JP2023180400A - バリ除去装置及び切削装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】多量の高圧水を用いることなく、ワークのカーフに発生したバリを効果的に取り除くこと。【解決手段】切削ブレード32によって切削されたカーフにバリが形成されたワークWの該バリを除去するバリ除去装置40は、ワークWを保持面10aで保持するチャックテーブル10と、該チャックテーブル10の保持面10aに保持されたワークWの上面に対面する下面から超音波を発振する超音波ホーン41と、該保持面10aに保持されたワークWの上面全面に水膜44を形成する切削水ノズル(水膜形成ノズル)34と、制御部80とを備え、制御部80は、切削水ノズル34から水を供給して形成した水膜44に超音波ホーン41の下面を着水させ該水膜44に超音波振動を伝播させ、ワークWのカーフに形成されたバリを取り除く。【選択図】図4
Description
本発明は、切削ブレードによって切削されたワークのカーフ(Kerf:切削溝)に発生するバリを除去するためのバリ除去装置と、このバリ除去装置を備える切削装置に関する。
例えば、半導体デバイスの製造工程においては、円板状の半導体ウェーハ(以下、単に「ウェーハ」と称する)の表面が格子状に配列された切削予定ライン(以下、「ストリート」と称する)によって多数の矩形領域に区画され、各矩形領域にICやLSIなどのデバイスがそれぞれ形成される。そして、このように多数のデバイスが形成されたウェーハをダイサーと称される切削装置の切削ブレードでストリートに沿って切削することによって、複数の半導体チップが形成される(例えば、特許文献1参照)。
ところで、ウェーハなどを切削装置の切削ブレードによって切削すると、ウェーハに形成されたカーフ(切削溝)の縁にバリが発生する。例えば、ウェーハのストリートによって区画された複数の矩形領域には、ICなどのデバイスのリード線や電極パッドがストリートを跨いで配設されているため、切削ブレードによってウェーハをストリートに沿って切削すると、リード線や電極パッドも切削され、ウェーハのカーフの縁にリード線や電極パッドのバリが発生する。
そこで、特許文献2,3には、切削ブレードによる板状ワークの切削加工中に、カーフを形成しながら該カーフに向かって高圧水を噴射してカーフの縁に発生するバリを除去するようにした切削装置が提案されている。このような切削装置によれば、板状ワークを切削加工しながら同時にバリ取りを実施することができる。
しかしながら、特許文献2,3において提案されているように、切削ブレードによる板状ワークの切削加工中に、カーフを形成しながら該カーフに向かって高圧水を噴射することによってバリを除去する切削装置においては、切削加工中に多量の高圧水が必要であるという問題がある。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、その目的は、多量の高圧水を用いることなく、ワークのカーフに発生したバリを効果的に取り除くことができるバリ除去装置とこれを備える切削装置を提供することにある。
上記目的を達成する第1発明は、切削ブレードによって切削されたカーフにバリが形成されたワークの該バリを除去するバリ除去装置であって、ワークを保持面で保持するテーブルと、該保持面に保持されたワークの上面に対面する下面から超音波を発振する超音波ホーンと、該保持面に保持されたワークの上面全面を覆う水膜を形成する水膜形成ノズルと、制御部とを備え、該制御部は、該水膜形成ノズルから水を供給して形成した該水膜に該超音波ホーンの下面を着水させ該水膜に超音波振動を伝播させ、ワークのカーフに形成された該バリを取り除くことを特徴とする。
また、第2発明は、上記バリ除去装置を備え、該保持面に保持されたワークを切削ブレードで切削する切削手段と、該切削ブレードの切削送り方向に該テーブルを移動させる移動機構とを備える切削装置であって、該保持面に保持されたワークの上面に隙間をあけて対面する下面を有する超音波ホーンと、該保持面に保持されたワークの上面に水膜を形成する水膜形成ノズルと、を備えることを特徴とする。
本発明によれば、ワークのカーフに発生したバリの除去は、ワークの上面全面に水膜を形成し、この水膜に超音波ホーンの下面を着水させて該超音波ホーンから水膜に超音波振動を伝播させることによってなされるため、バリを短時間で効率良く且つ確実に除去することができる。また、バリの除去は、ワークの切削加工中に高圧水をワークのカーフに向けて噴射する必要がなく、多量の高圧水を消費することなく、低コストで経済的にバリ取りを行うことができる。
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
[切削装置の構成]
図1は本発明に係る切削装置の斜視図、図2は同切削装置要部の分解破断側面図、図3は図2のA-A線断面図、図4は同切削装置によるワークの切削加工中の状態を示す破断側面図であり、以下の説明においては、図1に示す矢印方向をそれぞれX軸方向(左右方向)、Y軸方向(前後方向)、Z軸方向(上下方向)とする。
図1は本発明に係る切削装置の斜視図、図2は同切削装置要部の分解破断側面図、図3は図2のA-A線断面図、図4は同切削装置によるワークの切削加工中の状態を示す破断側面図であり、以下の説明においては、図1に示す矢印方向をそれぞれX軸方向(左右方向)、Y軸方向(前後方向)、Z軸方向(上下方向)とする。
図1に示す切削装置1は、板状のワークWを切削するための装置であって、ワークWを保持するチャックテーブル10と、該チャックテーブル10をX軸方向(切削送り方向)に移動させる移動機構20(図2及び図4参照)と、チャックテーブル10に保持されたワークWを切削する切削手段30と、該切削手段30による切削によってワークWに形成されたバリを除去するための本発明に係るバリ除去装置40と、ワークWを保持して所定の位置へと搬送する搬送手段である第1搬送手段50及び第2搬送手段60と、切削加工後のワークWを洗浄する洗浄手段70及び制御部80を主要な構成要素として備えている。
次に、切削装置1を構成する主要な構成要素であるチャックテーブル10と、移動機構20と、切削手段30と、バリ除去装置40と、第1搬送手段50及び第2搬送手段60と、洗浄手段70及び制御部80の構成について以下に順次説明する。
(チャックテーブル)
チャックテーブル10は、図1に示すように、矩形プレート状の部材であって、その上面は、ワークWを吸引保持する保持面10a(図2参照)を構成している。このチャックテーブル10は、基台2の上面に開口する開口部2aの長手方向(X軸方向)に沿って移動可能であるとともに、垂直な軸中心回りに回転可能に支持されている。すなわち、図2及び図4に示すように、チャックテーブル10は、垂直な回転軸11の上端に水平に取り付けられており、不図示の回転機構によって回転軸11がその軸中心回りに回転駆動されることによって水平回転する。また、チャックテーブル10と回転軸11及び不図示の回転機構は、図2及び図4に示す移動機構20によってX軸方向(切削送り方向)に沿って往復移動することができる。
チャックテーブル10は、図1に示すように、矩形プレート状の部材であって、その上面は、ワークWを吸引保持する保持面10a(図2参照)を構成している。このチャックテーブル10は、基台2の上面に開口する開口部2aの長手方向(X軸方向)に沿って移動可能であるとともに、垂直な軸中心回りに回転可能に支持されている。すなわち、図2及び図4に示すように、チャックテーブル10は、垂直な回転軸11の上端に水平に取り付けられており、不図示の回転機構によって回転軸11がその軸中心回りに回転駆動されることによって水平回転する。また、チャックテーブル10と回転軸11及び不図示の回転機構は、図2及び図4に示す移動機構20によってX軸方向(切削送り方向)に沿って往復移動することができる。
ここで、ワークWは、図1及び図2に示すように、長方形の樹脂基板Waの表面に複数(図示例では、3つ)の矩形ブロック状の凸部Wbを長手方向に沿って一体に突設して構成されるパーケージ基板であり、樹脂基板Waは、例えば、PCB基板によって構成されている。このワークWの複数の凸部Wbが設けられた部分は、半導体デバイス用のデバイス領域R1であり、これらのデバイス領域R1を除く樹脂基板Waの周縁部分は、厚さの薄い余剰領域R2である。そして、各デバイス領域R1は、格子状の複数のストリートLによって複数の領域に区画されており、各領域に不図示の半導体デバイスが実装されている。
以上のように構成されたワークWは、本実施の形態に係る切削装置1によって余剰領域R2が端材として切除され、各デバイス領域R1がストリートLに沿って切削されて個々のチップに分割される。
なお、ワークWとしては、半導体デバイス用の基板に限らず、LEDデバイス用の金属基板であっても良く、デバイス実装後の基板に限らず、デバイス実装前の基板であっても良い。また、ワークWの凸部Wbの材質には、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂などが選定されるが、樹脂基板Waに凸部Wbを形成することができる材質であれば、任意の樹脂を用いることができる。
ところで、チャックテーブル10の保持面10aのワークWの複数の凸部Wbに対応する箇所には、図1及び図2に示すように、ワークWの複数の凸部Wbが嵌合する複数(図示例では、3つ)の凹部10a1が長手方向に沿って形成されている。ここで、チャックテーブル10の保持面10aに形成された各凹部10a1は、ワークWが凸部Wbを下にして当該チャックテーブル10の保持面10aに保持されると各凸部Wbを収容する部分であって、各凸部Wbの高さに一致する深さを有している。また、図2に示すように、チャックテーブル10の保持面10aの凹部10a1の周囲には、ワークWの周縁に形成された余剰領域R2を支持する支持面10a2が形成されている。なお、チャックテーブル10の保持面10aは、真空ポンプなどの不図示の吸引源に接続されている。
そして、本実施の形態では、図1、図2及び図4に示すように、チャックテーブル10の周囲には、矩形枠状の外壁12が該チャックテーブル10を外側から囲むように垂直に立設されている。ここで、外壁12の高さは、ワークWが図4に示すようにチャックテーブル10の保持面10a(図2参照)に保持された状態において、該チャックテーブル10の上面の高さよりも僅かに高くなるような値に設定されている。また、外壁12の複数箇所、具体的には、ワークWのストリートLに対応する複数箇所には、図2に示すように、縦方向のスリット12aがそれぞれ形成されている。なお、これらのスリット12aは、後述の切削加工中に切削ブレード32が通過するためのものである。
ところで、図1に示すように、チャックテーブル10は、基台2の開口部2aに臨んでいるが、このチャックテーブル10の周囲は、矩形プレート状のカバー13によって覆われており、基台2の開口部2aのカバー13のX軸方向両側(左右)は、カバー13と共にX軸方向に移動して伸縮する蛇腹状の伸縮カバー14によって覆われている。したがって、チャックテーブル10がX軸上のどの位置にあっても、基台2の開口部2aはカバー13と伸縮カバー14によって常に閉じられているため、開口部2aからの異物の基台2内への侵入が確実に防がれる。
(移動機構)
図2及び図4に示す移動機構20は、チャックテーブル10とこれに吸引保持されたワークWを図1に示す基台2上の加工位置P1と受け渡し位置P2との間でX軸方向(切削送り方向)に往復移動させる機構であって、その構成の図示及び詳細な説明は省略するが、周知のボールネジ機構などによって構成されている。
図2及び図4に示す移動機構20は、チャックテーブル10とこれに吸引保持されたワークWを図1に示す基台2上の加工位置P1と受け渡し位置P2との間でX軸方向(切削送り方向)に往復移動させる機構であって、その構成の図示及び詳細な説明は省略するが、周知のボールネジ機構などによって構成されている。
(切削手段)
基台2上の左端部(-X軸方向端部)には、支持台3が立設されており、この支持台3に切削手段30が支持されている。この切削手段30は、加工位置P1において、該加工位置P1へと移動するチャックテーブル10の上方に配置されており、Y軸方向(前後方向)に水平に配置された回転可能なスピンドル31と、該スピンドル31を回転駆動する不図示のスピンドルモータと、スピンドル31の先端に取り付けられた円板状の切削ブレード32などによって構成されている。ここで、本実施の形態では、切削ブレード32として、ダイヤモンドなどの砥粒を結合材料によって結合して構成されるワッシャブレードが使用されており、この切削ブレード32の上半部は、矩形ボックス状のブレードカバー33によって覆われている。
基台2上の左端部(-X軸方向端部)には、支持台3が立設されており、この支持台3に切削手段30が支持されている。この切削手段30は、加工位置P1において、該加工位置P1へと移動するチャックテーブル10の上方に配置されており、Y軸方向(前後方向)に水平に配置された回転可能なスピンドル31と、該スピンドル31を回転駆動する不図示のスピンドルモータと、スピンドル31の先端に取り付けられた円板状の切削ブレード32などによって構成されている。ここで、本実施の形態では、切削ブレード32として、ダイヤモンドなどの砥粒を結合材料によって結合して構成されるワッシャブレードが使用されており、この切削ブレード32の上半部は、矩形ボックス状のブレードカバー33によって覆われている。
なお、ブレードカバー33内には、切削水ノズル34の一部が収納されている。この切削水ノズル34は、切削加工中に切削ブレード32に向けて加工液である切削水を噴射するものであって、ブレードカバー33から下方に延びた後にL字状に直角に折り曲げられた先端部34Aは、切削ブレード32の横を+X軸方向(図2の右方)へと延びている。そして、この切削水ノズル34の先端部34Aには、切削ブレード32に向かって開口する複数のスリット34a(図2参照)が形成されている。この切削水ノズル34は、不図示の水供給源に接続されている。
また、図1に示すように、支持台3の片持ち支持部3aの下部には撮像ユニット35が支持されている。
以上のように構成された切削手段30は、図1に示すインデックス送り手段36によってY軸方向(前後方向)にインデックス送りされるとともに、不図示の昇降手段によってZ軸方向(切り込み方向)に昇降動する。なお、昇降手段は、周知のボールネジ機構などによって構成されている。
(バリ除去装置)
本発明に係るバリ除去装置40は、後述のワークWの切削加工によって該ワークWに形成されるカーフ(切削溝)に発生する不図示のバリを除去する装置であって、チャックテーブル10に保持されたワークWの上面に対面する下面から超音波を発振する超音波ホーン41と、チャックテーブル10に保持されたワークWに水を供給して該ワークWの上面全面に水膜44(図4参照)を形成する水膜形成ノズルとして機能する前記切削水ノズル34と、制御部80を含んで構成されている。
本発明に係るバリ除去装置40は、後述のワークWの切削加工によって該ワークWに形成されるカーフ(切削溝)に発生する不図示のバリを除去する装置であって、チャックテーブル10に保持されたワークWの上面に対面する下面から超音波を発振する超音波ホーン41と、チャックテーブル10に保持されたワークWに水を供給して該ワークWの上面全面に水膜44(図4参照)を形成する水膜形成ノズルとして機能する前記切削水ノズル34と、制御部80を含んで構成されている。
上記超音波ホーン41は、図1に示すように、支持台3の片持ち支持部3aの内部に組み込まれており、図2及び図4に詳細に示すように、X軸方向(切削送り方向)において切削ブレード32の横に配置されている。本実施の形態では、超音波ホーン41は、図3に示すように、円柱状の7つの円柱ホーン41aをX軸方向(チャックテーブル10の保持面10aに平行な左右方向)に配置して一体化することによって構成されている。具体的には、超音波ホーン41は、Y軸方向(前後方向)に僅かな隙間を空けて等間隔に配置された4つと3つの円柱ホーン41aをX軸方向(左右方向)に2列に組み込んで一体化することによって構成されている。なお、超音波ホーン41は、上記の構成に限定するものではなく、1列でも良いし、3列以上に組み込んでも良い。また、超音波ホーン41をワークWの上面全面を覆うように組み込んでも良い。さらに、超音波ホーン41は、円柱でなく、角柱であっても良い。
ここで、超音波ホーン41は、高周波電源42に電気的に接続されており、図2及び図4に示す昇降機構43によってZ軸方向に昇降動する。なお、昇降機構43は、周知のボールネジ機構などによって構成されており、該昇降機構43と高周波電源42は、制御部80に電気的に接続されてその駆動が制御部80によって制御される。
なお、制御部80は、ワークWの切削加工中において、水膜形成ノズルとして共用される切削水ノズル34から水を供給してチャックテーブル10に保持されたワークWの上面全面を水で覆って水膜44を形成し、この水膜44に超音波ホーン41の下面を着水させて該水膜44に超音波振動を伝播させることによって、ワークWのカーフに発生するバリを取り除く機能を果たすものであって、その詳細については後述する。
(搬送手段)
図1に示すように、基台2上の+X軸方向端部(右端部)には、Y軸方向(前後方向)に沿って延びる一対のガイドレール51が互いに平行に配置されているが、この一対のガイドレール51は、切削加工前のワークWを仮置きして位置決めするためのものである。そして、一対のガイドレール51の近傍には、ガイドレール51上に仮置きされたワークWを保持してチャックテーブル10へと搬送する第1搬送手段50が設けられている。この第1搬送手段50は、垂直な軸52aを中心として水平旋回する平面視L字状に屈曲する第1搬送アーム52の先端部でワークWを保持するよう構成されている。
図1に示すように、基台2上の+X軸方向端部(右端部)には、Y軸方向(前後方向)に沿って延びる一対のガイドレール51が互いに平行に配置されているが、この一対のガイドレール51は、切削加工前のワークWを仮置きして位置決めするためのものである。そして、一対のガイドレール51の近傍には、ガイドレール51上に仮置きされたワークWを保持してチャックテーブル10へと搬送する第1搬送手段50が設けられている。この第1搬送手段50は、垂直な軸52aを中心として水平旋回する平面視L字状に屈曲する第1搬送アーム52の先端部でワークWを保持するよう構成されている。
また、図1に示すように、支持台3の側面3bには、切削加工されたワークWを保持して洗浄手段70へと搬送する第2搬送手段60が設けられている。この第2搬送手段60は、支持台3の側面3bにY軸方向(前後方向)に沿って水平に形成されたガイド孔3cに沿ってY軸方向(前後方向)に移動可能な第2搬送アーム61を備えている。ここで、第2搬送アーム61は、平面視くの字状に屈曲しており、その先端部に取り付けられた搬送パッド62によってワークWを保持する。
(洗浄手段)
洗浄手段70は、基台2の略中央部に配置されており、切削加工されたワークWを保持して垂直な軸中心回りに所定の速度で回転する円板状の洗浄テーブル(スピンナテーブル)71と、該洗浄テーブル71に保持されたワークWに向けて洗浄水を噴射する不図示の洗浄水ノズルを含んで構成されている。
洗浄手段70は、基台2の略中央部に配置されており、切削加工されたワークWを保持して垂直な軸中心回りに所定の速度で回転する円板状の洗浄テーブル(スピンナテーブル)71と、該洗浄テーブル71に保持されたワークWに向けて洗浄水を噴射する不図示の洗浄水ノズルを含んで構成されている。
(制御部)
制御部80は、制御プログラムにしたがって演算処理を行うCPU(Central Processing Unit)と、ROM(Read Only Memory)やRAM(Random Access Memory)などのメモリなどを備えている。この制御部80は、チャックテーブル10をその軸中心回りに回転させる不図示の回転機構、切削手段30のスピンドル31を回転駆動する不図示のスピンドルモータ、インデックス送り手段36、切削手段30を昇降動させる不図示の昇降機構、バリ除去装置40の超音波ホーン41を駆動する高周波電源42、超音波ホーン41を昇降動させる昇降機構43(図2及び図4参照)、第1搬送手段50と第2搬送手段60の不図示の駆動機構、洗浄手段70のスピンナテーブル71を回転させる回転機構などを制御する。
制御部80は、制御プログラムにしたがって演算処理を行うCPU(Central Processing Unit)と、ROM(Read Only Memory)やRAM(Random Access Memory)などのメモリなどを備えている。この制御部80は、チャックテーブル10をその軸中心回りに回転させる不図示の回転機構、切削手段30のスピンドル31を回転駆動する不図示のスピンドルモータ、インデックス送り手段36、切削手段30を昇降動させる不図示の昇降機構、バリ除去装置40の超音波ホーン41を駆動する高周波電源42、超音波ホーン41を昇降動させる昇降機構43(図2及び図4参照)、第1搬送手段50と第2搬送手段60の不図示の駆動機構、洗浄手段70のスピンナテーブル71を回転させる回転機構などを制御する。
ところで、本実施の形態に係る切削装置1においては、図1に示すように、基台2の-Y軸方向端部(前側端部)には、操作ボックス4が取り付けられており、この操作ボックス4上には、各種データを入力するためのキーボードなどの入力手段5が設けられており、支持台3上には、撮像ユニット35によって撮像された画像やワークWの切削加工条件などを表示するモニタ装置6が設置されている。
[切削装置の作用]
次に、以上のように構成された切削装置1の作用について説明する。
次に、以上のように構成された切削装置1の作用について説明する。
切削装置1によるワークWの切削加工に際しては、ワークWが図1に示す一対のガイドレール51上に載置されて位置決めされる。そして、この位置決めされたワークWは、第1搬送手段50によって保持されて受け渡し位置P2において待機するチャックテーブル10へと搬送され、図2に示すように、ワークWが表面を下にした状態でチャックテーブル10上に載置される。すると、ワークWの凸部Wbがチャックテーブル10の保持面10aに形成された凹部10a1に嵌め込まれ、この状態から不図示の吸引源によってチャックテーブル10の保持面10aが吸引されると、ワークWがチャックテーブル10の保持面10aに吸引保持される。
他方、図1に示す加工位置P1においては、撮像ユニット35によるワークWの表面の撮像によって画像が得られると、その画像に基づくパターンマッチング処理によって切削すべきストリートLが検出される。このようにワークWのストリートLが検出されると、切削ブレード32のY軸方向(割り出し方向)の位置が割り出され、インデックス送り手段36によって切削ブレード32のY軸方向の位置がワークWの切削すべきストリートLの位置に合わせられる。
そして、上記状態から切削ブレード32が高速で回転駆動されながら、不図示の昇降機構によって所定の切込量分だけ降するとともに、図2及び図4に示す移動機構20によってチャックテーブル10とこれに保持されたワークWが-X軸方向に移動する。また、不図示の水供給源から切削水が切削水ノズル34へと供給され、切削水ノズル34の先端部34Aに形成された複数のスリット34a(図2参照)から切削水が切削ブレード32に向けて噴射される。
すると、加工位置P1において、チャックテーブル10に保持されたワークWは、切削水ノズル34から切削水の供給を受けながら、切削ブレード32によってストリートLに沿って切削される。このとき、切削水ノズル34から噴射されて切削ブレード32の潤滑と冷却に供される切削水がワークWの周囲を囲む外壁12の内側部分に溜まり、図4に示すように、ワークWの上面全面に亘って厚さの薄い水膜44が形成される。このとき、超音波ホーン41は、昇降機構43によって下降し、図4に示すように、その下面が水膜44に着水しており、高周波電源42によって超音波ホーン41が起動されると、該超音波ホーン41によって水膜44に超音波振動が伝播し、切削ブレード32による切削によってワークWに形成されたカーフ(切削溝)に発生したバリが水膜44の超音波振動によって確実に除去される。
本実施の形態では、ワークWのカーフに発生したバリの除去は、ワークWを切削加工しながら同時に行われるため、バリを短時間で効率良く且つ確実に除去することができる。また、バリの除去は、切削水ノズル34から切削ブレード32に向けて噴射される切削水を利用して行われるため、従来のように切削水とは別に高圧水をワークWのカーフに向けて噴射する必要がなく、したがって、多量の高圧水を消費することなく、低コストで経済的にバリ取りを行うことができる。
そして、ワークWに対する以上の切削加工が一方向の全てのストリートLに沿って行われると、不図示の回転機構によってチャックテーブル10とこれに保持されたワークWが90°だけ回転され、切削が終了したストリートLと直交する他方向のストリートLに沿う切削加工が同様になされる。そして、ワークWの全てのストリートLに沿う切削が終了すると、個々にデバイスが搭載された複数のチップが得られる。
以上の切削手段30によるワークWの切削加工が終了すると、第2搬送手段60によってワークWが保持されてチャックテーブル10から洗浄手段70へと搬送される。すると、洗浄手段70へと搬送されたワークWは、洗浄テーブル71上に載置され、不図示の吸引源によって洗浄テーブル71上に吸引保持される。すると、不図示の回転機構によって洗浄テーブル71とこれに保持されたワークWが垂直な中心軸回りに所定の速度で回転駆動され、不図示の洗浄水ノズルからワークWに向けて洗浄水が噴射されることによって、ワークWに付着した切削屑が洗浄されて除去される。
本実施の形態に係る切削装置1においては、以上のような一連の過程を経てワークWに対する切削加工がなされるが、前述のように、切削加工中にワークWに形成されたカーフ(切削溝)に発生するバリは、ワークWの切削加工中に切削水ノズル34から切削ブレード32に向けて噴射される切削水によってワークWの上面全面に形成される水膜44の超音波ホーン41による超音波振動によって短時間で確実に除去される。
ところで、以上の実施の形態では、チャックテーブル10に保持されたワークWの切削加工中に該ワークWの上面全面に水膜44を形成し、この水膜44を超音波ホーン41によって超音波振動させる構成を採用したが、図5に示すように、第2搬送手段60の搬送パッド62に超音波ホーン41を取り付け、この超音波ホーン41と不図示の洗浄水ノズルによってバリ除去装置40を構成しても良い。この場合、洗浄水ノズルは、水膜形成ノズルを兼用することとなり、該洗浄水ノズルから噴射される洗浄水によってワークWの上面全面に水膜を形成し、この水膜に超音波ホーン41の下面を着水させた状態で、該超音波ホーン41によって水膜を超音波振動させれば、ワークWのカーフに発生したバリを除去することができる。なお、図5に示す切削装置1は、図6及び図8に示す後述のワークセットWS1(またはWS2)のワークW1(またはW2)を円板状のチャックテーブル10に保持して該ワークW1(またはW2)を切削する装置である。
以上のように、第2搬送手段60の搬送パッド62に超音波ホーン41を取り付けても、洗浄手段70において前述と同様の効果が得られるが、ここで、洗浄手段にバリ除去装置を設けた別の例を変形例1,2として以下に説明する。
[バリ除去装置の変形例]
<変形例1>
図6は本発明に係るバリ除去装置の変形例1を示す破断斜視図、図7は図6に示すバリ除去装置の作用を示す部分側断面図である。
<変形例1>
図6は本発明に係るバリ除去装置の変形例1を示す破断斜視図、図7は図6に示すバリ除去装置の作用を示す部分側断面図である。
図6に示す洗浄手段70Aは、上方が開口するドラム状のカバー72内に円板状の洗浄テーブル(スピンナテーブル)71と洗浄水ノズル73を収容して構成されている。ここで、洗浄テーブル71は、回転駆動源である電動モータ74によって垂直な軸中心回りに回転駆動される回転軸75の上端に水平に取り付けられており、その上面にはワークセットWS1またはWS2が4つのクランプ76によって保持される。すなわち、洗浄テーブル71の外周部には、4つのクランプ76が周方向に等角度ピッチ(90°ピッチ)で取り付けられており、洗浄テーブル71の保持面71aに載置されたワークセットWS1またはWS2は、4つのクランプ76によってスピンナテーブル71の保持面71aに固定されて保持される。
また、洗浄ノズル73は、電動モータ77によって旋回する垂直な軸78の上端から水平に延びるアーム79の先端に取り付けられており、この洗浄水ノズル73には、不図示の洗浄水供給源から洗浄水が供給される。
ここで、一方のワークセットWS1は、円板状のワーク(ウェーハ)W1とその周囲に配されたリングフレームFとにテープTが貼着されることによって両者が一体化したものであって、他方のワークセットWS2は、長方形のワークW2とその周囲に配されたリングフレームFとにテープTが貼着されることによって両者が一体化したものである。なお、各ワークW1,W2は、その表面(図6においては、上面)が格子状に配列された複数のストリートによって多数の矩形領域に区画されており、各矩形領域にはICやLSIなどのデバイスがそれぞれ形成されている。そして、このように多数のデバイスが形成された各ワークW1,W2をストリートに沿って切削することによって各ワークW1,W2に発生したバリがバリ除去装置40Aによって除去される。
本変形例1に係るバリ除去装置40Aは、洗浄テーブル71の保持面71aに保持されたワークセットWS1(またはWS2)のワークW1(またはW2)の上面に隙間をあけて対面する下面を有する超音波ホーン41と、洗浄テーブル71に保持されたワークセットWS1(またはWS2)のワークW1(またはW2)の上面全面に水膜44(図7参照)を形成する水膜形成ノズルとしての洗浄水ノズル73を備えている。
上記超音波ホーン41は、1つの円柱ホーン41aによって構成されており、この超音波ホーン41は、洗浄テーブル71の保持面71aの中心軸上に配置されており、図6に示す昇降機構90によってZ軸方向に昇降動することができる。ここで、昇降機構90は、垂直に立設されたベースプレート91に取り付けられたガイドレール92に沿ってZ軸方向に上下動するスライダ93を備えており、このスライダ93には、垂直なボールネジ軸94が螺合挿通している。
そして、上記ボールネジ軸94の上下端は、軸受95,96によってベースプレート91に回転可能に支持されており、該ボールネジ軸94の上端は、回転駆動源である電動モータ97に連結されている。
以上のように構成された昇降機構90において、電動モータ97が起動されてボールネジ軸94が回転すると、このボールネジ軸94に螺合するスライダ93がガイドレール92に沿って上下動するため、このスライダ93に取り付けられた旋回アーム98と共に超音波ホーン41がZ軸方向に昇降動する。
また、水平方向に配置された前記スライダ93の長手方向一端部には、門型の前記旋回アーム98が回転可能に支持されている。そして、この旋回アーム98の垂直な回転軸部98aは、スライダ93に回転可能に支持されており、回転軸部98aのスライダ93を貫通する部分の下端には、回転駆動源である電動モータ99が取り付けられている。
また、旋回アーム98の回転軸部98aの上端からは水平アーム部98bが水平に延びており、この水平アーム部98bには、超音波ホーン41を起動するための高周波電源42が設置されている。そして、旋回アーム98の水平アーム部98bの長手方向端部からは垂直部98cが下方に向かって垂直に延びており、この垂直部98cの下端に超音波ホーン41が取り付けられている。
以上のように構成されたバリ除去装置40Aを備える洗浄手段70Aにおいては、電動モータ99が起動されて旋回アーム98が回転軸部98aを中心として水平旋回し、この旋回アーム98の垂直部98cに取り付けられた超音波ホーン41が図7に示すようにワークセットWS1(またはWS2)のワークW1(またはW2)の中心軸上に配置される。そして、この状態から、洗浄水ノズル73から洗浄水がワークW1(またはW2)に向けて噴射され、スピンナテーブル71の保持面71aに保持されたワークセットWS1(又はWS2)のワークW1(またはW2)の上面全面には、図7に示すように、洗浄水ノズル73から噴射される洗浄水による水膜44が形成される。そして、この状態から、昇降機構90によって超音波ホーン41が下降し、その下面がワークW1(またはW2)の上面に形成された水膜44に着水すると、高周波電源42によって超音波ホーン41が駆動され、該超音波ホーン41から水膜44に超音波振動が伝播されるため、ワークW1(又は)W2に発生したバリが水膜44の超音波振動によって確実に除去される。
本変形例1では、ワークW1(またはW2)に発生したバリの全てを洗浄手段70Aにおいて一度に短時間で効率良く且つ確実に除去することができる。また、バリの除去は、洗浄水ノズル73から噴射される洗浄水を利用して行われるため、従来のように洗浄水とは別に高圧水をワークW1(またはW2)に向けて噴射する必要がなく、したがって、多量の高圧水を消費することなく、低コストで経済的にバリ取りを行うことができる。
なお、洗浄手段70AによるワークセットWS1(またはWS2)の洗浄は、従来と同様に、洗浄テーブル71とこれに保持されたワークセットWS1(またはWS2)を所定の速度で回転させながら、洗浄水ノズル73からワークセットWS1(またはWS2)に向けて洗浄水を噴射することによってなされる。
<変形例2>
図8は本発明に係るバリ除去装置の変形例2を示す破断斜視図、図9は図8に示すバリ除去装置の作用を示す部分側断面図であり、これらの図においては、図6及び図7に示したものと同一要素には同一符号を付しており、以下、それらについての再度の説明は省略する。
図8は本発明に係るバリ除去装置の変形例2を示す破断斜視図、図9は図8に示すバリ除去装置の作用を示す部分側断面図であり、これらの図においては、図6及び図7に示したものと同一要素には同一符号を付しており、以下、それらについての再度の説明は省略する。
本変形例2においては、バリ除去装置40Bに設けられた超音波ホーン41が円環状に配置された複数本(図示例では、10本)の円柱ホーン41aを組付一体化して構成されており、この超音波ホーン41は、スピンナテーブル71の保持面71aの中心部の上方に位置している。
本変形例2に係るバリ除去装置40Bを備える洗浄手段70Bにおいては、洗浄水ノズル73から洗浄水がワークW2(またはW1)に向けて噴射され、図9に示すように、洗浄テーブル71の保持面71aに保持されたワークセットWS2(またはWS1のワークW2(またはW1)の上面全面には、洗浄水ノズル73から噴射される洗浄水による水膜44が形成される。そして、この状態から、昇降機構90によって超音波ホーン41が下降し、その下面がワークW2(またはW1)の上面に形成された水膜44に着水すると、高周波電源42によって超音波ホーン41が駆動され、該超音波ホーン41から水膜44に超音波振動が伝播するため、ワークW2(またはW1)に発生したバリが水膜44の超音波振動によって確実に除去される。
本変形例2においても、前記変形例1と同様に、ワークW2(またはW1)に発生したバリの全てを洗浄手段70Bにおいて一度に短時間で効率良く且つ確実に除去することができる。また、バリの除去は、洗浄水ノズル73から噴射される洗浄水を利用して行われるため、洗浄水とは別に高圧水をワークW2(またはW1)に向けて噴射する必要がなく、したがって、多量の高圧水を消費することなく、低コストで経済的にバリ取りを行うことができる。
なお、洗浄手段70BによるワークセットWS2(またはWS1)の洗浄も、従来と同様に、洗浄テーブル71とこれに保持されたワークセットWS2(またはWS1)を所定の速度で回転させながら、洗浄水ノズル73からワークセットWS2(またはWS1)に向けて洗浄水を噴射することによってなされる。
その他、本発明は、以上説明した実施の形態に適用が限定されるものではなく、特許請求の範囲及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内で種々の変形が可能であることは勿論である。
1:切削装置、2:基台、2a:基台の開口部、3:支持台、3a:片持ち支持部、
3b:支持台の側面、3c:ガイド孔、4:操作ボックス、5:入力手段、
6:モニタ装置、10:チャックテーブル、10a:保持面、
10a1:保持面の凹部、10a2:保持面の支持面、11:回転軸、
12:外壁、12a:スリット、13:カバー、14:伸縮カバー、
20:移動機構、30:切削手段、31:スピンドル、32:切削ブレード、
33:ブレードカバー、34:切削水ノズル(水膜形成ノズル)、
34A:切削水ノズルの先端部、34a:スリット、35:撮像ユニット、
36:インデックス送り手段、40,40A,40B:バリ除去装置、
41:超音波ホーン、41a:円柱ホーン、42:高周波電源、43:昇降機構、
44:水膜、50:第1搬送手段(搬送手段)、51:ガイドレール、
52:第1搬送アーム、52a:軸、60:第2搬送手段(搬送手段)、
61:第2搬送アーム、62:搬送パッド、70,70A,70B:洗浄手段、
71:洗浄テーブル、71a:洗浄テーブルの保持面、72:カバー、
73:洗浄水ノズル(水膜形成ノズル)、74:電動モータ、75:回転軸、
76:クランプ、77:電動モータ、78:軸、79:アーム、80:制御部、
90:昇降機構、91:ベースプレート、92:ガイドレール、93:スライダ、
94:ボールネジ軸、95,96:軸受、97:電動モータ、98:旋回アーム、
98a:旋回アームの回転軸部、98b:旋回アームの水平アーム部、
98c:旋回アームの垂直部、99:電動モータ、
F:リングフレーム、L:ストリート、P1:加工位置、P2:受け渡し位置、
R1:デバイス領域、R2:余剰領域、T:テープ、W,W1,W2:ワーク、
Wa:樹脂基板、Wb:凸部、WS,WS1,WS2:ワークセット
3b:支持台の側面、3c:ガイド孔、4:操作ボックス、5:入力手段、
6:モニタ装置、10:チャックテーブル、10a:保持面、
10a1:保持面の凹部、10a2:保持面の支持面、11:回転軸、
12:外壁、12a:スリット、13:カバー、14:伸縮カバー、
20:移動機構、30:切削手段、31:スピンドル、32:切削ブレード、
33:ブレードカバー、34:切削水ノズル(水膜形成ノズル)、
34A:切削水ノズルの先端部、34a:スリット、35:撮像ユニット、
36:インデックス送り手段、40,40A,40B:バリ除去装置、
41:超音波ホーン、41a:円柱ホーン、42:高周波電源、43:昇降機構、
44:水膜、50:第1搬送手段(搬送手段)、51:ガイドレール、
52:第1搬送アーム、52a:軸、60:第2搬送手段(搬送手段)、
61:第2搬送アーム、62:搬送パッド、70,70A,70B:洗浄手段、
71:洗浄テーブル、71a:洗浄テーブルの保持面、72:カバー、
73:洗浄水ノズル(水膜形成ノズル)、74:電動モータ、75:回転軸、
76:クランプ、77:電動モータ、78:軸、79:アーム、80:制御部、
90:昇降機構、91:ベースプレート、92:ガイドレール、93:スライダ、
94:ボールネジ軸、95,96:軸受、97:電動モータ、98:旋回アーム、
98a:旋回アームの回転軸部、98b:旋回アームの水平アーム部、
98c:旋回アームの垂直部、99:電動モータ、
F:リングフレーム、L:ストリート、P1:加工位置、P2:受け渡し位置、
R1:デバイス領域、R2:余剰領域、T:テープ、W,W1,W2:ワーク、
Wa:樹脂基板、Wb:凸部、WS,WS1,WS2:ワークセット
Claims (6)
- 切削ブレードによって切削されたカーフにバリが形成されたワークの該バリを除去するバリ除去装置であって、
ワークを保持面で保持するテーブルと、該保持面に保持されたワークの上面に対面する下面から超音波を発振する超音波ホーンと、該保持面に保持されたワークの上面全面を覆う水膜を形成する水膜形成ノズルと、制御部とを備え、
該制御部は、
該水膜形成ノズルから水を供給して形成した該水膜に該超音波ホーンの下面を着水させ該水膜に超音波振動を伝播させ、ワークのカーフに形成された該バリを取り除くバリ除去装置。 - 該超音波ホーンは、円柱状の円柱ホーンを該保持面に平行な方向に複数配置して一体化して構成される請求項1記載のバリ除去装置。
- 請求項1または2記載のバリ除去装置を備え、該保持面に保持されたワークを切削ブレードで切削する切削手段と、該切削ブレードの切削送り方向に該テーブルを移動させる移動機構とを備える切削装置であって、
該保持面に保持されたワークの上面に隙間をあけて対面する下面を有する超音波ホーンと、該保持面に保持されたワークの上面に水膜を形成する水膜形成ノズルと、を備える切削装置。 - 該超音波ホーンを該切削送り方向において該切削ブレードの横に配置するとともに、該水膜形成ノズルを、該切削ブレードに切削水を供給する切削水ノズルで構成した、請求項3記載の切削装置。
- 切削加工後のワークを洗浄テーブルに保持させ、該ワークを洗浄水ノズルから噴射される洗浄水によって洗浄する洗浄手段を備え、該水膜形成ノズルを該洗浄水ノズルで構成した、請求項3記載の切削装置。
- 該テーブルに対してワークを搬入及び搬出する搬送手段を備え、該搬送手段に該超音波ホーンを設けた、請求項3記載の切削装置。
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