JP2013184277A - バイト切削装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 被加工物の上面高さ位置を誤検出することなく、被加工物を所定の厚みへと薄化できるバイト切削装置を提供することである。
【解決手段】 バイト切削装置であって、被加工物を保持する保持面を有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の上面を切削して所定の厚みへと薄化するバイト切削手段と、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する高さ位置検出手段と、該高さ位置検出手段で上面高さ位置が検出される該チャックテーブルに保持された被加工物の領域に洗浄流体を供給する洗浄流体供給手段と、を具備したことを特徴とする。
【選択図】図1
【解決手段】 バイト切削装置であって、被加工物を保持する保持面を有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の上面を切削して所定の厚みへと薄化するバイト切削手段と、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する高さ位置検出手段と、該高さ位置検出手段で上面高さ位置が検出される該チャックテーブルに保持された被加工物の領域に洗浄流体を供給する洗浄流体供給手段と、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装置に関する。
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。
バイト切削装置は、チャックテーブル上に保持したウエーハ等の被加工物の上面高さ位置を検出する接触式の高さ位置検出器を備えており、検出した被加工物の上面高さ位置を基に被加工物を切削して、所定の厚みへと薄化している。
ところが、被加工物の上面に塵等の異物が載っていた場合に、高さ位置検出器の接触針が塵に接触して塵の上面を被加工物の上面として高さ位置を検出してしまう恐れがある。塵の上面を被加工物の上面として誤検出すると、切削した被加工物が所定厚みに薄化されず問題となる。
また、被加工物を切削する際の最終的な除去量が切削刃が一度に被加工物へ切り込める切り込み量よりも多い場合には、所定高さに位置付けたバイト切削ユニットで被加工物を切削した後、バイト切削ユニットをより下方に位置付けて被加工物を切削することを繰り返し、複数パスに分けて最終的な除去量を切削している。
複数パスでの加工時には、最終パスを切削加工する前に一度被加工物の上面高さ位置を接触式の高さ位置検出器で検出して、所定厚み分を最終パスで切削除去することで、最終的な仕上げ厚みを高精度に制御することがある。
最終パスを切削加工する前の被加工物上面には先の切削加工において発生した切削屑が付着しているため、高さ位置検出器での被加工物の上面高さ位置検出時に付着物上面を被加工物上面高さ位置と誤検出してしまう可能性が高い。
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、被加工物の上面高さ位置を誤検出することなく、被加工物を所定の厚みへと薄化できるバイト切削装置を提供することである。
請求項1記載の発明によると、バイト切削装置であって、被加工物を保持する保持面を有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の上面を切削して所定の厚みへと薄化するバイト切削手段と、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する高さ位置検出手段と、該高さ位置検出手段で上面高さ位置が検出される該チャックテーブルに保持された被加工物の領域に洗浄流体を供給する洗浄流体供給手段と、を具備したことを特徴とするバイト切削装置が提供される。
請求項2記載の発明によると、高さ位置検出手段は被加工物の上面に接触する接触針を有しており、洗浄流体供給手段は、接触針に向かって洗浄流体を供給する切削装置が提供される。
請求項3記載の発明によると、洗浄流体は液体と気体との混合流体から構成されるバイト切削装置が提供される。
請求項1記載の発明によると、洗浄流体供給手段から高さ位置検出手段で上面高さ位置を検出される被加工物の領域に洗浄流体が供給されるため、被加工物の上面高さ位置を誤検出することなく、被加工物を所定の厚みへと薄化することができる。
請求項2記載の発明によると、上面高さ位置検出手段が接触針を有する接触式の場合に、上面高さ位置検出手段の接触針に異物が付着していても洗浄流体によって洗浄できるため、被加工物の高さ位置を正確に検出することができる。
請求項3記載の発明によると、洗浄液を液体と気体との混合流体とすることで、例えば被加工物の被切削面が金属や樹脂等の延性材からなる場合でも、切削によって発生した被加工物の切削屑を効果的に除去でき、被加工物の上面高さ位置を正確に検出することができる。
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、本発明実施形態に係るバイト切削装置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には被加工物11の上面11a及び第2高さ位置検出器74の接触針74aに向かって洗浄流体を供給する洗浄流体供給ノズル78が取り付けられている。
同様に、第1高さ位置検出器72に隣接して、被加工物11の上面11a及び第1高さ位置検出器72の接触針に向かって洗浄流体を供給する洗浄流体供給ノズル76が取り付けられている。
洗浄流体供給ノズル76,78は液体供給源80及び気体供給源82に図示しない電磁切換弁を介して接続されている。液体供給源80からは例えば純水が0.25リットル/分の割合で供給され、気体供給源82からは例えばエアが0.3MPaの圧力で供給される。
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。
チャックテーブルの保持面及び被加工物11の上面11aの高さ位置の検出時には、図2に示すように、第1及び第2高さ位置検出器72,74に洗浄流体供給ノズル76,78から純水とエアとからなる混合流体を供給しながら高さ位置の検出を実施する。
これにより、チャックテーブル40の枠体上面及びチャックテーブル40に保持された被加工物11の上面11aに付着している塵等の異物を洗い流すことができ、チャックテーブル40の枠体上面の高さ位置の検出及び被加工物11の上面11aの高さ位置の検出を正確に実施することができる。
被加工物11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11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下降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11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。
被加工物11を切削する際の最終的な除去量がバイト工具32の切削刃が一度に被加工物11へ切り込める切り込み量よりも多い場合には、1パス目として所定高さに位置付けたバイト切削ユニット16で被加工物11を切削した後、2パス目としてバイト切削ユニット16を下方に所定量だけ切り込み送りして被加工物11を旋回切削することを繰り返し、複数パスに分けて被加工物11を切削する。
複数パスの切削加工時には、最終パスを切削加工する前にチャックテーブル40を第1及び第2高さ位置検出器72,74の下方に戻して、第2高さ位置検出器74で被加工物11の上面高さ位置を検出する。この場合、被加工物11の複数個所でその上面高さ位置を検出するのが好ましい。
最終パスを切削加工する前に被加工物11の上面11aには先の切削加工において発生した切削屑が被加工物11の上面に付着していることが多いが、洗浄流体供給ノズル78から洗浄流体を供給しながら第2高さ位置検出器74で被加工物11の上面高さ位置を検出するため、先の切削加工において発生した切削屑が被加工物上面に付着してもこれを洗い流すことができ、被加工物11の上面高さ位置を正確に検出することができる。
このように最終パスを切削加工する前に被加工物11の上面高さ位置を正確に検出して、チャックテーブル40をバイト切削領域に戻した後、被加工物11の上面高さ位置に基づいて所定厚み部分を最終パスで切削除去することで、最終的な仕上げ厚みを高精度に制御することができる。
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 洗浄流体供給ノズル
80 液体供給源
82 気体供給源
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 洗浄流体供給ノズル
80 液体供給源
82 気体供給源
Claims (3)
- バイト切削装置であって、
被加工物を保持する保持面を有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の上面を切削して所定の厚みへと薄化するバイト切削手段と、
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する高さ位置検出手段と、
該高さ位置検出手段で上面高さ位置が検出される該チャックテーブルに保持された被加工物の領域に洗浄流体を供給する洗浄流体供給手段と、
を具備したことを特徴とするバイト切削装置。 - 前記高さ位置検出手段は被加工物の上面に接触する接触針を有しており、
前記洗浄流体供給手段は、該接触針に向かって洗浄流体を供給する請求項1記載のバイト切削装置。 - 前記洗浄流体は液体と気体との混合流体から構成される請求項1又は2記載のバイト切削装置。
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