JP2014018942A

JP2014018942A - バイト切削装置

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Publication number: JP2014018942A
Application number: JP2012162425A
Authority: JP
Inventors: Mitsuru Ikushima; 充生島; Shuhei Takeda; 周平竹田
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2012-07-23
Filing date: 2012-07-23
Publication date: 2014-02-03
Anticipated expiration: 2032-07-23
Also published as: JP5945182B2

Abstract

【課題】一度に多量の加工屑が排水ラインに流れて排水ラインを詰まらせてしまうおそれを低減することができるバイト切削装置を提供する。
【解決手段】保持テーブル２０の保持面２１に保持した被加工物１の保護テープ３における基材３ａを、バイト切削手段３０のバイトホイール３５を回転させてバイトホイール３５に取り付けた切り刃３４で切削するバイト切削装置において、保持テーブル２０とバイトホイール３５を囲繞する加工屑飛散防止壁６０を設ける。切削によって生じる加工屑の飛散を加工屑飛散防止壁６０で防止し、保持テーブル２０の周囲に加工屑が堆積しないようにする。
【選択図】図２

Description

本発明は、切り刃を有したバイトホイールを回転させて被加工物を切り刃で切削加工するバイト切削装置に関する。

例えば、半導体デバイス製造工程では、多数のデバイスが形成されたシリコンや化合物半導体等からなる半導体ウェーハを、デバイス間の境界である分割予定ラインに沿って切断し分割することにより、個片化した半導体デバイスを得ている。このようにして製造される半導体デバイスは、携帯電話やパソコン等の各種電子機器に広く用いられるが、近年ではこの種の電子機器の小型化・軽量化を可能にするために、半導体デバイスを積層可能に構成した積層デバイスが開発されている。

積層デバイスは、半導体デバイスの表面にバンプと呼ばれる突起状の電極を形成し、このバンプをエポキシ樹脂等からなるアンダーフィル材で埋設し、この後、バンプをアンダーフィル材ごと切削加工により削り取ることにより、バンプをアンダーフィル材の表面に露出させるという加工を行っている。このようにバンプや樹脂を切削加工するには、保持テーブルに保持した被加工物に対し、切り刃を有したバイトホイールを回転させてバンプを切り刃で切削する形式のバイト切削装置が用いられる（特許文献１、２等参照）。

特開２０１０−００５７２１号公報特開２００９−０４３９３１号公報

上記のようなバイト切削装置で樹脂や金属を切削するにあたり、その樹脂や金属が粘性を有していたり加工時の発熱により粘性が生じたりした場合には、加工屑が糸状となって発生することが多い。このような糸状の加工屑は、保持テーブルの周囲に配設された切削液供給用のノズルや配管などの設備の上に堆積する場合がある。そして堆積したその加工屑は、やがてノズルや配管等から落下して一度に多量の状態で排水ラインに流れ、排水ラインを詰まらせてしまうおそれがあった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その主たる課題は、一度に多量の加工屑が排水ラインに流れて排水ラインを詰まらせてしまうおそれを低減することができるバイト切削装置を提供することにある。

本発明は、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した保持テーブルと、該保持テーブルに対面して配設され該保持テーブルで保持された被加工物を切削する切り刃を有したバイトホイールと該バイトホイールが回転可能に装着されるスピンドルとを含むバイト切削手段と、前記バイトホイールを前記保持テーブルの前記保持面に対して近接離反する切込み方向に相対移動させる切込み送り手段と、前記切込み方向に直交する加工送り方向において、前記保持テーブルを前記バイト切削手段に対して近接離反可能に相対移動させる加工送り手段と、前記保持テーブルと前記バイトホイールを囲繞して加工屑の飛散を防止する加工屑飛散防止壁と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、切削加工で生じた加工屑は加工屑飛散防止壁によって飛散が防止される。樹脂や金属を切削して糸状の加工屑が生じた場合も、その糸状の加工屑は加工屑飛散防止壁で飛散が防止され、保持テーブルの周囲の例えば切削液供給用のノズルや配管などに堆積することが防止される。したがって一度に多量の糸状の加工屑が排水ラインに流れ、排水ラインを詰まらせてしまうおそれを低減することができる。

本発明は、前記加工送り手段は、前記保持テーブルで保持された被加工物を前記バイト切削手段で切削する加工位置と、退避位置とにそれぞれ該保持テーブルを位置付けるとともに該バイト切削手段に対して近接離反可能に移動させ、前記加工屑飛散防止壁は、前記保持テーブルが前記加工位置に位置付けられた際に該保持テーブルと前記バイトホイールを囲繞する位置に配設されることを具体的形態とする。この形態により、本発明の効果を適確に得ることが可能となる。

また、本発明は、前記加工屑飛散防止壁には、少なくとも前記保持テーブルで保持された被加工物に切削液を供給する切削液噴出口が形成されている形態を含む。

本発明によれば、一度に多量の加工屑が排水ラインに流れて排水ラインを詰まらせてしまうおそれを低減することができるバイト切削装置が提供されるといった効果を奏する。

本発明の一実施形態に係る被加工物の（ａ）斜視図、（ｂ）側面図、（ｃ）保護テープの詳細を示す断面図である。本発明の一実施形態に係るバイト切削装置の全体斜視図である。一実施形態のバイト切削装置の被加工物に対する切削加工動作を示す平面図であって、（ａ）切削加工直前の状態、（ｂ）切削加工中を示している。一実施形態のバイト切削装置による被加工物に対する切削加工動作を示す側面図であって、（ａ）切削加工直前の状態、（ｂ）切削加工中を示している。一実施形態のバイト切削装置に具備された加工屑飛散防止壁を示す平面図である。加工屑飛散防止壁の他の実施形態を示す平面図である。加工屑飛散防止壁の他の実施形態を示す断面図である。加工屑飛散防止壁の他の実施形態を示す断面図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
［１］被加工物
図１（ａ）、（ｂ）は、一実施形態に係る被加工物１を示している。被加工物１は、円板状の基板２の表面２ａに保護テープ３が貼着されたものである。基板２は、例えば表面２ａに多数のデバイスが形成された半導体ウェーハ等であり、保護テープ３は表面２ａを保護するために表面２ａに貼着される。この状態で被加工物１は、例えば基板２の裏面２ｂが研削加工されて薄化される。裏面２ｂの研削加工は、保持テーブル等の保持面に保護テープ３における基材３ａの表面をその保持面に吸着させ、露出した裏面２ｂを研削手段で研削するといった手段が採られる。

保護テープ３は厚さが５０〜３００μｍ程度の粘着テープであり、図１（ｃ）に示すように、基材３ａの片面に粘着層３ｂが形成されたものである。基材３ａは塩化ビニルやポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート等の比較的剛性を有する樹脂から形成されており、粘着層３ｂは、ゴム系やアクリル系の材料が用いられている。

本実施形態は、被加工物１の保護テープ３における基材３ａの表面全面を切削して平坦加工するためのバイト切削装置であり、図２に装置全体を示している。基材３ａの表面を平坦化する理由としては、例えば上記のようにして基板２の裏面２ｂを研削加工する際に、上記保持面に吸着される基材３ａの表面を平坦化することで、研削された裏面３が高い平坦度となるようにするためである。

［２］バイト切削装置
（ａ）基本構成
以下、図２に示す一実施形態のバイト切削装置１０の基本構成を説明する。
図２で符号１１は装置台である。装置台１１の長手方向一端部（図２の右奥側の端部）には、壁部１２が立設されている。図２では、装置台１１の長手方向、幅方向および鉛直方向を、それぞれＹ方向、Ｘ方向およびＺ方向としている。

装置台１１上においては、長手方向のほぼ中間部分から壁部１２側に切削液回収用の凹所１３が形成されており、この凹所１３内には、移動台（加工送り手段）１４を介して、真空チャック式の円板状の保持テーブル２０がＹ方向に移動可能に設けられている。移動台１４は、装置台１１内に配設された図示せぬ移動機構によりＹ方向に沿って往復移動する。

移動台１４の移動経路は、移動台１４の移動方向両側に設けられた蛇腹状のカバー１５，１６によって覆われている。カバー１５，１６は移動台１４の移動に伴って伸縮し、これらカバー１５，１６によって該移動経路への加工屑の落下が防がれるようになっている。

保持テーブル２０は、移動台１４に固定状態で支持されている。保持テーブル２０は、多孔質体で形成された円形状の水平な保持面２１を有している。保持面２１は図示せぬ吸引機構の運転によって負圧状態となり、被加工物１は、保持面２１に載置され、かつ、負圧作用によって吸引、保持される。保持テーブル２０は、移動台１４が壁部１２側に移動することにより、所定の加工位置に位置付けられる。その加工位置の上方には、バイト切削手段３０が配設されている。

バイト切削手段３０は、装置台１１の壁部１２の前面に、切込み送り手段４０によってＺ方向に昇降自在に設けられている。切込み送り手段４０は、壁部１２の前面に固定された左右一対のＺ方向に延びるガイドレール４１と、ガイドレール４１に摺動可能に支持された昇降スライダ４２と、昇降スライダ４２に螺合して連結されたボールねじ４３と、ボールねじ４３を正逆回転させるモータ４４とから構成され、ボールねじ４３の回転により昇降スライダ４２をガイドレール４１に沿って昇降させるものである。

バイト切削手段３０は、軸方向がＺ方向に延びる円筒状のハウジング３１と、ハウジング３１内に同軸的、かつ回転自在に支持されたスピンドル３２と、スピンドル３２を回転駆動するサーボモータ３３と、スピンドル３２の下端に同軸的に固定されることにより保持テーブル２０に対面して配設され、被加工物１を切削する切り刃３４を有した円板状のバイトホイール３５とから構成されている。切り刃３４は被加工物１の保護テープ３における上記樹脂からなる基材３ａを切削可能なダイヤモンド等からなるものであり、図３および図４に示すように、バイトホイール３５の外周部に下方に突出する状態に取り付けられている。

バイト切削手段３０は、ハウジング３１がホルダ３９を介して切込み送り手段４０の昇降スライダ４２に固定されており、昇降スライダ４２と一体に鉛直方向（切込み方向）に移動し、これによりバイトホイール３５は保持テーブル２０の保持面２１に対して近接離反させられる。サーボモータ３３でスピンドル３２が回転駆動されることによりバイトホイール３５は回転し、切り刃３４がそれに伴って旋回するようになっている。保持テーブル２０は、移動台１４により、バイト切削手段３０に対して水平方向に近接離反可能に移動させられる。保持テーブル２０の移動方向（Ｙ方向）は、バイト切削手段３０の切込み方向（Ｚ方向）に直交している。図３に示すように、切り刃３４の旋回軌跡すなわちバイトホイール３５による切削領域は、被加工物１の外径よりも大きいものとされている。

移動台１４が加工位置から壁部１２と離れる方向に移動した移動端が、退避位置となっており、保持テーブル２０に保持された被加工物１は、移動台１４の移動により、バイト切削手段３０の下方の加工位置と退避位置とを往復移動させられる。すなわち、保持テーブル２０に保持された被加工物１は、バイト切削手段３０に対してＹ方向に沿って近接離反可能に移動させられる。

図２に示すように、装置台１１の凹所１３より手前側は被加工物１の供給・回収エリア１７となっている。供給・回収エリア１７の中央には、２節リンク式のピックアップロボット５０が設置されており、このピックアップロボット５０の周囲には、上から見た状態で、反時計回りに、カセット５１、位置決め手段５２、搬入手段５３、搬出手段５４、スピンナ式の洗浄装置５５、カセット５６が、それぞれ配置されている。

カセット５１、位置決め手段５２および搬入手段５３は、被加工物１を保持テーブル２０に搬入する系統であり、搬出手段５４、洗浄手段５５およびカセット５６は、切削加工後の被加工物１を保持テーブル２０から搬出する系統である。２つのカセット５１，５６は同一の構造であるが、ここでは用途別に、搬入カセット５１、搬出カセット５６と称する。これらカセット５１，５６は、複数の被加工物１を積層状態で収容して運搬可能とするもので、装置台１１の所定位置にセットされる。搬入手段５３および搬出手段５４はともに同様の構造であって、それぞれ水平旋回アーム５３ａ，５４ａの先端に、被加工物１の上面を負圧作用で吸着する吸着パッド５３ｂ，５４ｂが取り付けられたものである。

（ｂ）基本動作
次いで、上記バイト切削装置１０によって被加工物１の保護テープ３における樹脂製の基材３ａを切削加工する動作を説明する。

ピックアップロボット５０によって、搬入カセット５１内から１枚の被加工物１が取り出され、その被加工物１は、ピックアップロボット５０によって位置決め手段５２上に保護テープ３を上側にして載置される。位置決め手段５２上で被加工物１は所定の搬送開始位置に位置付けられ、次いでその被加工物１が、搬入手段５３の吸着パッド５３ｂで保持され、水平旋回アーム５３ａの旋回により、予め退避位置に位置付けられている保持テーブル２０の保持面２１に基板２の裏面２ｂを合わせて載置される。

被加工物１は保持テーブル２０の保持面２１に負圧作用で吸着、保持され、移動台１４が壁部１２側に移動して加工位置に送られる。この場合、被加工物１は、図３（ａ）に示すように、バイトホイール３５の切削領域内に収まる位置まで送られる。そして、バイトホイール３５を回転させたバイト切削手段３０を切込み送り手段４０によって切り刃３４が保護テープ３の基材３ａを所定厚さ切削する高さになるまでバイト切削手段３０を下降させる。続いて、移動台１４を被加工物１の退避位置方向に移動させる加工送りを行う。

被加工物１が加工送りされるに伴って、保護テープ３の基材３ａの表面が旋回する切り刃３４により切削される。そして被加工物１がバイトホイール３５の切削領域を脱すると、基材３ａの表面全面が切削されて平坦に形成される。なお、切削中においては、後述するように切削液が被加工物１に供給される。基材３ａが切削されると加工屑が生じるが、その加工屑は切削液に混じって凹所１３に流れ落ち、凹所１３を流れて凹所１３の隅に形成された加工屑排出口１８から排出される。

保護テープ３の基材３ａの表面全面が平坦に切削されたら、保持テーブル２０を退避位置まで移動させるとともに保持面２１への被加工物１の吸着が解除され、被加工物１は搬出手段５４によって洗浄手段５５内に移送される。被加工物１は、洗浄手段５５内で水洗、乾燥処理され、この後、ピックアップロボット５０によって搬出カセット５６内に移送、収容される。

以上が１枚の被加工物１１に対して保護テープ３の基材３ａの表面を平坦に切削加工し、この後、洗浄して回収するサイクルであり、このサイクルが繰り返し行われる。そして搬入カセット５１内の全ての被加工物１に対して処理が終わったら、被加工物１は搬出カセット５６ごと次の工程に移される。

以上が一実施形態のバイト切削装置１０の基本的な構成および動作である。次に、当該装置１０が具備する本発明に係る加工屑飛散防止壁の一実施形態について説明する。

［３」加工屑飛散防止壁
（ａ）加工屑飛散防止壁の構成
図２に示すように、装置台１１の凹所１３における壁部１２側には、被加工物１の保護テープ３における基材３ａを切削加工することにより発生する樹脂の加工屑の飛散を防止する矩形の枠状に組まれた加工屑飛散防止壁（以下、防止壁と略称する）６０が設けられている。この防止壁６０は、移動台１４が移動して保持テーブル２０が上記加工位置に位置付けられた際に、保持テーブル２０と、基材３ａを切削中のバイト切削手段３０のバイトホイール３５を囲繞する位置に配設されている。

図５に示すように、防止壁６０は、保持テーブル２０およびバイトホイール３５の側方（Ｘ方向側）を覆う一対の側板６１と、これら側板６１のＹ方向両端部をそれぞれ連結して保持テーブル２０およびバイトホイール３５の前側および後側（Ｙ方向の両側）を覆う端板６２とから構成されている。各側板６１は、凹所１３の底面に当接し、かつ、互いに対向する状態に支持されている。図５に示すように、側板６１と、移動台１４およびカバー１５，１６との間には、隙間６３が空いている。端板６２は側板６１の上部に固着され、これにより防止壁６０は矩形の枠状に構成される。端板６２の下方には、保持テーブル２０を支持する移動台１４およびカバー１５，１６が通過可能な空間が空けられている。防止壁６０は、凹所１３の底面に着脱可能に載置される。

図５に示すように、２つの側板６１のうちの一方には切削液噴出口６１１が形成されており、この切削液噴出口６１１に、凹所１３から延びる切削液供給ノズル７１の先端部が挿入されている。また、他方の側板６１には吸引口６１２が形成され、この吸引口６１２には、ダクトボックス７２を介して、空気を吸引する吸引源７３に連通されたダクト７４が接続されている。

（ｂ）防止壁の作用ならびにそれに伴う効果
上記のように、保護テープ３の基材３ａをバイト切削手段３０で切削加工する際には、切削液供給ノズル７１に切削液が送られ、切削液噴出口６１１から切削加工点に切削液が噴出される。切削液は、切削加工点の冷却や摩擦低減、あるいは加工屑の洗浄のために供給される。また、切削加工中には吸引源７３が運転され、防止壁６０内の粉塵が、吸引口６１２からダクトボックス７２を経てダクト７４に吸引される。被加工物１に供給された切削液は基材３ａの加工屑を含んで防止壁６０内の凹所１３に流れ落ち、側板６１と移動台１４およびカバー１５，１６との間の隙間６３を通って防止壁６０の外部に流れ出て、加工屑排出口１８に流れていく。

さて、本装置１０では、切削加工中に生じる加工屑は、防止壁６０の内面に当たって飛散が防止される。ここで、保護テープ３の基材３ａを切削して糸状の加工屑が生じた場合も、その糸状の加工屑は防止壁６０により飛散が防止される。このため、保持テーブル２０の周囲の切削液供給ノズル７１や、その他の図示せぬ配管等に、そのような糸状の加工屑が堆積することが防止される。

従来では、糸状の加工屑が堆積して一度に多量の糸状の加工屑が排水ライン（ここでは凹所１３の加工屑排出口１８に至る切削廃液の経路）に流れて詰まるといった問題が生じていたわけであるが、本実施形態では、防止壁６０によって加工屑の飛散が防止され、防止壁６０に当たった加工屑は、順次凹所１３に落下し、堆積することなく円滑に凹所１３を流れて加工屑排出口１８に達する。したがって一度に多量の糸状の加工屑が排水ラインに流れ、排水ラインを詰まらせてしまうおそれが低減する。

防止壁６０は、被加工物１を保持する保持テーブル２０が加工位置に位置付けられた際に保持テーブル２０とバイトホイール３５を囲繞する位置に配設されており、このため、防止壁６０による加工屑の飛散防止が適確になされる。なお、排水ラインに流れ出ず防止壁６０内に加工屑がとどまった場合には、防止壁６０を取り外し、加工屑を取り除く作業を必要に応じて行えばよい。

（ｃ）防止壁の他の実施形態
図６〜８は、上記実施形態の防止壁６０に基づいた他の実施形態の防止壁を示している。
図６に示す防止壁６０は、側板６１と端板６２との間の角部６０１をＲ状に形成している。この場合、上記一実施形態のように角部が直角の場合と比べると、Ｒ状の角部６０１の内面に付着した加工屑が取りやすく、防止壁６０の内面の清掃がしやすいという利点を得ることができる。

図７に示す防止壁６０は、側板６１が内側、すなわち保持テーブル２０側に傾倒して支持されている。側板６１の内面には加工屑が付着する場合があるが、このように内側に傾倒していると加工屑は側板６１の内面から剥落しやすく、したがって加工屑が側板６１の内面へ付着することを低減することができる。なお、側板６１だけではなく、端板６２も内側に傾倒した状態にしてもよい。

図７に示す防止壁６０は、内側に傾倒させた側板６１の内面の上端部に洗浄水パイプ６４を配設し、洗浄水パイプ６４から下方に向けて供給した洗浄水で側板６１の内面を洗浄する形態となっている。これによると、洗浄水を常時、または間欠的に供給することで側板６１への加工屑の付着を防止することができる。この場合、切削液の噴出を阻害しないように切削液噴出口６１１へは洗浄水を流さないようにした方がよい。また、吸引口６１２は側板６１の下端に開放しており、防止壁６０内の空気はその吸引口６１２からダクトボックス７２に流れ込むようにしている（図８：Ａは該空気の流れ）。

１…被加工物、１０…バイト切削装置、１４…移動台（加工送り手段）、２０…保持テーブル、２１…保持面、３０…バイト切削手段、３２…スピンドル、３４…切り刃、３５…バイトホイール、４０…切込み送り手段、６０…加工屑飛散防止壁、６１１…切削液噴出口。

Claims

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した保持テーブルと、
該保持テーブルに対面して配設され該保持テーブルで保持された被加工物を切削する切り刃を有したバイトホイールと該バイトホイールが回転可能に装着されるスピンドルとを含むバイト切削手段と、
前記バイトホイールを前記保持テーブルの前記保持面に対して近接離反する切込み方向に相対移動させる切込み送り手段と、
前記切込み方向に直交する加工送り方向において、前記保持テーブルを前記バイト切削手段に対して近接離反可能に相対移動させる加工送り手段と、
前記保持テーブルと前記バイトホイールを囲繞して加工屑の飛散を防止する加工屑飛散防止壁と、
を備えることを特徴とするバイト切削装置。
前記加工送り手段は、前記保持テーブルで保持された被加工物を前記バイト切削手段で切削する加工位置と、退避位置とにそれぞれ該保持テーブルを位置付けるとともに該バイト切削手段に対して近接離反可能に移動させ、
前記加工屑飛散防止壁は、前記保持テーブルが前記加工位置に位置付けられた際に該保持テーブルと前記バイトホイールを囲繞する位置に配設されること
を特徴とする請求項１に記載のバイト切削装置。
前記加工屑飛散防止壁には、少なくとも前記保持テーブルで保持された被加工物に切削液を供給する切削液噴出口が形成されていること
を特徴とする請求項２に記載のバイト切削装置。