JP2013021256A

JP2013021256A - 切削装置

Info

Publication number: JP2013021256A
Application number: JP2011155535A
Authority: JP
Inventors: Masami Sato; 正視佐藤
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2011-07-14
Filing date: 2011-07-14
Publication date: 2013-01-31
Anticipated expiration: 2031-07-14
Also published as: JP5762189B2

Abstract

【課題】切削液を供給するノズルの脱落防止が図られた切削装置を提供することを目的とする。
【解決手段】ブロック及びパイプノズルの内部には切削液供給路が形成され、切削液はブロックの内部の切削液供給路を介してパイプノズルの内部の切削液供給路へと供給され、ブロック内部の切削液供給路は、上流側の縦孔部と、縦孔部の内径よりも小さく、パイプノズルの外径と略同等の内径のパイプノズル挿入孔とから形成され、パイプノズルの上端部には上端部の開口を内側から外方向へ押し広げられて拡径された拡径部が形成されており、パイプノズル挿入孔に挿入されたパイプノズルは拡径部がパイプノズル挿入孔の上端部に掛止してブロックに固定されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、半導体ウェーハ等の被加工物を切削加工するための切削装置に関する。

ＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスが複数形成された半導体ウェーハは、ダイシング装置と呼ばれる切削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。このダイシング装置では、半導体ウェーハを分割する際、高速で回転する切削ブレードを用い、切削ブレードと半導体ウェーハが接する加工点付近に向けて切削液を供給しながら加工を行うのが一般的である（例えば、特許文献１、２参照）。

例えば、特許文献２に開示されるダイシング装置では、切削ブレードが装着されるスピンドルが収容されたハウジングにブロックが固定され、ブロックに固定されたノズルから切削液が噴射される。このブロック及びノズルは一体とされ、ホイールカバーと呼ばれている。

ノズルはその機能に応じて、数種類のものが設けられるが、切削ブレードの表側、裏側を挟みこむように配置され、切削ブレードの側面下部及び加工点に向けて切削液を噴射するノズルは、ブレードクーラーノズル（側面ノズル）として知られている。そして、ブレードクーラーノズルは、その一端がブロック中の切削液供給路に下側から挿入されるとともに、ろう付と呼ばれる固定方法によりブロックに固定されるものである。

特開平３−２３０５４６号公報特開２００６−１８７８４９号公報

ブレードクーラーノズルを固定するためのろう付と呼ばれる固定方法は、溶融させたろうを接合部分に行き渡らせて固定するため、水漏れが発生しにくく、細かな部品の結合方法として採用できるという利点があるが、ろう付作業実施者の技量により接合強度にムラが発生しやすいという欠点もある。

このため、ブレードクーラーノズルが経年の使用によりブロックから下側へ脱落する不具合が発生することが懸念される。このような不具合が発生すると、加工中の半導体ウェーハに深刻な傷を形成してしまうことになる。特に、半導体製造プロセスにおいて製品完成間近の工程となるダイシング工程にて発生する不具合は、以前の工程が無駄になるなど、損失して甚大となるため、不具合発生を確実に防止するための技術が望まれていた。

そこで、本発明は、切削液を供給するノズルの脱落防止が図られた切削装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明によると、被加工物を保持する保持手段と、該保持手段に保持された被加工物を切削するための切削ブレードを備えた切削手段とを具備し、該切削手段は、該切削ブレードを前端に装着したスピンドルを回転自在に支持するスピンドルハウジングと、該スピンドルハウジングの前端部に固定され該切削ブレードを挟んで両側に配設され該切削ブレードに両側から切削液を供給するためのノズルアセンブリを有するホイールカバーとを備えた切削装置において、該ノズルアセンブリは、該スピンドルハウジングに装着されるブロックと、上端が該ブロックに固定され下端が該切削ブレードの刃先周辺部まで延材し且つ該切削ブレード側の側面に複数の噴射スリットを有する円筒形状のパイプノズルとからなり、該ブロック及び該パイプノズルの内部には切削液供給路が形成され、該切削液は該ブロックの内部の切削液供給路を介して該パイプノズルの内部の切削液供給路へと供給され、該ブロック内部の該切削液供給路は、上流側の縦孔部と、該縦孔部の内径よりも小さく、該パイプノズルの外径と略同等の内径のパイプノズル挿入孔とから形成され、該パイプノズルの上端部には該上端部の開口を内側から外方向へ押し広げられて拡径された拡径部が形成されており、該パイプノズル挿入孔に挿入された該パイプノズルは該拡径部が該パイプノズル挿入孔の上端部に掛止して該ブロックに固定されてい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、ブロック内のパイプノズル挿入孔に挿入されたパイプノズルは拡径部がパイプノズル挿入孔の上端部に掛止するため、パイプノズルの脱落を確実に防止することができ、脱落に伴う不具合の発生を防止できる。

切削装置の外観について示す斜視図である。デバイスウェーハの斜視図である。切削ユニットの外観について示す斜視図である。ノズルアセンブリのブロックの内部構造について示すＹＺ平面断面図である。ノズルアセンブリのブロックの内部構造について示すＸＺ平面断面図である。パイプノズルの拡径部の形成方法について示す断面図である。

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は半導体ウェ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の一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パネル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ユニットによって撮像された画像が表示されるＣＲＴ等の表示モニタ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ェーハ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がウェーハＷ上に形成されている。

ウェーハ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、ウェーハ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に示したウェーハカセット８中にウェーハが複数枚（例えば２５枚）収容される。ウェーハカセット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。

ウェーハカセット８の後方には、ウェーハカセット８から切削前のウェーハＷを搬出するとともに、切削後のウェーハをウェーハカセット８に搬入する搬出入機構１０が配設されている。ウェーハカセット８と搬出入機構１０との間には、搬出入対象のウェ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、ウェーハＷを一定の位置に位置合わせする位置合わせ機構１４が配設されている。

仮置き領域１２の近傍には、ウェーハ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機構１６が配設されており、仮置き領域１２に搬出されたウェーハＷは、搬送機構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、複数の固定機構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、ウェーハＷの切削すべきストリートを検出するアライメント機構２０が配設されている。

アライメント機構２０は、ウェーハＷの表面を撮像する撮像ユニット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。撮像ユニット２２によって取得された画像は、表示モニタ６に表示される。

アライメント機構２０の左側には、チャックテーブル１８に保持されたウェーハＷに対して切削加工を施す切削ユニット２４が配設されている。切削ユニット２４はアライメント機構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。

切削ユニット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は撮像ユニット２２のＸ軸方向の延長線上に位置している。

以上の構成とする切削装置２においては、被加工物としてのウェーハＷを保持する保持手段として機能するチャックテーブル１８と、保持手段に保持された被加工物を切削するための切削ブレード２８を備えた切削手段としての切削ユニット２４が具備された構成となっている。

図３は、切削ユニット２４の斜視図を示すものであり、切削ユニット２４は、切削ブレード２８を前端に装着したスピンドル２６を回転自在に支持するスピンドルハウジング２９と、スピンドルハウジング２９の前端部に固定され、切削ブレード２８を挟んで両側に配設され切削ブレード２８に両側から切削液を供給するためのノズルアセンブリ４１を有するホイールカバー４０と、を含む。

ホイールカバー４０は、スピンドルハウジング２９に対して固定されるとともに、下方に切削ブレード２８を収容する空間を形成し、切削ブレード２８を上側から覆うように構成されている。

ホイールカバー４０の一端側（便宜上「後端側」とする）には、図示せぬ切削液供給手段から切削液が供給される切削液供給用ブロック７１が設けられている。この切削液供給用ブロック７１の下部において、切削ブレード２８と対向する部位には噴射ノズル７２が設けられており、ジョイント７３を介して供給される切削液が切削ブレード２８に対して噴射されるように構成されている。

切削液供給用ブロック７１において、噴射ノズル７２を挟んでパイプノズル４３，４４と反対側の部位には、ウェーハ洗浄用ノズル７４，７５が設けられており、ジョイント７６を介して供給される切削液がウェーハに対して噴射されるように構成されている。

ホイールカバー４０の他端側（便宜上「前端側」とする）には、図示せぬ切削液供給手段から切削液が供給されるノズルアセンブリ４１が設けられている。ノズルアセンブリ４１は、図示せぬエアーシリンダのピストンロッドに連結され、ホイールカバー４０から離れた位置に移動させることで、切削ブレード２８の交換作業などを可能とすべく構成される。

図４及び図５に示されるように、ノズルアセンブリ４１は、ホイールカバー４０に装着されるブロック４２と、一対のパイプノズル４３，４４を備えている。ブロック４２は、前述のピストンロッドに連結されるものであり、直方体形状のブロック本体４２ａと、ブロック本体４２ａから延設されて図示せぬピストンロッドに連結するための連結部４２ｂ（図５）を有する。

ブロック本体４２ａの上側から上下中途部にかけて２本の縦孔部４２ｃ，４２ｄが形成されており、縦孔部４２ｃ，４２ｄにて切削液供給路４２ｇ，４２ｈの一部が形成される。縦孔部４２ｃ，４２ｄには、上方からジョイント５１ｃ，５１ｄ（図３参照）がそれぞれ螺嵌され、図示せぬ切削液供給手段から供給される切削液が、ジョイント５１ｃ，５１ｄを経由して切削液供給路４２ｇ，４２ｈへと供給される。

さらに、ブロック本体４２ａには、縦孔部４２ｃ，４２ｄの各底部からブロック本体４２ａの下側に貫通するように、パイプノズル挿入孔４２ｊ，４２ｋが形成されている。これにより、ブロック４２内部の切削液供給路４２ｇ，４２ｈは、上流側の縦孔部４１ｃ，４１ｄと、縦孔部４１ｃ，４１ｄの内径よりも小さく、パイプノズル４３，４４の外径と略同等の内径のパイプノズル挿入孔４２ｊ，４２ｋと、から形成される。パイプノズル挿入孔４２ｊ，４２ｋは、縦孔部４１ｃ，４１ｄよりも下流側に形成される。

パイプノズル４３，４４は、内部に切削液供給路４３ｃ，４４ｃが形成される管部材であり、上下方向に伸びるように配置される縦管部４３ｄ，４４ｄと、縦管部４３ｄ，４４ｄよりも下方に位置する横管部４３ｅ，４４ｅと、縦管部４３ｄ，４４ｄと横管部４３ｅ，４４ｅとを連結する部位となる屈曲管部４３ｆ，４４ｆとを有しており、略Ｌ字状をなすように構成されるものである。

パイプノズル４３，４４の縦管部４３ｄ，４４ｄは、ブロック本体４２ａのパイプノズル挿入孔４２ｊ，４２ｋに対し、縦孔部４２ｃ，４２ｄと反対側のパイプノズル挿入孔４２ｊ，４２ｋの開口部から挿入され、パイプノズル４３，４４の上端部４３ａ，４４ａが縦孔部４２ｃ，４２ｄ内に位置するように配置される。これにより、パイプノズル４３，４４に形成される切削液供給路４３ｃ，４４ｃが、ブロック本体４２ａに形成される切削液供給路４２ｇ，４２ｈと連通する。

ブロック本体４２ａのパイプノズル挿入孔４２ｊ，４２ｋは離間して配置されており、パイプノズル挿入孔４２ｊ，４２ｋに上端部４３ａ，４４ａが挿入されたパイプノズル４３，４４は、互いに対向するように離間して配置される。これにより、パイプノズル４３，４４の横管部４３ｅ，４４ｅは互いに対向して配置され、横管部４３ｅ，４４ｅの間に切削ブレード２８が配置されるレイアウトが実現される。

パイプノズル４３，４４の横管部４３ｅ，４４ｅにおいて、切削ブレード２８に対向する側には、それぞれ複数の噴射スリット４５ｓが間隔をあけて配置されており（図５参照）、切削液供給路４３ｃ，４４ｃに供給された切削液が噴射スリット４５ｓから放出され、切削ブレード２８が冷却される。

以上の構成とするノズルアセンブリ４１は、スピンドルハウジング２９に装着されるブロック４２と、上端がブロック４２に固定され下端となる横管部４３ｅ，４４ｅが切削ブレード２８の刃先周辺部まで延材し且つ切削ブレード２８側の側面に複数の噴射スリット４５ｓを有する円筒形状のパイプノズル４３，４４とからなり、ブロック４２及びパイプノズル４３，４４の内部には切削液供給路４２ｇ，４２ｈ，４３ｃ，４４ｃが形成され、切削液はブロック４２を介してパイプノズル４３，４４へと切削液供給路４２ｇ，４２ｈ，４３ｃ，４４ｃを通って供給される。

そして、図４に示すように、パイプノズル４３，４４の上端部４３ａ，４４ａには、この上端部４３ａ，４４ａの開口を内側から外方向へ押し広げられて拡径された拡径部４３ｋ，４４ｋが形成されている。

この拡径部４３ｋ，４４ｋの具体的な形成方法は特に限定されるのではないが、例えば、図６に示すように、パイプノズル４３の上端部４３ａを縦孔部４２ｃに挿入した状態とするとともに、縦孔部４２ｃの上側の開放部からパイプノズル４３の上端部４３ａの開口に棒状の治具６０を垂直に挿入し、この治具６０を傾けて拡径部４３ｋを形成することができる。

ブロック本体４２ａの下面４２ｍにおけるパイプノズル挿入孔４２ｊの開口部には、パイプノズル４３の横管部４３ｅの向きの固定や、ブロック本体４２ａとパイプノズル挿入孔４２ｊの間の隙間の封止による切削液の漏れ防止などを目的として、ろう付け６１がなされる。

そして、以上の構成によれば、図４に示すように、ブロック４２内のパイプノズル挿入孔４２ｊ，４２ｋに挿入されたパイプノズル４３，４４は拡径部４３ｋ，４４ｋがパイプノズル挿入孔４２ｊ，４２ｋの上端部、つまりは、パイプノズル挿入孔４２ｊ，４２ｋと縦孔部４２ｃ，４２ｄの境界部４６ａ，４６ｂに掛止してブロック４２（ブロック本体４２ａ）に固定された状態とすることができる。

この状態が実現されることにより、パイプノズル４３，４４がブロック４２から抜け落ちることを確実に防止することが可能となる。なお、パイプノズル４３，４４とブロック本体４２ａの間にはろう付け６１が施されるため、このろう付け６１によってもパイプノズル４３，４４の脱落は防止されるものであるが、仮にこのろう付け６１の箇所が剥離した場合であっても、本実施形態によれば、パイプノズル４３，４４の脱落を防止することが可能となるものである。

加えて、図６に示される例により拡径部４３ｋを形成することによれば、例えば、従来はろう付け６１によってパイプノズル４３の固定を行っていた構成に対し、パイプノズル４３の上端部４３ａを押し広げるという簡易な工程を付加するだけで本発明を実施することができ、螺子などの追加部品を要することなく、容易にパイプノズル４３の脱落防止の効果が得られる。

２切削装置
２４切削ユニット
２６スピンドル
２８切削ブレード
２９スピンドルハウジング
４０ホイールカバー
４１ノズルアセンブリ
４２ブロック
４２ａブロック本体
４３パイプノズル
４４パイプノズル
４３ｋ拡径部
４４ｋ拡径部
４６ａ境界部
４６ｂ境界部

Claims

被加工物を保持する保持手段と、該保持手段に保持された被加工物を切削するための切削ブレードを備えた切削手段とを具備し、
該切削手段は、該切削ブレードを前端に装着したスピンドルを回転自在に支持するスピンドルハウジングと、該スピンドルハウジングの前端部に固定され該切削ブレードを挟んで両側に配設され該切削ブレードに両側から切削液を供給するためのノズルアセンブリを有するホイールカバーとを備えた切削装置において、
該ノズルアセンブリは、該スピンドルハウジングに装着されるブロックと、上端が該ブロックに固定され下端が該切削ブレードの刃先周辺部まで延材し且つ該切削ブレード側の側面に複数の噴射スリットを有する円筒形状のパイプノズルとからなり、
該ブロック及び該パイプノズルの内部には切削液供給路が形成され、該切削液は該ブロックの内部の切削液供給路を介して該パイプノズルの内部の切削液供給路へと供給され、
該ブロック内部の該切削液供給路は、上流側の縦孔部と、該縦孔部の内径よりも小さく、該パイプノズルの外径と略同等の内径のパイプノズル挿入孔とから形成され、
該パイプノズルの上端部には該上端部の開口を内側から外方向へ押し広げられて拡径された拡径部が形成されており、
該パイプノズル挿入孔に挿入された該パイプノズルは該拡径部が該パイプノズル挿入孔の上端部に掛止して該ブロックに固定されていることを特徴とする切削装置。