JP2015208796A - バイト切削装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 樹脂やテープ等の延性材を表面に含む被加工物をバイト切削した切削屑を効果的に除去可能なバイト切削装置を提供することである。【解決手段】 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表面を該保持面と直交する回転軸回りに回転して切削するバイト工具を備えたバイト切削手段と、該チャックテーブルに被加工物が着脱される着脱領域と被加工物のバイト切削を行う加工領域とに該チャックテーブルを位置付ける位置付け手段と、を備えたバイト切削装置であって、該加工領域に位置付けられた被加工物表面へ、液体と気体との混合流体を噴射して被加工物の切削屑を除去する洗浄ノズルを具備したことを特徴とする。【選択図】図３

Description

本発明はバイト切削装置に対し、特に、表面に延性材を含む被加工物の表面を切削するのに適した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、半導体ウェ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。

フリップチップボンディングでは、半導体ウェーハの表面に形成された複数のバンプを所望の高さへ揃える必要がある。バンプを所望の高さへ揃える方法として、特開２００５−３２７８３８号公報に記載されたようなバイト切削装置を使用して、所定高さに位置付けられたバイト工具を回転させつつ被加工物とバイト工具とを水平方向に相対移動させて被加工物をバイト工具で旋回切削する方法が実施されている。

デバイス表面に形成された複数のバンプは一般的に樹脂で封止されている。よって、バイト切削装置でバンプを切削してバンプを所望の高さに揃える切削加工方法では、封止樹脂とともにバンプを切削してバンプを一様な高さに揃えている。

また、ウェーハの裏面の研削に先立ち、ウェーハの表面にデバイスを保護する保護テープを貼着すると、ウェーハの表面に形成されたデバイスにより保護テープの表面に十分な平坦度が得られない場合がある。特に、各デバイスが複数のバンプを有するウェーハの場合には、保護テープ表面の十分な平坦度が得られなくなる。

このような場合には、ウェーハ表面に保護テープを貼着してから、保護テープをバイト切削装置で切削して、保護テープを十分な平坦面にするというバイト切削方法が実施されている（例えば、特開２０１３−０２１０２７号公報参照）。

樹脂やテープ等の延性材を表面に含む被加工物をバイト切削装置で切削すると、延性材の切削屑が発生する。被加工物の表面に発生した切削屑は、バイト切削終了後スピンナ洗浄装置で洗浄水を供給してスピン洗浄することにより、被加工物の表面から除去している（特開２００７−０５９５２４号公報参照）。

特開２００５−３２７８３８号公報 特開２０１３−０２１０２７号公報 特開２００７−０５９５２４号公報

しかし、バイト切削装置で特に樹脂等の延性材を切削すると、切削屑が保護テープ等の被加工物表面に付着してしまい、従来の洗浄方法では完全に除去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、樹脂やテープ等の延性材を表面に含む被加工物をバイト切削した切削屑を効果的に除去可能なバイト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表面を該保持面と直交する回転軸回りに回転して切削するバイト工具を備えたバイト切削手段と、該チャックテーブルに被加工物が着脱される着脱領域と被加工物のバイト切削を行う加工領域とに該チャックテーブルを位置付ける位置付け手段と、を備えたバイト切削装置であって、該加工領域に位置付けられた被加工物表面へ、液体と気体との混合流体を噴射して被加工物の切削屑を除去する洗浄ノズル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。

好ましくは、洗浄ノズルから噴射される混合流体は、バイト工具が被加工物に切り込む側から切り抜ける側に向かって噴射される。好ましくは、バイト切削装置は、加工領域に位置付けられたチャックテーブルを挟んで洗浄ノズルと対面する位置に開口し、混合流体を吸引して加工領域から排出する混合流体回収手段を更に具備している。

本発明のバイト切削装置は液体と気体との混合流体を噴射する洗浄ノズルを備えているので、被加工物の表面に付着し易い樹脂のような延性材を被加工物が含んでいても、洗浄ノズルから噴射された混合流体により切削屑を確実に被加工物表面から除去することができる。

更に、噴射方向をバイト工具の切り込み側から切り抜け側へとすることで、切削屑の排出を滞らせることがない。また、噴射された混合流体は混合流体回収手段へ吸引されて加工領域から排出されるため、加工領域内で切削屑を含んだ混合流体が飛散し、切削屑が再度被加工物に付着することがない。

本発明実施形態に係るバイト切削装置の斜視図である。 デバイスが複数のバンプを有するウェーハ表面に表面保護テープを付着する様子を示す斜視図である。 被加工物のバイト切削時に洗浄ノズルから混合流体を噴射する様子を示す模式的平面図である。

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バイト切削装置２の斜視図が示されている。４はバイト切削装置２のハウジングであり、水平ハウジング６の後方にコラム８が立設されている。

コラム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に取り付けられたハウジング２２と、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にはバイトホイール３０が複数のねじにより着脱可能に装着されている。バイトホイール３０には先端に切り刃を有するバイト工具３２が着脱可能に取り付けられている。

バイト切削ユニット１６は、バイト切削ユニット１６を一対の案内レール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（切り込み手段）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、移動基台１８に配設されたボールねじ３６に螺合するナットとから構成される。パルスモータ３８を駆動すると、ボールねじ３６が回転し、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、チャックテーブルユニット４０が配設されている。チャックテーブルユニット４０はチャックテーブル４２を含んでおり、チャックテーブル４２は図示しない位置付け機構（位置付け手段）により、チャックテーブル４２に被加工物が着脱される着脱領域Ａと、被加工物の切削を行う加工領域Ｂとに位置付けられる。

換言すると、チャックテーブル４２はバイト切削ユニット１６に対して接近及び離反する方向にＹ軸方向に直線移動され、着脱領域Ａと加工領域Ｂに位置付けられる。チャックテーブル４２は、ポーラスセラミックス等から形成された吸引保持面４２ａを有している。スピンドル２４は吸引保持面４２ａに直交して配設されている。

チャックテーブル機構４０は、水平移動機構の移動経路を覆う保護カバー機構４５を備えている。保護カバー機構４５は、チャックテーブル４２の吸引保持面４２ａを露出させてチャックテーブル４２を囲繞する上面を有するチャックテーブルカバー４４と、チャックテーブルカバー４４の両端に配設された蛇腹４６，４８とから構成される。

蛇腹４６の前端は凹部１０を画成する前壁に固定され、後端がチャックテーブルカバー４４の前端面に固定されている。また、蛇腹４８の後端はコラム８に固定され、その前端はチャックテーブルカバー４４の後端面に固定されている。

ハウジング４の水平ハウジング部分６には、切削前のウェーハを収容するカセット５２と、切削加工後のウェーハを収容するカセット５４と、ウェーハ搬送ロボット５６と、複数の位置決めピン５８を有する位置決め機構６０と、ウェーハ搬入機構（ローディングアーム）６２と、ウェーハ搬出機構（アンローディングアーム）６４と、スピンナ洗浄機構６８と、オペレータが切削条件等を入力する操作パネル７０が設けられている。スピンナ洗浄機構６８は、被加工物の裏面側を回転可能に保持する被加工物より小さい面積を有する洗浄テーブル（スピンナテーブル）６６を有している。

凹部１０の加工領域Ｂには、加工領域Ｂに位置付けられた被加工物表面へ液体と気体との混合流体を噴射して、被加工物表面から切削屑を除去する洗浄ノズル７２が配設されている。

更に、加工領域Ｂに位置付けられたチャックテーブル４２を挟んで洗浄ノズル７２と対面する位置に開口７４ａを有する、洗浄ノズル７２から噴射された混合流体を吸引して加工領域Ｂから排出する混合流体回収手段７４が配設されている。

図３に示すように、洗浄ノズル７２は一対の噴射口７３を有しており、各噴射口７３は電磁切替弁７８，８２を介して液体供給源７６及び気体供給源８０に選択的に接続される。

以下、図２及び図３を参照して、本発明実施形態に係るバイト切削装置２の作用について説明する。本実施形態のバイト切削装置２は半導体ウェーハ１１の表面に貼着された表面保護テープ等の延性材を含む被加工物のバイト切削に特に適している。延性材としては、保護テープ等のテープの他に樹脂や金属が挙げられる。

図２に示すように、半導体ウェーハ（以下、単にウェーハと略称することがある）１１の表面１１ａには、格子状に形成された複数の分割予定ライン１３によって区画された各領域にＩＣ，ＬＳＩ等のデバイス１５が形成されており、各デバイス１５は複数のバンプ１９を有している。

ウェーハ１１の裏面１１ｂを研削してウェーハ１１を所定の厚みに薄化するのに当たり、ウェーハ１１の表面１１ａには各デバイス１５を保護するために表面保護テープ１７が貼着される。

各デバイス１５は複数のバンプ１９を有しているため、ウェーハ１１の表面１１ａに貼着された表面保護テープ１７の表面には凹凸が形成され十分な平坦度が得られない。ここでは、ウェーハ１１の表面１１ａに貼着された表面保護テープ１７の表面をバイト切削してその表面を平坦に加工するバイト切削装置２の加工例について説明する。

ウェーハ１１の表面に貼着された表面保護テープ１７の切削加工では、着脱領域Ａに位置付けられたチャックテーブル４２上に表面には表面保護テープ１７が貼着されたウェーハ１１を載置しチャックテーブル４２でウェーハ１１を吸引保持する。そして、チャックテーブル４２をＹ軸方向に移動して表面１１ａに表面保護テープ１７が貼着されたウェーハ１１を加工領域Ｂに位置付ける。

加工領域に位置付けられた表面保護テープ１７の切削加工では、図３に示すように、バイトホイール３０を矢印Ｒ１方向に約２０００ｒｐｍで回転させつつ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の切り刃を表面保護テープ１７の上面に所定深さ切り込ませる。

そして、チャックテーブル４２を矢印Ｙ１方向に例えば１ｍｍ／ｓの送り速度で移動させながら、表面保護テープ１７を旋回切削する。この旋回切削時には、チャックテーブル４２は回転させずにＹ軸方向に加工送りする。

この切削加工時には、洗浄ノズル７２の噴射口７３から液体と気体との混合流体、例えば水とエアとの混合流体を表面保護テープ１７表面に噴射しながら表面保護テープ１７をバイト工具３２で旋回切削する。

混合流体の噴射方向をバイト工具３２の切り込み側から切り抜け側へと設定することで、切削屑は表面保護テープ１７表面から所定圧力の混合流体により洗い流され、切削屑が表面保護テープ１７表面に残留することはない。

噴射された混合流体は、加工領域Ｂに位置付けられたチャックテーブル４２を挟んで配設された混合流体回収手段７４の開口７４ａから吸引されて加工領域から排出される。噴射ノズル７２から噴射される水とエアとの混合流体は、例えばエア圧０．１ＭＰａ、水量３００ｍｌ／ｍｉｎで噴射される。図３でハッチング部分はバイト切削の終了した表面保護テープ１７の部分を示している。

本実施形態の切削装置２によると、被加工物の表面に洗浄ノズル７２から液体と気体とからなる混合流体を噴射しながら切削加工を行うことで、被加工物の表面に付着しやすい樹脂のような延性材であっても、切削屑を確実に被加工物表面から除去することができる。

また、混合流体の噴射方向をバイト工具３２の切り込み側から切り抜け側へと設定することで、切削屑を効率よく被加工物表面から洗い流すことができる。更に、噴射された混合流体は混合流体回収手段７４へ吸引されて加工領域Ｂから排出されるため、切削屑を含む混合流体が加工領域Ｂ内で飛散し、切削屑が再度被加工物表面に付着することがない。

２ バイト切削装置
１１ 半導体ウェーハ
１５ デバイス
１７ 表面保護テープ
１９ バンプ
３０ バイトホイール
３２ バイト工具
４２ チャックテーブル
７２ 洗浄ノズル
７３ 噴射口
７４ 混合流体回収手段

Claims (3)

1. 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表面を該保持面と直交する回転軸回りに回転して切削するバイト工具を備えたバイト切削手段と、該チャックテーブルに被加工物が着脱される着脱領域と被加工物のバイト切削を行う加工領域とに該チャックテーブルを位置付ける位置付け手段と、を備えたバイト切削装置であって、
   該加工領域に位置付けられた被加工物表面へ、液体と気体との混合流体を噴射して被加工物の切削屑を除去する洗浄ノズルを具備したことを特徴とするバイト切削装置。
2. 前記洗浄ノズルは、前記バイト工具が被加工物に切り込む側から切り抜ける側に向かって混合流体を噴射する請求項１記載のバイト切削装置。
3. 前記加工領域に位置付けられた前記チャックテーブルを挟んで前記洗浄ノズルと対面する位置に開口し、前記混合流体を吸引して該加工領域から排出する混合流体回収手段を更に具備した請求項１又は２記載のバイト切削装置。