JP2013184276A - バイト切削方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】 被加工物の仕上げ厚みを高精度に制御できるバイト切削方法を提供することである。
【解決手段】 切削刃を有するバイト切削手段で被加工物を切削するバイト切削方法であって、被加工物をチャックテーブルで保持する保持ステップと、該保持ステップを実施した後、接触針を有する高さ位置検出手段で該チャックテーブルの保持面の高さ位置及び該チャックテーブルに保持された被加工物の上面高さ位置を検出して被加工物の厚みを算出する被加工物厚み算出ステップと、該接触針に冷却水を常時供給する冷却水供給ステップと、該被加工物の厚み算出ステップを実施した後、該被加工物の上面高さ位置に基づいてバイト切削手段の切削刃を所定高さに位置付け、該切削刃を回転するとともに該バイト切削手段と該チャックテーブルとを水平方向に相対移動させて、被加工物の上面を該バイト切削手段で旋回切削する切削ステップと、を具備したことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ウエーハ等の被加工物をバイトで旋回切削するバイト切削方法に関する。
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２００４−３１９６９７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。
半導体ウエーハ等の被加工物を高精度に切削して薄化するために、切削に際してチャックテーブルの保持面の上面高さ及び被加工物の上面高さ位置を接触式の高さ位置検出器を用いて検出し、検出した被加工物の上面高さ位置を基に切削刃を所定高さに位置付けて被加工物を旋回切削し、被加工物を所定の厚みへと薄化している（特開２００７−０５９５２３号公報参照）。
特開２００４−３１９６９７号公報 特開２００７−０５９５２３号公報
ところが、装置の稼動に伴う発熱や室温の温度変化等により高さ位置検出器が熱膨張すると、被加工物の仕上げ厚みを高精度に制御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、被加工物の仕上げ厚みを高精度に制御できるバイト切削方法を提供することである。
本発明によると、切削刃を有するバイト切削手段で被加工物を切削するバイト切削方法であって、被加工物をチャックテーブルで保持する保持ステップと、該保持ステップを実施した後、接触針を有する高さ位置検出手段で該チャックテーブルの保持面の高さ位置及び該チャックテーブルに保持された被加工物の上面高さ位置を検出して被加工物の厚みを算出する被加工物厚み算出ステップと、該接触針に冷却水を常時供給する冷却水供給ステップと、該被加工物の厚み算出ステップを実施した後、該被加工物の上面高さ位置に基づいてバイト切削手段の切削刃を所定高さに位置付け、該切削刃を回転するとともに該バイト切削手段と該チャックテーブルとを水平方向に相対移動させて、被加工物の上面を該バイト切削手段で旋回切削する切削ステップと、を具備したことを特徴とするバイト切削方法が提供される。
本発明のバイト切削方法によると、接触針には常時冷却水が供給されるため、バイト切削装置の稼動に伴う発熱や室温の温度変化に伴って高さ位置検出器が熱膨張することが防止され、正確に被加工物の上面高さ位置を検出して被加工物を所定厚みに切削できる。
本発明のバイト切削方法を実施するのに適したバイト切削装置の斜視図である。 図１のＡ方向矢視図である。
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、本発明のバイト切削方法を実施するのに適したバイト切削装置２の斜視図が示されている。バイト切削装置２のハウジング４は、水平ハウジング部分６と、垂直ハウジング部分８から構成される。
垂直ハウジング部分８には上下方向に伸びる一対のガイドレール１２，１４が固定されている。この一対のガイドレール１２，１４に沿ってバイト切削ユニット１６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１６は、支持部２０を介して一対のガイドレール１２，１４に沿って上下方向に移動する移動基台１８に取り付けられている。
バイト切削ユニット１６は、支持部２０に取り付けられたスピンドルハウジング２２と、スピンドルハウジング２２中に回転可能に収容されたスピンドル２４と、スピンドル２４を回転駆動するサーボモータ２６を含んでいる。
スピンドル２４の先端部にはホイールマウント２８が固定されており、このホイールマウント２８にバイト工具３２を有するバイトホイール３０が装着されている。バイト工具３２はダイアモンドから形成された切削刃をその先端に有している。
バイト切削装置２は、バイト切削ユニット１６を一対のガイドレール１２、１４に沿って上下方向に移動するバイト切削ユニット送り機構３４を備えている。バイト切削ユニット送り機構３４は、ボールねじ３６と、ボールねじ３６の一端部に固定されたパルスモータ３８とから構成される。パルスモータ３８をパルス駆動すると、ボールねじ３６が回転し、移動基台１８の内部に収容されたボールねじ３６のナットを介して移動基台１８が上下方向に移動される。
水平ハウジング部分６の凹部１０には、チャックテーブル４０が配設されている。チャックテーブル４０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。４４，４６は蛇腹である。チャックテーブル４０に隣接して、切削中の被加工物及びバイトホイール３０に向かって切削水を供給する切削水供給ノズル４２が配設されている。
ハウジング４の水平ハウジング部分６には、第１のカセット４８と、第２のカセット５０と、被加工物搬送ロボット５２と、複数の位置決めピン５６を有する仮置きテーブル５４と、仮置きテーブル５４から被加工物をチャックテーブル４０上に搬入する被加工物搬入手段５８と、チャックテーブル４０から被加工物を搬出する被加工物搬出手段６０と、洗浄ユニット６２が配設されている。更に、ハウジング４の前方にはオペレータが切削加工条件等を入力する操作パネル６４が設けられている。
水平ハウジング部分６には、凹部１０を跨ぐようにして門型フレーム７０が配設されており、門型フレーム７０の下方の空間をチャックテーブル４０が通過しうるようになっている。
門型フレーム７０には、第１高さ位置検出器７２と第２高さ位置検出器７４が取り付けられている。第１及び第２高さ位置検出器７２，７４はそれぞれ先端に接触針を有し、例えば第１高さ位置検出器７２でチャックテーブル４０の保持面の高さ位置を検出し、第２高さ位置検出器７４でチャックテーブル４０に保持された被加工物の上面高さ位置を検出する。
図１及び図２に示すように、門型フレーム７０には第２高さ位置検出器７４の接触針７４ａに向かって冷却水を供給する冷却水供給ノズル７８が取り付けられている。同様に、第１高さ位置検出器７２の接触針に向かって冷却水を供給する冷却水供給ノズル７６も門型フレーム７０に取り付けられている。
冷却水供給ノズル７６，７８は冷却水供給源８０に接続されている。冷却水供給ノズル７６，７８からはバイト切削装置２の稼動中に第１及び第２高さ位置検出器７２，７４の接触針に向かって常時冷却水７９が供給されている。
以上のように構成されたバイト切削装置２の切削作業について以下に説明する。第１のカセット４８中に収容された被加工物は、被加工物搬送ロボット５２の上下動作及び進退動作によって搬送され、仮置きテーブル５４上に載置される。
仮置きテーブル５４上に載置された被加工物は、複数の位置決めピン５６によって中心あわせが行われた後に、被加工物搬入手段５８の旋回動作によって、被加工物搬入・搬出領域に位置付けされているチャックテーブル４０上に載置され、チャックテーブル４０によって吸引保持される。
次いで、チャックテーブル４０を第１及び第２高さ位置検出器７２，７４の下方に移動し、第１高さ位置検出器７２でチャックテーブル４０の保持面の高さ位置と面一の枠体の上面位置を検出するとともに、第２高さ位置検出器７４で被加工物の上面高さ位置を検出する。
そして、被加工物の上面高さ位置からチャックテーブル４０の保持面の上面高さ位置を減算することにより、被加工物の厚みを算出する。尚、チャックテーブルの保持面の高さ位置の検出はセットアップ時に一度実施すれば、被加工物毎に実施する必要はない。
この高さ位置検出ステップでは、冷却水供給ノズル７６，７８から常時冷却水が接触針に向かって噴出されているため、バイト切削装置２の稼動に伴う発熱や室温の温度変化に伴って高さ位置検出器７２，７４が熱膨張することが防止され、正確にチャックテーブル４０の保持面の高さ位置及び被加工物の上面高さ位置を検出することができる。
被加工物の厚みは被加工物の上面高さ位置からチャックテーブル４０の保持面の高さ位置を減算することにより算出され、算出された被加工物の厚みを基に、チャックテーブル４０に保持された被加工物の目標切削高さを設定する。
目標切削高さを設定後、図１においてチャックテーブル移動機構を駆動してチャックテーブル４０をＹ軸方向で奥側（右側）まで移動した後、バイト切削ユニット送り機構３４を駆動してバイト工具３２の切削刃を設定した目標切削高さまで移動して被加工物に切り込ませる。
そして、Ｙ軸方向手前側にチャックテーブル４０を引きながらチャックテーブル４０に保持された被加工物の旋回切削を実施する。切削加工は切削液供給ノズル４２から切削液を供給しながら実施される。
切削加工終了後、必要に応じて、チャックテーブル４０を第１及び第２高さ検出器７２，７４に対向する位置まで戻して、第２高さ位置検出器７４で切削後の被加工物の高さ位置を検出し、被加工物が所望の厚みまで切削されたか否かを確認する。
以上詳述したように、本発明のバイト切削方法では、第１及び第２高さ位置検出器７２，７４の接触針を常時冷却しているので、バイト切削装置２の稼動に伴う発熱や室温の温度変化に伴って第１及び第２高さ位置検出器７２，７４が熱膨張することが防止され、正確に被加工物の上面高さ位置を検出して被加工物を所望の厚みに切削できる。
２ バイト切削装置
１６ バイト切削ユニット
３０ バイトホイール
３２ バイト工具
４０ チャックテーブル
７２ 第１高さ位置検出器
７４ 第２高さ位置検出器
７４ａ 接触針
７６，７８ 冷却水供給ノズル

Claims (1)

  1. 切削刃を有するバイト切削手段で被加工物を切削するバイト切削方法であって、
    被加工物をチャックテーブルで保持する保持ステップと、
    該保持ステップを実施した後、接触針を有する高さ位置検出手段で該チャックテーブルの保持面の高さ位置及び該チャックテーブルに保持された被加工物の上面高さ位置を検出して被加工物の厚みを算出する被加工物厚み算出ステップと、
    該接触針に冷却水を常時供給する冷却水供給ステップと、
    該被加工物の厚み算出ステップを実施した後、該被加工物の上面高さ位置に基づいてバイト切削手段の切削刃を所定高さに位置付け、該切削刃を回転するとともに該バイト切削手段と該チャックテーブルとを水平方向に相対移動させて、被加工物の上面を該バイト切削手段で旋回切削する切削ステップと、
    を具備したことを特徴とするバイト切削方法。
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