 バイトホイールでのウエーハの切削加工工程を示す模式図である。 図１０（Ａ）は切削前の半導体ウエーハの拡大断面図、図１０（Ｂ）は切削後の半導体ウエーハの拡大断面図である。

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を参照すると、本発明のバイトホイールで切削するのに適した半導体ウエーハＷの斜視図が示されている。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た各領域にそれぞれデバイス（チップ）Ｄが形成されている。

図１の拡大図に示すように、各デバイスＤの４辺には複数の突起状のバンプ５が形成されている。これらのバンプ５は、図８（Ａ）の拡大断面図に示すように、アンダーフィル材７内に埋設されている。アンダーフィル材７としては、エポキシ樹脂やベンソシクロブテン（ＢＣＢ）が使用される。

次に図２を参照して、本発明実施形態に係るバイトホイールを装着したバイト切削装置２について説明する。４はバイト切削装置２のベース（ハウジング）であり、ベース４の後方にはコラム６が立設されている。コラム６には、上下方向に伸びる一対のガイドレール（一本のみ図示）８が固定されている。

この一対のガイドレール８に沿ってバイト切削ユニット１０が上下方向に移動可能に装着されている。バイト切削ユニット１０は、そのハウジング２０が一対のガイドレール８に沿って上下方向に移動する移動基台１２に取り付けられている。

バイト切削ユニット１０は、ハウジング２０と、ハウジング２０中に回転可能に収容されたスピンドル２２（図７参照）と、スピンドル２２の先端に固定されたマウント２４と、マウント２４に着脱可能に装着されたバイトホイール２５とを含んでいる。バイトホイール２５にはバイトユニット２６が着脱可能に取り付けられている。

バイト切削ユニット１０は、バイト切削ユニット１０を一対の案内レール８に沿って上下方向に移動するボールねじ１４とパルスモータ１６とから構成されるバイト切削ユニット送り機構１８を備えている。パルスモータ１６をパルス駆動すると、ボールねじ１４が回転し、移動基台１２が上下方向に移動される。

ベース４の中間部分にはチャックテーブル３０を有するチャックテーブル機構２８が配設されており、チャックテーブル機構２８は図示しないチャックテーブル移動機構によりＹ軸方向に移動される。３３は蛇腹であり、チャックテーブル機構２８をカバーする。

ベース４の前側部分には、第１のウエーハカセット３２と、第２のウエーハカセット３４と、ウエーハ搬送用ロボット３６と、複数の位置決めピン４０を有する位置決め機構３８と、ウエーハ搬入機構（ローディングアーム）４２と、ウエーハ搬出機構（アンローディングアーム）４４と、スピンナ洗浄ユニット４６が配設されている。

また、ベース４の概略中央部には、チャックテーブル３０を洗浄する洗浄水噴射ノズル４８が設けられている。この洗浄水噴射ノズル４８は、チャックテーブル３０が装置手前側のウエーハ搬入・搬出領域に位置づけられた状態において、チャックテーブル３０に向かって洗浄水を噴射する。

図３を参照すると、本発明実施形態に係るバイトホイール２５の斜視図が示されている。バイトホイール２５は、環状のホイール基台５０と、ホイール基台５０に着脱可能に取り付けられたバイトユニット２６と、ホイール基台５０の回転中心を基準にバイトユニット２６に対して点対称位置のホイール基台５０に着脱可能に取り付けられたバイトユニット２６と同一重量のバランス取り用錘（カウンターバランス）６６とから構成される。バイトホイール２５は矢印Ｒ方向に回転されてウエーハＷの表面に形成されたバンプ５を切削する。

バイトユニット２６は、図４の分解斜視図に示すように、略直方体形状のシャンク（バイトシャンク）５２と、シャンク５２に着脱可能に取り付けられたバイト５４とから構成される。バイト５４は板状を呈しており、長手方向の一端部の表面側にはダイアモンド等で所定形状に形成された切削刃５６が固着されている。バイト５４にはねじ５８が挿入される丸穴５９が形成されている。

シャンク５２の一側面には、バイト５４の厚さと同等の深さを有するピット６０が形成されている。ピット６０にはねじ穴６１が形成されている。バイト５４をシャンク５２のピット６０内に挿入し、バイト５４の丸穴５９を通してねじ５８をねじ穴６１に螺合することにより、バイト５４がシャンク５２に固定される。

図５に示すように、ホイール基台５０には直方体形状の取り付け穴６２と、取り付け穴６２に開口するねじ穴６３が形成されている。バイトユニット２６のシャンク５２をホイール基台５０に形成された取り付け穴６２中に挿入し、ねじ６４をねじ穴６３に螺合して締め付けることにより、バイトユニット２６がホイール基台５０に固定される。

一方、バランス取り用錘６６はバイトユニット２６と同一重量を有しており、図３及び図６に示すように、ホイール基台５０の回転中心を基準にバイトユニット２６に対して点対称位置のホイール基台５０に形成された取り付け用穴６８中に挿入され、ねじ穴６９中にねじ７０を螺合して締め付けることにより、ホイール基台５０に固定される。

バランス取り用錘６６はバイトシャンク５２と同一形状をしているため、作業者がバイトユニット２６のセットアップを行う際に、バランス取り用錘６６を誤ってバイトユニット２６のバイトシャンク５２と認識してしまい、バランス取り用錘６６をチャックテーブル３０に接触させてセットアップを行ってしまう恐れがある。

本発明ではこれを防止するために、バランス取り用錘６６全体に着色６７を施してある。色の種類は特に限定されるものではないが、バイトユニット２６のシャンク５２とバランス取り用錘６６とを明確に差別化できるような色が好ましい。

図７を参照すると、本発明第２実施形態のバランス取り用錘６６Ａが示されている。本実施形態のバランス取り用錘６６Ａは、その一部に着色テープ６７ａが貼着されている。図８を参照すると、本発明第３実施形態のバランス取り用錘６６Ｂが示されている。本実施形態のバランス取り用錘６６Ｂでは、錘と書いた識別マーク６９が彫られている。

このように、図６に示した第１実施形態のバランス取り用錘６６では、その全体に施された着色６７が識別マークとなり、図７に示した第２実施形態のバランス取り用錘６６Ａでは、その一部に貼着された着色テープ６７ａが識別マークとなり、図８に示した第３実施形態のバランス取り用錘６６Ｂでは、錘と書いた識別マーク６９が彫られている。

よって、何れの実施形態においても、作業者はバランス取り用錘６６，６６Ａ，６６Ｂをバイトユニット２６と明確に区別することができ、バイトユニット２６の切削刃５６とチャックテーブル３０とが接触した位置を検出して、切り込み量を制御する際の原点位置とするセットアップを確実に実施することができる。

次に、図９を参照して、バイトホイール２５による半導体ウエーハＷの切削加工方法について説明する。半導体ウエーハＷの表面には、図１０（Ａ）の拡大断面図に示すように、各デバイスＤの電極にそれぞれ接続された複数のバンプ５が形成されており、これらのバンプ５はエポキシ樹脂等から形成されたアンダーフィル材７中に埋設されている。

スピンドル２２を約２０００ｒｐｍで回転させつつ、バイトホイール送り機構１８を駆動してバイトユニット２６の切削刃５６をアンダーフィル材７に所定深さ切り込ませ、チャックテーブル３０を矢印Ｙ方向に１ｍｍ／ｓの送り速度で移動させながら、アンダーフィル材７とともにバンプ５を切削する。この切削加工時には、チャックテーブル３０は回転させずにＹ軸方向に加工送りする。

チャックテーブル３０に吸引保持されたウエーハＷの左端が切削刃５６の取り付け位置を通過すると、ウエーハＷの切削が終了し、図１０（Ｂ）に示すように、アンダーフィル材７の表面は平坦となり、バンプ５はアンダーフィル材７とともに切削されてその高さが均一に加工される。

本実施形態のバイトホイール２５では、ホイール基台５０の回転中心を基準にバイトユニット２６に対して点対称な位置のホイール基台５０にバイトユニット２６と同一重量を有するバランス取り用錘６６，６６Ａ，又は６６Ｂが配設されているため、バイトホイール２５の回転に伴う振動が軽減され、振動に起因する被加工物の加工品質の悪化を抑制することができる。

更に、バランス取り用錘６６Ａ，６６Ｂはその全体又は一部が着色され、バランス取り用錘６６Ｂでは識別マーク６９が貼付されているため、バイトユニット２６のセットアップ時に作業者がバランス取り用錘６６，６６Ａ，又は６６Ｂをバイトユニット２６と誤認識することが防止される。

上述した第１乃至第３実施形態では、バランス取り用錘６６，６６Ａ，６６Ｂに着色を施すか或いは識別マークを貼付してバイトユニット２６のバイトシャンク５２と区別しているが、バランス取り用錘６６側には何ら識別マークを付与せずに、バイトユニット２６のバイトシャンク５２に着色等して識別マークとしてもよい。

Ｗ 半導体ウエーハ
Ｄ デバイス
２ バイト切削装置
５ バンプ
１０ バイト切削ユニット
２５ バイトホイール
２６ バイトユニット
３０ チャックテーブル
５０ ホイール基台
５２ シャンク（バイトシャンク）
５４ バイト
５６ 切削刃
６６，６６Ａ，６６Ｂ バランス取り用錘
６７，６７ａ 着色
６９ 識別マーク

Claims (2)

1. 被加工物を切削するバイトホイールであって、
   ホイール基台と、
   該ホイール基台に着脱可能に取り付けられたバイトシャンクと、該バイトシャンクに着脱可能に配設された切削刃とを有するバイトユニットと、
   該ホイール基台の回転中心を基準に該バイトユニットに対して点対称位置の該ホイール基台に配設された、該バイトユニットと同重量を有するバランス取り用錘とを備え、
   該バランス取り用錘又は該バイトシャンクの少なくとも何れかに該バランス取り用錘と該バイトシャンクとを識別する識別マークが形成されていることを特徴とするバイトホイール。
2. 前記識別マークは、該バランス取り用錘又は該バイトシャンクの少なくとも何れかの一部又は全体に色づけされることで形成される請求項１記載のバイトホイール。

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