JP2015023139A - 切削装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 支持フランジに対して効率よく切削ブレードを着脱可能な切削装置を提供することである。【解決手段】 切削装置の切削手段は、スピンドルの先端部に装着された支持フランジと、該支持フランジに着脱可能に支持された切削ブレードと、該支持フランジに支持された該切削ブレードを固定する固定フランジと、を備え、該支持フランジは、該切削ブレードの中央に形成された開口部が挿入されるボス部と、該ボス部の外周に一体的に形成され該切削ブレードの面を支持する鍔部と該スピンドルの先端部に嵌合する円筒部と、を含み、該支持フランジの該鍔部には該固定フランジ側に開口した吸引孔が形成され、該支持フランジの該円筒部には該吸引孔に連通する連通孔が形成され、該連通孔は該スピンドルハウジングに固定されたロータリージョイントと開閉弁とを介して該吸引源に選択的に連通している。【選択図】図4

Description

本発明は、半導体ウエーハ等の被加工物を切削する切削装置に関し、特に、切削装置における切削ブレードの装着機構に関する。
IC,LSI等の複数のデバイスが分割予定ラインによって区画された領域に形成された半導体ウエーハは、切削ブレードが装着された切削装置によって個々のデバイスチップに分割され、分割されたデバイスチップは携帯電話、パソコン等の各種電気機器に広く利用されている。
切削装置は、被加工物を保持するチャックテーブルと、チャックテーブルに保持された被加工物を切削する切削ブレードを備えた切削手段と、チャックテーブルと切削手段とを相対的に加工送りする加工送り手段と、を備えていて、ウエーハ等の被加工物を高精度に個々のデバイスチップに分割することができる。
切削手段は、モーターにより回転駆動されるスピンドルと、スピンドルを回転可能に支持するスピンドルハウジングと、スピンドルの先端部に装着された支持フランジと、支持フランジに着脱可能に装着される切削ブレードと、支持フランジに支持された切削ブレードを固定する固定フランジと、を含んでいる。
支持フランジは、切削ブレードの中央に形成された開口に挿入されるボス部と、ボス部の外周にボス部と一体的に形成され切削ブレードの面を支持する鍔部と、ボス部の先端に形成された雄ねじとを有しており、切削ブレード及び固定フランジ(押さえフランジ)を支持フランジのボス部に挿入してナットをボス部の雄ねじに螺合して締め付けることにより、切削ブレードを支持フランジと固定フランジとで挟持して固定する構造となっている(例えば、特開平11−33907号公報参照)。
特開平11−33907号公報
切削作業時におけるスピンドルの回転による固定フランジの緩みの発生を防止するために、支持フランジ及びナットに形成されたねじは一般にスピンドルの回転方向に対して逆ねじとなっている。
これにより、切削作業を継続するにつれてナットは緩むことなく支持フランジの雄ねじに強固に締結されるため、切削ブレードの交換時にナットを外すのに大きなトルクを必要とする。
しかし、切削ブレードは摩耗及び欠けた際に新たな切削ブレードと交換されるため、
支持フランジに対する切削ブレードの着脱が比較的頻繁に行われ、従来の装着構造ではナットの取り外しに大きなトルクを必要とするので、生産効率を低下させるという問題がある。
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、支持フランジに対して効率よく切削ブレードを着脱可能な切削装置を提供することである。
本発明によると、被加工物を保持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を切削する切削手段と、該チャックテーブルと該切削手段と相対的に加工送りする加工送り手段と、を備えた切削装置であって、該切削手段は、スピンドルと、該スピンドルを回転可能に支持するスピンドルハウジングと、該スピンドルの先端部に装着された支持フランジと、該支持フランジに着脱可能に支持された切削ブレードと、該支持フランジに支持された該切削ブレードを固定する固定フランジと、を備え、該支持フランジは、該切削ブレードの中央に形成された開口部が挿入されるボス部と、該ボス部の外周に一体的に形成され該切削ブレードの面を支持する鍔部と、該スピンドルの先端部に嵌合する円筒部と、を含み、該支持フランジの該鍔部には該固定フランジ側に開口した吸引孔が形成され、該支持フランジの該円筒部には該吸引孔に連通する連通孔が形成され、該連通孔は該スピンドルハウジングに固定されたロータリージョイントと開閉弁とを介して該吸引源に選択的に連通しており、該開閉弁を開いて該連通孔を吸引源に連通すると、該支持フランジと該固定フランジとの間が減圧されて該固定フランジが該支持フランジに吸引されて該切削ブレードが固定され、該支持フランジの該ボス部と該固定フランジの取り付け穴には、該支持フランジと該固定フランジとの間の回動を規制する回動規制部が形成されていることを特徴とする切削装置が提供される。
好ましくは、切削装置は、ロータリージョイントと吸引源との間に圧力計が配設されており、圧力計の値が所定値を上回った際に危険信号を出力する安全装置を更に備えている。
本発明によると、切削作業時には開閉弁を開いて吸引孔を吸引源に連通することにより、固定フランジを支持フランジに吸引して切削ブレードを支持フランジと固定フランジとで挟持して固定することができ、切削ブレードの交換の際には開閉弁を閉位置に切り替えて固定フランジを支持フランジから容易に取り外せるので、切削ブレードを効率よく交換することができる。
切削装置の斜視図である。 支持フランジをスピンドルの先端部に装着する様子を示す分解斜視図である。 図3(A)は切削ブレードを支持フランジに装着する様子を示す分解斜視図、図3(B)は固定フランジの裏面側斜視図である。 図4(A)は切削ブレードがスピンドルの先端部に装着された状態の斜視図、図4(B)はその縦断面図である。
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、本発明実施形態に係る切削ブレードの装着機構を具備した切削装置2の斜視図が示されている。
切削装置2の前面側には、オペレーター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、オペレーター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。
切削装置2の切削対象である半導体ウエーハ(以下、単にウエーハと略称することがある)11は環状フレームFに装着されたダイシングテープTに貼着された後、ウエーハカセット8中に複数枚収容される。ウエーハカセット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。
ウエーハカセット8の後方には、ウエーハカセット8から切削前のウエーハ11を搬出するとともに、切削後のウエーハをウエーハカセット8に搬入する搬出入ユニット10が配設されている。
ウエーハカセット8と搬出入ユニット10との間には、搬出入対象のウエーハ11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、ウエーハ11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、ウエーハ11を吸着して搬送する旋回アームを有する搬送ユニット16が配設されており、仮置き領域12に搬出されて位置合わせされたウエーハ11は、搬送ユニット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に吸引保持される。
チャックテーブル18は、回転可能且つ図示しない加工送り機構により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、ウエーハ11の切削すべき領域を検出するアライメントユニット22が配設されている。20は環状フレームFをクランプするクランプである。
アライメントユニット22は、ウエーハ11の表面を撮像する撮像ユニット24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領域を検出することができる。撮像ユニット24によって取得された画像は、表示モニタ6に表示される。
アライメントユニット22の左側には、チャックテーブル18に保持されたウエーハ11に対して切削加工を施す切削ユニット26が配設されている。切削ユニット26はアライメントユニット22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26は、回転可能なスピンドル28の先端に切削ブレード30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30は撮像ユニット24のX軸方向の延長線上に位置している。切削ユニット26のY軸方向の移動は図示しない割り出し送り機構により達成される。
34は切削加工の終了したウエーハ11を洗浄するスピンナ洗浄ユニットであり、切削加工の終了したウエーハ11は搬送ユニット32によりスピンナ洗浄ユニット34まで搬送され、スピンナ洗浄ユニット34でスピン洗浄及びスピン乾燥される。
図2を参照すると、支持フランジ46をスピンドル28の先端部に装着する様子を示す分解斜視図が示されている。切削ユニット26のスピンドル28は、エアベアリングでスピンドルハウジング27に回転可能に支持されている。
スピンドル28はテーパー部28a及び先端小径部28bを有しており、先端小径部28bには雄ねじ31が形成されている。この雄ねじ31はスピンドル28の回転方向に対して逆ねじとなっている。
スピンドルハウジング27の端部27aには複数のねじ穴29が形成されている。36はロータリージョイントであり、円筒状ボス部38と、円筒状ボス部38の外周に一体的に形成された鍔部40とから構成される。
円筒状ボス部38は嵌合穴38aと先端が嵌合穴38aに開口したパイプ42を有しており、パイプ42は図3に示すように、開閉弁72を介して吸引源74に選択的に接続される。
ロータリージョイント36の鍔部40は複数の取り付け穴41が形成されており、これらの取り付け穴41中にねじ44を挿入してスピンドルハウジング27の端部27aに形成されたねじ穴29に螺合して締め付けることにより、ロータリージョイント36はスピンドルハウジング27の端面27aに取り付けられる。
46は切削ブレード30を支持する支持フランジであり、装着完49を有するボス部48と、ボス部48の外周にボス部48と一体的に形成された鍔部50と、スピンドル28の先端部に嵌合する円筒部53とから構成される。
ボス部48の外周には円周方向に所定間隔に離間した複数の凸部52が形成されている。鍔部50は、ボス部48に挿入された切削ブレード30に当接して切削ブレード30の面を支持する支持面50aと、環状溝58を有しており、環状溝58には円周方向に所定間隔離間した複数の吸引孔60が開口している。
一方、支持フランジ46の円筒部53には環状溝54が形成されており、環状溝54には周方向に所定間隔に離間した複数の連通孔56が形成されている。図4(B)を参照すると明らかなように、吸引孔60と連通孔56はボス部50及び円筒部53に渡り形成された連通路57で接続されている。
図3(A)に示すように、パイプ42と吸引源74とを接続する吸引路71には圧力計76が配設されており、圧力計76はコントローラ78に接続されている。開閉弁72を開状態に切り替えると、パイプ42と開閉弁72との間の連通路71には吸引源74による負圧が発生するが、この負圧を圧力計76で測定して、圧力計76の値が所定値(例えば0.02MPa)を上回った際にコントローラ78に組み込まれたソフトウェアで危険と判断し、危険信号を出力して切削作業を直ちに停止するように制御する。ここで、大気圧は0.1MPaであるため、上述した所定値0.02MPaは負圧である。
支持フランジ46をスピンドル28のテーパー部28a及び先端小径部28bに嵌合した後、ナット62を雄ねじ31に螺合して締め付けることにより、支持フランジ46は、図3(A)に示すように、スピンドル28の先端部に固定される。
支持フランジ46をスピンドル28の先端部に固定した後、開口30aを有する切削ブレード30を支持フランジ46のボス部48に挿入し、更に固定フランジ64を支持フランジ46のボス部48に挿入する。
ここで、切削ブレード30はダイヤモンド砥粒をレジンボンドで固めたレジノイド砥石又はダイヤモンド砥粒をビトリファイドボンドで固めたビトリファイドボンド砥石又はダイヤモンド砥石をニッケルメッキで固定した電鋳砥石等からなるワッシャーブレードである。
固定フランジ(押さえフランジ)64の嵌合穴65には、支持フランジ46のボス部48に形成された凸部52に対応する凹部70が円周方向に離間して複数個形成されており、固定フランジ64を支持フランジ46のボス部48に挿入する際には、凸部52が凹部70に挿入されるように位置付けて、固定フランジ64を支持フランジ46のボス部48に挿入する。
支持フランジ46の凸部52と固定フランジ64の凹部70とで、支持フランジ46と固定フランジ64との回動を規制する回動規制部を構成する。図3(B)は固定フランジ64の裏面側斜視図を示しており、支持フランジ46のボス部48に挿入された切削ブレード38を支持する環状支持面66と、切削ブレード30を押さえる押さえ面68とを有している。
図4(A)を参照すると、切削ブレード30及び固定フランジ64が支持フランジ46のボス部48に挿入された状態の斜視図が示されており、図4(B)はその縦断面図を示している。
図3(A)に示した開閉弁72を開位置に切り替えて、パイプ42を吸引源74に接続すると、支持フランジ46の円筒部53に形成された環状溝54、連通孔56、連通路57及び吸引孔60を介して支持フランジ46の環状溝58中に負圧が作用し、固定フランジ64が支持フランジ46に向かって吸引される。これにより、切削ブレード30は鍔部50の支持面50aと固定フランジ64の押さえ面68とで挟持されて固定される。
圧力計76で計測した吸引路71中の圧力が上述した所定値未満であれば、鍔部50の環状溝58に作用する負圧は十分大きいため、切削ブレード30は鍔部50の支持面50aと固定フランジ64の押さえ面68とで十分大きな力で挟持され、切削ブレード30による被加工物の切削作業に支障をきたすことはない。
しかし、吸引路71中の圧力が上述した所定値を上回った際には、鍔部50の環状溝58に作用する負圧が十分が大きくないため、切削ブレード30の固定が切削作業を続行するには不十分となる。従って、この所定値以上の圧力を圧力計76が検出した際には、コントローラ78が危険信号を出力し、被加工物の切削作業を直ちに停止するように制御する。
切削ブレード30が摩耗したり切削ブレード30に欠けが発生して新たな切削ブレードと交換する必要が生じた際には、開閉弁72を閉位置に切り替えてボス部50の環状溝58に作用する負圧を遮断する。これにより、固定フランジ64の負圧による拘束が解除されるため、固定フランジ64及び切削ブレード30を支持フランジ46のボス部48から容易に取り外すことができる。
上述した本実施形態の切削ブレードの装着機構では、負圧を導入するのにロータリージョイント36を使用することを一つの特徴とする。ロータリージョイント36をスピンドルハウジング27の端面27aに固定することにより、支持フランジ46のボス部50の環状溝58中に負圧を導入可能であるため、従来の切削装置におけるスピンドル28及びスピンドルハウジング27の構造を大きく改造することなく、スピンドルハウジング27の端面27aに多少手を加えるだけで、従来装置で採用されていたナットを使用した固定フランジ64の固定に替えて、負圧による固定フランジ64の固定に容易に変更することができる。
上述した実施形態では、ロータリージョイント36を介して固定フランジ46の鍔部50に形成された環状溝58中に負圧を導入して、負圧により切削ブレード30を支持フランジ46のボス部50の支持面50aと固定フランジ64の押さえ面68で挟持し、更にボス部48に形成された凸部52を固定フランジ64の嵌合穴65に形成された凹部70中に嵌合して回動規制部を構成したので、ナットを使用することなく切削ブレード30を支持フランジ46と固定フランジ64とで挟持して確実に固定することができる。
切削ブレード30を交換する際には、開閉弁72の閉位置への切り替えによって固定フランジ64を支持フランジ46から取り外し、切削ブレード30を効率よく交換することができる。
2 切削装置
26 切削ユニット
27 スピンドルハウジング
28 スピンドル
30 切削ブレード
36 ロータリージョイント
46 支持フランジ
48 ボス部
50 鍔部
52 凸部
53 円筒部
54,58 環状溝
56 連通孔
57 連通路
60 吸引孔
64 固定フランジ(押さえフランジ)
70 凹部

Claims (2)

  1. 被加工物を保持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を切削する切削手段と、該チャックテーブルと該切削手段と相対的に加工送りする加工送り手段と、を備えた切削装置であって、
    該切削手段は、スピンドルと、該スピンドルを回転可能に支持するスピンドルハウジングと、該スピンドルの先端部に装着された支持フランジと、該支持フランジに着脱可能に支持された切削ブレードと、該支持フランジに支持された該切削ブレードを固定する固定フランジと、を備え、
    該支持フランジは、該切削ブレードの中央に形成された開口部が挿入されるボス部と、該ボス部の外周に一体的に形成され該切削ブレードの面を支持する鍔部と、該スピンドルの先端部に嵌合する円筒部と、を含み、
    該支持フランジの該鍔部には該固定フランジ側に開口した吸引孔が形成され、該支持フランジの該円筒部には該吸引孔に連通する連通孔が形成され、該連通孔は該スピンドルハウジングに固定されたロータリージョイントと開閉弁とを介して吸引源に選択的に連通しており、
    該開閉弁を開いて該連通孔を該吸引源に連通すると、該支持フランジと該固定フランジとの間が減圧されて該固定フランジが該支持フランジに吸引されて該切削ブレードが固定され、
    該支持フランジの該ボス部と該固定フランジの取り付け穴には、該支持フランジと該固定フランジとの間の回動を規制する回動規制部が形成されていることを特徴とする切削装置。
  2. 該ロータリージョイントと該吸引源との間には圧力計が配設されており、該圧力計の値が所定値を上回った際に危険信号を出力する安全装置を更に備えた請求項1記載の切削装置。
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